L ỜI CAM ĐOAN
2.1.2. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy nhôm Kim Sen
Quá trình thiết kế trạm XLNT nhà máy xi mạ Kim Sen với công suất 38 m3/giờ được tiến hành dựa trên các cơ sở sau:
+ Khảnăng tận dụng và phù hợp với diện tích đất cho phép của nhà máy. + Có khảnăng xửlý nước thải đầu vào với lưu lượng không đều.
+ Yêu cầu vềnăng lượng thấp, có các hệ thống điều khiển tựđộng tại các vị trí có thể bố trí được.
28
Tóm lại: Khi thiết kế công nghệ của trạm xửlý nước thải, ta phải dựa trên các số liệu đầu vào, công suất thiết kế, các thông số đầu ra của hệ thống thiết bị, điều kiện mặt bằng và các tính chất đặc thù của khác của công ty. Lựa chọn công nghệ xửlý nước thải phải đáp ứng được các yêu cầu cơ bản như sau:
1. Công nghệ xử lý phải đơn giản, chi phí đầu tư xây lắp, chi phí vận hành thấp, mức độ cơ khí và tựđộng hóa cao, hoạt động liên tục và ổn định.
2. Xử lý các nguồn gây ô nhiễm đảm bảo tiêu chuẩn cho phép. Các thành phần như dầu mỡ, kim lọai nặng, hóa chất trong nước thải phải được xử lý triết để.
3. Đảm bảo hiệu quả kinh tế cao: Khắc phục được tình trạng lưu lượng nước thải giao động rất lớn của công ty. Lưu lượng trung bình nước thải sản xuất: Qsx = 38 m3/giờ, trong khoảng thời gian từ 18 giờ.
4. Đảm bảo tuần hoàn tái sử dụng nước thải dòng 1: Bể chứa nước thải có nồng độ cao HNO3. Nước thải từ dòng 1 được dẫn về bể chứa nước thải có nồng độ cao.Bể có nhiệm vụ chứa nước thải trong trường hợp nước thải có nồng độ cao hơn giá trị cho phép đi qua cụm xử lý bằng phương pháp trao đổi ion.
5. Bể xử lý Crom (Cr6+) có nhiệm vụ điều chỉnh pH về giá trị phù hợp và nước thải sau khi được xử lý sẽ được dẫn về bểđiều hòa 1 theo chếđộ tự chảy. Tuy nhiên, trong giai đoạn này, nước thải có chứa Crom chưa phát sinh nước thải nên việc đầu tư các hạng mục liên quan đến quá trình xửlý nước thải có chứa Crom chỉ dừng lại ở phần xây dựng
b. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý
Quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất theo phương pháp hóa lý nhằm giảm thiểu tối đa các thành phần như phốt phát, dầu mỡ và kim lọai nặng tại xưởng sản xuất. Hệ thống xửlý nước thải sản xuất thiết kếcó sơ đồ hình 2.1. Hệ thống này hiện tại chỉ làm việc 2 ca trong ngày. Qsx = 38 m3/giờ. Cụm bể keo tụ, tạo bông giúp loại bỏ lượng kim loại nặng có trong nước thải. Bể điều hòa được thiết kế với thời gian đủ lớn nhằm cân bằng vềlưu lượng và thành phần chất ô nhiễm của nước thải từ nhà máy.
Công nghệ lọc qua nhiều cấp được đề xuất với các ưu điểm như sau: Việc áp dụng xử lý thành phần ô nhiễm có trong nước thải bằng công nghệ lọc nhiều cấp giúp loại bỏ
29 triệt đểlượng kim loại nặng còn sót lại ở công đoạn xửlý trước, đảm bảo đạt yêu cầu đầu ra. Trong giai đoạn công suất nước thải vào hệ thống nhỏ hơn công suất thiết kếthì hệ thống sẽ vẫn có khả năng đáp ứng và không làm giảm hiệu suất xử lý khi vận hành ở công suất thấp. Hoạt động của các thiết bị hoạt động kèm theo như máy thổi khí, bơm nước thải,… cũng giảm xuống, giúp tiết kiệm chi phí tiêu hao điện năng.
Bể chứa bùn được thiết kế với thời gian đủ lớn nhằm lưu trữ và giảm hàm lượng chất rắn trong bùn.Việc sử dụng máy ép bùn sẽ không phụ thuộc vào thời tiết, giảm thiểu diện tích sử dụng và giảm thiểu mùi hôi phát sinh hơn rất nhiều so với việc sử dụng sân phơi bùn truyền thống. Các thiết bị phục vụ cho hệ thống xửlý nước thải được lựa chọn từ các nhà cung cấp uy tín trên thế giới và đã được sàng lọc qua kinh nghiệm sử dụng nhiều năm đảm bảo hiệu quả.
Vật tư, thiết bị công nghệ cung cấp đáp ứng các yêu cầu sau: Thiết bị cung cấp đồng bộ đạt yêu cầu về thiết kế. Tính năng kỹ thuật, vật liệu chế tạo phù hợp với nước thải. Tất các các thiết bị chính (bơm nước thải/bùn, máy thổi khí, bơm định lượng, đầu dò pH) có xuất xứ EU/G7.Thiết bị mới 100%.
30
Hình 2.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải mạ nhôm của nhà máy Kim Sen, Bắc Ninh
31
c.Thuyết minh chi tiết dây chuyền công nghệ xử lý * Khối xử lý số 1
Dòng thải số 1 gồm nước từ bồn chứa số 7 và bồn chứa số 9 với nồng độ cao (HNO3) sẽđược tập trung vào bể chứa. Từđây nước sẽđược bơm với 1 lưu lượng nhỏ và ổn định sang bể điều hòa bằng bơm khí nén cùng với dòng nước rửa từ các bồn chứa số 8, số 10 và số 11.
Tại bểđiều hòa hỗn hợp nước thải được ổn định vềlưu lượng và cân bằng về nồng độ trước khi được bơm sang khối bể xử lý hóa lý. Khí sẽ được cấp vào trong bể điều hòa nhờ hệ thống máy thổi khí và dàn ống phân phối khí bố trí trong bể để giúp khuấy trộn đều nước thải.
Nước thải sau khi ổn định tại bểđiều hòa sẽđược bơm sang bể phản ứng với một lưu lượng ổn định thông qua thiết bịđo dạng V-notch. Do nước thải có pH thấp với môi trường axit nên dung dịch kiềm sẽđược châm vào để trung hòa và nâng pH đến giá trị thích hợp cho quá trình keo tụ. Tại đây nước thải được hòa trộn với chất keo tụ nhằm làm mất ổn định các hạt cặn có tính “keo” và kích thích chúng kết lại với các cặn lơ lửng khác để tạo thành các hạt bông keo có kích thước lớn hơn.
H+ + OH- => H2O Al3+ + OH- =>Al(OH)3↓
Quá trình đảo trộn giữa nước và hóa chất được thực hiện bằng hệ thống sục khí trong bể.Các bông keo tụ hình thành sẽ kết với nhau tạo thành các bông keo có kích thước lớn và dễ dàng lắng được bằng phương pháp trọng lực trong khối bể tạo bông. Từ đây nước thải sẽ chảy sang bể lắng để loại bỏ các bông cặn. Bể lắng được thiết kế dạng bể lắng đứng, hỗn hợp nước và bông keo sẽ được phân bố vào bể lắng thông qua ống trung tâm.Nhờ đó mà các bông bùn sẽ được tách ra khỏi dòng nước tại vùng lắng. Phần nước trong phía trên sẽ được thu bằng hệ thống máng thu nước bố trí xung quanh bể và đưa sang bể trung gian. Bùn cặn lắng xuống đáy của bể lắng sẽđược bơm bùn định kỳđưa về bể chứa bùn.
Tại bể trung gian, nếu dòng nước thải có nồng độ NO3- thấp (<10mg/l) sẽ được đưa sang xử lý cùng với dòng nước thải khác trước khi thải ra ngoài môi trường. Nếu nồng độ
32 NO3- nằm trong khoảng từ 10mg/l đến 250mg/l sẽ được bơm qua khối bể lọc cát để loại bỏ tiếp các cặn lơ lửng và giảm thiểu các tạp chất khác trước khi đưa sang bồn trao đổi anion. Nhờ quá trình trao đổi ion diễn ra tại lớp nhựa anion bố trí trong bể mà nồng độ NO3- sẽđược xửlý đảm bảo yêu cầu trước khi quay trở lại tái sử dụng để rửa cho bồn số 11.
Sau một thời gian hoạt động, theo định kỳ hoặc khi chất lượng nước đầu ra khỏi bồn lọc cát không đảm bảo, bồn lọc sẽđược tiến hành rửa ngược. Nước từ quá trình rửa lọc sẽ được dẫn về bểđiều hoà 3 (T022) để tái xử lý.
* Khối xử lý số 2:
Dòng thải số 4 chứa Cr6+ sẽ được thu gom riêng và tập trung vào bể chứa Crom. Từ đây nước thải sẽ được đưa qua bể khử Crom để chuyển hóa từ Cr6+ xuống Cr3+ rồi mới đưa sang bểđiều hòa chung cho khối xử lý này.
Dòng thải số 3 và dòng thải số 5 sẽ được đưa về bểđiều hòa để ổn định vềlưu lượng và cân bằng về nồng độtrước khi được bơm sang khối bể xử lý hóa lý. Khí sẽ được cấp vào trong bểđiều hòa nhờ hệ thống máy thổi khí và dàn ống phân phối khí bố trí trong bể để giúp khuấy trộn đều nước thải.
Nước thải tại bểđiều hòa lúc này sẽ chứa chủ yếu là thành phần các kim loại nặng sẽ được bơm sang bể phản ứng và bể tạo bông với một lưu lượng ổn định thông qua thiết bị đo dạng V-Notch. Do nước thải có pH thấp nên dung dịch kiềm sẽ được châm vào để trung hòa và nâng pH đến giá trị thích hợp cho phản ứng tạo kết tủa cũng như quá trình keo tụ. H+ + OH- => H2O Al3+ + 3OH- =>Al(OH)3↓ Cr3+ + 3OH- =>Cr(OH)3↓ Ni2+ + 2OH- =>Ni(OH)2↓ Cu2+ + 2OH- =>Cu(OH)2↓
33 Nước thải từ bể đông keo tụ này sẽ được đưa sang bể lắng. Nhờ quá trình lắng bằng trọng lực xảy ra trong khối bể này mà các kim loại nặng có trong nước thải... nằm trong các bông keo sẽđược loại bỏ khỏi nước thải. Do trong dòng thải này có chứa nhiều thành phần kim loại nặng khác nhau và mỗi thành phần kim loại nặng có 1 giá trị pH tối ưu để tạo ra kết tủa khi kết hợp với hóa chất keo tụ, vì vậy quá trình phản ứng tạo bông và lắng cấp 2 sẽ được thiết kế để loại bỏ triệt để thành phần kim loại nặng có trong dòng thải. Phần nước trong sau lắng sẽđược đưa qua hệ thống lọc cát và than hoạt tính để tiếp tục xử lý đảm bảo tiêu chuẩn trước khi tái sử dụng một phần và thải ra hệ thống thoát nước thải chung của khu công nghiệp.
* Khối xử lý số 3:
Dòng nước thải số 7 (nước thải có nồng độ kiềm cao) và dòng nước thải số 8 (nước thải có nồng độ axit cao) sẽ được tập trung vào 02 bể chứa riêng. Một phần nước thải này sẽđược bơm sang các bể phản ứng của khối xử lý số 1 và số 2 để tiết kiệm hóa chất phải bổ sung từ bên ngoài vào cho quá trình xử lý. Phần còn lại 2 dòng thải này sẽ được trung hòa trong bểđiều hòa cùng với dòng nước thải số 6. Khí sẽđược cấp vào trong bể điều hòa nhờ hệ thống máy thổi khí và dàn ống phân phối khí bố trí trong bể để giúp khuấy trộn đều nước thải.
Nước thải tại bể điều hòa lúc này sẽ chứa chủ yếu là thành phần Al3+, dầu mỡ, chất phụ gia sẽđược bơm sang bể phản ứng và bể tạo bông với một lưu lượng ổn định thông qua thiết bị đo dạng V-Notch. Tại đây hóa chất điều chỉnh pH sẽ được bổ sung vào để trung hòa và nâng pH đến giá trị thích hợp cho quá phản ứng tạo kết tủa cũng như quá trình keo tụ.
H+ + OH- => H2O Al3+ + 3OH- =>Al(OH)3↓
Nước thải từ bể đông keo tụ này sẽ được đưa sang bể lắng. Nhờ quá trình lắng bằng trọng lực xảy ra trong khối bể này mà các kimloại nặng, một số chất phụ gia có trong nước thải... nằm trong các bông keo sẽđược loại bỏ khỏi nước thải. Phần nước trong sau lắng sẽ được đưa qua hệ thống lọc cát và than hoạt tính để tiếp tục xử lý đảm bảo tiêu
34 chuẩn trước khi tái sử dụng một phần và thải ra hệ thống thoát nước thải chung của khu công nghiệp.
* Xử lý bùn:
Bùn thải từ bể lắng của các khối xử lý định kỳ sẽđược bơm về bể chứa bùn. Bùn tại đây sẽ được nén giảm thể tích rồi được bơm vào hệ thống xử lý bùn khung bản. Bùn sau khi xử lý loại bỏ nước sẽ được chứa trong thùng chứa bùn và định kỳ thuê đơn vị môi trường có chức năng vận chuyển đến nơi xử lý phù hợp. Bùn sẽđược quản lý và thu gom theo đúng quy trình xử lý của chất thải nguy hại.