CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LÀNG NGHỀ
3.3. Giải pháp về kỹ thuật
3.3.2. Đối với làng nghề bún Đa Mai
Trên cơ sở khảo sát hiện trạng, kết quả phân tích chất lượng môi trường tại làng nghề bún Đa Mai nổi cộm lên vấn đề nước thải chưa được xử lý chảy ra ngoài môi trường gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn tiếp nhận.
Phương án xử lý nước thải làng nghề bún Đa Mai như sau:
1. Xây dựng hệ thống tách riêng nước mưa và nước thải cho cả làng nghề bún Đa Mai.
Nước mưa được thu gom vào hệ thống riêng phía trên cống nước thải sau đó thoát ra ngòi Đa Mai, ao, kênh, mương... Nước thải tại các hộ gia đình sau khi qua bể biogas được thu gom đưa về trạm xử lý nước thải tập trung.
- Hệ thống thoát nước mưa:
+ Rãnh thoát nước mưa được thiết kế chạy vòng quanh các công trình của hộ kinh doanh, theo độ dốc của địa hình và chảy ra ngòi Đa Mai, ao, kênh, mương.
+ Rãnh xây gạch đặc 110 vữa XM mác 50#, có bổ trụ. + Đáy rãnh láng vữa XM dày 2cm.
+ Thành rãnh trát vữa XM dày 2cm
+ Độ dốc đáy rãnh từ 0,2% đến 0,5% tùy theo từng đoạn.
- Hệ thống thoát nước thải:
+ Rãnh thoát nước thải được thiết kế bằng ống nhựa PVC Ø110 từ khu sản xuất vào bể Biogas, từ bể Biogas ra cống thoát nước thải chung về trạm xử lý nước thải tập trung.
2. Xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung để xử lý nước thải cho làng nghề bún Đa Mai.
- Công suất trạm xử lý nước thải: Lượng nước thải sinh hoạt của làng nghề bún Đa Mai theo ước tính khoảng 750 m3/ngày. Do đặc thù các hộ sản xuất nằm xen kẽ trong
các khu dân cư tập trung nên phương án thu gom, xử lý nước thải phải thực hiện cho cả làng nghề.
- Vị trí trạm xử lý nước thải đặt tại gần ngòi Đa Mai (tổ dân phố Hòa Sơn) : thuận lợi trong công tác thu gom nước thải và xả nước thải sau xử lý của tất cả các làng nghề, đảm bảo quỹ đất.
- Công nghệ xử lý:
Nước thải sau khi đi qua bể biogas của các hộ gia đình sẽ được thu gom xử lý tại trạm xử lý nước thải tập trung. Các hộ gia đình có chăn nuôi áp dụng xử lý nước thải bằng bể Biogas thì nước thải đầu ra thường có tính chất tương tự nhau. Vì vậy tác giả sử dụng bảng kết quả phân tích nước thải sau bể biogas tại 03 hộ gia đình thuộc tổ 52, phường Hương Sơn, thành phố Thái Nguyên để thể hiện tính chất nước thải trước khi đi vào hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Bảng 3.1. Kết quả phân tích nước thải sau bể biogas tại 03 hộ gia đình thuộc tổ 52, phường Hương Sơn, thành phố Thái Nguyên
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Kết quả phân tích chất lượng nước QCVN 08-MT:
2015/BTNMT, cột B1 NT1 NT2 NT3 1 pH - 8,3 7,7 7,81 5,5-9 2 DO mg/l 4,07 5,8 2.10 4 3 COD mg/l 51,2 44,8 22,4 30 4 BOD5 mg/l 64 56 28 15 5 TSS mg/l 49 40 37 50 6 Cl- mg/l 20,7 10,5 12,5 350 7 NO3- mg/l 1,761 1,599 0,251 10 8 Tổng P mg/l 1,291 0,016 0,019 0,3
(Nguồn: Tạp chí Khoa học và công nghệ 166(06): 197-200, Trần Thị Phả và Đtg, 2017)
Theo bảng 3.1 thì nước thải sau bể biogas có nồng độ chất hữu cơ còn cao, vượt quy chuẩn cho phép vì vậy phương pháp sinh học được chọn để xử lý nước thải làng nghề. Bản chất của phương pháp xử lý sinh học là quá trình phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải thông qua hoạt động của vi sinh vật . Để quá trình phân hủy đạt hiệu quả cao
Quy trình công nghệ của trạm xử lý nước thải tập trung:
Hình 3.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải làng nghề bún Đa Mai Bể lắng sinh học Bể lắng sinh học Bể kỵ khí Bể chứa Bể khử trùng Bùn tuần hoàn Bể nén bùn Máy ép bùn Cấp khí QCVN 40:2011/BTNMT, cột B Nguồn tiếp nhận Bể Aeroten
Nước thải sản xuất bún
Nước thải sinh hoạt
Bùn Bể trung gian Hố gom Javen Bể Anoxic Khuấy trộn Bùn Bể điều hòa Cấp khí
Nước thải sản xuất bún và nước thải sinh hoạt của khu dân cư sẽ được thu về hố gom, tại đây có bố trí song chắn rác thô để tách các loại rác thải có kích thước lớn trong dòng nước. Nước thải sau đó được lên bể điều hòa có song chắn rác tinh để tiếp tục loại các loại rác thải kích thước nhỏ hơn trong dòng thải.
- Bể điều hòa: tại đây bố trí máy thổi khí để cung cấp khí cho bể. Khí sẽ được xáo trộn với nồng độ thích hợp nhằm ngăn chặn hiện tượng lắng cặn gây mùi hôi thối cho bể. Ngoài ra, bể còn có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải. Do đặc thù nước thải sản xuất bún có giá trị pH thấp nên sau khi hòa trộn với nước thải sinh hoạt phải cân bằng pH để đảm bảo hoạt động của vi sinh vật tại bể kỵ khí đạt hiệu quả cao nhất.
- Bể kỵ khí: trong điều kiện kỵ khí xảy ra quá trình lên men phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải, kết quả là: 70 – 80% vật chất được chuyển hóa thành khí sinh học, hơn 50% lượng Nitơ hữu cơ được chuyển hóa thành dạng amoniac hòa tan sau đó chuyển sang các dạng Nitrit, Nitrat. Các vi sinh vật hoạt động trong môi trường yếm khí thuộc nhóm vi khuẩn metan, tạo phản ứng sinh hóa như sau:
Giai đoạn 1 – Thủy phân: Ở giai đoạn này các vi khuẩn tiết ra men hidrolaza phân hủy các chất hữu cơ phức tạp, không tan bên ngoài cơ thể chúng thành các chất hữu cơ đơn giản và tan được như các chất hydrat cacbon (chủ yếu là xenluloza và tinh bột), chất béo, axit amin dễ tan trong nước. Như vậy, dưới sự tác động của enzym cellulosase thủy phân các chất hữu cơ cao phân tử thành các acid hữu cơ, CO2 và H2.
(C6H10O6)n + H2O → 3nCH3COOH CH3COOH + 2H2O → 2CO2 + 4 H2
Giai đoạn 2 – Sinh mêtan: Các acid hữu cơ, CO2 và H2 tiếp tục bị tác động bởi các vi khuẩn metan, các quá trình phản ứng diễn ra như sau:
CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O CO + 3H2 CH4 + H2O 4CO + 2H2 CH4 + 3CO2
4HCOOH CH4 + 3CO2 + 3H2O 4CH3OH 3CH4 + CO2 + 2H2O CH3COOH CH4 + H2O
- Bể trung gian: Nước thải sau bể kỵ ký được đưa sang bể trung gian, tại đây một lần nữa nước thải được kiểm tra, điều chỉnh pH để đảm bảo môi trường sống cho các vi sinh vật tại khâu tiếp theo.
- Bể Anoxic: Tại bể sinh học Thiếu khí xảy ra hai quá trình chính như sau:
+ Quá trình Nitrat hóa: Hai loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter. Ở môi trường thiếu oxi, các loại vi khuẩn này sẽ khử Nitrat Denitrificans sẽ tách oxi của Nitrit (NO2-) và Nitrat (NO3-) theo chuỗi chuyển hóa sau:
NO3- NO2- N2O N2
+ Quá trình Photphorit hóa: Loại vi khuẩn ở quá trình này là Acinetobacter. Các hợp chất hữu cơ chứa photpho được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí. Để quá trình Nitrat hóa và photphorit hóa diễn ra thuận lợi, tại bể thiếu khí (Anoxic) bố trí máy khuấy trộn chìm với tốc độ khuấy phù hợp. Máy khuấy tạo ra môi trường thiếu oxi cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển. Đây là quá trình chủ yếu đề giảm Nitơ, Photpho trong nước thải. Nước thải sau khi đã được xử lý trong bể thiếu khí (Anoxic) được đưa sang bể hiếu khí (Oxic).
- Bể Aerotank: Vi sinh vật trong bể Aerotank sẽ được thêm vào định kỳ từ bùn tuần hoàn tại bể lắng. Các VSV này sẽ phân hủy các chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng là khí CO2 và H2O. Vật liệu tiếp xúc có trong bể Aerotank làm tăng cơ hội tiếp xúc giữa vi sinh vật với nước thải, đồng thời là môi trường để vi sinh vật phát triển và dính bám.
- Bể lắng sinh học: Sau khi xử lý sinh học, nước thải tràn qua bể lắng để lắng bùn. Tại đây nước di chuyển trong ống trung tâm xuống đáy bể sau đó di chuyển từ dưới lên trên chảy vào máng thu nước để tràn sang bể khử trùng. Phần bùn lắng xuống đáy bể
một phần được tuần hoàn lại bể sinh học thiếu khí và hiếu khí để duy trì nồng độ bùn, phần bùn thải sẽ được bơm vào bể chứa bùn.
- Bể khử trùng: Nước Javen sẽ được bơm vào nước thải bằng bơm định lượng. Nhờ tác dụng của chất oxy hóa mạnh, các vi sinh vật trong nước thải sẽ bị tiêu diệt, đảm bảo đạt tiêu chuẩn về mặt vi sinh.
Nước thải sau xử lý đảm bảo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột B sẽ xả ra nguồn tiếp nhận.
Bùn dư của bể lắng sinh học và các bùn rắn từ các quá trình lược rác được dẫn về bể chứa bùn. Sau đó, bùn được đưa vào máy ép bùn giúp giảm thể tích, thành bùn khô và được đưa đi xử lý như chất thải thông thường.