Các giải pháp về mặt công nghệ đƣợc đề xuất trong nội dung luận văn bao gồm:
- Phân tích đặc điểm xử lý nƣớc thải sinh hoạt cục bộ bằng bể tự hoại truyền thống và thay thế bằng bể tự hoại cải tiến (bể Bastaf) đối với một số KCN/CCN hiện chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung hoặc công trình xử lý nào khác.
- Đề xuất xây dựng mô hình xử lý nƣớc thải cục bộ đối với các nhà máy sản xuất thép.
- Đề xuất xây dựng mô hình xử lý nƣớc thải cục bộ đối với các nhà máy đóng tàu.
- Đề xuất xây dựng mô hình xử lý nƣớc thải cục bộ đối với các nhà máy sản xuất giấy.
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 70 (phƣơng án ƣu tiên).
Dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải tập trung KCN Nam Cầu Kiền đƣợc đề xuất nhằm mục đích xử lý chủ yếu cho loại hình nƣớc thải từ hoạt động đóng tàu, sản xuất cơ khí và các loại hình nƣớc thải sản xuất, sinh hoạt khác từ toàn bộ KCN.
Nguồn tiếp nhận của hệ thống xử lý nƣớc thải KCN là mƣơng thoát nƣớc mƣa của toàn KCN, hiện tại nƣớc mƣa và nƣớc thải của toàn KCN cũng đang xả tập trung tại tuyến mƣơng này. Sau đó, mƣơng dẫn nƣớc đổ ra sông Cấm.
3.3.2.1. Lựa chọn mô hình xử lý cục bộ điển hình đối với một số doanh nghiệp
Nƣớc thải từ các doanh nghiệp bao gồm nƣớc thải sinh hoạt của công nhân và nƣớc thải sản xuất. Do đó, mô hình xử lý cục bộ đề xuất riêng biệt đối với nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải một số ngành sản xuất điển hình trong KCN.
Xử lý cục bộ nƣớc thải sinh hoạt
Nƣớc thải sinh hoạt của công nhận vận hành các nhà máy trong KCN là tƣơng đƣơng nhau, chỉ khác nhau về lƣu lƣợng nƣớc thải do số lƣợng công nhân, số ca làm việc trong ngày.
Hiện tại, theo nguồn [5], mô hình xử lý nƣớc thải sinh hoạt cục bộ tại các nhà máy trong KCN thƣờng là bể tự hoại 3 ngăn đƣợc thiết kế nhƣ sau:
Hình 3.3. Xử lý cục bộ nƣớc thải SH bằng bể tự hoại 3 ngăn (hiện đang vận hành)
NGĂN 1 - Điều hoà - Lắng -Phân huỷ sinh học NGĂN 2 -Lắng, phân huỷ sinh học NGĂN 3 - Lắng -Chảy tràn Nƣớc thải SH đã đƣợc xử lý
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 71
Nguyên tắc hoạt động của loại công trình này là lắng cặn và phân huỷ, lên men cặn lắng hữu cơ.
Phần cặn đƣợc lƣu lại phân huỷ kỵ khí trong bể, phần nƣớc đƣợc thoát vào hệ thống thoát nƣớc thải chung toàn nhà máy. Ngoài ra, một số biện pháp sau đây sẽ đƣợc thực hiện nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của công trình:
- Định kỳ (6 tháng/lần) bổ sung chế phẩm vi sinh vào bể tự hoại để nâng cao hiệu quả làm sạch của công trình.
- Tránh không để rơi vãi dung môi hữu cơ, xăng dầu, xà phòng ... xuống bể tự hoại. Các chất này làm thay đổi môi trƣờng sống của các vi sinh vật, do đó giảm hiệu quả xử lý của bể tự hoại.
Hiện nay, theo nguồn (Nguyễn Việt Anh, 2002) [11], công nghệ Bastaf (bể tự hoại cải tiến 5 ngăn) đã đƣợc nghiên cứu phát triển và ứng dụng tại một số địa phƣơng trên cả nƣớc.
Hình 3.4. Sơ đồ xử lý sơ bộ nƣớc thải sinh hoạt bằng bể Bastaf (đề xuất)
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 72
bể, có vai trò làm ngăn lắng – lên men kỵ khí đồng thời điều hòa lƣu lƣợng và nồng độ chất bẩn trong dòng nƣớc thải. Nhờ có các vách ngăn hƣớng dòng ở những ngăn tiếp theo, nƣớc thải đƣợc chuyển động từ dƣới lên trên, tiếp xúc với các vi sinh vật kỵ khí trong lớp bùn hình thành ở đáy bể trong điều kiện động. Các chất bẩn hữu cơ đƣợc các vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa làm nguồn dinh dƣỡng cho sự phát triển của chúng. Cũng nhờ các vách ngăn này, công trình trở thành một dãy bể phản ứng kỵ khí đƣợc bố trí nối tiếp. Cơ chế tạo dòng chảy hƣớng lên của bể Bastaf đảm bảo hiệu suất sử dụng thể tích tối đa và sự tiếp xúc trực tiếp của dòng nƣớc thải hƣớng lên và lớp bùn đáy bể nơi chứa các quần thể vi khuẩn kỵ khí cho phép nâng cao hiệu suất xử lý rõ rệt. Các ngăn lọc kỵ khí phía sau cho phép nâng cao hiệu suất xử lý của bể và tránh rửa trôi bùn cặn theo nƣớc.
Các kết quả quan trắc thu đƣợc trong Phòng thí nghiệm và hiện trƣờng cho thấy bể Bastaf cho phép đạt hiệu suất xử lý cao, ổn định, ngay cả khi dao động lƣu lƣợng và nồng độ chất bẩn của nƣớc thải đầu vào lớn (phù hợp với đặc thù nƣớc thải công nghiệp). Hiệu suất xử lý trung bình theo COD, BOD5 và TSS tƣơng ứng là 75-90%, 70-85%, 75-95%.
Tuy nhiên, thực tế cho thấy, công nghệ bể Bastaf này chỉ áp dụng chủ yếu đối với KCN/CCN có đặc tính nƣớc thải tƣơng đƣơng với nƣớc thải sinh hoạt, hệ thống xử lý đƣợc xây dựng mới hoàn toàn (do quá trình cải tạo từ bể tự hoại truyền thống sang bể cải tiến cũng phức tạp do phần lớn các bể đƣợc xây dựng ngầm).
Mặt khác, khi KCN/ CCN đã xây dựng TXLNT tập trung, thành phần dinh dƣỡng giàu BOD, COD trong nƣớc thải sinh hoạt của công nhân còn góp phần làm tăng hiệu quả xử lý nƣớc thải công nghiệp, tỷ lệ giữa thải lƣợng nƣớc thải sinh hoạt so với nƣớc thải sản xuất là không đáng kể. Do đó, lƣợng nƣớc thải sinh hoạt này thƣờng đƣợc thu gom trực tiếp vào TXLNT tập trung của KCN để xử lý.
Dựa vào 3 ngành công nghiệp cơ bản hiện đang đầu tƣ sản xuất tại KCN Nam Cầu Kiền, tác giả đã nghiên cứu, tham khảo tài liệu và đề xuất công trình xử lý (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 73 CỤC bộ cho từng loại hình cụ thể nhƣ sau: Xử lý sơ bộ nƣớc thải các nhà máy thép
Hình 3.5. Mô hình tuần hoàn nƣớc của Nhà máy thép
Các nhà máy thép đang hoạt động tại KCN Nam Cầu Kiền là Công ty CP thép Sao Biển, công ty CP thép Việt Nhật.
Nƣớc thải từ công đoạn máy cán thép: Chủ yếu là nƣớc làm mát máy có chứa cặn vô cơ, váng dầu mỡ và vảy oxit kim loại.
Quy trình xử lý minh họa ở hình trên: Nƣớc làm mát máy sẽ đƣợc đƣa vào bể chứa (1). Đặc trƣng chủ yếu của nƣớc thải này là nhiệt độ cao, chứa các cặn rắn kim loại và váng dầu mỡ. Lƣợng cặn trong nƣớc sẽ đƣợc gom lại trong các ống thu cặn ở đáy bể (1) và đƣợc xử lý theo quy trình xử lý chất thải nguy hại (kết hợp trong khu xử lý cặn của TXLNT tập trung hoặc xử lý riêng). Nƣớc đƣợc chảy tràn sang bể (2) và đƣợc bơm tuần hoàn phục vụ quá trình làm mát. Lƣợng nƣớc chảy tràn tại bể (2) sẽ qua bể lọc cát trƣớc khi thải vào hệ thống thoát nƣớc chung của KCN.
Nƣớc thải các nhà máy đóng tàu
Các nhà máy/ doanh nghiệp đóng tàu hiện đang đầu tƣ tại KCN Nam Cầu Bể chứa nƣớc làm mát
Bể lọc cát
Thải ra môi trƣờng
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 74
Kiền gồm có Công ty CPCN tàu thủy Shinec, công ty TNHH Songsan – Vinashin. Qua nghiên cứu cho thấy, đối với các nhà máy đóng tàu thì lƣợng nƣớc thải sản xuất rất ít, chủ yếu là nƣớc vệ sinh khu vực sản xuất. Thành phần nƣớc thải chủ yếu chứa dầu mỡ, kim loại và cặn. Các thành phần này đã đƣợc nghiên cứu và xử lý trong hệ thống XLNT tập trung của KCN.
Theo nguồn [6], quy trình xử lý nƣớc thải sơ bộ đối với nhà máy đóng tàu nhƣ sau:
Hình 3.6. Quy trình xử lý sơ bộ nƣớc thải – Nhà máy đóng tàu
Nƣớc thải nhà máy giấy
Nƣớc thải sản xuất chủ yếu phát sinh ở công đoạn xeo giấy, ngoài ra còn một lƣợng nƣớc rửa máy móc thiết bị. Lƣợng nƣớc này đều đƣợc thu gom xử lý để tận thu bột và tuần hoàn nƣớc phục vụ sản xuất.
Theo nguồn (Trần Hiếu Nhuệ & cộng sự, 2007) [21], sơ đồ quy trình xử lý nƣớc thải sản xuất nhà máy giấy đƣợc đề cập trong bảng sau:
Hình 3.7. Quy trình xử lý sơ bộ nƣớc thải – Nhà máy giấy
Nƣớc cấp sản xuất Dây chuyền xeo giấy Bể điều hòa Bể tuyển nổi Bể chứa bột giấy Tuần hoàn nƣớc Tuần hoàn bột giấy Nƣớc thải sinh hoạt Nƣớc thải sản xuất Hệ thống XLNT tập trung Nguồn tiếp nhận
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 75
Nƣớc thải từ dây chuyền xeo giấy đƣợc thu gom về bể điều hòa, một phần đƣợc bơm lại dây chuyền sản xuất tại công đoạn xeo giấy, phần còn lại đƣợc đƣa đến bể tuyển nổi tách bột giấy. Nƣớc sau khi xử lý đƣợc thu gom về ngăn nƣớc sạch trong bể điều hòa (tuần hoàn) sau đó tuần hoàn lại dây chuyền sản xuất, một phần nƣớc đƣợc sử dụng làm nƣớc kỹ thuật trong hệ thống tuyển nổi.
3.3.2.2. Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải tập trung KCN Nam Cầu Kiền
Tính toán sơ bộ công suất xử lý:
Theo quy hoạch chung của KCN, dự kiến đến năm 2020, số lƣợng cán bộ công nhân viên làm việc tại KCN là 1.500 ngƣời.
Tổng lƣợng nƣớc cấp cho khu đất dành cho công nghiệp đã đƣợc duyệt quy hoạch đến năm 2020 là 5.000 m3/ng.đêm.
Trên thực tế, tính đến năm 2020, tỷ lệ đầu tƣ vào KCN đạt khoảng 40% (theo ƣớc tính của cán bộ quản lý KCN), lƣu lƣợng nƣớc thải tính bằng 80% lƣu lƣợng nƣớc cấp. Công suất của TXLNT đƣợc tính:
Q2 = 0.4 x 5000 x 0,8 = 1.600 m3/ng.đêm
Dự kiến giai đoạn 1 (2013-2020), thiết kế hệ thống XLNT công suất 1,600 m3/ng.đêm; giai đoạn 2 từ (2020 – 2050) dự kiến nâng công suất lên 5,000 m3/ng.đêm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trên cơ sở tham khảo các mô hình xử lý nƣớc thải tập trung KCN, một số đánh giá sơ bộ nhƣ sau:
- Quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải của các KCN hầu hết là giống nhau, đều áp dụng phƣơng pháp xử lý sinh học: đây là phƣơng pháp xử lý đạt hiệu quả cao, có chi phí thấp, vận hành đơn giản. Tùy thuộc thải lƣợng, đặc tính của nƣớc thải đầu vào và nƣớc thải đầu ra mà có thể bổ sung thêm một số công trình xử lý khác.
- Đối với các KCN có các nhà máy ko có quy trình xử lý nƣớc thải sơ bộ trƣớc khi xả vào hệ thống chung sẽ dẫn đến hệ thống xử lý không ổn định, hiệu quả xử lý thấp, chất lƣợng nƣớc thải đầu ra không đạt yêu cầu.
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 76
Hình 3.8. Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải KCN Nam Cầu Kiền
Nƣớc thải KCN Trạm bơm Ngăn tiếp nhận, nhà đặt song chắn rác Bể điều hòa Bể tách dầu mỡ Bể hợp khối keo tụ + lắng 1 Bể Aerotank Bể lắng 2 Bể tiếp xúc Mƣơng tiếp nhận Sông Cấm Bể nén bùn Sân phơi bùn Bãi chôn lấp CTR TP Bùn tuần hoàn
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 77 Mô tả công nghệ XLNT đề xuất:
Nƣớc thải đƣợc thu gom từ các nhà máy thông qua hệ thống cống chung chảy về bể thu tập trung rồi đƣợc bơm lên khu xử lý. Tại đây, nƣớc thải tự chảy qua các công trình cho đến khi ra mƣơng tiếp nhận.
Nƣớc thải từ ngăn tiếp nhận qua song chắn rác nhằm mục đích loại bỏ lƣợng rác vô cơ có kích thƣớc lớn trƣớc khi vào công trình xử lý tiếp theo. Tiếp đến, nƣớc thải chảy vào bể điều hòa.
Bể điều hòa là công trình cần thiết đƣợc đề xuất trong hệ thống xử lý nƣớc thải công nghiệp do các đặc tính:
i. Lƣu trữ nƣớc thải phát sinh vào những giờ cao điểm và phân phối đều cho các bể xử lý phía sau.
ii. Kiểm soát các dòng nƣớc thải có nồng độ ô nhiễm cao; iii. Tránh gây quá tải cho các quá trình xử lý phía sau.
iv. Làm giảm và ngăn cản lƣợng nƣớc có nồng độ các chất độc hại cao.
v. Có vai trò là bể chứa nƣớc thải khi hệ thống dừng lại để sửa chữa hay bảo trì và tích trữ nƣớc thải để đạt đến công suất thiết kế.
Bể điều hòa cần lắp đặt các máy khuấy phía dƣới đáy bể giúp khuấy trộn đều nƣớc thải, tránh tạo điều kiện phân hủy sinh học kỵ khí để giảm phát sinh mùi hôi.
Nƣớc thải sau khi qua bể điều hòa đến bể tách dầu mỡ. Do đặc điểm nƣớc thải CN đóng tàu, lắp ráp thiết bị – cơ khí có chứa thành phần dầu mỡ. Bể đƣợc trang bị thiết bị gạt váng dầu bề mặt và gạt bùn dƣ đáy bể. Bùn dƣ và váng nổi đƣợc bơm về bể chứa nén bùn cho quá trình xử lý bùn tiếp theo.
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 78 mỡ giảm đáng kể.
Nƣớc thải tiếp tục chảy ra bể hợp khối keo tụ , lắng 1 nhằm làm giảm hàm lƣợng chất hữu cơ (BOD, COD), kim loại nặng (As, Cd, Cu, Fe, Cr) có trong nƣớc thải. Hóa chất keo tụ đƣợc cho vào nƣớc thải và khuấy trộn tạo thành bông cặn có kích thƣớc lớn và lắng xuống đáy bể lắng. Bùn cặn đƣợc thu gom ra khỏi nƣớc thải bằng hệ thống san gạt thủy lực và đƣợc bơm sang khối xử lý bùn. Hiệu quả xử lý tại các công trình xử lý sơ bộ này đạt tới 30-35% đối với BOD và 50-90% đối với TSS.
Nƣớc thải tiếp tục vào bể Aerotank. Bể Aerotank đƣợc thiết kế hình chữ nhật. Khi hệ thống cần nâng công suất chỉ cần xây thêm các đơn nguyên song song mà không phải cải tạo đƣờng nƣớc hay đƣờng bùn (hệ thống máng bê tông dẫn nƣớc và ống thu gom bùn). Công nghệ xử lý bằng bể Aerotank đƣợc lựa chọn do điều kiện hiện tại và trong tƣơng lai, nếu sử dụng hệ thống hồ sinh học sẽ không đáp ứng đủ quỹ đất. Mặt khác, bể Aerotank đã đƣợc thiết kế và sử dụng tại rất nhiều nơi nên quá trình thi công và vận hành không gặp nhiều khó khăn.
Tại bể Aerotank, không khí đƣợc sục vào nhằm đảm bảo nồng độ oxy cho quá trình phân hủy hiếu khí và giữ bùn ở trạng thái lơ lửng cho các vi sinh vật thực hiện phản ứng loại bỏ các chất hữu cơ có trong nƣớc thải.
Nƣớc thải ra khỏi bể Aerotank có hàm lƣợng bùn lắng lớn và đƣợc lắng tại bể lắng 2. Bùn hoạt tính ra khỏi bể lắng 2 một phần đƣợc tuần hoàn trở lại bể Aerotank, một phần đƣợc đƣa sang khối xử lý bùn. Sau khi qua bể lắng 2, chất lƣợng nƣớc thải về cơ bản đã đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật về môi trƣờng QCVN 40:2011.
Nƣớc thải tiếp tục chảy sang bể tiếp xúc. Tại đây, Clo đƣợc đƣa vào khuấy trộn nhằm loại bỏ hàm lƣợng Coliform có trong nƣớc thải đạt đến ngƣỡng cho phép. Nƣớc thải đƣợc xả ra mƣơng tiếp nhận và đổ ra sông Cấm theo cửa xả của KCN. Bùn lỏng và rác vô cơ tiếp tục đƣợc nén để giảm thể tích trong bể nén bùn và
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Chuyên ngành Khoa học Môi trường
Trang 79
đƣợc vận chuyển ra sân phơi và đến bãi chôn lấp chất thải rắn chung của thành phố.
Hình 3.9. Mƣơng nƣớc thải & nƣớc mƣa bao quanh KCN Nam Cầu Kiền
3.3.2.3. Phân tích chi phí đầu tư cho phương án ưu tiên – Xây dựng TXLNT tập (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});