Cô đặc cặn Ổn định cặn Làm tăng mật độ cặn Tách nƣớc khỏi cặn Giảm thể tích cặn Xả ra nguồn tiếp nhận - Trọng lực - Tuyển nổi - Ly tâm lọc qua băng tải - Kỵ khí - Hiếu khí - Nhiệt - Hóa chất - Hóa chất - Nhiệt - Lọc chân khơng - Lọc ép - Lọc ly tâm - Sân phơi bùn - Hồ lắng và nén bùn - Thiêu - Oxy hóa ở dạng lỏng - Chơn lấp - Xả vào vực nƣớc - Cải tạo đất - Phân bón 2.5.5.1. Sân phơi bùn:
Biện pháp làm khô bùn bằng làm khô trên sân phơi tự nhiên đƣợc áp dụng rộng rãi. Sân phơi bùn là một khu đất xốp có mặt bằng hình chữ nhật, dễ thấm nƣớc, xung quanh xây bờ chắn. Cặn từ bể lắng đợt 1, bùn hoạt tính dƣ từ bể lắng đợt 2 hay cặn đã lên men từ bể lắng hai vỏ bể, tự hoại, bể metan,… đƣa tới sân phơi từng đợt lại thành lớp không dày lắm. Sau khi làm khô ở sân phơi bùn bạn có độ ẩm đạt 70% hay thấp hơn nữa, thể tích giảm xuống 2 đến 5 lần.
Công dụng của sân phơi bùn là giảm thể tích và khối lƣợng của bùn cặn để sử dụng làm phân bón. Độ ẩm của cặn đƣợc giảm xuống là do một phần nƣớc bốc hơi và
phần khác thấm xuống đất. Trƣờng hợp khơng có đất xốp (cát, á cát) mà phải làm sân phơi bùn trên đất sét thì nhất thiết phải xây hệ thống tiêu nƣớc ở dƣới nền sân. Sân phơi bùn trên nền đất xốp cũng làm hệ thống tiêu nƣớc nếu mực nƣớc ngầm thấp hơn 1,5m tính từ mặt đất (Mục 13.2.5/426/[12])
Ưu điểm: Dễ vận hành, dễ bảo trì; khơng sử dụng hóa chất; thích hợp cho vùng nhiệt đới khí hậu nóng.
Nhược điểm: Chiếm diện tích lớn; phụ thuộc vào thời tiết; thích hợp cho bùn vơ cơ hoặc bùn đã ổn định.
2.5.5.2. Bể metan:
Bể metan là kết quả của q trình phát triển cơng nghệ xử lý cặn lắng, đó là cơng trình thƣờng có mặt hình trịn hay hình chữ nhật, đáy hình nón hay hình chóp đa giác và có nắp đậy kín. Ở trên cùng là nắp đậy làm chóp mũ để thu hơi khí.
Cặn trong bể metan đƣợc khuấy trộn đều và đƣợc sấy nóng nhờ những thiết bị đặc biệt. Căn cứ vào nhiệt độ của quá trình phân hủy hữu cơ là ngƣời ta phân biệt thành quá trình lên men (phân hủy) ấm (10 đến 430C) và quá trình lên men nóng (>430C). (Mục 13.2.3/410/[12])
2.5.5.3. Ổn định hiếu khí bùn cặn:
Ổn định hiếu khí thực chất là q trình làm thống kéo dài bằng oxy khơng khí hoặc bằng oxy kỹ thuật. Quá trình này đơn giản hơn q trình lên men kỵ khí về xây dựng, quản lý và cũng dễ dàng tự động hóa hơn.
Quá trình ổn định hiếu khí bao gồm các giai đoạn phát triển khi sinh có sức sống mạnh mẽ và q trình hơ hấp nội bào để oxy hóa các chất hữu cơ chứa trong các tế bào của các vi khuẩn kém hoạch động để biến thành khí CO2, nƣớc, NH4
+
, và NH4+ tiếp tục bị oxy hóa thành nitrit và nitrat. Lƣợng chất hữu cơ giảm và cặn trở nên ổn định.
Ổn định hiếu khí có những ƣu điểm so với ổn định kỵ khí (xử lý trong bể metan): cặn ổn định, không mùi; vốn đầu tƣ và quản lý rẻ hơn; cặn dễ ráo nƣớc ở công đoạn làm khô, đặc biệt khi dùng phƣơng pháp hơi khô trên sân phơi bùn; lƣợng cặn hữu cơ giảm tƣơng đƣơng so với ở bể metan, nƣớc gạn ra từ cặn có lƣợng BOD và SS ít hơn.
Tuy nhiên, nó có những khuyết điểm là tốn năng lƣợng để chạy máy thổi khí nên chỉ thích hợp với cơng suất nhỏ và vừa; khơng thu đƣợc khí metan để làm nhiên liệu đốt.
Ổn định hiếu khí bùn cặn đƣợc tiến hành trong các kiểu bể aerotank thông thƣờng kết hợp cùng với bể lắng (Hình 2.27). Thiết bị sục khí và khuấy trộn cặn dùng thiết bị kiểu bơm đặt ở tâm bể, có thể dùng thiết bị cơ khí làm thống bề mặt. Bể có thể thiết kế để làm việc liên tục hoặc làm việc theo mẻ kế tiếp. Bể làm việc liên tục bên trong phải có ngăn lắng và bơm tuần hồn. Bể làm việc theo mẻ phải có ít nhất là 2 ngăn để có thời gian lắng và tháo nƣớc ở 1 ngăn, nhƣng còn lại vẫn bổ sung nƣớc
bình thƣờng. Hệ thống tháo nƣớc bề mặt thiết kế nhƣ ở bể aerotank làm việc theo mẻ kế tiếp.
(Mục 13.2.4/422/[12])
Hình 2. 27 Sơ đồ bể ổn định hiếu khí. (Hình 13.15/424/[12])
a)Làm việc theo mẻ b)Làm việc liên tục
2.5.5.4. Làm khô cặn bằng lọc chân không:
Đối với những trạm xử lý lớn làm khơ cặn trên sân phơi bùn địi hỏi một diện tích ít khi đáp ứng đƣợc. Để giảm bớt diện tích đất đai xây dựng sân phơi bùn, có thể ứng dụng phƣơng pháp làm khô cơ học. Phƣơng pháp làm khô bằng cơ học có thể đƣợc thực hiện bằng lọc chân không, quay ly tâm, lọc ép,…
Thiết bị lọc chân không là một khuôn trụ quay bằng thép đặt nằm ngang, trên ngồi bọc tấm vải thơ thấm lọc (Hình 2.28). Trụ quay đặt ngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đƣờng kính.
Khi trụ quay và máy bơm chân khơng làm việc, cặn bị ép vào vải lọc với lớp dày khoảng từ 10 đến 12 cm. Khi mặt tiếp xúc với cặn ra khỏi phần ngập, thì dƣới tác động của chân không nƣớc đƣợc rút ra khỏi cặn. Nhờ bản dao đặc biệt gắn ở khung sƣờn ngoài sẽ cạo sạch cặn ra khỏi bề mặt vải lọc. (Mục 13.2.6/429/[12])
Hình 2. 28 Sơ đồ lọc chân khơng. (Hình 13.18/431/[12])
1-Trục lăn, 2-Bản dao, 3-Trục lăn căng, 4- Trục lăn dẫn hƣớng.
Sơ đồ nguyên tắc bể lọc chân không phục hồi vải lọc liên tục trình bày ở hình . Khi trụ trống quay thì vải lọc chuyển động quanh các con lăn (2), (4), (9), cặn đƣợc tách khỏi vải lọc nhờ bản dao (1), đồng thời cũng đƣợc rửa cả hai phía bằng khơng khí nén, nƣớc và axit clohiđric dƣới áp lực của vịi phun (3).
Hình 2. 29 Sơ đồ nguyên tắc lọc chân không phục hồi vải lọc liên tục.
(Hình 13.21/432/[12])
1-Bản dao, 2- Trục lăn gỡ cặn, 3- Ống gắn với vòi, 4- Trục lăn trả lại, 5- Vải lọc, 6- Trụ quay dọc,
7- Đầu phân phối, 8- Thùng chứa cặn, 9- Trục lăn cặn, 10- Thải nƣớc rữa, 11- Máng thu nƣớc rửa.
Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣng có nhiều nhƣợc điểm: cơng tác chuẩn bị cặn phức tạp, dùng đến hóa chất đắt tiền, điều chế định lƣợng khó khăn.
2.5.5.5. Làm khơ cặn bằng lọc ép:
Làm khô cặn bằng phƣơng pháp lọc ép đƣợc sử dụng rộng rãi bởi tính đơn giản và hiệu quả của nó, đặc biệt là lọc ép bằng băng tải.
Hình 2.30 giới thiệu sơ đồ cấu tạo của một loại máy ép bằng băng tải. Hệ thống lọc ép trên băng tải gồm máy bơm bùn từ bể nén bùn đến thùng hòa trộn chất keo tụ và định lƣợng cặn (1), hệ thống băng tải và trục ép, thùng đựng và xe vận chuyển cặn khô, bơm nƣớc sạch để rửa băng tải, thùng thu nƣớc lọc và bơm nƣớc lọc về đầu trạm xử lý. Đầu tiên chặn từ thùng định lƣợng và phân phối (1) đi vào đầu của băng tải (2) ở đoạn này nƣớc đƣợc lọc qua băng tải theo nguyên tắc lọc trọng, đi qua cần gạt (3) để san đều cặn trên toàn chiều rộng băng tải. Rồi qua trục ép (4) và (5) có lực ép tăng dần.
Hiệu suất làm khô cặn phụ thuộc vào các thông số như: đặc tính của cặn, hóa chất keo tụ, độ rộng của băng lọc, tốc độ di chuyển và lực nén của băng tải.
Nồng độ cặn sau khi làm khô trên máy lọc ép băng tải đạt từ 15 đến 25%, máy ép băng tải thƣờng có chiều rộng ban từ 0,5 đến 3,5m phổ biến nhất là loại có chiều rộng 1m 1,5m và 2m. (Mục 13.2.8/434/[12])
Hình 2. 30 Sơ đồ ngun lý máy làm khơ cặn bằng máy lọc ép trên băng tải.
(Hình 13.23/435/[12])
2.5.5.6. Làm khơ cặn bằng quay ly tâm:
Làm khơ cặn có thể dùng thiết bị quay ly tâm trục ngang, có thiết bị xã cặn xoắn ốc. Sơ đồ thiết bị quay ly tâm giới thiệu trên 2.31. Các bộ phận cơ bản là roto hình cơn (6) và ống “ruột rỗng” (7). Roto và ống ruột rỗng quay cùng chiều với những tốc độ khác nhau. Dƣới tác động của lực ly tâm các phần rắn của cặn va đập vào thành tƣờng của roto và đƣợc dồn lăn tới khe hở và đổ ra thùng chứa bên ngoài, nƣớc bùn chảy qua khe hở của phía đối diện.
Hiệu suất giữa pha rắn và độ ẩm của cặn phụ thu thuộc vào đặc tính của cặn ban đầu.
Vì nƣớc bùn có chất lƣợng thấp nên cần thiết phải đƣợc tiếp tục xử lý, nƣớc bùn có thể đƣợc đƣa lên sân phơi bùn và cũng có thể đƣợc thay thế bùn hoạt tính tuần hồn lên bể aeroten (không làm kém chất lƣợng nƣớc thải xử lý).
Phƣơng pháp này thƣờng dùng để xử lý cặn trên những trạm xử lý có cơng suất xử lý ≤ 40.000 m3/ngày. (Mục 13.2.7/433/[12])
Hình 2. 31 Sơ đồ thiết bị quay ly tâm. (Hình 13.22/433/[12])
1-Dẫn cặn vào; 2- Khe hở thải nƣớc bùn; 3- Thùng chứa nƣớc bùn; 4-Khe hở đƣa cặn vào roto; 5- Thùng chứa cặn khơ; 6- Roto hình cân;
7-Ống “ruột rỗng”; 8- Khe hở xả cặn khô.
2.5.6. Khử trùng
Hầu hết các loại vi khuẩn trong nƣớc thải không phải là vi trùng gây bệnh nhƣng không loại trừ khả năng tồn tại một vài loại vi khuẩn gây bệnh nào đó. Nếu xả nƣớc thải ra nguồn cấp nƣớc, hồ bơi, hồ ni cá thì khả năng lan truyền bệnh sẽ rất lớn do đó phải có biện pháp khử trùng nƣớc thải trƣớc khi xả ra nguồn tiếp nhận.
Khử trùng nƣớc thải nhằm mục đích phá hủy, triệt bỏ các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chƣa đƣợc hoặc không thể khử bỏ trong q trình xử lý nƣớc thải.
Có nhiều biện pháp khử trùng nƣớc thải phổ biến hiện nay là: - Dùng Clo hơi qua thiết bị định lƣợng Clo;
- Dùng hypoclorit canxi – Ca(ClO)2 dạng bột hòa tan trong thùng dung dịch 3 đến 5% rồi định lƣợng vào bể tiếp xúc;
- Dùng Ozone thƣờng đƣợc sản xuất từ khơng khí bằng máy tạo Ozone đặt trong nhà máy xử lý nƣớc thải. Ozone sản xuất ra đƣợc dẫn ngay vào bể hòa tan và tiếp xúc;
- Dùng hypoclorti Natri, nƣớc javen NaClO; - Dùng Clorua vơi dùng CaOCl2;
- Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản sinh đèn phát tia cực tím đặt nhập trong dịng nƣớc thải.
Từ trƣớc đến nay khi khử trùng nƣớc thải ngƣời ta hay dùng clo để tạo hơi và các hợp chất của clo vì hóa chất này đƣợc các ngành cơng nghiệp dùng nhiều có sẵn trên thị trƣờng, giá thành chấp nhận đƣợc, hiệu quả khử trùng cao. (Mục 12.1/375/[12])
2.5.6.1. Khử trùng nước thải bằng clo lỏng:
Clo có thể dẫn trực tiếp vào nƣớc thải để khử trùng gọi là clo hóa trực tiếp hoặc qua clorator (thiết bị dùng để xáo trộn, điều chế và định lƣợng nƣớc clo).
Khi thực hiện clo hóa trực tiếp, vấn đề quan trọng là làm thế nào để phân phối đều Clo vào nƣớc thải. Trong thực tế thƣờng dùng một loại phễu đặc biệt đặt cách mặt nƣớc 1,5 m nƣớc qua phễu này phân phối đều vào nƣớc thải. Clorator có nhiều loại nhƣ clorator hoạt động liên tục; clorator hoạt động theo tỉ lệ; clorator áp lực; clorator chân không.
Thực tế khi khử trùng nƣớc thải thì ngƣời ta thƣờng sử dụng loại chân không hoạt động liên tục. Với thiết bị này Clo đƣợc giữ dƣới áp lực thấp hơn áp suất của khơng khí do đó hơi clo khơng bay ra phịng.
2.5.6.2. Khử trùng nước thải bằng Ozone:
Ozone có cơng thức hóa học là O3, ở điều kiện bình thƣờng là chất không bền vững và bị phân hủy rất nhanh thành khí oxy dạng bền vững O2. Bởi vì ozone là chất khơng bền vững và không thể giữ lâu trong bình chứa nên phải dùng máy sản xuất ozone ngay tại nơi sử dụng.
Ozone đƣợc sản xuất bằng cách cho oxy hoặc khơng khí đi qua thiết bị phóng tia lửa điện nhƣ hiện tƣợng ta vẫn thấy trong thiên nhiên sau tia chớp của giơng bão khơng khí trở nên sạch và mát hơn là do tác dụng làm sạch khơng khí ozone. Để cấp đủ lƣợng Ozone khử trùng cho nhà máy xử lý nƣớc thải ta dùng máy phát tia lửa điện gồm hai điện cực kim loại đặt cách nhau một khoảng, cho khơng khí qua. Cấp dịng điện xoay chiều vào các điện cực để tạo ra tia hồ quang đồng thời với việc thổi luồng khơng khí sạch đi qua khe hở giữa các điện cực để chuyển một phần oxy thành ozone.
Ưu điểm: Làm giảm nhu cầu oxy của nƣớc, giảm nồng độ chất hữu cơ, giảm nồng độ các chất hoạt tính; khử màu, phenol, xyanua; không gây mùi; tăng nồng độ oxy hịa tan; khơng có sản phẩm phụ gây độc hại; tăng vận tốc lắng của hạt lơ lửng; liều lƣợng ozone vào khoảng 0,5 đến 5 mg/l và không cần khâu định lƣợng nhƣ khi dùng clo; ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ pH ít hơn khi dùng clo.
2.5.6.3. Khử trùng nước thải băng các biện pháp vật lý:
Ngoài các phƣơng pháp khử trùng đã nêu thì có thể sử dụng phƣơng pháp lý học nhƣ sóng siêu âm, tia cực tím,…
Tia cực tím (UV) là tia bức xạ điện tử có bƣớc sóng từ 4 đến 400 nanomet, độ dài sóng của tia cực tím nằm ngồi vùng phát hiện nhận biết của mắt thƣờng. Dùng tia cực tím để khử trùng khơng làm thay đổi tính chất hóa học và vật lý của nƣớc.
Nhược điểm của phƣơng pháp dùng tia cực tím là chi phí vận hành cao, độ vận động của nƣớc và chất nhờn bám vào đèn có thể ngăn cản tia cực tím tác dụng vào vi khuẩn, do đó hiệu quả khử trùng thấp.
2.5.MỘT SỐ CƠNG NGHỆ XỬ LÍ NƢỚC THẢI THỦY SẢN HIỆN NAY.
Xử lý nƣớc thải đã và đang là nhiệm vụ cấp bách và cần sự chung tay của cộng đồng và cơ quan chức năng. Khi mà ô nhiễm nguồn nƣớc trở nên quá quen thuộc và chúng khó mà loại bỏ hồn tồn thì đây cũng chính là lúc chúng ta cần thay đổi nhiều công nghệ xử lý đã quá cũ.
Với sự phát triển ngày càng cao của khoa học – kỹ thuật ngày nay thì việc ứng dụng và triển khai hiệu quả nhiều công nghệ mới là điều rất dễ dàng. Dƣới đây là cơng nghệ xử lí nƣớc thải đƣợc xử dụng khá phổ biến hiện.
Hình 2. 32 Hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty liên doanh chế biến cá An Giang cơng suất 700 m3/ngày đêm.
Hình 2. 33 Hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty Vinh Hoan Đồng Tháp công suất 1100 m3/ngày đêm
Hình 2. 34 Hệ thống xử lý nƣớcthải Cơng ty thủy sản Y Seafood Processing (Nhật) công suất 150 m3/ngày đêm.
Hình 2. 35 Hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty chế biến cá hộp Narong Canning Limited Company (Thailand) công suất 600 m3/ngày đêm.
CHƢƠNG 3 PHÂN TÍCH, ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ L Í 3.1.CƠ SỞ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ
Bảng 3. 1 Các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải của Công ty Long Phú-Hậu Giang
Chỉ Tiêu Đơn vị Kết quả
QCVN 11 : 2015/BTNMT (CỘT B) pH - 7 5,5 9 BOD5 mg/L 1200 50 COD mg/L 1800 150 TSS mg/L 300 100 Tổng Nito mg/L 80 60 Tổng photpho mg/L 15 20 Tổng coliform MPN/100ml 105 5000 Dầu mỡ mg/L 180 20
( Nguồn: Báo cáo đánh giá định kì chất lượng nước thải Cơng ty Long Phú- Hậu Giang 12/2019)
Nhận xét kết quả:
Từ bảng tổng hợp các thông số nồng độ chất ô nhiễm của nƣớc thải ta thấy đây là nƣớc thải có tính chất ơ nhiễm cao với nồng độ lớn hơn mức cho phép so với cột B QCVN11:2015/BTNMT. Cụ thể phân tích nhƣ sau:
+ Nồng độ BOD đầu vào cao gấp 24 lần quy chuẩn, với nồng độ nƣớc thải cao xử dụng phƣơng pháp xử lí sinh học cho hiệu suất xử lí cao.
+ Nồng độ COD đầu vào cao gấp 12 lần quy chuẩn, phƣơng pháp xử lí sinh học cũng là phƣơng pháp đƣợc ƣu tiên để xử lí thành phần nƣớc thải này.