3. Nội dung nghiên cứu
2.2.Phạm vi nghiên cứu
-Đánh giá hiện trạng hiệu quả công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tại nhà máy Jeil Kovi.
-Nghiên cứu cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt tại nhà máy Jeil Kovi.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
a. Phương pháp so sánh
Phương pháp so sánh là đánh giá chất lượng môi trường, chất lượng dòng thải, tải lượng ô nhiễm… trên cơ sở so sánh với các quy chuẩn, tiêu chuẩn môi trường liên quan cũng như những đề tài nghiên cứu và thực nghiệm có liên quan .
b. Phương pháp liệt kê, thống kê
Thu thập các nguồn tài liệu từ kết quả nghiên cứu đề tài/dự án đã được thực hiện trong và ngoài nước, sách, giáo trình.
Các tài liệu khoa học liên quan đến công nghệ xử lý nước thải cho nước thải sinh hoạt trong và ngoài nước.
Tổng quan về phương pháp đánh giá công nghệ xử lý nước thải.
Thu thập các tài liệu liên quan đến công nghệ sản xuất, công nghệ xử lý nước thải của đối tượng nghiên cứu.
Tìm hiểu công nghệ xử lý nước thải của nhà máy Jeil Kovi: Thống kê thể tích của khối bể hiện trạng, thiết bị hiện có…
27
c. Phương pháp kế thừa và tổng hợp, phân tích thông tin, dữ liệu
Kế thừa thông tin và số liệu từ các báo cáo đánh giá tác động môi trường, báo cáo giám sát môi trường hàng năm tại cơ sở, cũng như các thông tin liên quan khác như sách báo, truyền hình...
Đồng thời, kế thừa các nghiên cứu và báo cáo đã có là thực sự cần thiết vì khi đó sẽ kế thừa được các kết quả đã đạt trước đó, đồng thời, phát triển tiếp những mặt cần hạn chế.
d. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa
- Khảo sát hiện trường để xác định hiện trạng dự án, các đối tượng lân cận có liên quan, khảo sát để chọn lựa vị trí lấy mẫu.
e. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm
- Khảo sát lấy mẫu nước thải: Lấy mẫu nước thải trước và sau xử lý của Nhà máy Jeil Kovi. Tại thời điểm khảo sát, tiến hành lấy mẫu đầu vào và đầu ra trước khi cải tạo. Mẫu gồm 4 chai 1,5 lít, được gián nhãn mác vị trí lấy mẫu.
+ Thời gian lấy mẫu đầu vào trước cải tạo: 04/01/2021. + Thời gian lấy mẫu đầu ra trước cải tạo: 18/02/2021. + Mẫu trước trạm xử lý: Được lấy tại hố thu gom. + Mẫu sau trạm xử lý: Được lấy tại bể khử trùng.
- Phương pháp lấy mẫu theo TCVN 5999:1995.
- Mẫu sau khi lấy xong được được bảo quản bằng dụng cụ chuyên dụng và được vận chuyển về phòng thí nghiệm thuộc trung tâm tư vấn và truyền thông môi trường_Phòng nghiên cứu chất lượng môi trường. Đây cũng là đơn vị thực hiện quá trình phân tích mẫu nước thải sinh hoạt tại nhà máy Jeil Kovi.
28
- Mẫu được phân tích với các chỉ tiêu phân tích: pH, BOD5, TSS, TDS, NH4 + -N, NO3 - _N, PO4 3-
, Sunfua, dầu mỡ động thực vật, tổng chất hoạt động bề mặt, colifom, COD, Tổng Nito.
- Phương pháp phân tích theo bảng:
Bảng 2. 1. Bảng chỉ tiêu phân tích theo phương pháp thử
Stt Chỉ tiêu thử nghiệm Phƣơng pháp thử
1 pH TCVN 6492:2011 2 BOD5 TCVN 6001-1:2008 3 TSS TCVN 6625:2000 4 TDS SMEWW 2540C:2017 5 NH4+_N TCVN 5988-1995 6 NO3-_N TCVN 7323-2:2004 7 PO43--_N TCVN 6202:2008 8 Sunfua TCVN 6637:2000
9 Dầu mỡ ĐTV SMEWW 5520B&F:2017
10 Tổng chất HĐBM TCVN 6622-1:2009
11 Coliform TCVN 6187 – 2:1996
12 COD SMEWW 5520B&C:2017
f. Phương pháp chuyên gia
-Dựa vào hiểu biết và kinh nghiệm về khoa học môi trường của các chuyên gia công nghệ xử lý, chuyên gia trong đánh giá tác động môi trường của đơn vị tư vấn và các đơn vị nghiên cứu khoa học khác để tham khảo ý kiến, đưa ra lời khuyên.
g. Phương pháp tính toán
- Dựa vào các tài liệu và thông tin thu thập, phân tích được, lên phương án đề xuất sơ đồ công nghệ, tính toán, thiết kế các hạng mục công trình.
h. Phương pháp mô phỏng tin học
29
- Sử dụng phần mềm autocad thể hiện mô hình và các bản vẽ liên quan đến vấn đề nghiên cứu.
30
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc thải của công ty
3.1.1. Các nguồn phát sinh nƣớc thải và lƣu lƣợng nƣớc thải a. Nguồn nƣớc thải phát sinh.
- Nguồn nước thải sinh hoạt: phát sinh từ nhà bếp và các nhà vệ sinh.
b. Lƣu lƣợng nƣớc thải
- Lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh từ quá trình nấu ăn và vệ sinh của các cán bộ công nhân trong nhà máy. Với công suất là 40 m3/ngày đêm.
3.1.2. Thành phần và tính chất nƣớc thải a. Thành phần, tính chất của nƣớc thải
Phát sinh ra từ quá trình nấu ăn và vệ sinh của cán bộ công nhân viên nên thành phần và tính chất cơ bản giống các nguồn nước thải sinh hoạt khác: BOD5, TSS, dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt, colifom, amoni, Nitrat, sunfua, pH, TDS, photphas.
b. Yêu cầu chất lƣợng nƣớc thải đầu ra
Nước thải sau xử lý đạt theo yêu cầu cột B QCVN14:2008/BTNMT. Nước thải sẽ được thải ra hệ thống thoát nước thải của khu Công Nghiệp và được dẫn về trạm xử lý nước thải tập trung trong khu công nghiệp để đạt cột A QCVN 40:2011/BTNMT [1].
31
3.1.3. Quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải của công ty hiện tại
- Sơ đồ công nghệ
Đường nước Đường khí
Đường hồi lưu
Hình 3. 1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải trước khi cải tạo
Wc Bể phốt Nhà bếp Bể tách mỡ Hố thu gom Bể điều hòa Bể hiếu khí Bể lắng sinh học Bể khử trùng Bể chứa bùn Máy thổi khí Hút bùn định kì
32
- Thuyết minh công nghệ:
Nước thải từ nhà bếp được được chảy qua bể tách mỡ. Tại bể này được
bố trí hệ thống vách ngăn và đường ống. Hệ thống này có tác dụng tách một phần mỡ có trong nguồn nước. Mỡ nổi trên bể được vớt định kỳ và xử lý như chất thải sinh hoạt. Sau khi qua bể tách mỡ, nước thải được chảy về bể gom và tiếp tục được thu cùng với nước tự hoại nhà vệ sinh. Sau đó nước thải từ bể này được bơm sang bể điều hòa.
Bể điều hòa có chức năng lưu trữ lượng nước thải trong một ngày (24 giờ), đồng thời với tác dụng làm ổn định lưu lượng, nồng độ, độ pH các chất ô nhiễm trong bản thân nguồn thải. Nước thải phát sinh trong ngày là không đồng đều nhau, lượng nước thải thường phát sinh lớn vào thời điểm 7h – 18h hàng ngày. Do đó, ngoài chức năng lưu trữ, bể điều hòa còn điều hòa lưu lượng nước thải ổn định theo giờ theo thiết kế cho các công đoạn xử lý phía sau.
Nước từ bể điều hòa bơm sang bể hiếu khí, bể này được sục khí nhờ hệ thống máy sục khí cạn và hệ thống phân phối khí được lắp đặt trong bể; sự bổ sung khí cho các vi sinh vật hiếu khí nhờ hệ thống phân phối khí từ ngoài môi trường vào trong bể sẽ thúc đẩy quá trình hoạt hóa; phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm của các vi sinh vật hiếu khí. Quá trình hoạt hóa và hòa trộn hóa chất các vi sinh vật hiếu khí sẽ biến các chất ô nhiễm hòa tan và không hòa tan trong nước chuyển hóa thành bông bùn sinh học và khí.
Sau quá trình xử lý hiếu khí nước thải được chảy tràn sang bể lắng. Tại bể lắng, bông bùn được lắng xuống dưới đáy của bể lắng và được bơm bùn tuần hoàn quay lại bể hiếu khí. Trường hợp khi bùn dư thì sẽ được bơm ra bể chứa bùn để hút theo định kì.
Nước thải sau khi qua bể lắng được chảy tràn sang bể khử trùng, tại đây diễn ra quá trình loại bỏ các vi khuẩn trong nước trước khi tự chảy vào hệ thống thoát nước của khu công nghiệp. [1]
33
3.1.4. Đánh giá hệ thống xử lý hiện tại a. Mặt bằng bản vẽ hiện trạng hệ thống a. Mặt bằng bản vẽ hiện trạng hệ thống
Hình 3. 2: Mặt bằng hiện trạng khối bể trước khi cải tạo
34
b. Danh mục thiết bị hệ thống trƣớc khi cải tạo
Bảng 3. 1. Danh mục thiết bị công nghệ hệ thống trước khi cải tạo
Hạng mục công việc Xuất xứ Đơn vị Khối lƣợng
A Thiết bị Thông số kĩ thuật
I Hố gom
1.1 Bơm chìm hố thu
gom Công suất: 0,2 kw Taiwan Cái 1
II Bể điều hòa
2.1 Bơm chìm bể
điều hòa Công suất : 0,2 kw Taiwan Cái 1
III Bể hiếu khí 3.1 Máy thổi khí - Lưu lượng: 0,75 kw - Điện áp: 1 phase - Cột áp: 3mH2O Taiwan Cái 2
3.2 Đĩa thổi khí - Loại đĩa: Khí tinh
- Vật liệu: EPDM Đức Cái 6
IV Bể lắng
4.1 Bơm bùn Công suất: 0,2 kw Đài Loan Cái 1 4.2 Ống phân phối
trung tâm Vật liệu: PVC Việt Nam Cái 1
V Bể khử trùng
35
c. Chất lƣợng nƣớc thải tại thời điểm khảo sát
Bảng 3. 2: Bảng chất lượng nước thải đầu vào tại thời điểm khảo sát [2]
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN
14:200B/BTNMT Số lần vƣợt 1 pH - 5,1 5- 9 2 BOD5 mg/l 305,3 50 6,1 3 TSS mg/l 226 100 2,26 4 TDS mg/l 560 1000 5 NH4 + _N mg/l 75,7 10 7,57 6 NO3 - _N mg/l 1,5 50 7 PO4 3- -_N mg/l 6,5 10 8 Sunfua mg/l 0,57 4 9 Dầu mỡ ĐTV mg/l 8 20 10 Tổng chất HĐBM mg/l 3,6 10 11 Coliform MPN/1 00ml 2,3*10 7 5000 4600 12 COD mg/l 510 -
Bảng 3.3: Bảng chất lượng nước thải đầu ra tại thời điểm khảo sát [2]
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 14:2008
/BTNMT Số lần vƣợt 1 pH - 6,3 5- 9 2 BOD5 mg/l 89,4 50 1,8 3 TSS mg/l 82,7 100
36
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 14:2008
/BTNMT Số lần vƣợt 4 TDS mg/l 460 1000 5 NH4+_N mg/l 22,3 10 2,23 6 NO3 - _N mg/l 54,5 50 1,09 7 PO43--_N mg/l 4,2 10 8 Sunfua mg/l 0,52 4 9 Dầu mỡ ĐTV mg/l 7,6 20 10 Tổng chất HĐBM mg/l 3,6 10 11 Coliform MPN/100ml 1,2*107 5000 12 COD mg/l 189,3 -
Nhận xét: Bảng thông số chất lượng nước đầu vào có chỉ số pH là 5,1. Tác giả đã thực hiện khảo sát lại thông tin nhà máy tại hôm đó, khu vực bếp để phục vụ cho công tác kiểm tra chất lượng của đối tác nước ngoài nên đã dùng axit chanh để tẩy rửa toàn bộ dụng cụ và khu bếp. Để hạn chế các lần tiếp theo, tác giả đã dự phòng bộ dụng cụ đo pH bao gồm bơm định lượng, bồn bazo và moto máy khuấy để điều chỉnh môi trường pH về trạng thái trung hòa, thuận lợi cho quá trình xử lý hạng mục sinh học phía sau bể điều hòa.
Hình ảnh hệ thống hiện trạng khảo sát
37
3.1.5. Đánh giá sơ bộ hệ thống
- Tại thời điểm khảo sát, từ thực tế và thông tin của người quản lý nhà máy cung cấp:
+ Với nước thải sinh hoạt có các chỉ tiêu:Amoni, NO3-, BOD, TSS bị vượt nhiều lần so với cột B, QCVN14:2008/BTNMT.
+ Nước thải sản xuất vì khối lượng ít nên nhà máy chưa xây dựng trạm xử lý xử lý.
+ Các thiết bị của hệ thống nước thải sinh hoạt: bơm chìm hoạt động không ổn định, không đáp ứng được với việc vận hành.
+ Tại bể lắng không có máng thu nước, hệ thống thu nước thông qua ống PVC đục lỗ rồi dẫn sang bể khử trùng, không có góc vát đáy thu bùn.
- Đánh giá hiệu quả xử lý hệ thống trước khi cải tạo
Bảng 3.4: Bảng đánh giá hiệu quả hệ thống trước khi cải tạo và yêu cầu cần đạt STT Chỉ tiêu Nồng độ đầu vào ( mg/l) Nồng độ sau xử lý trƣớc cải tạo (mg/l)
Hiệu quả đạt đƣợc của hệ thống trƣớc khi cải tạo (%) 1 BOD5 305,3 89,4 70,7 2 COD 510 189,3 62,9 3 TSS 226 82,7 63 4 NH4 + -N 75,7 32,2 57,4 7 Coliform 2,3 x 107 1,2 x 107 47,8
Từ thực trạng khảo sát, tác giả nhận thấy ở hệ thống này tồn tại nhiều vấn đề dẫn tới hệ thống xử lý nước thải chưa đạt được hiệu quả cao như mong muốn. Một số nguyên nhân có thể như sau:
- Các thiết bị hoạt động không ổn định, qua kiểm tra thì phao hỏng, đường dẫn tín hiệu về tủ điện điều khiển trục trặc, các đầu kết nối han rỉ, tiếp xúc kém Các thiết bị hoạt động không hiệu quả.
38
- Các thiết bị như: bơm chìm, máy thổi khí chưa đáp ứng được lưu lượng cần cấp vào các bể cần khí như điều hòa, bể aerotank các công trình sinh hoạt không đảm bảo được lượng khí cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển
hiệu quả xử lý kém.
- Các giai đoạn thực hiện xử lý tại công trình sinh học đang được ghép chung tổ hợp tiết kiệm được công đoạn đầu tư xây dựng và thiết bị ban đầu nhưng hiệu quả xử lý sẽ không ổn định bằng so với tách riêng từng giai đoạn thiếu khí và hiếu khí ( Bảng 3.6)
3.2. Đề xuất phƣơng án thiết kế cải tạo hệ thống 3.2.1. Đề xuất dây chuyền công nghệ cải tạo hệ thống
a. Các cơ sở đề xuất lên phƣơng án cải tạo
- Dựa vào thành phần tính chất đặc trưng của nguồn nước thải sinh hoạt vượt quy chuẩn
- Mặt bằng hiện trạng hệ thống xử lý của nhà máy - Mức vốn đầu tư của chủ đầu tư
- Nguyện vọng của cán bộ vận hành, quản lý và ban lãnh đạo của nhà máy. Trong các cơ sở trên, tác giả đã thực hiện so sánh khi đưa ra các giải pháp công nghệ khác nhau cho chủ đầu tư như: sử dụng công nghệ màng MBR để phù hợp với hiện trạng đang có. Tác giả lựa chọn 2 mặt: kinh tế và hiệu để để phân tích:
Thực tế cho thấy, chi phí đầu tư vào công nghệ màng MBR rất cao và có giá trị thường cao gấp 2,5 lần so với chi phí đầu tư áp dụng công nghệ AO ( Xét tới chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành ). Ngoài ra, khi áp dụng công nghệ màng MBR thì cần có đội ngũ vận hành ngoài kiến thức môi trường ra còn cần có kiến thức chuyên môn về điện, không gian quỹ đất để xây dựng bể ngâm màng MBR. Như vậy, tác giả đã chọn công nghệ AO áp dụng vào công trình nghiên cứu này cho chủ đầu tư vì : Chi phí đầu tư và vận hành phù hợp, tận dụng triệt để công trình hiện có, không phát sinh thêm công trình phụ khác.
39
Xét về hiệu quả: Công nghệ màng MBR có thể đưa ra chất lượng nước đầu ra đạt A so với công nghệ AO. Nhưng yêu cầu đầu ra của hệ thống chủ đầu tư chỉ yêu cầu đạt cột B theo báo cáo đánh giá tác động môi trường của nhà máy được cơ quan chức năng thẩm định thông qua.
Kết luận: Dựa vào thực tại và mong muốn của chủ đầu tư, tác giả quyết định lựa chọn ứng dụng công nghệ AO vào cải tạo hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy Jeil Kovi.
40
b. Đề xuất dây chuyền công nghệ
Đường nước Đường khí