Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho khu công nghiệp Đất Cuốc B huyện Tân Uyên - Bình Dương công suất 3000m3/ngày

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho khu công nghiệp Đất Cuốc B huyện Tân Uyên - Bình Dương công suất 3000m3/ngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG CHO KHU CÔNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC B

HUYỆN TÂN UYÊN – BÌNH DƯƠNG

/NGÀY

Ngành: MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : TS LÊ CÔNG NHẤT PHƯƠNG Sinh viên thực hiện : NGÔ ĐA NGUYÊN

MSSV: 09B1080045 Lớp: 09HMT1

TP Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2011

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này, trước hết em xin gửi lời cảm

ơn đến Thầy hướng dẫn của mình là TS.Lê Công Nhất Phương, người đã quan

tâm giúp đỡ, cùng những ý kiến đóng góp sâu sắc nhất cho em hoàn thành bài

Luận văn tốt nghiệp này

Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến tất cả các thầy, cô khoa CNSH và

Môi trường, trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh, đã hết lòng

giảng dạy, truyền đạt kiến thức và giúp đỡ cho em trong suốt quá trình học tập

Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè đã động viên, cổ vũ,

chia sẽ với em những khó khăn trong thời gian học tập cũng như làm luận văn

Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những người thân yêu

nhất, đã giành cho em hết tình cảm và điều kiện, chia sẽ với em những lúc khó

khăn nhất để em có thể hoàn thành tốt quá trình học tập

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 TÍNH CẤP THIẾT 2

1.3 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN 2

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

1.4.1 ĐỐI TƯỢNG 3

1.4.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

1.4.3 THỜI GIAN THỰC HIỆN 3

1.5 NỘI DUNG 3

1.6 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 3

1.7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 5

2.2 TRỤC GIAO THÔNG CHÍNH 5

2.3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 5

2.4 SỰ TIỆN ÍCH KHI ĐẦU TƯ KINH DOANH VÀO KHU CÔNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC 5

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP 3.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI 8

3.1.1 Các thông số vật lý 8

3.1.2 Các thông số hóa học 8

3.1.3 Các thông số vi sinh vật học 11

3.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 12

3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 12

3.2.2 Phương pháp xử lý hoá lý 16

3.2.3 Phương pháp xử lý hoá học 17

3.2.4 Phương pháp xử lý sinh học 18

3.2.4.1 Các phương pháp hiếu khí 18

3.2.4.2 Phương pháp lọc sinh học 19

3.2.4.3 Các phương pháp kỵ khí 19

3.2.4.4 Công trình xử lý sinh học 20

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ SUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI 23

4.2 MỘT SỐ KHU CÔNG NGHIỆP ĐIỂN HÌNH 25

4.2.1 Khu công nghiệp Tân Tạo 25

4.2.2 Khu công nghiệp Biên Hòa II 27

4.2.3 Khu công nghiệp Linh Trung 1 28

4.2.4 Khu công nghiệp Việt-Sing 29

4.2.5 Khu công nghiệp Lê Minh Xuân 30

4.3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHO KHU CÔNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC ( KHU B )……… 31

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1 BỂ THU GOM 39

5.2 SONG CHẮN RÁC 40

5.3 BỂ ĐIỀU HÕA 42

5.4 BỂ PHẢN ỨNG 48

5.5 BỂ LẮNG 1 50

5.6 BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ 57

5.7 BỂ LẮNG 2 65

5.8 BỂ KHỬ TRÙNG 71

5.9 BỂ CHỨA BÙN HÓA HỌC 72

5.10 BỂ CHỨA BÙN SINH HỌC 72

5.11 MÁY ÉP BÙN DÂY ĐAI 73

5.12 TÍNH TOÁN HÓA CHẤT 74

5.13 TÍNH BƠM HÓA CHẤT 75

CHƯƠNG 6: KHÁI TOÁN GIÁ THÀNH 6.1 MÔ TẢ CÔNG TRÌNH 77

6.1.1 BỂ THU GOM 77

6.1.2 SONG CHẮN RÁC 77

6.1.3 BỂ ĐIỀU HÕA 77

6.1.4 BỂ PHẢN ỨNG 77

6.1.5 BỂ LẮNG 1 77

6.1.6 BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ 78

6.1.7 BỂ LẮNG II 78

6.1.8 BỂ KHỬ TRÙNG 78

6.1.8 BỂ CHỨA BÙN HÓA HỌC 78

6.1.10 BỂ CHỨA BÙN SINH HỌC 78

6.1.11 NHÀ ĐIỀU HÀNH 78

6.1.12 CÁC CHI PHÍ KHÁC 78

6.2 PHÂN TÍCH GIÁ THÀNH 79

6.2.1 Cơ sở tính toán 79

6.2.2 Chi phí xây dựng 79

6.2.3 Chi phí máy móc – thiết bị 79

6.3 CHI PHÍ HOẠT ĐỘNG 81

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 1 Kết luận 83

2 Kiến nghị 83

DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh sách các doanh nghiệp và ngành nghề đang hoạt độngError! Bookmark not defined.6 Bảng 2.2 Các nguồn phát sinh nước thải trong KCN Đất Cuốc 6

Bảng 4.1 Đặc tính nước thải đầu vào 24

Bảng 5.1 Thơng số tính tốn cho song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng 40

Bảng 5.2 Thơng số song chắn rác làm sạch bằng thủ cơng 42

Bảng 5.3 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hồ 43

Bảng 5.4 Đường kính theo vận tốc khí trong ống Error! Bookmark not defined.45 Bảng 5.5 Liều lượng chất keo tụ ứng với các liều lượng khác nhau của các tạp chất

nước thải Error! Bookmark not defined.49 Bảng 5.6 Các thơng số thiết kế bể lắng 1 Error! Bookmark not defined.50 Bảng 5.7 Hiệu suất lắng của chất lơ lửng trong nước thải ở bể lắng đợt 1 55

Bảng 5.8 Khối lượng bùn sau bể lắng I 56

B Bảng 5.9 Hệ số  tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ nước thảiError! Bookmark not defined.65 Bảng 5.10 Thành phần thẳng đứng  của tốc độ nước thảiError! Bookmark not defined.66 Bảng 5.11 Thời gian lắng của nước thải trong bình hình trụ cao 500 mmError! Bookmark not defined.66 Bảng 5.12 Trị số (KH/h)n dựa trên chiều cao bể lắng 66

Bảng 5.13 Đặc tính kỹ thuật của clorator 70

Bảng 5.14 Đặc tính kỹ thuật của thùng chứa clo 70

Bảng 5.15 Mối liên hệ giữa P và T 71

DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 3.1 Song chắn rác cơ giới Error! Bookmark not defined.13 Hình 3.2 Bể lắng cát ngang ………

……….……14

Hình 3.2 Bể lắng ngang 15

Hình 3.4 Bể lọc 15

Hình 3.5 Quá trình tạo bông cặn của các hạt keoError! Bookmark not defined.16 Hình 3.6 Hồ tùy nghi Error! Bookmark not defined.20 Hình 4.1 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Tân TạoError! Bookmark not defined.26 Hình 4.2 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Biên Hịa II 27

Hình 4.3 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Linh Trung 1 28

Hình 4.4 Sơ đồ cơng nghệ khu cơng nghiệp Việt – Sing 29

Hình 4.5 Sơ đồ công nghệ khu công nghiệp Lê Minh Xuân 30 Hình 4.6 Sơ đồ công nghệ phương án 1 cho khu công nghiệp Đất Cuốc B 34 Hình 4.7 Sơ đồ công nghệ phương án 2 cho khu công nghiệp Đất Cuốc B 37

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

NMXLNT Nhà máy xử lý nước thải

BTNMT Bộ tài nguyên và môi trường

Cụm CN & TTCN Cụm Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, phát triển bền vững là xu hướng phát triển chủ đạo của các nước trên thế giới Đó là sự phát triển mạnh mẽ, liên tục của nền kinh tế, đồng thời với việc lành mạnh hoá 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 phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường, đặc biệt trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước

Để tạo điều kiện trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các khu công nghiệp được thành lập Các khu công nghiệp được hình thành với một

số loại hình và qui mô khác nhau, theo mục tiêu hoạt động và chức năng hoạt động, các khu công nghiệp hiện 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 qui 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 các nhu cầu di dời các nhà máy, xí nghiệp ở nội thành các đô thị xen kẽ với khu dân cư đông đúc do yêu cầu bảo vệ môi trường nhất thiết phải duy 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, thuỷ sản được hình thành ở một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long

Loại hình 4: các KCN hiện đại, xây dựng mới hoàn toàn Các KCN loại này

có tốc độ hạ tầng tương đối nhanh và chất lượng khá cao, có hệ thống xử lý chất thải tiên tiến, đồng 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 và xúc tiến đầu tư thuận lợi, có mạng lưới kinh doanh rộng ở nhiều nước, có kinh nghiệm tiếp thị

Tỉnh Bình Dương là nơi tập trung các khu công nghiệp và cũng là nơi phát triển các khu công nghiệp nhiều nhất của nươc Một trong những công tác chú trọng

quan tâm nhằm hạn chế ô nhiễm công nghiệp là phân vùng phát triển kinh tế, di dời

cơ sở công nghiệp chưa được bố trí hợp lý gây ô nhiễm môi trường nội thành đến các khu công nghiệp tập trung mới

Sự ô nhiễm kênh rạch do nước thải sản xuất và sinh hoạt trong các KCN có phạm vi không chỉ dừng lại trong khu vực gần KCN mà các kênh rạch này còn mang theo toàn bộ nước ô nhiễm của mình lan truyền rộng khắp các vùng khác, gây

ô nhiễm các vùng nước mặt lân cận

Do vậy , cùng với việc xây dựng các khu công nghiệp, việc xây dựng các hệ thống xử lý chất thải, trong đó có hệ thống xử lý nước thải cũng cần được tiến hành nhằm giảm thiểu tới mức thấp nhất các tác hại do chất thải gây ra đối với môi trường Tuy nhiên, làm sạch chất thải không phải là cách 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 nghiệp cũng cần áp dụng 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

1.2 TÍNH CẤP THIẾT

Với sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng, sự phát triển công nghiệp và kết quả là nhiều khu công nghiệp hình thành với sản xuất hàng loạt các loại hình sản phẩm, kết quả là các nhà máy xí nghiệp thải một lượng lớn nước thải chưa đạt tiêu chuẩn vào nguồn tiếp nhận làm gây ô nhiễm nguồn nước mặt hay nước ngầm, sự qui định nghiêm ngặt về môi trường, hạn chế phát sinh mùi hôi khi xả thải cũng như tạo điều kiện ổn định cho nhà máy hoạt động.Vì vậy để đảm bảo an toàn cho nguồn nước cũng như môi trường thì tính cấp thiết hiện nay là cần phải xây dựng các hệ thống XLNT cho các khu công nghiệp, các nhà máy xí nghiệp nằm trong các khu công nghiêp

1.3 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN

Thiết kế trạm xử lý nước thải cho khu công nghiệp Đất Cuốc (Khu B) huyện Tân Uyên Tỉnh Bình Dương công suất 3000m3/ngày đêm

Nươc thải đầu vào của trạm XLNT tập trung là nước thải đầu ra của các nhà máy, xí nghiệp sản xuất đã đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009 (cột B)

Nước thải đầu ra của Trạm XLNT tập trung đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009 (cột A) trước khi xả ra suối Tân Lợi

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

Công nghệ xử lý nước thải cho loại hình Khu Công Nghiệp

Nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của các cơ sở sản xuất thuộc khu công nghiệp Đất Cuốc B

1.4.3 Thời gian thực hiện

Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải

1.6 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

 Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu công nghiệp,

tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác

 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước

thải cho các khu công nghiệp qua các tài liệu chuyên ngành

 Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có

và đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp

 Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình

đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý

 Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các

công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

1.7 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 môi 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 tham quan, học tập

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

VỀ KHU CÔNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC BÌNH DƯƠNG

Khu công nghiệp Đất Cuốc cùng với khu liên hợp Công nghiệp - Dịch vụ -

Đô thị tỉnh Bình Dương hợp thành trung tâm Kinh tế - Khoa học và Xã hội lớn của tỉnh Bình Dương và sẽ là vùng kinh tế lớn trọng điểm của Việt Nam

2.3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

Là vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, ít có bão, có 2 mùa trong năm : mùa mưa

từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình 26,70C , độ ẩm không khí 79-80%, lượng mưa trung bình hàng năm 1.600-1.700 mm, số giờ nắng trung bình 2.500-2.800 giờ, gió thường theo hướng Tây Nam

2.4 SỰ TIỆN ÍCH KHI ĐẦU TƯ KINH DOANH VÀO KHU CÔNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC

Khu công nghiệp Đất Cuốc cùng với khu Liên hợp Công nghiệp - Dịch vụ -

Đô thị tỉnh Bình Dương hợp thành trung tâm Kinh tế - Khoa học - Công nghệ và Xã hội lớn của tỉnh trong tương lai gần Được nằm trong vùng kinh tế trọng điểm như trên, khu công nghiệp Đất Cuốc có nhiều lợi thế để cung cấp mọi dịch vụ tốt nhất cho các nhà đầu tư tổ chức sản xuất kinh doanh trong khu vực khu công nghiệp Cụ thể là cơ sở hạ tầng đạt tiêu chuẩn cho các ngành sản xuất công nghiệp, dịch vụ Giá đầu tư ưu đãi và thông thoáng về cơ chế thủ tục; dễ thu hút nhân công; giao thông thuận lợi, tiện ích, phù hợp với nhiều loại phương tiện cho đường bộ, đường thủy, gần đường sắt, sân bay

Bảng 2.1 Danh sách các doanh nghiệp và ngành nghề đang hoạt động

1 Cty cổ phần lưới hàn Thiên Phú Lưới thép hàn, kết cấu thép

2 Cty TNHH Hóa học ứng dụng BASE

7 Cty TNHH Seung Tae Việt Nam Sản phẩm dệt nhuộm

8 Cty TNHH Kỹ nghệ Miền Nam Sản xuất cấu kiện bằng kim loại

9 CTY Kỹ nghệ gốm sứ Thanh Bình -VN Sản xuất gốm mỹ nghệ

10 CTY CN Lama VN Sản xuất tấm ngói xi măng

11 Cty TNHH giấy đặc chủng TUODA Sản xuất băng keo giấy, giấy cách

điện

12 Cty TNHH SX TM Tiến Thi Xử lý rác thải

Bảng 2.2 Các nguồn phát sinh nước thải trong KCN Đất Cuốc

* Nước thải sinh hoạt

5

Cty TNHH Tường Hữu

* Nước thải từ tất cả các công đoạn sản xuất có tính chất: pH thấp, tính ăn mòn cao, chứa các ion độc hại

* Nước thải sinh hoạt

6

Cty TNHH Đài Kim

* Nước thải từ tất cả các công đoạn sản xuất có tính chất: pH thấp, tính ăn mòn cao, chứa các ion độc hại

* Nước thải sinh hoạt

Stt Tên cơ sở Nguồn phát sinh nước thải

* Nước thải sinh hoạt

* Nước thải sinh hoạt

* NTSX từ nước rửa sân bãi, rửa vệ sinh khu vực

lò đốt, nước của tháp hấp thụ; nước rửa máy móc thiết bị

* Nước thải sinh hoạt

(Nguồn website www.bimico.com.vn)

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ

LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP

3.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI

3.1.1 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 (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét)

- Các chất hữu cơ không tan

- Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…)

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý

đo độ màu thông dụng là plantin – coban (PtCo)

Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải

hưởng đến các 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 sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật

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 lý 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.Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày Thông số BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể dùng làm thức

ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (protein, lipid ) BOD là một thông số quan trọng:

- Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước và nước thải

- Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên

- Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước 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 các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình phát triển và sinh sản của mình Oxy là yếu tố quan trọng đối với con người cũng như các thủy sinh vật khác

Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình hóa sinh học 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 hơn 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 sinh vật nước tồn tại và phát triển Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy hòa tan Như đã đề cập, khả năng hòa tan của Oxy vào nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn Cũng vì lý 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 các hợp chất chứa nitơ

Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái Đất Nitơ là thành phần cấu thành nên 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 sống của chúng

là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi trường với lượng rất lớn Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nitơ vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại

N2 cho không khí

Như vậy, trong môi trường đất và nước, luôn tồn tại các thành phần chứa Nitơ: từ các protein có cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các ion Nitơ

vô cơ là sản phẩm quá trình khoáng hóa các chất kể trên:

- Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, có thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự nhiên giàu protein

- Các hợp chất chứa Nitơ ở dạng hòa tan bao gồm cả Nitơ hữu cơ và Nitơ vô

Phospho và các hợp chất chứa phospho

Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho có liên quan đến sự chuyển hóa các chất thải của người và động vật và sau này là lượng 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 các dạng phosphate Các hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vô cơ và phosphat 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 bằng phương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1) (Nguồn sách Thoát

nước tập 2 XLNT của PGS.TS HoàngVăn Huệ trang 101)

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 của các chất đó 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 trong một số ngành công nghiệp

3.1.3 Các thông số vi sinh vật học

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho người Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống ký 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 tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán

* Vi khuẩn gây bệnh:

Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các 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 có 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 (helminths):

Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con người có thể là một trong 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 nhiều hay ít tuỳ 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 gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác định số lượng số lượng E.coli đơn giản và nhanh chóng Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

(Nguồn tham khảo sách Vi sinh vật và môi trường NXB ĐH Quốc Gia TP.HCM)

3.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI [1]

3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học

Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất không tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải; điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

Các công trình xử lý cơ học xử lý nước thải thông dụng:

Song chắn rác:

Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các công trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn

Hình 3.1: Song chắn rác cơ giới

Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại:

 Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷100mm

 Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷25mm

Lưới lọc rác

Lưới lọc dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ Kích thước mắt lưới từ 0,5÷1,0mm

Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa

Bể lắng cát

Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa, trước bể lắng đợt I Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý tiếp theo Bể lắng cát gồm 3 loại:

*Bể lắng li tâm: Mặt bằng là hình tròn Nước thải được dẫn vào bể theo chiều

từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài

Bể lọc

Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm có trong nước thải

Hình 3.4 : Bể lọc

3.2.2 Phương pháp xử lý hố lý

Bản chất của quá trình xử lý hĩa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hĩa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đĩ để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hĩa học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hịa tan nhưng khơng độc hại hoặc gây ơ nhiễm mơi trường

Các phương pháp hĩa lý được áp dụng để xử lý nước thải là đơng tụ, keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion, trích li, chưng cất, cơ 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 vơ cơ và hữu cơ hịa tan

Phương pháp đơng tụ và keo tụ

Quá trình lắng chỉ cĩ thể tách được các hạt rắn, huyền phù nhưng khơng thể tách được các chất nhiễm bẩn dưới dạng keo và hịa tan vì chúng là những hạt rắn cĩ kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đĩ 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 thành tập hợp các hạt, nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực địi hỏi trước hết cần trung hịa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hịa điện tích thường gọi là quá trình đơng tụ, cịn quá trình tạo thành các bơng lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ

Hình 3.5: Quá trình tạo bông cặn của các hạt keo

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 tuyển nổi 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 (90 - 95%), hiệu quả xử lý cao (95 - 98%), có thể thu hồi tạp chất Tuyển nổi kèm theo sự thông khí nước thải, giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bị oxi hóa

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng 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 - 30µm 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 các chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt phân pha như dầu bạch dương, phenol, natri ankylsilicat,…

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 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

3.2.3 Phương pháp xử lý hoá học

Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường

Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương

pháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải

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 lọc có tác dụng trung hòa

Phương pháp oxy hóa khử

Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa được, trừ các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp phụ vào bùn hoạt tính Nhiều kim loại như: Hg, As,…là những chất độc, có khả năng gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hóa khử Có thể dùng các tác nhân oxy hóa như Cl2, H2O2, O2 không khí, O3 hoặc MnO2 Dưới tác dụng oxy hóa, các chất ô nhiểm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hại hơn và được loại ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học, do

đó quá trình ôxy hóa 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

3.2.4 Phương pháp xử lý sinh học

Thực chất của phương pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải Chúng chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan và những chất dễ phân hủy sinh học thành những sản phẩm cuối cùng như: CO2, H2O,NH4, Chúng sử dụng một số hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng nhằm duy trì quá trình, đồng thời xây dựng tế bào mới

Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã được xử lý sơ

bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý

Căn cứ vào hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học thành

3 nhóm chính như sau:

3.2.4.1 Các 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 trong điều kiện có 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 của 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 hạt 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 – 100 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 các tế bào qua màng bán thấm

Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế bào

vi sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào

3.2.4.2 Phương pháp lọc sinh học

Là phương pháp dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng 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, kỵ 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 màng là các vật liệu lọc (được gọi là màng sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởng bám dính)

3.2.4.4 Công trình xử lý sinh học

Ao hồ sinh học ( ao hồ ổn định nước thải)

Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa Phương pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chí phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao.Quy trình được tóm tắt như sau:

Nước thải loại bỏ rác, cát sỏi,  Các ao hồ ổn định Nước đã xử lý

Hồ hiếu khí

Ao nông 0,3-0,5m có quá trình oxi hoá các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các

vi sinh vật Gồm 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo

Hồ kị khí

Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí Các vi sinh vật

kị khí hoạt động sống không cần oxy của không khí Chúng sử dụng oxi từ các hợp chất như nitrat, sulfat để oxi hoá các chất hữu cơ, các loại rượu và khí CH4, H2S,

CO2,… và nước Chiều sâu hồ khá lơn khoảng 2-6m

Hồ ổn định bậc III

Nước thải sau khi xử lý cơ bản (bậc II) chưa đạt tiêu chuẩn là nước sạch để

xả vào nguồn thì có thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III) Một trong các công trình

xử lý bậc III là ao hồ ồn định sinh học kết hợp với thả bèo nuôi cá

Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu như: bể Sinh học hiếu khí bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay…

Bể phản ứng sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí Trong bể sinh học hiếu khí, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân đế cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi

là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu sẫm chứa các chất hữu

cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác Các vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống Trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phóng năng lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh Như vậy các chất hữu cơ có trong nước thải được chuyển hoá thành các chất vô cơ như H2O, CO2 không độc hại cho môi trường

Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau :

Chất hữu cơ + vi sinh vật + ôxy  NH3 + H2O + năng lượng + tế bào mới hay có thể viết :

Chất thải + bùn hoạt tính + không khí  Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư

Mương oxy hóa

Mương ôxy hóa là dạng cải tiến của bể sinh học hiếu khí có dạng vòng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương

Lọc sinh học

Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc Trong bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám Có 2 dạng:

Bể lọc sinh học nhỏ giọt: là bể lọc sinh học có vật liệu lọc không ngập trong nước Giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l với lưu lượng nước thải không quá 1000 m3

CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ SUẤT CÔNG NGHỆ XỬ

LÝ NƯỚC THẢI

4.1 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 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 sử dụng khác nhau Như các ngành chế biến thực phẩm lại sử dụng một lượng 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, bột 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 chế biến gỗ: cưa xẻ 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 từ 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 nhựa, tái chế dầu nhớt); sơ chế mủ 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 Đất Cuốc – Khu B phần lớn là nước thải sinh hoạt vì lượng công nhân nhiều (đặt biệt đối với các ngành nghề chế biến thực phẩm, may mặc…) Thành phần nước thải sinh hoạt 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 được thu gom sẽ đổ vào cống thu nước 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 thải riêng biệt để nước thải sẽ được thu gom và dẫn vào trạm

xử lý nước thải tập trung của cụm công nghiệp

Lưu lượng nước thải thiết kế của là : 3000m3/ngày đêm

Yêu cầu chất lượng nước sau khi xử lý ở trạm xử lý tập trung trước khi xả ra nguồn tiếp nhận là QCVN 24: 2009 (Cột A)

Nước thải tập trung đầu vào tiêu chuẩn loại B của QCVN 24: 2009, một số chỉ tiêu quá tiêu chuẩn loại C để thu hút sự đầu tư của các doanh nghiệp Một số chỉ tiêu

NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO

NƯỚC THẢI SAU XỬ

LÝ CỘT A, QCVN– 24:2009

4.2 MỘT SỐ KHU CÔNG NGHIỆP ĐIỂN HÌNH [8]

4.2.1 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) : 250 m3

/h Lưu lượng tối đa: 400 m3

/2h Trạm XLNT được thiết kế theo các tiêu chuẩn cụ thể như sau:

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ khu công nghiệp Tân Tạo

Dinh dưỡng N/P

Không khí

Bể gom bùn Bơm hồi lưu

Máy ép bùn

Sân phơi bùn Thu gom xử lý

4.2.2 Khu công nghiệp Biên Hòa II

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ khu công nghiệp Biên Hòa II

Ưu điểm:

- Thiết bị hiện đại, dễ vận hành

- Khử được chất ding dưỡng Nitơ và Photpho sinh hoá do có thể điều chỉnh

được quá trình hiếu khí, thiếu khí và kị khí trong bể bằng việc thay đổi chế độ cung cấp oxy

- Hiệu quả xử lý cao

- Không cần bể lắng II và không phải hoàn lưu bùn

Nhược điểm:

- Công suất xử lý nhỏ

- Đòi hỏi nắm rõ kỹ thuật vận hành đối với người vận hành

4.2.3 Khu công nghiệp Linh Trung 1

Lưu lượng nước thải thiết kế : 5000m3

/h Tính chất nước thải:

- Sử dụng công nghệ bùn hoạt tính theo phương pháp SBR Phương pháp này

có khả năng xử lý nước thải có BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm diên tích, không cần nhiều nhân viên

Bể lọc than hoạt tính Máy ép bùn Bể nén bùn Polymer

Bánh bùn

Hình 4.4: Sơ đồ công nghệ khu công nghiệp Việt – Sing

Sử dụng công nghệ vi sinh bám dính (lọc sinh học) kết hợp với bùn hoạt tính sinh học hiếu khí truyền thống

Ưu điểm:

- Hiệu quả xử lý rất cao

Nhược điểm:

- Sử dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn

4.2.5 Khu công nghiệp Lê Minh Xuân

Bể tuần hoàn

Bể aerotank

Bể lắng Bể lắng

Bể tiêu bùn Máy ép bùn

Nước thải sau xử lý

Hình 4.5: Sơ đồ công nghệ khu công nghiệp Lê Minh Xuân

Ƣu điểm:

- Công nghệ đơn giản, dễ vận hành

Nhƣợc điềm:

- Không khử đƣợc Nitrit, nitrat thành nitơ tự do

4.3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHO KHU CÔNG NGHIỆP ĐẤT CUỐC (KHU B)

Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý:

Công nghệ xử lý phải đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn thải

- Công nghệ đảm bảo mức an toàn cao trong trường hợp có sự thay đổi lớn về lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm giữa mùa mưa và mùa khô

- Công nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành, có tính ổn định cao, vốn đầu tư kinh phí tối ưu

- Công nghệ xử lý phải mang tính hiện đại và có khả năng sử dụng trong một thời gian

Ngoài ra cần chú ý đến một số yếu tố như:

- Lưu lượng, thành phần nước cần xử lý

- Tính chất nước thải sau xử lý vào nguồn

- Điều kiện hực tế vận hành, xây dựng hệ thống

- Điều kiện về kỹ thuật (xây dựng, lắp rắp, vận hành)

- Khả năng về vốn đầu tư

Dựa trên tính chất nước thải đã tính toán, khảo sát, ta thấy lượng BOD trong nước thải không cao (300 mg/l) và nồng độ một số chất nguy hại ít nên ta có thể sử dụng công nghệ sử lý sinh học bùn hoạt tính

Nước thải đầu vào của khu xử lý tập trung đã được các nhà máy xử lý sơ bộ đạt

loại B, một số chỉ tiêu cho phép đạt trên mức loại B Để đề phòng sự cố có thể xảy

ra, ta thiết kế một hệ thống xử lý sơ bộ khi nguồn nước thải có kim loại nặng hoặc các độc tố gây ảnh hưởng đến bùn hoạt tính

Khu CN Đất Cuốc (Khu B) có vị trí thuận lợi cho việc xả thải sau khi xử lý nên việc xây dựng hệ thống xả thải ra suối Tân Lợi tương đối ít tốn kém Tuy nhiên

nước thải đầu ra của trạm xử lý tập trung phải đạt loại A nên yêu cầu xử lý tương

đối cao nên chi phí cho 1 m3

nước thải cũng vì thế mà tăng cao hơn

Với những điều kiện và yêu cầu trên, người thực hiện đề ra 2 phương án cho việc thiết kế trạm xử lý Khu CN Đất Cuốc (Khu B)

PHƯƠNG ÁN 1:

Mô tả công nghệ:

Nước thải từ các nhà máy và các xí nghiệp trong KCN được thu gom về bể gom nước thải Trước khi vào bể gom nước thải được tách rác bằng song chắn rác

để loại bỏ hết các rác lớn như: Cành cây, đá, giẻ có kích thước >10mm ra khỏi nước thải trước khi vào bể gom Sau đó nước thải được hệ thống bơm bơm qua Máy tách rác tinh tự động loại trống quay để loại bỏ nốt các loại rác có kích thước >2,5mm ra trước khi vào hệ thống xử lý sinh học Nước thải sau khi qua máy tách rác được cho vào bể tách dầu mỡ để loại bỏ dầu mỡ, ván nỗi và sau đó cho nước tự chảy sang bể điều hoà Ở bể điều hoà nước thải được lắp hệ thống phân phối khí để ổn định về nồng độ và lưu lượng nước thải tránh hiện tượng sốc tải trọng không mong muốn trước khi vào các bước xử lý tiếp theo Khí cung cấp cho bể điều hoà được lấy từ máy thổi khí

Xử lý hoá lý là quá trình cho các chất keo tụ và trợ keo tụ ra trộn lẫn với nước thải để tạo thành các bông keo tụ và kéo theo các chất ô nhiễm có trong nước thải xuống đáy bể và được tách ra ở dạng bùn hoá lý Những chất có thể được loại bỏ ra khỏi nước thải trong quá trình xử lý hoá lý là: Xử lý COD, SS, Các hợp chất Kim loại nặng và các chất keo lơ lửng trong nước thải Do COD, độ màu và hàm lượng các chất lơ lửng giảm, kéo theo nồng độ BOD5 cũng giảm theo ở bước xử lý này Bể lắng sơ bộ được thiết kế đặc biệt có tác dụng tạo môi trường tĩnh cho bông keo lắng xuống Với hệ thống tấm nghiêng trong ngăn lắng và đáy bể có độ dốc cao giúp bùn trượt về đáy bể và được bơm về bể chứa bùn Còn nước trong sau khi tách bùn được cho qua bước xử lý sinh học hiếu khí tiếp theo

Tại bể xử lý sinh học hiếu khí nước thải được bổ sung chất dinh dưỡng nhằm tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật hoạt động tốt Điều chỉnh nồng độ pH cho phù hợp bằng hệ thống đồng hồ đo pH tự động để điều khiển các bơm định lượng bơm hoá chất nhằm đạt được nồng độ trên Ngoài ra chúng ta cũng cần phải kiểm soát nồng độ oxy hoà tan trong bể bằng đồng hồ đo DO tự động Do đó, chúng ta phải kiểm soát các thống số đó một cách tối ưu nhằm tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động tốt nhất Hệ thống xử lý sinh học hiếu khí là bước quan trọng nhất trong nhà máy xử lý nước thải nó có thể xử lý được các chất ô nhiễm như: COD, BOD, SS, hợp chất chứa Nitơ… Ở đây chúng ta sử dụng hệ thống hai bể sinh học hiếu khí chạy song song hoặc nối tiếp (trong trường hợp bình thường, nước thải có chứa các

chất hữu cơ dễ phân hủy thì thực hiện quá trình vận hành song song Trong trường hợp nước thải có độ màu cao, nồng độ hữu cơ cao và chứa nhiều hợp chất khó phân hủy thì thực hiện chế độ vận hành nối tiếp) có hệ thống cấp khí dưới đáy bể cung cấp oxy cho vi sinh vật phát triển Bùn sinh học được lắng tại bể lắng thứ cấp và được hệ thống bơm Airlift bơm hồi lưu về bể sinh học hiếu khí để bổ sung lượng vi sinh bị thiếu hụt Còn lượng bùn sinh học ở đáy bể lắng thứ cấp dư thừa được định

kỳ bơm sang bể phân huỷ bùn

Nước thải sau bước xử lý sinh học hiếu khí thường là đạt tiêu chuẩn môi trường

và chỉ cần cho qua bể khử trùng là đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường theo QCVN 24-2009 cột A