2.3.1. Trạm xử lý nước thải sinh hoạt công suất 200m3/ngày,đêm
Công Ty Chế Biến Xuất Nhập Khẩu Nông Sản Thực Phẩm Đồng Nai
Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải Công Ty Chế Biến Xuất
Công nghệ chủ đạo:
Sử dụng công nghệ bùn hoạt tính theo phương pháp thiếu khí và hiếu khí cổ điển.
Ưu điểm:
Khả năng xử lý nước thải có BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm diện tích.
Nhược điểm:
- Đòi hỏi người vận hành phải có trình độ cao, vận hành phức tạp, chi phí xây dựng tốn kém.
- Đòi hỏi nhiều năng lượng để cấp cho máy thổi khí trong suốt quá trình hoạt động.
- Chi phí đầu tư xây dựng bể lọc than hoạt tính không hợp lý, tốn kém do phải thay than hoạt tính theo định kì, nước thải có thể không cần qua giai đoạn này mà vẫn đạt hiệu quả
2.3.2. Hệ thống xử lý nước thải Công ty XNK Thủy Sản Nam Hà Tĩnh -
Nâng cấp từ công suất 150 m3/ngày lên 200 m3/ngày
Thuyết minh công nghệ
Nước thải được xử lý theo kỹ thuật “Màng vi sinh di động” với hiệu quả cao, đạt các tiêu chuẩn qui định. Nước thải được xử lý bằng phương pháp vi sinh tại bể xử lý hiếu khí.
Hệ thống xử lý nước bao gồm tổ hợp công nghệ sau:
Nước thải sản xuất được thu gom sau đó dẫn qua SCR thô vào hố thu gom nước thải sau đó nước thải tự chảy sang bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng nước thải đầu vào. Trong bể điều hòa có lắp hệ thống sục khí để xáo trộn đều nhằm tránh hiện tượng lắng cặn trong bể. Sau đó nước thải được bơm đến SCRM để loại bỏ lượng chất thải rắn có kích thước nhỏ hơn còn lại trước khi dẫn sang bể tách mỡ. Tại bể tách mỡ nước thải được tách các váng mỡ có trong nước thải để tăng hiệu quả xử lý cho các công trình đơn vị phía sau và tránh làm tắt đường ống trong hệ thống xử lý. Phần váng mỡ sau khi gạn lọc được vớt bỏ cùng với chất thải rắn đã lược bỏ sau khi qua SCR thô và SCR mịn. Nước thải sau đó chảy sang bể trung gian nhằm ổn định dòng chảy trước khi chảy qua bể tuyển nổi. Tại bể trung gian, nước thải được bơm bằng 2 bơm trục ngang lên bể keo tụ, đồng thời bổ sung hóa chất để điều chỉnh pH đồng thời châm thêm chất keo tụ PAC trên đường ống thông qua thiết bị phối trộn tĩnh. Nước thải từ bể keo tụ chảy sang bể tạo bông, trong bể này sử dụng thiết bị khuấy trộn cơ khí (hệ thống cánh khuấy) nhằm tăng hiệu quả của quá trình tạo bông.
Sau quá trình này nước thải tự chảy sang bể tuyển nổi. Khí nén hòa tan được cung cấp nhằm tăng hiệu quả tuyển nổi các bông cặn có trọng lượng nhỏ và tiến hành thu váng nổi trên mặt bằng hệ thống cào di động.
Nước trong sau quá trình tuyển nổi tự chảy sang hai bể bùn hoạt tính hiếu khí để tiếp tục xử lý các chất hữu cơ có trong nước thải. Tại đây khí oxy được cung cấp vào bể thông qua hai máy thổi khí làm việc luân phiên để vi sinh vật có thể hoạt động và phát triển sinh khối. Sau khi được xử lý tại bể bùn hoạt tính hiếu khí nước tự chảy vào bể lắng đứng thông qua ống dẫn nước thải vào ống trung tâm. Bể lắng có nhiệm vụ lắng bùn vi sinh đã sinh ra trong quá trình xử lý hiếu khí trong bể bùn hoạt tính hiếu khí bằng phương pháp trọng lực. Nước sau khi lắng tự chảy vào bể tiếp xúc. Tại đây dung dịch NaOCl được bơm định lượng vào để khử trùng nước, loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trước khi xả ra môi trường. Nước thải sau xử lý đạt theo QCVN 11:2008, Cột B.
Phần bùn sau khi lắng được thanh gạt bùn tập trung vào ngăn chứa bùn, theo định kỳ bơm hút bùn bơm vào bể chứa bùn. Một phần bùn được bơm tuần hoàn trở
về bể bùn hoạt tính hiếu khí để tiếp tục quy trình xử lý. Bể chứa bùn giữ lại lượng bùn từ bể lắng, bể tuyển nổi và một số cặn trong quá trình súc rửa bể. Tại bể chứa bùn xảy ra quá trình nén bùn và lượng nước sau khi lắng được đưa về bể điều hòa tiếp tục xử lý, phần bùn sau khi nén được xe hút bùn định kỳ hút vận chuyển đến bãi chôn lấp vệ sinh.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO CÔNG TY CỔ PHẦN XI MĂNG VICEM BÚT SƠN
3.1. Cơ sở thiết kế
3.1.1. Cơ sở pháp lý
- Luật Bảo vệ môi trường số 52/2005/QH11 ngày 29 tháng 11 năm 2005. - Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23 tháng 6 năm 2014. - Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012.
- Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi trường.
- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của chính phủ về sửa đổi bổ sung một số điều của nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của chính phủ về việc quy định chi tiết và hưng dã thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi trường.
- Quyết định 16/2008/QĐ- BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2008, Quyết định ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường.
- QCVN 08:20015/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt - QCVN 14:2008/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải sinh hoạt
- TCXDVN 51:2008 của Bộ Xây Dựng, Thoát nước- Mạng lưới bên ngoài và công trình- tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 7957:2008- Thoát nước, mạng lưới và công trình bên ngoài.hoạt. - Luật Bảo vệ môi trường số 52/2005/QH11 ngày 29 tháng 11 năm 2005.
- Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23 tháng 6 năm 2014. - Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012.
- Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi trường.
- Quyết định 16/2008/QĐ- BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2008, Quyết định ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường.
- TCXDVN 51:2008 của Bộ Xây Dựng, Thoát nước- Mạng lưới bên ngoài và công trình- tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 7957:2008- Thoát nước, mạng lưới và công trình bên ngoài.hoạt.
3.1.2. Cơ thực tế
Chọn vị trí mặt bằng hệ thống
Bảng 3.1: Quy mô sử dụng đất của công ty xi măng Bút Sơn
STT Mục đích sử dụng đất Quy mô
1 Các lô đất công nghiệp 10,57 ha
3 Nhà kho chứa rác 4500 m2
4 Trạm xử lý nước thải tập trung 96 m2
5 Cây xanh 13.794 m2
6 Khu đất điều hành 0,107 ha
(Theo báo cáo ĐTM của công ty xi măng Vicem Bút Sơn)
Trạm xử lý nước thải được bố trí ở góc phía Đông Bắc của công ty, nằm cạnh tuyến ống thoát nước thải nằm trên lề đường phía Bắc công ty. Trạm xử lý nước thải cách khu dân cư gần nhất khoảng 1km về phía Đông.
- Công suất dự kiến: 100 m3/ngày. Trạm xử lý nước thải được xây dựng trong thời gian sớm nhất, dự kiến hoàn thiện và đi vào hoạt động đáp ứng tiếp nhận nước thải từ công ty.
- Hệ thống xử lý được xây bên cạnh nhà để xe của công ty và nhà bảo vệ, nền móng đất xây dựng là đất cát.
- Dự kiến xây dựng hệ thống xử lý với tổng chiều dài là 23m ; chiều rộng là 4m; chiều cao là 3.8m.
- Các công trình lân cận tại hệ thống xử lý là nhà bảo vệ, khu để xe oto và tường rào của công ty.
- Vị trí xả thải của hệ thống xử lý là mương thoát nước của khu vực nằm bên ngoài tường rào của công ty. Theo báo cáo ĐTM của công ty xi măng Bút Sơn vị trí xả thải này phù hợp với việc để xả thải của hệ thống xử lý.
3.1.3. Các thông số đầu vào của nước thải sinh hoạt tại công ty.
Đặc thù nước thải của công ty chủ yếu là nước thải sinh hoạt bị ô nhiễm sinh học, có nồng độ chất hữu cơ, nitơ, photpho và vi sinh gây bệnh.
Điểm xả thải của công ty sau khi qua hệ thống xử lý nước thải là mương thoát nước của khu vực, có dùng cho mục đích sinh hoạt của người dân xung quanh, nên đồ án lựa chọn QCVN 14:2008/BTNMT ( Cột B ) làm chỉ tiêu để đánh giá nước thải của công ty.
Bảng 3.2: Thông số thành phần nước đầu vào chưa xử lý
Thành phần nước thải Đơn vị Nồng độ đầu vào QCVN 14:2008,
sinh hoạt cột B pH - 6,5 – 7,5 5 - 9 TSS mg/l 200 100 BOD5 mg/l 250 50 COD mg/l 370 100 NH4 + (tính theo N) mg/l 25 10 NO3 - (tính theo N mg/l 165 50 Photpho tổng mg/l 10 10
(Theo báo cáo ĐTM của công ty cổ phần xi măng Bút Sơn)
Ghi chú:
- QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.
- Cột B quy định giá trị nồng độ của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt khi thải vào nguồn nướckhông dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Nhận xét:
Với kết quả ở bảng trên cho thấy nước thải sinh hoạt không được xử lý thì nồng độ các chất ô nhiễm BOD5, COD, TSS, Nito vượt nhiều lần so với quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT (cột B). Nếu không xây dựng, lắp đặt hệ thống thu gom và
xử lý thì lượng nước thải của công ty sẽ không đạt được yêu cầu xả thải ra ngoài môi trường.
3.1.4. Mức độ cần xử lý của nước thải
Mức độ cần xử lý hàm lượng chất rắn lơ lửng SS
𝑆𝑆 = 𝑆𝑆𝑣 − 𝑆𝑆𝑟
𝑆𝑆𝑉 × 100 =
200 − 100
200 × 100 = 50%
Trong đó :- SSv : hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, mg/l - SSr : hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau xử lý, mg/l Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD
𝐵𝑂𝐷 = 𝐵𝑂𝐷5
𝑣− 𝐵𝑂𝐷5𝑟
𝐵𝑂𝐷5𝑣 × 100 =
250 − 50
250 × 100 = 85%
Trong đó: - BOD5v : hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào, mg/l - BOD5r : hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu ra, mg/l
Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD
𝐶𝑂𝐷 =𝐶𝑂𝐷𝑣 − 𝐶𝑂𝐷𝑟
𝐶𝑂𝐷𝑣 × 100 =
370 − 100
370 × 100 = 73%
Trong đó: - CODv : hàm lượng COD trong nước thải đầu vào, mg/l - CODr : hàm lượng COD trong nước thải đầu ra, mg/l
3.2. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý.
Dựa trên số liệu lưu lượng thành phần của nước thải đầu vào xử lý, mặt bằng hệ thống xử lý của công ty, các hệ thống xử lý được sử dụng phổ biến hiện nay và yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý, em xin đề xuất 2 sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt của công ty cổ phần xi măng Bút Sơn như sau :
Bể chứa bùn Và nén bùn
3.2.1. Phương án 1 : Phương pháp hiếu khí – Aerotank a. Sơ đồ quy trình, công nghệ a. Sơ đồ quy trình, công nghệ
Nước thải Đường nước Đường khí Đường bùn Máy thổi khí
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ phương án 1
Nước tách bùn Bùn tu ần h oàn Bùn dư Chlorin Ngăn tiếp nhận Bể tách dầu mỡ Bể điều hòa Song chắn rác Thùng rác Bể lắng trong Nguồn tiếp nhận
(Mương thoát nước của khu vực) Bể khử trùng
Bể aerotank
Xe hút bùn Bể anoxic
b. Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1
Nước thải đầu vào được chảy qua song chắn rác để loại bỏ rác thải có kích thước lớn, sau khi đi qua song chắn rác, nước được đưa qua ngăn tiếp nhận, sau đó đến bể tách dầu mỡ để thu các loại dầu mỡ động thực vật, các loại dầu khác có trong nước thải
Bể điều hòa
Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải đầu vào, đồng thời có chức năng lưu trữ nước thải. Nước thải sau đó sẽ được dẫn vào bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm.Nước thải trong bể điều hòa được đảo trộn liên tục nhờ hệ thống sục khí nhằm ngăn quá trình lắng cặn và giảm mùi hôi do phân hủy kị khí sinh ra. Ngoài ra trong bể điều hòa còn dẫn ra quá trình phân hủy sinh học hiếu khí nên cũng làm giảm đáng kể chất ô nhiễm hữu cơ. Nước thải tại bể điều hòa được bơm bằng 02 máy bơm chạy luân phiên nhau theo thời gian và phao mức lên thiết bị đo lưu lượng V-notch chảy về bồn trung hòa.
Bể thiếu khí (Bể anoxic)
Tại bể thiếu khí (bể khử nitrat) được thiết kế hệ bơm nội tuần hoàn từ ngăn 3 về ngăn 1 nhằm tăng khả năng xử lý chất ô nhiễm, ngăn thứ 2 kết hợp với kỹ thuật xử lý bằng đệm vi sinh dạng cầu D=150mm cố định nhằm tăng cường khả năng xử lý và hiệu quả tiếp xúc của nước thải với vi sinh. Quá trình phản ứng như sau: các cơ chất BOD và NO3- được loại bỏ thông qua phản ứng khử nitrat
(4/100)C10H19NO3 + (25/100)O2 + (1/100)NH4 + (1/100)HCO3- + (16/100)CO2 + (23/100)H2O + (5/100)C5H7NO2
Sau bể thiếu khí nitrat (NO3-) được loại bỏ đến 70%; COD được loại bỏ khoảng 90%, amoni (NH4+) không được xử lý tiếp tục đi qua bể xử lý hiếu khí (oxic) phía sau.
Nước từ bể thiếu khí được tự chảy sang bể hiếu khí.
Bể hiếu khí (Bể aerotank)
Bể hiếu khí được chia làm 2 ngăn, sử dụng công nghệ xử lý MBBR - đệm vi sinh phân tán kích thước DxH=25*15mm.
Công nghệ xử lý nước thải MBBR (Moving bed bioreactor) là công nghệ bùn hoạt tính áp dụng kỹ thuật vi sinh bám dính trên lớp vật liệu mang di chuyển. Do
dùng vật liệu mang vi sinh nên mật độ vi sinh trong bể xử lý cao hơn so với kỹ thuật bùn hoạt tính phân tán. Quá trình xử lý sử dụng các loại vi sinh vật bám dính, tuy nhiên giá thể vi sinh được sử dụng trong công nghệ này là giá thể đệm di dộng có diện tích bề mặt riêng rất lớn, do chúng luôn chuyển động trong bể nên đã tận dụng được tối đa diện tích bề mặt của giá thể vi sinh, do đó mật độ sinh vật trong công trình xử lý MBBR rất lớn, bên cạnh đó việc giá thể chuyển động làm tăng khả năng hòa tan oxi vào nước, điều này khiến hiệu quả xử lý theo công nghệ này cao hơn nhiều so với những công nghệ truyền thống khác.
Trong bể hiếu khí dính bám MBBR, hệ thống cấp khí được cung cấp để tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển. Đồng thời quá trình cấp khí phải đảm bảo được các vật liệu luôn ở trạng thái lơ lửng và chuyển động xáo trộn liên tục trong suốt quá trình phản ứng. Vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ sẽ dính bám và phát triển trên bề mặt các vật liệu. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ trong nươc thải để phát triển thành sinh khối. Quần thể vi sinh sẽ phát triển và dày lên rất nhanh chóng cùng với sự suy giảm các chất hữu cơ trong nước thải.
Ngoài nhiệm vụ xử lý các hợp chất hữu cơ trong nước thải, thì trong bể sinh học hiếu khí dính bám lơ lửng còn xảy ra quá trình Nitritrat hóa và Denitrate, giúp loại bỏ các hợp chất nito, photpho trong nước thải…Vi sinh vật bám trên bề mặt vật liệu lọc gồm 3 loại: lớp ngoài cùng là vi sinh vật hiếu khí, tiếp là lớp vi sinh vật