a. Phương án 1
Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ của phương án 1. Chú thích:
Đường đi vào của nước thải : Đường đi của bùn:
Đường đi của khí:
Đường nước sau tách bùn:
Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ lựa chọn:
Nước thải từ các cơng đoạn sản xuất được dẫn qua song chắn rác. Song chắn rác thường được đặt ở cửa vào kênh dẫn làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thơ cĩ trong nước thải .
Sau đĩ nước thải được dẫn đến bể thu gom để tập trung tồn bộ lượng nước thải và đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an tồn.
Do lưu lượng và tính chất nước thải ở mỗi thời điểm là khơng giống nhau, vì vậy để đảm bảo hiệu suất xử lý cho cơng trình phía sau thì nước thải được bơm vào bể điều hịa để điều hịa lưu lượng và nồng độ.
Máy thổi khí sẽ cấp khí vào bể để hịa trộn đều nước thải, hạn chế quá trình yếm khí xảy ra gây mùi khĩ chịu, ngăn chặn hiện tượng lắng cặn xuống đáy bể. Tại bể điều hịa cĩ hệ thống điều chỉnh pH tự động để điều chỉnh pH ổn định trong khoảng 6,6 – 7,6 trước khi đưa vào xử lý sinh học.
Sau đĩ, nước thải được dẫn sang bể lắng I. Bể lắng cĩ nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng trong nước để giảm hàm lượng chất ơ nhiễm nhằm tạo điều kiện thuận lợi để xử lý cho các cơng trình ở phía sau và giảm chi phí xử lý. Tại đây các chất lơ lửng cĩ tỷ trọng lớn sẽ được lắng xuống đáy, bùn được thu gom bằng thanh gạt bùn được đặt ở đáy bể lắng được chuyển động bằng động cơ đặt trên ống trung tâm bể. Các chất cĩ tỷ trọng nhẹ hơn sẽ được nổi trên mặt nước và được thiết bị gạt cặn tập trung tại hố ga đặt ở bên ngồi bể. Sau đĩ nước thải được bơm lên bể điều hịa.
Sau đĩ nước thải tiếp tục được đưa vào bể UASB (với điều kiện nước thải đầu vào cĩ COD > 100mg/l và khi COD > 5000 mg/l cần pha lỗng nước thải đầu vào hoặc tuần hồn nước thải đầu ra, SS < 200 mg/l). Tại đây, khâu xử lý chính được bắt đầu. Tại bể UASB, các chất hữu cơ phức tạp dễ phân hủy sinh học sẽ bị phân hủy, biến đổi thành các chất hữu cơ đơn giản đồng thời sinh ra một số khí như: CO2, SO2, CH4… Nước thải sau khi qua bể này sẽ giảm một lượng đáng kể BOD5 và một phần COD.
Sau đĩ nước thải lại được dẫn sang bể Anoxic để khử nito và phốt pho. Rồi được dẫn sang bể Aerotank.
Tại bể Aerotank diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ khơng khí cấp từ máy thổi khí. Tại đây các vi sinh vật ở dạng hiếu khí ( bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các
chất hữu cơ cịn lại trong nước thải thành các chất vơ cơ ở dạng đơn giản như: CO2, H2O…. Nước thải sau đĩ một phần sẽ được tuần hồn về bể Anoxic, một phần tiếp tục chảy sang bể lắng II.
Nước thải được dẫn qua bể lắng II để loại bỏ các bơng bùn được hình thành trong quá trình sinh học lắng xuống đáy. Bùn sinh ra một phần được tuần hồn lại bể Anoxic, một phần cịn lại được bơm đến bể nén bùn cùng với bùn thải từ bể lắng I và UASB. Sau đĩ, để giảm nồng độ chất ơ nhiễm cịn lại nước thải được cho qua bể khử trùng dùng hĩa chất là clo rồi đưa ra nguồn tiếp nhận.
Bảng 3.6 Bảng hiệu suất các cơng trình trong sơ đồ cơng nghệ của phương án 1
Cơng trình COD BOD SS Tổng
Nitơ Tổng phốtpho Colifom Song chắn rác C (mg/l) 2300 1400 300 75 16 10000 H (%) 10 10 10 0 0 0 Bể thu gom C (mg/l) 2070 1260 270 75 16 10000 H (%) 0 0 0 0 0 0 Bể điều hịa C (mg/l) 2070 1260 270 75 16 10000 H (%) 5 5 0 0 0 0 Bể lắng I C (mg/l) 1996,5 1197 270 75 16 10000 H (%) 25 25 50 0 0 0 Bể UASB C (mg/l) 1497,4 897,8 135 75 16 10000 H (%) 70 75 0 COD:N:P=350:5:1 0 Bể Anoxic C (mg/l) 449,2 224,5 135 60 13 10000 H (%) 15 10 0 80 0 0 Bể Aerotank C (mg/l) 381,8 202 135 12 13 10000 H (%) 80 80 0 COD:N:P=150:5:1 0 Bể lắng II C (mg/l) 76,2 40,4 135 1,82 11 10000 H (%) 0 0 65 0 60 0 Bể khử trùng C (mg/l) 76,2 40,4 47,3 1,82 4,4 10000 H (%) 0 0 0 0 0 95 Nguồn tiếp nhận C (mg/l) 76,2 40,4 47,3 1,82 4,4 500 Hiệu suất tổng H (%) 96,7 97,1 84,2 97,6 72,5 95 Cmax C (mg/l) 135 49,5 90 36 5,4 1000
Tính tốn lượng N, P của quá trình kị khí ( Bể UASB)
Ta cĩ tỷ lệ: COD : N : P = 350:5:1
M = 1497,4 × 70 % = 1048,18 (mg/l) Như vậy lượng Nito cần cung cấp: N = 1048,18
350 × 5 = 15 mg/l Lượng Nito dư sau bể UASB: N dư = 75 – 15 = 60 (mg/l) Hiệu suất xử lý N:
H% = 15
75× 100 = 20%
Lượng Photpho cần cung cấp: P = 1048,18
350 = 3 (mg/l)
Lượng Photpho dư sau bể UASB: P dư = 16 – 3 = 13 (mg/l)
Hiệu suất xử lý P: H% = 3
16× 100 = 18,75%
Tính tốn lượng N, P của quá trình hiếu khí (Bể Aerotank)
Ta cĩ tỷ lệ: COD : N : P = 150:5:1
Lượng COD được các vi sinh vật chuyển hĩa thành khí: M = 381,8× 80 % = 305,44 (mg/l)
Như vậy lượng Nito cần cung cấp: N = 305,44
150 × 5 = 10,18 mg/l Lượng Nito dư sau bể Aerotank: N dư = 12 – 10,18 = 1,82 (mg/l) Hiệu suất xử lý N:
H% = 10,18
12 × 100 = 84,8% Lượng Photpho cần cung cấp: P = 305,44
150 = 2 (mg/l)
Lượng Photpho dư sau bể Aerotank: P dư = 13 – 2 = 11 (mg/l)
Hiệu suất xử lý N: H% = 2
b. Phương án 2
Hình 3.2 Sơ đồ cơng nghệ của phương án 2. Chú thích:
Đường đi vào của nước thải : Đường đi của bùn:
Đường đi của hĩa chất: Đường đi của khí:
Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ lựa chọn:
Nước thải từ các cơng đoạn sản xuất được dẫn qua song chắn rác. Song chắn rác thường được đặt ở cửa vào kênh dẫn làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thơ cĩ trong nước thải .
Sau đĩ nước thải được dẫn đến bể thu gom để tập trung tồn bộ lượng nước thải và đảm bảo lưu lượng tối thiểu cho bơm hoạt động an tồn.
Do lưu lượng và tính chất nước thải ở mỗi thời điểm là khơng giống nhau, vì vậy để đảm bảo hiệu suất xử lý cho cơng trình phía sau thì nước thải được bơm vào bể điều hịa để điều hịa lưu lượng và nồng độ.
Máy thổi khí sẽ cấp khí vào bể để hịa trộn đều nước thải, hạn chế quá trình yếm khí xảy ra gây mùi khĩ chịu, ngăn chặn hiện tượng lắng cặn xuống đáy bể. Tại bể điều hịa cĩ hệ thống điều chỉnh pH tự động để điều chỉnh pH ổn định trong khoảng 6,6 – 7,6 trước khi đưa vào xử lý sinh học.
Sau đĩ, nước thải được dẫn sang bể lắng I. Bể lắng cĩ nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng trong nước để giảm hàm lượng chất ơ nhiễm nhằm tạo điều kiện thuận lợi để xử lý cho các cơng trình ở phía sau và giảm chi phí xử lý. Tại đây các chất lơ lửng cĩ tỷ trọng lớn sẽ được lắng xuống đáy, bùn được thu gom bằng thanh gạt bùn được đặt ở đáy bể lắng được chuyển động bằng động cơ đặt trên ống trung tâm bể. Các chất cĩ tỷ trọng nhẹ hơn sẽ được nổi trên mặt nước và được thiết bị gạt cặn tập trung tại hố ga đặt ở bên ngồi bể. Sau đĩ nước thải được bơm lên bể điều hịa.
Sau đĩ nước thải tiếp tục được đưa vào bể UASB (với điều kiện nước thải đầu vào cĩ COD > 100mg/l và khi COD > 5000 mg/l cần pha lỗng nước thải đầu vào hoặc tuần hồn nước thải đầu ra, SS < 200 mg/l). Tại đây, khâu xử lý chính được bắt đầu. Tại bể UASB, các chất hữu cơ phức tạp dễ phân hủy sinh học sẽ bị phân hủy, biến đổi thành các chất hữu cơ đơn giản đồng thời sinh ra một số khí như: CO2, SO2, CH4… Nước thải sau khi qua bể này sẽ giảm một lượng đáng kể BOD5 và một phần COD.
Sau đĩ nước thải được dẫn qua bể MBBR để xử lý các chất hữu cơ cịn lại. Trong bể MBBR diễn ra quá trình oxy hĩa các chất hữu cơ hịa tan và dạng keo trong nước thải dưới sự tham gia các các vi sinh vật hiếu khí. Tại bể MBBR với thời gian lưu nước là 4h, cĩ hệ thống sục khí trên khắp diện tích bể nhằm cung cấp oxy, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí sống, phát triển và phân giải các chất ơ nhiễm.
Nước thải sau đĩ được dẫn qua bể lắng II để loại bỏ các bơng bùn được hình thành trong quá trình sinh học lắng xuống đáy. Bùn sinh ra được bơm đến bể nén bùn cùng với bùn thải từ bể lắng I và UASB.
Sau đĩ, để giảm nồng độ chất ơ nhiễm cịn lại nước thải được cho qua bể khử trùng dùng hĩa chất là clo rồi đưa ra nguồn tiếp nhận.
Bảng 3.7 Bảng hiệu suất các cơng trình trong sơ đồ cơng nghệ của phương án 2
Cơng trình COD BOD SS Tổng
Nitơ Tổng phốtpho Colifom Song chắn rác C (mg/l) 2300 1400 300 75 16 10000 H (%) 10 10 10 0 0 0 Bể thu gom C (mg/l) 2070 1260 270 75 16 10000 H (%) 0 0 0 0 0 0 Bể điều hịa C (mg/l) 2070 1260 270 75 16 10000 H (%) 5 5 0 0 0 0 Bể lắng I C (mg/l) 1996,5 1197 270 75 16 10000 H (%) 25 25 50 0 0 0 Bể UASB C (mg/l) 1497,4 897,8 135 75 16 10000 H (%) 70 75 0 COD:N:P=350:5:1 0 Bể MBBR C (mg/l) 449,2 224,5 135 60 13 10000 H (%) 85 85 0 80 10 0 Bể lắng II C (mg/l) 67,38 33,7 135 12 11,7 10000 H (%) 0 0 65 0 60 0 Bể khử trùng C (mg/l) 67,38 33,7 47,3 12 4,64 10000 H (%) 0 0 0 0 0 0 Nguồn tiếp nhận C (mg/l) 67,38 33,7 47,3 12 4,64 10000 Hiệu suất tổng H (%) 97,1 97,6 84,2 84 71 95 Cmax C (mg/l) 135 49,5 90 36 5,4 1000
Tính tốn lượng N, P của quá trình kị khí ( Bể UASB)
Ta cĩ tỷ lệ: COD : N : P = 350:5:1
Lượng COD được các vi sinh vật chuyển hĩa thành khí: M = 1497,4 × 70 % = 1048,18 (mg/l)
Như vậy lượng Nito cần cung cấp: N = 1048,18
350 × 5 = 15 mg/l Lượng Nito dư sau bể UASB: N dư = 75 – 15 = 60 (mg/l)
Hiệu suất xử lý N: H% = 15
75× 100 = 20%
Lượng Photpho cần cung cấp: P = 1048,18
350 = 3 (mg/l)
Lượng Photpho dư sau bể UASB: P dư = 16 – 3 = 13 (mg/l)
Hiệu suất xử lý P: H% = 3
16× 100 = 18,75%