CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO THỊ XÃ DĨ AN, TỈNH BÌNH DƯƠNG
3.4 Đề xuất phương án và lựa chọn phương án xử lý
3.4.1 Đề xuất phương án
PHƯƠNG ÁN 1 PHƯƠNG ÁN 2
Hình 3.1 Đề xuất sơ đồ công nghệ.
/ngày.đêm”
Chôn lấp
Bùn hoàn lưu Rác
3.4.1.1 Phương án 1:
Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải theo phương án 1.
Nước thải
Nguồn tiếp nhận (kênh T4) QCVN 40:2011/BTMT, cột A
40:2010/BTNMT
Bể chứa Nén bùn Bùn dư
NaClo Máy
ép bùn
Chôn lấp
Nước tách bùn Chôn lấp
Thổi khí
Đường bùn
Đường nước
Ngăn tiếp nhận/Song chắn rác thô
Nhà đầu vào (Song chắn rác tinh +
Bể lắng cát ngang)
Mương oxy hóa
Bể lắng đợt 2
Khử trùng Bể trung gian
Trạm bơm
Hồ hoàn thiện
/ngày.đêm”
❖ Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1 Xử lý bậc 1: Xử lý sơ bộ
Nước thải từ các hoạt động sinh hoạt của người dân trên địa bàn Thị xã Dĩ An theo hệ thống cống dẫn qua ngăn tiếp nhận có đặt song chắn rác thô kết hợp với máy cào rác, tại đây rác được loại bỏ nhằm tránh gây hư hại tắc nghẽn bơm và các công trình tiếp theo. Rác được thu hồi và đem đi xử lý. Nước thải được dẫn bằng mương đến bể chứa trung gian, tại đây nước thải được bơm từ trạm bơm năng đến mương của nhà đầu vào đủ cao để nước thải có thể tự chảy xuyên suốt công trình. Nước thải đi qua song chắn rác được đặt trước bể lắng cát ngang kết hợp với thanh gạt vớt dầu mỡ. Một lượng cát sẽ được lắng lại tại bể, nhằm bảo vệ các công trình phía sau tránh làm tắc nghẽn hệ thống. Cát được thu gom từ dưới đáy bể thông qua ống tháo cặn và chuyển đến công trình tách cát. Rác, cát sau khi được tách ra được chuyển đến xí nghiệp xử lý chất thải rắn để xử lý. Nước phát sinh từ quá trình rửa và nén rác, tách nước – rửa cặn, tháo nước trong lớp ván dầu sẽ chảy về ngăn tiếp nhận.
Xử lý bậc 2: Xử lý sinh học
Nước thải qua máy khuấy trộn vào vùng hiếu khí của mương oxy hóa và tại đây xảy ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Nước thải được chuyển đến vùng thiếu khí. Tại vùng này nito có thể bị loại bỏ bởi quá trình khử nitrat và nước thải được dẫn đến bể lắng II. Nước thải sau khi xử lý sẽ tràn qua máng tràn và dẫn vào bể khử trùng để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải trước khi thải ra hồ hoàn thiện rồi xả môi trường.
Xử lý bậc 3: Quy trính khử trùng bằng NaClo
Nước thải được khử trùng bằng NaClO nhằm tăng cường sự tiếp xúc giữa nước thải và chất khử trùng bằng cách tạo sự xáo trộn và tạo thời gian lưu trong bể. Sau khi qua bể khử trùng, hầu hết các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải được tiêu diệt và đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2010/BTNMT, cột A .
Xử lý bùn
Bùn hoạt tính từ bể lắng II được tuần hoàn lại mương oxy hóa còn phần dư tại bể lắng II được đưa vào bể chứa và nén bùn. Bùn dư từ bể chứa và nén bùn được đưa về máy ép bùn dây đai. Máy ép bùn dây đai dùng để khử nước ra khỏi bùn vận hành dưới chế độ cho bùn liên tục vào thiết bị. Sau khi ra khỏi máy ép bùn lượng bùn khô được đem đi chôn lấp. Nước tách bùn được đưa trở lại ngăn tiếp nhận.
/ngày.đêm”
❖ Hiệu xuất xử lý của phương án 1:
Bảng 3.2 Hiệu xuất xử lý của phương án 1
Chỉ tiêu Đầu vào Công trình Đầu ra Hiệu suất (%)
TSS, mg/l 225
Ngăn tiếp nhận (Song chắn rác thô)
213,75 5
BOD5,(200C) 200 190,0 5
COD, mg/l 350 332,5 5
Tổng N, mg/l 40 40 0
TSS, mg/l 213,75
Song chắn rác tinh
181,69 15
BOD5, (200C) 190,0 171,0 10
COD, mg/l 332,5 292,6 12
Tổng N, mg/l 40 40 0
TSS, mg/l 181,69
Bể lắng cát ngang
145,35 20
BOD5,(200C) 171,0 140,22 18
COD, mg/l 292,6 219,45 25
Tổng N, mg/l 40 40 0
TSS, mg/l 145,35
Mương oxy hóa
145,35 0
BOD5,(200C) 133,21 26,64 80
COD, mg/l 219,45 32,92 85
Tổng N, mg/l 40 8,0 80
TSS, mg/l 145,35
Bể lắng II
21,8 85
BOD5,(200C) 26,64 24,51 8
COD, mg/l 32,92 30,29 8
Tổng N, mg/l 8,0 8,0 0
TSS, mg/l 50,87
Khử trùng
21,8 0
BOD5,(200C) 24,51 24,51 0
COD, mg/l 30,29 30,29 0
Tổng N, mg/l 8,0 8,0 0
Coliform, MPN/100ml 19.106 1900 99,99
Nguồn tiếp nhận
(Nguồn:[1], trang 37)
/ngày.đêm”
Bảng 3.3 Tóm tắt hiệu suất xử lý của phương án 1 Chỉ tiêu Đầu vào
Cột A, QCVN 40:2011/BTNMT,
cột A
Đầu ra Hiệu suất (%)
TSS, mg/l 225 50 21,8 90,0
BOD5,(200C) 200 30 24,51 88,0
COD,mg/l 350 75 30,29 91,0
Tổng N, mg/l 40 20 8,0 80,0
Coliform, MPN/100mL 19.106 3000 1900 99,99
/ngày.đêm”
Nước thải
Ngăn tiếp nhận/
Song chắn rác thô
Bể SBR cải tiến
Mương khử trùng UV
Hồ hoàn thiện
Nguồn tiếp nhận (kênh T4) QCVN 40:2011/BTMT, cột A Rác
Bể nén bùn
Máy ép bùn Nước tách bùn
Ủ làm phân compost Chôn lấp
Ghi chú:
Đường nước
Đường bùn, rác cát Đường khí
Cát Nhà đầu vào
(Song chắn rác tinh + Bể lắng cát thổi khí)
Chôn lấp
Bùn Máy thổi khí
Khí
Trạm bơm Bể trung gian 3.4.1.2 Phương án 2:
Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải theo phương án 2.
/ngày.đêm”
❖ Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 2 Xử lý bậc 1: Xử lý sơ bộ
Nước thải được thu gom từ các trạm bơm trên địa bàn Thị xã Dĩ An và nước thải từ quá trình sinh hoạt của công nhân viên tại nhà máy theo cống chính chảy vào ngăn tiếp nhận kết hợp với hố lắng cát, đá và song chắn rác để tách rác. Để giảm tối đa tình trạng lắng cát, nước thải đầu vào sẽ được dẫn theo mương dẫn đến bể chứa trung gian.
Tại đây, nước thải được bơm từ trạm bơm nâng đến độ cao đủ để nước thải tự chảy xuyên suốt nhà máy và tự chảy ra nguồn tiếp nhận là kênh T4 (chảy ra rạch Cái Cầu) ngay khi cả điều kiện triều cường. Đường ống nâng áp từ các máy bơm đến mương phân phối nước chính tại nhà đầu vào để giảm vận tốc dòng chảy. Sau đó, nước thải được chảy vào ngăn phân phối nước để điều hòa dòng chảy và theo các mương dẫn nước thải chảy vào bể lắng cát thổi khí để giữ lại các hạt cát, đá, cặn vô cơ, váng dầu mỡ, chất béo có trong nước thải. Tại đây, các hạt cát sẽ được thiết bị cào cát được bố trí để cào các hạt cát sau khi lắng xuống hố thu cát và dùng bơm để hút cát ra và chuyển đến công trình tách cát.
Rác, cát sau khi được tách ra được chuyển đến xí nghiệp xử lý chất thải rắn để xử lý. Nước phát sinh từ quá trình rửa và nén rác, tách nước – rửa cặn, tháo nước trong lớp ván dầu sẽ chảy về ngăn tiếp nhận. Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ sẽ đi vào ngăn phân phối nước để lưu lượng nước thải được phân phối đều đến 4 bể SBR cải tiến.
Xử lý bậc 2: Xử lý sinh học (SBR cải tiến)
Một chu kì SBR cải tiến bao gồm ba quá trình riêng rẽ: Làm đầy – sục khí, làm đầy – lắng và tháo nước. Tại đây, hầu hết các thành phần ô nhiễm trong nước thải được loại bỏ nhờ quá trình xử lý sinh học diễn ra trong bể SBR cải tiến. Hoạt động của bể SBR cải tiến cho phép dòng nước thải vào liên tục trong các giai đoạn riêng rẻ xảy ra trong cùng một bể. Các giai đoạn diễn ra như sau:
- Phản ứng: khoảng thời gian sục khí hay khuấy trộn được áp dụng để đạt hiệu quả xử lý sinh học mong muốn.
- Lắng: sục khí hay khuấy trộn được tạm ngừng để các chất rắn lắng xuống đáy bể để lại một lớp nước trong đã được xử lý ở bên trên.
- Thu nước: nước trong được rút ra bằng một hệ thống thu nước tự động và được điều khiển theo thời gian.
Ba quá trình này diễn ra tuần tự trong cùng một bể SBR cải tiến, theo nguyên tắc lập lại từng mẻ. Trong cùng một thời điểm, mỗi bể sẽ thực hiện những quá trình khác nhau trong một chu trình xử lý, đảm bảo nước thải được xử lý liên tục. Như vậy, có hai
/ngày.đêm”
bể luôn chứa đầy nước thải và được sục khí, tuần hoàn bùn; một bể thực hiện quy trình lắng và bể còn lại nước đã được xử lý sẽ được bơm ra ngoài, bùn thải sẽ được xử lý tiếp.
Một bể SBR cải tiến được chia làm hai ngăn: một khu vực tiền phản ứng và một khu vực phản ứng chính. Hai khu vực này được phân cách bởi bức tường ngăn kéo dài theo chiều rộng và có các lỗ mở ở đáy bể.
Xử lý bậc 3: Quy trình khử trùng bằng tia cực tím
Nước thải sau khi xử lý tại bể SBR cải tiến được gạn ra bằng các thiết bị tháo nước sẽ tự chảy theo đường ống chung dẫn đến mương khử trùng. Tại đây, nước thải được dẫn qua mương khử trùng có gắn thiết bị đèn UV, nước thải được một nguồn tia cực tím của đèn với bước sóng = 254 nm trong khoảng thời gian vài giây để giảm lượng vi khuẩn E.coli có trong nước thải đầu ra xuống mức 3000 MPN/100ml theo quy định của QCVN 40: 2010/BTNMT (cột A) trước khi thải ra kênh T4.
Xả thải: Nước sau khi khử trùng được đưa ra hồ hoàn thiện và đưa ra kênh T4 cạnh rạch Cái Cầu đổ ra sông Đồng Nai. Nước tại hồ này còn được bơm lên để xử dụng trong một số hoạt động khác của nhà máy.
Xử lý các chất thải phát sinh trong quá trình xử lý nước thải:
❖ Xử lý bùn
Bùn từ các bể SBR cải tiến được bơm tháo ra ngoài trong chu trình gạn lắng nước, bùn được bơm về bể nén bùn. Tại nhà đầu vào bùn được bơm ra trong quá trình lắng cát tại các bể lắng cát kết hợp tách dầu mỡ. Quy trình làm sánh bùn được tăng cường nhờ áp dụng dụng cụ khuấy gắn theo trục đứng. Bùn sau khi cô lại được tháo ra khỏi đáy bể của phễu chứa bùn trung tâm bằng bơm màng.
Bùn được lưu giữ trong bể giữ bùn và được sục khí tạo bọt bóng khí lớn để giữ cho bùn xáo trộn đều trong quá trình tách nước. Để tăng kết quả tách nước thì phải tăng cường độ ổn định bùn và tăng kích thước bông bùn bằng cách thêm hóa chất kết bông polimer hữu cơ. Dung dịch polimer đã được pha loãng sẽ được bơm liều lượng vào đường ống bơm bùn cùng với bùn đã được lưu giữ để tiếp cho các thiết bị ly tâm tách nước để đạt độ kết đủ. Bùn sau tách nước chuyển về Xí nghiệp xử lý chất thải được nén làm gạch làm phân compost.
/ngày.đêm”
❖ Hiệu xuất xử lý của phương án 2:
Bảng 3.4 Hiệu xuất xử lý của phương án 2
(Nguồn:[1], trang 37) Chỉ tiêu Đầu vào Công trình Đầu ra Hiệu suất (%)
TSS, mg/l 225
Song chắn rác thô
213,75 5
BOD5,(200C) 200 190,0 5
COD, mg/l 350 332,5 5
Tổng N, mg/l 40 40 0
TSS, mg/l 213,75
Song chắn rác tinh
181,69 15
BOD5,(200C) 190,0 171,0 10
COD, mg/l 332,5 292,6 12
Tổng N, mg/l 40 40 0
TSS, mg/l 181,69
Bể lắng cát thổi khí + tách dầu mỡ
145,35 20
BOD5,(200C) 171,0 140,22 18
COD, mg/l 292,6 263,34 10
Tổng N, mg/l 40 40 0
TSS, mg/l 145,35
Bể SBR cải tiến
7,27 95
BOD5,(200C) 140,22 14,02 90
COD, mg/l 263,34 39,50 85
Tổng N, mg/l 40 8,0 80
TSS, mg/l 7,27
Khử trùng
7,27 0
BOD5,(200C) 14,02 14,02 0
COD, mg/l 39,05 39,05 0
Tổng N, mg/l 8,0 8,0 0
Coliform,MPN/100ml 19.106 1900 99,99
Nguồn tiếp nhận Ngăn tiếp nhận
/ngày.đêm”
Bảng 3.5 Tóm tắt hiệu suất xử lý của phương án 2
➢ Mức độ cần thiết xử lý
✓ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng chất lơ lửng TSS.
𝑇𝑆𝑆 =𝑇𝑆𝑆𝑣− 𝑇𝑆𝑆𝑟
𝑇𝑆𝑆𝑣 × 100 = 225 − 50
225 × 100 = 78%
(Nguồn:[1], Mục 3.2.4, trang 107) Trong đó:
+ TSSv: hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, mg/l
+ TSSr: hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn tiếp nhận, mg/l
✓ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD.
𝐵𝑂𝐷 =𝐵𝑂𝐷5𝑣 − 𝐵𝑂𝐷5𝑟
𝐵𝑂𝐷5𝑣 × 100 =200 − 30
200 × 100 = 85%
(Nguồn:[1], Mục 3.2.4, trang 107) Trong đó:
+ BOD5v: hàm lượng BOD5 trong nước thải chưa xử lý, mg/l
+ BOD5r: hàm lượng BOD5 trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn tiếp nhận, mg/l
✓ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD.
𝐶𝑂𝐷 = 𝐶𝑂𝐷𝑣− 𝐶𝑂𝐷𝑟
𝐶𝑂𝐷𝑣 × 100 =350 − 75
350 × 100 = 79%
(Nguồn:[1], Mục 3.2.4, trang 107) Trong đó:
+ CODv: hàm lượng COD trong nước thải chưa xử lý, mg/l
+ CODr: hàm lượng COD trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn tiếp nhận, mg/l
Chỉ tiêu Đầu vào Cột A, QCVN 40:2011/BTNMT,
cột A
Đầu ra Hiệu suất (%)
TSS, mg/l 225 50 7,27 97,0
BOD5,(200C) 200 30 14,02 93,0
COD,mg/l 350 75 39,05 89,0
Tổng N, mg/l 40 20 8,0 80,0
Coliform, MPN/100mL 19.106 3000 1900 99,99
/ngày.đêm”