Xử lý cơ học (hay cũn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đớch loại bỏ cỏc tạp chất khụng tan (rỏc, cỏt nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, cỏc tạp chất nổi....) ra khỏi nước thải, điều hũa lưu lượng và nụng độ cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải.
16
Cỏc cụng trỡnh xử lý cơ học thụng dụng: 2.1.1 Song chắn rỏc
Cấu tạo: song chắn rỏc gồm cỏc thanh chắn bằng thộp khụng gỉ, sắp xếp cạnh nhau và hàn cố định trờn khung thộp, được đặt trong ngăn tiếp thu nước thải,trước khi vào bể gom.
Nhiệm vụ: chắn rỏc cú tiết diện hỡnh chữ nhật
Song chắn rỏc thụ cú khoảng cỏch giữa cỏc thanh từ 60 ữ 100 mm. Song chắn mịn cú khoảng cỏch giữa cỏc thanh từ 10 ữ 25 mm.
Song chắn rỏc là hạng mục cụng trỡnh xử lý sơ bộ đầu tiờn nhằm ngăn giữ rỏc bẩn thụ cú kớch thước lớn gồm giấy, bọc nylon, chất dẻo, cỏ cõy, vỏ đồ hộp, gỗ, vỏ trỏi cõy. Nếu khụng loại bỏ rỏc cú thể gõy tắc nghẽn đường ống,hư hỏng bơm. Rỏc phải thường xuyờn được cào đi bằng phương phỏp thủ cụng.
Nguyờn tắc hoạt động: Nước thải được thu gom từ cỏc cụng ty rồi tự chảy vào mạng lưới thoỏt nước thải cống dẫn và đưa đến trạm xử lý tập trung. Tại đõy nước được tỏch khỏi một lượng rỏc đỏng kể và tiếp theo nước được chuyển tới bể gom nước thải.
2.1.2. Mỏy tỏch rỏc tinh
17
Bảng 2.1: Cỏc thụng số thiết kế lưới chắn rỏc
Thụng số Lưới cố định Lưới quay
Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng, % Tải trọng, l/m2.phỳt
Kớch thước mắt lưới, mm Tổn thất ỏp lực, m
Cụng suất motor, HP Chiều dài trống quay, m Đường kớnh trống, m 5ữ25 400ữ1200 0,2ữ1,2 1,2ữ2,1 - - - 5ữ25 600ữ4600 0,25ữ1,5 0,8ữ1,4 0,5ữ3 1,2ữ3,7 0,9ữ1,5 (Nguồn: XLNT đụ thị và cụng nghiệp. Lõm Minh Triết)
Chọn thiết bị chắn rỏc dạng cuộn trũn quay, tự động, vật liệu: Inox loại NSA600/2000 của hĩng PASSAVANT NOGGERRATH – Đức với cỏc thụng số kỹ thuật sau đõy:
• Chiều dài tang trống: 2000 mm • Đường kớnh tang trống: 600mm • Kớch thước mắt lưới: 2 mm
• Vận tốc trung bỡnh nước chảy qua SCR : v = 0,6m/s
Nước thải được bơm qua thiết bị, phần nước sẽ thoỏt qua khe hở đi ra ngồi, cũn phần rỏc (chất thải rắn) khụng qua được khe hở nờn nằm trờn bề mặt tang trống. Khi tang trống quay trũn rỏc sẽ bị lưỡi gạt rỏc gạt tồn bộ rỏc bỏm trờn bề mặt tang trống và rơi vào giỏ chứa rỏc.
18
2.1.3 Bể lắng cỏt
Bể lắng cỏt đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hũa, trước bể lắng đợt I. Nhiệm vụ của bể lắng cỏt là loại bỏ cặn thụ nặng như cỏt, sỏi, mảnh vỡ thủ tinh, mảnh vỡ kim loại, tro tỏn, thanh vụng, vỏ trứng...để bảo vệ cỏc thiết bị cơ khớ dễ bị mài mũn, giảm cặn nặng ở cỏc cụng đoạn xủ lý tiếp theo. Bể lắn cỏt gồm 3 loại: Bể lắng cỏt ngang, bể lắng cỏt thổi khớ, bể lắng cỏt ly tõm.
2.1.4. Beồ ủiều hoứa
Do ủaởc ủieồm cõng ngheọ saỷn xuaỏt cuỷa moọt soỏ ngaứnh cõng nghieọp, lửu lửụùng vaứ nồng ủoọ nửụực thaỷi thửụứng khõng ủều theo caực giụứ trong ngaứy, ủẽm. Sửù dao ủoọng lụựn về lửu lửụùng vaứ nồng ủoọ daĩn ủeỏn nhửừng haọu quaỷ xaỏu về cheỏ ủoọ cõng taực cuỷa máng lửụựi vaứ caực cõng trỡnh xửỷ lyự. Do ủoự beồ ủiều hoứa ủửụùc duứng ủeồ duy trỡ doứng thaỷi vaứ nồng ủoọ vaứo cõng trỡnh xửỷ lyự oồ ủũnh, khaộc phúc nhửừng sửù coỏ vaọn haứnh do sửù dao ủoọng về nồng ủoọ vaứ lửu lửụùng cuỷa nửụực thaỷi gãy ra vaứ nãng cao hieọu suaỏt cuỷa caực quaự trỡnh xửỷ lyự sinh hóc.
2.1.5. Beồ laộng
Duứng ủeồ taựch caực chaỏt khõng tan ụỷ dáng lụ lửỷng trong nửụực thaỷi theo nguyẽn taộc dửùa vaứo sửù khaực nhau giửừa tróng lửụùng caực hát caởn coự trong nửụực thaỷi. Caực beồ laộng coự theồ boỏ trớ noỏi tieỏp nhau. Quaự trỡnh laộng toỏt coự theồ loái boỷ ủeỏn 90 ữ 95% lửụùng caởn coự trong nửụực thaỷi. Vỡ vaọy ủãy laứ quaự trỡnh quan tróng trong xửỷ lyự nửụực thaỷi, thửụứng boỏ trớ xửỷ lyự ban ủầu hay sau khi xửỷ lyự sinh hóc. ẹeồ coự theồ taờng cửụứng quaự trỡnh laộng ta coự theồ thẽm vaứo chaỏt ủõng tú sinh hóc.
Beồ laộng ủửụùc chia thaứnh caực loái sau:beồ laộng ngang ,beồ laộng ủửựng,beồ laộng ly tãm
19
2.1.6. Beồ vụựt dầu mụừ
Caực loái cõng trỡnh naứy thửụứng ủửụùc ửựng dúng khi xửỷ lyự nửụực thaỷi cõng nghieọp, nhaốm loái boỷ caực táp chaỏt coự khoỏi lửụùng riẽng nhoỷ hụn nửụực, chuựng gãy aỷnh hửụỷng xaỏu tụựi caực cõng trỡnh thoaựt nửụực (máng lửụựi vaứ caực cõng trỡnh xửỷ lyự).
Vỡ vaọy ta phaỷi thu hồi caực chaỏt naứy trửụực khi ủi vaứo caực cõng trỡnh phớa sau. Caực chaỏt naứy seừ bũt kớn loĩ hoồng giửừa caực hát vaọt lieọu lóc trong caực beồ sinh hóc…vaứ chuựng cuừng phaự huỷy caỏu truực buứn hoát tớnh trong beồ Aerotank, gãy khoự khaờn trong quaự trỡnh lẽn men caởn.
2.2. PHƯƠNG PHÁP HểA – Lí
Cụ sụỷ cuỷa phửụng phaựp hoựa lyự laứ ủửa vaứo nửụực thaỷi chaỏt phaỷn ửựng naứo ủoự, chaỏt naứy phaỷn ửựng vụựi caực táp chaỏt baồn trong nửụực thaỷi vaứ coự khaỷ naờng loái chuựng ra khoỷi nửụực thaỷi dửụựi dáng caờn laộng hoaởc dửụựi dáng hoứa tan khõng ủoọc hái.
2.2.1 Keo tụ
Quaự trỡnh laộng chổ coự theồ taựch ủửụùc caực hát raộn huyền phuứ nhửng khõng heồ taựch ủửụùc caực chaỏt gãy nhieĩm baồn ụỷ dáng keo vaứ hoứa tan vỡ chuựng laứ nhửừng hát raộn coự kớch thửụực quaự nhoỷ. Quaự trỡnh thuỷy phãn caực chaỏt ủõng tú vaứ táo thaứnh caực bõng keo xaỷy ra theo caực giai ủoán sau:
Me3+ + HOH ( Me(OH)2+ + H+
Me(OH)2+ + HOH ( Me(OH)+ + H+
Me(OH)+ + HOH ( Me(OH)3 + H+
20
Cỏc chất keo tụ thường dựng là phốn nhụm (Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O); pheứn saột (Fe2(SO4)3.2H2O; Fe2(SO4)3.3H2O; FeSO4.7H2O vaứ FeCl3) hoặc chất keo tụ khụng phõn ly, dạng cao phõn tử cú nguồn gốc thiờn nhiờn hoặc tổng hợp. Cỏc chất keo tụ cao phõn tử cho phộp nõng cao đỏng kể hiệu quả của quỏ trỡnh keo tụ và lắng bụng cặn sau đú.
2.2.2 Tạo bụng
Cỏc hạt keo dớnh với nhau trong quỏ trỡnh keo tụ. Nhưng kớch thước của cỏc hạt sau khi dớnh kết vẫn cũn rất nhỏ khoảng 5-10 àm. Cần thiết phải làm tăng kớch thước của cỏc hạt nhỏ này (gọi là bụng cặn nhỏ) tới khi cú thể nhỡn thấy được để cú thể tỏch dễ dàng hơn trong giai đọan lắng tiếp theo. Quỏ trỡnh làm tăng kớch thước cặn này gọi là quỏ trỡnh bụng cặn. Cú thể đạt được quỏ trỡnh tạo bụng bằng cỏch tiếp tục khuấy trộn sau quỏ trỡnh trộn (quỏ trỡnh keo tụ). Bụng cặn trở nờn dễ vỡ khi chỳng to dần lờn do đú cường độ khuấy trộn ở giai đọan này phải giảm dần theo thời gian tạo bụng. Thời gian tạo bụng cú thể dao động từ 20 – 40 phỳt. Trong nước thải chứa cỏc hạt mang điện tớch, chủ yếu là điện tớch õm(-). Chất keo tụ được cho vào mang điện tớch dương(+), bao gồm phốn Nhụm, phốn Sắt và cỏc loại Polymer cao phõn tử khỏc (Polymer +). Chất trợ keo tụ phối hợp với chất keo tụ giỳp cho quỏ trỡnh keo tụ xảy ra nhanh hơn, là cỏc Polymer õm (-).
2.3. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Phửụng phaựp naứy dửùa trẽn cụ sụỷ hoát ủoọng phãn huỷy caực chaỏt hửừu cụ coự trong nửụực thaỷi cuỷa caực vi sinh vaọt. Caực vi sinh vaọt sửỷ dúng caực chaỏt hửừu cụ vaứ moọt soỏ chaỏt khoaựng laứm nguồn dinh dửụừng vaứ táo naờng lửụùng. Trong quaự trỡnh phaựt trieồn, chuựng nhaọn caực chaỏt dinh dửụừng ủeồ xãy dửùng teỏ baứo, sinh trửụỷng vaứ sinh saỷn nẽn sinh khoỏi cuỷa chuựng ủửụùc taờng lẽn.
21
Phửụng phaựp naứy ủửụùc sửỷ dúng ủeồ xửỷ lyự hoaứn toaứn caực chaỏt hửừu cụ coự khaỷ naờng phãn huỷy sinh hóc trong nửụực thaỷi. Cõng trỡnh xửỷ lyự sinh hóc thửụứng ủửụùc ủaởt sau khi nửụực thaỷi ủaừ ủửụùc xửỷ lyự sụ boọ qua caực quaự trỡnh xửỷ lyự cụ hóc, hoựa hóc, hoựa lyự.
Caực phửụng phaựp sinh hóc coự theồ ủửụùc phãn chia dửùa trẽn caực cụ sụỷ khaực nhau, song nhỡn chung coự theồ chia thaứnh hai loái chớnh nhử sau:
Nguyẽn lyự sinh hóc hieỏu khớ laứ bieọn phaựp xửỷ lyự sửỷ dúng caực nhoựm vi sinh vaọt hieỏu khớ. ẹaỷm baỷo hoát ủoọng soỏng cuỷa chuựng cần cung caỏp õxy liẽn túc vaứ duy trỡ nhieọt ủoọ trong khoaỷng tửứ 20 ữ 40oC.
Xử lý sinh học thiếu khớ là biện phỏp sử dụng cỏc vi sinh vật thiếu khớ để loại bỏ cỏc chất hữu cơ, đặc biệt là Nitơ, photpho cú trong nước thải.
Quỏ trỡnh bựn hoạt tớnh
Quỏ trỡnh xử lý nước thải sử dụng bựn hoạt tớnh dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khớ. Trong bể Aerotank, cỏc chất lơ lửng đúng vai trũ là cỏc hạt nhõn đế cho vi khuẩn cư trỳ, sinh sản và phỏt triển dần lờn thành cỏc bụng cặn gọi là bựn hoạt tớnh. Bựn hoạt tớnh là cỏc bụng cặn cú mầu nõu sẫm chứa cỏc chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trỳ để phỏt triển của vụ số vi khuẩn và vi sinh vật sống khỏc. Cỏc vi sinh vật đồng hoỏ cỏc chất hữu cơ cú trong nước thải thành cỏc chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống. Trong quỏ trỡnh phỏt triển vi sinh vật sử dụng cỏc chất để sinh sản và giải phúng năng lượng, nờn sinh khối của chỳng tăng lờn nhanh. Như vậy cỏc chất hữu cơ cú trong nước thải được chuyển hoỏ thành cỏc chất vụ cơ như H2O, CO2 khụng độc hại cho mụi trường.
Quỏ trỡnh sinh học cú thể diễn tả túm tắt như sau :
22 hay cú thể viết :
Chất thải + bựn hoạt tớnh + khụng khớ ( Sản phẩm cuối + bựn hoạt tớnh dư) ắ Phõn loại bể aerotank theo sơ đồ vận hành
Bể Aerotank truyền thống
Sơ đồ vận hành của bể Aerotank truyền thống như sau:
Xaỷ buứn tửụi Nửụực thaỷi
Tuần hoaứn buứn hoát tớnh
Beồ laộng ủụùt 2 Beồ Aerotank
nguồn tieỏp nhaọn Xaỷ ra
Xaỷ buứn hoát tớnh thửứa Beồ
laộng ủụùt 1
Hỡnh 2.1. Sơ đồ làm việc của bể Aeroatnk truyền thống.
Bể Aerotank với sơđồ nạp nước thải vào theo bậc
Beồ laộng ủụùt 1 Beồ laộng ủụùt 2 Buứn hoát tớnh Xaỷ buứn tửụi
Xaỷ ra
nguồn tieỏp nhaọn Nửụực thaỷi
Xaỷ buứn hoat tớnh Beồ Aerotank
23
Nửụực thaỷi Beồ laộng ủụùt 1
Xaỷ buứn tửụi
Xaỷ buứn hoat tớnh Beồ laộng ủụùt 2
Tuần hoaứn buứn hoát tớnh Beồ Aerotank
Xaỷ ra
nguồn tieỏp nhaọn
Hỡnh 2.2. Sơ đồ làm việc của Aerotank nạp theo bậc.
Bể Aerotank cú hệ thống cấp khớ giảm dần theo chiều dũng chảy
Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank được giảm dần từ đầu đến cuối bể do đú nhu cầu cung cấp ụxy cũng tỉ lệ thuận với nồng độ cỏc chất hữu cơ. Ở đầu vào của bể cần lượng ụxy lớn hơn do đú phải cấp khụng khớ nhiều hơn ở đầu vào và giảm dần ở cỏc ụ tiếp sau để đỏp ứng cường độ tiờu thụ khụng đều ụxy trong tồn bể. Ưu đ iểm của bể dạng này là:
Giảm được lượng khụng khớ cấp vào tức giảm cụng suất của mỏy nộn.
Khụng cú hiện tượng làm thoỏng quỏ mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của vi khuẩn khử cỏc hợp chất chứa Nitơ.
Bể Aerotank tải trọng cao.
Những bể Aerotank cao tải được coi là những bể cú sức tải chất bẩn cao và cho hiệu suất làm sạch cũng cao. Cú thể ỏp dụng khi yờu cầu xử lý để nước đầu ra cú chất lượng loại C hoặc dưới loại B. Nước qua bể lắng đợt I hoặc chỉ qua lưới chắn rỏc, sau đú trộn đều với 10 ữ 20% bựn tuần hồn, đi vào bể Aerotank để làm thoỏng trong khoảng thời gian từ 1ữ3 giờ. Nồng độ bựn hoạt tớnh trong bể ( 1000 mg/l. Bằng cỏch
24
điều chỉnh lượng khớ cấp vào và lượng bựn hoạt tớnh tuần hồn, cú thể thu được hiệu quả xử lý đạt loại C và gần loại B.
Bể Aerotank cú ngăn tiếp xỳc với bựn hoạt tớnh đĩ ổn định (Contact Stabilitation)
Nước từ bể lắng đợt 1 được trộn đều với bựn hoạt tớnh đĩ được tỏi sinh (bựn đĩ được xử lý đến ổn định trong ngăn tỏi sinh) đi vào năng tiếp xỳc của bể, ở ngăn tiếp xỳc bựn hấp phụ và hấp thụ phần lớn cỏc chất keo lơ lửng và chất bẩn hũa tan cú trong nước thải với thời gian rất ngắn khoảng 0,5 ( 1 giờ rồi chảy sang bể lắng đợt 2. Bựn lắng ở đỏy bể lắng 2 được bơm tuần hồn lại bể tỏi sinh. Ở bể tỏi sinh, bựn được làm thoỏng trong thời gian từ 3 ( 6 giờ để ụxy húa hết cỏc chất hữu cơ đĩ hấp thụ. Bựn sau khi tỏi sinh rất ổn định. Bựn dư được xả ra ngồi trước ngăn tỏi sinh. Ưu điểm của dạng bể này là bể Aerotank cú dung tớch nhỏ, chịu được sự dao động của lưu lượng và chất lượng nước thải.
Tuần hoaứn buứn Beồ Aerotank
Ngaờn taựi sinh buứn hoát tớnh Ngaờn tieỏp xuực Beồ
laộng ủụùt 1 Nửụực thaỷi
Xaỷ buứn tửụi
nguồn tieỏp nhaọn Beồ
laộng ủụùt 2
Xaỷ buứn hoát tớnh thửứa
Xaỷ ra
Hỡnh 2.3 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank cú ngăn tiếp xỳc.
Bể làm thoỏng kộo dài
Hỡnh 2.4. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoỏng kộo dài.
Bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh
Tuần hoaứn buứn hoát tớnh Beồ Aerotank laứm
thoaựng keựo daứi 20 -30 giụứ lửu nửục trong beồ Nửụực thaỷi
Lửụựi chaộn raực
Beồ laộng ủụùt 2
Xaỷ ra
nguồn tieỏp nhaọn
ẹũnh kyứ xaỷ buứn hoát tớnh thửứa
25 Xaỷ buứn tửụi
Beồ laộng ủụùt 1 Nửụực thaỷi
Xaỷ buứn hoát tớnh thửứa Tuần hoaứn buứn
Beồ laộng
ủụùt 2 nguồn tieỏp nhaọn Xaỷ ra
Maựy khuaỏy bề maởt
Hỡnh 2.5. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh.
Ưu điểm chớnh của sơ đồ làm việc theo nguyờn tắc khuấy trộn hồn chỉnh là: pha loĩng ngay tức khắc nồng độ của cỏc chất ụ nhiễm trong tồn thể tớch bể, khụng xảy ra hiện tượng quỏ tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, ỏp dụng thớch hợp cho loại nước thải cú chỉ số thể tớch bựn cao, cặn khú lắng.
26
CHƯƠNG 3
LỰA CHỌN CễNG NGHỆ XỬ Lí NƯỚC THẢI VÀ ĐỀ XUẤT
3.1. LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI
Lưu lượng đầu vào dựng cho thiết kế :
o Lưu lượng trung bỡnh ngày : Qtb = 5.000 m3/ngày
o Lưu lượng giờ trung bỡnh : Qtbh = 24
Qtb= 208 m3/h
o Lưu lượng giờ lớn nhất : Qmaxh = Qtbh x K = 208 x 1.5 = 312.5 m3/h
3.2. ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO VÀ RA
Thành phần và tớnh chất nước thải đầu vào của nhà mỏy xử lý
Bảng 3.1. Đặc tớnh nước thải đầu vào nhà mỏy
TT Thụng số ĐV Giới hạn nước thải đầu vào Giới hạn nước thải đầu ra QCVN 24: 2009/BTNMT- Cột A 1 Nhiệt độ 0C 40 32 2 Màu ở pH = 7 Co-Pt 700 20
3 Mựi, cảm quan - Khụng khú chịu Khụng khú chịu
27 5 COD mg/l 500 50 6 BOD5 (20oC) mg/l 400 24 7 Chất rắn lơ lửng SS mg/l 200 50 9 Hg mg/l 0.01 0,004 11 Pb mg/l 0.5 0,08 12 Clo dư mg/l 2 0,8 13 Dầu mỡ khoỏng mg/l 5 4 14 Dầu động thực vật mg/l 20 8 15 Fe mg/l 5 0,8 16 N tổng mg/l 60 12 17 P tổng mg/l 6 3,2 18 Coliform MPN/100 ml 15 x 104 3000 3.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ Lí NƯỚC THẢI CỦA KCN
đĐặc điểm nước thải tập trung của KCN Linh Trung 3, do cỏc nhà mỏy trong KCN xả ra cú nồng độ ụ nhiễm hữu cơ cao với cỏc chỉ tiờu đặc trưng cho sự ụ nhiễm hữu như COD, BOD khỏ cao và cỏc chỉ tiờu nước thải khỏc của KCN đều vượt quỏ tiờu chuẩn cho phộp xả vào mụi trường. Với tỉ lệ BOD : COD là 0,6 cụng nghệ phự hợp để xử lý nước thải cho KCN là cụng nghệ sinh học. Để loại bỏ cỏc chất hữu cơ trong nước
28
thải cú thể ỏp dụng nhiều cụng trỡnh xử lý sinh học khỏc nhau. Do đặc điểm nồng độ chất ụ nhiễm trong nước thải khỏ cao nờn phải sử dụng kết hợp sử lý sinh học với sự tham gia của vi khuẩn thiếu khớ và vi khuẩn hiếu khớ. Xử lý sinh học bao gồm xử lý