CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VẬN HÀNH NHÀ MÁY XLNT SINH HOẠT TẬP TRUNG TẠI TPHCM
4.1 Hiệu quả xử lý của hệ thống và công trình đơn vị tại nhà máy Bình Hƣng và Bình Hƣng Hòa
4.1.2 Hiệu quả của các công trình đơn vị tại Bình Hƣng và Bình Hƣng Hòa
4.1.2.1 Công trình mương lắng cát:
Nhằm loại bỏ đất, cát, sỏi, đá dăm… ra khỏi nước thải. Các loại tạp chất này ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của công trình và các thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải. Đặc biệt khi thời tiết có mưa cần chú ý lượng tạp chất phát sinh nhiều hơn so với điều kiện vận hành bình thường.
Bảng 4.3 Thông số vận hành mương lắng cát của nhà máy Bình Hưng và Bình Hưng Hòa
Nhà máy Bình Hƣng Nhà máy Bình Hƣng Hòa Tiêu chuẩn thiết kế Vận tốc lắng (m/s) 0,007 – 0,008 (trung bình
0,007)
0,002 – 0,003 (trung bình 0,002)
0,3 m/s
Thời gian lưu nước (HRT)
6,9 – 8,9 phút (trung bình 7,8)
17,9 – 26,8 phút (trung bình 21,5)
30s <
Tần suất nạo vét mương lắng cát
1 – 2 lần/năm Liên tục -
Số mương 2 2 -
Phương thức nạo vét Thủ công Bơm trục vít -
(Nguồn: Tổng hợp dử liệu vận hành BH-BHH năm 2014 và Metcaft and Eddy)
Thời gian lưu nước ở bể lắng cát ở trạm bơm Đồng Diều của Bình Hưng dao động trong khoảng 6,9 – 8,9 phút (trung bình 7,8). So với tiêu chuẩn thiết kế vận hành thì thời gian lưu nước tại Đồng Diều cao hơn đến 7,4 phút. Vận tốc lắng dao động 0,007 – 0,008 (trung bình 0,007) m/s
Hiện tại, tình hình nạo vét mương lắng cát của nhà máy Bình Hưng được thực hiện bằng lao động thủ công, theo quy định thì phải đo mực cát, tạp chất lắng ở mương từ 0,5m trở lên tiến hành nạo vét. Tuy nhiên, tại trạm bơm Đồng Diều đã xảy ra một số trường hợp, tần suất nạo vét 1-2 lần/năm và khối lượng cát tại hai mương chênh lệch khá lớn. Thời gian thực hiện nạo vét từ 3-4 ngày, nước thải chỉ được đưa vào 1 mương lắng theo hình thức luân phiên tại trạm bơm. Dẫn đến lượng nước về quá lớn không phát huy được hiệu quả của mương lắng cát, ảnh hưởng đến quá trình vận hành của các công trình tiếp theo ở nhà máy Bình Hƣng.
Đối với nhà máy XLNT Bình Hưng Hòa thì thời gian lưu nước tại mương lắng cát dao động từ 17,9 – 26,8 (trung bình 21,5) phút; Vận tốc lắng dao động 0,002 – 0,003 (trung bình 0,002) m/s; Công tác nạo vét mương lắng cát được thực hiện bằng thiết bị vít tải cát, khối lượng cát, tạp chất lắng tại mương được vít tải hoạt động liên tục và đưa cát đến nơi quy định. Cho thấy hiệu quả hoạt động mương lắng cát của nhà máy Bình Hƣng Hòa tốt hơn nhà máy Bình Hƣng, khối lƣợng cát, tạp chất đƣợc tải liên tục không ảnh hưởng đến các thiết bị và hoạt động của nhà máy.
4.1.2.2 Công trình Bể sinh học hiếu khí – Hồ sinh học hiếu khí:
Để đánh giá hiệu quả hoạt động của công trình bể sinh học hiếu khí, hồ sinh học hiếu khí, tiến hành tính toán các thông số vận hành nhƣ: tỷ lệ thức ăn/vi sinh vật (F/M), tải trọng hữu cơ (ORL), DO (nồng độ oxy hòa tan), tỷ lệ bùn tuần hoàn, MLSS (cặn lơ lững của hổn hợp bùn), SVI (chỉ số lắng)
Bảng 4.4: Các thông số vận hành ở bể sinh học hiếu khí và hồ hiếu khí của nhà máy Bình Hưng và Bình Hưng Hòa
Nhà máy XLNT Bình Hƣng Nhà máy XLNT Bình Hƣng Hòa
Lớn nhất
Nhỏ nhất
Trung bình
Tiêu chuẩn cho công nghệ
bùn hoạt tính hiếu khí
Lớn nhất
Nhỏ nhất
Trung bình
Tiêu chuẩn cho công nghệ– hồ sinh học hiếu khí F/M
(gBOD5/g MLVSS.
ngày)
0,6 0,3 0,5
0,2 – 0,6 gBOD5/g MLVSS. ngày
- - - -
OLR (kgBOD5/m3.
ngày)
1,4 0,2 0,8
0,3-1,6 kgBOD5/m3.n
gày
765 530 647
70-180 kgBOD/ha.
ngày DO (mg/l) 5,89 0,75 3,32 2 – 4 mg/l 7,03 0,6 3,82 2 – 4 mg/l
Tỷ lệ bùn
tuần hoàn (%) 25 25 25 25 – 100% Không có tuần hoàn bùn -
MLSS (mg/l) 2665 730 1698 1500 – 4000
mg/l - -
SVI (ml/g) 218 49 134 50<SVI<100 - -
(Nguồn: Tổng hợp chất lượng nước nhà máy BH-BHH năm 2014 và sổ tay hướng dẫn thiết kế các công trình xử lý sinh học (Bùi Xuân Thành, 2012)
Nhà máy Bình Hƣng có giám sát chỉ số F/M và OLR, đƣợc thể hiện nhƣ sau: tỷ lệ F/M dao động trong khoảng 0,3 – 0,6 và trung bình 0,5 (gBOD5/gMLVSS.ngày); tải trọng hữu cơ dao động từ 0,2 – 1,4 và trung bình 0,8 (kgBOD5/m3.ngày) phù hợp so với tiêu chuẩn vận hành cho công nghệ bùn hoạt tính.
Đối với nhà máy Bình Hƣng Hòa thì giá trị tải trọng hữu cơ là 530 – 765, trung bình 647 (kgBOD/ha.ngày) và 0,02 – 0,03 và trung bình 0,02 (kgBOD/m3.ngày)
Tại nhà máy XLNT Bình Hƣng nồng độ oxy cung cấp cho bể Aerotank dao động từ 0,75 – 5,89 trung bình là 3,32 (mg/l). Giá trị DO này cho thấy lƣợng oxy cung cấp chƣa phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế (2 – 4 mg/l), nồng độ ở mức 0,75mg/l là rất thấp không đủ oxy để cung cấp cho vi sinh vật phát triển. Ngƣợc lại, giá trị 5,89mg/l là khá lớn sẽ làm phá vở bông bùn hoạt tính, tan rã cấu trúc bùn, ảnh hưởng đến tỷ lệ loại bỏ chất rắn ở bể lắng thứ cấp, bùn sẽ chảy tràn ra ngoài.. Do đó, cần phải lưu ý tránh phát sinh sự cố do sục khí quá độ.
Đối với nhà máy XLNT Bình Hƣng Hòa thì nồng độ oxy cung cấp cho hồ hiếu khí lớn hơn so với nhà máy Bình Hƣng, mức độ dao động từ 0,6 – 7,03 trung bình 3,82 (mg/l). Giá trị này chƣa phù hợp với quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật tại hồ hiếu khí. Lƣợng oxy ở giá trị 0,6 mg/l sẽ xảy ra nhiều điểm chết ở các hồ hiếu khí và không đủ cung cấp cho vi sinh hoạt động, ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải, ngược lại cung cấp oxy là 7,03 mg/l vượt mức quy định sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của công trình tiếp theo và hao phí điện năng để sử dụng cấp khí là rất lớn.
Lƣợng bùn tuần hoàn ở nhà máy Bình Hƣng duy trì ở mức 25% đạt với tiêu chuẩn quy định, tuy nhiên giá trị này cần phải thay đổi dựa vào tải trọng hữu cơ để đáp ứng nhu cầu sinh khối ở bể hiếu khí. Nhà máy Bình Hƣng Hòa không sử dụng bùn tuần hoàn ở hồ hiếu khí.
Nồng độ cặn lơ lững của hỗn hợp bùn (MLSS) ở bể Aerotank của nhà máy Bình Hƣng trong khoảng 730 – 2665, trung bình 1698 (mg/l). Giá trị MLSS trung bình thì đạt trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn, tuy nhiên ở giá trị 730 mg/l thì cần điều chỉnh lƣợng bùn tuần hoàn để duy trì phù hợp mật độ sinh khối ở bể hiếu khí. Tại nhà máy Bình Hƣng Hòa không tuần hoàn bùn nên không phân tích chỉ tiêu MLSS
Giá trị SVI thể hiện khả năng lắng của bùn của hạng mục xử lý nước thải, dao động từ 49 – 218 ml/g (trung bình 134 g/ml), chứng tỏ rằng SVI có xu hướng đang tăng dần và vƣợt so với tiêu chuẩn cho phép, dẫn đến vi khuẩn dạng sợi đang hình thành và phát triển. Đã xảy ra tình trạng bùn khó lắng ở bể lắng sơ cấp, cặn lở lững khá nhiều chảy tràn qua máng răng cưa ảnh hưởng đến chất lượng nước đầu ra của nhà máy. Nhà máy Bình Hưng Hòa không phân tích chỉ tiêu SVI cho hạng mục xử lý nước thải
4.1.2.3 Công trình bể khử trùng - Hồ hoàn thiện
Các thông số đƣợc khảo sát, tính toán ở bể khử trùng và hồ hoàn thiện nhƣ: thời gian lưu nước, hóa chất sử dụng, nồng độ hóa chất
Bảng 4.5: Thông số vận hành bể khử trùng – hồ hoàn thiện tại Bình Hưng và Bình Hưng Hòa
Nhà máy Bình Hƣng Nhà máy Bình Hƣng Hòa Tiêu chuẩn vận hành
Thời gian lưu nước (HRT)
31 –35,3 phút (trung bình 33,2)
4,1 – 6,15 ngày (trung bình 4,92)
> 30 phút (theo TCVN 7957 : 2008)
Hóa chất sử dụng NaOCl - NaOCl, Clo… (theo
TCVN 7957 : 2008)
Nồng độ hóa chất 120 g/l - > 1,5 mg/l (theo TCVN
7957 : 2008)
(Nguồn: Tổng hợp dữ liệu vận hành BH-BHH năm 2014 và TCVN 7957 : 2008) Thời gian lưu nước của bể khử trùng tại Bình Hưng dao động 35,3 – 31 phút (trung bình 27,6), công tác khử trùng sẽ đƣợc tiến hành châm NaOCl để tiêu diệt các vi khuẩn và vi sinh vật gây hại có trong nước sau xử lý. Quy trình được thực hiện theo định mức bằng thiết bị cảm biến tự động so với lưu lượng nước đầu ra, ứng với nồng độ NaOCl là 120g/l.. Kết quả phân tích thí nghiệm thì nồng độ Clo dƣ không đáng kể và Coliform không phát hiện, đạt với QCVN 40:2011/BTNMT – cột B.
Đối với nhà máy Bình Hưng Hòa việc khử trùng nước sau xử lý bằng ánh nắng tự nhiên của mặt trời ở hồ hoàn thiện sẽ không đạt hiệu quả cao, chỉ tiêu Coliform của chất lượng nước nước sau xử lý không đảm bảo ảnh hưởng đến nguồn tiếp nhận. Thời gian lưu nước hồ hoàn thiện dao động 4,1 – 6,15 ngày (trung bình 4,92).
4.1.2.4 Công trình bể nén bùn – bể lắng bùn
Tại nhà máy Bình Hƣng: Bùn từ bể lắng sơ cấp đƣợc bơm đến bể nén bùn trọng lực. Tại bể này bùn đƣợc phân tách bằng trọng lực. Bùn sau cô đặc đƣợc đƣa tới bể chứa bùn hỗn hợp, còn nước tách ra được bơm về giếng bơm (trạm bơm nâng).
Công nghệ xử lý bùn của nhà máy Bình Hƣng Hòa thì không sử dụng bể nén bùn.
Bảng 4.6: Thông số vận hành bể nén bùn
Nhà máy Bình Hƣng Nhà máy Bình Hƣng
Hòa Tiêu chuẩn thiết kế Tải trọng chất rắn
(kgSS/m2.ngày) 87 – 199 (trung bình 132) - -
Thời gian lưu bùn (giờ) 5 – 9 (trung bình 7) - 0,5 – 20 ngày
Tải trọng chất rắn của bể nén bùn tại Bình Hƣng dao động 87 – 199, trung bình 132 (kgSS/m2.ngày). Thời gian lưu bùn 5 – 9, trung bình 7 (giờ)
Bảng 4.7: Lưu lượng bùn phát sinh của BH và BHH
Thời gian
Lưu lượng nước thải (m3/năm)
Lưu lƣợng bùn đầu
vào bể nén (m3/năm)
Bể lắng bùn (m3/năm)
Nồng độ TSS của bể nén bùn đầu ra (mg/l)
Lượng bùn tươi phát sinh (lít bùn
tươi/m3 nước thải)
Bình Hƣng Bình Hƣng Hòa
Bình
Hƣng Bình Hƣng
Hòa Bình Hƣng
Bình Hƣng Hòa
Bình Hƣng
Bình Hƣng Hòa Năm
2012 47.610.736 9.361.522 420.822 9.400
72 – 7251 (trung bình
1355)
- 8,8 1,00
Năm
2013 48.402.427 9.389.036 317.858 9.776
57 - 774 (trung bình
146)
- 6,6 1,04
Năm
2014 46.217.180 10.297.120 292.797 10.340
20 – 450 (trung bình
121)
- 6,3 1,00
(Nguồn: Tổng hợp dữ liệu vận hành nhà máy BH-BHH từ 2012 – 2014)
Kết quả khảo sát từ năm 2012 – 2014 tại nhà máy Bình Hưng cho thấy lưu lượng bùn tươi phát sinh được đưa đến bể nén để xử lý dao động từ 292.797 – 420.822, trung bình 343.825 m3/năm, tương ứng với lưu lượng nước đã xử lý là 46.217.180 - 48.402.427 và trung bình 47.410.114 (m3/năm). Lượng bùn tươi phát sinh phụ thuộc vào lưu lượng, nồng độ chất ô nhiễm có trong nước thải, lượng tạp chất, cát... Lượng bùn tươi phát sinh trên 1m3 nước thải dao động từ 6,3 – 8,8 và trung bình 7,1 (lít/m3)
Nồng độ TSS của nước tách đầu ra cao nhất vào năm 2012 dao động trong khoảng 72 – 7251, trung bình 1355 (mg/l). Đến năm 2013 và 2014 thì có sự thay đổi đáng kể, kết quả cho thấy nồng độ TSS giảm nhiều so với năm 2012, cụ thể là 57 – 774, trung bình 146 (mg/l) và 20 – 450, trung bình 121 (mg/l). Nguyên nhân, đơn vị vận hành có sự điều chỉnh quy trình hoạt động của bể nén bùn nên nồng độ TSS giảm rỏ rệt so với những năm đầu mới bắt đầu vận hành.
Đối với nhà máy Bình Hƣng Hòa thì lƣợng bùn phát sinh ở bể lắng từ năm 2012 – 2014 dao động trong khoảng 9.400 - 10.340, trung bình 9.839 m3/năm. Trung bình lượng bùn phát sinh là 1 lít bùn/ m3 nước thải
4.1.2.5 Thiết bị cô đặc ly tâm
Nhà máy Bình Hƣng: Do đặc tính của bùn hoạt tính là vi sinh vật nên không dễ cô đặc bằng trọng lực. Trong trường hợp này thiết bị cô đặc bùn ly tâm được sử dụng để tách nước và bùn.
Nhà máy Bình Hƣng Hòa không sử dụng thiết bị cô đặc ly tâm để xử lý bùn nên các thông số vận hành không đƣợc ghi nhận trong báo nhật ký vận hành
Bảng 4.8: Lưu lượng bùn xử lý của thiết bị cô đặc ly tâm
Thời gian
Lưu lượng nước thải (m3/năm)
Lưu lượng bùn thiết bị cô đặc ly tâm
(m3/năm)
Nồng độ TSS của thiết bị cô đặc đầu ra (mg/l)
Lƣợng bùn dƣ phát sinh (lít bùn dư/m3 nước thải) Bình Hƣng Bình Hƣng
Hòa
Bình Hƣng
Bình Hƣng Hòa
Bình Hƣng
Bình Hƣng Hòa
Bình Hƣng
Bình Hƣng Hòa Năm
2012 47.610.736 9.361.522 169.873 -
36 – 5.100 (trung bình
1.327)
- 3,6 -
Năm
2013 48.402.427 9.389.036 158.154 -
100 – 2200 (trung bình
1041)
- 3,3 -
Năm
2014 46.217.180 10.297.120 173.981 -
350 – 4400 (trung bình
1165)
- 3,8 -
(Nguồn: Tổng hợp dữ liệu vận hành nhà máy BH-BHH từ 2012 – 2014)
Lƣợng bùn đầu vào thiết bị cô đặc ly tâm dao động trong khoảng 158.154 - 173.981 và trung bình 167.336 (m3/năm) tương ứng với lưu lượng nước xử lý từ 46.217.180 - 48.402.427 m3. Lƣợng bùn dƣ phát sinh ở lắng sơ cấp đƣa vào thiết bị cô đặc phụ thuộc vào lưu lượng nước thải, nồng độ bùn, lượng bùn tuần hoàn… nên lưu lượng bùn có sự chênh lệch đáng kể. Ngoài ra, lượng bùn dư phát sinh trên 1m3 nước thải thấp hơn so với bùn tươi ở bể lắng sơ cấp, dao động trong khoảng từ 3,3 – 3, 8 lít/m3 (trung bình 3,5 lít/m3).
Hàm lượng TSS của nước tách đầu ra của thiết bị cô đặc ly tâm tương đối cao dao động 36 – 5.100 mg/l. Trong đó năm 2012 và 2014 là hàm lƣợng cao nhất, do nhân viên vận hành chƣa lập ra đƣợc quy trình theo vận hành phù hợp với tính chất bùn kết hợp với thiết bị gặp sự cố rò rỉ bùn sau cô đặc ly tâm
4.1.2.6 Thiết bị tách nước ly tâm – Sân phơi bùn
Nhà máy Bình Hưng: Hỗn hợp bùn được tách nước bằng thiết bị ép bùn dạng ly tâm.
Polymer được bổ sung để tạo các bông bùn có kích thước lớn và tăng khả năng tách nước của bùn. Quá trình tách nước này tạo ra bùn với hàm lượng chất khô khoảng 20%
hoặc có thể hơn, tùy thuộc vào tính chất của bùn
Nhà máy Bình Hƣng Hòa: Hàng năm vào mùa khô nếu lƣợng bùn tích lũy trung bình lớn hơn 50cm thì phải tiến hành hút bùn từ 2 hồ lắng lên sân phơi bùn. Bùn sẽ đƣợc làm khô ở sân phơi bùn trong thời gian khoảng 10 tuần sau đó sẽ đƣợc vận chuyển đến bãi đổ theo quy định.
Bảng 4.9: Khối lượng bánh bùn được tách nước
Thời gian
Lưu lượng bùn thiết bị tách nước ly tâm – bể
lắng bùn (m3/năm)
Khối lƣợng bùn
sau tách nước (tấn/năm)
Khối lƣợng bùn ở sân phơi
bùn (tấn/năm)
Nồng độ TSS của nước tách đầu ra (mg/l)
Khối lƣợng bánh bùn/ bùn hỗn hợp
(kg/m3)
Bình Hƣng Bình Hƣng Hòa
Bình Hƣng
Bình
Hƣng Hòa Bình Hƣng
Bình Hƣng
Hòa
Bình Hƣng
Bình Hƣng Hòa Năm
2012 170.043 - 13.075 994
255 – 2330 (trung bình
1129)
- 80 -
Năm
2013 133.606 - 12.305 1.033
367 – 1624 (trung bình
650)
- 90 -
Năm
2014 122.701 - 13.239 1.093
110 – 5260 (trung bình
835)
- 110 -
(Nguồn: Tổng hợp dữ liệu vận hành nhà máy BH-BHH từ 2012 – 2014)
Lưu lượng bùn hỗn hợp ở thiết bị tách nước ly tâm dao động trong khoảng 122.701 - 170.043 và trung bình 142.116 (m3/năm), tương ứng lượng bánh bùn đạt từ 12.305 - 13.239 tấn/năm (trung bình 12.875 m3/năm).
Bình quân khối lƣợng bánh bùn phát sinh khoảng 35 tấn/ngày. Ngoài ra, lƣợng bánh bùn phát sinh trên 1m3 bùn hỗn hợp dao động từ 80 – 110 kg/m3 (trung bình 93 kg/m3). Nồng độ TSS có trong nước tách đầu ra của thiết bị tách nước ly tâm khá cao dao động từ 110 – 5260 mg/l. Trong đó năm 2014 có nồng độ cao nhất, nguyên nhân do thiết bị tách nước ly tâm gặp sự cộ nên không thể điều chỉnh được lượng TSS đầu ra
Đối với nhà máy Bình Hưng Hòa thì không sử dụng thiết bị tách nước ly tâm để tách bùn mà sử dụng sân phơi bùn để giảm độ ẩm bánh bùn. Công nghệ này chủ yếu phụ thuộc vào thời tiết nên còn có thể xảy ra nhiều nguy cơ tiềm ẩn về phát sinh mùi hôi ra môi trường. Kết quả cho thấy khối lượng bùn khô dao động trong khoảng 994 - 1.093 tấn/năm, trung bình khoảng 1.040 tấn/năm.
Hầu như, chất lượng nước đầu ra của nhà máy Bình Hưng và Bình Hưng Hòa đều đạt giới hạn quy định, tuy nhiên vẫn còn một số tồn tại trong công tác quản lý vận hành. Đặc biệt, hiệu quả xử lý chỉ tiêu T-N, NH4+ của công nghệ xử lý bùn hoạt tính cải tiến và hồ sinh học của hai nhà máy còn hạn chế và chế độ vận hành của các hạng mục công trình còn nhiều điểm bất cập..Về lâu dài, cần cải tiến công nghệ phục vụ nâng cấp nhà máy Bình Hưng - giai đoạn II, để đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt với QCVN theo quy định. Ngoài ra, xây dựng đường chuẩn cho các thông số vận hành
để điều chỉnh phù hợp với sự thay đổi lưu lượng và tính chất nước thải. Quá trình xử lý bùn ở Bình Hƣng đảm bảo hơn so với Bình Hƣng Hòa nhƣng cũng đang có nhiều nguy cơ tiềm ẩn về sự cố các thiết bị. Vì vậy, cần nghiên cứu tránh sử dụng thiết bị mang tính chất độc quyền để giảm rủi ro trong công tác vận hành và bảo dƣỡng.