CHƯƠNG 4 : ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ
4.2. XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ
Thuyết minh sơ đồ công nghệ 1
Nước thải phát sinh từ bệnh viện bao gồm từ nhà bếp và cantin sẽ được đưa qua bể tách dầu, nước thải từ các WC sẽ được đưa qua bể tự hoại và nước thải từ các khu xạ trị sẽ được đưa qua bể phân rã để xử lý các chất phóng xạ vượt chuẩn đầu ra. Sau đó tồn bộ nước thải sau khi được xử lý sơ bộ được đưa vào bể chứa nước thải tập trung, nước thải từ bể chứa tập trung được đưa qua song chắn rác nhằm làm tránh tắc nghẽn bơm và đường ống. Tại đây các loại rác có kích thước lớn được giữ lại và thu gom nhờ vào hệ thống cào rác tự động và liên tục, rác thải sau đó sẽ được đưa đi xử lý. Nước thải sau đó sẽ qua hố thu gom.
Nước thải từ hố thu gom được đưa sang bể điều hòa.Tại bể điều hòa, đầu dò pH sẽ kiểm tra pH của nước thải và đồng thời sẽ được điều chỉnh bằng dung dịch NaOH, HCl. NaOH, HCl được cấp bởi bơm riêng và hoạt động dựa trên tín hiệu nhận được từ
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh Viện Nhi Đồng 2, TP.Hồ Chí Minh với công suất 1200m3/ngày đêm
máy điều khiển đặt trong bể. Thông thường khoảng pH làm việc tốt nhất là 6.5 – 7.5. Trong bể điều hòa, nước được khuấy trộn liên tục nhờ máy thổi khí nổi đặt trên mặt nước để điều hòa nồng độ và lưu lượng nước đồng thời ngăn khơng cho q trình lắng xảy ra cũng như sinh mùi. Đồng thời bể điều hòa cũng có vai trị là bể chứa nước thải mỗi khi hệ thống dừng lại để sửa chữa hoặc bảo trì.
Sau đó, nước từ bể điều hịa đi sang bể thiếu khí Anoxic nhờ hai bơm chìm hoạt động luân phiên nhau. Tại bể Anoxic có hai máy khuấy trộn chìm khuấy trộn liên tục nhằm tạo ra những vùng thiếu khí để khử nitrat có trong nước thải. Bể Anoxic giúp khử Nitrat trong điều kiện thiếu khí. Q trình diễn ra nhờ các vi sinh sử dụng Nitrat, Nitrite làm chất oxy hóa để sản xuất năng lượng. Trong bể Anoxic quá trình khử Nitrat sẽ diễn ra theo phả ứng:
6NO3- + 5CH3OH → 5CO2 + 3N2 +7H2O + 6OH-
Bể Anoxic được xây dựng hợp khối với bể lọc sinh học màng MBR. Nước sau khi đi từ bể Anoxic sẽ tự chảy vào bể MBR (Membrane Bioreactor). MBR là sự kết hợp giữa hai quá trình cơ bản trong một đơn nguyên: phân hủy sinh học các chất hữu cơ và kỹ thuật tách sinh khối vi khuẩn bằng màng vi lọc (micro - flitration).
Nước thải đi vào ngăn phản ứng sinh học qua ống thông nhau với bể Anoxic, tại đây q trình hiếu khí sẽ xử lý các hợp chất hữu cơ có trong nước thải. Trong ngăn phản ứng sinh học các vi sinh vật hiếu khí ( các vi sinh vật sống trong mơi trường có oxy ) sẽ xử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải như là thức ăn để sinh trưởng và phát triển thành vi sinh vật mới. Một phần chất hữu cơ cũng bị oxy hóa thành khí CO2 và NH3 bằng phương trình phản ứng sau:
Chất hữu cơ + C5H7NO2 (VSV) + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSVmới
Ngồi ra cịn diễn ra q trình Nitrat hóa trong điều kiện cấp khí nhân tạo. Q trình nitrate hóa ammonia diễn ra theo 2 bước liên quan đến 2 loại vi sinh vật tự dưỡng Nitrosomonas và Nitrobacter.
Bước 1: Ammonium được chuyển thành nitrite và được thực hiện bởi Nitrosomonas NH4+ + 1,5O2 → NO2- + H2 + H2O
Bước 2: Nitrite được chuyển hóa thành Nitrate và được thực hiện bởi vi sinh vật Nitrobacter
NO2- + 0,5O2 → NO3-
Nhờ quá trình hoạt động trên của VSV mà các nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sẽ giảm dần đến mức độ chấp nhận ( đạt quy chuẩn xả thải ).
Oxy được cấp liên tục vào bể bằng máy thổi khí hoạt động luân phiên và hệ thống phân phối khí đến tận đáy bể. Nhờ đó mà q trình sinh trưởng của hệ VSV được diễn ra liên tục và ổn định.
Ngăn màng lọc trong bể này được lắp đặt các module màng lọc MBR. Tại đây diễn ra quá trình phân tách hỗn hợp bùn hoạt tính và nước, các chất rắn lơ lửng và các các vi khuẩn gây bệnh nhờ màng lọc MBR. Với kích thước lỗ lọc 0.4 µm, màng MBR chỉ cho phép nước sạch và một số thành phần đi qua, đồng thời giữ lại những chất ô
nhiễm, vi khuẩn và các vi sinh vật có kích thước lớn hơn lỗ màng. Nước thấm xuyên qua lớp màng đi vào ống mao dẫn và được bơm hút đưa sang bể chứa nước.
Quá trình sử dụng màng lọc MBR trong bể giúp nồng độ bùn ln duy trì ở mức độ cao, do vậy làm tăng hiệu quả xử lý chất ơ nhiễm. Trong bể MBR có bố trí hệ thống sục khí bằng đĩa đặt dưới đáy bể để tạo ra sự xáo trộn, tách rời lớp bông bùn bám trên sợi lọc và tránh làm tắc nghẽn màng (mặc dù được sục khí liên tục nhưng bề mặt màng vẫn bị bám bẩn bởi bùn hoạt tính hoặc chất rắn lơ lửng sau một thời gian hoạt động nhất định). Nước được thấm ngược từ ngoài vào trong màng và chất chất rắn lơ lửng, bùn hoạt tính bám vào bề mặt của màng. Màng lọc sẽ loại bỏ chất hữu cơ, loại bỏ chất dinh dưỡng ( nitơ, photpho) cũng như loại bỏ vi khuẩn, vi sinh vật có kích thước cực nhỏ như Coliform, E coli. Nước và bùn được bơm tuần hoàn về bể Anoxic để khử hết Nitơ, Photpho còn lại trong nước đầu ra. Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn sẽ được thải ra cống thải chung của khu dân cư.
Bùn tuần hoàn được bơm về bể Anoxic để duy trì sinh khối. Bùn dư được xả bỏ vào bể chứa bùn, sau đó được bơm vào hệ thống bể chứa bùn. Bùn sau đó sẽ được thu gom đem đi xử lý. Lượng nước tách ra từ bể chứa bùn sẽ được tuần hoàn về hố thu gom để tiếp tục quá trình xử lý.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh Viện Nhi Đồng 2, TP.Hồ Chí Minh với cơng suất 1200m3/ngày đêm
Thuyết minh sơ đồ công nghệ 2
Nước thải phát sinh từ bệnh viện được dẫn vào hố thu gom nước thải của hệ thống xử lý. Trước khi nước thải vào hố thu gom phải qua song chắn rác nhằm tránh làm tắc nghẽn bơm và đường ống. Tại đây các loại rác có kích thước lớn được giữ lại và thu gom nhờ vào hệ thống cào rác tự động và liên tục. Rác thải được chứa trong thùng rác và được chuyển đến bãi chôn lấp.
Nước thải từ hố thu gom được đưa sang bể điều hòa, đầu dò pH sẽ kiểm tra pH của nước thải và đồng thời sẽ được điều chỉnh bằng dung dịch NaOH, HCl. NaOH, HC1 được cấp bởi bơm riêng và hoạt động dựa trên tín hiệu nhận được từ máy điều khiển đặt trong bể. Thông thường khoảng pH làm việc tốt nhất là 6.5 – 7.5. Trong bể điều hòa, nước được khuấy trộn liên tục nhờ hệ thống phân phối khí để điều hòa nồng độ và lưu lượng nước đồng thời ngăn khơng cho q trình lắng xảy ra cũng như sinh mùi. Đồng thời bể điều hịa cũng có vai trị là bể chứa nước thải mỗi khi hệ thống dừng lại để sửa chữa hoặc bảo trì.
Sau đó, nước từ bể điều hịa được bơm sang bể Anoxic có hai máy khuấy trộn chìm khuấy trộn liên tục nhằm tạo ra những vùng thiếu khí để khử nitrat có trong nước thải. Nước sau khi qua bể Anoxic sẽ tự chảy vào bể Aerotank để xử lý sinh học, trong bể sẽ diễn ra hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí sử dụng chất hữu cơ làm nguồn thức ăn cho mình, đồng thời hệ thống cung cấp khí sẽ hoạt động liên tục nhằm giữ cho bùn ln ở trạng thái lơ lửng . Sau đó, nước thải sẽ qua bể lắng đứng để loại bỏ những bơng bùn vừa hình thành trong bể sinh học. Cuối cùng nước thải vào bể tiếp xúc
clorine để khử các vi sinh vật cịn sót lại. Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn sẽ được thải ra cống thải chung của khu dân cư.
Bùn lắng trong bể lắng được bơm tuần hoàn về bể Anoxic, lượng bùn dư sẽ được bơm về bể chứa bùn sau đó bùn được bơm sang bể nén bùn để làm giảm độ ẩm của bùn, theo định kỳ sẽ có xe hút bùn đến hút bùn và vận chuyển bùn đến bãi chôn lấp. Nước dư thu được trong bể nén bùn sẽ được bơm về hố thu gom và tiếp tục xử lý.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh Viện Nhi Đồng 2, TP.Hồ Chí Minh với cơng suất 1200m3/ngày đêm