Tài liệu Báo cáo đồ án – xử lý nước thải bằng công nghệ MBBR

  • Số trang: 90 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 3015 |
  • Lượt tải: 1
tailieuonline

Tham gia: 31/07/2015

Mô tả:

LỜI CẢM ƠN Hiện nay việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt là rất cần thiết. Để hoàn thành chương trình đào tạo kỹ sư kỹ thuật môi trường em lựa chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy may TNG – Phú Bình Thái Nguyên bằng công nghệ MBBR”. Nhằm góp sức cho việc bảo vệ môi trường nói chung và xử lý nước thải sinh hoạt của nhà máy may TNG – Phú Bình nói riêng. Sau 2 tháng nỗ lực thực hiện em đã hoàn thành đề tài này. Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án này, em đã nhận được sự quan tâm ủng hộ và hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo, ban quản lý dự án công ty TNG đã tạo mọi điều kiên để em có thể hoàn thành đồ án. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Trung tâm thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện để em có thể thí nghiệm, nghiên cứu trong quá trình em thực hiện đồ án. Ban quản lý dự án công ty TNG đã giúp đỡ em nhiệt tình trong quá trình thu thập số liệu và tham quan thực tế nhà máy để phục vụ cho việc thực hiện đồ án này. Các thầy cô giáo bộ môn Kỹ thuật môi trường, Khoa Xây dựng và Môi trường, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập giúp em có được một nền tảng kiến thức nhất định để hoàn thành đồ án. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Th.S Phạm Hương Quỳnh, người đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án này. Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình và các bạn bè đã luôn động viên và tạo những điều kiện tốt nhất để em học tập và hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên ngày…. Tháng….năm….. Sinh viên thực hiện NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... Thái Nguyên, ngày........tháng.........năm…….. CH ƯƠĐẦU..................................................................................................................1 NG 4 2.................................................................................................................................35 3 .................................................................................................................................11 .................................................................................................................................21 MỞ C KẾẾ TÍNH ƠTSQU ỞTOÁN LÝ Ả NGHIẾN THUYẾẾ THIẾẾ TC X KẾẾ Ứ ỬH ULÝỆVÀ THỐẾ NƯỚ THNẢ CGOTH XLU Ử ẢIẬLÝ SINH N......................................................................................21 NƯỚ HO C ẠTH T........................................................................11 ẢI....................................................................35 CHƯƠNG 1.............................................................................................................. 3 CHO NHÀQUAN MÁY MAY TNG – PHÚ BÌNH.........................................................................................35 TỔNG VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT.....................................................3 MỤC LỤC 1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt...................................................................3 1.1.1. Nguồn gốc và đặc trưng của nước thải sinh họat......................................3 1.1.2. Tác hại đến môi trường...............................................................................5 1.1.3. Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay...............................6 1.2. Khái quát về Nhà máy may TNG - Phú Bình..........................................10 2.1. Các phương pháp phụ trợ cho xử lý sinh học..............................................11 2.1.1. Phương pháp cơ học..................................................................................11 2.1.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý..............................................13 2.1.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học............................................14 2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học...............................................14 2.2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên 14 2.2.2. Xử lý nước thải trong điều kiện hiếu khí nhân tạo.................................15 2.2.3. Công nghệ xử lý nước thải của nhà máy may TNG – Phú Bình............16 3.1. Mục đích, nội dung và phương pháp nghiên cứu....................................21 3.1.1. Mục đích.....................................................................................................21 3.1.2. Nội dung.....................................................................................................21 3.1.3. Đối tượng....................................................................................................21 3.1.4. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................21 3.2. Mô hình thí nghiệm........................................................................................23 3.3. Kết quả nghiên cứu........................................................................................25 3.4. Lựa chọn sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải cho TNG – Phú Bình ……………………………………………………………………………………...30 4.1. Tính toán thiết kế các công trình và thiết bị................................................35 4.1.1. Mương dẫn nước thải và song chắn rác...................................................35 4.1.2. Bể lắng cát và tách dầu mỡ.......................................................................39 4.1.3. Hầm tiếp nhận............................................................................................41 4.1.4. Bể điều hòa.................................................................................................42 4.1.5. Bể lắng 1.....................................................................................................45 4.1.6. Bể MBBR....................................................................................................50 4.1.7. Bể lắng 2.....................................................................................................62 4.1.8. Bể nén bùn..................................................................................................65 KẾẾT LUẬN VÀ KIẾẾN NGHỊ.............................................................................................................75 PHỤ LỤC.....................................................................................................................................76 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................78 4.1.9. Khử trùng...................................................................................................69 4.2. Tính toán chi phí đầu tư và chi phí xử lý......................................................70 4.2.1. Chi phí đầu tư............................................................................................70 4.2.2. Chi phí xử lý...............................................................................................74 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Chương 1 Bảng 1.1. Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt........................................4 Chương 3 Bảng 3.1. Bảng kết quả phân tích các chỉ tiêu nước thải của nhà máy TNG...........25 Bảng 3.2. Hàm lượng bùn hoạt tính bám dính theo thời gian..................................26 Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm với hàm lượng COD vào khác nhau.........................27 Bảng 3.4. Giá trị các thông số nước thải vào ra mô hình........................................29 Bảng 3.5. Bảng giá trị trung bình thông số nước thải của TNG - Phú Bình...........30 Chương 4 Bảng 4.1. Bảng số liệu thiết kế mương dẫn và song chắn rác.................................39 Bảng 4. 2. Bảng số liệu thiết kế bể lắng cát và tách dầu mỡ...................................41 Bảng 4. 3. Bảng số liệu thiết kế hầm thu gom..........................................................42 Bảng 4.4. Bảng số liệu thiết kế bể điều hòa.............................................................44 Bảng 4.5. Bảng số liệu thiết kế bể lắng 1.................................................................49 Bảng 4.6. Bảng thông số đầu vào bể MBBR của nước thải.....................................50 Bảng 4.7. Bảng tóm tắt thông số của giá thể...........................................................52 Bảng 4. 8. Bảng số liệu thiết kế bể MBBR hiếu khí.................................................58 Bảng 4.9. Bảng số liệu thiết kế bể MBBR thiếu khí.................................................61 Bảng 4.10. Bảng số liệu thiết kế bể lắng 2...............................................................65 Bảng 4.11. Bảng số liệu thiết kế bể nén bùn............................................................68 Bảng 4.12. Bảng tính toán chi phí xây dựng............................................................70 Bảng 4.13. Bảng tính toán chi phí mua thiết bị.......................................................71 Bảng 4.14. Bảng số liệu tổng dự toán công trình xử lý............................................73 Bảng 4.15. Bảng tính toán chi phí năng lượng........................................................74 DANH MỤC CÁC HÌNH Chương 2 Hình 2.1. Các công nghệ xử lý hiếu khí...................................................................15 Hình 2.3. Hình dạng giá thể....................................................................................19 Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý xử lý nước thải bằng công nghệ MBBR.........................19 Chương 3 Hình 3.1. Mô hình MBBR kết hợp lắng...................................................................23 Hình 3.2. Đồ thị quan hệ giữa thời gian và hàm lương sinh khối bám dính............26 Hình 3.3. Đồ thị quan hệ giữa hàm lượng COD và thời gian xử lý.........................27 Hình 3.4. Đồ thị quan hệ giữa COD và thời gian xử lý trong quá trình liện tục.....28 Hình 3.5. Sơ đồ quy trình công xử lý nước thải nhà máy may TNG........................32 Chương 4 Hình 4.1. Cấu tạo song chắn rác.............................................................................37 Hình 4.2. Bể điều hòa..............................................................................................45 Hình 4.3. Bể lắng.....................................................................................................49 Hình 4.4. Cấu tạo và kích thước bể MBBR..............................................................57 KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT QCVN 14/2008 BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt MBBR (moving bed biofilm reactor): Màng vi sinh chuyển động MBR (Membrane bioreactor): Bể lọc sinh học bằng màng AO ( Anaerobic & Oxic): Yếm khí và hiếu khí AAO (Anaerobic, Anoxic, & Oxic): Yếm khí, thiếu khí và Oxic) TCXDVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và tiêu chuẩn thiết kế TCVN 7957: Thoát nước – Mạng lưới và công trình bên ngoài – tiêu chuẩn thiết kế XLNT: Xử lý nước thải COD ( Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa học BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa sinh TKN (Tatol Kjeldahl Nitrogen): Tổng ni tơ Kjeldahl VSV: Vi sinh vật. Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường MỞ ĐẦU Trong thời gian gần đây, vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung, đặc biệt là nước thải đang là một vấn đề thu hút được sự quan tâm của nhà nước, các tổ chức quốc tế và nhiều cộng đồng dân cư. Hiện nay, cùng với công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa thì tốc độ đô thị hóa cũng đang diễn ra nhanh chóng. Đô thị hóa, công nghiệp hóa sẽ đưa đến sự tăng trưởng các ngành kinh tế, phát triển xã hội và nâng cao mức sống của nhân dân, đó là mặt tích cực. Nhưng ngược lại quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa sẽ gây ra các áp lực mạnh mẽ đối với môi trường và tài nguyên thiên nhiên, làm mất cân bằng sinh thái, làm giảm chất lượng môi trường, suy giảm tài nguyên thiên nhiên. Một trong tác nhân gây ô nhiễm đó là nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư, các nhà máy, xí nghiệp. Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại TNG là Doanh nghiệp kinh doanh đa ngành bao gồm: sản xuất hàng may mặc xuất khẩu, đầu tư kinh doanh hạ tầng khu công nghiệp, kinh doanh bất động sản, thương mại, kinh doanh vận tải và đào tạo. Công ty được thành lập ngày 22/11/1979 là doanh nghiệp quốc doanh. Đến ngày 01/01/2003 được chuyển sang hình thức công ty cổ phần với 100% vốn của các cổ đông với tên Công ty Cổ phần May Xuất khẩu Thái Nguyên đến ngày 05/09/2007 công ty đổi tên thành Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại TNG. Nhà máy TNG Phú Bình được đặt tại khu công nghiệp Kha Sơn xã Kha Sơn - huyện Phú Bình – Tỉnh Thái Nguyên là chi nhánh thứ 5 của công ty cổ phần đầu tư và thương mại TNG. Được khởi công xây dựng vào năm 2010 và đi vào hoạt động trong quý 3 năm 2011. Nhà xưởng được xây dựng khang trang và có nhiều máy móc hiện đại. Hiện nay không ít doanh nghiệp chỉ quan tâm đến sản xuất và lợi nhuận kinh tế mà thiếu trách nhiệm trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Khác với những doanh nghiệp này Ban giám đốc công ty TNG đã nhận thức rõ vấn đề kinh tế - xã hội – môi trường là mục tiêu phát triển doanh nghiệp. Để hướng tới thực hiện ISO 14000, nhà máy may Phú Bình đã được đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. Vì vậy em xin thực hiện đồ án “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy may TNG – Phú Bình Thái Nguyên bằng công nghệ MBBR”. GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 1 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường Mục tiêu đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy may TNG – Phú Bình Thái Nguyên bằng công nghệ MBBR. Nội dung của đồ án gồm 4 chương Chương 1: Tổng quan về nước thải sinh hoạt Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Nghiên cứu và thảo luận Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 2 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt 1.1.1. Nguồn gốc và đặc trưng của nước thải sinh họat Nguồn gốc của nước thải: nước thải sinh hoạt là nước đã được sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của con người như: ăn uống, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa....của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịch vụ, bệnh viện, trường học, nhà hàng..vv.. Thành phần nước thải sinh hoạt bao gồm 2 loại: + Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh. + Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà. Đặc trưng nước thải: Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học chiếm từ 55 đến 65% tổng lượng chất bẩn, chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có cả các vi sinh vật gây bệnh. Đồng thời trong nước thải còn có nhiều vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình chuyển hoá chất bẩn trong nước [6]. Hợp chất nitơ trong nước thải là các hợp chất amoniac, protein, peptid, axit amin, amin cũng như các thành phần khác trong chất thải rắn và lỏng. Mỗi người hàng ngày tiêu thụ 5 - 16g nitơ dưới dạng protein và thải ra khoảng 30% trong số đó. Hàm lượng nitơ thải qua nước tiểu lớn hơn trong phân khoảng 8 lần. Các hợp chất chứa nitơ , đặc biệt là protein, và urin trong nước tiểu bị thuỷ phân rất nhanh tạo thành amoni/amoniac. Trong các bể phốt xảy ra quá trình phân huỷ yếm khí các chất thải, quá trình phân huỷ này làm giảm đáng kể lượng chất hữu cơ dạng carbon nhưng tác dụng giảm hợp chất nitơ không đáng kể, trừ một phần nhỏ tham gia vào cấu trúc tế bào vi sinh vật. Hàm lượng hợp chất nitơ trong nước thải từ các bể phốt cao hơn so với các nguồn thải chưa qua phân huỷ yếm khí [1]. Trong nước thải sinh hoạt, nitrat và nitrit có hàm lượng rất thấp do lượng oxy hoà tan và mật độ vi sinh tự dưỡng (tập đoàn vi sinh có khả năng oxy hoá amoni) thấp. Thành phần amoni chiếm 60 - 80% hàm lượng nitơ tổng trong nước thải sinh hoạt [1]. Nguồn phát thải photpho quan trọng nhất trong nước thải sinh hoạt là phân, thức ăn thừa, chất tẩy rửa tổng hợp. Lượng photpho có nguồn gốc từ phân được ước tính là 0,2 - 1,0 kg P/người/năm hoặc trung bình là 0,6 kg. Lượng photpho từ nguồn chất tẩy rửa tổng hợp được ước tính là 0,3 kg/người/năm. Sau khi hạn chế hoặc cấm GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 3 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường sử dụng photpho trong thành phần chất tẩy rửa, lượng photpho trên giảm xuống, còn khoảng 0,1 kg/người/năm. Thức ăn thừa: sữa, thịt, cá hoặc dụng cụ nấu ăn, đựng các loại trên khi vào nước cũng thải ra một lượng photpho đáng kể [1]. Nước thải sinh hoạt giàu chất dinh dưỡng, do đó nó là nguồn để các vi khuẩn phát triển, trong đó có cả các vi khuẩn vô hại và các vi khuẩn gây bệnh phát triển. Trong nước thải sinh hoạt, tổng số coliform từ 106 đến 109 MPN/100ml, fecal coliform từ 104 đến 107 MPN/100ml. Sau đây là bảng thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt. Bảng 1.1. Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt Loại nước thải Stt Tên chỉ tiêu Đơn vị Đậm đặc Trung bình QCVN 14:2008/ Thấp 4,5 – 9 BTNMT (mức B) 1 PH 5–9 2 BOD5 mg/l 350 250 150 50 3 COD mg/l 740 530 320 80 4 SS mg/l 450 300 190 50 5 Dầu mỡ khoáng mg/l 100 70 40 20 6 mg/l 23 16 10 4 7 Tổng Nitơ mg/l 50 30 15 8 Tổng Coliform MPN/ 100ml Tổ ng Pho t pho 10.000 15 5,000 Nguồn: Waste water Treatment (Biological and chemical Processes) GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 4 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường 1.1.2. Tác hại đến môi trường Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt là do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra. COD, BOD: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữa cơ tiêu thụ một lượng lớn oxy trong nước, gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H 2S, NH3, CH4 … Làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường. SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây ra quá trình phân hủy yếm khí sinh ra mùi hôi thối. Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật nước. Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện tượng thường xảy ra ở nguồn nước có hàm lượng N và P cao, trong đó các loài thực vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nước trở nên ô nhiễm. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt, đặc biệt là trong phân, đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn khác nhau, qua tiếp xúc trực tiếp, qua môi trường (đất, nước, không khí, cây trồng, vật nuôi, côn trùng…), thâm nhập vào cơ thể người qua đường thức ăn, nước uống, hô hấp,…,và sau đó có thể gây bệnh. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán. Màu: gây mất mỹ quan. Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt. GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 5 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường 1.1.3. Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay *) Công nghệ Aerotank truyền thống Công nghệ aerotank truyền thống là công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng, được sử dụng nhiều nhất và lâu đời nhất bởi tính hiệu quả của nó. Aerotank truyền thống là quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học được vi sinh vật hiếu khí sử dụng như một chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển. Qua đó thì sinh khối vi sinh ngày càng gia tăng và nồng độ ô nhiễm của nước thải giảm xuống. Không khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải. Ưu điểm: Phương pháp xử lý bằng Aerotank có ưu điểm là hiệu suất xử lý đạt 85 – 95% là COD, BOD [3], vốn đầu tư ban đầu nhỏ. Vận hành đơn giản, an toàn. Thích hợp với nhiều loại nước thải. Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà không phải gia tăng thể tích bể. Nhược điểm: Phương pháp này hạn chế chính là khó vận hành do cần phải khống chế một lượng bùn cần thiết nhất định trong bể, đòi hỏi người vận hành hệ thống xử lý phải có kiến thức và kinh nghiệm nhất định. Bể Aerotank cần nhiều năng lượng hơn cho việc làm thoáng khí trong bể. *) Mương oxy hoá Mương oxy hóa được sử dụng khá rộng rãi để xử lý nước thải đặc biệt là nước thải sinh hoạt. Trong mương oxy hóa hỗn hợp vi sinh và nước thải chảy theo đường vòng, dòng nước được đẩy và cấp khí do các thiết bị cơ học. Vùng hiếu khí trong mương oxy hóa hình thành ở vùng phía trước vị trí đặt thiết bị sục khí (theo chiều dòng chảy), vùng phía sau sục khí là vùng thiếu khí. Nước thải được nạp vào vùng thiếu khí thì quá trình khử nitrat sẽ sử dụng được chất hữu cơ từ nguồn thải. Ưu điểm: Với mương oxy hoá ta có thể làm tăng khả năng làm thoáng nhằm loại bỏ tốt chất ô nhiễm. Hiệu suất xử lý BOD, COD tùy thuộc vào chiều dài của mương thông thường hiệu suất xử lý đạt được khoảng 70 - 85% [1]. Việc vận hành đơn giản. Nhược điểm: Mương oxy hoá có cấu tạo tương đối phức tạp, mặt cắt nước của mương có cấu tạo là hình thang cân, hình chữ nhật, chiều dài mương chiếm dụng lớn, mà diện tích đất cho hệ thống xử lý nước thải khu đô thị không nhiều. Hiệu suất xử lý Nitơ, Phopho trong nước thải thấp. Công nghệ này đã được ứng dựng để xử lý nước thải sinh hoạt của Công ty TNHH Furukawa (Khu chế xuất Tân Thuận, Quận 7, TPHCM, Việt Nam). GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 6 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường *) Công nghệ AO Quá trình AO là sơ đồ phối hợp xử lý yếm khí (anaerobic) và hiếu khí (oxic). Bùn từ bể lắng thứ cấp được bơm trở lại trộn với dòng thải tại đầu vào. Trong quá trình xử lý yếm khí, photphat được tách ra khỏi vi sinh vật từ dòng bùn hồi lưu dưới dạng photphat đơn. Một phần chất hữu cơ cũng được xử lý tại đây bởi các quá trình lên men yếm khí, khử nitrat và do vi sinh bio – P hấp thu. Trong quá trình xử lý hiếu khí, photphat đơn được vi sinh sử dụng để tổng hợp tế bào và được tích lũy bởi loại vi sinh bio – P. Quá trình A/O là quá trình tách loại photpho trực tiếp, không ghép thêm công đoạn tách phụ vào hệ xử lý nước thải thông dụng [1]. Ưu điểm: xử lý phốt pho tốt Nhược điểm: Trong trường hợp nước thải chứa hợp chất nitơ, hệ trên cũng có tác dụng xử lý, tuy nhiên cần phải tính toán đủ thời gian lưu cho giai đoạn hiếu khí để oxy hóa amoni. *) Công Nghệ AAO [1] AAO là một biến hình công nghệ của AO bao gồm các công đoạn xử lý yếm khí (Anaerobic), thiếu khí (Anoxic) và hiếu khí (Oxic), trong đó giai đoạn xử lý thiếu khí dành cho quá trình khử nitrat với thời gian lưu thủy lực khoảng một giờ. Khoang xử lý thiếu khí được bổ xung nitrat, nitrit từ bể hiếu khí (quay vòng), bùn từ bể lắng thứ cấp được hồi lưu về bể yếm khí. Ưu điểm của công nghệ AAO là nước thải qua hệ thống đạt hiệu quả xử lý cao, nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn loại A. Có thể xử lý đồng thời cả nitơ và phốt pho. Tốn ít diện tích hơn so với công nghệ truyền thống. Nhược điểm của công nghệ AAO đó là thiết kế xây dựng, vận hành khó khăn. Công nghệ này đã được ứng dụng tại nhiều bệnh viện trên thế giới nhưng tại Việt Nam mới chỉ được ứng dụng tại một số khu công nghiệp và đô thị chứ chưa được thử nghiệm tại bệnh viện. Chợ Rẫy là bệnh viện đầu tiên thí điểm hệ thống xử lý nước thải theo công nghệ AAO. *) Lọc sinh học cao tải Ưu điểm: Chiếm diện tích xây dựng nhỏ. Bể thường dùng để xử lý nước thải sinh hoạt với hiệu quả khử BOD5 của bể đạt từ 60% đến 85% với công suất từ 500 m3 tới hàng chục nghìn m3/ngày.đêm. Bể lọc hoạt động hiệu quả khi hàm lượng BOD5 khoảng dưới 300 mg/l. Để nâng cao hiệu quả xử lý nước cần tuần hoàn lại nước sau bể lọc để xử lý lại [4]. Nhược điểm: Để đảm bảo tải trọng thủy lực vật liệu lọc thường làm bằng than đá, đá cuội sỏi, và đá ong lớn kích thước trung bình 40 đến 80 mm. Chiều cao lớp GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 7 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường vật liệu lọc từ 2 đến 4m có thể tăng lên từ 6 đến 6m. Hạn chế phải thay lớp vật liệu lọc và trong quá trình lọc hay bị tắc hay giảm dần tải trọng thủy lực [4]. *) Công nghệ MBBR MBBR là quá trình kết hợp giữa hai quá trình màng sinh học và quá trình bùn hoạt tính. Trong đó, vi sinh vật phát triển trên bề mặt các hạt nhựa polyetylen (đệm) lơ lửng trộn lẫn với nước thải trong bể phản ứng. Không khí cấp vào bể vừa để cung cấp ôxy cho vi sinh vật sử dụng vừa là động lực cho các đệm chuyển động trong bể (các đệm plastic nhẹ, có khối lượng riêng xấp xỉ khối lượng riêng của nước). Ưu điểm của MBBR so với những phuơng pháp xử lý sinh học truyền thống: Sự khuếch tán của chất khí và các chất hòa tan đến vi sinh vật tốt hơn rất nhiều, tốc độ sử dụng cơ chất tăng. Khả năng tạo sinh khối rất lớn. Giảm thể tích bể phản ứng sinh học vì bề mặt riêng của các đệm plastic rất lớn. Quá trình khử Nitơ và phốt pho rất tốt. MBBR có thể sử dụng cho tất cả các loại bể sinh học (aerobic, anoxic, hoặc anaerobic). Hiệu quả xử lý cao, vận hành đơn giản và chi phí thấp. Vì vậy công nghệ này đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới do có nhiều ưu điểm so với công nghệ truyền thống. Nhược điểm: Giá thành thiết bị ban đầu lớn, Công nghệ mới, chưa phổ biến rộng rãi. Công nghệ này đã được ứng dụng để xử lý nước thải sinh hoạt nhà hàng Legend Beer – số 4 Vũ Ngọc Phan, Hà Nội. *) Công nghệ Johkasou Johkasou là thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt của Nhật Bản, Johkasou được sử dụng rộng rãi tại Nhật Bản. Nguyên lý của công nghệ Johkasou là: Xử lý nước thải theo phương pháp sinh học, dùng các vi sinh vật kị khí và hiếu khí phân huỷ cac chất hữu cơ trong nước thải. Johkasou là loại thiết bị thân thiện với môi trường, sử dụng màng lọc khuẩn theo hướng không gian nhằm tăng bề mặt tiếp xúc nước thải với các vi sinh vật đặc hiệu. Ưu điểm của công nghệ Johkasou: Hệ thống gọn nhẹ, độ bền cao, sử dụng an toàn. - theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản. Thể tich của hệ thống Johkasou chỉ bằng 70% thể tích của bể tự hoại cho cho cùng số người sử dụng. Vị trí lắp đặt: bên ngoài toà nhà hoặc trong gara xe, được chôn ngầm dưới đất, không tốn về diện tích. Bùn lắng được thu gom triệt để. GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 8 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường Nhược điểm: Công nghệ Johkasou được ứng dụng rất rộng rãi ở Nhật Bản và trên thế giới tuy nhiên công nghệ này có một số nhược điểm khi ứng dụng ở nước ta đó là: + Cơ sở hạ tầng nước ta còn kém, hay xảy ra úng lụt sẽ gây sự rối loạn quá trình hoạt động của Johkasou. Khi Johkasou chìm lâu trong úng lụt sẽ mật khả năng hoạt động theo đúng trình tự. Khi đó cần phải hút cạn, nạo vét, kích hoạt lại vi sinh. + Khả năng điều chỉnh vai trò các khoang ngăn chưa cao, khi nào cần yếm khí, khi nào cần hiếu khí và khi nào cần thiếu khí để tỷ lệ các chất trong các khoang ngăn hợp lý, tạo cho quá trình sinh hóa sảy ra hiệu quả và hiệu suất cao nhât. Giá thành cao do nước ta chưa sản xuất được. Hiện ở Việt Nam, công nghệ Johkasou đã được ứng dụng trong xử lý nước thải tại nguồn ở nhiều khu đô mới, các bệnh viện và các nhà máy lớn. Ví dụ như công trình ứng dụng hệ thống Johkasou là nhà NO6 khu đô thị mới Dịch Vọng do Công ty Cổ phần phát triển đô thị Từ Liêm làm chủ đầu tư. Với thể tích 3,6 mét khối, công suất xử lý 2m3/ngày đêm phù hợp cho 10-15 người sinh hoạt được đặt tại tầng 1. Và khu đô thị mới Bắc quốc lộ 32 Hà Nội, dự án do LIDECO làm chủ đầu tư. *) Công nghệ MBR MBR là viết tắt của cụm từ Membrane bioreactor (bể lọc sinh học bằng màng) có thể định nghĩa tổng quát là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng công nghệ lọc màng. Trong bể duy trì hệ bùn sinh trưởng lơ lửng, các phản ứng diễn ra tại đây giống như các quá trình sinh học thông thường khác, nước sau xử lý được tách bùn bằng hệ lọc màng với kích thước màng khoảng 0,1 - 0,4 µm. Màng ở đây còn đóng vai trò như một giá thể cho vi sinh vật dính bám tạo nên các lớp màng vi sinh vật dày, làm tăng bề mặt tiếp xúc pha, tăng cường khả năng phân huỷ sinh học. Ưu điểm: Tăng hiệu quả sinh học 10 - 30%. Thời gian lưu bùn dài, bùn hoạt tính tăng 2 - 3 lần. Không có lắng thứ cấp, chất lượng đầu ra không còn vi sinh vật. Tiết kiệm được diện tích xây dựng (vì không cần xây bể lắng & bể khử trùng). Tải trọng chất hữu cơ cao. Nhược điểm: Màng phải hoạt động trong một dải pH. Chi phí đầu tư ban đầu lớn. Công nghệ mới nên chưa có nhiều người có kinh nghiệm lắp đặt, thiết kế và bảo dưỡng. Công nghệ này đã được ứng dụng để xử lý nước hồ Biển Bạch, thành phố Ninh Bình, tỉnh Ninh Bình vì đây là địa điểm điển hình cho các sông hồ hiện đang bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy. GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 9 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường 1.2. Khái quát về Nhà máy may TNG - Phú Bình Nhà máy TNG Phú Bình được đặt tại khu công nghiệp Kha Sơn xã Kha Sơn huyện Phú Bình – Tỉnh Thái Nguyên là chi nhánh thứ 5 của công ty cổ phần đầu tư và thương mại TNG. Được khởi công xây dựng vào năm 2010 và đi vào hoạt động trong quý 3 năm 2011. Tổng diện tích của công ty là 9.2ha, gồm có: + 2 nhà xưởng may có diện tích trên 2.5ha, gồm 64 dây chuyền may hang dệt kim. + 1 nhà điều hành và 1 nhà làm việc cho chuyên gia nước ngoài. + Các công trình phụ trợ khác gồm: nhà ăn ca, nhà để xe, nhà ở tập thể cho công nhân. Số lượng công nhân viên của nhà máy trong 2 giai đoạn là 4000 người. GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 10 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT Hiện nay có rất nhiều phương pháp để xử lý nước thải sinh hoạt nhưng tổng quát lại ta có thể chia làm 2 phương pháp chính đó là: các phương pháp phụ trợ cho xử lý sinh học và phương pháp sinh học. 2.1. Các phương pháp phụ trợ cho xử lý sinh học 2.1.1. Phương pháp cơ học Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thường người ta sử dụng các quá trình thuỷ cơ. Việc lựa chọn phương pháp xử lý tuỳ thuộc vào kích thước hạt, tính chất hóa lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết. 2.1.1.1. Song chắn rác và lưới chắn rác - Song chắn rác hoặc lưới chắn rác được đặt trước trạm xử lý nhằm tách vật kích thước lớn ra khỏi dòng nước thải bảo vệ các bơm, động cơ không bị mài mòn, bị tắc nghẽn. - Lưới chắn rác (lưới sàng) thường là tấm thép mỏng có đục lỗ hay tấm dây thép đan bện với khe hở không lớn hơn 5mm. Lưới sàng phân biệt thành loại phẳng và loại hình trụ. - Lưới lọc: Để loại bỏ các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc thu hồi các sản phẩm có giá trị. Lưới có kích thước từ 0.5÷1mm. 2.1.1.2. Bể lắng cát * Chức năng: tách các tạp chất rắn vô cơ hoặc không tan có kích thước từ 0.2 ÷ 2 mm ra khỏi nước thải. Đảm bảo cho các thiết bị cơ khí (bơm, cánh quạt, động cơ) không bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn và ảnh hưởng xấu cùng việc tăng tải lượng vô ích cho các thiết bị xử lý sinh học. Cát: + Các hạt rắn vô cơ (cát, sỏi) dạng phân tán + Kích thước và vận tốc lắng không đổi trong suốt quá trình lắng. Vì vậy: tốc độ lắng không phụ thuộc vào nồng độ các hạt. * Phân loại: - Bể lắng cát ngang: - Bể lắng cát đứng - Bể lắng cát tiếp tuyến - Bể lắng cát thổi khí GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 11 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường 2.1.1.3. Bể lắng Bể lắng dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước thải như: xỉ, than, cát… Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước. Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn) lên công trình xử lý cặn. - Tuỳ theo yêu cầu xử lý nước thải mà ta có thể dùng bể lắng như một công trình xử lý sơ bộ trước khi đưa tới công trình xử lý phức tạp hơn. - Tuỳ theo công dụng của bể lắng trong dây truyền công nghệ mà người ta phân biệt bể lắng đợt một và bể lắng đợt hai. Bể lắng đợt một đặt trước công trình xử lý sinh học, bể lắng đợt hai đặt sau công trình xử lý sinh học. - Căn cứ theo chế độ làm việc phân biệt bể lắng hoạt động gián đoạn và bể lắng hoạt động liên tục. - Căn cứ theo chiều nước chảy trong bể cũng được phân làm 3 loại: + Bể lắng ngang: trong đó nước chảy theo chiều ngang từ đầu đến cuối bể. + Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo phương đứng. +Bể lắng Radian: nước chảy từ tâm ra quanh thành bể hoặc có thể ngược lại. 2.1.1.4. Bể điều hòa Ở khu vực dân cư (nước thải sinh hoạt) và khu vực sản xuất (nước thải công nghiệp) nước thải được thải ra với lưu lượng biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất, mùa (mưa, nắng). Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như về các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện diện của một bể điều lưu là hết sức cần thiết. Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để bảo đảm hiệu quả cho các qui trình xử lý sinh học về sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở các giờ cao điểm, phân phối lại trong các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống xử lý sinh học phía sau. 2.1.1.5. Tách các tạp chất nổi Dầu, mỡ trong một số nước thải sản xuất, sẽ tạo thành một lớp màng mỏng phủ lên diện tích mặt nước khá lớn, gây khó khăn cho quá trình hấp thụ oxy không khí vào nước, làm cho quá trình tự làm sạch của nguồn nước bị cản trở, và ảnh hưởng tới qua trình sống của sinh vật. Vì vậy, phải xử lý các chất này trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 12 SVTH: La Văn Trình Đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Môi trường 2.1.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý Những phương pháp hóa lý thường được sử dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt là: keo tụ, tuyển nổi. Xử lý hóa lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hóa học, sinh học khác trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh. 2.1.2.1. Phương pháp đông tụ và keo tụ Trong nguồn nước một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 - 10 micromét. Các hạt này thường lơ lửng trong nước, vì vậy tương đối khó tách loại chúng. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở lên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút Vander Walls giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra cho chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trong trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt của các hạt mang điện tích, có thể điện tích âm hoặc điện tích dương do sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dụng dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt tính. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó để phá vỡ tĩnh bền vững của các hạt cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. 2.1.2.2. Phương pháp tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng và cũng được dùng để tách một số tạp chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ và lắng chậm trong một thời gian ngắn. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào trong pha lỏng, các bọt khí đó kết dính với các hạt chất bẩn và kéo chúng nổi lên trên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt. Có hai hình thức tuyển nổi: Sục khí ở áp suất khí quyển và bão hòa không khí ở áp suất khí quyển sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không. GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh 13 SVTH: La Văn Trình
- Xem thêm -