1 .GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN
2.2.2 Bể keo tụ tạo-tạo bông
Mục tiêu: Giảm độ đục, khử màu, khử các chất ơ nhiễm hịa tan (kim loại nặng) cặn lơ lửng và vi sinh vật kích thước nhỏ. Các loại chất này tồn tại ở dạng phân tán và khơng thể loại bỏ bằng q trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Trong quá trình keo tụ, lượng chất keo tụ, lượng chất lơ lửng, mùi, màu dễ giảm xuống. Ngoài ra các chất như silicat, hydratcacbon, chất béo, dầu mỡ, và lượng lớn vi khuẩn cũng loại bỏ.
Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhơm, phèn sắt, polymer… Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn, nên sẽ lắng nhanh hơn.
Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O,
FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay
tổng hợp.
Chất keo tụ thường dùng là muối sunfat nhôm (phèn nhôm), sunfat sắt và clorua sắt (phèn sắt),…
Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bơng cặn, các bơng cặn lớn lắng xuống thì những bơng cặn này có thể kéo theo các chất phân tán khơng tan gây ra màu.
Hình 2.9 Bể keo tụ - tạo bơng. [20]
Hình 2.10 Q trình keo tụ tạo bơng trong xử lý nước.[20] 2.2.3 Bể trung hịa
Những loại nước thải có tính axit cao cần phải trải qua q trình trung hịa để ổn định độ pH, làm giảm các hợp chất hữu cơ có trong nước thải.
Ngun lý cấu tạo: Bể trung hịa thường có cấu tạo bao gồm những phần chính như sau: ngăn sơ lắng, nền đá vôi, bể lắng cát, bể lắng sau cùng, cùng các thiết bị dẫn nước thải, bơm chun dụng.
Nguyên lý hoạt động:mục đích của việc trung hịa chính là làm cho độ pH ổn định để các công tác xử lý sau đó tiến hành theo đúng tiến độ. Q trình trung hòa sẽ diễn ra trong bể trung hòa với kiểu liên tục gián đoạn theo chu kỳ.
Nguyên tắc chung của trung hịa chính là:
- Nếu nước thải có tính axit (pH<7) cần phải bổ sung kiềm. - Nếu nước thải có tính kiềm (pH > 7), cần bổ sung axit.
Tuy nhiên, đối với mỗi loại nước thải sẽ có những cách trung hịa khác nhau, cụ thể:
- Đối với nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất sẽ áp dụng trung hòa bằng cách trộn nước thải chứa axit với nước thải chứa kiềm.
- Đối với nước thải chứa quá nhiều axit hay kiềm khơng thể trung hịa bằng hịa trộn thì phải cho thêm hóa chất. Những loại hóa chất được dùng sẽ là dung dịch có tính bazơ như: Ca(OH)2, CaCO3, MgCO3,… Các hóa chất này được bơm vào bể nhờ các thiết bị định lượng kiểu phao, định mức với áp lực cố định,…
- Đối với nước thải chứa axit bằng cách lọc qua những lớp vật liệu trung hòa, chúng ta sẽ dùng đá vơi, magiezit, đá hoa cương, đơlơmit,… kích thước hạt 3-8 cm để trung hòa.
2.3 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật có khả năng phân hóa những hợp chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật được gọi là q trình oxy hóa sinh hóa.
2.3.1 Bể bùn hoạt tính hiếu khí
Bể Aerotank có thể phân thành các nhóm sau:
- Theo nguyên tắc làm việc, bể Aerotank truyền thống, bể Aerotank oxy hóa hồn tồn và bể Aerotank tải trọng cao.
- Theo sơ đồ công nghệ, bể Aerotank một bậc và bể Aerotank nhiều bậc.
- Theo cấu trúc dòng chảy, bể Aerotank đẩy, bể Aerotank trộn và bể Aerotank kết hợp.
- Theo phương pháp làm thoáng, bể Aerotank làm thống bằng khí nén, bể Aerotank làm thống bằng máy khuấy cơ học, bể Aerotank kết hợp và bể Aerotank làm thoáng áp lực thấp (dùng quạt gió).
Nguyên lý cấu tạo:bể Aerotank là bể chứa hình chữ nhật, thường được xây dựng bằng bê tơng - cốt thép, bên trong có hệ thống phân phối khí (đĩa thổi khí, ống phân phối khí) và cấp khí (máy thổi khí,..). Chiều cao bể thường ≥2,5m để lượng khí sục vào kịp hịa tan trong nước.
Hình 2.12 Bể Aerotank.[20]
Nguyên lý hoạt động: VSV hiếu khí trong bể phân hủy các chất ơ nhiễm trong nước thải như chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển. Theo thời gian, sinh khối VSV ngày càng gia tăng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải giảm xuống. Khi nằm trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trị là hạt nhân để cho VSV cư trú, sinh sản và phát triển dần dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính.
Ưu điểm:
- Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%. - Loại bỏ được Nitơ trong nước thải. - Vận hành đơn giản, an tồn.
- Thích hợp với nhiều loại nước thải.
- Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà khơng phải gia tăng thể tích bể.
Nhược điểm:
- Thể tích cơng trình lớn và chiếm nhiều mặt bằng hơn. - Chi phí xây dựng cơng trình và đầu tư thiết bị lớn hơn.
- Chi phí vận hành đặc biệt, chi phí cho năng lượng sục khí tương đối cao, khơng có khả năng thu hồi năng lượng.
2.3.2 Bể sinh học thiếu khí Anoxic
Nguyên lý cấu tạo:bể được xây dựng bằng bê tông - cốt thép. Bể anoxic được cấu tạo từ 3 thành phần chính: Máy bơm khuấy trộn nước, hệ thống hồi lưu bùn và hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng.
- Máy bơm khuấy trộn nước: còn được gọi là máy khuấy chìm, được dùng để khuấy trộn nước thải nhằm làm môi trường nước trong bể không bị lắng đọng. Đồng thời, khiến các chất trong nước thải đồng nhất. Nhờ vậy, vi sinh vật kỵ khí, thiếu khi hay hiếu khi tồn tại ở bể có điều kiện sinh sơi, phát triển tốt hơn.
Với bể anoxic, máy bơm khuấy trộn sẽ thúc đẩy tiến trình khử nitrat nhờ việc cho nước thải và bùn thiếu khí tiếp xúc với nhau. Nhờ vậy, cơng đoạn khử nitơ sẽ diễn ra nhanh hơn.
- Hệ thống hồi lưu bùn: là hệ thống mang chức năng đẩy và trích trữ lượng bùn vi sinh sau q trình xử lý chất thải trở lại bể anoxic.
- Hệ thống cung cấp dinh dưỡng: là hệ thống cung cấp các dưỡng chất có lợi cho vi sinh vật thiếu khí có cơ hội phát triển nhanh, mạnh hơn.
Nguyên lý hoạt động:sau khi trải qua quá trình xử lý sinh học, nước thải sẽ được dẫn vào bể thiếu khí Anoxic. Nhằm tham gia phản ứng Nitrat hóa và Phophorit.
Hình 2.13 Bể Anoxic.[20]
Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào q trình này là Nitrosonas và Nitrobacter.
Trong điều kiện hiếu khí nghiêm ngặt, hồn thành q trình nitrat hóa được thực hiện trong hai q trình oxy hóa liên tiếp giai đoạn: amoniac lần đầu tiên được chuyển đổi thành nitrite bởi vi khuẩn oxy hóa amoniac:
NH4 ++ 1.5O2→NO2-+ H2O + 2H+(1)[2]
Sau đó, nitrite được chuyển đổi thành nitrate bởi vi khuẩn oxy hóa nitrite:
NO2-+ 0.5O2→NO3-(2)[2]
Nitrat hóa hồn thành, như đã thấy trong q trình xử lý nước thải có thể được thể hiện như sau:
NH4+ + 2O2→NO3-+ H2O + 2H+(3)[2]
Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẽ khử nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa:
NH3→ NO3→ NO2 → NO → N2O → N2(gas)
Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài. Như vậy là nitơ đã
được xử lý.
Quá trình photphorit hóa diễn ra như sau:
Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter. Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới khơng chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho những dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí.
Ưu điểm:
- Khử được nitơ trong nước thải dòng ra.
- Hiệu suất khử BOD tăng do các chất hữu cơ tiếp xúc bị oxy hóa trong q trình khử.
- Giảm được lượng lượng bùn dư tại bể lắng đợt II. - Làm tăng pH của nước thải sau xử lý.
- Làm tăng khả năng lắng và hạn chế độ trương của bùn hệ thống.
Các vị trí của bể Anoxic trong quy trình cơng nghệ:
Hình 2.14 Sơ đồ khối xử lý cụm sinh học.[15]
Ưu điểm: - Không cần bổ sung nguồn chất hữu cơ. - Dễ kiễm soát DO < 1 mg/l.
Nhược điểm: - Hàm lượng nitơ đầu vào thấp.
- Cần phải hồi lưu nước thải từ bể Aerotank về bể Anoxic. + Vị trí sau bể Aerotank.
Ưu điểm: không cần hồi lưu nước từ bể Aerotank về bể Anoxic, nước tự chảy. Nhược điểm:
- Phải bổ sung chất hữu cơ vào bể Anoxic.
- Phải có cơng đoạn sục khí sau bể Anoxic để loại bỏ khí nitơ (nếu khơng có cơng đoạn này bùn sẽ nổi ở bể lắng).
2.3.3 Bể sinh học bằng giá thể (MBBR)
Bể MBBR có thể phân thành 2 loại:
- Bể MBBR hiếu khí. - Bể MBBR thiếu khí.
Nguyên lý cấu tạo: bể MBBR tương tự bể Aerotank truyền thống và có thêm các giá thể sinh học. Mật độ giá thể tối ưu trong khoảng 25÷50% và khơng vượt q 67% thể tích bể. Các giá thể sinh học trong bể MBBR có các đặc điểm sau:
- Tính kị nước và khả năng bám dính cao. - Thời gian sử dụng lâu dài.
- Cấu trúc bề mặt lớn đảm bảo mật độ VSV bám dính cao để giảm ma sát và chạm trong q trình khuấy trộn, giảm bong tróc lớp màng sinh học.
- Vật liệu làm giá thể phải có tỉ trọng nhẹ hơn nước, luôn chuyển động lơ lửng trong bể nhờ hệ thống thổi khí hoặc khuấy.
Hình 2.15 Bể MBBR.[20]
Nguyên lý hoạt động:quần xã các VSV dị dưỡng (với VSV tùy tiện chiếm ưu thế) phát triển trên các bề mặt các giá thể tạo thành lớp màng sinh học. Các chất ơ nhiễm và oxy hịa tan khuếch tán từ nước thải đến bề mặt màng sinh học và sản phẩm phân hủy sinh học sẽ khuếch tán ngược lại. Khi các chất ơ nhiễm và oxy khuếch tán vào lớp phía trong màng sẽ được các VSV tiêu thụ càng nhiều. Sinh khối càng tăng lên và nồng độ các chất ô nhiễm của nước thải sẽ giảm đi. Lượng oxy hòa tan giảm dần trong q trình tạo màng sinh học phía trong và tạo ra các sản phẩm phân hủy hiếu khí, thiếu khí, kị khí.
Ưu điểm:
- Hiệu suất xử lý cao.
- Dễ vận hành, tính tự động cao, khơng địi kỹ thuật chun mơn nhiều. - Mật độ VSV trong lớp màng càng cao thì tải trọng trong bể cao. - Khơng cần dịng tuần hồn bùn vì sinh khối trong bể ngày càng tăng.
Nhược điểm:
- Giá thành thiết bị cao.
- Cần cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng tránh hiện tượng màng bị bong tróc.
- Cần duy trì tốc độ xáo trộn hợp lý để đảm bảo giá thể chuyển động hoàn toàn trong bể làm khả năng khuếch tán cơ chất và oxy vào lớp màng trong.
Khử trùng là một khâu quan trọng cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. Sau quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn là các vi sinh vật giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước.
Khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc khơng thể khử bỏ trong q trình xử lý nước thải.
Nước thải sau khi xử bằng phương pháp sinh học còn chứa 105 - 106 vi khuẩn/ml.
Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải khơng phải là vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng có vi khuẩn gây bệnh. Khi xả ra nguồn nước cấp, hồ bơi,… thì sẽ lan truyền rất lớn. Vì vậy cần phải tiệt trùng nước thải sau khi thải ra ngồi.
Thời gian tiếp xúc tính cả thời gian nước thải theo mương dẫn từ bể tiếp xúc ra nguồn tiếp nhận là 30 phút.
Các phương pháp khử trùng nước thải:
- Khử trùng bằng các chất oxi hóa mạnh: Cl2, các hợp chất Clo, O3, KMnO4,
Chlorine dạng lỏng (NaOCL- nước Javen), bột (Ca(ClO)2), khí Clo hóa lỏng (Cl2).
Nồng độ Clo trong thùng pha hóa chất khoảng 0,5 - 1%. - Khử trùng bằng các tia vật lý.
- Khử trùng bằng siêu âm.
- Khử trùng bằng phương pháp nhiệt. - Khử trùng bằng ion kim loại nặng.
Lựa chọn phương pháp khử trùng phải phụ thuộc và các yếu tố ảnh hưởng và hiệu quả.
2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN CẶN
Trong các trạm xử lý thường có khối lượng cặn lắng tương đối lớn từ song chắn rác, bể lắng đợt I, II… Trong cặn chứa rất nhiều nước (độ ẩm từ 97 - 99%), và chứa chất hữu cơ có khả năng, do đó cặn cần phải xử lý để giảm bớt nước, các vi sinh độc hại trước khi thải cặn ra nguồn tiếp nhận.
Các phương pháp xử lý bùn cặn gồm:
Cô đặc bùn cặn bằng trọng lực
Là phương pháp để bùn lắng tự nhiên, các cơng trình của phương pháp này là các bể lắng giống như bể lắng nước thải: bể nén bùn đứng, bể nén bùn ly tâm, bể nén bùn trọng lực,…
Hình 2.16 Bể nén bùn.[20]
Ổn định bùn cặn
Là phương pháp nhằm phân hủy các chất hữu cơ có thể phân hủy thành CO2, CH4, và H2O, giảm vấn đề mùi và loại trừ thối rửa của cặn, đồng thời giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh và giảm thể tích cặn. Có thể ổn định cặn hóa chất, hay bằng phương pháp sinh học hiếu khí hay kị khí. Các cơng trình được sử dụng trong ổn định cặn như: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể mêtan,…
Hình 2.17 Bể tự hoại 3 ngăn.[9]
Làm khơ bùn cặn
Có thể sử dụng sân phơi, thiết bị cơ học (máy lọc ép, máy ép băng tải, máy lọc chân không, máy lọc ly tâm,…), hoặc bằng phương pháp nhiệt. Lựa chọn cách nào để làm khô cặn phụ thuộc nhiều yếu tố: mặt bằng, điều kiện đất đai, yếu tố thủy văn, kinh tế xã hội,…
Hình 2.18 Máy ép bùn băng tải.[20]
2.6 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯ C THẢI SINH HOẠT THỰC TẾ 2.6.1 Sơ đồ công nghệ xử lý NTSH của cơng ty cổ phần PERSO
Hình 2.19 Sơ đồ cơng nghệ xử lý NTSH của công ty cổ phần PERSO.
Clorine Nước sau tách bùn Bề chứa bùn Máy thổi khí Máy thổi khí Máy ép bùn Nguồn tiếp nhận đạt QCVN 14:2008/BTNMT, cột B
Nước thải sinh hoạt
Hố thu gom Bể điều hòa
Bể SBR
Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản và bền hơn, giảm được nhân cơng, chi phí vận hành.
- Khơng cần xây dựng bể lắng II cũng như tuần hồn bùn hoạt tính nên ít tốn diện tích xây dựng.
- Hiệu suất xử lý cao, có khả năng khử N, P cũng như hàm lượng chất dinh dưỡng cao.
- Có khả năng điều khiển tự động hồn tồn, ít ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.
Nhược điểm:
- Công suất xử lý nhỏ do SBR xử lý theo dạng mẻ.
- Kiểm sốt q trình khó, địi hỏi hệ thống quan trắc các chỉ tiêu tinh tế, hiện đại. - Bảo dưỡng các thiết bị khó khăn do SBR sử dụng phương tiện hiện đại.
- Cần có trình độ kỹ thuật cao cho cơng tác quản lý, vận hành bể.
- Bùn trong bể SBR không rút hết nên hệ thống thổi khí có khả năng tắc nghẽn.
2.6.2 Sơ đồ công nghệ xử lý NTSH Công ty CP Chế Biến Hàng Xuất Khẩu LongAn