Công trình xử lý nước thải

Chương III. KẾT QUẢ HOÀN THÀNH CÁC CÔNG TRÌNH, BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CỦA CƠ SỞ

3.1. Công trình, biện pháp thoát nước mưa, thu gom và xử lý nước thải

3.1.3. Công trình xử lý nước thải

Nước thải từ các nhà đầu tư thứ cấp

- Nước thải sinh hoạt: Toàn bộ nước thải sinh hoạt phát sinh (nước thải đen và xám) từ nhà ăn, nhà tắm, nhà vệ sinh của công nhân viên trong các nhà máy thứ cấp được thu gom và xử lý bằng bể tự hoại. Thể tích bể tự hoại của các nhà đầu tư thứ cấp tùy thuộc vào quy mô đầu tư của từng doanh nghiệp và được phê duyệt trong ĐTM của từng nhà đầu tư. Đối với trường hợp, chủ đầu tư chỉ có nước thải sinh hoạt phát sinh thì

nước thải sinh hoạt, phải được xử lý đạt tiêu chuẩn tiếp nhận nước thải của KCN trước khi đấu nối vào Nhà máy XLNT tập trung.

- Nước thải sản xuất: Nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất của tất cả nhà máy thứ cấp được thu gom và xử lý tại hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy, đảm bảo đạt tiêu chuẩn tiếp nhận nước thải của KCN; sau đó được dẫn về Nhà máy xử lý nước thải tập trung của Khu công nghiệp.

Nước thải từ hoạt động của Chủ đầu tư - Khu điều hành dịch vụ:

 Bể tự hoại của khu điều hành dịch vụ: 6m3/bể, số lượng: 02 bể, được bố trí tại khu điều hành dịch vụ (Bản vẽ thoát nước thải mặt bằng khu điều hành).

 Bể tách mỡ khu điều hành dịch vụ: 1,5m3/bể, số lượng: 01 bể (Bản vẽ thoát nước thải mặt bằng khu điều hành).

- Khu Nhà máy XLNT tập trung của KCN:

+ Nhà máy XLNT giai đoạn 1:

 Bể tự hoại khu Nhà máy xử lý nước thải giai đoạn 1: 2m3/bể, số lượng: 01 bể (Bản vẽ Hệ thống XLNT giai đoạn 1).

 Nhà máy XLNT giai đoạn 1: Nước thải từ khu xử lý bùn được thu gom về bể gom bằng ống thu trong khu nhà phơi bùn sau đó đấu nối về bể gom bằng ống uPVC D75.

+ Nhà máy XLNT giai đoạn 2 (Module 1 và Module 2):

 Bể tự hoại khu Nhà máy xử lý nước thải giai đoạn 2: 8,7m3/bể; số lượng: 01 bể (Bản vẽ hệ thống XLNT giai đoạn 2).

 Nước thải từ khu xử lý bùn: Nước thải ép bùn được thu gom bằng rãnh thu trong khu nhà ép bùn sau đó đấu nối vào hố ga dẫn về bể thu gom bằng đường ống uPVC D125-200, chiều dài 130m.

 Nước thải từ phòng thí nghiệm: Nước thải từ phòng thí nghiệm theo ống uPVC D125-200 chảy về Bể thu gom, chiều dài 103,87m.

- Trạm xử lý nước cấp:

+ Bể tự hoại Trạm xử lý nước cấp: thể tích bể tự hoại 2m3/bể, số lượng: 01 bể (Bản vẽ thoát nước thải mặt bằng trạm xử lý nước cấp).

+ Nước thải phát sinh từ khu vực pha hóa chất của hệ thống xử lý nước cấp (với.

Nước thải này được đấu nối về hệ thống thu gom nước thải chung của KCN Tràng Duệ sau đó dẫn về Nhà máy XLNT tập trung của KCN để xử lý.

b). Xử lý nước thải

Nhà máy XLNT tập trung có tổng công suất xử lý nước thải là 12.000 m3/ngày đêm được phê duyệt theo Quyết định số 542/QĐ-BTNMT ngày 17/3/2008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc phê duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trường của Dự án “Đầu tư xây dựng và kinh doanh hạ tầng kỹ thuật KCN Tràng Duệ - Khu A” và được đầu tư phân kỳ làm 02 giai đoạn, giai đoạn 1 gồm 1 module có công suất 4.000 m3/ngày đêm, giai đoạn 2 gồm 2 module (Module 1 và Module 2), mỗi module có

công suất 4.000 m3/ngày đêm. Hiện nay, Nhà máy XLNT tập trung KCN Tràng Duệ Giai đoạn 1 và Module 2 - Giai đoạn 2 đã được xây dựng và đi vào hoạt động. Tổng công suấ t của 02 module Nhà máy XLNT tập trung hiện nay là 8.000 m3/ngày đêm (theo Giấy phép xả nước thải vào nguồn nước số 1091/GP-BTNMT ngày 03 tháng 5 năm 2019 của Bộ Tài nguyên và Môi trường).

Vị trí của Nhà máy XLNT tập trung trong KCN Tràng Duệ - Khu A như sau:

- Địa chỉ khu vực xây dựng Nhà máy XLNT tập trung: Lô đất KT3 KCN Tràng Duệ, huyện An Dương, thành phố Hải Phòng, khu vực KT3 có diện tích 3,21ha.

- Vị trí địa lý: Nhà máy XLNT tập trung có vị trí tiếp giáp các hướng như sau:

+ Phía Tây giáp với đường nội bộ và đê sông Lạch Tray;

+ Phía Bắc giáp với khu đất C6-2 của Công ty TNHH Dong Do Electronics Hải Phòng;

+ Phía Đông giáp với khu đất C5-1 của Công ty TNHH Ohsung Vina;

+ Phía Nam giáp với khu đất C7 của Công ty Tân Huy Hoàng;

Hình 3.10. Vị trí của Trạm XLNT tập trung trong KCN Tràng Duệ - Quy mô công suất của Nhà máy XLNTT

Nhà máy XLNT tập trung có tổng công suất xử lý nước thải phê duyệt theo Quyết định ĐTM là 12.000 m3/ngày đêm và được đầu tư phân kỳ làm 02 giai đoạn, giai đoạn 1 gồm 1 module có công suất 4.000 m3/ngày đêm, giai đoạn 2 gồm 2 module (Module 1 và Module 2), mỗi module có công suất 4.000 m3/ngày đêm.

Số lượng công nhân viên vận hành của Nhà máy XLNT tập trung là 10 người (vận hành cho cả 03 Module XLNT).

1.3.1. Công trình xử lý nước thải tập trung KCN Tràng Duệ (Giai đoạn 1) a). Công trình xử lý nước thải giai đoạn 1

- Nhà máy XLNT giai đoạn 1 của KCN Tràng Duệ được thiết kế xây dựng năm 2013 với công suất 4.000 m3/ngày đêm tuy nhiên năm 2014 Công ty đã lắp đặt thiết bị và vận hành đạt công suất 1.500 m3/ngày đêm (Đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường xác nhận hoàn thành công trình BVMT tại Giấy xác nhận số 87/GXN-TCMT ngày 10/8/2015). Tháng 11/2016, Công ty nâng công suất xử lý từ 1.500 m3/ngày đêm lên 4.000 m3/ngày đêm theo như thiết kế và xây dựng ban đầu bằng phương pháp lắp đặt thêm máy móc thiết bị và hóa chất (Đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường xác nhận hoàn thành công trình BVMT tại Giấy xác nhận số 107/GXN-TCMT ngày 24/9/2018.

Công nghệ xử lý nước thải không thay đổi, Công ty cũng không xây dựng bể xử lý mới.

- Chế độ vận hành liên tục 24/24 giờ; với giải pháp kết hợp giữa xây dựng bể bằng bê tông cốt thép trên diện tích khoảng 8.400m2. Thông số thiết kế cơ bản của hệ thống:

+ Lưu lượng thiết kế trung bình ngày : 4.000 m3/ngày.đêm + Lưu lượng thiết kế trung bình giờ : 167 m3/giờ

+ Thời gian hoạt động : 24 giờ/ngày

- Nhà máy XLNT giai đoạn 1 của KCN Tràng Duệ do Công ty TNHH Khoa học Công nghệ môi trường Quốc Việt (Trụ sở tại 125/23 Đường D1, Phường 25, Quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam; mã số thuế 0301723651) thiết kế và thi công xây dựng (Giấy phép xây dựng số 967/GPXD ngày 24/7/2014). Nhà máy XLNT giai đoạn 1 được đầu tư theo hợp đồng hợp tác đầu tư xây lắp, kinh doanh khai thác Trạm XLNT tập trung KCN Tràng Duệ số 29/2013/HĐ ngày ngày 30/8/2013 và hợp đồng đầu tư dịch vụ xử lý nước thải số 01/2017/HĐ ngày 30/8/2017 giữa Công ty Cổ phần KCN Sài Gòn – Hải Phòng và Công ty TNHH KHCN Môi trường Quốc Việt.

- Đơn vị giám sát thi công: Công ty TNHH Thiết kế - Xây dựng Việt Hoa.

- Quá trình triển khai Nhà máy XLNT giai đoạn 1 như sau:

+ Năm 2013, Công ty TNHH Khoa học Công nghệ môi trường Quốc Việt đầu tư xây dựng 01 hệ thống XLNT với công suất xử lý 4.000 m3/ngày đêm. Tuy nhiên, tại thời điểm năm 2014, KCN Tràng Duệ - Khu A có khối lượng nước thải phát sinh thấp (dưới 1.000m3/ngày đêm) nên Công ty Quốc Việt lắp đặt thiết bị vận hành công suất 1.500 m3/ngày đêm. Nhà máy XLNT giai đoạn 1 có các hạng mục chính bao gồm: Bể điều hoà, bể tuỳ nghi, bể kỵ khí 1 và 2, bể aeroten 1 và 2, bể lắng, hồ sinh học 1 và 2, hố ga xả thải chứa nước thải sau xử lý.

+ Tháng 11/2016, KCN Tràng Duệ có thêm doanh nghiệp hoạt động dẫn đến nhu cầu xử lý nước thải tăng, do đó Công ty Quốc Việt đầu tư thêm máy móc thiết bị nâng công suất Nhà máy XLNT giai đoạn 1 từ 1.500 m3/ngày đêm lên 4.000 m3/ngày đêm, và lắp đặt thiết bị quan trắc tự động nước thải với các thông số: Lưu lượng đầu ra, pH, nhiệt độ, COD, TSS và truyền dữ liệu về Sở TNMT thành phố Hải Phòng theo dõi, giám sát.

- Thờ i gian đi vào vâ ̣n hành của Nhà máy XLNT giai đoa ̣n 1, công suất 1.500 m3/ngày đêm từ năm 2013 và đến năm 2017 vâ ̣n hành với công suất 4.000 m3/ngày.

Ngày 24/9/2018, Nhà máy XLNT giai đoạn 1 được Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp giấy xác nhận hoàn thành công trình bảo vệ môi trường số 107/GXN-BTNMT.

Quy trình công nghệ xử lý nước thải

Nhà máy XLNT giai đoạn 1 áp dụng công nghệ xử lý nước thải kết hợp giữa biện pháp xử lý cơ học, hóa lý và xử lý sinh học với các công đoạn như sau:

Quy trình công nghệ của Nhà máy xử lý nước thải giai đoạn 1: Nước thải → Hố ga thu gom → Bể điều hòa/ Bể sục hóa chất → Bể kỵ khí 1 → Bể kỵ khí 2 → Bể Aeroten 1 và 2 → Bể lắng → Hồ sinh học 1 → Hồ sinh học 2 → Hố ga xả thải → sông Lạch Tray.

Chi tiết công nghệ của Nhà máy XLNT giai đoạn 1:

Hình 3.11. Sơ đồ công nghệ của Nhà máy XLNT giai đoạn 1 Thuyết minh quy trình công nghệ

Công đoạn 1: Xử lý sơ bộ

Nước thải chảy qua hố ga thu gom về bể thu gom điều hòa

Bể chứa

bùn Nước thải KCN

Hố ga thu gom

Bể điều hòa Bể kỵ khí 1

Bể Aeroten 1 và 2 Bể kỵ khí 2

Bể lắng

Hồ sinh học 2 Hồ sinh học 1

Nguồn tiếp nhận Bể sục

Hóa chất

Vi sinh hiếu khí

Bể chứa hoá chất khử trùng

Bùn

Bùn hồi lưu

Xử lý bùn Hóa chất khử trùng

(Clorin) Đổ

Bơm tự động

Nước thải từ các doanh nghiệp trong KCN được xử lý sơ bộ trước khi xả vào cống thoát nước thải chung KCN. Trước khi vào hệ thống xử lý, nước thải chảy qua hố ga tập trung KCN có lưới chắn rác để tách các tạp chất lẫn trong nước thải (có kích thước d > 5 mm, như: cát, đá, sỏi, rác …). Sau đó, nước thải sẽ tự chảy về bể thu gom của hệ thống xử lý. Tại đây, nước thải được bơm về bể điều hòa. Nước thải được lưu trong bể điều hòa khoảng 4 giờ để điều hòa các thành phần ô nhiễm cũng như lắng tách một phần các tạp chất ra khỏi nước thải. Tại đây, nước thải được bổ sung hóa chất Hydroxyt sắt III, hòa trộn đều để tạo môi trường thuận lợi cho công đoạn xử lý tiếp theo.

Công đoạn 2: Xử lý kỵ khí 1 và 2

Tại bể điều hòa nước thải tự chảy về bể kỵ khí. Tại đây diễn ra quá trình xử lý sinh học kỵ khí nhằm xử lý các chất ô nhiễm như BOD, COD, Nitơ, Phốt pho,…thông qua các vi sinh vật trong môi trường yếm khí, gồm các vi sinh vật kỵ khí và tùy nghi.

Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải ở điều kiện không có oxy hòa tan. Quá trình kỵ khí khí có thể mô tả bằng phương trình tổng quát sau:

(CHO)nNS CO2 + H2O + CH4 + NH4 + H2 + H2S + tế bào vi sinh

Môi trường tạo cho vi sinh yếm khí hoạt động là môi trường huyền phù sắt III được trộn đều liên tục trong hồ kỵ khí hình thành lên lớp bùn yếm khí tuần hoàn trong hồ kỵ khí. Theo kết quả nghiên cứu đề tài nghiên cứu khoa học cấp Thành phố Hồ Chí Minh xử lý nước thải tập trung đạt loại A , đây là môi trường tối ưu xử lý Nitơ trong điều kiện COD thấp, chất dinh dưỡng cao.

Hydroxyt sắt III được bổ sung vào công đoạn này với liều lượng 0,1 kg/m3 để tạo điều kiện thuận lợi cho hệ vi khuẩn khử sắt III (vi khuẩn Alkaliphilus, Geobacter) xử lý Nitơ phát triển. Sự hoạt động của vi sinh này chuyển hóa chất hữu cơ đến chủ yếu đến CO2 và nước do đó khắc phục cả việc ô nhiễm mêtan.

Phương trình phản ứng thể hiện quá trình xử lý như hình sau:

Hình 3.12. Vai trò của vi khuẩn kỵ khí khử sắt(III) bằng các chất hữu cơ trong

CH3COO-+ 8FeOOH + 17H+  2CO2 + 8Fe2+ + 14H2O

Trong điều kiện kỵ khí khả năng oxy hóa của Fe(III) cao hơn sulfat do đó sự có mặt sắt (III) là điều kiện ức chế quá trình chuyển sulfat thành sulfua. Đồng thời ion Fe2+ sinh ra trong quá trình khử sắt(III) sẽ làm giảm giảm thiểu tối đa nồng độ sulfua theo phản ứng:

HS- + Fe2+  FeS +H+

Vai trò của sắt (III) trong điều kiện kỵ khí là làm giảm tối đa sự sinh ra khí metan.

Nhóm vi khuẩn kỵ khí dùng Fe(III) oxy hóa amoni thành nitrit. Các nhóm vi khuẩn có mối quan hệ hữu cơ giữa nồng độ nitrit và nồng độ sắt(II) trong điều kiện yếm khí. Sự hiện diện của nhóm khuẩn kỵ khí này cùng với vi khuẩn anammox sẽ ngăn cản sự tích tụ ammoniac trong bể ky ̣ khí.

Tại 2 bể kỵ khí bố trí các thiết bị khuấy đảo để tăng hiệu quả của quá trình xử lý.

Hình 3.13. Cơ chế quá trình Anammox Công đoạn 3: Xử lý hiếu khí và tách bùn

Nước thải được xử lý qua các bể Aerotank và bể lắng

Nhiệm vụ: Xử lí các chất hữu cơ trong nước thải bằng quá trình vi sinh hiếu khí

trong điều kiện su ̣c khí liên tu ̣c, aerotank là thiết bị đóng vai trò then chốt trong quy trình xử lý nước thải có chức năng oxy hóa các chất ô nhiễm bằng các quá trình đồng hóa và dị hóa của các chủng loại vi sinh vật.

Nước thải sẽ được bơm đến bể aerotank để được xử lý hiếu khí. Hệ vi sinh hiếu khí hoạt động có tác dụng khử NO2-, NO3- làm giảm nồng độ Nito trong nước thải.

Bể aerotank chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, không khí tự nhiên được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ, do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đứng, bằng cách tuần hoàn bùn về bể aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục.

Tiếp theo nước thải sau xử lý tại bể Aerotank sẽ theo ống dẫn chảy tràn vào bể lắng. Ống trung tâm ở thiết bị lắng được thiết kế sao cho nước khi ra khỏi ống trung tâm có vận tốc nước đi lên trong thiết bị chậm nhất (trạng thái tĩnh). Tại đây bông cặn và hỗn hợp bùn hoạt tính sẽ được tách ra và lắng xuống đáy bể. Lượng bùn sinh ra được tách ra 2 phần, một phần bơm tuần hoàn lại bể Aerotank, một phần đưa về bể chứa bùn.

Công đoạn 4: Xử lý sinh học tự nhiên tại hồ sinh học 1 và 2

Sau công đoạn xử lý hiếu khí nước thải tiếp tục được xử lý sâu ở hồ sinh học.

Trong hồ sinh học diễn ra quá trình phân hủy sinh hoá các chất hữu cơ trong nước thải nhờ các vi khuẩn, tảo, cỏ và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt tự nhiên. Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo, cỏ trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí hòa tan vào nước thải để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amoni sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hóa các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để tăng hiệu quả xử lý, tại các hồ sinh học có bổ sung các bơm khuấy đảo để đảo trộn nước thải.

Nước thải tại hồ sinh học 2 tự chảy đến thiết bị đo lưu lượng tự động và được châm hóa chất khử trùng Clorin trước khi bơm xả thải ra ngoài.

Quản lý bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải

Dự kiến, trung bình mỗi ngày hệ thống xử lý nước thải phát sinh khoảng 500 kg bùn thải lỏng. Tuy nhiên hiện tại trạm xử lý phát sinh bùn thải rất ít, vì các lý do sau:

- Nước thải đầu vào có mức độ ô nhiễm ở mức trung bình, trong đó nồng độ COD trung bình khoảng 270 mg/l, BOD khoảng 130 mg/l, chất rắn lơ lửng khoảng 95 mg/l nên lượng cặn trong nước thải không cao.

- Tại hệ thống xử lý nước thải có sử dụng công đoạn xử lý kỵ khí. Đây là công đoạn xử lý cặn hiệu quả nhất bằng phương pháp lên men kỵ khí với sự tham gia của vi sinh vật kỵ khí. Quá trình sinh hóa kỵ khí cặn hữu cơ sẽ chuyển hóa thành chất tan và khí nên đã giải quyết được phần lớn cặn trong nước thải.