nước thải ngành phân bón NPK

xử lý nước thải sản xuất phân bón, xử lý nước thải, phân bón NPK, công nghệ xử lý nước thải NPK, giải pháp cho ngành phân bón, phân bón NPK, xử lý nước thải phân bón, kỹ thuật xử lý nước thải phân bón, đồ án xử lý nước thải phân bón,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN

VÀ MÔI TRƯỜNG TPHCM

Khoa Môi Trường Bộ

môn Kỹ thuật Môi trường

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-

oOo -NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Họ và tên sinh viên: LƯU THỊ HUÊ

4 Nhiệm vụ (yêu cầu và số liệu ban đầu)

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, từ đó

phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp

 Tính toán các công trình đơn vị của phương án đã chọn

 Khai toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình (tùy vào GVHD cho làm)

6 Các bản vẽ kỹ thuật:

- Vẽ bản vẽ mặt cắt công nghệ của phương án chọn: 01 bản vẽ khổ A3 và A2

- Vẽ chi tiết công trình đơn vị hoàn chỉnh (công trình chính): ít nhất 3 bản vẽ khổ A3

và A2 (tùy vào GVHD cho làm)

- Vẽ mặt bằng bố trí công trình: 01 bản vẽ khổ A3 và A2

SVTH: Lưu Thị Huệ 1

GVHD: TS.Thái Phương Vu

TP.HCM, Ngày 01, tháng 01, năm 2018GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP.Hồ Chí Minh, Ngày……tháng……năm 2017 SVTH: Lưu Thị Huệ 2

SVTH: Lưu Thị Huệ 3 GVHD: TS.Thái Phương Vu

TP.HCM, ngày 4 tháng 4 năm 2018

Sinh viên

MỤC LỤC

NHI M V Đ ÁNỆ Ụ Ồ i

NH N XET C A GIÁO VIÊN HÂ U ƯƠNG D NÂ ii

L I C M NƠ Ả Ơ iii

M C L CỤ Ụ iv

DANH M C HINHỤ vii

DANH M C B NGỤ Ả viii

DANH M C VI T T TỤ Ê Ă ix

CHƯƠNG 1 T NG QUAN V NỔ Ề ƯƠC TH I CÔNG NGHI P VÀ NẢ Ệ ƯƠC TH I Ả NGÀNH PHÂN BÓN NPK 1

1.1 NƯƠC TH I CÔNG NGHI P [2]Ả Ệ 1

1.1.1 THÀNH PH N C A NÂ U ƯƠC TH IẢ 2

1.1.1.1 Thanh ph n t ng quat c a nâ ô u ươc th ia 2

1.1.1.2 Thanh ph n v t ly c a nâ â u ươc th ia 3

1.1.1.3 Thanh ph n hoa h c c a nâ o u ươc th ia 3

1.1.1.4 Thanh ph n sinh h c c a nâ o u ươc th ia 3

1.1.2 TINH CH T C A NÂ U ƯƠC TH IẢ 3

1.1.2.1 Tinh ch t v t ly c a nâ â u ươc th ia 3

1.1.2.2 Tinh ch t hoa h c c a nâ o u ươc th ia 4

1.1.2.3 Tinh ch t sinh h c c a nâ o u ươc th ia 4

1.1.3 CÁC CH TIÊU C B N V CH T LI Ơ Ả Ề Â ƯƠNG NƯƠC TH IẢ 4

1.1.3.1 Cac ch tiêu li h ci o 4

1.1.3.2 Cac ch tiêu hoa h ci o 5

1.2 NƯƠC TH I NGÀNH PHÂN BÓN NPKẢ 8

1.2.1 S lơ ượ ềc v công ngh s n xu t phân bonệ a â 8

1.2.1.1 Cac dây chuy n tr n h tề ộ ạ 8

1.2.1.2 Dây chuy n ve viên nề ươ 9c 1.2.1.3 Dây truy n can épề 10

1.2.2 Nguyên v t li uâ ệ 11

CHƯƠNG 2 T NG QUAN CÁC PHỔ ƯƠNG PHÁP X LY NƯ ƯƠC TH IẢ 12

SVTH: Lưu Thị Huệ 4

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP X LY NƯ ƯƠC TH I S N XU T PHÂN NPKẢ Ả Â 12

2.1.1 PHƯƠNG PHÁP X LY C H CƯ Ơ O 12

2.1.1.1 Song ch n rac [6]ă 12

2.1.1.2 H thu gomô 13

2.1.1.3 B thu va tach d u mê â ơ 14

2.1.1.4 B đi u hoaê ề 14

2.1.1.5 B l ng cat [4]ê ă 15

2.1.1.6 B l ng nê ă ươc th i [4]a 17

2.1.2 PHƯƠNG PHÁP X LY HÓA LYƯ 21

2.1.2.1 Qua trinh keo t va t o bông [6]u ạ 21

2.1.3 PHƯƠNG PHÁP X LY SINH H C [4]Ư O 22

2.1.3.1 Công trinh xử ly sinh h co hi uế khi 22

2.1.3.1.1 B bùn ho t tinh – AEROTENê ạ 22

2.1.3.1.2 B SBR [4]ê 23

2.1.3.1.3 Mương oxy hoa [4] 24

2.1.3.2 Cac công trinh x ly sinh h c k khiử o ỵ 25

2.1.3.2.1 B UASB [4]ê 25

2.1.3.2.2 B l c k khiê o ỵ 26

2.1.3.3 B sinh h c thi u khi (B Anoxic)ê o ế ê 26

2.2 M T S S Đ CÔNG NGH X LY NỘ Ố Ơ Ồ Ệ Ư ƯƠC TH I NHÀ MÁY PHÂN BÓN Ả NPK 27

CHƯƠNG 3 Đ XU T VÀ L A CH N CÔNG NGH X LYỀ Â Ự O Ệ Ư 28

3.1 C S L A CH N VÀ PHƠ Ở Ự O ƯƠNG ÁN Đ XU TỀ Â 28

3.1.1 C s l a ch nơ ở ự o 28

3.1.2 Đi u ki n l a ch n công ngh x lyề ệ ự o ệ ử 28

3.1.2 Phương an 30

3.2 So sanh l a ch n công nghự o ệ 34

CHƯƠNG 4 TINH TOÁN CHI TI T CÁC CÔNG TRINH Đ N V TRONG CÔNG NGHÊ Ơ I Ệ 38

4.1 H THU GOMỐ 38

4.2 SONG CH N RÁCĂ 39

4.3 B ĐI U HÒA S C KHIỂ Ề Ụ 41

4.4 B ANOXICỂ 48

4.5 B AEROTANKỂ 53

4.6 B PH N NG T O BÔNGỂ Ả Ứ Ạ 57

4.7 B L NG Đ NGỂ Ă Ứ 59

4.8 B CH A KH TRÙNGỂ Ứ Ư 64

4.9 B CH A BÙNỂ Ứ 65

4.10 MÁY EP BÙN 65

4.11 TINH TOÁN LƯƠNG HÓA CH TÂ 66

K T LU N VÀ KI N NGHÊ Â Ê I 68

TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 70

DANH MỤC HÌNH

Hình 1-1 Sơ đồ dây chuyền trộn hạt 8

Hình 1-2 Dây chuyền ve viên nước 9

Hình 1-3 Dây chuyền ép cán 10

Hinh 2-1 Song ch n racă 13

Hinh 2-2 Song ch n rac tinhă 13

Hinh 2-3 H thu gomô 13

Hinh 2-4 B đi u hoaê ề 15

Hình 2-5 Bể lắng cát ngang 16

Hình 2-6 Bể lắng đứng 18

Hình 2-7 Bể lắng ngang 19

Hinh 2-8 C u t o b l ng ly tâmâ ạ ê ă 20

Hinh 2-9 Qua trinh t o bông c nạ ă 21

Hinh 2-10 S đ b aeroten va b l ng đ t IIơ ồ ê ê ă ợ 22

Hinh 2-11 Cac giai đo n c a b SBRạ u ê 24

Hinh 2-12 S đ nguyên ly ho t đ ng c a mơ ồ ạ ộ u ương oxy hoa 24

Hinh 2-13 S đ c u t o b UASBơ ồ â ạ ê 25

Hình 2-14 Sơ đồ công nghệ có bể anoxic 26

Hinh 2-15 S đ công ngh x ly nơ ồ ệ ử ươc th i nha may phân bon NPK Binh Đi na ề 27 Hình 3-1 Sơ đồ công nghệ xử lý phương án 1 30

Hình 2-2 Sơ đồ công nghệ xử lý phương án 2 32

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Lưu lượng nước thải trong 1 số ngành công nghiệp 1

Bảng 1 2 Tính chất đặc trưng của nước thải 1 số ngành công nghiệp 2

Bảng 1 3 Nguyên vật liệu cho vào sản xuất phân bón 11

B ng 3.1 Tinh ch t na â ươc th i c a nha may phân bon NPKa u

28

B ng 3.2 u nha Ư ược đi m c a 2 phê u ương an

34 B ng 3.3 Hi u su t x ly c a pha ệ â ử u ương an 1

36 Bảng 3 4 Hiệu suất xử lý của phương án 2 37

B ng 4.1 H s không đi u hoa chunga ệ ô ề 38 B ng 4.2 Thông s thi t k h thu goma ô ế ế ô

38 B ng 4.3 Cac thông s thi t k song chăn raca ô ế ế 41 B ng 4.4 Cac thông s thi t k b đi u hoaa ô ế ế ê ề 47 Bảng 4 5 Thông số thiết kế bể Anoxic 53

Bảng 4 6 Thông số thiết kế bể Aerotank 57

Bảng 4 7 Thông số thiết kế bể lắng 63

Bảng 4 8 Thông số thiết kế bể khử trùng 64

Bảng 4 9 Thông số thiết kế bể chứa bùn 65

SVTH: Lưu Thị Huệ 8

DANH MỤC VIẾT TẮT

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ NƯỚC THẢI

NGÀNH PHÂN BÓN NPK 1.1 NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP [2]

Là loại nước thải sau quá trình sản xuất, phụ thuộc vào loại hình công nghiệp Đặc tính ô nhiễm và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn

Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là 1 loại nguyên liệu thô hay phương tiện sản xuất (nước cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt Nước cấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp từ nguồn nước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng Nhu cầu về cấp nước và lưu lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố Lưu lượng nước thải của xí nghiệp công nghiệp được xác định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm được sản xuất

Bảng 1 1 Lưu lượng nước thải trong 1 số ngành công nghiệp

thải (

1 Sản xuất bia

2 Tinh chế đường

3 Sản xuất bơ sữa

4 Sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa

5 Sản xuất nước khoáng và nước chanh

6 Nhà máy đồ hộp rau quả

7 Giấy

8 Giấy trắng

9 Giấy không tẩy trắng

10 Dệt sợi nhân tạo

11 Xí nghiệp tẩy trắng

1 lít bia

1 tấn củ cải đường

1 tấn sữa-

-1 tấn sản phẩm-

4,5 – 1,5 -

-

-100

1000 – 4000 Ngoài ra, trình độ công nghệ sản xuất và năng suất của xí nghiệp cũng có ý nghĩa quan trọng Lưu lượng tính cho 1 đơn vị sản phẩm có thể rất khác nhau Lưu lượng nước thải sản xuất lại dao động rất lớn Bởi vậy số liệu trên thường không ổn định và ở nhiều xínghiệp lại có khả năng tiết kiệm lượng nước cấp do sử dụng hệ thống tuần hoàn trong sản xuất

Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong 1 ngành công nghiệp,số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hoàn thiện của công nghệ sản xuất hoặc điều kiện môi trường

Căn cứ vào thành phâng và khối lượng nước thải mà lựa chọn công nghệ và các kỹ thuật xử lý Sau đây là 1 số số liệu về thành phần nước thải của 1 số ngành công nghiệp

Bảng 1 2 Tính chất đặc trưng của nước thải 1 số ngành công nghiệp

sữa

Sản xuất thịt hộp

Dệt sợi tổng hợp

Sản xuất clorophenol

140021003300100015016728500

15003300800020003005

4300540053000120000717-27000140Có 2 loại nước thải công nghiệp:

 Nước thải công nghiệp quy ước sạch: là loại nước thải sau khi sử dụng để làm nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà

 Loại nước thải công nghiệp nhiễm bẩn đặc trưng của công nghiệp đó và cần xử lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thoát nước chung hoặc vào nguồn nước tùy theomức độ xử lý

1.1.1 THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC THẢI

1.1.1.1 Thành phần tổng quát của nước thải

Các chất chứa trong nước thải bao gồm: các chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật

Các chất hữu cơ trong nước thải công nghiệp chiếm khoảng 50 – 60 % tổng các chấtgồm các chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy… và các chất hữu cơđộng vật: chất thải bài tiết của người và động vật, xác động vật… Các chất hữu cơ trongnước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein (chiếm 40 – 60 %), hydratcarbon(25 – 50 %), các chất béo, dầu mỡ (10%) Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác địnhthông qua chỉ tiêu NOS (BOD) và NOH (COD) Bên cạnh các chất trên, nước thải còn cóchứa các liên kết hữu cơ tổng hợp: các chất hoạt tính bề mặt mà điển hình là chất tẩy tổnghợp (Alkyl benzen sunfonat – ABS) rất khó xử lý bằng phương pháp sinh học như đã trìnhbày ở phần trước và gây nên hiện tượng sủi bọt trong các trạm xử lý nước thải cũng nhưtrên bề mặt các nguồn tiếp nhận nước thải

Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 – 42 % gồm chủ yếu: cát, đất sét, các axit,bazơ vô cơ, khoáng, …

Trong nước thải có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, virus, nấm, rong tảo, trứnggiun sán… Trong số các dạng vi sinh vật đó có thể có cả các vi trùng gây bệnh, ví dụ: lỵ,thương hàn… có khả năng gây thành dịch bệnh Về thành phần hóa học các loại vi sinhvật thuộc nhóm các chất hữu cơ

1.1.1.2 Thành phần vật lý của nước thải

Thành phần vật lý được chia thành 3 nhóm tùy vào kích thước:

 Nhóm 1: gồm các chất không tan ở dạng thô (vải, giấy, cành lá cây, sạn, sỏi, cát,

da, lông); ở dạng lơ lửng ( > mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt ( = mm)

 Nhóm 3: gồm các chất bẩn ở dạng hòa tan có < mm; chúng có thể ở dạng ion hoặc phân tử

1.1.1.3 Thành phần hóa học của nước thải

Thành phần hóa học trong nước thải chủ yếu là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinhhọc như: protein, hydratcarbon, các chất béo, xenlulô, và các chất hữu cơ khó bị phânhủy sinh học: thuốc trừ sâu, diệt cỏ, Bên cạnh các chất hữu cơ, trong nước thải, đặc biệtlà nước thải công nghiệp, có chứa các thành phần vô cơ khác nhau

1.1.1.4 Thành phần sinh học của nước thải

Ở trạng thái sinh học, nước thải có chứa các sinh vật, vi sinh vật khác nhau Các sinhvật gây bệnh như: vi khuẩn, vi rút, nguyên động vật, các loại trùng, giun sán, nấm, vi sinhchỉ thị ô nhiễm phân: E.coli, Coliforms, …

1.1.2 TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI

1.1.2.1 Tính chất vật lý của nước thải

Tính chất vật lý của nước thải thể hiện khả năng lắng hoặc nổi của các chất có trongnước thải khi tỷ trọng của nó lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước thải

Nước thải có khả năng tạo mùi, tạo màu từ kết quả của quá trình phân hủy các chấthữu cơ có trong nước thải

1.1.2.2 Tính chất hóa học của nước thải

Tính chất hóa học của nước thải là do khả năng phản ứng hóa học lẫn nhau giữa cácchất có trong nước thải: nước thải có tính axit có thể trung hòa với nước thải có chứakiềm, hay có khả năng phản ứng giữa chất có trong nước thải với hóa chất cho thêm vào

Các phương pháp xử lý hóa học thường dùng trong xử lý nước thải là oxy hóa, keo tụ,trung hòa.

1.1.2.3 Tính chất sinh học của nước thải

Tính chất sinh học của nước thải biểu hiện qua quá trình phân hủy sinh học các chấthữu cơ có trong nước thải ở các điều kiện khác nhau: hiếu khí, kỵ khí, thiếu khí, tùy nghi.Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học hiếu khí là CO2 và nước, còn sản phẩm củaquá trình phân hủy sinh học kỵ khí là khí sinh học (CH4, CO2),…

Một số chất ô nhiễm chứa trong nước thải đáng được quan tâm nữa là: kim loại nặng,thuốc trừ sâu, các chất phóng xạ và một số chất độc hại khác Dạng các chất ô nhiễm đặcbiệt này có thể gây tác hại to lớn đến con người, sinh vật và môi trường Mức độ tác hạiphụ thuộc vào loại chất ô nhiễm, nồng độ của chúng và khả năng xử lý các chất đặc biệtnày

1.1.3 CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI

1.1.3.1 Các chỉ tiêu lí học

Đặc tính lí học quan trọng nhất của nước thải gồm: Chất rắn tổng cộng, mùi, nhiệt độ,màu, độ đục

 Chất rắn trong nước thải

 Chất rắn trong nước thải bao gồm các chất rắn lơ lửng, chất rắn có khả năng lắng,các hạt keo và chất rắn hòa tan Tổng các chất rắn (Total Solid, TS) trong nước thải làphần còn lại sau khi đã cho nước thải bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ từ 103 – 105 Các chấtbay hơi ở nhiệt độ này không được coi là chất rắn Tổng các chất rắn được biểu thị bằngđơn vị mg/l

 Tổng các chất rắn có thể chia ra làm hai thành phần: Chất rắn lơ lửng (có thể lọcđược) và chất rắn hòa tan (không lọc được)

 Hàm lượng chất rắn lơ lửng được xác định bằng cách lọc một thể tích xác định mẫunước thải qua giấy lọc và sấy giấy lọc ở 1050C đến khối lượng không đổi Độ chênh lệchkhối lượng giữa giấy lọc trước khi lọc mẫu và sau khi lọc mẫu trong cùng một điều kiệncân chính là lượng chất lơ lửng có trong một thể tích mẫu đã được xác định, phần cặn trêngiấy lọc được đốt cháy thì các chất rắn dễ bị bay hơi bị cháy hoàn toàn Các chất rắn bịbay hơi được xem như là phần vật chất hữu cơ

 Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng Đặc biệt là cácphản ứng gay gắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vậnhành tốt Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu, nhưng

một loạt các hợp chất gây mùi khó chịu sẽ tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dướicác điều kiện yếm khí Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là hydrosulfua ( – mùi trứngthối) Hợp chất khác, chẳng hạn như: Indol, skatol, cadaverin… được tạo dưới các điềukiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn

 Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nhiệt độ của nước cấp do việc xả racác dòng nước nóng hoặc ấm từ các hoạt động sinh hoạt, thương mại… và nhiệt độ củanước thải thường thấp hơn không khí Nhiệt độ của nước thải là một trong những thông sốquan tọng bởi vì phần lớn các sơ đồ xử lý nước đều ứng dụng quá trình xử lý sinh học màquá trình đó thường bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiệt độ Nhiệt độ của nước thải ảnh hưởng

đời sống thủy sinh vật, sự hòa tan oxy trong nước

 Độ màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, nó có thể làm cản trở khả năngkhuếch tán của ánh sáng vào nguồn nước gây ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của hệthủy sinh vật Nó còn làm mất vẽ mỹ quan của nguồn nước nên rất dễ bị sự phản ứng củacộng đồng lân cận

vi khuẩn nitrit phát triển thuận lợi nhất với pH từ 4,8 – 8,8, còn vi khuẩn nitrat với pH từ6,5 – 9,3 Vi khuẩn lưu huỳnh có thể tồn tại trong môi trường có pH từ 1 – 4 Ngoài ra pHcòn ảnh hưởng đến quá trình tạo bông cặn của các bể lắng bằng cách tạo bông cặn bằngphèn nhôm Nước thải sinh hoạt pH dao động trong khoảng 6,9 – 7,8

thải, vì chưa tính đến các chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng phương pháp sinh học vàcũng chưa tính đến một phần chất hữu cơ tiêu hao để tạo nên tế bào vi khuẩn mới Do đó

đánh giá một cách đầy đủ lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả các chất hữu cơ trongnước thải người ta sử dụng chỉ tiêu nhu cầu oxy hóa học Để xác định chỉ tiêu này, người

ta thường dùng potassium dichromate () để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ, sau đódùng phương pháp phân tích định lượng và công thức để xác định lượng COD

 Nhu cầu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chấthữu cơ trong một khoảng thời gian xác định và được ký hiệu bằng BOD được tính bằngmg/l Chỉ tiêu BOD phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải BOD càng lớn thìnước thải (hoặc nước ngầm) bị ô nhiễm càng cao và ngược lại

 Thời gian cần thiết để các vi sinh vật oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ có thểkéo dài đến vài chục ngày tùy thuộc vào tính chất của nước thải, nhiệt độ và khả năngphân hủy các chất hữu cơ của hệ vi sinh vật trong nước thải Để chuẩn hóa các số liệungười ta thường báo cáo kết quả dưới dạng BOD5 (BOD trong 5 ngày ở 20 ) Mức độ oxyhóa các chất hữu cơ không đều theo thời gian Thời gian đầu, quá trình oxy hóa xảy ra vớicường độ mạnh hơn và sau đó giảm dần

 Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

 Nitơ có trong nước thải ở dạng các liên kết ở dạng vô cơ và hữu cơ Trong đó nướcthải sinh hoạt, phần lớn là liên kết hữu cơ là các chất có nguồn gốc protit, thực phẩm dưthừa Còn các nitơ trong các liên kết vô cơ gồm các dạng khử , và các dạng oxy hóa: và Tuy nhiên trong nước thải chưa xử lý, về nguyên tắc thường không có và

 Trong các loại nước thải, phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphate Cáchợp chất phosphate được chia thành Phosphate vô cơ và Phosphate hữu cơ

 Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của vi sinhvật Việc xác định phospho tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quátrình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằngphương pháp sinh học

 Phospho và các hợp chất chứa phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phúdưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển củatảo và vi khuẩn lam

 Chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước, tạonên sự hòa tan của các chất đó trong dầu và trong nước nguồn tạo ra các chất hoạt động bềmặt là việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt Sự có mặt của chất hoạt động bề mặt

trình lắng và các hạt lơ lửng, tạo nên hiện tượng sủi bọt trong các công trình xử lý, kìmhãm các quá trình xử lý sinh học.

 Oxy hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá trình xử lý sinhhọc hiếu khí Lượng oxy hòa tan trong nước thải ban đầu dẫn vào trạm xử lý thường bằngkhông hoặc rất nhỏ Trong khi đó, trong các công trình xử lý sinh học hiếu khí thì lượngoxy hòa tan cần thiết không nhỏ hơn 2 mg/l

 Kim loại nặng và các chất độc hại

 Kim loại nặng trong nước thải có ảnh hưởng đáng kể đến các quá trình xử lý, nhấtlà xử lý sinh học Các kim loại nặng độc hại gồm: Niken, đồng, chì, crôm, thủy ngân,cadmi…

1.2 NƯỚC THẢI NGÀNH PHÂN BÓN NPK

1.2.1 Sơ lược về công nghệ sản xuất phân bón

Hình 1-1 Sơ đồ dây chuyền trộn hạt

 Mô tả công nghệ:

Nguyên liệu các loại, chất phụ gia đã được nghiền tạo thành các hạt nguyên liệu chứa trong các phếu theo từng loại riêng biệt Qua các băng tải cân, nguyên liệu được định lượng tự động theo chương trình rót vào băng tải phối liệu Băng tải phối liệu nạp liệu vào máy trộn Tại máy trộn, các hạt thành phần được trộn đều Sau khi ra khỏi máy trộn, NPK đạt tiêu chuẩn chảy vào băng tải gầu, vào bồn chứa từ đó thành phẩm NPK được đưa qua cân điện tử của hệ đóng bao tự động Bao NPK thành phẩm được qua các băng tải đưa về kho thành phẩm

Dây chuyền trộn hạt chỉ phát sinh bụi và chất thải rắn tại khâu đóng bao, nhưng không đáng kể vì dây chuyền tự động và kín, các hạt phẩm dạng hạt có kích thước lớn

1.2.1.2 Dây chuyền ve viên nước

Hình 1-2 Dây chuyền ve viên nước

 Mô tả công nghệ:

Nguyên liệu từ kho chứa được nạp vào máy nghiền Nguyên liệu sau khi nghiền được băng tải vận chuyển nạp vào các phễu chứa theo từng loại riêng biệt Qua các băng tải cân, nguyên liệu được định lượng tự động theo chương trình phối liệu rót vào máy trộn Sau khi trộn băng tải gầu cấp liệu cho máy ve viên đĩa, tạo hạt bằng nước hoặc hơi nước Ở đây phối liệu được trộn đều, đồng thời phun nước dạng mù, tạo độ ẩm cho hỗn hợp ve viên thành hạt NPK Các hạt NPK trên đĩa ve viên sẽ được gạt dần xuống băng tải

để đưa bán thành phẩm NPK từ máy vê viên về máy thùng quay Tại máy sấy thùng quay, NPK sẽ được sấy khô từ 8 – 10% độ ẩm xuống còn 1-2% đạt tiêu chuẩn độ ẩm, tăng độ bền cơ học của hạt Sau khi sấy xong, NPK được băng tải chuyển vào gầu nâng để đưa lên sàng rung phân loại, phân loại NPK theo 3 cỡ hạt Phần hạt có kích thước từ 2 – 5 mm sẽ được đưa sang thiết bị làm nguội thùng quay để làm nguội sản phẩm NPK Phần hạt quá cỡ sẽ qua máy nghiền búa, qua băng tải hồi lưu về phểu chứatrung gian để trở lại quá trình ve viên hạt Phần hạt nhỏ hơn tiêu chuẩn sẽ rơi thẳng xuống băng tải thu hồi và cũng tuần hoàn lại theo đường trên Sau khi làm nguội , NPK được đưa cân điện tử của hệ thống đóng bao tự động NPK thành phẩm đóng bao được đưa qua các băng tải đưa về kho thành phẩm Trong khâu làm nguội thành phẩm có sử dụng một lượng nhỏ keo tạo bóng và phụ gia bọc áo để tránh kết dính, làm đẹp hạt sản phẩm và chống thoát ure

Dừng lò đốt dầu để cung cấp nhiệt cho thùng sấy quay, không khí ngoài trời sẽ được hòa với khí nóng của lò để đạt nhiệt độ yêu cầu

Khí mang bụi sau thùng sấy quay được xử lý qua một cyclon lắng bụi và mộtcyclon màng nước, sau đó thải ra ngoài Khí mang bụi tại các khâu sàng phân loại sausấy, khâu đóng bao, các khâu khác cũng được xử lý bằng cyclon màng nước Nước

SàngBụi

Bụi, CTR

thải quá trình rửa khí bằng cyclon màng nước sẽ được hồi lưu lại để cấp vào đĩa veviên.

1.2.1.3 Dây truyền cán ép

Hình 1-3 Dây chuyền ép cán

1.2.2 Nguyên vật liệu

Bảng 1 3 Nguyên vật liệu cho vào sản xuất phân bón

Nghiền Phối liệu Trộn Gia ẩm Sàn tạp chất

NL chứa N

NL chứa N

NL chứa N

NL chứa N

1 cyclon khô, 1 cyclon màng

8 Chỉ khâu kg 9000

(Nguồn: Nhà máy phân bón NPK Bình Điền – Long An)

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT PHÂN NPK

2.1.1 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 nước thải bằng phương cơ học pháp thông dụng:

2.1.1.1 Song chắn rác [6]

Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô có kích thước lớn chủ yếu là rác hữu cơtrong nước thải và là công trình đơn vị đầu tiên chuẩn bị cho các gai đoạn xử lý tiếp theo:

bể lắng cát, bể lắng đợt I, công trình xử lý sinh học,

Kích thước tối thiểu của rác được giữ lại tùy thuộc vào chiều rộng khe hở b – tức là khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất ấp lực quá lớn người ta phải thường xuyên cào rác Tốc độ nước chảy qua các khe hở không được quá 1 m/s

Song chắn rác có thể chia ra những nhóm chính sau:

Theo chiều rộng khe hở chia ra:

 Loại thô với chiều rộng khe hở từ 30 200 mm

 Loại thường với chiều rộng khe hở từ 5 25 mm

Theo phương pháp lấy rác chia ra:

 Song chắn rác với cào rác thủ công (gọi tắt là song chắn rác thủ công)

 Song chắn rác cơ giới

Hình 2-6 H thu gom ô 2.1.1.3 Bể thu và tách dầu mơ

Bể thu dầu: Được xây dựng trong khu vực bãi đỗ và cầu rửa ô tô, xe máy, bãi chứa

dầu và nhiên liệu, nhà giặt tẩy của khách sạn, bệnh viện hoặc các công trình công cộngkhác, nhiệm vụ đón nhận các loại nước rửa xe, nước mưa trong khu vực bãi đỗ xe…

Bể tách mỡ: Dùng để tách và thu các loại mỡ động thực vật, các loại dầu… có trong

nước thải Bể tách mỡ thường được bố trí trong các bếp ăn của khách sạn, trường học,bệnh viện… xây bằng gạch, bê tông cốt thép, thép, nhựa composite… và bố trí bên trongnhà, gần các thiết bị thoát nước hoặc ngoài sân gần khu vực bếp ăn để tách dầu mỡ trướckhi xả vào hệ thống thoát nước bên ngoài cùng với các loại nước thải khác

2.1.1.4 Bể điều hòa

Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trìnhcông cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các điềukiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này Sự dao động về lưu lượng nước thải,thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả làm sạchnước thải Trong quá trình lọc cần điều hòa lưu lượng dòng chảy, một trong nhữngphương án tới ưu nhất là thiết kế bể điều hòa lưu lượng

Bể điều dòa được phân loại như sau:

 Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ

Cấu tạo: là một bể chứa nước thải gồm hệ thống khuấy trộn, hệ thống sục khí (các đĩasục khí hoặc ống đục lỗ) và hệ thống máy bơm (bơm nén khí và bơm nước thải)

Nguyên lý hoạt động: sử dụng hệ thống khuấy trộn cơ học và sục khí để điều hòanồng độ nước thải Điều hòa pH, nồng độ các ion, bằng cách dùng hóa chất, dùng nước

thải Nhờ sục khí và khuấy trộn nên có khả năng xử lý một phần chất hữu cơ Dùng hệthống bơm hoặc van để điều chỉnh lưu lượng.

Bố trí bể: bể điều hòa đặt sau hố thu gom, nhận nước thải trực tiếp từ hố thu gom, đặtnửa chìm nửa nổi trên mặt đất Tại mỗi bể điều hòa, chúng ta có thể dùng cánh khuấyhoặc sục khí để điều hòa nồng độ các chất trong nước thải Ở đây, ta lựa chọn phươngpháp khuấy trộn là sục khí bằng máy nén Phương pháp này sử dụng lượng điện năngkhông lớn và còn có tác dụng tăng lượng oxy hòa tan trong nước, giúp cho quá trình oxyhóa Crôm và Xianua trong nước thải tốt hơn Nước thải sau khi điều hòa có hàm lượngoxy hòa tan cao

chế tình trạng quá tải

và ổn định độ pH

lắng đặc chắc hơn

 Giảm diện tích bề mặt lọc, nâng cao hiệu

quả, giúp chu kỳ rửa lọc đồng đều hơn

 Hỗ trợ quá trình châm hóa chất do nước

thải ổn định hơn

 Diện tích mặt bằng hoặcchỗ xây dựng tương đốilớn

cao, do đó cần che đậy cẩnthận

 Đòi hỏi phải khuấy trộn vàbảo dưỡng thường xuyên

 Chi phí đầu tư tăng

Hình 2-7 Bể điều hòa 2.1.1.5 Bể lắng cát [4]

Nguyên tắc: bể lắng cát dùng để chắn giữ những hạt cát, sạn nhỏ có trong nước thải,

đặc biệt là những hệ thống thoát nước mưa và nước thải chảy chung

Mục đích bảo vệ các trang thiết bị cơ khí động (bơm) tránh bị mài mòn, giảm cặnlắng trong ống, mương dẫn và bể phân hủy, giảm tần suất làm sạch bể phân hủy

Các hạt cát này có thể gây hư hỏng máy bơm và làm nghẽn các ống dẫn bùn của các

bể lắng Khi lượng nước thải lớn hơn 100 m3/ngày thì việc xây dựng bể lắng cát là cầnthiết Dòng chảy trong các bể nên khống chế ở vào khoảng Vmax ≈ 0,3 m/s nhằm đảm bảocác hạt cát có thể lắng chìm xuống đáy, đồng thời cũng không nên để nước chảy với vậntốc nhỏ hơn 0,15 m/s làm các liên kết hữu cơ trong nước thải lắng đọng

Thời gian nước lưu lại trong bể lắng từ 30 - 60 giây Các bể lắng cát có thể lấy cát ởđầu bể bằng các phương pháp sau: cát được thu hồi bằng biện pháp lấy cát thủ công dùng( xẻng) khi lượng cát Wcát ( 0,5 m3/ngày đêm), lấy cát cơ khí ( bơm khí nâng, thành càodây xích/ cầu trượt, bơm cát đặt trên cầu trượt), cycloe thủy lực, trục vít, bơm ruột xoắn,

Bể lắng các được chia làm 4 loại bể lắng cát: bể lắng cát ngang, bể lắng cát đứng, bểlắng cát thổi khí, bê lắng tiếp tuyến có dòng chảy xoáy

 Bể lắng cát ngang: dựa trên lắng rời rạc của các hạt tự do, với vận tốc v=

0,3 m/s, có thời gian lưu 60 – 120s, sử dụng định luật stock ( dòng chảy tầng ), hàm lượngcặn tương đối thấp lắng rời rạc và không dính kết với các hạt khác khi lắng

Hình 2-8 Bể lắng cát ngang

 Bể lắng cát thổi khí:

Nguyên tắc: trọng lượng riêng của hỗn hợp nước và khí nhỏ hơn so với trọng lượng

riêng của nước dẫn đến cát sẽ dễ lắng xuống Không khí được đưa vào đáy bể tạo thành quỹ đạo vòng của chất lỏng tạo dòng ngang có tốc độ không đổi ở đáy bể Tốc độ chuyển động đủ chậm cho các hạt lắng được, đồng thời dễ dàng tách cặn hưu cơ bám trên hạt và

đủ lớn không cho các hạt cặn hữu cơ lắng, ta kiểm soát tốc độ thổi khí

Ứng dụng: trạm xử lý nước thải có công suất lớn (có sẵn khi nén, có bể bùn hoạt tính,

tiền thổi khí là bể điều hòa)

 Xử lý có công suất nhỏ

 Hiệu quả xử lý thấp

 Thời gian lưu nước 10 – 20 phút

 Tốn diện tích

Lắng cát

thổi khí

 Hiệu quả xử lý không phụ

thuộc vào lưu lượng

 Quá trình sục khí cung cấp năng

 Lượng tách cặn hữu cơ khỏi cát

 Hiệu quả xử lý cao

 Thời gian lưu lước ngắn 3 – 5 phút

 Hệ thống phải cấp khí liên tục

 Khó vận hành và sửa chữa

 Tiêu tố điện năng

 Chí phí đầu tư cao

2.1.1.6 Bể lắng nước thải [4]

Nguyên tắc: Để tách các chất lơ lửng các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn

trọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn) lên công trình xử lý cặn

Trong hệ thống xử lý nước thải tùy vào công dụng và vị trí mà bể lắng được sử dụng làm:

 Bể lắng đợt 1: được đặt trước các công trình sinh học nhằm loại bỏ các chất lơ lửngkhông hòa tan các cặn hữu cơ.

 Bể lắng đợt 2: được đặt sau các công trình sinh học để lắng bùn, vi sinh trước khi thải ra môi trường tiếp nhận

Căn cứ vào chế độ làm việc người ta chia thành:

 Bể lắng hoạt động gián đoạn: thực chất đây là bể chứa Bể lắng kiểu này được áp dụng trong trường hợp lượng nước thải ít và chế độ thai không đều

 Bể lắng hoạt động liên tục

Căn cứ theo chiều nước chảy:

 Bể lắng đứng:

Bể lắng đứng là bể chứa hình trụ có đáy chóp Nước thải được cho vào hệ thống theo ống trung tâm Sau đó, nước chảy từ dưới lên trên cào các rãnh chảy tràn Như vậy, quá trình lắng cặn diễn ra trong dòng đi lên, vận tốc là 0,5 – 0,6 m/s

Chiều cao vùng lắng khoảng 4 – 5 m Mỗi hạt chuyển động theo nước lên trên với vận tốc

v và dưới tác dụng của trọng lực, hạt chuyển động xuống dưới với vận tốc Nếu > v hạt lắng nhanh, nếu < v hạt bị nước cuốn lên trên Các hạt cặn lắng xuống dưới đáy bể được lấy ra bằng hệ thống hút bùn

Hiệu quả lắng của bể lắng đứng thấp hơn bể lắng ngang khoảng 10 – 20 %

Hình 2-9 Bể lắng đứng

 Bể lắng ngang:

Bể lắng ngang là bể hình chữ nhật, nước chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bể.Nướcthải đi vào vùng phân phối nước đặt ở đầu bể lắng, qua vách phân phối, nước chuyển động đều nước vào vùng lắng, thường cấu tạo dạng máng có lỗ Bể lắng ngang thường chia làm nhiều ngăn, chiều rộng mỗi ngăn từ 3 – 6 m Chiều dài không quy định Khi bể có chiều dài quá lớn có thể cho nước chảy xoay chiều Để giảm bớt diện tích bề mặt xây dựng có thể xây dựng bể lắng nhiều tầng

Trong bể lắng, một hạt chuyển động theo dòng nước có vận tốc v và dưới tác dụng của trọng lực chuyển động xuống dưới với vận tốc ω Như vậy, bể lắng có thể lắng những hạt mà quỹ đạo của chúng cắt ngang đáy bể trong phạm vi chiều dài của nó Vận tốc chuyển động của nước trong bể lắng không lớn hơn 0,01m/s Thời gian lắng 1 – 3 giờ

Hình 2-10 Bể lắng ngang

Chiều sâu của bể lắng H=1,5 – 4 m, chiều dài L=(8 – 12 )*H, chiều rộng B=3 – 6 m

Bể lắng ngang được ứng dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 10000 /ngàyđ

Để phân phối nước vào bể cũng như thu nước, cách thông thường là dùng các vách ngăn đặt cách vách bể 1 – 2 m Vận tốc vào 0,2 – 0,3 m/s và vận tốc nước ra 0,5 m/s Nước sau lắng được thu bằng máng tràn Đáy thường được thiết kế có độ dốc về phía đầu

bể đễ dễ dàng khi xả cặn và tránh xáo trộn bùn

dựng

 Thiết kế gọn, dễ vận

 Xử lý nước thải ở côngsuất nhỏ 3000

 Hiệu quả lắng kém đối

 Lắng ở điều kiện tự nhiên

 Thuận tiện trong việc xả cặn và tuần hoàn lại

 Hiệu quả cao xử lý

với lưu lượng lớn

hoặc dọc theo diện tích bể

 Giá thành cao

 Tốn diện tích xây dựng

 Vận hành khó

 Bể lắng ly tâm

Bể lắng li tâm có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên Thường dùng để sơ lắngnguồn nước có hàm lượng cặn cao, > 2000 mg/l Áp dụng cho trạm có công suất lớn Q ≥30.000 /ngđ và có hoặc không dùng chất keo tụ

Nước được chuyển động theo nguyên tắc từ phía tâm bể ra phía ngoài và từ dưới lêntrên Bể có hệ thống gạt bùn đáy nên không yêu cầu có độ dốc lớn nên chiều cao của bểchỉ cần khoảng 1,5 – 3,5m, thích hợp với khu vực có mực nước ngầm cao, bể có thể hoạtđộng liên tục vì việc xả cặn có thể tiến hành song song với quá trình hoạt động của bể.Tốc độ của dòng nước giảm dần từ phía trong ra ngoài, ở vùng trong do tốc độ lớn nêncác hạt cặn khó lắng hơn, đôi khi xuất hiện chuyển động khối Mặt khác, phần nước trongchỉ được thu bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước khó đều Ngoài ra hệthống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trong điểu kiện ẩm ướt nên chóng bị hư hỏng

2.1.2.1 Quá trình keo tụ và tạo bông [6]

Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (107108 cm) Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không

thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer, Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn

Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu

Hình 2-12 Quá trình tạo bông cặn

2.1.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC [4]

Phương pháp xử lý sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của VSV để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải Các VSV sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúngnhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản, vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ VSV gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí (không có oxy)

2.1.3.1 Công trình xử lý sinh học hiếu khí

2.1.3.1.1 Bể bùn hoạt tính – AEROTEN

Trong bể aeroten diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ trong nước thải Vai trò chủ yếu ở đây là những VSV (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí mà quần thể của chúng tạo thành bùn hoạt tính Để bùn hoạt tính và nước thải tiếp xúc với nhau được tốt và liên tục, phải thực hiện khuấy trộn bằng khí nén hoặc các thiết bị cơ khí khác

Hình 2-13 Sơ đồ bể aeroten và bể lắng đợt II

Các quá trình trong bể diễn ra như sau:

 Khi khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính, trước hết sẽ diễn ra quá trình hấp phụ các chất hữu cơ và oxy hóa một phần các chất dễ bị oxy hóa (chủ yếu là các chất chứa cacbon) Kết quả BOD của nước thải tức khắc giảm (tới 40 – 80 %) Giai đoạn này kéo dài khoảng 0,5 – 2 giờ Tốc độ tiêu thụ oxy trong giai đoạn này lớn nhất Tuy nhiên khi không đủ oxy vẫn có thể diễn ra quá trình hấp phụ một phần những chất bẩn dạng keo và không tan Nguyên tắc làm thoáng sơ bộ nước thải chính là dựa trên cơ sở này

 Ở giai đoạn thứ hai diễn ra quá trình tái sinh bùn hoạt tính (nghĩa là phục hồi khả năng hấp phụ của nó) và đồng thời oxy hóa đến cùng các chất hữu cơ hòa tan khó

bị oxy hóa (các chất chứa nitơ) còn lại – tức là diễn ra quá trình amôn hóa Tốc độ tiêu thụoxy trong giai đoạn này nhỏ hơn nhiều so với giai đoạn đầu

 Giai đoạn thứ ba là quá trình nitrát hóa các muối amoni, tốc độ tiêu thụ oxy lại tăng lên

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ

Hiệu suất xử lý trong bể, trạng thái, chất lượng, năng lực oxy hóa của bùn hoạt hóa được xác định bởi các điều kiện sau:

 Thành phần và tính chất nước thải

 Chế độ oxy trong công trình

 Nhiệt độ

 Sự có mặt của các chất dinh dưỡng, các chất kích thích hay kìm hãm quá trình,

 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 công suất đến

20% mà không phải gia tăng thể

 Diện tích thi công xây dựng lớn

cho khí với tốc độ đủ để duy trì nồng độ oxy hòa tan cần thiết để duy trì điều kiện hiếu khí trong nước thải được xử lý cho sự tăngtrưởng hiếu khí

2.1.3.1.2 Bể SBR [4]

Bể SBR là bể xử lý nước thải với bùn hoạt tính, trong đó những công đoạn: làmđầy, phản ứng, lắng và xả cặn đều được thực hiện trong cùng một công trình Thời gian từ lúc bắt đầu thực hiện làm đầy bể đến lúc kết thúc việc xả cặn được gọi là một chu trình

Hình 2-14 Các giai đoạn của bể SBR

2.1.3.1.3 Mương oxy hóa [4]

Hình 2-15 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mương oxy hóa

Nguyên lý hoạt động: nước thải được dẫn vào mương oxy hóa, nước thải qua máy

khuấy trộn vào vùng hiếu khí của mương oxy hóa và tại đây xảy ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Nước thải sau đó dịch chuyển đến vùng thiếu khí Tại vùng này nitơ có thể bị loại bỏ bởi quá trình khử nitrát Nước thải sau đó được đưa đến bể lắng II và tiếp theo xả nước thải sau xử lý vào nguồn tiếp nhận

2.1.3.2 Các công trình xử lý sinh học kỵ khí

2.1.3.2.1 Bể UASB [4]

Nguyên lý hoạt động: nước thải được nạp liệu từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá

trình xử lý xảy ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn hạt Vi sinh vật kỵ khí trong lớp bùn sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí (khoảng 70 – 80 % là CH4, 20 – 30 % là CO2) Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn, nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục

bộ trong lớp cặn lơ lửng Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ dính bám vào các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên mặt bể Tại đây, quá trình tách pha khí – lỏng – rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha Khí theo ống dẫn qua bồn hấp thu chứa dung dịch NaOH 5 – 10 % Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống Nước thải theo máng tràn răng cưa dẫn đến công trình xửlý tiếp theo

Hình 2-16 S đ c u t o b UASB ơ ồ ấ ạ ể 2.1.3.2.2 Bể lọc kỵ khí

Bể lọc kỵ khí là một cột chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa cacbon trongnước thải Nước thải được đưa vào bể lọc kỵ khí sẽ được phân phối đều theo diện tích đáy

bể, nước đi từ dưới lên chảy qua lớp vật liệu lọc trên đó có VSV kỵ khí sinh trưởng và phát triển, các chất hữu cơ sẽ bám lại tại vật liệu lọc có chứa vi khuẩn kỵ khí và tạo thành lớp màng VSV Tại đây, các chất hữu cơ sẽ được hấp thụ và phân hủy, bùn cặn sẽ được giữ lại trong khe rỗng của lớp vật liệu lọc Vì VSV được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào VSV (thời gian lưu bùn) rất cao

2.1.3.3 Bể sinh học thiếu khí (Bể Anoxic)

Trong nước thải có chứa hợp chất nitơ và phốtpho, những trường hợp chất này cần lọi

bỏ ra khỏi nước thải Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí, hệ VSV thiếu khí pháttriển, xử lý nitơ và phốtpho thông qua quá trình Nitrát hóa và Photphoril Cơ chế chuyểnhóa Nito theo phương trình sau:

NH => NO3 => NO2 => NO => N O2 => N2

Hình 2-17 Sơ đồ công nghệ có bể anoxic

2.2 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY PHÂN BÓN NPK

Hình 2-18 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy phân bón NPK Bình Điền

(Nguồn: Công ty phân bón NPK Bình Điền – Long An)

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT

3.1.1 Cơ sở lựa chọn

Bảng 3 1 Tính chất nước thải của nhà máy phân bón NPK

 So sánh số liệu chất lượng nước thải ở bảng trên với QCVN

40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp thì có các chỉ tiêu sau vượt chuẩn:

 BOD5 < 1000 => Sử dụng bể hiếu khí, không cần bể kỵ khí

3.1.2 Phương án

a) Phương án 1