3.2.1.1. Hiệu suất xử lý COD, BOD
Ta nhận thấy, hiệu suất xử lý trung bình COD đạt từ 85 – 95%
Tuy nhiên, hiệu suất xử lý theo COD < 85%, do một số nguyên nhân sau: - Tải lượng tiếp nhận không ổn định: tải lượng chất hữu cơ tăng hoặc giảm khoảng 50 – 100 % trong một số ngày tải lượng đầu vào đột ngột cao khoảng 2000 – 3000 kg COD/ ngày.
- Tỷ lệ BOD/COD đôi khi chỉ đạt 0,2 – 0,3
Việc tăng tải lượng đột ngột xảy ra không thường xuyên mà thường là do các công ty xả lén lút nước thải chưa qua xử lý sơ bộ. Do đó có một số ngày COD đầu vào không ở mức quá tải theo thiết kế (800 mg/l) nhưng COD đầu ra > 75 mg/l và BOD đầu ra > 30 mg/l nhưng vượt không quá cao.
3.2.1.2. Hiệu suất xử lý SS
Hiệu suất xử lý SS trung bình tại nhà máy khoảng 80 – 90 %.
3.2.1.3. Hiệu suất xử lý các chỉ tiêu khác
a. Kim loại năng: Kim loại nặng xét 2 chỉ tiêu Cr và Ni, thường không cao nhưng vẫn vượt tiêu chuẩn cho phép. Kiểm tra kết quả nước thải sau xử lý cho thấy hiệu quả xử lý của hạng mục xử lý sơ bộ đạt yêu cầu.
b. Dầu mỡ khoáng và dầu động thực vật: Dầu mỡ khoáng trong một số ngày, đầu vào thường cao hơn rất nhiều so với qui định cho phép. Chỉ tiêu này không đặt ra trong yêu cầu thiết kế nhưng qua hạng mục xử lý sơ bộ, dầu khoáng được loại bỏ đến mức không ảnh hưởng đến hệ thống sinh học.
c. Coliform: Hệ thống xử lý tuy đã sử dụng Javen để khử trùng nhưng chỉ tiêu coliform thường lớn hơn tiêu chuẩn đầu ra nhiều lần do lượng coliform đầu vào từ các công ty đấu nối vào nhà máy xử lý nước thải tập trung là rất lớn.
3.2.1.4. Hiệu suất xử lý amoni
Theo thiết kế nồng độ amoni đầu vào và đầu ra đều như nhau là 0,1 mg/l. Do yêu cầu của khách hàng, nhà máy đã điều chỉnh đầu vào chỉ tiêu này là 20 mg.
Hệ thống xử lý của nhà máy chưa có khâu xử lý riêng để xử lý chỉ tiêu này, nồng độ đầu ra amoni trong 3 năm 2009, 2010, 2011 hầu như lúc nào cũng vượt tiêu chuẩn cho phép, chỉ có một số ngày đạt. Theo thống kê trong tháng 5, nồng độ đầu ra đã được cải thiện phần nào nhờ điều chỉnh công nghệ bằng cách thay đổi thời gian sục khí và khuấy trộn.
3.2.2. Đánh giá quy trình công nghệ xử lý trong giai đoạn I
3.2.2.1. So sánh giữa Unitank 1 bậc hiếu khí và hệ thống xử lý bùn hoạt tính kiểu cổ điển kiểu cổ điển
Công nghệ xử lý Unitank một bậc hiếu khí cũng tương tự như hệ thống xử lý bùn hoạt tính kiểu cổ điển, hệ thống bể này cũng hoạt động liên tục. Tuy nhiên, hệ thống Unitank hoạt động theo từng chu kỳ, trong đó mỗi chu kỳ bao gồm 2 giai đoạn chính và 2 giai đoạn trung gian trong một chuỗi cân bằng.
Công nghệ Unitank một bậc hiếu khí phù hợp với tính chất nước thải khu công nghiệp, yêu cầu mức độ xử lý và điều kiện mặt bằng và đã khắc phục được một số nhược điểm của hệ thống xử lý bùn hoạt tính kiểu cổ điển và hiện đang được áp dụng rộng rãi tại nhiều khu công nghiệp.
Bảng 3.7: So sánh giữa Unitank 1 bậc hiếu khí và hệ thống bùn hoạt tính kiểu cổ điển
STT Đặc điểm Unitank Kiểu cổ điển
1 Công nghệ Bùn hoạt tính hiếu khí Bùn hoạt tính hiếu khí 2 Nhiệm vụ bể
phản ứng
Được thay đổi sục khí/ lắng trong cùng 1 bể
Hai bể độc lập, mỗi bể thực hiện một chức năng riêng 3 Hệ thống bể Hình vuông, sử dụng tường chung Hình tròn, rời nhau 4 Bùn hoạt tính Không phải bơm hoàn lưu Phải bơm hoàn lưu từ bể
lắng về bể phản ứng
a. Giống nhau:
- Trong ngăn sục khí, sinh khối vi sinh vật được trộn với nước thải trong điều kiện sục khí. Vi sinh vật phân hủy một phần các hợp chất hữu cơ có thể tạo thành CO2 và nước, và tạo thành khối vi sinh vật mới (bùn hoạt tính).
- Trong ngăn lắng, bùn được tách bởi trọng lượng riêng và nước được xả ra qua các đập tràn.
- Unitank và hệ thống truyền thống đều được xác định tính chất bởi một số hoạt động liên tục.
b. Khác nhau:
- Sự hoạt động có tính tuần hoàn của Unitank trong đó có sự cấp nước thải vào bể được thiết lập và nhiệm vụ của mỗi ngăn liên tục thay đổi. Việc cung cấp thay đổi (tích lũy – sinh sản) sẽ giúp giảm vi khuẩn dạng sợi Filamentous. Hơn nữa, không cần thiết hoàn lưu bùn từ bể lắng về bể sục khí vì hai nhiệm vụ này hợp nhất trong một ngăn.
- Cấu hình của Unitank là tất cả các ngăn có hình vuông và được xây kế nhau, dẫn đến kết quả là sự lắp đặt vào một khối, dễ dàng cho sự giám sát và diện tích xây dựng nhỏ.
- Sự mở rộng nhà máy dễ dàng vì nhờ Unitank được thiết kế với cấu trúc modul nên dễ dàng mở rộng công suất bằng cách ghép các modul liền nhau và dễ dàng mở rộng các chức năng khử N, P khi cần thiết.
3.2.2.2. Ưu và nhược điểm của hệ thống Unitank một bậc hiếu khí
a. Ưu điểm:
- Cấu trúc bể gọn, tất cả các bể đều hình vuông, tạo nhiều lợi ích trong khi kiểu truyền thống đa số là các bể có hình tròn, do đó có thể dùng các tường chung và làm giảm khối lượng bê tông cần thiết nên làm giảm chi phí đầu tư và chi phí vận hành. - Unitank có thể được thiết lập hoàn toàn theo khối cho các quá trình xử lý khác, chẳng hạn như xử lý sơ bộ yếm khí hoặc xử lý hóa lý, sự loại bỏ dinh dưỡng sinh học, xử lý bùn,…thiết kế theo khối cho phép một sự lắp đặt tùy thuộc theo yêu cầu giúp xử lý tốt nhất các hợp chất Nitơ trong nước thải.
- Công nghệ này tích hợp được các công đoạn Anoxic, hiếu khí, lắng vào trong một công trình xử lý giúp tiết kiệm diện tích xây dựng.
- Không cần hệ thống bơm bùn hồi lưu nên tiết kiệm điện năng, giảm chi phí vận hành.
- Có thể sử dụng hệ thống phân phối khí theo kiểu nổi hoặc chìm.
- Unitank đồng thời với một sự xử lý cấp cao, biểu hiện bởi phương pháp ổn định và được điều khiển tự động, hiệu quả xử lý cao và dùng thiết bị, dụng cụ cao cấp.
- Quá trình hoạt động tuần hoàn luân phiên theo mẻ vì vậy không cần bể lắng riêng và không cần bơm hoàn lưu bùn cũng như hệ thống gom bùn giống như kiểu truyền thống, kết quả là sự vận hành đơn giản và linh động.
- Vận hành theo công nghệ Unitank không gây mùi khó chịu, dễ dàng trong việc xây dựng. Tất cả các dụng cụ điều khiển như khung bảng và PCL là trung tâm trong bộ phận điều khiển quá trình Unitank tạo một sự điều khiển thông minh và linh động điều này làm giảm việc cần phải giám sát liên tục.
b. Nhược điểm:
- Khi nước về quá nhiều, quá trình kiểm soát kém thì nước sẽ tràn từ bể báo động qua bể B06 kéo theo dầu mỡ và các chất hoạt động bề mặt gây ảnh hưởng đến
vi sinh vật trong bể sinh học, làm chết một ít bùn trong bể do đó làm giảm hiệu quả xử lý của hệ thống.
- Hệ thống được thiết kế chủ yếu để xử lý các chỉ tiêu SS, COD, BOD mà chưa tính đến chỉ tiêu amoni chỉ tiêu này thường rất cao trong nước thải các nhà máy ở KCN nên hàm lượng các nhân tố đó thường cao trong nước đầu ra hồ hoàn thiện, vượt tiêu chuẩn đầu ra nhiều lần.
- Nếu dùng máng thu nước tại bể B05 và B07 thì trong quá trình sục khí hỗn hợp bùn và nước thải chảy vào máng thu nên giai đoạn xả nước ban đầu sẽ mang một ít lượng cặn.
- Việc thu gom bùn dư khó khăn do đáy bể Unitank bằng phẳng, nồng độ bùn loãng.
3.2.3. Đánh giá về hiệu quả kinh tế
Theo báo cáo tổng kết của nhà máy XLNT tập trung: Tổng vốn đầu tư xây dựng nhà máy giai đoạn I là khoảng 4 triệu USD (tính cả hệ thống đường ống). Trong đó:
- Vốn đầu tư máy móc thiết bị là 6,7 tỷ VNĐ.
- Tổng vốn tư vấn và thi công xây dựng là 31 tỷ VNĐ. - Chi phí thiết bị phòng thí nghiệm 1.400.000.000 đ.
Chi phí xử lý: 1.700 đ/kg COD chưa tính khấu hao vốn đầu tư: - Điện: 1 kwh/kg COD = 1000 đ/kg COD.
- Hóa chất: 100 đ/kg COD. - Chi phí lương: 400 đ/kg COD. - Chi phí khác: 200 đ/kg COD.
- Chi phí hóa chất và năng lượng cho hệ thống XLNT giai đoạn I (công suất 4000 m3/ngày đêm).
Báo cáo thực hiện 6 tháng cuối năm 2011 Thực hiện TT Nội dung Đơn vị tính Kế hoạch 6 tháng Quý 3 Quý 4 % kế hoạch Diễn giải Nước thải tập trung
I Khối lượng nước thải m3 1.014.976 249071 319.999 56
II Hóa chất vật tư
Nhà máy XLNT tập trung KCN Biên Hòa II
1 NaOH Kg 90.536 31.033 28.564 66
2 FeCl3 Kg 1.086
3 Cation Kg 1.249 695 730 114
4 Anion Kg 1.249 695 730 114
5 Dầu DO chạy máy phát điện Lít 223 164 8 77 6 Điện (cả 2 trạm bơm) kWh 486.397 245.075 239.140 100
7 Nước cấp m3 3.136 1.559 1.977 113
8 Vận chuyển bùn sau ly tâm m3 1.066 604 620 115
Bùn tồn đọng nhiều
Định mức cho 1 m3 nước thải
Polymer Nước thải đầu vào Điện tiêu thụ Nước
cấp NaOH FeCl3 Cation Anion
Bùn khô m3/ tháng m3/ tháng Kwh/ m3 m 3 Kg/ m3 Kg/ m3 Kg/ bùn khô kg Tấn 6 tháng cuối năm 2011 94845 3162 0,85088 0,00621 0,10472 0,00354 0,00250 0,00250 0,00034 2010 95392 3215 0,78360 0,00607 0,16369 0,00335 0,00236 0,00007 0,00036 2009 100553 3210 0,69587 0,00308 0,13580 0,00229 0,00137 0,00009 0,00027 2008 80248 2697 0,81610 0,00659 0,08081 0,00049 0,00055 0,0001 0,00013
Chi phí hóa chất năng lượng tính cho 1 m3 nước thải (tính cho 6 tháng cuối năm 2011)
Định mức cho 1 m3 nước thải Đơn giá Chi phí (đ/ m3)
NaOH 0,10472 (kg/ m3) 1600 167,552 FeCl3 0,00354 (kg/ m3) 3500 (đ/kg) 12,39 Polymer Cation 0,0025 (kg/ m 3) 89000 (đ/kg) 222,5 Ppolymer Anion 0,0025 (kg/ m 3) 7000 (đ/kg) 17,5 Điện 0,85088 (Kwh/ m3) 2500 (đ/kwh) 2127,2 TỔNG 2547,442
Dựa vào kết quả khảo sát chi phí hóa chất năng lượng tính cho 1 m3 nước thải hiện tại của nhà máy XLNT tập trung tại KCN Biên Hòa II nhận thấy giá thành xử lý nước thải của nhà máy tương đối thấp và phù hợp với tình hình xử lý nước thải hiện tại của nhà máy.
3.2.4. Giải pháp khắc phục sự số tại các công trình đơn vị
Trong các phương pháp xử lý nước thải thì xử lý sinh học là phương pháp đạt hiệu quả cao, ít hao tốn hóa chất…Tuy nhiên lại khó vận hành hơn so với các phương pháp hóa lý. Do đặc thù của phương pháp này cần ổn định về lưu lượng, pH, nhiệt độ…để vi sinh vật có thể phát triển được. Với những yêu cầu trên nên việc vận hành nhà máy cần những người có kinh nghiệm để ứng phó kịp thời với các sự cố để tránh ảnh hưởng đến quá trình xử lý và chất lượng nước đầu ra.
3.2.4.1. Sự cố đối với chất lượng nước đầu ra
a. Giá trị BOD/COD cao trong nước đã xử lý:
Thực hiện kiểm tra lưu lượng và hàm lượng BOD, COD trong nước thải sau xử lý nếu trong điều kiện ổn định thì tổng lượng thải hàng ngày không được vượt quá 2000 kg BOD.
- Tỷ lệ BOD/COD trong nước thải phải lớn hơn 0,625. - Quan sát chất lượng cảm quan của nước thải.
Ví dụ như sự hiện diện của các thành phần chất béo / dầu tự do. - Hàm lượng MLSS cần phải 2 – 5 g/l
+ Nếu MLSS < 2 g/l: giảm tốc độ thải sinh khối dư. + Nếu MLSS > 2 g/l: tăng tốc độ thải sinh khối dư.
- Hàm lượng Nitơ, Photpho (hòa tan) trong nước đã xử lý phải ít nhất là 1 – 2 mg/l.
- Hàm lượng oxy trong khoang sục khí phải > 1 mg/l.
b. Hàm lượng chất rắn lơ lửng
Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao là chỉ thị tính chất “ dưới tối ưu “ của sinh khối. Chất rắn lơ lửng thường là các búi sinh khối chảy thoát ra theo nước đã xử lý. Phải tiến hành kiểm tra ngay lập tức:
- Hàm lượng sinh khối: nếu > 6 g/l thì phải tăng tốc độ thải sinh khối dư. - SVI (mg/l) quá cao. Sự lắng của sinh khối kém có thể do một vài nguyên nhân:
+ Các chất dinh dưỡng (phôtphat).
+ Hàm lượng oxy hòa tan trong các khoang sục khí (> 1 mg/l). + Tải hữu cơ (< 1380 kg BOD/ ngày).
+ SVI có thể được cải thiện bằng cách clo hóa sinh khối.
Để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại ngăn thứ hai của hồ hoàn thiện chúng ta có thể tiến hành nuôi thêm cá cùng với bèo tấm và tảo…có khả năng phân hủy các hợp chất nitơ, photpho góp phần làm ổn định chất lượng nước.
c. Hàm lượng amoni trong nước cao
Do nước thải sau khi xử lý của nhà máy trong một số ngày có hàm lượng amoni cao hơn mức cho phép theo QCVN 40:2011 về nước thải công nghiệp cột A. Bên cạnh đó, hàm lượng amoni tại các nhà máy trong KCN Biên Hòa II thường vượt ngưỡng cho phép tiếp nhận nước thải đầu vào của hệ thống XLNT tập trung gây ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý amoni của hệ thống sinh học nên em có đề xuất sau nhằm nâng cao hiệu quả xử lý amoni đầu ra là nhà máy nên áp dụng phương pháp trao đổi ion : Để khử NH4+ ra khỏi nước thải đầu ra sau hệ thống xử lý sinh học nhà máy nên xây dựng thêm bể lọc Na – cationit. Khi nước thải qua bể lọc
cationit, lớp lọc sẽ giữ lại các ion NH4+ hòa tan trong nước trên bề mặt hạt và cho vào nước ion Na+. Để khử NH4+ phải giữ pH của nước lớn hơn 4 hoặc nhỏ hơn 8. Vì khi pH ≤ 4, hạt lọc cationit sẽ giữ lại cả ion H+ làm giảm hiệu quả khử NH4+. Khi pH > 8 một phần ion NH4+ chuyển thành NH3 dạng khí hòa tan nên không có tác dụng với các hạt cationit.
Ngoài ra, nhà máy có thể tiến hành xây dựng sau hệ thống xử lý sinh học một bể lọc chậm hoặc bể lọc nhanh có hệ thống thổi khí liên tục từ dưới lên.
d. Hàm lượng Coliform trong nước cao
Theo các báo cáo định kỳ của nhà máy nhận thấy hàm lượng coliform đầu ra của nhà máy XLNT tập trung tại KCN Biên Hòa II luôn cao hơn so với QCVN 40:2011 về nước thải công nghiệp cột A nhiều lần nên em đề xuất nhà máy nên tăng lượng Javen sử dụng để khử trùng nước thải lên gấp 2 lần so với hiện nay.
3.2.4.2. Sự cố trong quá trình vận hành
a. Bể thu gom B01
TT Dấu hiệu Nguyên nhân Kiểm tra hay
kiểm soát Giải pháp
Độ dốc thủy lực nhỏ trong hệ thống thu gom nước thải
Vận tốc nước trong ống thu gom
Tẩy rửa và nạo vét đường ống để duy trì vận tốc yêu cầu. 1 Nước thải có mùi nặng và màu sắc lạ (xanh, trắng gạo, đen); có nhiều váng, dầu, bọt
- Nhà máy đấu nối làm vệ sinh thiết bị - Nhà máy đấu nối xả lén, nước thải chưa được qua xử lý sơ bộ.
- Nồng độ nước thải đầu ra tại các nhà máy. - Lưu lượng nước thải vào hệ thống
- Đưa nước thải vào bể B03 và xử lý hóa lý
- Lấy mẫu về phòng phân tích và gửi kết quả cho các công ty yêu cầu khắc phục.
- Tăng chi phí xử lý nếu nhà máy xả thải không có biện pháp khắc phục.