Chất lượng nước thải quy định cho các nhà máy thành viên khi thải vào CCN Bình Đơng (chất lượng nước đầu vào trạm XLNT) và chất lượng nước thải sau xử lý của trạm XLNT tập trung CCN Bình Đơng được thực hiện như trong bảng 3.5
Bảng 3.5 Thơng số chất lượng đầu vào và đầu ra của CCN Bình Đơng.
TT Tên thơng số đơn vị tính Nước thải đầu vào
Nước thải sau xử lý (cộtA của QCVN24:2009, Kq=1,1; Kf=1,0)
1 Nhiệt độ oC 45 40
2 pH - 5-9 6 đến 9
3 Mùi - Khơng khĩ chịu
4 BOD5 (20oC) mg/l ≤300 33 5 COD mg/l ≤500 55 6 Chất rắn lơ lửng mg/l ≤300 55 7 Tổng nitơ mg/l ≤60 15 9 Tổng phơtpho mg/l ≤8 4 10 Coliform 100MPN/ml 5000 200 11 Kim loại nặng mg/l Đạt QCVN 24:2009
Cột A
III.2.3 Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn phương án xử lý nước thải cho cụm CCN Bình Đơng.
Căn cứ vào tình hình khí hậu thì ta thấy điều kiện khí hậu tại khu vực xây dựng hệ thống xử lý thì cĩ lượng mưa tương đối cao (nhất vào tháng 8,9,10) sẽ xảy ra tình trạng tăng lượng nước mưa chảy tràn về hệ thống nên sẽ ảnh hưởng đến khả năng thốt nước mưa và vệ sinh cơng nghiệp. Do vậy việc thiết kế hệ thống thốt nước mưa cũng như hệ thống quản lý và xử lý chất thải cần đặc biệt quan tâm.
Chế độ nhiêt khá cao và ổn định quanh năm vì vậy ảnh hưởng trực tiếp đến các bồn chứa nhiên liệu lỏng đặt trong hệ thống xử lý của cụm cơng nghiệp.
Lớp đất trong khu vực cụm cơng nghiệp chưa trãi qua quá trình nén chặt tự nhiên nên cĩ cường độ chịu lực kém, tính nén lún hơn, khả năng biến dạng lớn. Do đĩ việc việc đặt nền mĩng cơng trình cĩ tải trọng lớn cần phải được chú ý.
Diện tích mặt bằng xây dựng cho hệ thống xử lý là 4,35 ha, diện tích xây dựng khá lớn cĩ thể được mở rộng nâng cấp cơng suất xử lý khi cần thiết.Vì diện tích rộng nên việc xây dựng thêm hồ xử lý bổ sung để tăng khả xử lý của hệ thống là cĩ thể được, nĩ cĩ thể được sử dụng cho cơng tác tưới cây dọc các trục giao thơng.
Hệ thống xử lý nước thải của cụm cơng nghiệp với kinh phí đầu tư hơn 100 tỷ đồng nên xây dựng hệ thống với máy mĩc thiết bị hiện đại là cĩ thể .
Ngồi ra cơng nghệ xử lý cần phải đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải vào nguồn thải.
Cơng nghệ đảm bảo mức an tồn cao trong trường hợp cĩ sự thay đổi lớn về lưu lượng và nồng độ chất ơ nhiễm giữa mùa mưa và mùa khơ.
Cơng nghệ xử lý phải mang tính hiện đại và cĩ khả năng sử dụng trong một thời gian khoảng 20- 50 năm.
III.3 Lựa chọn phương pháp cho CCN: III.3.1.Phương pháp xử lý cơ học
Xử lý cơ học (hay cịn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất khơng tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải; điều hịa lưu lượng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải.
Các cơng trình xử lý cơ học xử lý nước thải thơng dụng:
Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc cĩ thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất cĩ kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilơng, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các cơng trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn.
Hình 3.5: Song chắn rác cơ giới Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại: Song chắn thơ cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷100mm. Song chắn mịn cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷25mm.
III.3.1.2 Lưới lọc
Lưới lọc dùng để khử các chất lơ lửng cĩ kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần quý khơng tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác cĩ kích thước nhỏ. Kích thước mắt lưới từ 0,5÷1,0mm.
Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay trịn (hay cịn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa.
III.3.1.3 Bể lắng cát
Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hịa, trước bể lắng đợt I. Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thơ nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mịn, giảm cặn nặng ở các cơng đoạn xử lý tiếp theo. Bể lắng cát gồm 3 loại:
- Bể lắng cát ngang;
Ưu điểm: dùng để loại những hạt cặn lớn vơ cơ chứa trong nước thải. Nhược điểm : chiếm diện tích xây dựng lớn
Hình 3.6: Bể lắng cát ngang - Bể lắng cát thổi khí (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ưu điểm: Nhờ cĩ sục khí mà nước thải ở trong bể chuyển động vưa quay vưa tịnh tiến tạo nên chuyển động xoắn ốc làm hiệu quả xử lý của loại bể này rất cao.
Nhược điểm:Chi phí cao, tốn năng lượng. - Bể lắng cát ly tâm
Ưu điểm: Nước được chuyển động vịng trịn chiếm ít diện tích xây dựng hơn bể lắng ngang thơng thường.
Nhược điểm:Chi phí xây dựng cao.
III.3.1.4 Bể tách dầu mỡ
Các loại cơng trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải cơng nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất cĩ khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học…và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khĩ khăn trong quá trình lên men cặn.
III.3.1.5 Bể điều hịa
Bể điều hịa được dùng để duy trì dịng thải và nồng độ vào cơng trình xử lý ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học. Bể điều hịa cĩ thể được phân loại như sau:
- Bể điều hịa lưu lượng: - Bể điều hịa nồng độ
- Bể điều hịa cả lưu lượng và nồng độ:Thường đặt sau bể lắng cát, trước bể lắng đợt I, loại bể này phải cĩ đủ dung tích để điều hịa lưu lượng và nồng độ và bên trong phải cĩ thiết bị khuấy để đảm bảo sự xáo trộn đều tồn bộ thể tích.
III.3.1.6 Bể lắng
Dùng để tách các chất khơng tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực. Các bể lắng cĩ thể bố trí nối tiếp nhau. Q trình lắng tốt cĩ thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn cĩ trong nước thải. Vì vậy đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học. Để cĩ thể tăng cường quá trình lắng ta cĩ thể thêm vào chất đơng tụ sinh học.
Bể lắng được chia làm 3 loại:
Bể lắng ngang (cĩ hoặc khơng cĩ vách nghiêng):
Hình 3.7: Bể lắng ngang
Nước thải theo máng tràn phân phối vào bể qua đập tràn mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể dọc theo suốt chiều rộng. Bể lắng ngang cĩ dạng hình chữ nhật cĩ thể làm một hố thu cặn ở đầu bể và cũng cĩ thể làm nhiều hố thu cặn theo chiều dài bể nên hiệu suất lắng cao.
Ưu điểm:Cĩ hiệu suất xử lý cao, thường được sử dụng Nhược điểm: chiếm diện tích xây dựng lớn.
Bể lắng đứng: mặt bằng là hình trịn hoặc hình vuơng. Trong bể lắng hình trịn nước chuyển động theo phương bán kính (radian).
Bể lắng đứng cĩ ưu điểm so với bể lắng ngang: thuận tiện trong cơng việc xả cặn, chiếm ít diện tích xây dựng.
Nhược điểm: chiều cao xây dựng lớn làm giá xây dựng tăng.
Bể lắng li tâm: mặt bằng là hình trịn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngồi.
Máng phân phối cĩ chiều rộng cố định, nhưng chiều cao giảm dần từ đầu đến cuối máng. Loại bể này đã sử dụng triệt để việc lắng nước trong điều kiện thủy tĩnh. Nước xả và thu nhờ máng quay tự do. Máng quay chia làm 2 phần phân phối và thu nước.
Ưu điểm: hiệu quả xử lý cao.
III.3.1.7. Bể lọc
Cơng trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán cĩ trong nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc
như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các cơng nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm cĩ trong nước thải. Các loại bể lọc được phân loại như sau:Lọc qua vách lọc,bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt,thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh.
Hình 3.8 Bể lọc
III.3.2.Phương pháp xử lý hố học III.3.2.1 Đơng tụ và keo tụ
Phương pháp đơng tụ-keo tụ là quá trình thơ hĩa các hạt phân tán và nhũ tương, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện tượng lắng xảy lắng.
Sử dụng đơng tụ hiệu quả khi các hat keo phân tán cĩ kích thước 1-100µm. Để tạo đơng tụ, cần cĩ thêm các chất đơng tụ như: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Phèn nhơm Al2(SO4)3.18H2O. Độ hịa tan của phèn nhơm trong nước ở 200C là 362 g/l. pH tối ưu từ 4.5-8.
- Phèn sắt FeSO4.7H2O.Độ hịa tan của phèn sắt trong nước ở 200C là 265 g/l. Quá trình đơng tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9.
- Muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O, - Vơi.
Khác với đơng tụ, keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào. Chất keo tụ thường sử dụng như: tinh bột, ester, cellulose, … Chất keo tụ cĩ thể sử dụng độc lập hay dùng với chất đơng tụ để tăng nhanh quá trình đơng tụ và lắng nhanh các bơng cặn. Chất đơng tụ cĩ khả năng làm mở rộng phạm vi tối ưu của q trình đơng tụ, làm tăng tính bền và độ chặt của bơng cặn, từ đĩ làm
giảm được lượng chất đơng tụ, tăng hiệu quả xử lý. Hiện tượng đơng tụ xảy ra khơng chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà cịn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ theo các hạt lơ lửng. Khi hịa tan vào nước thải, chất keo tụ cĩ thể ở trạng thái ion hoặc khơng ion, từ đĩ ta cĩ chất keo tụ ion hoặc khơng ion.
Ưu điểm; cĩ thể tách được các hạt cặn nhỏ như các chất gây ơ nhiễm ở dạng keo và hịa tan, được sử dụng để xử lý hàm lượng kim loại nặng ở trong nước thải như Cr, Ni,Hg,Cu… với hiệu suất xử lý cao.
Nhược điểm: Phải tiến hành quá trình keo tụ ở điều kiện pH thích hợp với từng loại phèn sử dụng.Như phèn nhơm Al2(SO4)3 thì ở khoảng pH= 5-7,5.
Phèn Fe2(SO4)3 thì ở khoảng pH=4,5- 8,5.
Hình 3.9: Quá trình tạo bơng cặn của các hạt keo
III.3.2.2 Trung hịa
Nước thải của một số ngành cơng nghiệp, nhất là cơng nghiệp hĩa chất, do các quá trình cơng nghệ cĩ thể cĩ chứa các acid hoặc bazơ, cĩ khả năng gây ăn mịn vật liệu, phá vỡ các quá trình sinh hĩa của các cơng trình xử lý sinh học, đồng thời gây các tác hại khác, do đĩ cần thực hiện quá trình rung hịa nước thải.
Các phương pháp trung hịa bao gồm:
Trung hịa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm.
Trung hịa dịch thải cĩ tính acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hịa như CaCO3, dolomit,…
- Đối với dịch thải cĩ tính kiềm thì trung hịa bởi acid hoặc khí acid.
- Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hịa, cần dựa vào các yếu tố: - Loại acid hay bazơ cĩ trong nước thải và nồng độ của chúng.
- Độ hịa tan của các muối được hình thành do kết quả phản ứng hĩa học.
III.3.2.3 Oxy hố khử
Đa số các chất vơ cơ khơng thể xử lý bằng phương pháp sinh hĩa được, trừ các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp phụ vào bùn hoạt tính. Nhiều kim loại như : Hg, As,…là những chất độc, cĩ khả năng gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hĩa khử. Cĩ thể dùng các tác nhân oxy hĩa như Cl2, H2O2, O2 khơng khí, O3 hoặc pirozulite ( MnO2). Dưới tác dụng oxy hĩa, các chất ơ nhiểm độc hại sẽ chuyển hĩa thành những chất ít độc hại hơn và được loại ra khỏi nước thải.
III.3.2.4 Điện hĩa
Cơ sở của sự điện phân gồm hai quá trình: oxy hĩa ở anod và khử ở catod. Xử lý bằng phương pháp điện hĩa rất thuận lợi đối với những loại nước thải cĩ lưu lượng nhỏ và ơ nhiễm chủ yếu do các chất hữu cơ và vơ cơ đậm đặc. Ưu điểm : - Khơng cần pha lỗng sơ bộ nước thải.
- Khơng cần tăng thành phần muối của chúng.
- Cĩ thể tận dụng lại các sản phẩm quý chứa trong nước thải. - Diện tích xử lý nhỏ.
Nhược điểm:
- Tốn kém năng lượng.
- Phải tẩy sạch bề mặt điện cực khỏi các tạp chất.
III.3.3. Phương pháp xử lý hĩa lý
Trong dây chuyên cơng nghệ xử lý, cơng đoạn xử lý hĩa lý thường được áp dụng sau cơng đoạn xử lý cơ học. Phương pháp xử lý hĩa lý bao gồm các phương pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cơ đặc, lọc ngược,…. Phương pháp hĩa lý được sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vơ cơ hịa tan, cĩ một số ưu điểm như:
Loại được các hợp chất hữu cơ khơng bị oxi hĩa sinh học. - Khơng cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật. - Cĩ thể thu hồi các chất khác nhau.
- Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
III.3.3.1.Tuyển nổi
Là q trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha khí-nước và xảy ra khi cĩ năng lượng tự do trên bề mặt phân chia, đồng thời cũng do các hiện tượng thấm ướt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ướt ở những nơi tiếp xúc khí-nước-
- Tuyển nổi dạng bọt: được sử dụng để tách ra khỏi nước thải các chất khơng tan và làm giảm một phần nồng độ của một số chất hịa tan.
- Phân ly dạng bọt: được ứng dụng để xử lý các chất hịa tan cĩ trong nước thải, ví dụ như chất hoạt động bề mặt.
Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi là cĩ thể thu cặn với độ ẩm nhỏ, cĩ thể thu tạp chất. Phương pháp tuyển nổi được sử dụng nhiều trong các ngành cơng nghiệp như: tơ sợi nhân tạo, giấy cellulose, thực phẩm,…
Hình 3.10: Bể tuyển nổi kết hợp với cơ đặc bùn
III.3.3.2 Hấp phụ
Hấp phụ là thu hút chất bẩn lên bề mặt của chất hấp phụ, phần lớn là chất hấp phụ rắn và cĩ thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hoặc động
Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất bị hấp phụ cĩ thể bị giải hấp và chuyển ngược lại vào chất thải. Các chất hấp phụ thường được sử dụng là các loại vật liệu xốp tự nhiên hay nhân tạo như tro, mẫu vụn than cốc, than bùn, silicagen, keo nhơm, đất sét hoạt tính,… và các chất hấp phụ này cịn cĩ khả năng tái sinh để tiếp tục sử dụng.
III.3.3.3 Trích ly
Phương pháp tách chất bẩn hữu cơ hịa tan chứa trong nước bằng cách trộn lẫn với dung mơi nào đĩ, trong đĩ, chất hữu cơ hịa tan vào dung mơi tốt hơn vào nước.
III.3.3.4 Trao đổi ion
Các chất cấu thành pha rắn, mà trên đĩ xảy ra sự trao đổi ion, gọi là ionit. Các ionit cĩ thể cĩ nguồn gốc nhân tạo hay tự nhiên, là hữu cơ hay vơ cơ và cĩ thể được tái