II.1.3.1. Tiêu chí lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải
Việc xây dựng hệ thống ứng dụng công nghệ xử lý nước thải là rất quan trọng. Vì vậy, trước khi tiến hành lựa chọn và lắp đặt, cần kiểm tra một số tiêu chí:
Cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt là gì? Hiệu suất xử lý có tốt khơng?
Chi phí đầu tư có tương xứng với kết quả nhận được hay khơng? Thời gian hồn thiện thiết kế và lắp đặt.
Cách vận hành hệ thống ra sao?
Tuổi thọ của cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có đáp ứng nhu cầu hay khơng?
Cơng nghệ xử lý có đáp ứng đúng QCVN 14:2008/BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường hay không?
II.1.3.2. Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt tiêu chuẩn
Bể tiếp nhận tập trung nước thải từ các nơi trong tòa nhà chảy về trạm xử lý.
Nước được lưu với thời gian ngắn (khoảng 30-60 phút) nhằm tránh hiện tượng kị khí sinh mùi hơi. Nước thải từ bể tiếp nhận được bơm lên bể tách dầu bằng bơm nhúng chìm.
Bể tách dầu có nhiệm vụ loại bỏ lượng dầu mỡ từ khu vực nhà ăn, canteen
trước khi chảy vào bể điều hịa. Dầu mỡ nếu khơng được xử lý sẽ ảnh hưởng đến đường ống, nghẹt bơm và giảm hiệu quả xử lý của các cơng trình sinh học phía sau. Trước khi vào bể tách dầu thì nước thải được loại bỏ các tạp chất, rác có kích thước nhỏ khoảng 2mm bằng thiết bị tách rác tinh. Các loại rác nhỏ này sẽ ảnh hưởng đến
Nhóm 6 – Công nghệ xử lý nước thải (129118)
bơm, đến màng lọc MBR cũng như hệ vi sinh phía sau nếu khơng được loại bỏ ra khỏi nước thải. Nước thải sau tách dầu tiếp tục tự chảy sang bể điều hồ.
Hình 2.2. Sơ đồ xử lý tiêu chuẩn
Bể điều hịa có nhiệm vụ điều hịa về lưu lượng và nồng độ hữu cơ trong nước
thải tại các thời điểm khác nhau trong ngày nhằm tránh gây quá tải cho vi sinh vật trong các bể phía sau. Bể điều hịa làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các cơng trình phía sau, tránh hiện tượng q tải. Trong bể điều hịa có bố trí hệ thống phân phối khí thơ dưới đáy bể nhằm giúp cho nước thải được xáo trộn đều tại mọi thời điểm và tránh sự lắng cặn trong bể, tránh hiện tượng phân hủy kỵ khí tạo mùi hơi. Nước thải từ bể điều hịa sẽ được bơm đến cơng trình xử lý tiếp theo là bể sinh học hiếu khí tiếp xúc để khử các hợp chất hữu cơ COD, BOD5.
Bể sinh học tiếp xúc thiếu khí kết hợp với hiếu khí (AO-MBBR-ASBR) là nơi
diễn ra quá trình phân huỷ hợp chất hữu cơ và q trình Nitrat hố trong điều kiện cấp khí nhân tạo bằng máy thổi khí. Q trình Nitrate hóa là q trình oxy hóa các hợp
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
chất chứa Nitơ, đầu tiên là Ammonia thành Nitrite sau đó oxy hóa Nitrite thành Nitrate.
Cơng nghệ AO:
Phương pháp sử dụng vi sinh vật thiếu khí và hiếu khí để phân giải các hợp chất hữu cơ có trong nước thải.
Công nghệ này đem lại giải pháp xử lý phù hợp cho nguồn nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất ơ nhiễm hữu cơ
Hình 2.3.Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải ao Từ bể điều hòa, nước được bơm qua bể Anoxic (bể thiếu
khí) Tại bể Anoxic
Xảy ra q tình phân hủy chất hữu cơ hịa tan và các chất dạng keo khác có trong nước thải. Sự tham gia của hệ vi sinh vật thiếu khí. Trong q tình sinh trưởng phát triển, vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter sẽ oxi hóa hàm lượng amonia thành
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
nitrate. Quá trình khử Nitrate này diễn ra trong mơi trường thiếu oxi. Mức oxy hịa tan này < 1mg/l.
Quá trình khử nito liên quan đến q trình oxy hóa sinh học. Nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử dụng nitrate hoặc nitrite. Ví dụ như chất điện tử thay vì dùng oxy. Trong điều kiện khơng có DO hoặc DO dưới mức giới hạn (nhỏ hơn 2 mgO2/l).
Bể Aerotank (hiếu khí)
Nước từ cơng trình thiếu khí qua cơng trình hiếu khí.
Đây là cơng trình chính để xử lý các chất hữu cơ: BOD, COD một cách triệt để nhất. Oxy được cung cấp liên tục và phân tác cho vi sinh hiếu khí hoạt động. Trong điều kiện thổi khí liên tục này, quần thể vi sinh vật hiếu khí tồn tại ở trang thái lơ lửng. Chúng phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải thành những hợp chất vô cơ đơn giản.
Công nghệ MBBR:
Sử dụng các giá thể cho vi sinh bám dính trên đó để sinh trưởng và phát triển. Công nghệ là sự kết hợp giữa Aerotank truyền thống và lọc sinh học hiếu khí.
Cơng nghệ này có ưu điểm đó là diện tích xây dựng và thời gian lưu nước ít hơn. Tuy nhiên, ngân sách xây dựng lại khá cao, đồng thời phát sinh nhiều chi phí cho giá thể và bảo trì.
Hình 2.4.Cơng nghệ MBBR
Công nghệ ASBR:
Là công nghệ xử lý nước thải dạng mẻ tuần hồn liên tục. Phương pháp này khơng cần thiết bị khuấy trộn, bể lắng II.
Hệ thống công nghệ xử lý nước thải này hoàn toàn tự động, giúp giảm thiểu khối lượng công việc cho kỹ sư và việc theo dõi, xử lý số liệu cũng dễ dàng hơn
Sau khi từ điều hoà, nước thải được bơm vào các bể ASBR thông qua đường ống dẫn nước & phân phối. Việc điền nước vào các bể ASBR này hoàn toàn tự động thơng qua các van điều khiển và chương trình điều khiển trung tâm. Các bể này là
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
cơng đoạn chính trong q trình xử lý chính để làm sạch các chất ơ nhiễm có trong nước thải.
Cơng nghệ ASBR là cơng nghệ xử lý nước thải dạng mẻ tuần hồn liên tục, theo đó các q trình như oxy hóa cacbon, q trình nitrat hóa, khử nitơ và khử Photpho bằng phương pháp sinh học được diễn ra đồng thời. Phương pháp này không cần thiết bị khuấy trộn, bể lắng thứ cấp. Quá trình xử lý sẽ diễn ra liên tục khi hệ thống được lắp đặt ít nhất là 2 bể hoạt động song song trở lên.
Hình 2.5. Cơng nghệ ASBR
Trong suốt q trình xử lý, bùn hoạt tính sẽ liên tục được sinh ra. Loại bùn này khơng có mùi và khơng gây nguy hại tới sức khoẻ cho người vận hành và môi trường xung quanh khi được xử lý theo quy trình: Bùn được bơm về bể chứa & lưu bùn sau đó được bơm lên máy ép bùn để làm khô bùn trước khi đưa đi xử lý hợp vệ sinh.
Bể khử trùng: Nước sau lắng được dẫn qua bể khử trùng để tiêu diệt các vi
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
Bồn lọc áp lực nhằm loại bỏ hàm lượng cặn màu và mùi, đảm bảo độ trong cần
thiết trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận.
II.1.3.3. Đánh giá phương pháp xử lý nước thải Ưu điểm: thải Ưu điểm:
Tiết kiệm năng lượng
Chi phí vận hành thấp, dễ vận hành, dễ dàng nâng cấp Hiệu quả xử lý BOD,COD,N,P cao
Nước thải đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra Nhược điểm:
Không thể xử lý trực tiếp tại khu dân cư. Chiếm nhiều diện tích xây dựng
II.2. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CƠNG NGHIỆPII.2.1. Thực trạng ơ nhiễm nguồn nước thải cơng nghiệp II.2.1. Thực trạng ô nhiễm nguồn nước thải công nghiệp
- Hiện nay tình trạng ơ nhiễm do nước thải cơng nghiệp ở nước ta đang ở mức báo động, Theo nguồn tin của Bộ Tài Nguyên Môi Trường (BTNMT) tổng lượng nước thải xả ra từ các khu cơng nghiệp trên tồn quốc dạt khoảng 3000000 m3/ 1 ngày đêm, trong đó có tới 70% nước xả thải trực tiếp ra kênh rạch, ao hồ mà chưa trải qua quá trình xử lý của một hệ thống xử lý nước thải nào.
- Ơ nhiễm do nước thải cơng nghiệp ảnh hưởng tới nhiều mặt của xã hội, điển hình như:
• Ảnh hưởng đến mơi trường: nước thải làm ô nhiểm các nguồn nước, làm biến đỗi tính chất của nguồn nước, làm các sinh vật sống trong nước do q trình hấp thụ các hóa chất độc hại trong nước thải sẽ gây ra hậu quả như chết hàng loạt, đột biến gen, …
• Ảnh hưởng đến kinh tế: Thu nhập của người dân từ sản xuất nông nghiệp như trồng trọt, nuôi thủy hải sản, … cũng bị giảm sút ảnh hưởng trực tiếp đến thu nhập, gây thiệt hại to lớn về kinh tế, ảnh hưởng đến công việc làm, gây hậu qủa nghiêm trọng đến đời sống xã hội cũng như đời sống kinh tế.
• Ảnh hưởng đến sức khỏe: Người dân sống gần ở những khu vực bị ô nhiễm môi trường dể dàng bị các loại bệnh như ung thu, đột biến, bị các bệnh liên quan đến truyền nhiễm, hơ hấp, phổi, …
II.2.2 Đặc tính nước thải cơng nghiệp
- Do nước được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau trong q trình sản xuất như làm nguội sản phẩm, làm mát máy, vận chuyển nguyên liệu, làm dung mơi, các q trình giặt, làm sạch khí, v.v ... nên nước thải công nghiệp bị ô nhiễm bởi nguyên liệu rơi vãi , các hóa chất tham gia sản xuất. Nước thải cơng nghiệp có thể chứa chất tan, các chất không tan, các chất vô cơ, các chất hữu cơ. Nước thải cơng nghiệp có thể
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
mang tính kiềm hoặc axit, khơng màu hoặc có màu và có thể chứa dầu mỡ cũng như các chất độc.
- Các thông số đặc trưng cho nước thải công nghiệp bao gồm nhiệt độ, mùi vị, màu sắc, độ đục; các chất ô nhiễm khơng tan như các chất có khả năng lắng được, chất rắn lơ lửng và các chất nổi như dầu, mỡ; các chất tan như các muối vô cơ, các hợp chất hữu cơ tan trong nước, axit, kiềm. Có những loại muối tan như muối sunfat, muối clorua khơng có khả năng phân hủy sinh học.
• Các chất hữu cơ: đặc trưng bởi các thơng số BOD và COD
• Tổng cacbon hữu cơ TOC: tổng hợp các chất hữu cơ có chứa cacbon • Cacbon hữu cơ hịa tan DOC
• Các độc tố: nước thải chứa các kim loại nặng như thủy ngân, đồng, cadmi.
- Đặc tính nước thải được xác định qua đo đạc, lấy mẫu phân tích. Đặc tính nước thải cho phép đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải và là những thông số cần thiết để lựa chọn phương pháp xử lí và thiết kế tính tốn các thiết bị xử lí.
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
Hình 2.7.Tính chất đặc trưng của nước thải một số ngành cơng nghiệp
II.2.3 Xử lí nước thải cơng nghiệp
- Đề xuất phương án xử lí với từng thành phần nước thải
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
Hình 2.9.Tiêu chuẩn về quy chuẩn quốc gia của nước thải công nghiệp
- Các phương pháp xử lí nước thải cơng nghiệp
Phương pháp xử lí cơ học
• Dùng để loại bỏ những chất có kích thước và tỉ trọng lớn.
• Có thể xử lí nước thải mạ crom, nước thải xi mạ kẽm, nước thải lị hơi, xử lí nước thải cơng nghiệp sản xuất giấy,... và tất cả các nguồn phát sinh nước thải chứa kim loại nặng khác
Phương pháp xử lí hóa lí
• Bản chất chính là áp dùng các q trình hóa học và vật lí nhằm loại bỏ bớt các thành phần chất ô nhiễm mà không sử dụng được bằng bể lắng
• Cơng nghệ nổi trội nhất của phương pháp này là:
Công nghệ keo tụ tạo bơng: Thích hợp xử lí nước thải mực in, xử lí nước thải sơn, dệt nhuộm. Nước thải nhiễm dầu cũng có thể áp dụng.
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
Cơng nghệ trích ly pha lỏng: Áp dụng cho các loại nước thải công nghiệp thường chứa các loại ion kim loại, phenol, axit hữu cơ, dầu. Vì chi phí tốn kém nên khi chất bẩn chạm mốc 3-4g/l mới dùng.
Phương pháp xử lí hóa học
• Dùng để xử lí nước thải ngành xi mạ kẽm, mạ crom, đồng ...., xử lí nước thải dệt nhuộm, xà phịng, xử lí nước thải mực in, xử lí nước thải trạm trộn bê tơng và xử lí amoni trong nước thải cơng nghiệp các ngành sản xuất khác.
• Có thể xử lí các loại nước thải nhiễm, chứa nhiều tạp chất, chất bẩn, có nồng độ axit cao.
• Thường được triển khai theo hai phương án là Oxy hóa khử và Trung hịa
Phương pháp xử lí sinh học
• Phù hợp khi xử lí amoni trong nước thải cơng nghiệp, xử lí nước thải cơng nghiệp chế biến café, nước thải mì ăn liền, nước thải nhà máy sữa, xử lí nước thải nhà máy bia Heineken, Tiger,... Tựu chung lại, các loại nước thải từ ngành sản xuất công nghiệp chứa thành phần chất hữu cơ đều có thể dùng phương pháp này.
• Đây là phương pháp đem lại hiệu quả cao nhất khi áp dụng với các chất hữu cơ ở dạng dung dịch, keo và huyền phù vì đây đều là nguồn thức ăn của vi sinh vật
- Cơng nghệ xử lí nước thải điển hình trong cơng nghiệp
Hình 2.10.Sơ đồ hệ thống xử lí nước thải điển hình trong cơng nghiệp - Thuyết minh cơng nghệ:
• Bể thu gom, tách mỡ: nước thải công nghiệp từ các nguồn phát sinh được dẫn về cụm bể thu gom. Bể này có chức năng tiếp nhận trung chuyển nước thải, tách dầu mỡ ra khỏi dịng nước thải. Qua đó giúp nâng cao hiệu quả làm việc và tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống xử lý. Rác, dầu mỡ sẽ được người vận hành thu gom định
Nhóm 6 – Cơng nghệ xử lý nước thải (129118)
kì. Nước thải trong bể thu gom sẽ tiếp tục được đưa sang bể phản ứng hóa lý (keo tụ - tạo bơng).
• Bể keo tụ, tạo bông: tại bể keo tụ, tạo bơng: nhờ tác dụng của hóa chất trợ lắng và keo tụ, các chất ô nhiễm như các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, các cặn bẩn, hay ion kim loại... chúng sẽ kết dính với nhau tạo thành các bơng bùn. Bơng bùn được hình thành sẽ lớn dần lên và lắng xuống đáy, phần nước trong hơn sẽ được tự chảy qua máng thu răng cưa đưa về bể điều hịa.
• Bể điều hịa: bể điều hịa có nhiệm vụ điều hịa lưu lượng và nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định và liên tục cho các cơng trình xử lý, tránh hiện tượng hệ thống xử lý bị quá tải. Nước thải trong bể điều hịa được sục khí liên tục từ máy thổi khí và hệ thống phân phối khí nhằm tránh hiện tượng yếm khí cũng như lắng cặn dưới đáy bể. Nước thải sau bể điều hòa được bơm qua bể thiếu khí.
• Bể thiếu khí: bằng việc sử dụng các chủng vi sinh vật bám dính dạng thiếu khí trên giá thể lọc sinh học. Bể thiếu khí có chức năng xử lý nitrat (trong nước thải dịng vào và dịng tuần hồn lại từ bể hồi lưu), thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất hữu cơ đơn giản, xử lý một phần các hợp chất hữu cơ thành CO2, H2O, CH4, H2S, sinh khối mới ... Hàm lượng BOD giảm đáng kể sau khi qua bể này. Nước sau khi qua Bể xử lý thiếu khí được đưa sang Bể hiếu khí để thực hiện q trình xử lý hiếu khí.
• Bể hiếu khí : tại Bể hiếu khí, Oxy được cung cấp vào bể thơng qua bộ khuếch tán khí, hệ vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng oxy để phân hủy phần lớn các hợp chất hữu cơ có trong nước thải. Hệ vi sinh vật hiếu khí dính bám trên hạt mang (giá thể), tạo thành lớp đệm vi sinh chuyển động xáo trộn trong nước thải làm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật với chất hữu cơ, do đó hiệu quả xử lý của quá trình này cao gấp nhiều lần so với phương án sử dụng bùn hoạt tính truyền thống.