CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT 2 PHƯƠNG ÁN 3.1. Đề xuất 2 phương án 3.1. Đề xuất 2 phương án
3.1.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ
Công nghệ xử lý phải đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải (QCVN 40:2011/BTNMT). Công nghệ đảm bảo mức an tồn cao trong trường hợp có thay đổi về lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm giữa mùa mưa và mùa khô. Công nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành, có tính ổn định cao, vốn đầu tư, kinh phí tối ưu. Cơng nghệ xử lý phải mang tính hiện đại và có khả năng sử dụng trong một thời gian dài.
Ngoài ra cần chú ý một số yếu tố sau:
- Tính chất của nước thải đầu vào.
- Điều kiện thực tế vận hành, xây dựng hệ thống.
- Khả năng về vốn đầu tư.
Đặc điểm của nước thải biacó sự ơ nhiễm hữu cơ cao với các chỉ tiêu đặc trưng cho sự ô nhiễm hữu cơ như COD, BOD khá cao và các chỉ tiêu nước thải khác đều vượt quá quy chuẩn cho phép xả thải vào mơi trường.
Dựa vào tính chất nước thải đầu vào (bảng 3.1), ta thấy tỉ lệ COD/BOD > 0,5 nên công nghệ xử lý phù hợp sẽ là công nghệ xử lý sinh học.
Bảng 3.1: Thành phần nước thải nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng S S
T T
Thơng số Đơn vị Giá trị QCVN
40:2011/BTNMT Cột B Ghi chú 1 pH 6,9 5,5 – 9,0 2 BOD5 mg/l 1100 50 Xử lý 3 COD mg/l 2000 150 Xử lý 4 SS mg/l 250 100 Xử lý 5 Tổng N mg/l 70 40 Xử lý 6 Tổng P mg/l 10 6 Xử lý 7 Tổng Coliform MPN/100ml 10000 5000 Xử lý 8 Nhiệt độ 0C 36 – 40 50
Vì hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải > 150 mg/l lên cần có cơng trình lắng phía trước để giảm bớt hàm lượng cặn trong nước thải.
Hàm lượng BOD cao nên áp dụng cơng trình xử lý kỵ khí phía trước. Sau đó áp dụng cơng trình xử lý thiếu khí để xử lý Nito, Photpho trong nước thải.
Cần có các cơng trình xử lý cơ học trước để đảm bảo cho các cơng trình sinh học phía sau đạt hiệu quả cao.
3.1.2. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải của nhà máy bia
Dựa trên thành phần tính chất của nước thải đầu vào (bảng 3.1) và các cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý. Ta đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng cơng suất 400 m3/ngày đêm. Phương án 1:
Hình 3.1: Sơ đồ cơng nghệ phương án 1
Nước thải đầu vào
Bể lắng II
Khử trùng Bể Aerotank Bể điều hòa khuấy trộn
Bể nén bùn Xe thu gom Máy ép bùn Bể thu gom Bể lắng 1 Song chắn rác QCVN 40:2011/BTNMT NaOCl Thu khí Thổi khí Polymer Tuần hồn bùn Bể UASB Bể Anoxic Tuần hoàn nước
Nước sau nén bùn Nước sau ép bùn
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng cơng suất 400 m3/ngày đêm.
Thuyết minh phương án 1
Nước thải từ các công đoạn sản xuất bia đươc thu gom và vận chuyển đến hệ thống xử lý. Nước thải được dẫn qua song chắn rác thơ để loại bỏ rác có kích thước lớn. Sau đó nước thải được dẫn qua bể lắng 1 để loại bỏ cặn lơ lửng trong nước. Nước sẽ tiếp tục được dẫn qua bể điều hoà để điều hoà lưu lượng và nồng độ của nước thải trước khi đưa vào cụm xử lý sinh học. Đối với cụm xử lý sinh học, nước thải sẽ được dẫn qua bể UASB tại đây sẽ diễn ra quá trình khử SS, BOD, khử Nitrat và cắt mạch Photpho thành các ortho Photpho nhờ vào vi sinh vật và nguồn cacbon chính của vi sinh vật là chất dinh dưỡng có sẵn trong nước thải. Quá trình tiêu thụ chất dinh dưỡng của vi sinh vật theo tỉ lệ BOD5:N:P = 150:5:1, COD:N:P = 350:5:1 (đây là tỉ lệ chất dinh dưỡng cho q trình phân huỷ kỵ khí với COD < 3000 mg/l). Kế đó, nước thải được đưa qua bể Anoxic, nhờ q trình khử nitrat trong điều kiện thiếu khí mà loại bỏ được N.
Tiếp theo, nước sẽ được dẫn qua bể Aerotank (đây là bể sinh học hiếu khí), tại đây sẽ diễn ra quá trình Nitrat hố và tích luỹ các ortho Photpho vào trong cơ thể của vi sinh vật, BOD, COD và SS cũng được khử tại bể Aerotank. Nước sau cụm thể sinh học sẽ được dẫn qua bể lắng 2, tại bể lắng 2 diễn ra quá trình lắng các hạt cặn lơ lửng. Nước sau lắng sẽ được qua bể khử trùng đạt QCVN 40:2011 cột B và được xả ra nguồn tiếp nhận.
Bùn sau bể lắng 2 và bể lắng 1, bể UASB sẽ được dẫn đến bể chứa bùn, qua bể nén bùn và qua máy ép bùn để giảm thể nước có trong bùn. Bùn sau khi được cô đặc sẽ được đem đi xử lý hoặc chôn lấp theo qui định về xử lý chất thải rắn và chất thải nguy hại. Một phần bùn sau bể lắng 2 sẽ được tuần hoàn trở lại bể Anoxic để bổ sung lượng vi sinh vật và để quá trình khử nitrat diễn ra tốt hơn. Nước sau máy ép bùn và bể nén bùn sẽ được tuần hoàn trửo lại hầm tiếp nhận.
Lắp đặt thiết bị thổi khí cho bể điều hồ và bể Aerotank. Đối với bể điều hồ thì tăng khả năng xáo trộn, điều hào được nồng độ các chất trong dòng thải. Đối với bể Aerotank là cung cấp oxi cho q trình hiếu khí của vi sinh vật diễn ra.
Bể UASB sẽ tạo ra khí biogas, có thiết bị thu hồi lượng khí này để tận dụng trong q trình sản xuất.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng cơng suất 400 m3/ngày đêm. Phương án 2:
Hình 3.2: Sơ đồ cơng nghệ phương án 2
Nước thải đầu vào
Bể lắng II Bể UASB
Xe thu gom Máy ép bùn Bể thu gom
Bể keo tụ, tạo bơng Song chắn rác Bể lắng hóa lý Bể nén bùn Bể khử trùng Thổi khí Thu khí Thổi khí Polymer NaOCl Bể điều hịa sục khí QCVN 40:2011/BTNMT, cột B NaOH, H2SO4, PAC, Polymer Bể sinh học hiếu khí MBBR Nước sau nén bùn Nước sau ép bùn Bể trung gian
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng cơng suất 400 m3/ngày đêm. Ghi chú: Đường nước Đường khí Đường hóa chất Đường bùn Thuyết minh phương án 2
Nước thải từ các công đoạn sản xuất bia đươc thu gom và vận chuyển đến hệ thống xử lý. Nước thải được dẫn qua song chắn rác thô để loại bỏ rác có kích thước lớn. Sau đó được đưa vào hầm tiếp nhận. Nước tại hầm tiếp nhận sẽ được bơm lên bể điều hòa bể để điều hoà lưu lượng và nồng độ của nước thải trước khi đưa vào cụm xử lý sinh học. Các thiết bị khuấy trộn được hoạt động liên tục, tránh để xảy ra lắng cặn ở đáy bể, tránh xảy ra hiện tượng yếm khí và đảm bảo lượng pH trong nước thải ổn định.
Sau đó, nước thải từ bể điều hịa được đưa tới bể keo tụ, tạo bơng, các bơng cặn li ti có trong nước thải di chuyển, va chạm vào nhau, tạo nên các bơng cặn có kích thước lớn hơn giúp cho việc lắng cặn thực hiện dễ dàng hơn.
Sau đó nước thải được dẫn qua bể lắng 1 để loại bỏ cặn lơ lửng trong nước. Đối với cụm xử lý sinh học, nước thải sẽ được dẫn qua bể UASB tại đây sẽ diễn ra quá trình khử SS, BOD, khử Nitrat và cắt mạch Photpho thành các ortho Photpho nhờ vào vi sinh vật và nguồn cacbon chính của vi sinh vật là chất dinh dưỡng có sẵn trong nước thải. Quá trình tiêu thụ chất dinh dưỡng của vi sinh vật theo tỉ lệ BOD5:N:P = 150:5:1, COD:N:P = 350:5:1 (đây là tỉ lệ chất dinh dưỡng cho quá trình phân huỷ kị khí với COD<3000 mg/l).
Tiếp theo, nước sẽ được dẫn qua bể MBBR, bể MBBR sử dụng ở đây là bể MBBR hiếu khí – tương tự bể Aerotank nhưng có thêm giá thể vi sinh: dùng đĩa thổi khí duy trì mơi trường hiếu khí cho vi sinh vật và trạng thái lơ lửng của giá thể. Lớp vi sinh bám bên ngoài được tiếp xúc nhiều với oxy sẽ thực hiện quá trình hiếu khí (khử BOD, COD, nitrat hóa), lớp vi sinh ở phía trong cùng khơng được tiếp xúc với oxy sẽ thực hiệm q trình thiếu khí (khử N, khử nitrat), nhờ đó mà bể MBBR hiếu khí có thể xử lý được chất ô nhiễm hữu cơ và Nito. Sau một thời gian, lớp vi sinh già chết đi sẽ bong tróc ra khỏi giá thể và theo nước thải sang bể lắng bùn sinh học (bể lắng II), lớp vi sinh còn lại tiếp tục bám trên giá thể vì thế khơng cần tuần hồn bùn từ bể lắng II để duy trì mật độ vi sinh.
Nước thải sau bể MBBR được đưa sang bể lắng II, bể lắng II có nhiệm vụ loại bỏ bơng bùn ra khỏi nước nhờ phương pháp trọng lực. Phần bùn lắng xuống đáy bể và được bơm chìm hút vào bể chứa bùn. Phần nước trong đi lên phía trên và được thu bằng máng thu nước. Nước thải bơm lên bồn áp lực giúp xử lý triệt để cặn lơ lửng cũng như lượng bùn cịn lại trong nước. Sau đó, nước thải được dẫn sang bể khử trùng để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Nước rửa lọc áp lực được trả về bể thu gom để xử lý.
Tại bể khử trùng, nước thải được tiếp xúc với dung dịch Clo được châm ở đầu bể. Bể cấu tạo hình ziczax (ngăn bởi các bức tường) nhằm tăng chiều dài đường đi giúp hóa chất tiếp xúc với nước thải lâu. Nước thải sau xử lý đạt QCVN 40/2011/BTNMT, cột B.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng cơng suất 400 m3/ngày đêm.
Bùn ở bể lắng 1, bể UASB, bể lắng II sẽ được dẫn đến bể nén bùn, sau đó bùn được đưa vào máy ép bùn để tiếp tục làm giảm thể tích bùn và làm ráo nước. Bùn thải sau khi ép được vận chuyển đến các đơn vị xử lý bùn.
3.2. Đánh giá hiệu suất xử của 2 phương án 3.2.1. Đánh giá hiệu suất của phương án 1 3.2.1. Đánh giá hiệu suất của phương án 1