a. Song chắn rác thô S0101
- Vị trí: Nước thải chảy theo trọng lực qua hệ thống cống ngầm dưới đất vào bể thu gom B01, tại đầu vào của bể B01 có đặt song chắn rác thô (S0101).
- Chức năng: Giữ lại những vật thể có kích thước lớn hơn 2,5 cm có lẫn trong nước thải như mảnh gỗ, chai nhựa, giấy,…
- Kích thước: 1 m × 1,6 m.
Đặt nghiêng 700, bao gồm các thanh inox với khe hở b = 25 mm.
b. Bể thu gom B01
- Vai trò: tiếp nhận nước thải để cung cấp cho quá trình xử lý tiếp theo và đồng thời tiếp nhận nước thải đầu ra từ quá trình ly tâm bùn, nước mưa, nước rửa máng tràn của bể xử lý sinh học B05 và B07.
- Kích thước: 7 m x 7,3 m x 7,9 m. - Thể tích nước chứa trong bể: 165 m3. - Phương pháp vận hành:
+ Trong bể thu gom có đặt 2 bơm chìm P0101 và P0102 công suất tối đa 370 m3/giờ, công suất bơm trung bình 320 m3/giờ, hai bơm này có nhiệm vụ bơm nước thải đến sàng lọc rác tự động S0102 trước khi tới bể điều hòa hoặc bể báo động.
+ Một máy đo pH PHICA01B0101, khoảng cách đầu dò với đáy bể là 50cm. Đây là thiết bị quan trọng trong quá trình giám sát chất lượng nước thải đưa về và quyết định xem nước thải sẽ được đưa lên xử lý hóa lý hay được bơm thẳng vào bể điều hòa B02.
Sự lựa chọn giữa bể điều hòa hoặc bể báo động được thực hiện dựa trên những thông số sau:
- Nếu pH quá cao hoặc quá thấp trong thời gian quá dài: chuyển tới bể báo động. - Nếu phát hiện thấy độc tố có hại cho vi sinh (bằng Bioscan – Biomaster): tới bể báo động.
- Nếu không có độc và pH đảm bảo: chuyển tới bể điều hòa.
c. Sàng lọc rác thùng quay
- Vai trò: Lọc rác mịn có kích thước rất nhỏ >5 mm như sỏi, đá,…trong nước thải để tránh ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý chính.
- Cấu tạo: Hệ thống bao gồm một trống quay với các lỗ lọc có kích thước < 1 mm được điều khiển bằng mô tơ quay. Một ngăn chứa nước và hai ống xả tràn.
- Phương pháp vận hành:
Sàng lọc rác thùng quay sẽ hoạt động khi bơm P0101 hay P0102 ở trạng thái hoạt động, nước thải được bơm từ bể B01 vào ngăn chứa nước tiếp xúc với trống quay. Công tắc tự động mở, sàng quay sẽ quay và nước lọt vào bên trong thông qua các lỗ lọc, rác có kích thước >1 mm sẽ bị chặn lại bên ngoài. Nước từ trống quay sẽ rơi xuống ngăn chứa bên dưới. Tín hiệu báo động sẽ phát ra (công tắc tiếp xúc tự do) khi có hiện trạng trào ở trống quay. Từ sàng lọc rác thùng quay, nước thải do trọng lực chảy vào bể điều hòa hay bể báo động qua hai van cửa tự động.Từ đây nước thải sẽ được phân phối vào 2 bể B02 và B03.
d. Bể điều hòa B02
- Vai trò: Mục đích chính của bể là điều hòa lưu lượng và chất lượng nước trước khi qua xử lý sinh học, đảm bảo tải lượng hữu cơ, thành phần và hàm lượng ổn định, điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải (pH, COD, BOD); pha loãng các độc tố và các chất ức chế đối với hoạt động của vi sinh vật nhằm đảm bảo sao cho nước thải khi đưa vào xử lý tại Unitank một bậc hiếu khí đảm bảo có tải lượng hữu cơ, thành phần và hàm lượng ổn định. Điều này cải thiện tính ổn định của quá trình xử lý và giảm kích thước, chi phí các công trình phía sau. Thông thường nước được chứa ở bể B02 chiếm 1/5 thể tích nước tức thời trong hệ thống. Bơm sục khí
đáy hoạt động liên tục trộn đều nước thải. Nước thải được bơm lên cụm bể B05 – B06 – B07 bằng bơm ly tâm P0201
Với hệ thống đèn báo hiệu thì nước có tính độc sẽ được chuyển sang bể B03. - Kích thước: 20,4 m x 16,5 m x 5,7 m.
- Thể tích nước trong bể: 1800 m3, lượng nước thải lớn nhất có thể tiếp nhận là 5750 m3/ngđ.
- Phương pháp vận hành:
+ Nước thải đầu vào được bơm đến Unitank bằng bơm P0201, bơm này được vận hành dựa trên thiết bị đo liên tục mực nước tĩnh (LICA02B0201). Lưu lượng bơm điều khiển bằng thiết bị đo lưu lượng điện từ (FICA02L0101) và van điều tiết lưu lượng V0110101.
+ Trong bể được lắp đặt 2 máy khuấy đáy sử dụng không khí tự nhiên có tác dụng đảo trộn nước và bùn tránh quá trình yếm khí xảy ra. Đồng thời làm cho bùn và nước trộn chung khi nước thải được bơm vào bể sinh học.
+ Bơm phụt sục khí thô khuấy trộn đồng đều nước thải để tránh hiện tượng kỵ khí và duy trì nước thải ở trạng thái huyền phù, tránh hiện tượng lắng.
e. Bể báo động B03
- Vai trò: Khi pH trong bể thu gom quá cao hoặc quá thấp trong khoảng thời gian nào đó, hoặc phát hiện sự hiện diện của độc tố có hại cho vi sinh trong nước thải (nhờ Bioscan – Biosmaster) thì nước thải sẽ được bơm tới bể báo động. Bể báo động cho phép lưu giữ lượng nước thải cần thiết trong trường hợp nước thải có độ pH ngoài ngưỡng cho phép hay bị nhiễm độc, tránh ảnh hưởng xấu đến vi sinh trong các bể sinh học.
Từ bể báo động nước được bơm trở lại bể điều hòa hoặc khi cần phải qua khâu tiền xử lý trước thì nước được bơm đến bể xử lý hóa lý B04.
- Kích thước bể: 20,4 m x 16,5 m x 5,7 m
- Thể tích nước: 450 m3, lượng nước thải nhiều nhất có thể tiếp nhận là 5000 m3/ngđ.
Nước thải từ bể báo động hoặc có thể bơm trở lại bể điều hòa trong một khoảng thời gian nào đó hoặc bơm tới hệ thống tiền xử lý hóa lý (keo tụ/ tạo bông /lắng). Các bơm P0301/P0302 được vận hành phụ thuộc vào mực nước trong bể báo động.
f. Bể xử lý hóa lý (keo tụ/ tạo bông/ lắng)
Hình 1.6: Bể keo tụ tạo bông A04 Hình 1.7: Bể lắng B04
Bể xử lý hóa lý bao gồm bể keo tụ tạo bông A04 và bể lắng B04. - Vai trò:
+ Xử lý các chất độc trước khi nước thải được đưa trở lại bể B02.
+ Trường hợp nước thải về nhiều, sẽ được bơm vào bể B03 sau đó bơm lên bể xử lý hoa lý nhằm kéo dài thời gian nước đi để chống tràn cho bể B02 và B03.
Bể xử lý hóa lý gồm 2 chức năng chính:
+ Tiền xử lý để bảo vệ các bước tiếp theo của xử lý sinh học và các thiết bị bằng cách ngăn chặn: ức chế sinh khối, tích lũy vật chất đồng thời loại bỏ bớt các chất lơ lửng và các váng dầu mở hoặc loại bỏ các chất độc.
+ Xử lý triệt để (xử lý lại) làm tăng chất lượng nước sau xử lý để thải ra môi trường. - Kích thước bể: 3,45 m x 3,45 m x 3,5 m.
- Thể tích nước trong bể: 36 m3. - Phương pháp vận hành: + Bể keo tụ tạo bông:
Tại đây nước thải được trộn với hóa chất: NaOH, FeCl3 để điều chỉnh pH và tạo kết tủa.
Bể keo tụ tạo bông sử dụng 2 bình hóa chất NaOH 32%, FeCl3 40% và polymer anion polyacrylamide được thêm vào theo tỷ lệ lưu lượng nước thải cấp lên từ bể B03 và bể B09 (trường hợp có sự cố).
• Liều lượng hóa chất đưa vào được định lượng bằng bơm P0403 và P0404.
Khi tiến hành hòa trộn hóa chất NaOH và FeCl3 sẽ diễn ra phản ứng:
• Polymer PAC là chất trợ keo tụ và cải thiện quá trình tạo bông tiếp theo,
liều lượng được đưa vào bằng bơm định lượng P0405.
• Phân tử Fe(OH)3 có chứa các ion mang điện tích dương có khả năng kết hợp với các anion trong nước thải tạo thành các bông cặn, đồng thời nhờ sự hỗ trợ của chất trợ keo tụ là polymer anion polyacrylamide, các bông cặn sẽ trở nên to hơn và quá trình lắng nhờ trọng lực sẽ diễn ra nhanh hơn. Do đó, khi lắng các bông cặn này sẽ hấp phụ cuốn theo các hạt keo, cặn bẩn, các hợp chất hữu cơ, chất gây mùi,… tồn tại ở trạng thái hoà tan hoặc lơ lửng trong nước và sẽ lắng xuống dưới.
• Máy khuấy A0401, các bơm định lượng P0403, P0404, P0405 và cơ chế
cào R0401/R0402 cùng làm việc với bơm P0301/P0302 hoặc P0901 phụ thuộc vào chế độ làm việc của bể là tiền xử lý hay hậu xử lý hóa lý.
+ Bể lắng:
Cơ chế cào được hoạt động khi máy khuấy A0401 ở trạng thái vận hành. Những cần gạt này được thiết kế để đẩy những cặn lắng dưới đáy và những chất nổi trên mặt nước ra khỏi bể. Cặn lắng được bơm đến bể nén bùn B08 bằng bơm P0401/P0402.
g. Hệ thống xử lý sinh học hiếu khí B05 – B06 – B07
- Vai trò:
+ Xử lý sinh học là giai đoạn xử lý chính của toàn bộ hệ thống xử lý nước thải trong nhà máy. Đây là hệ thống Unitank một bậc hiếu khí gồm 3 ngăn nối
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
thông nhau qua các khe mở ở bức tường chung. Cụm bể sinh học đóng vai trò là nơi phản ứng sục khí và lắng sinh khối. Hoạt động theo nguyên tắc 2 pha chính và 2 pha phụ.
+ Mỗi khoang đều được trang bị thiết bị sục khí bề mặt nhằm cung cấp oxy hòa tan cho vi sinh vật sử dụng để phân hủy chất hữu cơ trong nước, máy khuấy đáy có tác dụng đảo trộn bùn và nước thải hạn chế quá trình yếm khí xảy ra.
Hình 1.8: Cụm bể xử lý sinh học Unitank
- Kích thước mỗi bể: 20,5 m x 20,5 m x5,25 m. - Thể tích nước trong bể: 1,890 m3.
Hệ thống sinh học gồm ba bể hình vuông bằng nhau và thông nhau bằng các khe mở ở bức tường chung. Nước thải có thể được cấp vào mỗi khoang thông qua các van tự động đến từng khoang (V02L0104, V02L0203, V02L0202).
Bể B05 và bể B07 vừa làm nhiệm vụ xử lý hiếu khí vừa làm nhiệm vụ lắng, còn bể B06 luôn sục khí chỉ đóng vai trò xử lý trung gian. Vì vậy, các ngăn này được thêm các máng chảy tràn để xả nước sạch.
- Các thiết bị trong bể và nguyên tắc hoạt động:
Mỗi bể đều được lắp 1 máy sục khí bề mặt I0501 – I0601 – I0701 để cung cấp O2 cần thiết cho quá trình xử lý hóa sinh.
Thêm vào đó mỗi khoang có gắn một máy khuấy chìm I0501 – I0601 – I0701 để đảm bảo chất bẩn trong nước thải và sinh khối được tiếp xúc với nhau tốt nhất. Hoạt động của máy phụ thuộc rất lớn vào chu kỳ pha.
• Có máng tràn răng cưa để dẫn nước sạch ra ngoài.
• Có 2 bơm bùn P0501/0701 để bơm bùn từ B05/07 sang bể B08.
Bùn dư sinh học sinh ra có thể lấy ra từ mỗi khoang bên ngoài trong quá trình lắng bằng 2 bơm chìm P0501 và P0701.
Cả 3 khoang sục khí được trang bị một công tắc đo mực nước chung để phát hiện có trục trặc nào xảy ra với dòng nước sạch thu từ máng chảy tràn.
- Phương pháp vận hành:
Hình 1.9 : Sơ đồ hoạt động của Unitank + Pha chính 1: Thời gian: 3- 6 giờ
Trong pha chính 1 nước thải được bơm đến bể B05 (bể 1), lúc này đang được sục khí. Nước thải vào sẽ hòa trộn với bùn hoạt tính. Các hợp chất hữu cơ được hấp thụ và phân hủy một phần, quá trình này gọi là sự tích lũy. Hỗn hợp sinh khối – nước sau đó chảy qua phần thông thủy vào bể B06 (bể 2) và tiếp tục được sục khí. Cuối cùng hỗn hợp sinh khối – nước chảy vào bể B07 (bể 3), ở đây không sục khí
và không khuấy trộn. Trong điều kiện tĩnh lặng, các hạt bùn lắng xuống do trọng lực. Tại đây nước được tách ra khỏi sinh khối và chảy tự nhiên theo trọng lực qua máng tràn tới hồ chứa nước sạch B09. Mỗi pha chính luôn có một pha xả ngắn đi trước nhằm loại bỏ lượng sinh khối tích tụ trong pha chính trước (sục khí), từ kênh chảy tràn đến hồ chứa sinh khối xả.
Nước đã sử dụng (có chứa sinh khối xả) sẽ không được cho chảy tới hố chứa nước sạch B09, mà sẽ chảy ngược lại hố bơm.
Nếu hàm lượng sinh khối nhiều hơn cần thiết thì sinh khối dư có thể thải ra từ bể B07 và bể B05. Sinh khối dư được bơm tới bể nén bùn B08. Lớp nước trong trên bề mặt của bể nén bùn có thể nhờ trọng lực chảy ngược lại đến bể thu gom B01 và từ đó quay trở lại hệ xử lý sinh học.
Để ngăn hiện tượng bùn bị trôi hết khỏi B05, B06 và tích lũy ở B07, sau khoảng 3 – 5 giờ người ta đổi chiếu cấp nước thải, đây là lúc bắt đầu pha chính thứ 2.
+ Pha phụ 1: Thời gian: 30 – 60 phút
Trong pha phụ 1 chức năng của bể B05 được thay đổi, sinh khối trong bể B05 bắt đầu lắng để chuẩn bị cho pha chính tiếp theo (nước sạch sẽ được chảy ra từ bể này), đảm bảo nước sạch đã xử lý luôn được ổn định về lưu lượng và chất lượng.
Bể B06 vẫn tiếp tục sục khí và đảo trộn. Bể B05 và B07 không sục khí và không đảo trộn mà vẫn tiếp tục với chức năng lắng; nước sạch được chảy ra ngoài.
Trong pha phụ nước thải đầu vào bây giờ được cấp vào bể B06. Nước sạch vẫn đang được chảy ra từ bể B07.
Sau một thời gian đủ dài để lắng, hướng cấp nước thải sẽ được chuyển ngược lại và pha chính thứ hai (đã có một pha xả ngắn đi trước) có thể bắt đầu. Với cách này pha chính tiếp theo (với hướng dòng chảy ngược lại) được chuẩn bị, đảm bảo cho dòng chảy liên tục, tách pha tốt, nước ra sạch.
+ Pha chính 2: Thời gian: 3- 6 giờ
Pha này tương tự như pha chính thứ nhất nhưng hướng dòng chảy theo chiều ngược lại. Nước thải cấp vào bể B07 được đảo trộn và sục khí. Hỗn hợp sinh khối - nước sau đó chảy qua phần thông thủy để vào bể B06, cũng đang được sục khí.
Cuối cùng hỗn hợp lỏng chạy vào bể B05 đang làm nhiệm vụ lắng . Tại đây nước tách ra khỏi sinh khối và chảy tự nhiên theo trọng lực qua kênh tràn tới hồ chứa nước sạch B09.
Mỗi pha chính luôn có một pha xả ngắn từ 10- 15 phút nhằm loại bỏ lượng sinh khối tích tụ trong pha chính trước (sục khí), và loại bỏ các chất bẩn có trong máng thu nước. Nước đã xử lý (có chứa sinh khối xả) sẽ không được cho chảy tới hố chứa nước sạch B09 mà sẽ chảy ngược lại hố bơm B02. Điều khiển các van và bơm khác cũng sẽ y hệt như vậy đối với pha phụ thứ nhất tiếp theo.
Không có sinh khối thải ra trong pha xả ngắn. Thời gian thải sinh khối phụ thuộc vào lượng sinh khối được sản sinh ra, lưu lượng của bơm và cần phải được xác định theo tính toán.
Nếu hàm lượng sinh khối nhiều hơn cần thiết thì sinh khối dư có thể thải ra từ bể B05. Khi đó bơm chìm của bể B05 sẽ được bật trong khoảng thời gian đã được tính toán và có thể hiệu chỉnh. Sinh khối dư được bơm tới bể nén bùn B08. Lớp nước trong bề mặt của bể nén bùn có thể nhờ trọng lực chảy ngược lại đến bể thu gom B01 và từ đó quay trở lại hệ thống xử lý sinh học.
+ Pha Phụ 2: Thời gian: 30 – 60 phút
Pha này ngược với pha phụ 1 nước thải vào bể B06. Bể B07 đang sục khí bây giờ chuyển thành bể lắng để chuẩn bị cho pha chính tiếp theo (nước trong được lấy ra từ bể này) trong khi B05 vẫn duy trì lắng và nước sạch vẫn tiếp tục được chảy ra ngoài. Trong pha phụ nước thải đầu vào bây giờ được cấp vào bể ở giữa B06 và