Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu công ngiệp có công suất 1200m3ngày.đêm...

Tài liệu Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu công ngiệp có công suất 1200m3ngày.đêm

.DOCX
75
51
79

Mô tả:

CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, phát triển bền vững là xu hướng phát triển chủ đạo của cả nước trên thế giới. Đó là sự phát triển mạnh mẽ, liên tục của nền kinh tế, đồng thời với việc lành mạnh hóa xã hội và bảo vệ môi trường. Ở nước ta, Đảng và nhà nước sớm nhận rõ tầm quan trọng và mối quan hệ gắn kết giữa sự phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường, đặc biệt trong thời kì công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Để tạo điều kiện trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, các khu công nghiệp được thành lập. Các khu công nghiệp được hình thành với một số loại hình và quy mô khác nhau, theo mục tiêu hoạt động và chức năng hoạt động, các khu công nghiệp được chia ra các loại hình: Loại hình 1: các khu công nghiệp được xây dựng trên khuôn viên đã có một số doanh nghiệp hoạt động. Các doanh nghiệp này được thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển theo đúng quy hoạch, đồng thời tạo hạ tầng kỹ thuật tập trung đồng bộ và hạ tầng xã hội thuận lợi phục vụ tốt việc phát triển khu công nghiệp có điều kiện xử lý các chất thải với các thiết bị tiên tiến. Loại hình 2: Các khu công nghiệp thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu di dời các nhà máy , xí nghiệp ở nội thành các đô thị xen kẽ với các khu dân cư đông đúc do yêu cầu bảo vệ môi trường nhất thiết phải di chuyển. Loại hình 3: Các khu công nghiệp qui mô nhỏ và vừa mà hoạt động sản xuất gắn liền với nguồn nguyên liệu nông lâm, thủy sản được hình thành ở một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Loại hình 4: Các khu công nghiệp hiện đại, xây dựng mới hoàn toàn. Các khu công nghiệp loại này có tốc độ hạ tầng tương đối nhanh và chất lượng khá cao, có hệ thống xử lý chất thải tiên tiến, đông bộ tạo điều kiện hấp dẫn đầu tư đối với các công ty nước ngoài có công nghệ cao, khả năng tài chính và làm ăn lâu dài với Việt Nam, khả năng vận động tiếp xúc đầu tư thuận lợi, có mạng lưới kinh doanh rộng ở nhiều nước, có kinh nghiệm tiếp thị. Do vậy cùng với sự phát triển và xây dựng các khu công nghiệp, việc xây dựng các hệ thống xử lý chất thải, trong đó có hệ thống xử lý chất thải cũng được tiến hành nhằm giảm thiểu tới mức thấp nhất các tác hãi do chất thải gây ra đối với môi trường. Tuy nhiên, làm sạch chất thải không phải giải quyết vấn đề một cách cơ bản mà chỉ là phương pháp hỗ trợ. Bên cạnh việc xây dựng các hệ thống xử lý nước thải, các nhà máy xí nghiệp trong khu công ngiệp cũng cần áp dụng các biện pháp giảm thiểu nước thải như: áp dụng công nghệ mới có hoặc có ít nước thải, loại trừ hoặc giảm phế thải công nghiệp vào nước thải sản xuất, áp dụng hệ thống tuần hoàn, tái sử dụng nước thải. Vì vậy để đảm bảo an toàn cho nguồn nước cũng như môi trường thì tính cấp thiết hiện nay la cần phải xây dựng các hệ thống xử lí nước thải cho các khu công ngiệp, các nhà máy xí nghiệp nằm trong các khu công nghiệp. 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu công ngiệp có công suất 1200m 3/ngày.đêm. Nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN24:2009 /BTNMT loại A. 1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường, giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải khu công nghiệp. Góp phần nâng cao ý thức về mô trường cho nhân viên cũng như ban quản lý khu công nghiệp. Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên, học tập , tham quan. CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP 2.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI 2.1.1 Các thông số vật lý Hàm lượng chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS – SS) có thể có bản chất là: Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù Các chất hữu cơ không tan Các vi sinh vật ( Vi khuẩn, tảo, vi nấm,…) Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý. Mùi Hợp chất gây mùi đặt trưng nhất là H2S còn gọi là mùi trứng thối. Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S. Độ màu Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng la mgPt/ L ( thang đo Pt_Co). Độ màu là thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải. 2.1.2 Các thông số hóa học Độ pH của nước pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ co trong dung dịch , thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hòa tan trong nước. pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lí nước. Độ pH có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước. Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường. Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand – COD) Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng phương pháp hóa học ( sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh ). Về bản chất, đây là thông số được dùng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật. Trong moi trường tự nhiên, ở điều kiện tiêu thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày để quá trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất. Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh ( mạnh hơn hẳn oxy ) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều. Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm giảm được số liệu tương đối về mức ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn. COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD , giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lí phù hợp. Nhu cầu oxy sinh học ( BIOchemical Oxygen Demand – BOD) Về định nghĩa, thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20oC, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy và vi khuẩn hiếu khí. Nói cách khác , BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày. Thông số BOD sẽ càng lớn nếu mẫu nước chứa niều chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học . BOD là một thông số quan trọng: Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước và nước thải. Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thủy vực thiên nhiên. Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn phục vụ công tác quản lý môi trường. Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen – DO) Tất cả các sinh vật sống đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác để duy trì trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình phát triển và sinh sản quá trình. Oxy là yếu tố quan trọng đối với con người cũng như các sinh vật khác. Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình hóa sinh trong nước: Oxy hóa các chất khử vô cơ: Fe2+, Mn2+, S2-, NH3… Oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, và kết quả của quá trình này là nước nhiễm bẩn trở nên sạch. Quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch của nước tự nhiên, được thực hiện nhờ vai trò quan trọng của một số vi sinh vật hiếu khí trong nước. Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các vi sinh vật nước tồn tại và phát triển. Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy hòa tan . Như đề cập, khả năng hòa tan của oxy vao nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên rất có giới hạn. Cũng vì lí do trên, hàm lượng oxy hòa tan là thông số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước mặt. Nitơ và hợp chất hữu cơ chứa nitơ Nito là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt trái đất. Nito là thành phần cấu tạo thành protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin trong nhân tế bào. Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sinh sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protei liên tục được thải vào môi trường với lượng rất lớn. Các protein này dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nito vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và cỏ thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí. Như vậy, trong môi trường đất và nước , luôn tồn tại các thành phần chứa Nito: từ các protein có cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các Nito vô cơ là sản phẩm quá trình khoáng hóa chất kể trên: Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, có thể hiện nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự nhiên giàu protein. Các hợp chất chứa Nito ơ dạng hòa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vô cơ ( NH4+, NO2-, NO3-) Thuật ngữ Nito tổng là tổng Nito tồn tại ở các dạng trên. Nito là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Photpho và các hợp chất chứa photpho Nguồn gốc các hợp chất chứa photpho có liên quan đến sự chuyển hóa các chất thải của người và động vật và sau này là lượng phân khổng lồ phân lân sử dụng trong nông nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt và một số ngành công nghiệp trôi theo dòng nước. Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới dạng Phosphate. Các hợp chất phosphate được chia thành phosphate vô cơ và phosphate hữu cơ. Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Việc xác định P tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải ab82ng phương pháp sinh học ( tỉ lệ BOD : N : P = 100:5:1) Phospho và các hợp chất chứa phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam. Chất hoạt động bề mặt Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước tạo nên sự phân tán trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và một số ngành công nghiệp. 2.1.3 Các thông số vi sinh vật học Nhiều sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền bệnh hoặc gây bệnh cho người. Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống kí sinh, phát triển và sinh sản. Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tan2ng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán. Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây bệnh về đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn ( typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa… Vi rút: Vi rút có trong nước thải có thể gây các bệnh liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan,…Thông thường sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi rút. Giun sán Giun sán là loại sinh vật kí sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con người có thể là một số các vật chủ này. Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào nước. Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả. Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và động vật. Trong người và động vật thường có vi khuẩn E.Coli sinh sống và phát triển. Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường. Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng ít hay nhiều phụ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn. KHả năng tồn tại của vi khuẩn E.Coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh khác. Do đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định mức độ ô nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nước qua việc xác định số lượng E.Coli đơn giàn và nhanh chóng. Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ ô nhiễm của nguồn nước. 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP Các phương pháp xử lý nước thải Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý bằng những phương pháp thích hợp khác nhau. Một cách tổng quát, các phương pháp xử lý nước thải được chia thành các loại sau: - Phương pháp xử lý cơ học Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý - Phương pháp xử lý sinh học 2.2.1 Phương pháp xử lý cơ học Song chắn rác: Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước khi qua song chắn rác. Tại đây các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilon,…được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 -100mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 -25mm. Tùy theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động. Song chắn rác được làm bằng kim loại đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng 1 góc 60 o nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75-85o nếu làm sạch bằng máy. Tiết diện của song chắn rác có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Song chăn rác tiết diện tròn có lục trở nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi vật giữ lại. Do đó thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy. Vận tốc nước qua song chăn rác giới hạn trong khoảng từ 0.6- 1m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0.75 – 1m/s nhằm trách lực đẩy qua khe. Vận tốc cực tiểu là 0.4m/s nhằm trách phân hủy các chất thải rắn. Do song chắn rác được đặt trong máng dẫn nước nên dễ xảy ra hiện tượng nén dòng và tạo ra các dòng xoáy nên tại ngăn để song chắn rác, thành máng được mở rộng một góc 20o. Nhà đặt song chắn rác phải thông gió thường xuyên. Trong nhà phải có bố trí các thiết bị nâng , cào, vớt rác và máy nghiền rác. Bể lắng Các loại bể lắng thường được dùng để xử lý sơ bộ nước thải trước khi xử lí sinh học hoặc như một công trình xử lý độc lập nếu chỉ yêu cầu tách các loại cặn lắng khỏi nước thải trước khi xả thải ra nguồn nước mặt. Dùng để xử lý các loại hạt lơ lửng. Nguyên lý làm việc dựa trên trọng lực. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bể lắng là nồng độ chắc lơ lửng và tính chất vật lý của chúng, kích thước hạt, động học quá trình nén cặn, độ ẩm của cặn sau lắng và trọng lượng riêng của cặn khô. Các yếu tố ảnh hương đến quá trình lắng: Lưu lượng nước thải, thời gian lắng, tải trọng thủy lực, sự keo tu của chất rắn, vận tốc, dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng. Bể vớt dầu mỡ Công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước ( mạng lưới và các công trình xử lý ). Vì vậy ta phải thu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau. Các chất này sẽ bịt kín lỗ hỏng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học và chúng cung phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn. Lọc cơ học Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp. Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD. Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35% theo BOD bằng cá biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học. Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử trùng và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho qua xử lý sinh học. Các loại thiết bị lọc: Lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở. Ngoài ra còn có lọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại. Bể điều hòa Do lưu lượng dòng thải biến động không đều theo thời gian. Việc biến động này do nhiều nguyên nhân như kế hoạch gia tăng sản xuất, qui trình công nghệ sản xuất, thay đổi nguyên liệu đầu vào. Ngoài ra lưu lượng còn phụ thuộc nhiều vào thiết kế của hệ thống thu gom nước và các yếu tố thời tiết như lượng mưa. Bể điều hòa được xây dựng với mục tiêu: Khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động của lưu lượng Nâng cao hiệu suất của quá trình phía sau Giảm kích thước và chi phí của những xử lý phía sau 2.2.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ Bản chất của quá trình xử lý hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hoặc ô nhiễm môi trường. Các phương pháp hóa lý được áp dụng để xử lý nước thải là đông tụ, keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion, trích li, chưng cất, cô đặc, lọc ngược và siêu lọc, kết tinh, nhả hấp…Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt lơ lửng phân tán( rắn và lỏng), các khí tan, các chất vô cơ, hữu cơ hòa tan. Phương pháp đông tụ và keo tụ Quá trình lắng chỉ có thể tách được hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất nhiễm bẩn dưới dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết tập hợp các hạt, nhằm làm tang vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hòa điện tích thường gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ là quá trình keo tụ. Tuyển nổi Tuyển nổi được ứng dụng để loại ra khỏi nước các tạp chất phân tán không tan và khó lắng. Trong nhiều trường hợp tuyển nổi còn được sử dụng để tách chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Về nguyên tắc, tuyển nổi được dùng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm của phương pháp này là hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi, chi phí đầu tư và vận hành không lớn, thiết bị đơn giản, vận tốc nổi lớn hơn vận tốc lắng, có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ, hiệu quả xử lí cao (95% -98%), có thể thu hồi tạp chất. Tuyển nổi kèm theo sự thông khí nước thải, giảm nông độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bi oxy hóa. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ ( thường là không khí ) vào pha lỏng. Các khí kết dinh với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu. Hiệu suất của quá trình tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bọt khí. Kích thước tối ưu của chúng nằm trong khoảng 15 -30um. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng. Để đạt được mục đích này, đôi khi người ta bổ sung vào nước cất chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt phân pha như dầ bạch dương, phenol, natri ankylsilicat, cresol,… Tùy thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu, quá trình tuyển nổi sẽ đạt hiệu suất cao đối với các hạt có kích thước nhỏ từ 0.2-1.5mm. Điều kiện tốt nhất để tách các hạt trong quá trình tuyển nổi là khi tỷ số giữa lượng pha khí và pha rắn Gk/Gr = 0.01 – 0.1. Hấp phụ Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả. Trong trường hợp tổng quát, quá trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn: Di chuyển chất cần hấp hụ từ nước thải đến bề mặt hấp hụ ( vùng khuếch tán ngoài) Thực hiện quá trình hấp phụ Di chuyển chất bên trong hạt chất hấp phụ (vùng khuếch tán trong) Người ta thường dùng than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một số chất thải của sản xuất như xỉ tro, xỉ, mạt sắt và các chất hấp phụ bằng khoáng chất như đất sét, silicagen, keo nhôm,… Khi trộn chất hấp phụ với nước người ta sử dụng than hoạt tính ở dạng hạt 0,1mm và nhỏ hơn. Quá trình tiến hành trong một hoặc nhiều bậc. Hấp phụ một bậc được ứng dụng khi chất ah61p phụ rất rẻ hoặc là chất thải của sản xuất. Quá trình hấp phụ nhiều đạt hiệu quả cao hơn. Khi đó ở bậc một người ta chỉ sử dụng lượng than cần thiết để giảm nồng độ chất ô nhiễm từ C o đến C1, sau đó than được tách ra bằng lắng, còn nước thải đi vào bậc hai để tiếp tục xử lý bằng than mới. Phương pháp trung hòa Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6,5 -8,5. Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách; trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm , bổ sung thêm tác nhân hóa học, lọc nước qua lớp vật liệu có tác dụng trung hòa. Phương pháp oxy hóa khử Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất oxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganate kali, bicromat kali, oxy của không khí, ozon,… Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học, do đó quá trình oxy hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không thể tách bằng những phương pháp khác. Ví dụ: khử xyanua hay hợp chất hòa tan của asen. Phương pháp điện hóa Nhằm phá hủy các tạp chất độc hại ở trong nước bằng cách oxy hóa điện hóa trên cực anot hoặc dùng để phục hồi các chất quý. 2.2.3 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Phương pháp này sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân hủy chất bẩn hữu cơ bẩn trong nước thải. Các sinh vật sử dụng chất khoáng và hữu cơ để làm dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng chúng nhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản nên sinh khối tăng lên. Quá trình sau là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ còn lại thành chất vô cơ (sunfit, muối amon, nitrat…), các chất khí đơn giản (CO 2, N2,…) và nước. Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa. Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành nhóm chính như sau: Phương pháp hiếu khí Phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ có trong điều kiện oxy. Chất hữu cơ + O2 – H2O + CO2 + NH3 + …. Các phương pháp xử lý hiếu khí thường hay sử dụng: Phương pháp bùn hoạt tính: dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lửng vi sinh vật. Và phương pháp lọc sinh học : dựa trên quá trình sinh trưởng bám dính của vi sinh vật. Phương pháp bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, kết lại thành các bông với trung tâm là các chất rắn lơ lửng trong nước ( cặn lắng chiếm khoảng 30-40% thành phần cấu tạo bông, nếu thổi khí và khuấy đảo đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30%, thời gian dài khoảng 35%, kéo dài tới vài ngày có thể tới 40% ). Các bông này có màu vàng nâu dễ lắng có kích thước từ 3 -100um. Bùn hoạt tính có khả năng hấp phụ (trên bề mặt bùn) và oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải với sự có mặt của oxy. Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bao gồm các bước : Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịch thể ( nước thải) tới bề mặt các tế bào vi sinh vật. Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ bề mặt ngoài qua tế bào màng bán thấm. Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế bào vi sinh vật ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào. Phương pháp lọc sinh học Là phương pháp dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng lọc sinh học, oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước. Các màng sinh học là các vi sinh vật ( chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kị khí, tùy nghi. Các vi khuẩn hiếu khí được tập trung ở màng lớp ngoài của màng sinh học. Ở đây chúng phát triển và gắn với giá mang là các vật liệu lọc ( được gọi là màng sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởng bám dính). Phương pháp kị khí Dựa trên sự chuyển hóa vật chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy nhờ rất nhiều loài vi sinh vật yếm khí tồn tại trong nước thải. Sản phẩm của quá trình là CH4, CO2, N2, H2S, NH3, trong đó CH4 chiếm nhiều nhất. Phân hủy kị khí có thể chia thành 6 quá trình Quá trình lên men Metan gồm 3 giai đoạn Pha thủy phân: Chuyển các chất hữu cơ phân tử lượng lớn thành hợp chất dễ tan và phân tử lượng nhỏ hơn trong nước. Pha chuyển hóa axit: Các vi sinh vật tạo thành axit gồm cả vi sinh vật kị khí và vi sinh vật tùy nghi. Chúng chuyển hóa các sản phẩm phân hủy trung gian thanh các axit hữu cơ bậc thấp, cùng các chất hữu cơ khác như axit hữu cơ, axit béo, rượu, axit amin, glyxerin, H2S, CO2, H2,… Pha kiềm: Các vi sinh vật metan đích thực mới hoạt động. Chúng là những vi sinh vật kỵ khí bắt buộc, chuyển hóa các sản phẩm của pha axit thành CH 4 và CO2. pH trong giai đoạn này sẽ tăng từ từ lên. 2.3 XỬ LÝ BÙN CẶN Nhiệm vụ xử lý bùn cặn ( cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải ) Làm giảm thể tích và độ ẩm cặn Ổn định cặn Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau Rác được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể metan để tiếp tục xử lý. Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào mục đích khác Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo : thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị ly tâm cặn,…). Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55- 75%. Máy ép bang tải: bùn được chuyển từ bể nén bùn sang máy ép để giảm tối đa lượng nước có trong bùn. Trong quá trình ép bùn ta cho một số polymer vào để kết dính bùn. Lọc chân không: Thiết bị lọc chân không là trụ quay đặt nằm ngang. Trụ quay đặt ngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính. Khi trụ quay nhờ máy bơm chân không cặn bị ép vào vải bọc. Quay li tâm: Các bộ phận cơ bản là roto hình côn và ống rỗng ruột. Roto và ống quay cùng chiều nhưng với những tốc độ khác nhau. Dưới tác động của lực li tâm các phần rắn của cặn nặng đập vào tường của roto và được dồn lăn đến khe hở, đổ ra thùng chứa bên ngoài. Lọc ép: Thiết bị lọc gồm một số tấm lọc và vải lọc căng ở giữa nhờ các trục lăn. Mỗi một tấm lọc gồm 2 phần trên và dưới. Phần trên gồm vải lọc, tấm xốp và ngăn thu nước thấm. Phần dưới gồm ngăn chứa cặn. Giữa hai phần có màng đàn hồi không thấm nước. Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng khác nhau: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, bang tải, … Sauk hi sấy, độ ẩm còn 25 – 30% và ở dạng hạt dễ vận chuyển. Đối với trạm xử lý có công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nén sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát. CHƯƠNG III PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI Để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cần có các thông số đầu vào bao gồm: lưu lượng nước thải, đặt tính nước thải đầu vào cũng như yêu cầu về chất lượng nước thải sau xử lý. Lưu lượng nước thải thực tế của từng cụm công nghiệp bao gồm các loại nước thải phát sinh từ các khu vực chúng tôi tạm gọi theo nguồn gốc phát sinh: Nước thải sản xuất: Các nhà máy trong khu công nghiệp hiện nay thuộc các ngành công nghiệp sản xuất các loại sản phẩm khác nhau nên nhu cầu sử dụng nước khác nhau. Như các ngành chế biến thực phẩm lại sử dụng một lượng nước tương đối lớn nước sản xuất, các ngành may mặc, lắp ráp cơ khí, vật liệu xây dựng, chế tạo dây điện, thiết bị điện…lại sử dụng ít nước hơn. Tùy theo từng công nghệ và quy mô sản xuất mà lưu lượng nước thải sẽ khác nhau và có thành phần các chất ô nhiễm khác nhau. Chia làm 3 nhóm chính: Nhóm 1: sản xuất giấy, ngành thuộc da, các ngành có công đoạn tẩy nhuộm, công nghệ xi mạ, sản xuất hóa chất, sản xuất pin –ác quy, chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, mực in. Nhóm 2: Ngành nghề chế biến gỗ: cưa xe sấy gỗ và sản xuất các sản phẩm từ gỗ ( trừ chạm trỗ, thủ công mỹ nghệ) ; sơn gia công các sản phẩm gỗ, kim loại và các sản phẩm khác; luyện cán thép và các sản phẩm từ phôi thép, luyện cán và sản xuất các sản phẩm cao su; kinh doanh phân loại phế liệu, phế thải, thức ăn chăn nuôi, ngành thực phẩm: chế biến thủy sản, nước chấm bột ngọt, muối dầu ăn, cồn rượu bia, nước giải khát, chế biến hạt điều. Nhóm 3: Sản xuất gạch, nguyên liệu pha chế và đóng gói thuốc bảo vệ thực vật, sản xuất phân bón, ngành tái chế phế liệu, phế thải ( sản xuất thép, kim loại từ phế thải, tái chế dầu nhớt) ; sơ chế mũ cao su thiên nhiên, sản xuất thức ăn gia súc, gia cầm, sản xuất tinh bột từ khoai mì, xử lý chất thải công nghiệp nguy hại. Nước thải sinh hoạt: Nước thải của các nhà máy đang hoạt động trong Khu công nghiệp bao gồm cặn lơ lửng (SS), chất dinh dưỡng (N,P), BOD, COD, Vi sinh,… Nước mưa chảy tràn: Đối với nước mưa chảy tràn, một số nhà máy trong khu công nghiệp có hệ thống thu gom nước mưa độc lập với hệ thống thu gom nước thải vì thế nước mưa thu gom sẽ đổ vào cống thu mưa của khu công nghiệp. Đối với nhà máy hiện không có hệ thống thu gom nước mưa và nước thải riêng biệt thì cần phải đầu tư hệ thống thoát nước riêng biệt để nước thải sẽ được thu gom và dẫn vào tram xử lý nước thải tập trung của cụm công ngiệp. 3.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐANG ÁP DỤNG TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP 3.2.1 Khu công nghiệp Tân Tạo Thông số cơ bản: Lưu lượng nước thải thiết kế: Tổng lưu lượng nước thải : 6000m3/ngđ Lưu lượng trung bình giờ (24h) : 250m3/h Lưu lượng tối đa: 400m3/2h Tính chất cơ bản của nước thải đầu vào: PH = 6 – 9 SS = 200mg/l BOD5 = 400mg/ l COD = 600mg/l Yêu cầu xử lý nước thải ra đạt tiêu chuẩn loại B ( TCVN 5945 – 2005) Nước thải từ nhà máy ( tềền xử lý) Bể thu gom Hệ điềều hành pH, NaOH, H2SO4 Bể điềều hòa Dinh dưỡng N/P Khí nén Bể bùn hoạt tnh Bể tách bùn clo Bơm hồềi lưu Bể gom bùn Máy ép bùn Bể khử trùng Sân phơi bùn Nguồền tềếp nhận Sơ đồ công nghệ KCN Tân Tạo Thu gom xử lý điểm: sử dụng công nghệ bùn hoạt tính hiếu khí. Công nghệ đơn giản, dễ vận hành. Nhược điểm: Không đề phòng được sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn 3.2.2 Khu công nghiệp Linh Trung 1 Lưu lượng nước thải thiết kế : 5000m3/ngđ Tính chất nước thải đầu vào: PH = 5 – 9 SS = 300mg/l BOD5 = 500mg/ l COD = 800mg/l Nhiệt độ = 45oC Yêu cầu xử lý nước thải ra: đạt tiêu chuẩn loại A ( TCVN 5945 – 2005) Bể thu gom Đồềng hồề đo lưu lượng Lưới chắến tnh Polymer Bể điềều hòa Máy ép bùn Bánh bùn Bể lọc than hoạt tnh Bể SBR Bể chứa sau xử lý sinh học Bể nén bùn Bộ lọc tnh Bể đệm Bể tềếp xúc Clorine Sơ đồ công nghệ KCN Linh Trung 1 Ưu điểm: Sử dụng công nghệ bùn hoạt tính theo phương pháp SBR. Phương pháp này có khả năng xử lý nước thải BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm diện tích, không cần nhiều nhân viên. Nhược điểm: Đòi hòi người vận hành phải có trình độ cao, vận hành phức tạp, chi phí xây dựng tốn kém. 3.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU CÔNG NGHIỆP Đề xuất công nghệ xử lý nước thải dựa vào: Công suất trạm xử lý Đâều ra Chất lượng nước sau xử lý Thành phần , tính chất nước thải khu công nghiệp Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước Hiệu quả quá trình Diện tích đất sẵn có của khu công nghiệp Quy mô và xu hướng phát triển trong tương lai của khu công nghiệp Yêu cầu về năng lượng, hóa chất, các thiết bị sẵn có trên thị trường. 3.3.1 Thành phần nước thải trước và sau xử lý của khu công nghiệp Nước thải có thể chứa chất tan, không tan, các chất vô cơ hoặc hữu cơ. STT Chỉ tiêu Đơn vị 1 2 3 4 pH COD BOD SS mg/l mg/l mg/l Giá trị đầu vào QCVN 24:2009/BTNMT ( loại A ) 7 6-8.5 1100 50 900 30 700 50 Nhận xét: Bảng thành phần tính chất nước thải trước và sau xử lý cho thấy một số thông số như BOD, COD, SS còn cao và cần tiếp tục xử lý đạt loại A – QCVN24:2009/BTNMT trước khi xả vào nguồn. 3.3.2 Đề xuất công nghệ xử lý Dựa trên phân tích lưu lượng, thành phần nước thải, yêu cầu mức độ xử lý, điều kiện kinh tế, kỹ thuật ta chọn phương án:
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan