Lựa chọn công nghệ

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU – ĐỀ

3.4. Lựa chọn công nghệ

Kết quả phân tích nước thải tổng hợp của nhà máy cho thấy, tỷ lệ BOD/COD bằng 0,68, nên công nghệ xử lý phù hợp là công nghệ xử lý sinh học. Do nồng độ chất hữu cơ trong nước thải khá lớn nồng độ COD là 3500mg/l, nên công nghệ xử lý sinh học kết hợp hai quá trình kị khí và hiếu khí.

Xử lý sinh học kị khí gồm có quá trình sinh học xử lý nhân tạo và sinh học tự nhiên.

Quá trình xử lý sinh học tự nhiên sử dụng các loại hồ yếm khí, công nghệ được áp dụng phổ biến tại Malayxia. Ưu điểm của hệ thống hồ này là chi phí không cao, không đòi hỏi bảo trì thường xuyên. Tuy nhiên lại có nhược điểm yêu cầu diện tích lớn, gây mùi thối rất khó chịu cho khu vực xung quanh, không thu hồi được khí. Ví trí nhà máy cách khu dân cư khá gần khoảng 300m. Do vậy công nghệ xử lý nước thải theo dạng hồ tự nhiên kị khí là không khả thi.

Quá trình xử lý sinh học nhân tạo có rất nhiều dạng công trình khác nhau bao gồm ví dụ như bể kị khí xáo trộn hoàn toàn, bể tiếp xúc kị khí, bể UASB, lọc sinh học kị khí, bể biogas….

Đối với công trình kị khí xáo trộn hoàn toàn có các ưu điểm vận hành không phức tạp, chịu được nước thải có SS cao, nhưng lại có nhược điểm tải trọng thấp, thể tích thiết bị phản ứng lớn để đạt SRT cần thiết. Dạng công trình này không thoả mãn yêu cầu của nhà máy.

Công trình xử lý dạng tiếp xúc kị khí chỉ thích hợp đối với loại nước thải có nồng độ SS cao, khả năng chịu tải của bể xử lý nhỏ, vận hành đòi hỏi kỹ thuật cao, nên công trình này không khả thi để áp dụng cho nhà máy cao su Hưng Thịnh.

Công trình xử lý dạng lọc sinh học kị khí chỉ thích hợp nước thải có nồng độ COD tương đối nhỏ. Không phù hợp với nước thải cao su vì mủ cao su trong nước thải rất dễ bịt kín các vật liệu lọc.

Bể gạn mủ: Là một bể chứa được chia làm nhiều ngăn để làm cho dòng chảy qua nó bị đổi hướng nhiều lần theo phương thẳng đứng. Nước thải chứa những hạt cao su chưa bị đông tụ trong quá trình đánh đông trước đó. Với thời gian lưu nước 48 giờ

Công trình xử lý bể kị khí UASB là phù hợp so với các yêu cầu xử lý của nhà máy, nhờ vào các ưu điểm của công trình như vận hành đơn giản, chịu được tải trọng cao, lượng bùn sinh ra ít (5-20% so với xử lý hiếu khí), có thể chỉnh tải trọng theo từng thời kỳ sản xuất của nàh máy. Ngoài ra bùn có khả năng tách nước tốt, nhu cầu chất dinh dưỡng thấp, năng lượng tiêu thụ ít, thiết bị đơn giản công trình ít tốn diện tích và không phát tán mùi hôi. Nước thải sau khí qua bể UASB có nồng độ COD khoảng 400-800mg/l chưa đạt tiêu chuẩn xả thải do đó cần phải tiếp tục xử lý bằng quá trình xử lý sinh học hiếu khí. Trong công nghệ xử lý hiếu khí, cũng có rất nhiều đơn vị công trình khác nhau như: các dạng hồ xử lý tự nhiên, hồ làm thoáng cơ học, mương oxi hóa, bể AEROTANK, bể lọc sinh học, bể tiếp xúc, …..Có rất nhiều đơn vị công trình xử lý khác nhau mà ta cần cân nhắc lựa chọn sao cho phù hợp với điều kiện thực tế (lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm, vị trí nơi xử lý, tận dụng công trình sẵn có, đặc điểm nguồn tiếp nhận) và việc chon tỷ lệ F/M thích hợp cho hệ thống xử lý là rất quan trọng

Khi tỷ lệ F/M cao tuổi bùn ngắn, trong bùn còn hàm lượng chất hữu cơ cao, do đó cần phải tiếp tục ổn định bùn dư trước khi lấy ra khỏi hệ thống xử lý. Khi lấy tỷ lệ F/M cao, diện tích cần cho hệ thống xử lý sẽ thấp hơn so với trường hợp áp dụng tỷ lệ F/M nhỏ. Tuy nhiên, quá trình ổn định bùn dư thường tốn kém hơn. Do đó trong điều kiện nhà máy cao su Hưng Thịnh có mặt bằng tương đối rộng nên chọn tỷ lệ F/M thấp thì có lợi hơn.

Với tỷ lệ F/M thấp, thời gian lưu bùn trong hệ thống xử lý sẽ cao hơn, ví dụ với hệ thống xử lý bằng bùn hoạt tính theo phương pháp làm thoáng tăng cường tỷ lệ F/M bằng 0,1 - 0,15kgBOD/kgMLSS.ngày. Thời gian lưu bùn dao động trong khoảng 10 - 30 ngày. Trong khi đó với hệ thống xử lý bằng bùn hoạt tính theo phương pháp cổ điển tỷ lệ F/M bằng 0,5 - 0,7kgBOD/kgMLSS.ngày, thời gian lưu bùn chỉ có 2 - 10 ngày.

Thời gian lưu bùn càng lâu và nhiệt độ khí quyển càng cao thì lượng bùn dư càng ít. Với hệ thống xử lý bằng phương pháp làm thoáng tăng cường, lượng bùn tạo ra bằng 0,12-0,16kg/kgBOD được xử lý. Trong khi đó hệ thống xử lý theo phương pháp cổ điển, lượng bùn sinh ra bằng 0,55-0,65kg/kgBOD được xử lý. Như vậy lượng bùn cần được xử lý của hệ thống này nhiều gấp 4 lần so với hệ thống kia. Do đó xét khía cạnh này việc chọn tỷ lệ F/M thấp có lợi ích hơn.

Như vậy với các điều kiện thực tế của nhà máy chế biến mủ cao su Hưng Thịnh quá trình xử lý sinh học hiếu khí thích hợp nhất một trong 2 loại công trình sau: Công trình xử lý hồ làm thoáng cơ học – hồ tự nhiên và mương oxi hóa.

Công trình mương oxi hoá : Lượng bùn sinh ra và năng lượng cung cấp nhỏ hơn so với phương án cổ điển. Mương oxi hoá là dạng cải tiến của hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sử dụng bùn hoạt tính. Đặc điểm nổi bậc của mương oxi hóa là thời gian lưu bùn (STR) dài nên xử lý chất hữu cơ triệt để. Trong mương oxi hóa sự khuếch tán của oxi đủ để khuấy trộn và đồng thời tăng khả năng tiếp xúc của vi khuẩn trong bùn hoạt tính với nước thải. Mương oxi hoá có thể gồm 1 hay nhiều mương dẫn hình tròn, oval, dạng đường đua (racetrack). Nước thải trước khi vào mương oxi phải qua quá trình tiền xử lý (xử lý cơ học, hóa lý, sinh học kỵ khí..) và nước thải sau khi ra khỏi mương oxi hóa được đưa bể lắng tách sinh khối của vi khuẩn sinh ra trong mương.

Mương oxi hóa có những ưu nhược điểm sau:

+Ưu điểm mương oxi hóa:

o Mực nước luôn ổn khi công trình gặp sự cố như lưu lượng nước thải tăng hoặc giảm đột ngột nhờ điều chỉnh máng tràn ở cuối mương.

o Thời gian lưu nước lớn nên có khả năng chịu sốc tải.

o Lượng bùn sinh ra ít hơn so với các công trình xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính.

o Năng lượng cung cấp ít hơn các công trình xử lý hiếu khí.

+ Nhược điểm mương oxi hóa: Bên cạnh những ưu điểm thì mương oxi hóa cũng có những nhược điểm chất rắn lơ lửng (SS) đầu ra và yêu cầu về diện tích xây dựng cao hơn công trình xử lý sinh học hiếu khí khác.

Nghiên cứu của Ponniah (1975) có thể ứng dụng công nghệ mương Oxy hóa để xử lý nước thải của quá trình chế biến mủ ly tâm. Với công nghệ này có thể đạt được hiệu suất xử lý BOD khoảng 85% với thời gian lưu nước khoảng 17,5 ngày và lượng bùn hồi lưu là 75%. Cùng đó Ibrahim và cộng sự (1979) đã khẳng định rằng khả năng của kênh oxy hoá trong xử lý nước thải chế biến mủ ly tâm. Với thời gian lưu nước là 22 ngày có thể loại bỏ 96% BOD và 93% COD.

Sơ đồ công nghệ xây dựng trạm xử lý nước thải cho công ty chế biến mủ cao su Hưng Thịnhđược trình bày trong hình 3.1 và 3.2

Ghi chuù:

Đường nước Đường bùn Đường khí Đường hóa chất

BỂ ĐIỀU HềA 2 BÔM SONG CHẮN RÁC

BEÅ TUYEÅN NOÅI BỂ GẠN MỦ

MỦ NƯỚC

HOÁ BÔM

BEÅ UASB 2 BÔM

BEÅ AEROTANK BEÅ LAÉNG 2

BEÅ TIEÁP XUÙC NGUỒN XẢ

2 BÔM NaOH

PAC

BỂ TẠO BÔNG BỂ LẮNG 1 BỂ TRỘN

NaOH

CHLORINE

BỘ ĐIỀU CHỈNH pH TỰ ĐỘNG

SAÂN PHễI BUỉN

MÁY THỔI KHÍ

SAÂN PHễI BUỉN PAC

SONG CHẮN RÁC MỦ TẠP

BEÅ TRUNG GIAN

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ phương án 1

BỂ ĐIỀU HềA 2 BÔM SONG CHẮN RÁC

BEÅ TUYEÅN NOÅI BỂ GẠN MỦ

MỦ NƯỚC

HOÁ BÔM 2 BÔM

MƯƠNG OXI HểA BEÅ LAÉNG 2

BEÅ TIEÁP XUÙC NGUỒN XẢ

2 BÔM NaOH

PAC

BỂ TẠO BÔNG BỂ LẮNG 1 SONG CHẮN RÁC

MỦ TẠP BỂ TRỘN