D. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
2.5.1.1Qui trình cơng nghệ tổng quát xử lý nƣớc thải nhuộm vải
E. Giới hạn đề tài
2.5.1.1Qui trình cơng nghệ tổng quát xử lý nƣớc thải nhuộm vải
Trong ngành cơng nghiệp dệt nhuộm, nƣớc thải nhuộm gồm ba loại chính:
Nƣớc thải phẩm nhuộm hoạt tính.
Nƣớc thải phẩm nhuộm sunfua.
Nƣớc thải tẩy.
Thành phần tính chất nƣớc thải nhuộm đƣợc trình bày theo bản sau:
Chỉ tiêu Đơn vị
Kết quả
Nƣớc thải hoạt tính Nƣớc thải sunfua Nƣớc thải tẩy
pH COD BOD5 N tổng P tổng SS Màu Độ đục mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Pt-Co FAU 10-11 450-1.500 200-800 5-15 0.7-3 - 7.000-50.000 140-1.500 >11 10.000-40.000 2.000-10.000 100-1.000 7-30 - 10.000-50.000 8.000-200.000 >12 9.000-30.000 4.000-17.000 200-1.000 10-30 - 500-2.000 1.000-5.000
Do mỗi loại nƣớc thải cĩ thành phần và tính chất đặc trƣng riêng nên cơng nghệ xử lý tƣơng ứng cũng khác nhau. Trƣớc tiên, ta phải tách riêng và xử lý sơ bộ loại trừ các tác nhân gây hại đối với vi sinh vật rồi nhập chung xử lý bằng sinh học. Nƣớc thải nhuộm vải cĩ nồng độ chất hữu cơ cao, thành phần phức tạp và chứa nhiều hợp chất vịng khĩ phân hủy sinh học đồng thời các hĩa chất phụ trợ trong quá trình nhuộm cĩ khả năng gây ức chế vi sinh vật. Hơn nữa nhiệt độ nƣớc thải rất cao, khơng thích hợp đƣa trực tiếp vào hệ thống xử lý sinh học. Vì vậy, ta phải tiến hành xử lý hĩa lý trƣớc khi đƣa vào các cơng trình sinh học nhằm loại trừ các yếu tố gây hại và tăng khả năng xử lý của vi sinh.
Sơ đồ qui trình cơng nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải
Trong cơng nghệ này, nƣớc thải nhuộm ở các cơng đoạn sẽ đƣợc thu gom và xử lý sơ bộ riêng:
Hĩa chất Nƣớc thải chắn rác Song Bể điều
hịa Bể tuyển nổi Bể lọc sinh học Bể chứa Bể lọc áp lực Nguồn tiếp nhận
- Nƣớc thải hoạt tính đƣợc tiến hành keo tụ bằng phèn sắt với pH là 10- 10.5, hiệu quả khử COD là 60-85%.
- Nƣớc thải sunfua keo tụ ở pH khoảng 3, hiệu quả khử COD khoảng 70%.
- Nƣớc thải tẩy đƣợc tiến hành trung hịa nhằm đƣa pH về 6.5. Khi đĩ H2O2 sẽ bị phân hủy thành O2 bay lên gây ra bọt đồng thời hồ sẽ đƣợc tách ra khỏi nƣớc.
Sau đĩ, nƣớc tẩy sẽ đƣợc đƣa vào bể trộn cùng với nƣớc sau lắng của nƣớc thải hoạt tính và nƣớc thải sunfua. Bể trộn đĩng vai trị điều hịa chất lƣợng nƣớc thải, vừa là nơi hiệu chỉnh pH cho quá trình lọc sinh học kỵ khí tiếp theo. Ở bể lọc kỵ khí, chất hữu cơ một phần sẽ bị phân hủy thành khí biogas hoặc chuyển hĩa thành những hợp chất dễ phân hủy hơn và sẽ đƣợc tiếp tục oxy hĩa sinh học trong bể aerotank. Nƣớc thải sau xử lý sinh học vẫn chƣa đạt tiêu chuẩn nên phải tiến hành xử lý bậc cao bằng phƣơng pháp keo tụ. Phần bùn thải ra từ các bể lắng đƣợc đƣa vào máy ép bùn, nƣớc tách từ bùn đƣợc đƣa trở lại bể trộn, bùn sau ép đƣợc đƣa đi chơn lấp.
2.5.1.2 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm đang đƣợc áp dụng:
Nƣớc thải trƣớc tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác chảy vào bể điều hịa. Sau khi tập trung tại bể điều hịa, nƣớc thải đƣợc bơm lên bể tuyển nổi. Trên ống dẫn vào bể tuyển nổi cĩ 03 đƣờng hĩa chất châm vào là dung dịch trung hịa, dung dịch phản ứng và dung dịch trợ lắng. Quá trình xử lý trong bể tuyển nổi đƣợc thực hiện bằng cách hịa tan trong nƣớc những bọt khí nhỏ, các bọt khí này bám vào các hạt cặn làm cho tỷ trọng tổ hợp cặn khí giảm, lực đẩy nổi xuất hiện. Khi lực đẩy nổi đủ lớn, hỗn hợp cặn - khí nổi lên mặt nƣớc và đƣợc gạt ra ngồi bằng tấm gạt cao su gắn phía trên bể. Bên cạnh đĩ bể tuyển nổi cịn thực hiện chức năng lắng. Do nƣớc thải vào bể đã đƣợc hịa trộn với các chất tạo pH, chất keo tụ nên trong bể tuyển nổi cịn xảy ra quá trình keo tụ. Trên bể tuyển nổi cĩ sử dụng một mơtơ khuấy với tốc độ thích hợp để kích thích quá trình tạo bơng. Các hạt bùn keo tụ tạo ra cĩ tỷ trọng lớn lắng xuống đáy bể sẽ đƣợc lấy ra ngồi nhờ van xả đáy.
Nƣớc thải từ máng thu nƣớc bể tuyển nổi tràn vào bể lọc sinh học từ dƣới lên trên qua lớp vật liệu nổi là các hạt polystyren. Các vi khuẩn hiện diện trong nƣớc thải dính bám lên lớp sinh khối nổi là những hạt polystyrene hay cịn gọi là Biostyrene và chúng đƣợc loại bỏ bằng cách khống chế mơi trƣờng hoạt động. Xác vi sinh vật và chất rắn lơ lửng trong nƣớc thải đƣợc loại bỏ bằng quá trình rửa ngƣợc. Đây là cơng nghệ lọc sinh học mới đƣợc áp dụng tại Việt Nam, cĩ hiệu quả sử dụng rất cao, chiếm mặt bằng ít, giá thành thấp.
Nƣớc thải tiếp tục tự chảy đến bể chứa để từ đĩ cĩ thể bơm đến thiết bị lọc áp lực Bể lọc áp lực là cơng trình xử lý cuối cùng trong hệ thống xử lý nƣớc thải. Sau khi qua bể lọc áp lực, nƣớc thải cĩ thể đƣợc xả ra cống.
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác
- Nƣớc thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn Việt Nam (QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải cơng nghiệp nguồn xả loại B).
- Giá thành xử lý 1m3 nƣớc thải: 1500 - 2000đ/m3
Ƣu điểm của CN/TB
- Các thiết bị đƣợc chế tạo bằng thép nên cĩ thể tháo ráp dễ dàng khi cần di dời - Mặt trong thiết bị đƣợc phủ epoxy chống ăn mịn, tăng thời gian sử dụng
- Hệ thống đƣợc điều khiển tự động, tránh cho cơng nhân cĩ thể tiếp xúc trực tiếp với nƣớc thải độc hại
- Diện tích chiếm dụng mặt bằng giảm 50% so với bể xây bằng xi măng - Thời gian thi cơng ngắn
2.5.2 Cơng nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm trên thế giới
2.5.2.1 Cơng nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm sợi bơng ở Hà Lan (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong hệ thống cĩ cơng đoạn xử lý hĩa lý trƣớc cơng đoạn xử lý sinh học. Với các thơng số nhƣ:
Nƣớc thải cĩ lƣu lƣợng 3.000 - 4.000 m3
/h; COD = 400 - 1.000 mg/l; BOD5 = 200 - 400 mg/l.
Nƣớc sau xử lý BOD5 < 50 mg/l, COD < 100 mg/l.
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nƣớc thải của cơng ty Stork Aqua (Hà Lan) 1. Sàng chắn rác; 2. Bể điều hịa; 3. Bể keo tụ; 4. thiết bị lắng bùn; 5. Bể sinh học;
6. Thiết bị xử lý bùn
2.5.2.2 Cơng nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức)
Nƣớc thải ở đây cĩ chứa 15-20% nƣớc thải dệt nhuộm. Cơng suất của hệ thống là 6.000 - 7.000 m3/ngày, trong đĩ cĩ 1100 - 1300m3/ngày nƣớc thải dệt nhuộm.
Ca(OH)2
Nƣớc thải 1
Nƣớc thải 2 Bể điều hịa Keo tụ Lắng Xử lý sinh học nhiều bậc Lắng Hồ nhân tạo Nguồn tiếp nhận Xừ lý bùn yếm khí Lọc ép Bùn Phèn sắt
Hình 3.2:Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt lần nƣớc thải dệt nhuộm
(nƣớc thải dệt nhuộm chiếm 15 đến 20%) ở Greven – CHLB Đức ).
Sơ đồ này theo nguyên lý kết hợp xử lý hĩa lý và sinh học nhiều bậc, sau lắng 2 là một hồ nhân tạo (cĩ thể là một hồ chứa lớn). Phần bùn lấy ra từ các bể lắng khơng đƣa tuần hồn sử dụng lại mà đƣa vào xử lý kị khí, rồi lọc ép và đƣa đi chơn lấp.
Nƣớc thải sau bể điều hịa cần điều chỉnh về pH tới 9.5 bằng vơi sữa. Phèn sắt đƣợc đƣa vào làm keo tụ là 170 g/m3
.
Ưu điểm:
Lƣợng bùn tạo ra nhỏ (1m3
nƣớc thải tạo ra 0.6 kg bùn khơ tuyệt đối). Kết hợp vừa xử lý nƣớc thải sinh hoạt vừa xử lý nƣớc thải dệt nhuộm.
CHƢƠNG 3
ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
CƠNG SUẤT 300M3/NG.Đ 3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ
3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ cơng nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau:
Cơng suất trạm xử lý.
Thành phần và đặc tính của nƣớc thải.
Tiêu chuẩn xả nƣớc thải vào các nguồn tiếp nhận tƣơng ứng.
Phƣơng pháp sử dụng cặn.
Khả năng tận dụng các cơng trình cĩ sẵn.
Điều kiện mặt nằng và đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng.
Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chi phí đầu tƣ xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì.
3.1.2 Yêu cầu xử lý Nƣớc thải trƣớc xử lý: Nƣớc thải trƣớc xử lý: pH = 8 - 10 BOD5 = 860 (mg/l) COD = 1430 (mg/l) SS = 560 (mg/l) Độ màu = 1000 (Pt – Co) Tổng N : 3,78 mg/l Tổng P : 1,54 mg/l
Nƣớc thải sau xử lý: Đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT – Cột B
pH = 5,5 - 9 BOD5 < 50 (mg/l)
COD < 100 (mg/l)
3.2 ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ NGUỒN TIẾP NHẬN NGUỒN TIẾP NHẬN QCVN 24:2009, CỘT B Hĩa chất NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM BỂ THU GOM BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ ( AEROTANK) BỂ LẮNG II BỂ KHỬ TRÙNG MÁY TÁCH RÁC TỰ ĐỘNG THÁP GIẢI NHIỆT BỂ ĐIỀU HÕA Máy thổi khí
BỂ KEO TỤ, TẠO BƠNG
BỂ LẮNG I Máy thổi khí Hĩa chất MÁY ÉP BÙN BỂ NÉN BÙN THÙNG CHỨA RÁC BÙN KHƠ
3.2.1 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ A. Bể thu gom
Nƣớc thải từ quá trình sản xuất của nhà máy đƣợc dẫn về bể thu gom. Bể thu gom là cơng trình chuyển tiếp giữa điểm phát sinh nƣớc thải và trạm xử lý. Bể thu gom cĩ nhiệm vụ tiếp nhận, trung chuyển và tận dụng đƣợc cao trình của các cơng trình đơn vị phía sau. Nƣớc thải từ bể thu gom đƣợc bơm nƣớc thải bơm lên máy tách rác tự động trƣớc khi đến thiết bị giải nhiệt nƣớc thải.
B. Máy tách rác tự động
Máy tách rác cĩ cấu tạo gồm một hoặc nhiều lƣợc cào rác đồng thời cĩ hai má cao su làm kín mƣơng dẫn nƣớc thải. Điều này cho phép tồn bộ dịng nƣớc thải chảy vào máy tách rác và máy cĩ thể hoạt động trong điều kiện mực nƣớc của dịng chảy thay đổi. Lƣợc cào rác hoạt động lên xuống liên tục cho phép tránh đƣợc hiện tƣợng tắc nghẽn của dịng chảy. Máy tách rác đƣợc thiết kế, chế tạo đồng bộ và kết cấu gọn nhẹ, cho phép lắp đặt nhanh chĩng và cĩ thể hoạt động độc lập với các hạng mục khác của hệ thống xử lý nƣớc thải. Hầu hết các chi tiết cấu tạo của máy tách rác bằng thép khơng rỉ, cho phép hoạt động ổn định lâu dài trong những mơi trƣờng khắc nghiệt cũng nhƣ hoạt động liên tục theo thời gian.
C. Thiết bị giải nhiệt nƣớc thải
Nƣớc thải của ngành dệt nhuộm cĩ tính chất đặc trƣng đĩ là nhiệt độ rất cao. nhiệt độ phát sinh trong quá trình hấp vải trƣớc khi nhuộm. Thiết bị giải nhiệt đƣợc đặt ngay trƣớc cơng trình xử lý nhằm giảm nhiệt độ của nƣớc thải đến ngƣỡng cho phép. Tạo điều kiện cho các quá trình phía sau nhất là cơng đoạn xử lý bằng sinh học hoạt động cĩ hiệu quả cao nhất. Hiện nay , trên thị trƣờng cung cấp rất nhiều các thiết bị giải nhiệt bao gồm cả hàng Việt Nam lẫn ngoại nhập.
D. Bể điều hồ
Bể điều hịa là nơi tập trung các nguồn nƣớc thải thành một nguồn duy nhất và đồng thời để chứa cho hệ thống hoạt động liên tục.
Do tính chất của nƣớc thải dao động theo thời gian trong ngày, (phụ thuộc nhiều vào các yếu tố nhƣ: nguồn thải và thời gian thải nƣớc). Vì vậy, bể điều hịa là cơng trình đơn vị khơng thể thiếu trong bất kỳ một trạm xử lý nƣớc thải nào.
Bể điều hịa cĩ nhiệm vụ điều hịa lƣu lƣợng và nồng độ nƣớc thải, tạo chế độ làm việc ổn định và liên tục cho các cơng trình xử lý, tránh hiện tƣợng hệ thống xử lý bị quá tải. Đồng thời khơng khí cũng đƣợc sục liên tục vào bể qua hệ thống ống đục lỗ phân phối khí nhằm tránh quá trình yếm khí xảy ra dƣới đáy bể điều hịa. Nƣớc thải sau bể điều hịa đƣợc bơm lên bể keo tụ, chỉnh pH (đồng thời hĩa chất keo tụ và hĩa chất chỉnh pH đƣợc bơm định lƣợng bơm vào).
E. Bể keo tụ, tạo bơng
Sử dụng để hịa trộn các chất với nƣớc thải nhằm điều chỉnh độ kiềm của nƣớc thải, tạo ra bơng cặn lớn cĩ trọng lƣợng đáng kể và dễ dàng lắng lại khi qua bể lắng I. Ở đây sử dụng phèn nhơm để tạo ra các bơng cặn vì phèn nhơm hịa tan trong nƣớc tốt, chi phí thấp.
Nhờ cánh khuấy khuấy trộn chậm hĩa chất tạo bơng với dịng nƣớc thải. Moteur cánh khuấy giúp cho trình hịa trộn giữa hĩa chất với nƣớc thải đƣợc hồn tồn nhƣng khơng phá vỡ sự kết dính giữa các bơng cặn. Nhờ cĩ chất trợ keo tụ bơng mà các bơng cặn hình thành kết dính với nhau tạo thành những bơng cặn lớn hơn cĩ tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nƣớc nhiều lần nên rất dễ lắng xuống đáy bể và tách ra khỏi dịng nƣớc thải. Nƣớc thải từ bể keo tụ bơng tiếp tục tự chảy qua bể lắng I.
F. Bể lắng 1
Nƣớc thải từ bể tạo bơng đƣợc dẫn vào ống phân phối nhằm phân phối đều trên tồn bộ mặt diện tích ngang ở đáy bể. Ống phân phối đƣợc thiết kế sao cho nƣớc khi ra khỏi ống và đi lên với vận tốc chậm nhất (trong trạng thái tĩnh), khi đĩ các bơng cặn hình thành cĩ tỉ trọng đủ lớn thắng đƣợc vận tốc của dịng nƣớc thải đi lên sẽ lắng xuống đáy bể lắng. Hàm lƣợng cặn (SS) trong nƣớc thải ra khỏi thiết bị lắng giảm 85 - 95%. Cặn lắng ở đáy bể lắng đƣợc dẫn qua bể tách bùn rồi đƣợc bơm định kỳ đến bể nén bùn.
Một số bơng cặn và bọt khí nƣớc khơng lắng xuống đáy bể mà sẽ nổi lên trên mặt nƣớc. Nhờ cĩ hệ thống đập thu nƣớc và chắn bọt mà các bơng cặn và bọt khí khơng theo nƣớc ra ngồi đƣợc. Các bơng cặn và bọt khí đƣợc giữ ở mặt nƣớc và đƣợc xả ngồi qua qua hệ thống phểu thu bọt đến bể tách bùn.
Hình: 2.2 Cấu tạo bể lắng.
Nƣớc thải sau khi lắng các bơng cặn sẽ qua máng thu nƣớc và đƣợc dẫn qua bể sinh học hiếu khí Aerotank.
G. Bể sinh học hiếu khí Aerotank
Bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính lơ lửng là cơng trình đơn vị quyết định hiệu quả xử lý của hệ thống vì phần lớn những chất gây ơ nhiễm trong nƣớc thải.
Trong bể Aerotank lƣợng khí Oxy đƣợc cung cấp liên tục trong ngày, chúng cĩ đủ thời gian để nuơi dƣỡng các chủng vi sinh vật trong nƣớc tồn tại và tăng trƣởng. Oxy cịn cĩ tác dụng xáo trộn nƣớc thải liên tục, làm tăng thời gian tiếp xúc giữa khí và nƣớc thải. Quá trình trên diễn ra liên tục sẽ tạo điều kiện thích nghi nhanh của vi sinh vật đặc trƣng trong xử lý nƣớc thải dệt nhuộm. Các chất hữu cơ ơ nhiễm sinh học đƣợc chủng sinh vật đặc trƣng dần thích nghi, chuyển hĩa bằng cơ chế hấp thụ, hấp phụ ở bề mặt và bắt đầu phân hủy tạo ra CO2, H2O, H2S, CH4…
vật sử dụng Oxy để phát triển và xử lý các hợp chất hữu cơ cĩ khả năng phân hủy sinh học nhanh hơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nƣớc sau khi ra khỏi cơng trình đơn vị này, hàm lƣợng COD và BOD giảm 80- 95%.
H. Bể lắng II
Nhiệm vụ: lắng các bơng bùn vi sinh từ quá trình sinh học và tách các bơng bùn này ra khỏi nƣớc thải.
Nƣớc thải từ bể lọc sinh học đƣợc dẫn vào ống phân phối nhằm phân phối đều trên tồn bộ mặt diện tích ngang ở đáy thiết bị. Ống phân phối đƣợc thiết kế sao cho nƣớc khi ra khỏi ống và đi lên với vận tốc chậm nhất (trong trạng thái tĩnh), khi đĩ