Chương 2. TỰ ĐỘNG HÓA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.4. Tự động hóa hệ thống xử lý nước thải
2.4.2. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
1) Sơ đồ công nghệ
Chất thải rắn
Nguồn tiếp nhận Máy thổi khí
Bùn khô
Chlorine Máy tách rác – SC01
Bể chứa bùn – T001
Máy ép bùn Nước
tách pha
Bơm
Mương tách béo–T01
Bể tiếp nhận – T102
Bể điều hoà – T103
Bể tuyển nổi DAF – T202
Bể Unoxic – T301
Bể Aerotank– T401/402/403
Bể lắng – T601
Bể trung gian – T602
Bể lọc áp lực – T701A/B
Bể khử trùng – T801
Thiết bị lược rác tinh–SC02 Chất thải rắn
Bồn tạo áp
Chất thải rắn
Máy thổi khí
Polyme
Bể lọc sinh học – T501
Đường nước thải Đường bùn Đường khí Đường hóa chất Đường nước tách pha Ghi chú:
Nước thải sản xuất
Bể tạo bông – T201
Hình 2.55. Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
2) Mô tả nguyên lý hoạt động hệ thống
Nước thải từ hoạt động sản xuất của Xí nghiệp được dẫn vào mương tách mỡ – T101 có đặt máy lược rác thô SC01, nhằm giữ lại các chất thải rắn có trong nước thải, tránh các sự cố về máy bơm (nghẹt bơm, gãy cánh bơm…) đồng thời làm giảm 5% lượng SS và 5% lượng COD. Các chất thải rắn bị giữ lại tại song chắn rác được lấy định kỳ để tái sử dụng (bán cho các nhà máy chế biến bột cá) hoặc đổ bỏ. Sau đó, nước thải tự chảy vào Bể tiếp nhận – T102. Từ đây nước thải sẽ được bơm chìm.
PW-102A/B bơm lên thiết bị lược rác tinh SC02 để tách các chất thải rắn có kích thước nhỏ trước khi tự chảy xuống Bể điều hoà – T103. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải một cách ổn định trước khi đưa vào các công trình đơn vị phía sau, đồng thời phân hủy một phần các chất ô nhiễm có trong nước thải (10% COD). Thiết bị thổi khí AB103-A/B cấp khí vào bể nhằm xáo trộn để giải phóng lượng chlor dư (sinh ra do công tác vệ sinh khử trùng) trong nước thải.
Nước thải từ bể điều hoà được bơm chìm PW-103A/B bơm lên bể phản ứng T201 đồng thời hoá chất polyme và phèn nhôm được châm vào nhằm đẩy nhanh quá trình phản ứng keo tụ tạo bông. Sau đó nước thải tự chảy qua Bể DAF – T202 (Hệ thống tuyển nổi siêu nông với áp lực khí hòa tan). Các chất lơ lửng được thiết bị lược rác tinh loại bỏ sẽ được xử lý cùng với chất thải thu được từ song chắn rác thô.
Tại bể DAF, hỗn hợp khí và nước thải được tạo ra nhờ máy nén khí – AC và bồn tạo áp làm tăng hiệu quả tách các váng dầu mỡ nhờ các bọt khí ly ty sẽ tách ra khỏi nước, đồng thời kéo theo các váng dầu nổi, dầu hòa tan và một số cặn lơ lửng lên mặt bể giúp giảm lượng chất hữu cơ và tăng hiệu quả xử lý cho quá trình xử lý sinh học phía sau.
Lượng dầu mỡ được tách khỏi nước thải nhờ thiết bị gạt dầu tự động được dẫn về Bồn chứa ván nổi để xử lý như chất thải rắn hoặc làm thức ăn gia súc.
Phần nước sau khi qua bể DAF sẽ tự chảy xuống Bể Unoxic – T301.
Trong điều kiện yếm khí (anoxic), vi khuẩn tác động đến các acid béo bay hơi sẵn có trong nước thải để giải phóng phospho. Khí sinh ra từ quá trình yếm khí được hệ thống thu gom và dẫn đến quạt hút khí – QH01. Phần khí thải sau khi qua quạt hút khí được dẫn về bồn hấp thụ khí – HT01 để xử lý. Tiếp theo, nước thải sẽ được dẫn qua trình xử lý sinh học tiếp theo là Bể Aerotank – T401/402/403. Tại đây, các chất hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ được xử lý triệt để. Thiết bị thổi khí – AB40A/B/C được vận hành liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động. Trong điều kiện thổi khí liên tục, quần thể vi sinh vật hiếu khí tồn tại ở trạng thái lơ lửng (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy
các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp chất vô cơ đơn giản như CO2 và nước…theo phản ứng sau:
Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí H2O + CO2 + sinh khối mới +…
Bên cạnh đó, trong môi trường hiếu khí (oxic) vi khuẩn hấp phụ phospho cao hơn mức bình thường, phospho lúc này không những chỉ cần cho việc tổng hợp, duy trì tế bào và vận chuyển năng lượng mà còn được vi khuẩn chứa thêm một lượng dư vào trong tế bào để sử dụng ở các giai đoạn hoạt động tiếp sau.
Sau khi qua bể bùn hoạt tính, nước thải được dẫn sang công trình xử lý sinh học thứ 3 Bể lọc sinh học – T501. Bể lọc sinh học có chức năng xử lý hoàn thiện các hợp chất Nitơ, Phospho còn lại trong nước thải. Trong bể được lắp đặt vật liệu lọc bằng nhựa PVC đặt ngập trong nước, lớp vật liệu này có đỗ rỗng và diện tích tiếp xúc lớn giữ vai trò là giá thể vi sinh để các vi sinh vật xử lý nước sinh sống.
Nước thải có chứa các chất hữu cơ đi từ dưới lên va chạm với lớp vật liệu chia thành các hạt nhỏ chảy thành màng mỏng nhỏ qua khe lớp vật liệu và tạo thành lớp màng nhầy gelatin bám quanh vật liệu lọc. Sau một thời gian, chiều dày lớp gelatin dày lên ngăn cản oxy của không khí không thấm vào trong lớp màng nhầy được. Do không có oxy, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí cuối cùng làm mêtan và CO2 làm tróc lớp màng ra khỏi vật cứng rồi bị nước cuốn trôi. Trên bề mặt hạt vật liệu lại hình thành lớp màng mới, hiện tượng này được lập đi lập lại tuần hoàn và nước thải được làm sạch BOD và các chất dinh dưỡng.
Nước thải sau khi ra khỏi bể lọc sinh học sẽ chảy tràn qua Bể lắng – T601. Tại đây, xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bùn (vi sinh vật).
Phần bùn lắng này chủ yếu là vi sinh vật trôi ra từ bể unoxic. Phần bùn sau bể khi lắng được Bơm bùn trục ngang PS01A/B. bơm bùn tuần hoàn về bể hiếu khí nhằm duy trì nồng độ vi sinh cho vi sinh vật hoạt động. Phần bùn dư sẽ được bơm về Bể chứa bùn – T001 nhằm làm giảm độ ẩm của bùn. Sau dó được bơm bùn chìm – PS001 bơm về máy ép bùn hoá chất Polyme được châm vào đồng thời để ép thành các bánh bùn khô. Các bánh bùn có thể sử dụng làm phân bón cho cây trồng hoặc đổ bỏ tùy nhu cầu của Nhà máy, phần nước tách pha được dẫn về bể điều hòa để tiếp tục xử lý. Phần nước trong sau khi qua bể lắng theo máng tràn sẽ tự chảy xuống Bể trung gian – T602 để điều hoà lưu lượng. Nước thải từ bể trung gian được bơm cao áp – PW701A/B bơm lên bể lọc áp lực – T701A/B. Qua cơ chế lọc áp lực phần cặn lơ lửng còn lại trong nước thải sẽ được xử lý triệt để.
Phần nước trong sau khi lọc sẽ tự chảy xuống bể khử trùng – T801, hóa chất khử trùng (dung dịch NaOCl) được bơm hóa chất PC03A/B bơm đồng thời vào bể để xử lý triệt để các vi trùng gây bệnh như E.Coli, Coliform,… Nước thải
sau khi qua bể khử trùng đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 2005, cột A và được xả ra môi trường tiếp nhận.
3) Thiết bị công nghệ
a) Bơm nước thải chìm – PW102A/B
- Nhiệm vụ: bơm nước thải từ bể tiếp nhận lên thiết bị lọc rác tinh.
- Kiểu: bơm chìm.
- Phương thức vận hành: hai chế độ
Man: ON/OFF
Auto: tự động theo cảm biến mức nước.
- Vị trí lắp đặt: trong bể tiếp nhận – T102.
- Số lượng: 2 cái (1 hoạt động và 1 dự phòng) b) Máy thổi khí bể điều hòa – AB103A/B
- Nhiệm vụ: cung cấp khí oxy xáo trộn và khử chlo.
- Phương thức vận hành: hai chế độ
Man: ON/OFF
Auto: tự động theo theo chế độ timer.
- Vị trí lắp đặt: trong nhà đặt máy thổi khí.
- Số lượng: 2 cái (1 hoạt động và 1 dự phòng) c) Bơm nước thải chìm – PW103A/B
- Nhiệm vụ: bơm nước thải từ bể tiếp nhận lên thiết bị lọc rác tinh.
- Kiểu: bơm chìm
- Phương thức vận hành: hai chế độ
Man: ON/OFF
Auto: tự động theo cảm biến mức nước.
- Vị trí lắp đặt: trong bể điều hòa – T103 - Số lượng: 2 cái (1 hoạt động và 1 dự phòng) d) Motor khuấy + cánh khuấy hóa chất – M201 - Nhiệm vụ: khuấy trộn dung dịch polyme.
- Phương thức vận hành: liện tục - Vị trí lắp đặt: trên bồn bể phản ứng.
- Số lượng: 1 bộ
e) Máy nén khí – AC202
- Nhiệm vụ: cấp khí tạo những bọt mịn đối với bể tuyển nổi.
- Phương thức vận hành: hai chế độ
Man: ON/OFF
Auto: tự động theo chế độ timer.
- Vị trí lắp đặt: cạnh bể tuyển nổi.
- Số lượng: 1 cái
f) Thiết bị gạt dầu tự động – M202
- Nhiệm vụ: gạt phần dầu nổi từ bể tuyển nổi.
- Phương thức vận hành: liên tục - Số lượng: 1 bộ
g) Bơm tuần hoàn tạo áp – PW202A/B
- Nhiệm vụ: tuần hoàn nước trong bể tuyển nổi.
- Kiểu: bơm trục ngang
- Phương thức vận hành: chạy luân phiên - Vị trí lắp đặt: cạnh bể tuyển nổi.
- Số lượng: 2 cái
h) Máy khuấy trộn chìm – MX301A/B
- Nhiệm vụ: khuấy trộn để điều hòa các thành phần nước thải.
- Kiểu: khuấy trộn chìm
- Phương thức vận hành: hai chế độ
Man: ON/OFF
Auto: chạy luân phiên
- Vị trí lắp đặt: trong bể yếm khí T301.
- Số lượng: 2 cái
i) Máy thổi khí bể hiếu khí Aerotank – AB401A/B/C
- Nhiệm vụ: cung cấp khí oxy cho vi sinh vật trong bể hiếu khí.
- Phương thức vận hành: hai chế độ
Man: ON/OFF
Auto: tự động theo chế độ cài đặt sẵn.
- Vị trí lắp đặt: trong nhà đặt máy thổi khí.
- Số lượng: 3 cái (2 hoạt động và 1 dự phòng) j) Máy gạt bùn bể lắng M601
- Nhiệm vụ: gạt gom bùn trong bể lắng.
- Phương thức vận hành: liên tục - Vị trí lắp đặt: trên bể lắng - Số lượng: 1 bộ
k) Bơm bùn tuần hoàn – PS601A/B
- Nhiệm vụ: bơm bùn tuần hoàn từ bể lắng về bể bùn hoạt tính.
- Kiểu: bơm chìm
- Phương thức vận hành: hai chế độ
Man: ON/OFF
Auto: tự động theo chế độ timer.
- Vị trí lắp đặt: cạnh bể lắng
- Số lượng: 2 cái (1 hoạt động và 1 dự phòng) L) Bơm cao áp – PW701A/B
- Kiểu: bơm trục ngang
- Phương thức vận hành: hai chế độ
Man: ON/OFF
Auto: tự động theo cảm biến mức nước.
- Vị trí lắp đặt: cạnh bể trung gian
- Số lượng: 2 cái (1 hoạt động và 1 dự phòng) m) Bơm bùn chìm – PS001
- Nhiệm vụ: bơm bùn từ bể nén đến máy ép bùn.
- Kiểu: bơm chìm
- Phương thức vận hành: theo chế độ timer.
- Vị trí lắp đặt: cạnh bể nén bùn - Số lượng: 1 cái
n) Máy ép bùn
- Nhiệm vụ: làm giảm độ ẩm của bùn thải.
- Phương thức vận hành: theo bơm bùn chìm PS001.
- Vị trí lắp đặt: trong nhà đặt máy ép bùn.
- Số lượng: 1 cái
o) Bơm định lượng hóa chất phèn nhôm – PC01A/B
- Nhiệm vụ: vận chuyển dung dịch phèn nhôm đến thiết bị trộn tĩnh.
- Phương thức vận hành: theo độ PH - Vị trí lắp đặt: bên cạnh bồn hóa chất
- Số lượng: 2 cái (1 hoạt động và 1 dự phòng) p) Bơm định lượng hóa chất polyme – PC02A/B
- Nhiệm vụ: vận chuyển dung dịch polyme đến bể tạo bông.
- Phương thức vận hành: theo độ đục - Vị trí lắp đặt: bên cạnh bồn hóa chất.
- Số lượng: 2 cái (1 hoạt động và 1 dự phòng) q) Bơm định lượng hóa chất chlorine – PC03A/B
- Nhiệm vụ: vận chuyển dung dịch chlorin đến bể khử trùng.
- Phương thức vận hành: liên tục - Vị trí lắp đặt: bên cạnh bồn hóa chất