4. Nội dung luận văn
6.1.1 Trình tự thực hiện cơ bản của việc xây dựng trạm xử lý
Các cơng tác thực hiện việc xây dựng trạm xử lý nước thải của cơng ty TNHH Phạm Tơn được thực hiện theo trình tự sau:
1. Khảo sát hiện trạng 2. Thiết kế trạm xử lý 3. Thi cơng xây dựng 4. Nhập khẩu thiết bị
5. Gia cơng và lắp ráp thiết bị. 6. Lắp đặt thiết bị
7. Lắp đặt hệ thống điện kỹ thuật
8. Lắp đặt hệ thống đường ống cấp và thốt nước bên trong hệ thống xử lý
9. Vận hành khởi động hệ thống, vận hành ổn định, chuyển giao cơng nghệ và hướng dẫn vận hành trạm xử lý nước thải.
6.1.2. Đặc điểm của việc thực hiện cơng trình
a. Tất cả các trạm xử lý nước thải khi được xây dựng luơn địi hỏi phải cĩ sự phối hợp nhịp nhàng giữa các bộ phận thiết kế và thi cơng, cũng như giữa các ngành xây dựng, cơ khí, cơng nghệ.
b. Ngồi ra cịn phải kết hợp chặt chẽ với bên cơ quan chủ quản trong các vấn đề liên quan tới quá trình thi cơng cơng trình như: lắp đặt đường ống cấp nước, cấp điện tới chân cơng trình; kiểm tra, nghiệm thu, chuyển giao cơng nghệ.
6.1.3. Lực lượng thi cơng
Nguồn nhân lực trực tiếp thi cơng tại cơng trình bao gồm kỹ sư, kỹ thuật viên và cơng nhân của các bộ phận liên quan bao gồm:
SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD : Đ ng Vi t Hùng
Cấp quản lý ( Kỹ sư)
- Kỹ sư mơi trường - Kỹ sư điện - Kỹ sư xây dựng
Cơng nhân kỹ thuật
- Thợ đường ống - Thợ cơ khí - Thợ lắp máy - Thợ điện - Thợ xây dựng - Kỹ thuật viên vận hành
6.1.4. Biện pháp thi cơng
Việc tổ chức thi cơng được tiến hành theo phương pháp phân đoạn, phân đợt khái quát như sau:
Xây dựng cơ bản : xây dựng bể, nhà điều hành Chế tạo các thiết bị : Giỏ chắn rác
Mua tất cả các thiết bị máy mĩc, đường ống cơng nghệ, dây diện.. Lắp đặt các thiết bị.
Lắp đặt hệ thống điện kỹ thuật.
Chạy thử khơng tải, hiệu chỉnh hệ thống và các thơng số cơng nghệ. Chạy khởi động hệ thống cho đến khi hệ thống hoạt động ổn định. Hướng dẫn, đào tạo vận hành, và chuyển giao cơng nghệ cho cơng ty.
6.1.5. Giải pháp và chỉ tiêu kỹ thuật
Từ thiết kế đến thi cơng
Căn cứ vào bản vẽ mặt bằng tổng thể và các bản vẽ chi tiết, xác định hiện trạng mặt bằng sẽ xây dựng các hạng mục xây dựng: kích thước, cao trình, vị trí. Xác định các sai số trong thiết kế và thực tế để thống nhất với cơng ty phương án giải quyết.
SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD : Đ ng Vi t Hùng
Dựa trên các bảng vẽ thiết kế cơ bản đã cĩ, lập các bảng vẽ triển khai cụ thể để chế tạo, gia cơng và lắp đặt các thiết bị, tủ điện điều khiển, đường ống kỹ thuật, đường dây điện ...
Gia cơng các thiết bị
Tất cả thiết bị sắt thép đều được sơn bảo vệ chống ăn mịn hố học.
Tất cả các thiết bị sau khi gia cơng sẽ được chạy thử kiểm tra trước khi đưa đi lắp đặt.
Lắp đặt hệ thống thiết bị, đường ống cơng nghệ.
Việc lắp đặt hệ thống đường ống cơng nghệ được tiến hành sau khi đã định vị chính xác vị trí các thiết bị và các cao độ .
Trong quá trình thi cơng, cao trình đường ống sẽ được kiểm tra thường xuyên, chặt chẽ để đảm bảo chính xác.
Phần lớn các đường ống cơng nghệ là ống sắt tráng kẽm và ống nhựa uPVC. Các đường ống cơng nghệ được cố định bằng mĩc nhựa, mĩc sắt. Các đường ống cĩ cao độ âm (<0) so với mặt đất hiện hành thì sẽ đi chìm và san lấp lại mặt bằng. Các đường ống ngầm chỉ được lấp sau khi đã thử nước và xử lý các chổ rị rỉ. Lắp đặt hệ thống đường điện kỹ thuật.
- Tất cả thiết bị điện, dây điện được chọn lựa phù hợp với cơng suất thiết bị và đảm bảo an tồn cho các động cơ và người sử dụng.
- Tất cả các dây điện đều được đi trong máng dẫn hay ống uPVC. Hạn chế tối đa các mối nối dây điện trên đường dẫn.
- Đối với các động cơ ở xa tủ điều khiển, ngồi thiết bị bảo vệ tại tủ điều khiển trung tâm cịn cĩ cầu dao cắt động cơ tại vị trí thuận tiện để cắt điện khi cần thiết.
- Các động cơ điện sẽ hoạt động theo 2 chế độ: tự động và điểu khiển bằng tay.
Cơng tác chạy thử khơng tải
Cơng tác chạy thử khơng tải được tiến hành ngay sau khi tồn bộ hệ thống xử lý lắp đặt xong và được tiến hành bằng nước sạch.
SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD : Đ ng Vi t Hùng
Trong quá trình chạy thử, các thơng số như áp lực, cường độ dịng điện làm việc của các động cơ, lưu lượng bơm... được theo dõi và điều chỉnh thích hợp. Cơng tác khởi động hệ thống
Trong cơng tác này một số kỹ thuật chuyên mơn được thực hiện như cấy bùn hoạt tính, đo đạt các thơng số pH, COD, SS ... của nước thải đầu vào và ra trong từng cơng đoạn xử lý nhằm xác định hiệu quả xử lý của hệ thống cuả từng cơng đoạn. Đồng thời cũng qua đĩ điều chỉnh các thơng số hoạt động của từng bộ phận trong hệ thống xử lý. Cơng tác này được xem là hồn tất khi các thơng số hố lý của nước thải sau xử lý đạt yêu cầu.
6.2. Quản lý và vận hành trạm xử lý nước thải
6.2.1. Giai đoạn khởi động
6.2.1.1. Bể UASB
Vì khí CH4, CO2 và hỗn hợp khí sinh vật khác được hình thành bởi hoạt động phân hủy của các vi khuẩn kỵ khí nên yêu cầu đầu tiên là bể UASB phải tuyệt đối kín. Vi khuẩn sinh metan mẫn cảm cao với oxy, nếu khơng giữ kín sự hoạt động của vi khuẩn sẽ khơng bình thường và bể khơng cĩ khả năng giữ khí.
Chuẩn bị bùn
Các loại bùn hoạt tính metan cĩ thể sử dụng là bùn lấy từ hầm ủ khí sinh vật, bùn từ bể tự hoại, bùn hạt từ các cơng trình xử lý nước thải tương tự. Nồng độ bùn trong bể tùy theo mật độ vi sinh cĩ trong bùn mà nồng độ bùn trong bể dao động từ 10 đến 20g/l. Thể tích bùn được cấy vào bể thường chiếm một tỷ trọng nhất định trong bể phản ứng. Quá trình thích nghi của vi sinh vật lên men kỵ khí diễn ra rất chậm, do đĩ thời gian thích nghi của bùn kéo dài trong khoảng 30 ngày trong điều kiện nhiệt độ từ 25 đến 350, pH trung tính. Quá trình thích nghi của vi sinh vật cĩ thể giải thích bằng ví dụ sau: Bùn tự hoại cĩ chứa các vi sinh vật phân hủy cĩ quá trình phân hủy ethanol, axetate và propyonate rất cao và phân hủy đường diễn ra rất thấp. Ở bể UASB trong giai đoạn khởi động tốc độ phân hủy này lại diễn ra ngược lại. Tốc độ phân hủy đường thu sản phẩm metan diễn ra là chủ yếu, đồng
SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD : Đ ng Vi t Hùng
thời quá trình phân hủy protein, ethanol, axetate và propyonate diễn ra chậm hơn dẫn đến hiệu quả xử lý của bể thấp
Kiểm tra bùn
Chất lượng bùn: hạt bùn phải cĩ kích thước đều nhau, bán kính của hạt khoảng 0,6mm, bùn phải cĩ màu đen sậm.
Nếu điều kiện cho phép cĩ thể tiến hành kiểm tra chất lượng và thành phần quần thể vi sinh vật của bể định lấy bùn sử dụng trước khi lấy bùn là 5 ngày.
Vận hành
Cơng nghệ xử lý nước thải qua bể UASB được phát triển và ứng dụng rộng rãi do những tính chất ưu việt của các loại bùn hạt và cấu tạo bể xử lý đĩ là thiết bị tách bùn, khí, nước, nằm ngay trong bể.
Cĩ thể nĩi muốn vận hành bể UASB trước hết phải cấy nguyên liệu là vi sinh vật vào vì hệ sinh vật tự nhiên thường khơng đủ khả năng xử lý lượng lớn chất hữu cơ cĩ trong nước thải, hoặc cĩ thể phân hủy nhưng hiệu quả rất thấp. Quá trình lên men kỵ khí thường diễn ra rất chậm chạp. Khởi động hệ thống thực hiện các bước tiến hành như sau:
Bơm nước thải chỉnh lưu lượng sao cho tải trọng bể đạt giá trị ổn định 2 kg/m3ngày và tăng dần lên theo hiệu quả xử lý của bể đến 7kgCOD/m3/ngày. Chế độ hoạt động trong các tháng phụ thuộc vào lượng nước thải của cơng ty. Trong thực tế cần cĩ sự kiểm tra chính xác nồng độ các chất để cĩ sự điều chỉnh đáp ứng yêu cầu tối ưu của bể phản ứng.
Để thời gian từ 3 đến 5 ngày bơm tuần hồn 100% lượng nước thải với mục đích làm các vi sinh vật phục hồi. Sau đĩ duy trì chế độ hoạt động liên tục.
Trong giai đoạn khởi động, lấy mẫu và phân tích là rất cần thiết vì chúng giúp cho người vận hành điều chỉnh đúng thơng số hoạt động của các thiết bị, cơng trình xử lý. Thơng số kiểm sốt chỉ tiêu pH, nhiệt độ, lưu lượng, nồng độ COD, nồng độ MLSS được kiểm tra hàng ngày. Chỉ tiêu BOD5, nitơ, photpho chu kỳ kiểm tra1 lần/ tuần. Các vị trí kiểm tra đo đạc là trước khi vào bể, trong bể, ra khỏi bể.
SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD : Đ ng Vi t Hùng
Cần cĩ sự kết hợp quan sát các thơng số vật lý như độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt trong bể cũng như dịng chảy. Tần số quan sát là hàng ngày.
Chú ý: Tất cả các sự cố xảy ra trong quá trình vận hành cần được sửa chữa và khắc phục ngay. Thời gian khởi động kéo dài từ một đến vài năm.
6.2.1.2. Bể Aerotank
Chuẩn bị bùn
Lựa chọn bùn chứa các vi sinh vật làm nguyên liệu cấy vào bể Aerotank cĩ ý nghĩa quan trọng, là một trong những nhân tố quyết định hiệu quả xử lý của bể. Bùn sử dụng là loại bùn xốp cĩ chứa nhiều vi sinh vật cĩ khả năng oxy hĩa và khống hĩa các chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Tùy theo tính chất và điều kiện mơi trường của nước thải mà sử dụng bùn hoạt tính cấy vào bể xử lý khác nhau.
Nồng độ bùn ban đầu cần cung cấp cho bể hoạt động là 1g/l – 1,5g/l. Do đĩ thể tích bùn cần thiết cho bể khoảng 30m3.
Kiểm tra bùn
Chất lượng bùn: Bơng bùn phải cĩ kích thước đều nhau. Màu của bùn là màu nâu. Tuổi của bùn khơng quá 3 ngày.
Nếu điều kiện cho phép cĩ thể tiến hành kiểm tra chất lượng và thành phần quần thể vi sinh vật của bể định lấy bùn sử dụng trước khi lấy bùn là 2 ngày.
Vận hành
Muốn vận hành bể Aerotank trước hết phải cấy nguyên liệu là vi sinh vật vào. Quá trình phân hủy hiếu khí và thời gian thích nghi của các vi sinh vật diễn ra trong bể Aerotank thường diễn ra rất nhanh, do đĩ thời gian khởi động bể rất ngắn. Các bước tiến hành như sau:
+ Kiểm tra hệ thống nén khí, các van cung cấp khí. + Cho bùn hoạt tính vào bể.
Trong bể Aerotank, quá trình phân hủy của vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH của nước thải, nhiệt độ, các chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính đồng nhất của nước thải. Do đĩ cần phải theo dõi các thơng số pH, nhiệt độ, nồng độ
SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD : Đ ng Vi t Hùng
COD, nồng độ MLSS, SVI, DO được kiểm tra hàng ngày, Chỉ tiêu BOD5 nitơ, photpho chu kỳ kiểm tra1 lần/ tuần.
Cần cĩ sự kết hợp quan sát các thơng số vật lý như độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt trong bể cũng như dịng chảy. Tần số quan sát là hàng ngày.
6.2.2. Giai đoạn vận hành
6.2.2.1 Bể UASB
Đặc điểm của quá trình hoạt động
Hoạt động của bể phản ứng UASB cần được duy trì ở điều kiện thích hợp ví dụ pH trong khoảng từ 6,8-7,5. Nhiệt độ ổn định là 300C -330C, tải trọng hữu cơ đạt từ 7 đến 10kg/m3/ngày… Biểu hiện hoạt động của bể UASB là sự hình thành bùn hạt. Hạt được cấu tạo bởi các vi sinh vật với các ion khống như Ca, K, N, Mg, P, S, Fe và các muối vơ cơ khác. Bể hoạt động tốt thể hiện bằng các chỉ số tốc độ bùn hạt hình thành ổn định, kích thước hạt bùn đều, bùn trong bể khơng cĩ hiện tượng trương.
Bể phản ứng UASB cĩ thể tích khơng đổi, cơ chất hoạt động liên tục. Cĩ thể xáo trộn dịch phân giải tạo khí metan bằng sự luân chuyển khí hay khuấy cơ học. Các kết quả nghiên cứu cho thấy phần thể tích khơng được khuấy trộn cĩ thể bị ảnh hưởng đến mức độ khử trong quá trình sinh metan do đĩ cần phải duy trì vận tốc dịng nước thải đi lên tạo nên sự khuấy trộn liên tục.
Trong quá trình hoạt động nếu khơng khuấy trộn, khả năng lắng sinh khối sẽ tăng dần cùng với thời gian cuối cùng sẽ tạo thành lớp cặn lắng ở đáy bể. Cần chế độ thu bùn thích hợp để tránh hiện tượng bùn trong bể quá nhiều.
Các bước tiến hành
+ Tăng lưu lượng nước thải lên giá trị 40 – 42 m3/h, nồng độ COD duy trì trong khoảng 2800mg/l - 3000mg/l. Để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt cần duy trì chế độ hoạt động ổn định, tránh sự tăng giảm lưu lượng và nồng độ đột ngột
+ Chỉnh lưu lượng của bơm NaOH sao cho giá trị pH của nước thải đúng bằng 7.
SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD : Đ ng Vi t Hùng
+ Quá trình hoạt động của hệ thống phải được kiểm tra theo dõi khơng chỉ ở giai đoạn khởi động mà tất cả quá trình vận hành. Vị trí, thơng số kiểm sốt giống giai đoạn khởi động, tần số lấy mẫu trong giai đoạn vận hành giảm xuống bằng ½ lần.
Giá trị của các thơng số kiểm sốt hầu hết giống với giai đoạn khởi động, cĩ một vài thơng số thay đổi như sau:
Lưu lượng nước thải được nâng lên từ 40 đến 42m3/h. Nồng độ COD của nước thải cĩ thể lên tới 3000mg/l. Tải trọng xử lý của bể duy trì ở giá trị 10kg/m3ngày. Lượng bùn hạt hình thành lớn hơn.
Lưu lượng khí thu được lớn hơn và luơn ổn định theo thời gian. Một số điểm cần chú ý khi vận hành hoạt động của bể UASB
+ Hoạt động của vi khuẩn sẽ khơng cĩ hiệu quả nếu chất hữu cơ lên men khơng trộn đều. Nếu bề mặt nước cĩ lớp váng dày bao phủ cần phải khuấy trộn để phá tan lớp váng đĩ. Nước thải vào bể cần cĩ hàm lượng các chất ổn định tránh hiện tượng gây sốc cho bể.
+ Nhiệt độ tốt cho quá trình lên men tạo khí metan là 330C. Để bể hoạt động tốt cần giữ nhiệt độ bể khơng được dao động quá lớn.
+ Để đảm bảo cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển bình thường thì pH của mơi trường luơn phải trung tính hoặc hơi kiềm (6,8-7,2). Trong điều kiện này sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn sinh metan đạt giá trị cực đạt.
+ Do hoạt động lâu nên trong bể cĩ thể tích lũy các ion NH4+, Ca, K, Na, Zn, SO4.. Ở nồng độ cao quá các ion này cĩ thể ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn sinh metan. Để khắc phục tình trạng trên người ta cĩ thể lắng thu cặn sau một thời gian dài hoạt động.
Nước thải khi ra khỏi bể UASB: Nước thải sau bể xử lý UASB cần tiếp tục xử lý qua khâu xử lý sinh học hiếu khí để đạt được mức cho phép thải ra mơi trường.
SVTH: Võ Tường An; MSSV: 09B1080001 GVHD : Đ ng Vi t Hùng
6.2.2.2. Bể Aerotank
Đối với hoạt động bể Aerotank giai đoạn khởi động rất ngắn nên sự khác với