Phần 4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận
4.5. Công nghệ xửlý nướcthải tạikhu côngnghiệp Phú Thị
PHÚ THỊ
Theo các thông số ô nhiễm của nước thải, chúng tôi đề xuất phương án công nghệ cho hệ thống xử lý bao gồm các quy trình xử lý theo sơ đồ công nghệ hình 4.7. được thuyết minh cụ thể như sau:
Bước 1. Cụm xử lý sơ bộ
Nước thải từ các nhà máy tự chảy vào hệ thống thu gom nước thải của khu công nghiệp Phú Thị tới Bể gom. Trước khi vào Bể gom nước thải qua song tách rác thô để loại bỏ hết các loại rác lớn như : Bao bì, giấy vụn, cành cây, đá, rẻ… ra khỏi nước thải .
Từ Bể gom nước thải, nước thải được bơm lên máy tách rác tự động, các bơm này hoạt động theo chế độ bằng tay hoặc tự động theo mức nước thải trong bể. Máy tách rác tự động tách toàn bộ rác thải có kích thước lớn hơn 3mm. Nước thải sau đó tự chảy vào bể lắng cát để tách hầu hết cát và sỏi nặng ra khỏi nước thải. Cát lắng xuống đáy định kỳ được bơm hút tới bể chứa bùn. Trong bể lắng cát lắp đặt một hệ thống thu gom dầu mỡ.
Sau đó, nước thải tự chảy sang bể điều hoà để điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải. Đáy bể điều hoà lắp đặt hệ thống phân phối khí ở dạng bọt to, phân huỷ sơ bộ nước thải. Bể điều hoà được đổ nắp kín, khí thải từ bể được thu gom và hút về hệ thống xử lý mùi. Tại đây, nhờ các enzim, mùi xử lý triệt để mùi trước khi được phóng không.
Nước thải từ Hệ thống thu gom của các nhà máy KCN Song chắn rác thô Bể gom Máy tách rác Bể lắng cát Bể điều hoà Bể khuấy trộn Bể lắng hóa lý Bể Anoxic Bể Aeroten Bể lắng sinh học Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Bể phân huỷ bùn Bể nén bùn Máy ép bùn Axit Phèn Kiềm Polymer Dinh dưỡng Máy thổi khí
Bước 2. Cụm Xử lý hoá lý
Nước thải từ bể điều hoà được bơm lên bể khuấy trộn hoá lý. Tại đây lắp đặt 3 máy khuấy trộn nước thải với hoá chất. Hoá chất được sử dụng là phèn nhôm, hoá chất điều chỉnh pH, chất trợ keo tụ. Sau đó, nước được tự chảy sang bể lắng sơ cấp. Tại bể lắng sơ cấp, bùn lắng xuống đáy bể và được bơm về bể chứa bùn, nước trong tự chảy sang bể Anoxic.
Bước 3. Cụm Xử lý sinh học
Cơ chế xử lý: Hệ thống Bể xử lý sinh học Anoxic và Aeroten có mục đích ôxy hoá COD, BOD, đồng thời khử Nitơ qua quá trình Nitrification – Denitrification ngoài ra còn phân hủy một số hợp chất khác thể hiện như sau: Nước thải từ bể lắng sơ bộ cùng với bùn hoạt tính tuần hoàn từ bể lắng vào bể xử lý sinh học. Nồng độ bùn hoạt tính từ 1.000 – 3.000 mg/l và nồng độ bùn tuần hoàn từ 4000 – 5000 mg/l. Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, khả năng xử lý BOD của bể càng lớn. Oxi được cung cấp bằng máy thổi khí và hệ thống phân phối khí từ đáy bể có hiệu quả khuếch tán oxi vào trong nước thải cao tạo điều kiện cho vi sinh vật sử dụng để ôxi hoá nước thải . Phương trình phản ứng:
Chất hữu cơ + O2 + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí CO2 + H2O + NH3 + C5H7NO2 (vi khuẩn mới) + Năng lượng
Quá trình hô hấp nội bào là quá trình ôxi hoá bùn (vi khuẩn) được thể hiện bằng phương trình sau:
C5H7NO2 + O2 vi khuẩn CO2 + H2O + NH3 + E
Bên cạnh quá trình phân giải các chất hữu cơ thành CO2 và H2O, vi khuẩn hiếu khí Nitrosomonas và Nitrobacter còn oxi hoá NH3 thành Nitrit và cuối cùng thành Nitrat. Các phương trình phản ứng như sau:
Vi khuẩn Nitrosomonas: NH4+ + O2 NO2- + H+ + H2O
Vi khuẩn Nitrobacter: NO2- + O2 NO3- + H+ + H2O
Trong bể xử lý sinh học cũng diễn ra quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrat thành phần nitơ dạng khí N2 đảm bảo nồng độ nitơ trong nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường.Quá trình sinh học khử nitơ liên quan tới quá trình ôxi hoá sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử dụng Nitrat hoặc Nitrit như chất nhận điện tử thay vì dùng ôxi. Trong điều kiện không có ôxi hoặc ôxi dưới 2 mg/l diễn ra phản ứng khử nitơ:
C10H19O3N + NO3- N2 + CO2 + NH3 + H+
Quá trình chuyển hoá này được thực hiện bởi vi khuẩn nitrat chiếm khoảng 10 – 80% khối lượng vi khuẩn trong bùn hoạt tính. Tốc độ khử nitơ đặc biệt dao động 0,04đến 0,42 gN-NO3-/g MLSS.ngày, tỉ số F/M (thức ăn/vi sinh vật) càng cao thì tốc độ khử Nitơ càng lớn. Quá trình này thường diễn ra tại bể Selector và bể lắng thứ cấp.
Hạng mục xử lý: Hệ thống bể xử lý sinh học bao gồm có Bể đệm thiếu khí Anoxic, hai Bể sinh học Aeroten và Bể lắng thứ cấp.
Việc thiết kế bể đệm Anoxic nhằm đảm bảo ổn định môi trường cho cụm xử lý vi sinh vật sau đó, đồng thời bổ sung (nếu thiếu) thêm các chất dinh dưỡng như Phosphos và nguồn Carbon (đường/rỉ đường…). Thiết kế bể slector làm giảm đáng kể tăng trưởng vi khuẩn dạng sợi trong bể xử lý sinh học Aeroten, sự phát triển mạnh của vi khuẩn dạng sợi là nguyên nhân chính làm bùn khó lắng, chất lượng nước thải sau xử lý kém. Môi trường trong bể Anoxic cũng lý tưởng cho việc xử lý Nitơ (nếu Nitơ trong hệ thống thừa) vì tại đây có nguồn Carbon từ nguồn nước thải cấp vào, có bùn hoạt tính chứa vi sinh vật, Nồng độ oxi có thể khống chế dưới 1mg/l.
Tiến trình xử lý: Nước thải từ bể lắng sơ bộ và bùn sinh học sẽ được hồi lưu
trực tiếp từ Bể lắng thứ cấp về bể Anoxic. Hệ thống sục khí sẽ cung cấp ôxy cho quá trình ôxy hoá cũng như xáo trộn đều các hóa chất và các chất dinh dưỡng bổ sung tại Bể đệm Anoxic đảm bảo tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1.
Quá trình hiếu khí cao tải tại Bể đệm sẽ đảm bảo cho sự phát triển các vi sinh vật có ích cho quá trình phản ứng tiếp theo. Nước thải và bùn sinh học đã được cấp khí sẽ tiếp tục chảy sang bể Sinh học.
Nước thải từ bể xử lý sinh học Aeroten tự chảy sang bể lắng thứ cấp, tại đây, nước trong được tự chảy sang bể khử trùng, váng nổi được tuần hoàn lại bể xử lý sinh học Aeroten, bùn sinh học ở đáy bể lắng được hồi lưu lại bể đệm Anoxic, phần bùn dư được định kỳ bơm sang Bể phân huỷ bùn.
Thiết bị trong cụm xử lý:
Dưới đáy bể sinh học Anoxic và bể Aeroten có lắp thiết bị khuấy trộn chìm và hệ thống PPK bọt mịn. Hệ thống PPK này có ưu điểm là cho bọt khí mịn nên hàm lượng oxy hấp thu trong nước rất cao giúp cho vi sinh vật phát triển mạnh.
Hệ thống cấp không khí cho bể xử lý sinh học được cấp bởi máy thổi khí thông qua hệ thống đường ống công nghệ.
Bước 4. Xử lý bùn
Quá trình xử lý nước thải sẽ sinh ra chất thải thứ cấp là bùn thải từ quá trình xử lý sơ bộ và quá trình xử lý sinh học.
Bùn thải từ quá trình xử lý sơ bộ chứa thành phần chủ yếu là các chất vô cơ và hữu cơ không tan sẽ được đưa về bể làm đặc bùn. Tại bể này bùn sẽ tách thành 2 phần: phân bùn đặc lắng xuống đáy đạt hàm lượng chất rắn khoảng 2 – 3% sẽ được đưa đến thiết bị tách nước. Phần nước trong bên trên sẽ được thu về Bể gom nước thải.
Bùn thải từ quá trình xử lý sinh học có thành phần chủ yếu là chất hữu cơ dễ phân hủy được đưa về bể phân hủy bùn sinh học lợi dụng quá trình phân hủy nội sinh của vi sinh vật trong điều kiện thiếu cạn kiệt nguồn thức ăn. Bùn sau quá trình phân hủy sinh học còn gọi là bùn trơ được đưa về bể nén bùn.
Hỗn hợp bùn tại bể làm đặc bùn sẽ được chuyển sang ép bằng máy ép bùn để làm khô và mang đi chôn lấp.
Bước 5. Khử trùng
Nước thải từ bể lắng còn chứa vi khuẩn gây bệnh, để đảm bảo vệ sinh môi trường nước thải được khử trùng trước khi thải ra môi trường. Giaven được đưa vào nước thải , clo tự do trong nước Giaven sẽ thâm nhập vào cơ thể vi khuẩn làm chết vi khuẩn.
Nước thải sau xử lý đạt QCVN 40-2011/BTNMT cột A.
Hệ thống xử lý được thiết kế để loại bỏ các chất rắn lơ lửng, chất màu, các chất hữu cơ và vi sinh vật đảm bảo đạt quy chuẩn QCVN 40: 2011/ BTNMT Cột A trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.
Một số thay đổi cho trạm xử lý nước thải KCN Phú Thị như sau:
-Tại bể khuấy trộn, hệ điều chỉnh pH không thông qua bộ điều khiển pH controller,gây khó khăn trong việc xác định và điều chỉnh pH. pH controller là thiết bị cảm ứng, truyền tín hiệu về tủ điện. ngưỡng cảm biến có thể tự cài đặt, ví dụ pH lên đến 10 sẽ tự động bơm axit, pH giảm về 6 tự động bơm bazo.
-Hóa chất sử dụng tại bể khuấy trộn sử dụng hóa chất trợ lắng là PAC và polymer, sử dụng phèn nhôm sẽ gián tiếp làm tăng COD của nước, và về giá thành và hiệu suất làm việc thì PAC tốt hơn so với phèn nhôm.
-Tại bể nén bùn có thêm hệ thống đĩa thổi khí thô, có thể đảo trộn hỗn hợp bùn và nước khi cần thiết.
-Máy ép bùn có hệ thống cấp khí cho máy ép bùn hoạt động. quá trình thổi khô bùn cần được cung cấp khí
-Ở dưới bể anoxic có khuấy trộn chìm nhưng bể aeroten thì không cần thiết (sục khí 24/24 thì không cần khuấy).
-Công ty nhôm Đô Thành chuyên về gia công kim loại. quá trình gia công kim loại sẽ sử dụng rất nhiều hóa chất có gốc phốt phát, và axit. Nếu tổng P trong nước thải đầu ra quá cao thì nên sử dụng CaO làm chất ổn định pH.
-Nước thải của KCN có khá nhiều dầu mỡ, cần có tích hợp hệ thống tách dầu vào bể lắng cát. (tách dầu bằng cách không thu nước bề mặt, thu nước ở sát đáy, dầu mỡ sẽ nổi lên trên).
4.6. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP