THUYẾT MINH THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG: NÂNG CẤP, CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU SỐ 5,

MỤC LỤC Các tiêu chuẩn, tài liệu viện dẫn 1 1. Tính chất nước thải chế biến mủ cao su: 2 2. Xác định lưu lượng nước thải 2 3. Hệ thống thoát nước thải 3 4. Quy trình xử lý nước thải chế biến mủ cao su. 3 5. Tính toán thiết kế cải tạo trạm xử lý nước thải. 16 5.1. Lưu lượng nước thải cần xử lý 16 5.2. Chất lượng nước thải đầu vào: 16 5.3. Chất lượng nước thải yêu cầu xử lý: 16 5.4. Tính toán xây dựng, lắp đặt các hạng mục cải tạo 17 6. Tổ chức và tiến độ thực hiện. 27 6.1. Tổ chức thực hiện 27 6.2. Tiến độ thực hiện 27 7. Các biện pháp đảm bảo chất lượng 28 8. Biện pháp đảm bảo vệ sinh, an toàn trong thi công 31 8.1. Những quy định chung 32 8.2. Những quy định cụ thể 32

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 868

Địa chỉ: 368 Nguyễn Trãi, phường Trung Văn, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội

Điện Thoại: 04 66714741 Fax: 04 66714753

-THUYẾT MINH THIẾT KẾ

KỸ THUẬT THI CÔNG

CÔNG TRÌNH: NÂNG CẤP, CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC

THẢI - NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU SỐ 5,

KONTUM

HÀ NỘI - 2016

MỤC LỤC

Các tiêu chuẩn, tài liệu viện dẫn 1

1 Tính chất nước thải chế biến mủ cao su: 2

2 Xác định lưu lượng nước thải 2

3 Hệ thống thoát nước thải 3

4 Quy trình xử lý nước thải chế biến mủ cao su 3

5 Tính toán thiết kế cải tạo trạm xử lý nước thải 16

5.1 Lưu lượng nước thải cần xử lý 16

5.2 Chất lượng nước thải đầu vào: 16

5.3 Chất lượng nước thải yêu cầu xử lý: 16

5.4 Tính toán xây dựng, lắp đặt các hạng mục cải tạo 17

6 Tổ chức và tiến độ thực hiện 27

6.1 Tổ chức thực hiện 27

6.2 Tiến độ thực hiện 27

7 Các biện pháp đảm bảo chất lượng 28

8 Biện pháp đảm bảo vệ sinh, an toàn trong thi công 31

8.1 Những quy định chung 32

8.2 Những quy định cụ thể 32

Các tiêu chuẩn, tài liệu viện dẫn

- Hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công: Công trình nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lýnước thải - Nhà máy chế biến mủ cao su số 5, công suất 700 – 1000m3/ngày,đêm do

công ty Công ty cổ phần tư vấn công nghệ xây dựng 868lập tháng 01 năm 2017

- Tiêu chuẩn TCVN 7957:2008

Thoát nước – Mạng lưới bên ngoài và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế

- Tiêu chuẩn TCVN – 5945:2005

Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải

- Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 51:2008

Thoát nước – Mạng lưới và công trình bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế

- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 40 – 2011/BTNMT

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp

- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-MT – 2015/BTNMT

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sơ chế cao su thiên nhiên

- Quy chuẩn hệ thống cấp thoát nước bên ngoài và công trình

- Các tài liệu chuyên ngành cấp thoát nước

- Các tài liệu tính toàn thủy lực, sổ tay thủy lực

- Các tài liệu về địa chất công trình

1 Tính chất nước thải chế biến mủ cao su:

Nước thải chế biến cao su được hình thành chủ yếu từ các công đoạn khuấy trộn, làm đông, gia công

cơ học và nước rửa máy móc, bồn chứa Đặc tính ô nhiễm của nước thải ngành sản xuất mủ cao su được cho trong bảng dưới đây:

STT Thành phần Đơn vị

Công đoạn

Cống chung Sản xuất mủ cốm Sản xuất mủ ly

tâm Đánh đông Cán cắt cốm

và kết dính thành từng mảng lớn trên bề mặt nước Các hạt cao su tồn tại ở dạng nhũtương và keo phát sinh trong quá trình rửa bồn chứa, rửa các chén mỡ, nước tách từ

mủ ly tâm và cả trong giai đoạn đánh đông Trong nước thải còn chứa một lượng lớnprotein hòa tan, axit foocmic (dùng trong quá trình đánh đông), và N-NH3 (dùng trongquá trình kháng đông) Hàm lượng COD trong nước thải là khá cao, có thể lên đến15.000mg/l Tỷ lệ BOD/COD của nước thải là 0.6 – 0.88 rất thích hợp cho quá trình

xử lý sinh học

2 Xác định lưu lượng nước thải

- Công xuất chế biến của nhà máy chế biến mủ cao su số 5 là : 3732 tấn/năm

- Mủ 3 chiếm 90% công suất chế biến : 3732 x 90% = 3359 tấn/năm

- Lượng nước tiêu thụ trong quá trình chế biến mủ 3 là: 56100m3 nước/năm

- Mủ 10 chiếm 10% công suất chế biến : 3732 x 10% = 373 tấn/năm

- Lượng nước tiêu thụ trong quá trình chế biến mủ 10 là: 9350m3 nước/năm

- Tổng lượng nước tiêu thụ: 56100 + 9350 = 65450 m3 nước/năm

- Hệ số an toàn là 2 và toàn bộ lượng nước cấp dùng trong quá trình chế biếnđều được thải ra

- Tổng lưu lượng nước thải chế biến mủ cao su là: 65450 x 2 = 130900

m3/năm

- Số ngày hoạt động của nhà máy 235 ngày.

- Lượng nước thải chế biến mủ cao su trung bình là: 668,500 m3/ngày,đêm

- Lượng nước thải chế biến mủ cao su trung bình là: 27,9 m3/h

3 Hệ thống thoát nước thải

- Hệ thống đường mương, cống thu gom và dẫn nước thải từ khu vực sản xuất

về trạm xử lý nước thải ta tái sử dụng lại hệ thống đã được xây dựng và khi vào trạm

xử lý nước thải ta chia thành 2 mương dẫn :

+ Một mương dẫn nước thải mủ 3 vào hệ thống mương bẫy mủ rồi vào các hệthống xử lý tiếp theo

+ Một mương dẫn nước thải mủ 10 vào hệ thống 36 ô bẩy mủ rồi vào các hệthống xử lý tiếp theo

- Mương thu gom và dẫn nước thải từ khu vực sản xuất về trạm xử lý nước thải

có kích thước: Dài x Rộng x Cao = 96 x 1 x 0,73 m

4 Quy trình xử lý nước thải chế biến mủ cao su.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su:

Xử lý nước thải chế biến mủ cao su cần chú ý đến việc xử lý các chỉ tiêu gây ônhiễm như COD, BOD, amoni và photpho Hàm lượng N-NH3 trong nước thải cao chủyếu là do việc sử dụng amoniac là chất chống đông tụ trong quá trình thu hoạch, vậnchuyển và tồn trữ mủ, đặc biệt là trong chế biến mủ li tâm Bên cạnh đó, hàm lượngphotpho trong nước thải cũng rất cao 88,1-109,9mg/l Một vấn đề đặc biết quan trọng

là việc thu hồi mủ cao su có trong nước thải

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su

Thuyết minh quy trình công nghệ:

1 Mương thu nước thải và bẫy mủ cao su – Bể 36 ô bẩy mủ

Nước thải sản xuất được thu gom về mương thu gom Sau khi tách rác và mủkhối có kích thước lớn, nước thải được bơm về mương thu nước thải và bẫy mủ Ở đầumương bẫy mủ cấp thêm hóa chất HCOOH và máy khuấy để keo tụ lượng mủ còn lẫntrong nước thải khi này pH trong nước thải vào khoảng 5 – 5,5 Sau đó nước thải được

tự chảy qua bể 36 ô bẩy mủ Ở đây lượng mủ còn dư trong nước thải tiếp tục được keo

tụ và nổi lên trên Nhờ quá trình chuyển động dích dắc sẽ tách pha mủ và nước thải.Sau đó nước thải chảy tràn sang bể điều hòa

Nước thải sản xuất chế biến mủ tạp (mủ 10) được thu gom và dẫn xuống bể 36bẩy mủ cùng với lượng nước thải từ mương bẫy mủ Nước thải mủ 10 không có lượng

mủ cao su dưới dạng huyền phù nên không cần qua mương bẫy mủ để giảm pH xuống

và keo tủ lượng mủ còn dư trong nước thải

Đây là một trong nhưng hạng mục quan trọng để xử lý sơ bộ nước thải trướckhi nước thải đi vào các hạng mục xử lý lý hóa và sinh học Hạng mục này giúp loại

bỏ phần lớn lượng mủ dư còn sót lại trong nước thải và lượng mủ vớt định kỳ có thểtái sử dụng với nhiều mục đích khác nhau

Tại bể điều hóa nhằm tăng khả năng xử lý chất hưu cơ trong nước và giúp ổnđịnh nồng độ chất thải trong nước thải trước khi đi vào hệ thống xử lý chính thì tacung cấp sục khí liên tục Đây là quá trình nhằm tăng hiệu suất xử lý cho các côngtrình, hạng mục phía sau

3 Bể phản ứng keo tụ, tạo bông – Hệ thống tuyển nổi

Nước thải từ bể điều hòa bơm lên hệ thống lọc rác tinh rồi chảy xuống bể phảnứng keo tụ, tạo bông Hóa chất keo tụ (polyme) và hóa chất hiệu chỉnh môi trường(PAC) được châm vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt chẽ bằngmáy pH Dưới tác dụng của hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn được lắp đặt trong bể,

hóa chất keo tụ và hóa chất hiệu chỉnh môi trường được hòa trộn nhanh và đều vàotrong nước thải Trong điều kiện môi trường thuận lợi cho quá trình keo tụ, hóa chấtkeo tụ và các chất ô nhiễm trong nước thải tiếp xúc, tương tác với nhau, hình thành cácbông cặn nhỏ li ti trên khắp diện tích và thể tích bể Hỗn hợp nước thải này tự chảyqua bể keo tụ tạo bông

Tại bể keo tụ tạo bông, hóa chất trợ keo tụ được châm vào bể với liều lượngnhất định Dưới tác dụng của hóa chất này và hệ thống motor cánh khuấy với tốc độchậm, các bông cặn li ti từ bể phản ứng sẽ chuyển động, va chạm, dính kết và hìnhthành nên những bông cặn tại bể keo tụ tạo bông có kích thước và khối lượng lớn gấpnhiều lần các bông cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng ở bể lắng.Hỗn hợp nước và bông cặn hữu dụng tự chảy sang hệ thống tuyển nổi

Tại hệ thống tuyển nổi cặn lơ lửng tạo với nhau thành từng mảng trong nướcdưới tác dụng của khí nén sẽ nổi lên trên và cặn có trọng lượng nặng hơn sẽ chìmxuống dưới Nước thải sau khi qua hệ thống tuyển nổi lượng cặn lơ lửng và lượng mủcòn dư trong nước giảm đáng kể, đồng thời còn có chức năng hỗ trợ các công trình xử

lý sinh học phía sau Nước sau khi qua hệ thống tuyển nổi nước được bơm qua bể lắnglamella 1 (lắng sơ cấp)

Bể Tuyển Nổi là một thiết bị dùng để tách và loại bỏ các chất rắn lơ lửng từchất lỏng dựa trên những thay đổi trong độ tan của khí áp khác nhau Không khí đượchòa tan dưới áp lực trong một chất lỏng sạch và bơm trực tiếp vào bể Tuyển Nổi Saukhi vào DAF, áp suất không khí được tạo ra và kết hợp với chất lỏng, mà sẽ trở thànhsiêu bão hòa với các bong bóng khí có kích thước micron Các bong bóng không khí li

ti sản xuất một lực hấp dẫn cụ thể bám dính vào các phần tử rắn lơ lững trong nước vànâng các hạt lơ lửng nổi lên bề mặt chất lỏng, tạothành một lớp bùn nổi được loại bỏbởi dàn cào ván bùn mặt Chất rắn nặng lắng xuống đáy hồ và cũng được cào gom lại

và hút ra ngoài bằng bơm hút bùn để đưa về khu xử lý bùn xử lý

Đây là quá trình nhằm loại bỏ hòa toàn cặn lơ lửng và cặn vô cơ còn tồn tại trognước thải, quá trình xử lý lượng TSS ( Tổng chất lơ lửng trong nước) đạt tới 90% Saukhi loại bỏ phần lớn cặn lơ lủng trong nước thì các công trình sinh học sẽ đạt hiệu quảcao trong quá trình xử lý vì đã loại bỏ chất ức chể ảnh hưởng tới vi sinh vât

4 Bể lắng 1

Tại bể lắng 1 bùn cặn được giữ lại ở đáy bể lắng và được xả vào bể chứa bùn,nước sau xử lý tại bể lắng tự chảy sang bể xử lý kỵ khí (Bể UASB) Bể có tác dụnggần như loại bỏ hết cặn lơ lủng còn sót lại trong nước thải, hỗ trợ các công trình xử lýsinh học phía sau đạt hiệu suất cao

Bể lắng lamella là một trong nhưng công nghệ mới hiện nay lại mang lại hiệuquả cao trong quá trình xử lý nước thải, nhằm loại bỏ hoàn toàn cặn lơ lửng và cặn vô

cơ có trong nước thải trước khi nước thải đi vào công trình xử lý sinh học

Nguồn nước từ bể phản ứng vào bể lắng sẽ di chuyển theo chiều từ dưới lêntheo các tấm lắng lamen (hoặc ống lắng) được thiết kế nghiêng 60°, trong quá trình dichuyển các cặn lắng (kết tủa hay bông lắng) sẽ va chạm vào nhau và bám vào bề mặttấm lắng lamen Khi các bông lắng kết dính với nhau trên bề mặt tấm lắng lamen đủnặng và thắng được lực đẩy của dòng nước đang di chuyển lên thì bông kết tủa sẽ trượtxuống theo chiều ngược lại và rơi xuống đáy bể lắng (hay hố thu cặn), từ đó theo chu

kỳ xả đi Nước sạch được thu ở phía trên bể lắng và được đưa sang bể UASB

Với nguyên lý hoạt động như vậy, tấm lắng lamen phát huy tác dụng nhờ vàocác bề mặt tiếp xúc của ống lắng, càng tăng bề mặt tiếp xúc của ống lắng thì hiệu quảlắng càng cao, giúp tăng hiệu quả sử dụng dung tích bể và giảm được thời gian lắng

Đặc biệt, với việc nghiên cứu và ứng dụng tính chất khữ tĩnh điện trong khốilắng, các bông kết tủa không bám dính vào bề mặt ống lắng và nhanh chóng trượtxuống về hố thu cặn, điều này sẽ giúp kéo dài thời gian rửa bể lắng, tiết kiệm đượcnguồn nước rửa và hóa chất phản ứng

Bể lắng lamella được thiết kế với cấu trúc đơn giản, không có bộ phận hao mòn,chất liệu tốt bền trong mọi môi trường ( trừ môi trường hóa chất, axit gây ăn mònhay biến dạng sản phẩm), giảm được tối đa phí bảo trì Hoạt động ổn định, dễ dàng,hiệu suất lắng cao, không có bùn chảy ngược Chiếm ít diện tích, chi phí đầu tư banđầu thấp thấp, hiệu quả cao

Bể lắng lamen được tính toán, thiết kế và đưa vào sản xuất với độ dày đồngnhất, tốc độ lưu thông cao, đem lại khả năng lắng bùn cực kỳ tốt Bể lắng lamella cholượng nước được phân phối đều, giúp doanh nghiệp giảm được chi phí cho việc lắpđặt, bảo quản và vận hành Độ bền sản phẩm cao và giảm thiểu tối đa sự tắc nghẽn.Được sản xuất và chế tạo trên vật liệu nhựa PVC rất dẻo dai, có độ đàn hồi tốt nên có

thể chịu được trọng lượng trên 300kg do cấu trúc phức hợp tạo thành Lắp đặt, vậnchuyển, tháo dỡ đơn giản và dễ dàng.

5 Bể xử lý kỵ khí UASB

Nước thải từ bể lắng lamella tự chảy qua bể UASB – là công trình xử lý sinhhọc kị khí Với ưu điểm không sử dụng oxy, bể kị khí có khả năng tiếp nhận nước thảivới nồng độ rất cao Nước thải có nồng độ ô nhiễm cao sẽ tiếp xúc với lớp bùn kị khí

và toàn bộ các quá trình sinh hóa sẽ diễn ra trong lớp bùn này, bao gồm quá trình thủyphân, acid hóa, acetate hóa và tạo thành khí methane và các sản phẩm cuối cùng khác

Và bể UASB làm giảm sốc tải cho các công trình sinh học phía sau

Tuy nhiên, sau khi qua bể kị khí, nồng độ các chất hữu cơ và các chất khác vẫncòn cao hơn tiêu chuẩn nguồn tiếp nhận theo quy định hiện hành của pháp luật nênnước thải sẽ tiếp tục được xử lý sinh học ở cấp bậc cao hơn

Trong bể UASB, nước thải đc đưa vào từ đáy bể thông qua hệ thống phân phốidòng vào Nước thải chuyển động theo chiều từ dưới lên trên với vận tốc 0,6 đến 0,9m/h, đi qua lớp bùn vi sinh kỵ khí lơ lửng Trong điều kiện kỵ khí, các chất hữu cơ cótrong nước thải sẽ phân hủy thành các hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ hơn, hìnhthành khí CH4, CO2, tạo nên sự xáo trộn bên trong bể Khí đc tạo ra có khuynh hướngbám vào các hạt bùn, nổi lên trên mặt bể, va chạm tấm hướng dòng Các tấm này cónhiệm vụ tách khí, bùn và nước Các hạt bùn được tách khí sẽ rơi xuống lại tầng bùng

lơ lửng Khí sinh học sẽ được thi bằng hệ thống thu khí

Các giai đoạn xảy ra trong quá trình kỵ khí

Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử

Dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và chất không tan(polysaccharides, proteins, lipids) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chấthòa tan (như đường, các amino acid, acid béo)

Quá trình này xảy ra chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt

và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất

Giai đoạn 2: Axít hóa

Vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acidbéo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới

Sự hình thành các acid có thể làm pH giảmxuống đến 4.0

Giai đoạn 3: Methane hóa

Giai đoạn này chuyển từ sản phẩm đã methane hóathành khí (CH4 và CO2)bằng nhiều loại vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt.

OH-Bể xử lý kỵ khí UASB có ưu điểm:

Xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ rất cao, COD= 15000mg/l.Hiệu suất xử lý COD có thể đến 80%

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

Và được áp dụng xử lý hầu hết các loại nước thải có nồng độ các chất hữu cơcao ở một số ngành công nghiệp đặc thù và đặc biệt xử lý nước thải cao su được ápdụng rất rộng rãi

Tuy nhiên với hàm lượng chất hữu cơ còn khá lớn và lượng tổng N trong nướcthải còn rất cao thì nước thải sẽ phải tiếp tục qua các bể xử lý tổng N và các chất hưu

cơ trong nước nhằm đạt hiệu quả cao Nước thải tiếp tục tự chảy tràn sang bể xử lýtổng Nlà bể xử lý sinh học thiếu khí Anoxic

Trong nước thải, có chứ hợp chất Nito , những hợp chất này cần phải được loại

bỏ ra khỏi nước thải Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khíphát triển xử lý Nito thông qua quá trình Nitrat hóa

Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau

Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas vàNitrobacter Trong môi trường thiếu Oxi, các loại vi khuẩn này sẻ khử NitratDenitrificans sẽ tách oxi của Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa

NO3- → NO2- → N2O → N2↑

Khí Nito phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là Nito

có trong nước thải đã được xử lý

Đây là hạng mục quan trọng nhất trong xử lý nước thải chế biến cao su, hạngmục này nhằm loại bỏ phần lớn lượng Nito còn tồn tại trong nước thải, hiệu suất xử lýNito lên đến 80% Nito là chất gây độc với vi sinh vật xử lý các chất hữu cơ trongnước thải vì vậy hạng mục anoxic xử lý Nito phải diễn ra trước các hạng mục xử lýBOD, COD có trong nước thải nhằm hiệu quả của cả công trình xử lý nước thải đạthiệu quả cao

7 Bể xử lý hiếu khí Aerotank.

Nước thải tiếp tục được bơm qua bể Aerotank xử lý triệt để các hợp chất hữu

cơ Tại bể Aerotank diện ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì từ máy thối khí.Tại đây các vi sinh vậy ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu cơcòn lại trong nước thải thành các chất vô cơ dạng đơn giản như: CO2, H2O

Aerotank là qui trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, các chất hữu cơ dễ bịphân hủy sinh học được vi sinh vật hiếu khí sử dụng như một chất dinh dưỡng để sinhtrưởng và phát triển Qua đó thì sinh khối vi sinh ngày càng gia tăng và nồng độ ônhiễm của nước thải giảm xuống Không khí trong bể Aerotank được tăng cường bằngcác thiết bị cấp khí: máy sục khí bề mặt, máy thổi khí…

Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy nhằm tăngcường lượng khí oxi hòa tan và tăng cường quá trình oxi hóa chất bẩn hữu cơ có trongnước Nước thải sau khi đã được xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ởdạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào Aerotank Các chất lơ lửng này là một sốchất rắn và có thể là các chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan Các chất lơ lửng là nơicho vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển, dần thành các hạt cặn bông.Các hạt này dần dần to và lơ lửng trong nước Chính vì vậy xử lý nước thải ở Aerotankđược gọi là quá trình xử lý với sinh vật lơ lửng của quần thể vi sinh vật

Các bông cặn này cũng chính là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là loại bùn xốpchứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ chứa trong

nước thải Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để đảm bảo oxi dung choquá trình oxi hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc thoáng gió.

Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không khí cần cấp lấy phụ thuộc vào độ

ẩm vào mức độ yêu cầu xử lý nước thải Thời gian nước lưu trong bể aerotank thường

là 4 - 6giờ Nước thải với bùn hoạt tính tuần hoàn sau khi qua bể Aerotank cho qua bểlắng đợt 2 Ở đây bùn lắng một phần đưa trở lại Aerotank, phần khác đưa tới bể nénbùn

Độ ẩm của bùn hoạt tính khoảng 98-99%, trước khi đưa lên bể metan cần làmgiảm thể tích Quá trình oxi hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong Aeroten qua ba giaiđoạn:

Giai đoạn thứ nhất:

Tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi Ở giai đoạn này bùn hoạt tính hìnhthành và phát triển Hàm lượng oxi cần cho vi sinh vật sinh trưởng, đặc biệt ở thời gianđầu tiên thức ăn dinh dưỡng trong nước thải rất phong phú, lượng sinh khối trong thờigian này rất Sau khi vi sinh vật thích nghi với môi trường, chúng sinh trưởng rất mạnhtheo cấp số nhân Vì vậy, lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần

Giai đoạn hai:

Vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi cũng ở mức gần như ít thayđổi Chính ở giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất Hoạt lựcenzym của bùn hoạt tính trong giai đoạn này cũng đạt tới mức cực đại vàkéo dài trongmột tời gian tiếp theo Điểm cực đại của enzym oxi hóa của bùn hoạttính thường đạt ởthời điểm sau khi lượng bùn hoạt tính (sinh khối vi sinh vật) tới mức ổn định Qua cácthông số hoạt động của Aeroten cho thấy ở gian đoạn thứ nhất tốc độ tiêu thụ oxi (haytốc độ oxi hóa) rất cao, có khi gấp 3 lần ở giai đoạn thứ hai

Giai đoạn thứ ba:

Sau một thời gian khá dài tốc độ oxi hóa cầm chừng (hầu như ít thay đổi) và cóchiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên Đây là giai đoạn nitrat hóa cácmuối amoni Sau cùng, nhu cầu oxi lại giảm và cần phải kết thúc quá trình làm việccủa Aerotank (làm việc theo mẻ)

Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%, vận hành đơn giản, an toàn, thích hợp vớinhiều loại nước thải trong đó có nước thải sản xuất mủ cao su Nước thải sau đó đượcchuyển sang bể xử lý sinh học màng MBBR

8 Bể xử lý sinh học MBBR:

Tại bể này quá trình hiếu khí diễn ra mạnh mẽ nhờ vào việc sục khí liên tục đểlàm giảm hàm lượng COD tới mức cho phép , đồng thời giúp giảm mùi của nước thảiđầu ra

Nồng độ bùn hoạt tính trong bể dao động từ 1.000-5.000 mgMLSS/L Nồng độbùn hoạt tính càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng và hiệu suất xử lý của bể càng lớn.Oxy (không khí) được cung cấp bằng các máy thổi khí (airblower) và hệ thống phânphối khí có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn 10 µm Lượng khí cung cấpvào bể với mục đích:

(1) cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thànhnước và carbonic, nitơ hữu cơ và amoni thành nitrat NO3-;

(2) xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúctốt với các cơ chất cần xử lý Tải trọng chất hữu cơ của bể hiếu khí thường dao dộng từ0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm

Oxy hóa và tổng hợp

COHNS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí —-> CO2 +

H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác

Hô hấp nội bào

C5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi khuẩn —-> 5CO2 + 2H2O + NH3 + E

Bên cạnh quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành carbonic (CO2)và nước(H2O), vi khuẩn hiếu khí Nitrisomonas và Nitrobacter còn oxy hóa amoniac (NH3)thành nitrite (NO2-) và cuối cùng là nitrate (NO3-)

NH4+ + 2O2 NO3- + 2H+ + H2O

Lượng oxy O2 cần thiết để oxy hóa hoàn toàn amoni (NH4+) bằng 4,57g O2/g

N với 3,43g O2/g được dùng cho quá trình nitrite và 1,14g O2/g NO-2 bị oxy hóa

Trên cơ sở phương trình tổng hợp sau:

NH4+ + 1,731O2 + 1,962HCO3 —> 0,038C5H7O2N + 0,962NO3- + 1,077H2O +1,769H+

Phương trình trên cho thấy rằng mỗi một (01)g nitơ nito-amoniac (N-NH3)được chuyển hóa, 3,96g oxy O2 được sử dụng, 0,31g tế bào mới (C5H7O2N) đượchình thành, 7,01g kiềm CaCO3 được tách ra và 0,16g carbon vô cơ được sử dụng đểtạo thành tế bào mới

Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate NO3- thành nitơ dạng khí N2 đảmbảo nồng độ nitơ trong nước đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường Quá trình sinh học khửNitơ liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nướcthải sử dụng Nitrate hoặc nitrite như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy Trong điềukiện không có DO hoặc dưới nồng độ DO giới hạn ≤ 2 mg O2/L (điều kiện thiếu khí).Điều kiện này được tạo ra trong bể anoxic bằng máy khuấy trộn chìm

C10H19O3N + 10NO3- —-> 5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 100H+

Quá trình chuyển hóa này được thực hiện bởi vi khuẩn khử nitrate chiếmkhoảng 10-80% khối lượng vi khuẩn (bùn) Tốc độ khử nitơ đặc biệt dao động 0,04đến 0,42 gN-NO3-/g MLVSS.ngày, tỉ lệ F/M càng cao tốc độ khử tơ càng lớn

Giá thể sinh học lơ lửng mbbr hel-x chip (Germany)

Với cấu trúc đặc biệt các giá thể vi sinh Hel-X Chip tạo môi trường lý tưởngcho các vi khuẩn trong quá trình Anammox phát triển bám dính lên bề mặt và bêntrong các lỗ rỗng Màng vi sinh có thể kết hợp xử lý cả quá trình hiếu khí (Aerobic) vàthiếu khí (Anoxic), giúp cho quá trình xử lý: COD, BOD, Amoni… với tải trọng cao

và đặc biệt xử lý Amoni hiệu quảhơn các giá thể MBBR khác Quá trình xử lý Amoniđược hiểu bằng quá trình oxy hóa của các vi khuẩn Amoni NITROGEN (NH4-N)trong hai bước, đầu tiên là quá trình Nitrite (NO2) và sau đó là quá trình Nitrate hóa(NO3) Với mục đích này, các vi khuẩn Nitrate hóa phải được cung cấp đủ oxy và cácchất nền khác Tuy nhiên, số lượng vi sinh phụ thuộc vào diện tích bề mặt có sẵn cho

sự phát triển vi sinh vật, Hel-X Chip tạo điều kiện sống tối ưu cho vi khuẩn

Các vi sinh vật bám dính trên giá thể Hel-X Chip có khả năng chịu sốc tải tốthơn Với diện tích bề mặt 3000m2/m3 (bằng 11,5 lần diện tích sân tenis) => giá thể visinh Hel-X Chiptạo ra mật độ vi sinh xử lý trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn so với BểAerotank thông thường, giúp tiết kiệm thể tích bể xử lý và hiệu quả xử lý chất hữu cơcao hơn so với công nghệ truyền thống

Dễ kiểm soát hệ thống, có thể bổ sung giá thể Hel-X Chip tương ứng với tảitrọng ô nhiễm và lưu lượng nước thải Trường hợp tăng công suất hoặc tải trọng hệthống lên 50%, chỉ cần bổ sung giá thể Hel-X Chip vào bể sinh học mà không cần mởrộng thể tích bể sinh học.

Tiết kiệm 30- 40% thể tích bể so với công nghệ bùn hoạt tính thông thường.Hiện nay, nhu cầu cải thiện hiệu quả xử lý nước thải đô thị và công nghiệp liênquan đến chất lượng nước, quá trình ổn định hoặc xử lý không triệt để COD, BOD,Nitơ Yêu cầu khắt khe của các tiêu chuẩn môi trường, cho nên các nhà thầu cần đưa

ra phương án xử lý hiệu quả để cải thiện chất lượng nước sau xử lý mà không cần tăngkích thước Hồ Bể (trong nhiều trường hợp không có diện tích đất để tăng hồ bể).Phương án cải thiện hệ thống xử lý bằng cách thêm giá thể sinh học lơ lửng MBBRHel-X Chip Với cầu trúc lỗ rỗng mịn có diện tích bề mặt 3000m2/m3, giá thể Hel-XChip với hiệu suất loại bỏ COD, BOD, Nitơ cao hơn các loại giá thể khác,được sảnxuất tại Germany đã chứng minh hiệu quả nhiều công trình thực tế

Ưu điểm của xử lý nước thải bằng công nghệ bio chip MBBR / Hel-x Chip

Quá trình xử lý Hel-X Chip MBBR có nhiều ưu điểm nổi trội hơn so với quátrình xử lý bằng bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng Các lợi điểm đó bao gồm:

Hệ vi sinh bền: các giá thể vi sinh tạo cho màng sinh học 1 môi trường bảo vệ,

do đó, hệ vi sinh xử lý dễ phục hồi hơn

Mật độ vi sinh xử lý trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn: so với bể thổi khí thôngthường, mật độ vi sinh xử lý trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn, do đó thể tích bể xử lýnhỏ hơn và hiệu quả xử lý chất hữu cơ cao hơn

Vi sinh xử lý được “chuyên môn hóa”: các nhóm vi sinh khác nhau phát triểngiữa các lớp màng vi sinh, điều này giúp cho các lớp màng sinh học phát triển theo xuhướng tập trung vào các chất hữu cơ chuyên biệt

Tiết kiệm năng lượng, dễ vận hành

MBBR Hel-X Chip thân thiện môi trường hơn so với các các hệ thống xử lýhiếu khí nước thải sinh hoạt và công nghiệp

Tải trọng cao: khả năng phát triển của màng sinh học theo tải trọng tăng dầncủa chất hữu cơ làm cho bể MBBR Chip có thể vận hành ở tải trọng cao với đầu tư vậnhành thấp

Chống shock tải trọng

Dễ dàng cải tạo, nâng cấp

Dễ kiểm soát hệ thống, có thể bổ sung giá thể MBBR Chip tương ứng với tảitrọng ô nhiễm và lưu lượng nước thải Trường hợp tăng công suất hoặc tải trọng hệthống lên 50%, chỉ cần bổ sung giá thể MBBR Chip vào bể sinh học mà không cần mởrộng thể tích bể sinh học

Giá thể Hel-X Chip đặc biệt không bao giờ bị tắc nghẽn

Tiết kiệm 30-40% thể tích bể so với công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng

Sau quá trình xử lý tại bể anoxic – bể aerotank, nước thải tự chảy qua bểlamella

9 Bể lắng 2

Nước thải từ bể anoxic – aerotank được phân phối vào vùng phân phối nướccủa bể lắng lamella Hiệu suất bể lắng được tăng cường đáng kể do sử dụng hệ thốngtấm lắng lamella Bể lắng lamella được chia làm ba vùng căn bản:

+ Vùng phân phối nước

+ Vùng lắng

+ Vùng tập trung và chứa cặn

Nước và bông cặn chuyển động qua vùng phân phối nước đi vào vùng lắng của

bể là hệ thống tấm lắng lamella, với nhiều lớp mỏng được sắp xếp theo một trình tự vàkhoảng cách nhất đinh Khi hỗn hợp nước và bông cặn đi qua hệ thống này, các bôngbùn va chạm với nhau, tạo thành những bông bùn có kích thước và khối lượng lớn gấpnhiều lần các bông bùn ban đầu Các bông bùn này trượt theo các tấm lamella và đượctập hợp tại vùng chứa cặn của bể lắng Nước sạch được thu ở phía trên bể lắng và đượcđưa sang hồ sinh học bằng phương pháp chảy tràn

Tại đây diễn ra quá trình phân tách giữa nước và bùn hoạt tình Bùn hoạt tínhlắng xuống đáy Bùn hoạt tính ở đáy bể lắng một phần được bơm tuần hoàn lại bể sinhhọc hiếu khí nhằm duy trì hàm lượng sinh vật trong bể Bùn dư dược bơm vào bể nénbùn trọng lực để làm giảm thể tích Sau đó qua máy ép bùn → bùn đem đi chôn lấphoặc sử dụng làm phân bón

10 Hồ sinh học

Hồ sinh học tiếp nhận nguồn nước thải và các vi sinh vật, thực vật thủy sinhdưới hồ sẽ tiếp tục xử lý các chất hữu cơ có trong nước thải và ổn định lại nước thải

5 Tính toán thiết kế cải tạo trạm xử lý nước thải

5.1 Lưu lượng nước thải cần xử lý

Qtrungbinh = 700 m3/ngày đêm = 29,17 m3/h

5.2 Chất lượng nước thải đầu vào:

Căn cứ vào các tài liệu chuyên ngành và các nghiên cứu tại các nhà máy chế biến mủ cao su tại nhiều tỉnh thành, chất lượng nước thải đầu vào của trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ sao su số 5 có thể dự kiến như sau:

Bảng 1: Chất lượng nước thải đầu vào trạm xử lý

5.3 Chất lượng nước thải yêu cầu xử lý:

Nước thải sau khi được xử lý tại trạm xử lý nước thải cần đạt cột AQCVN01:2015/BTNMT giành cho cơ sở chế biến mủ cao su thiên nhiên

Bảng 2: Chất lượng nước thải đầu ra môi trường

Nhằm đạt hiệu quả cao trong quỏ trỡnh xử lý cỏc hợp chất chứa N và tổng N thỡthời gian lưu nước trong bể anoxic đạt hiệu suất cao nhất là khoảng 4 – 6 giờ Với thờigian lưu nước 4 - 6 giờ Dung tớch bể tớnh được là 180 m3

Vậy kớch thước sử dụng của bể được là: BxLxH = 6,0 x 7,5 x 4,0 m Với chiềucao xõy dựng là 4,5m

Đường dẫn nước chảy tràn sang bể aerotank : D = 200mm

Bể được xõy dựng bằng bờ tụng cốt thộp và được xõy chỡm 2m, xõy nổi 2,5m.Thành bể bằng bờ tụng cốt thộp M250 đỏ 1x2, dày 250mm, cú bố trớ thang lờnxuống bể Thành bể trỏt VXM75 dày 1,5cm

Múng bể được chia làm 3 phần: Lớp đất nền đầm chặt k = 0,95 Lớp bờ tụng lútM100 đỏ 4x6, dày 100mm Lớp bờ tụng cốt thộp M250 đó 1x2, dày 300mm Đỏy bểlỏng VXM cú đỏnh màu dày 2cm

Tớnh toỏn kết cấu

*) Tớnh toỏn thộp thành bể

1 Tải trọng ngang

1.1 Tải trọng ngang do đất và n ớc ngầm gây ra

- Tải trọng do hoạt tải xe cộ đi lại trên mặt đất lấy t ơng đ ơng phân bố đều trên mặt đất, với loại xe H10

1.2 Tải trọng ngang do n ớc trong bể gây ra

- Tải trọng phân bố d ới dạng tam giác do n ớc bên trong tác dụng lên thành, giá trị lớn nhất tại chân thành: