ĐATN - TK hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm cty TNHH MTV ct vina bình phước, công suất 2 400 m³ ngày

NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPa.Tổng quan về nước thải chế, tìm hiểu về thành phần tính chất nước thải Lịch sử phát triển của Công ty, Quy trình sản xuất của nhà máyb.Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải.Tổng quan về quá trình và công nghệ xử lý nước thảiMột số công nghệ xử lý nước thải ở Việt Namc.Thành phần tính chất nước thải, đề xuất sơ đồ công nghệ xử lýĐề xuất 02 phương án công nghệ xử lý phù hợpd.Tính toán các công trình đơn vị, khai toán chi phíe.Quá trình vận hành, bảo trì, bảo dưỡngQuy trình vận hành của hệ thống xử lý trên thực tế, bảo trì bảo dưỡng định kì.Các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành.f.Các công trình đơn vị đã thiết kế Bản vẽ PDF đính kèm cuối file

ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

DỆT NHUỘM CÔNG TY TNHH MTV C&T VINA BÌNH PHƯỚC CÔNG SUẤT 2400M3/NGÀY.ĐÊM

SVTH: PHAN THỊ THANH HÀ

MSSV: 0550020108

GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

TP HỒ CHÍ MINH, 8/2020

SVTH: Phan Thị Thanh Hà i

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN

VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM

- KHOA MÔI TRƯỜNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngành: Công nghệ kỹ thuật môi trường Lớp: 05KTMT03

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

1 Tên đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty TNHH MTV

C&T Vina Bình Phước, công suất 2.400m3/ngày đêm

2 Nhiệm vụ đồ án:

- Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

✔ Tổng quan về nước thải được cho trong đề tài và đặc trưng của nước thải

✔ Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải được yêu cầu xử lý, phân

tích so sánh hai phương án

✔ Tính toán các công trình đơn vị của 2 phương án

✔ Tính toán và lựa chọn thiết bị cho các công trình đơn vị tính toán trên

✔ Khái toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình

- Vẽ tối thiểu 7-8 bản vẽ

3 Ngày giao nhiệm vụ: 10/02/2020

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 04/08/2020

5 Họ và tên người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

6 Phần hướng dẫn: Toàn bộ đồ án

7 Ngày bảo vệ đồ án: 12-13/08/2020

8 Kết quả bảo vệ Đồ án: Xuất sắc; Giỏi; Khá; Đạt

Nội dung Đồ án tốt nghiệp đã được bộ môn thông qua

Ngày 19 tháng 08 năm 2020

NGƯỜI PHẢN BIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà

SVTH: Phan Thị Thanh Hà ii

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của Khoa Môi trường Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường

Thành phố Hồ Chí Minh, và sự đồng ý của PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn hướng dẫn em

đã thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty TNHH MTV

C&TN Vina Bình Phước với công suất 2400m3/ngày.”

Đồ án tốt nghiệp cũng là môn học cuối cùng em thực hiện để kết thúc khóa học đại học

của mình trong Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường TPHCM Đồ án này giúp

em tổng kết được các kiến thức của mình trong suốt quá trình học tại trường và có cơ

hội vận dụng kiến thức từ môn học xử lý nước thải vào đồ án, hiểu rõ hơn về lý thuyết

cũng như thực tế vận hành công trình, quan trọng nhất đồ án đã tích lũy thêm nhiều kinh

nghiệm quý giá giúp ích cho em trong công việc tương lai

Em xin chân thành kính gửi đến PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn lời cảm ơn chân thành và

sâu sắc nhất Em cảm ơn thầy vì đã nhiệt tình, chu đáo chỉ bảo, hướng dẫn cặn kẽ cho

em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp cũng như giúp đỡ em rất nhiều khi

em gặp khó khăn trong kiến thức và thắc mắc thực tế

Em cũng chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô của trường Đại học Tài Nguyên và

Môi Trường TPHCM nói chung và các thầy cô trong Khoa Môi trường nói riêng đã

truyền thụ kiến thức các môn học thật đầy đủ và dễ hiểu, luôn nhiệt tình trong công tác

hướng dẫn và hỗ trợ sinh viên hoàn thành đồ án đúng thời gian quy định, tạo mọi điều

kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt quá trình học và hoàn thành luận văn tốt nghiệp

cuối khóa của mình

Bên cạnh đó, là gửi lời cám ơn sâu sắc đến các tác giả viết sách cũng như tài liệu tham

khảo mà em đã sử dụng trong đồ án lần này để có các phương pháp xử lý một cách hiệu

quả nhất, đồng thời bổ sung thêm kiến thức và nâng cao hiểu biết của mình để ứng dụng

cho công việc sau này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất Song do kiến

thức còn hạn chế và kinh nghiệm thực tiễn nên không tránh khỏi thiếu sót nhất định mà

bản thân chưa thấy được Em rất mong được sự góp ý của quý Thầy, Cô giáo để khóa

luận được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Phan Thị Thanh Hà iii

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN

Nội dung đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty TNHH MTV

C&T Vina Bình Phước, công suất 2400m3/ngày” Với thông số ô nhiễm đầu vào bao

gồm: pH = 8,5; BOD = 221 mg/L; COD = 557 mg/L ; SS = 250 mg/L; N = 22,4 mg/L;

Tổng P = 3,15 mg/L Hệ thống xử lý của dự án trong quá trình thiết kế phải đạt cột B

QCVN 13- MT:2015/BTNMT trước khi thải vào nguồn tiếp nhận

Công nghệ xử lý nước thải ở đây được sử dụng dựa trên công nghệ kết hợp phương pháp

hóa lý với phương pháp sinh học để xử lý các chỉ tiêu : COD, BOD, độ màu, … Bên

cạnh đó, phương pháp cơ học cũng được kết hợp trong quá trình xử lý để loại bỏ các cặn

lớn có trong nước thải nhằm tránh ảnh hưởng các bể xử lý tiếp theo

Quy trình công nghệ đề xuất : Nước thải đầu vào→ Lưới chắn rác thô →Bể thu gom →

Bể điều hòa sục khí→ Bể trộn 1→ Bể tạo bông 1→ → Bể lắng hóa lý 1→ Bể trộn 2 →

Bể tạo bông 2 → Bể lắng hóa lý 2→ Bể Aerotank →Bể lắng sinh học → Bể khử trùng

→ Nguồn tiếp nhận đạt cột B QCVN 13- MT:2015/BTNMT Tổng chi phí xử lý 1 m3

nước thải là 2.200VNĐ Hiệu suất xử lý : độ màu = 97,18% ; BOD = 95,02% ; COD =

96,59% ; SS = 97,20% và đảm bảo quy định đấu nối vào hệ thống xử lý chung của khu

công nghiệp

SVTH: Phan Thị Thanh Hà iv

ABSTRACT

Content of: “Designing wastewater treatment system C&T Vina Binh Phuoc Co., Ltd,

capacity 2400m3/day.” Input parameters include: temperature = 500C, pH = 8,5; color =

1420 Pt-Co; BOD = 221 mg/L; COD = 557 mg/L; SS = 250 mg/L; N = 22,4 mg/L; P =

3,15 mg/L The treatment system of the project in the design process must reach column

B QCVN 13- MT:2015/BTNMT before discharging into the receiving source

The wastewater treatment technology was based on the combination of chemical and

physical methods to treat COD, BOD, color, … In addition, mechanical methods were

also incorporated in the treatment to remove large scale residues from waste water in

oder to avoid the effects of the continue treatment tanks

Suggested technological process : input wastewater → separating tank → pits →

conditioning tank → mixing tank 1 → cotton tank 1 → settling tank 1 → mixing tank 2

→ cotton tank 2 → settling tank 2 → aerotank tank → biological settling tank →

disinfection tank → receirving source column B QCVN 13- MT:2015/BTNMT Total

cost of wastewater treatment 1m3 was 2.200VNĐ Processing efficiency : color =

97.18% ; BOD = 95.02% ; COD = 96.59% ; SS = 97.20% ensured the regulation of the

connection to the general system of processing industrial zones

SVTH: Phan Thị Thanh Hà v

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TP.HCM, Ngày 19 tháng 08 năm 2020 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN

SVTH: Phan Thị Thanh Hà vi

NHẬN XÉT CỦA GIÁNG VIÊN PHẢN BIỆN

TP.HCM, Ngày tháng 08 năm 2020 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

SVTH: Phan Thị Thanh Hà vii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN iii

ABSTRACT iv

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN v

NHẬN XÉT CỦA GIÁNG VIÊN PHẢN BIỆN vi

MỤC LỤC vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH x

DANH MỤC BẢNG BIỂU xi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VÀ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 3

1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TY TNHH MTV C&T VINA BÌNH PHƯỚC 3

1.1.1 Chủ đầu tư 3

1.1.2 Vị trí địa lý 3

1.2 TỔNG QUAN NGÀNH DỆT NHUỘM 5

1.2.1 Công nghệ nhuộm dệt vải 6

1.2.1.1 Quy trình nhuộm vải 6

1.2.1.2 Thuyết minh quy trình nhuộm vải 7

1.2.2 Các nguồn phát sinh gây ô nhiễm 10

Nước thải 10

Chất thải rắn 11

Khí thải, bụi 11

1.2.3 Những đặc trưng cơ bản của nước thải dệt nhuộm 12

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM ………13

2.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 13

2.1.1 Song chắn rác 13

2.1.2 Lưới chắn rác 14

2.1.3 Bể điều hòa 14

2.1.4 Bể lắng 15

2.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC – HÓA LÝ 19

2.2.1 Phương pháp trung hòa 19

2.2.2 Phương pháp keo tụ - tạo bông 19

SVTH: Phan Thị Thanh Hà viii

2.2.3 Phương pháp oxy hóa – fenton 20

2.2.4 Phương pháp oxy hóa – khử 21

2.2.5 Phương pháp tuyển nổi 21

2.2.6 Phương pháp hấp phụ 21

2.2.7 Phương pháp trích ly 21

2.2.8 Trao đổi ion 22

2.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 22

2.3.1 Phương pháp xử lý sinh học kỵ khí 23

2.3.2 Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí 25

2.4 KHỬ TRÙNG 30

2.4.1 Clo hóa sơ bộ 30

2.4.2 Khử trùng nước bằng clo và các hợp chất của nó 30

2.5 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM HIỆN NAY 31 2.5.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước 31

2.5.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới 32

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 34

3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 34

3.2 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 36

3.2.1 Công nghệ 1 36

3.2.1.1 Sơ đồ công nghệ 1 36

3.2.1.2 Thuyết minh công nghệ 38

3.2.1.3 Hiệu suất công trình 1 38

3.2.2 Công nghệ 2 39

3.2.2.1 Sơ đồ công nghệ 2 39

3.2.2.2 Thuyết minh công nghệ 41

3.2.2.3 Hiệu suất công trình 2 41

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH HAI PHƯƠNG ÁN 45

4.1 Phương án 1 46

4.1.1 Song chắn rác 46

4.1.2 Hố thu gom 50

4.1.3 Bể điều hòa 52

4.1.4 Bể keo tụ tạo bông 57

4.1.5 Bể lắng hóa lý 1 64

4.1.6 Bể Aerotank 73

SVTH: Phan Thị Thanh Hà ix

4.1.7 Bể lắng sinh học 85

4.1.8 Bể khử trùng 93

4.1.9 Bể nén bùn 95

4.1.10 Máy ép bùn 101

4.2 Phương án 2 101

4.2.1 Bể Fenton 101

4.2.2 Bể trung gian 103

4.2.3 Bể SBR 105

CHƯƠNG 5 KHAI TOÁN KINH PHÍ 116

5.1 DỰ TOÁN CHI PHÍ PHƯƠNG ÁN 1 116

5.1.1 Chi phí xây dựng phương án 1 116

5.1.2 Chi phí thiết bị 117

5.1.3 Dự toán chi phí vận hành 119

5.2 DỰ TOÁN CHI PHÍ PHƯƠNG ÁN 2 122

5.2.1 Chi phí xây dựng phương án 2 122

5.2.2 Chi phí thiết bị 123

5.2.3 Dự toán chi phí vận hành 126

5.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 129

CHƯƠNG 6 VẬN HÀNH – QUẢN LÝ – GIẢI QUYẾT SỰ CỐ 131

6.1 KHỞI ĐỘNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 131

6.2 CÁC SỰ CỐ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 133

6.3 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ NGUYÊN TẮC AN TOÀN LAO ĐỘNG 136

6.3.1 Tổ chức quản lý 136

6.3.2 Nguyên tắc an toàn lao động 137

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 139

KẾT LUẬN 139

KIẾN NGHỊ 139

TÀI LIỆU THAM KHẢO 141

SVTH: Phan Thị Thanh Hà x

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí dự án trong KCN Minh Hưng – Hàn Quốc 4

Hình 1.2 Sơ đồ quy trình nhuộm vải 7

Hình 2.1 Song chắn rác [1] 14

Hình 2.2 Bể điều hòa [2] 15

Hình 2.3 Bể lắng ngang 17

Hình 2.4 Bể lắng đứng [3] 18

Hình 2.5 Bể lắng ly tâm [3] 19

Hình 2.6 Bể UASB 24

Hình 2.7 Bể lọc kỵ khí [4] 25

Hình 2.8 Bể Aerotank [1] 27

Hình 2.9 Mương oxy hóa [5] 28

Hình 2.10 Bể SBR [5] 28

Hình 2.11 Bể lọc sinh học nhỏ giọt [6] 29

Hình 2.12 Hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty Dệt Nha Trang [7] 31

Hình 2.13 Hệ thống xử lý nước thải dệt nhộm của công ty Stork Aqua (Hà Lan) [7] ……… 32

Hình 2.14 Hệ thống xử lý nước thải ngành dệt nhuộm ở Greven [7] 33

Hình 3.1 Thành phần và tính chất nước thải dệt nhuộm của Công ty TNHH MTV C&T Vina Bình Phước [9] 34

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 37

Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ 2 40

Hình 4.1 Tiết diện ngang các loại thanh của song chắn rác [10] 48

Hình 4.2 Sơ đồ làm việc của hệ thống Aerotank 74

SVTH: Phan Thị Thanh Hà xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tọa độ khu đất (Hệ tọa độ VN 2000, múi 30, Bình Phước) [8] 3

Bảng 3.1 Hiệu suất dự kiến tại công trình 1 38

Bảng 3.2 Hiệu suất dự kiến tại công trình 2 41

Bảng 3.3 So sánh công trình hóa lý 42

Bảng 3.4 So sánh phương pháp xử lý sinh học hiếu khí 43

Bảng 4.1 Hệ số β tính đến các sức cản cục bộ của song chắn 48

Bảng 4.2 Thông số thiết kế song chắn rác 49

Bảng 4.3 Các thông số thiết kế bể thu gom 51

Bảng 4.4 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa [3] 53

Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể điều hòa 57

Bảng 4.6 Các thông số thiết kế bể keo tụ - tạo bông 64

Bảng 4.7 Thông số thiết kế bể lắng 1 64

Bảng 4.8 Thông số thiết kế bể lắng 1 72

Bảng 4.9 Thông số thiết kế bể Aerotank 84

Bảng 4.10 Thông số thiết kế bể lắng sinh học 86

Bảng 4.11 Thông số thiết kế bể lắng sinh học 93

Bảng 4.12 Thông số thiết kế bể khử trùng 95

Bảng 4.13 Thông số thiết kế bể nén bùn 100

Bảng 4.14 Thông số thiết kế cánh khuấy 103

Bảng 4.15 Thông số thiết kế bể Oxy hóa 103

Bảng 4.16 Các thông số thiết kể bể trung gian 104

Bảng 4.17 Các thông số thiết kế bể SBR 113

Bảng 5.1 Bảng chi phí xây dựng 116

Bảng 5.2 Bảng chi phí thiết bị 117

Bảng 5.3 Chi phí điện năng của phương án 1 120

Bảng 5.4 Bảng chi phí hóa chất 122

Bảng 5.5 Bảng chi phí xây dựng 123

Bảng 5.6 Bảng chi phí thiết bị 123

Bảng 5.7 Chi phí điện năng của phương án 1 127

Bảng 5.8 Bảng chi phí hóa chất 129

Bảng 6.1 Thông số đánh giá 133

Bảng 6.2 Các sự cố về tủ điện điều khiển thường gặp và cách khắc phục 134

Bảng 6.3 Các sự cố về bơm chìm thường gặp và khắc phục 134

SVTH: Phan Thị Thanh Hà xii

Bảng 6.4 Các sự cố về các bể trong hóa trình hoạt động 135

SVTH: Phan Thị Thanh Hà xiii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD Biochemical Oxygen Demend Nhu cầu oxy sinh hóa

MLSS Mixed Liquor Suspended Solids Hàm lượng chất rắn lơ

lượng trong bùn lỏng

MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solids Hàm lượng chất rắn lơ

lượng bay hơi trong bùn lỏng

SBR Sequencing Batch Reactor Bể phản ứng sinh học

MỞ ĐẦU

I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Việt Nam là một nước đang phát triển Công nghiệp hóa – hiện đại hóa được xem như chìa khóa để phát triển đất nước Tuy nhiên, vấn dề bảo vệ môi trường tại các khu công nghiệp chưa được quan tâm đúng mức

Dệt nhuộm là một trong những hoạt động có từ xa xưa của con người Cùng với sự phát triển của đất nước, ngành công nghiệp dệt nhuộm ngày càng mở rộng và đáp ứng được nhu cầu của con người tiêu dùng trong thời đại mới nhờ những ưu điểm: sản phẩm bền đẹp, tiện dụng, hợp túi tiền, … Ngành công nghiệp dệt nhuộm đã đóng góp rất lớn cho ngân sách nhà nước và giải quyết được công ăn việc làm cho khá nhiều lao động Tuy nhiên, đặc trưng của nước thải ngành dệt nhuộm là ở mức độ ô nhiễm cao, với các tác nhân chính gây ô nhiễm như: tính kiềm, hàm lượng kim loại nặng, độ màu cao, …về lâu dài lượng sẽ tích tụ gây độc hại đối với các loài thủy sinh và ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng xung quanh

Để có thể chủ động và giảm nhẹ chi phí trong việc khắc phục ô nhiễm, công ty cần nắm được những vấn đề chính của công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm Xuất phát từ thực

tế nêu trên thì “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty TNHH MTV C&T Vina Bình Phước, công suất 2.400m3/ngày đêm” cũng chính là đề tài tốt nghiệp mà em thực hiện Đề tài này sẽ trình bày các giải pháp xử lý ô nhiễm phù hợp với điều kiện hiện nay của công ty dệt nhuộm, đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn tiếp nhận của trạm XLNT KCN Minh Hưng – Bình Phước

II MỤC TIÊU

Đề tài nhằm 2 mục tiêu chính:

Xác định tính chất nước thải từ đó đề xuất công nghệ xử lý nước thải thích hợp cho công

ty TNHH MTV C&T Vina Bình Phước để đảm bảo tiêu chuẩn xả thải đạt QCVN 13 MT:2015/BTNMT Tính toán thiết kế chi tiết từng công trình đơn vị, khai toán toàn bộ công trình xử lý nước thải

III ĐỐI TƯỢNG

Nước thải ngành dệt nhuộm Công ty TNHH MTV C&T Vina Bình phước có công suất 2.400m3/ ngày đêm

IV PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Qúa trình thực hiện bài luận văn tốt nghiệp giới hạn trong phạm vi sau:

Giới hạn về mặt không gian: Đối tượng của đề tài là nước thải dệt nhuộm Công ty TNHH MTV C&T Vina Bình Phước có công suất 2.400m3 /ngày đêm

Giới hạn về mặt nội dung: Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp và tính toán thiết kế các công trình đơn vị cho hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty

V NỘI DUNG

Giới thiệu sơ lược về Công ty TNHH MTV C&T Vina Bình Phước

Thành phần, tính chất và đực trưng của nước thải ngành dệt nhuộm và phương pháp xử

lý nước thải ngành dệt nhuộm, tìm hiểu một số công nghệ xử lý nước thải điển hình của ngành nước thải dệt nhuộm hiện nay

Đề xuất, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp cho công ty

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải đã đề xuất cho công suất 2.400m3/ngày đêm

Dự trù kinh phí thực hiện cho việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải Công ty

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VÀ NƯỚC THẢI DỆT

NHUỘM 1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TY TNHH MTV C&T VINA BÌNH PHƯỚC

1.1.1 Chủ đầu tư

 Chủ đầu tư: Công ty TNHH C&N Vina

 Trụ sở chính: Lô G3-2, G4-2, G5, G6, K4-2, K5, K6, KCN Minh Hưng – Hàn Quốc

 Địa chỉ: Xã Minh Hưng, huyện Chơn Thành, tỉnh Bình Phước

 Người đại diện: Ông Kim Kyung Kyu

 Chức vụ: Gíam đốc tài chính

1.1.2 Vị trí địa lý

 Vị trí công ty hoạt động hiện nay

 Dự án hoạt động hiện nay do Công ty TNHH MTV C&T Vina đầu tư tại Lô

K4-2, K5, K6, và lô J3, J4, J5, J6, KCN Minh Hưng – Hàn Quốc, huyện Chơn Thành, tỉnh Bình Phước

 Tổng diện tích các lô đất 135.864,3m2

 Lô K4-2, K5, K6: Tổng diện tích đất là 64.363,2m2

 Khu đất xây dựng Nhà máy có vị trí tiếp giáp các phía như sau:

- Phía Đông: giáp với đất trống ngoài Khu công nghiệp

- Phía Tây: giáp với Công ty luyện kim Thăng Long

- Phía Bắc: giáp với đuuờng D8 của KCN

- Phía Nam: giáp với đất trống ngoài KCN

Bảng 1.1 Tọa độ khu đất (Hệ tọa độ VN 2000, múi 3 0 , Bình Phước) [8]

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí dự án trong KCN Minh Hưng – Hàn Quốc

Các đối tượng tự nhiên xung quanh khu vực dự án:

 Giao thông:

Vị trí của nhà máy thuận lợi về giao thông do KCN Minh Hưng – Hàn Quốc nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam với hệ thống giao thông thông suốt Nhà máy tiếp giáp với đường số 8 của KCN dẫn ra Quốc lộ 13 đi TP Hồ Chí Minh và sang Campuchia, gần đường Quốc lộ 14 liên thông với các tỉnh Tây Nguyên, đường Hồ Chí Minh nối liền với các tỉnh miền Tây Nam Bộ; đặc biệt dự án đường sắt Xuyên Á đi qua sẽ mở

ra nhiều triển vọng cho việc giao lưu hàng hóa không chỉ riêng cho tỉnh Bình Phước mà còn cho cả khu vực miền Đông Nam Bộ

 Hệ thống sông suối, ao, hồ:

Khu vực dự án có Suối Tiên là nguồn tiếp nhận của KCN Minh Hưng – Hàn Quốc Suối Tiên cách dự án 100m về phía Bắc

 Khu bảo tồn:

Trong vòng bán kính 2km xung quanh khu vực dự án không có khu bảo tồn nào

Các đối tượng kinh tế - xã hội xung quanh khu vực dự án:

Dự án nằm trong KCN Minh Hưng – Hàn Quốc là nơi khu quy hoạch tập trung các nhà máy sản xuất công nghiệp Cơ sở hạ tầng công nghiệp tốt Hệ thống đường nội bộ đã được hoàn thiện Hệ thống cung cấp điện, cấp nước, thu gom và xử lý nước thải đáp ứng nhu cầu sản xuất kinh doanh của Dự án

Nhà máy tiếp giáp với Công ty TNHH Jung Down Vina, Công ty luyện kim Thăng Long

và đường nội bộ trong KCN, cách Công ty TNHH Sam Woon Ind 400m, cách nhà máy dệt nhuộm Radiant 300m

Xung quanh khu vực dự án không có công trình cảnh quan, kiến trúc, di tích lịch sử, khu bảo tồn nào

Ngành dệt nhuộm đã phát triển từ rất lâu trên thế giới và nó hình thành, phát triển hơn 100 năm nay ở nước ta Ngành đã đáp ứng nhu cầu lớn trong nước và còn thu được một lượng ngoại tệ lớn nhờ xuất khẩu Trong những năm gần đây do chính sách đổi mới

mở cửa, ở Việt Nam đã có 72 doanh nghiệp nhà nước,40 doanh nghiệp tư nhân,40 dự

án liên doanh và 100% vốn đầu tư nước ngoài cùng các tổ hợp đang hoạt động trong lĩnh vực dệt nhuộm Ngành công nghiệp này chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước và giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động

Dệt nhuộm là loại hình công nghiệp đa dạng về chủng loại, sản phẩm và có sự thay đổi lớn về nguyên liệu, đặc biệt là thuốc nhuộm Ngành công nghiệp dệt nhuộm ở nước

ta được chia thành các loại sau:

- Dệt và nhuộm vải cotton: với loại vải này thuốc nhuộm hoạt tính hoặc thuốc nhuộm hoàn nguyên hoặc thuốc nhuộm trực tiếp được sử dụng ở hầu hết các nhà máy dệt

- Dệt và nhuộm sợi tổng hợp thuốc nhuộm phân tán

- Dệt nhuộm vải peco: thuốc nhuộm hàn nguyên và phân tán

- Ươm tơ và dệt lụa: đây là dạng công nghiệp mới được phát triển ở nước ta thời gian sau này, với nguyên liệu chủ yếu là ở trong nước

Nước thải công nghiệp dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp Hơn nữa thành phần và tính chất nước thải ngành nhuộm hoàn toàn không ổn định, nó thay đổi theo công nghệ

và mặt hàng vì vậy việc xác định thành phần và tính chất nước thải không dễ dàng Điều quan trọng là độ màu của nước thải khá cao, việc xả liên tục vào nước đã làm cho độ màu tăng, dẫn đến hiện trạng nguồn nước bị đục, chính các thuốc nhuộm thừa có khả năng hấp thụ ánh sáng vào nước, do vậy thực vật dần dần bị hủy diệt, sinh thái nguồn nước có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng Hơn nữa công nghiệp dệt nhuộm đã sử dụng một lượng lớn nước phục vụ cho sản xuất, đồng thời xả ra một lượng nước thải tương ứng, trong đó nguồn gây ô nhiễm chính cần giải quyết là từ công đoạn tẩy nhuộm Nước thải ngành dệt nhuộm là một trong những loại nước thải ô nhiễm nặng, hàm lượng các chất hữu cơ cao, khó phân hủy, pH dao động từ 9-12 do thành phần các chất tẩy.Trong quá trình sản xuất có rất nhiều hóa chất độc hại được sử dụng để tạo màu: như

là phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngậm,chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất oxy hóa… Các chất này thường có chứa các ion kim loại hòa tan,hay kim loại nặng rất khó phân hủy trong môi trường,có thể gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Ngoài ra, nước thải dệt nhuộm thường có độ màu rất lớn và thay đổi thường xuyên tùy loại thuốc nhuộm và có nhiệt độ cao nên cần xử lý triệt để trước khi thải vào nguồn tiếp nhận, tránh gây ô nhiễm môi trường Do vậy việc xử lý tốt nước thải của nhà máy dệt nhuộm ngày càng trở thành vấn đề cấp thiết

1.2.1 Công nghệ nhuộm dệt vải

1.2.1.1 Quy trình nhuộm vải

Sơ đồ quy trình nhuộm vải

Hình 1.2 Sơ đồ quy trình nhuộm vải

1.2.1.2 Thuyết minh quy trình nhuộm vải

Nguyên liệu đầu vào là vải mộc nhập về sẽ được đưa qua công đoạn xử lý axit

 Xử lý axit: Vải mộc vẫn còn bám dính dầu mỡ nên sẽ được đưa vào xử lý axit

để loại bỏ tạp chất giúp cho vải sạch hơn Hóa chất sử dụng gồm axit H2SO4,

H2O Vải được ngâm trong dung dịch có chứa axit H2SO4, H2O để loại bỏ dầu

mỡ, tạp chất bám trên vải

 Tẩy trắng: Tẩy trắng là quá trình hóa học nhằm oxy hóa các hợp chất màu tự

nhiên trong thành phần vải, giúp cho vải có độ trắng cần thiết; mức độ tẩy trắng cần thiết được xác định bởi độ trắng yêu cầu của các công đoạn nhuộm màu sau

NaOH, Ca(OH) 2

Thuốc nhuộm (SUNFIX

Nước thải, hơi axit Bao bì đựng hóa chất

Hơi Clo, nước thải, bao

bì, chai lọ đựng hóa chất

Hơi Clo, hơi axit, nước thải, bao bì,chai lọ đựng hóa chất,ồn, nhiệt thừa

Nước thải, Bao bì đựng hóa chất

Chất hữu cơ bay hơi, nước thải,nhiệt thừa, bao bì đựng thuốc nhuộm

Ồn, nước thải,nhiệt thừa

Vải vụn

Nước thải,nhiệt thừa,ồn,bụi

Bụi vải, nước thải,ồn

Sản phẩm lỗi Nước

thải,ồn

đó của quy trình

Các loại hóa chất dùng để nấu và tẩy trắng vải

- NaOH: hóa chất dùng trong công đoạn nấu vải Trong khi nấu, NaOH làmnhiệm

vụ phá hủy các tạp chất của sợi như hợp chất chứa nitơ, các hydrocacbon, biến chúng thành những chất dễ tan trong trong kiềm

- Na2SO4, H2SO4: Dùng để tẩy trắng bằng phương pháp khử

- Na2CO3: Làm nhiệm vụ khử gỉ sắt nhằm tránh cho vải không bị ố vàng và làm mềm vải

- NaOCl, H2O2: Dùng để tẩy trắng bằng phương pháp oxy hóa

Tùy theo từng loại vải mà sử dụng các chất tẩy trắng khác nhau, nồng độ thuốc tẩy khác nhau Trong đó, H2O2 là thuốc tẩy vải thích hợp cho quá trình tẩy vải liên tục do tác dụng nhanh chóng, ít gây độc hại và dễ tách trong quá trình giặt

Vải được ngâm trong dung dịch có chứa chất tẩy trắng Kết thúc quá trình này là bước giặt để làm sạch các chất tẩy và chất bẩn bám trên bề mặt vải

 Giặt sau tẩy trắng:

Mục đích làm sạch các chất tẩy bám trên vải, giúp cho sợi vải sạch, dễ dàng bám dính màu vào vải

 Làm bóng vải:

Vải sau khi giặt sẽ được làm bóng bằng cách ngâm vải qua dung dịch kiềm NaOH ở nhiệt độ thấp để làm cho sợi cotton trương nở làm tăng kích thước các mao quản giữa các mạch phân tử giúp cho sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước, sợi bóng hơn và tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm của vải

nhuộm hoạt tính sử dụng tại nhà máy là thuốc nhuộm gốc nước, chứa Sodium sulphate

và màu nhuộm

Để tăng hiệu quả quá trình nhuộm, các hóa chất sử dụng để phụ trợ cho quá trình nhuộm như các loại axit như H2SO4, CH3COOH, Na2SO4, muối Amôni, các chất cầm màu Chất trợ nhuộm sẽ được pha theo tỷ lệ nhất định trước khi bơm vào máy nhuộm

Các loại chất trợ nhuộm dự kiến sử dụng

- Fotaric LD-P Chất đều màu Có hoạt tính cao, lượng sử dụng thấp

- Forlube A-F Chất bôi trơn, chống hãy mặt Không tạo bọt, hiệu quả kinh tế cao

- Fortaric F-89: Chất kháng bọt Hiệu quả cao, liều lượng sử dụng kinh tế

Máy nhuộm sẽ được cung cấp hơi theo áp lực của mỗi máy, cài đặt nhiệt độ, thời gian nhuộm để cuộn sợi được ngấm thuốc nhuộm Toàn bộ quá trình nhuộm đều được thực hiện bằng máy nhuộm cao áp Tỷ lệ phối trộn giữa thuốc nhuộm và vải là 2:1 (1kg vải: 2kg thuốc nhuộm)

Giặt: Sau khi nhuộm vải tiếp tục được giặt bằng các chất tẩy giặt để loại bỏ tạp chất hay thuốc nhuộm dư trên vải Thông thường vải được đặt trực tiếp trên máy nhuộm theo từng mẻ Sau nhuộm sẽ được đưa vào máy ly tâm để loại bỏ nước và sấy khô: đối với vải dệt kim thì phương pháp sấy được sử dụng là thổi khí ở nhiệt độ 200oC Quá trình

sẽ giúp giữ màu vừa được nhuộm

 Các loại hóa chất dùng để giặt vải

- Silicon: Tạo cảm giác trơn, mềm rũ bền lâu trên các loại vải Tăng độ bền xé và chống nhăn Tăng độ bền màu

- Enzim trung tính: Nhờ enzym nên bột giặt có tính năng giặt rửa cao hơn ở nhiệt

độ thấp hơn và có thể bị phân hủy sinh học Do đó giúp tiết kiệm năng lượng và góp phần đáng kể giảm ô nhiễm môi trường

- Axit oxalic: dùng để tẩy gỉ sắt, có tính khử rất mạnh

- Soda: khử mùi, tẩy sạch vết bẩn bám trên áo

 Xẻ khổ: Vải sau khi đã được nhuộm màu, giặt lại sẽ được chuyển sang công đoạn

xẻ khổ theo đúng yêu cầu của khách hàng

 Căng kim, sấy: Vải sau khi xẻ khổ theo yêu cầu sẽ được căng kim làm thẳng và sấy làm khô vải

 Wash, cạo vải: Vải sau khi được sấy sẽ được wash làm mềm hoặc cạo vải đối

với các sản phẩm yêu cầu cạo vải tạo lông

 Cuối cùng vải được xếp thành kiện, lưu kho và xuất hàng

1.2.2 Các nguồn phát sinh gây ô nhiễm

Nước thải

Nước thải sinh hoạt: Từ cán bộ, công nhân trong nhà máy

Nước thải dệt nhuộm: Từ quá trình dệt nhuộm vải

a Nước thải sinh hoạt

 Nguồn gốc phát sinh

Phát sinh từ các hoạt động vệ sinh cá nhân của cán bô, công nhân trong nhà máy chủ yếu là các chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, các hợp chất nitơ, photpho và Coliform

 Tác động

Gây ô nhiễm đến tài nguyên thủy sinh, đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan, làm tăng

độ đục nguồn nước và gây bồi lắng kênh rạch Chất rắn lơ lửng nhiều có thể gây tắc nghẽn đường cống nếu không được xử lý thích hợp Khi ra đến nguồn tiếp nhận, chất rắn lơ lửng lại làm tăng độ đục, ngăn cản oxy đi vào trong nước và ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của thực vật cũng như đời sống của các sinh vật trong nước

Gỉam nồng độ oxy hòa tan trong nước

Gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh

Khả năng nhiễm khuẩn cao gây ra các bệnh về đường ruột ở con người

Nước vệ sinh nhà xưởng

Nước làm mát máy móc, thiết bị sản xuất

 Tác động

Giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của các loài động

a Chất thải rắn sinh hoạt

Rác thải từ sinh hoạt của cán bộ công nhân như thức ăn thừa, các loại rác thải từ việc sinh hoạt khác như: bao nilông, thùng carton, …

 Biện pháp xử lý

Lượng rác này sẽ được thu gom tập trung lại sau đó giao cho đơn vị dịch vụ công cộng địa phương xử lý

b Chất thải rắn từ hoạt động sản xuất

Bụi vải, sản phẩm lỗi,

Tro từ quá trình đốt củi băm, than, …

Còn có bùn phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải

Đối với chất thải thuộc thành phần chất thải nguy hại như các bao bì, thùng đựng nguyên vật liệu phục vụ cho quá trình sản xuất có dính hoá chất, cũng như dẻ lau trong quá trình bảo trì máy móc thiết bị

Nguồn phát sinh chất thải nguy hại trong giai đoạn hoạt động hiện nay:

- Phẩm màu và chất nhuộm thải có chứa các thành phần nguy hại

- Bóng đèn huỳnh quang thải

- Dầu thủy lực tổng hợp thải

- Bao bì cứng thải bằng nhựa (Chai lọ, bao bì, thùng chứa hóa chất) từ hoạt động nhuộm vải, nhuộm quần áo, giặt quần áo và in vải)

Khí thải, bụi

Nguồn tác động liên quan đến chất thải:

Bụi, khí thải từ các phương tiện vận tải ra vào công ty;

Bụi phát sinh từ quá trình sản xuất gồm

Bụi phát sinh từ hoạt động của máy băm củi

Bụi phát sinh từ quá trình cạo vải của quy trình nhuộm, cào lông của quy trình in vải Bụi phát sinh từ quá trình tập kết, lưu kho, sử dụng nguyên vật liệu phục vụ cho lò hơi,

lò dầu tải nhiệt và từ việc thu gom và lưu giữ tro thải

Bụi tại khu vực máy sấy

Bụi, khí thải lò hơi, lò dầu tải nhiệt;

Bụi và khí thải từ máy phát điện dự phòng;

Hơi hóa chất trong quá trình sản xuất;

Mùi hôi từ khu xử lý nước thải, khu vực lưu chứa chất thải

Nguồn tác động không liên quan đến chất thải:

Sự tập trung đông công nhân nhà máy

Tiếng ồn và nhiệt dư

1.2.3 Những đặc trưng cơ bản của nước thải dệt nhuộm

Nước thải phát sinh từ nhà máy chứa nhiều loại thuốc nhuộm và trợ nhuộm được sử dụng trong quá trình nhuộm và hoàn tất Thành phần nước thải phụ thuộc vào: đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất của thuốc nhuộm, các chất phụ trợ và các hóa chất khác được sử dụng

Thành phần nước thải phát sinh tại từng công đoạn nhuộm vải:

- Công đoạn xử lý axit: axit H2SO4, H2O

- Công đoạn tẩy trắng vải: NaOH; Na2SO4, H2SO4; Na2CO3; NaOCl, H2O2

- Công đoạn làm bóng vải: NaOH

- Công đoạn giặt vải: Silicon; Enzim trung tính; Axit oxalic; Soda.Axit oxalic

- Công đoạn nhuộm vải: các loại thuốc nhuộm, axit acetic, muối kim loại

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

DỆT NHUỘM

Do đặc thù của công nghệ, nước thải dệt nhuộm chứa tổng hàm lượng chất rắn TS, chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao nên chọn phương pháp xử lý thích hợp phải dựa vào nhiều yếu tố như lượng nước thải, đặc tính nước thải, tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay cục bộ Về nguyên lý xử lý, nước thải dệt nhuộm có thể áp dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp cơ học

- Phương pháp hóa học

- Phương pháp hóa lý

- Phương pháp sinh học

Thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quy trình xử lý, quá trình được xem như bước đệm để loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ không tan hiện diện trong nước nhằm đảm bảo tính an toàn cho các thiết bị và các quá trình xử lý tiếp theo Tùy vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch

mà ta sử dụng một trong các quá trình sau: lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực ly tâm, trọng trường, lọc và tuyển nổi

Mục đích của xử lý cơ học:

- Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như nhánh cây, nhựa, lá cây, … ra khỏi nước thải

- Loại bỏ cặn như sỏi, đá, cát,…

- Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải

- Nâng cao chất lượng và hiệu quả xử lý

2.1.1 Song chắn rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước thải trước hết phải qua song chắn rác Tại đây các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, rác 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 – 25 mm Theo hình

dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác

Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45 – 600 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75 – 850 nếu làm sạch bằng máy Tiết diện của song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các 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 chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 -1m/s Vận tốc cực đại giao động trong khoảng 0,75 -1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe cửa song Vận tốc cực tiểu là 0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn

Hình 2.1 Song chắn rác [1]

2.1.2 Lưới chắn rác

Để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị, thường sử dụng lưới lọc có kích thước lỗ từ 0,5 – 1mm Khi tang trống quay, thường với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải thường lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường ống dẫn nước vào Các vật thải được cào ra khỏi mặt lưới bằng hệ thống cào Lưới chắn rác 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 ÷ 1,0 mm

Lưới chắn rác thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đật trên các khung hình đĩa

Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn

2.1.3 Bể điều hòa

Do đặc điểm của công nghệ sản xuất một số ngành công nghiệp, lưu lượng và nồng

độ nước thải thường không đều theo các giờ trong ngày Sự dao động lớn về lưu lượng này sẽ ảnh hưởng không tốt đến những công trình xử lý phía sau Để duy trì dòng thải

và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục được những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải và nâng cao hiệu suất của các quá trình

xử lý sinh học người ta sẽ thiết kế bể điều hòa Thể tích bể phải tương đương 6 – 12h lưu nước trong bể với lưu lượng xử lý trung bình Bể điều hòa được phân loại như sau:

- Bể điều hòa lưu lượng

Dựa vào chứa năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:

- Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn lơ lửng không hòa tan

- Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn vi sinh, bùn trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Dựa vào cấu tạo bể lắng được chia thành các dạng bể lắng như:

a Bể lắng ngang

▪Nguyên lý hoạt động

Nước thải đi vào vùng phân phối nước đặt ở đầu bể lắng, qua vách phân phối, nước chuyển động đều nước vào vùng lắng đến cuối bể, thường cấu tạo dạng máng có lỗ Phân loại theo biện pháp thu nước:

+ Bể lắng ngang thu nước ở cuối (thường được kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng)

+ Bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt (thường được kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng)

Ứng dụng cho các trạm xử lý có công suất > 3000 m3/ngày đêm nếu xử lý nước có dùng phèn, và công suất bất kỳ cho các trạm xử lý không dùng phèn

Hình 2.3 Bể lắng ngang

b Bể lắng đứng

▪Nguyên lý hoạt động

Đầu tiên nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi đi xuống dưới qua bộ phận

hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi vào bể lắng Nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và được đưa sang bể lọc

▪ Cấu tạo

Bể lắng đứng thường có mặt hình vuông hoặc hình tròn, có thể được làm bằng gạch hoặc bê tông cốt thép Bể thường được bố trí kết hợp với ống trung tâm làm bằng thép cuốn hàn điện hay bê tông cốt thép

Theo chức năng làm việc, bể được chia làm 2 vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc chóp ở phía dưới Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn được thải ra ngoài theo chu kì bằng ống và van

Thuận tiện trong việc xả bùn hoặc tuần hoàn bùn

Bể lắng ly tâm là loại bể lắng trung gian giữa bể lắng ngang và bể lắng đúng Nước

từ vùng lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên Nước cần xử lý vào ống trung tâm rồi vào giữa ngăn phân phối, rồi được phân phối vào vùng lắng Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần đều từ tâm bể ra

Hình 2.5 Bể lắng ly tâm [3]

Các phương pháp hóa học xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử Tất

cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống nước khép kín Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

2.2.1 Phương pháp trung hòa

Là phương pháp nhằm trung hòa nước thải có tính acid hoặc kiềm về dạng trung tính

có pH = 6,5-7,5 Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách: trộn lẫn nước thải

có tính acid với nước thải có tính bazơ; bổ sung thêm các tác nhân hóa học; lọc qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa, hấp phụ khí chứa acid bằng nước thải chứa kiềm hoặc ngược lại hấp thụ amoniac bằng nước acid

Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hóa học

2.2.2 Phương pháp keo tụ - tạo bông

Qúa trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở 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 thành tập hợp các hạt nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Qúa trình trung hòa điện tích gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các hạt bông lớn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ

Phương pháp này loại bỏ một phần hay toàn bộ các chất lơ lửng, một số chất hòa tan Các loại phèn thường dùng như phèn nhôm [ Al2(SO4)3].nH2O hay phèn sắt [Fe2(SO4)3].nH2O cùng với sữa vôi Ca(OH)2, PAC( Poly Aluminum Chloiride),… Khi dùng phương pháp này cần điều chỉnh pH, vì pH ảnh hưởng lớn đến khả năng keo tụ Các chất keo tụ khác nhau cho hiệu quả ở pH khác nhau Với phèn sắt ở pH =

10 cho hiệu quả cao nhất, phèn nhôm ở pH = 5 – 6 là tốt nhất nước thải dệt nhuộm thường có pH > 7

Để tăng hiệu quả của quá trình tạo bông keo tụ và tăng tốc độ lắng cũng như tăng

độ nén của các bông keo thì trong quá trình keo tụ, người ta thường bổ sung các chất trợ keo tụ, còn gọi là polyme kết bông Tính hiệu quả cao thể hiện ở chỗ chỉ cần một lượng nhỏ polyme (vài phần triệu) vào nước đục, nó kết các hạt không tan lơ lửng thành khối riêng biệt và nước trở nên trong

Cơ chế của quá trình kết bông là sự trung hòa điện tích của các hạt lơ lửng nhờ tích điện trái dấu của polyme trong dung dịch

2.2.3 Phương pháp oxy hóa – fenton

Qúa trình Fenton trong xử lý nước thải: 4 giai đoạn

Giai đoạn 1: Điều chỉnh pH phù hợp

pH ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và nồng độ Fe2+ => ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

pH phù hợp 2 – 4 tối ưu ở mức 2,8

Đê giảm thiếu khó khăn đi đưa pH về mức thấp rồi sau đó lại nâng pH lên mức trung bình để tách Fe và H2O2 dư => Sử dụng Fenton dị thể pH thích hợp khoảng 5 - 9

Giai đoạn 2: Phản ứng Oxy hóa

Hình thành gốc *OH hoạt tính và phản ứng oxi hóa chất hữu cơ

Cơ chế hình thành gốc *OH chưa thống nhất, theo Fenton thì sẽ có phản ứng:

Fe2+ + H2O2 => Fe3+ + *OH + OH

Gốc *OH sau khi hình thành sẽ tham gia vào phản ứng oxi hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, chuyển các chất hữu cơ cao phân tử thành các chất hữu cơ thấp phân tử:

CHC (cao phân tử) + * OH => CHC (thấp phân tử) + CO2 + H2O + OH

-Giai đoạn 3: Trung hòa và keo tụ

Sau khi xảy ra quá trình oxi hóa cần nâng Ph dung dịch lên > 7 để thực hiện kết tủa Fe3+mới hình thành:

Fe3+ + 3OH- => Fe(OH)3

Kết tủa Fe(OH)3 mới hình thành sẽ thực hiện các cơ chế keo tụ, đông tụ, hấp phụ một phần các chất hữu cơ chủ yếu là các chất hữu cơ cao phân tử

Giai đoạn 4: Qúa trình lắng

Các bông keo sau khi hình thành sẽ lắng xuống khiến làm giảm COD, màu, mùi trong nước thải Sau quá trình lắng các chất hữu cơ còn lại (nếu có) trong nước thải chủ yếu

là các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp sẽ được xử lý bổ sung bằng phương pháp sinh học hoặc bằng các phương pháp khác

2.2.4 Phương pháp oxy hóa – khử

Để làm sạch nước thải có thể dùng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kali, bicromat kali, oxy không khí, ozon

Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất

ít độc hơn và tách ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn tácnhân 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 thải không thể tách bằng những phương pháp khác

2.2.5 Phương pháp tuyển nổi

Là phương pháp dùng để loại bỏ các chất bằng cách tạo cho chúng khả năng dễ nổi lên mặt nước khí bám theo các bọt khí Qúa trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong 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 nước Người ta loại bỏ hỗn hợp chất bẩn ra khỏi nước bằng cách vớt bọt

Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm trong một thời gian ngắn

2.2.6 Phương pháp hấp phụ

Dùng để tách các chất hữu cơ ra khỏi nước thải bằng cách tập trung những chất đó trên bề mặt chất hấp phụhoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn (hấp phụ hóa học) Chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một số chất thải của sản xuất như xỉ tro, mạt sắt, …

2.2.7 Phương pháp trích ly

Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axit hữu

cơ, các ion kim loại Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớn hơn 3 – 4g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly

Làm sạch nước bằng trích ly gồm 3 giai đoạn

Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha lỏng, một pha là chất trích ly với chất được trích ly, một pha là nước thải với chất trích ly

Phân riêng hai pha lỏng nói trên

Tái sinh chất trích ly

Để giảm nồng độ chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích

ly và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

2.2.8 Trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để xử lý nước thải để loại bỏ các kim loại như: Zn, Pb, Cd, Mn… cũng như các hợp chất của Asen, Photpho, Xyanua và chất phóng

xạ

Phương pháp này cho phép thu hồi các kim loại có giá trị và đạt được mức độ xử lý cao Vì vậy nó là phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước cấp cũng như nước thải

Bản chất của quá trình trao đổi ion:

+ Quá trình trao đổi ion bao gồm việc chuyển các muối thành các acid tương ứng bằng nhựa trao đổi ion dương gốc hydro và loại bỏ những acid này bằng nhựa trao đổi ion

âm

+ Hai loại nhựa này thường bố trí trong các cột trao đổi ion tách rời, nước đi qua cột nhựa thứ nhất sau đó đi qua cột thứ hai, quá trình này gọi là quá trình khử khoáng 2 bậc + Thông thường cột trao đổi cation (ion dương) được đặt trước cột trao đổi anion, nhưng trong một vài trường hợp thứ tự này có thể được bố trí ngược lại

+ Hai loại nhựa trao đổi ion này cũng có thể được trộn lẫn với nhau trong một cột trao đổi, trong trường hợp này gọi là cột nhựa trao đổi ion hỗn hợp

+ Các muối hòa tan trong nước phân ly thành các ion dương (cation) và các ion âm (anion) cho phép dung dịch dẫn điện, các chất phân ly được gọi là chất điện phân Dung dịch luôn ở tạng thái trung hòa điện

+ Tương tự như thế các nhựa trao đổi chứa các cation mang điện tích dương và anion mang điện tích âm trong điều kiện trung hòa điện Nhưng nhựa trao đổi ion khác dung dịch ở chỗ nó chỉ có một hoặc hai loại ion có thể di chuyển hay trao đổi

2.3.1 Phương pháp xử lý sinh học kỵ khí

Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí do quần thể vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoạt động không cần sự có mặt của oxy không khí, sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp các khí CH4, CO2, N2, H2, …trong đó chiếm tới 65% là CH4 Vì vậy quá trình này có thể gọi là quá trình lên men khí metan và quần thể vi sinh vật được gọi chung là các vi sinh vật metan Các vi sinh vật kỵ khí sử dụng một phần chất hữu cơ trong nước thải hoặc môi trường để xây dựng tế bào, tăng sinh khối Người ta đã tính toán lượng chất hữu cơ dùng cho mục đích này chỉ khoảng 10% so với tổng số các chất hữu cơ (đối với VSV hiếu khí con số này là 40%) Do vậy lường bùn hoạt tính hình thành trong quá trình kỵ khí là rất thấp

Quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ có thể miêu tả như sau:

a Bể UASB

Đây là một trong những quá trình kị khí được sử dụng rộng rãi trên thế giới:

Cả 3 quá trình phân hủy – lắng bùn – tách khí được lắp đặt trên cùng một công trình Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Bể UASB gồm dòng nước thải chảy ngược lên đi xuyên qua tầng bùn mật độ cao với hoạt tính của vi sinh vật cao

Nồng độ bùn thay đổi theo chiều cao bể

Quá trình biến đổi chất hữu cơ xảy ra trong vùng phân hủy

Nước thải và bùn được xáo trộn đều với nhau nhờ dòng vào của các bọt khí

Nước thải đi vào ở đáy và đi ra qua vùng lắng và máng thu nước phía trên

Bộ phận tách khí đặt ở dưới vùng lắng để đảm bảo điều kiện lắng tốt nhất cho bông bùn Bông bùn (1-5mm) sau khi tách khí rơi trở lại vùng phân hủy (đệm bùn và tầng bùn dãn nở)

Thời gian lưu bùn hay tuổi bùn (SRT): >30 ngày

Hình 2.6 Bể UASB

Ưu điểm:

Xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ rất cao, COD = 15.000mg/l

Hiệu suất xử lý COD có thể đến 80%

Yêu cầu về dinh dưỡng (N, P) của hệ thống xử lý kị khí thấp hơn hệ thống xử lý hiếu khí do sự tăng trưởng và sinh sản của vi sinh vật kị khí thấp hơn vi sinh vật hiếu khí

Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn và lượng bùn sinh ra dễ tách nước

Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống

Hệ thống xử lý kị khí tiêu thụ rất ít năng lượng trong quá trình vận hành

Nhược điểm:

Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải

Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát

b Lọc kỵ khí bám dính cố định

Cơ chế: hệ thống lọc kỵ khí bám dính cố định sử dụng các vi sinh vật bám dính trên các vật liệu lọc đặt trong bể có dòng nước thải từ dưới lên hoặc từ trên xuống và màng sinh vật bám dính này sẽ không bị rửa trôi trong quá trình xử lý Sinh khối trong bể phải được kiểm tra thường xuyên và nếu có dư thừa thí chúng phải tách ra khỏi hệ thống theo dòng chảy

Hình 2.7 Bể lọc kỵ khí [4]

Giá thể là các vật liệu rắn trơ (đá, sỏi, than, tấm nhựa, …) chiếm 50-90% thể tích

bể làm giá thể cố định cho vi sinh vật kỵ khí sống bám trên bề mặt

Quá trình xử lý xảy ra là kết quả của bùn lơ lửng và hòa trộn sinh khối được giữ lại bởi màng lọc Dòng chảy ra ở phần trên cùa màng là tập hợp các tác nhân bị đào thải Khí nằm ở dưới bể phản ứng được thu lại và được chuyển đi nơi khác để sử dụng sau Dòng chảy ra được tuần hoàn trở lại để duy trì điều kiện nạp nước được đồng nhất trong bể phản ứng, bất chấp vận tốc nước thay đổi, vì vậy có thể duy trì điều kiện thủy độc lực học đồng nhất trong bể phản ứng

2.3.2 Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

Quá trình hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng

Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan hoặc không hòa tan chuyển thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả năng lắng với tác dụng của trọng lực Nước chảy liên tục vào bể Aerotank, khi đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ Dưới điều kiện như vậy, vi sinh vật tăng sinh khối và kết thành bông bùn, hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và được lắng xuống đáy

Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu:

Cung cấp đủ lượng oxy một các liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Xáo trộn đều vi sinh vật và chất hữu cơ trong nước thải và chúng sử dụng chất hữu cơ như là thức ăn

Khi vi sinh vật phát triển và được xáo trộn bởi không khí chúng sẽ kết thành khối với nhau tạo thành bùn hoạt tính – bông bùn sinh học

Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải sau khi ra khỏi bể Aerotank được đưa đến bể lắng đợt 2 và được lắng tại đây

Phần lớn bùn hoạt tính (>50%) được tuần hoàn trở lại bể Aerotank (gọi là bùn tuần hoàn) để duy trì mật độ vi sinh vật đáp ứng khả năng phân hủy chất hữu cơ tốt

Phần lớn bùn hoạt tính còn lại trong bể lắng (bùn hoạt tính dư) được đưa đến bể nén bùn

để giảm độ ẩm và sau đó xử lý chúng bằng phương pháp thích hợp

số loại có thể phân phối khí dưới dạng nano hay ion

Nguyên lý hoạt động: Nước thải được bơm vào bể Aerotank Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ Tiếp theo diễn ra quá trình khử nitơ và nitrat hóa Hợp chất hữu cơ chứa nitơ NH4+, sinh khối tế bào vi sinh vật, tế bào sống và tế bào chết theo bùn ra ngoài Do quá trình thủy phân bởi enzyme của vi khuẩn và quá trình đồng hóa khử nitơ tạo ra các khí NO2, O2 chúng sẽ thoát vào không khí Để các quá trình trong bể Aerotank diễn ra thuận lợi thì phải tiến hành khuấy trộn hoàn toàn để nén sục khí oxy tinh khiết

Ưu điểm:

Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%

Loại bỏ được nitơ trong nước thải

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:

Thể tích công trình lớn và chiếm nhiều mặt bằng hơn

Chi phí xây dựng công trình và đầu tư thiết bị lớn