tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho kcn long mỹ bình định, công suất 2000 m3 ngày đêm

Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu về thành phần tính chất nước thải phát sinh tại KCN Long Mỹ cùng các phương pháp xử lý để thiết kế HTXLNT tập tr

MỤC LỤC

Mở đầu……… .1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP LONG MỸ… 3

1.1 Lịch sử hình thành .3

1.2 Điều kiện tự nhiên .3

1.2.1 Vị trí địa lý .3

1.2.2 Đặc điểm khí tượng 4

1.3 Hiện trạng khu công nghiệp… .5

1.3.1 Hiện trạng sử dụng đất……… 5

1.3.2 Lĩnh vực thu hút đầu tư……… … 5

1.3.3 Tình hình xây dựng và phát triển……… .5

1.3.4 Chủ đầu tư hạ tầng khu công nghiệp……… ……… 5

1.4 Vấn đề môi trường của khu công nghiệp……… ……… 6

1.4.1 Ô nhiễm môi trường không khí……… …… ……… 6

1.4.2 Nguồn phát sinh nước thải……….…… .………7

1.4.3 Nguồn phát sinh chất thải rắn……… .….….….10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP… … ….….……… ….….….… 12

2.1 Các phương pháp xử lý nước thải khu công nghiệp 12

2.1.1 Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp cơ học… 12

2.1.2 Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp hóa lý 16

2.1.3 Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp sinh học 18

2.2 Một số hệ thống xlnt đang áp dụng tại các KCN 26

2.2.1 KCN Tam Phước tại Tp.Biên Hòa,tỉnh Đồng Nai 26

2.2.2 KCN Nhơn Trạch 5 tại huyện Nhơn Trạch,tỉnh Đồng Nai 28

2.2.3 KCN Nhơn Trạch 1 tại huyện Nhơn Trạch,tỉnh Đồng Nai ……… ….29

2.2.4 KCN Long Bình tại TP.Biên Hòa,tỉnh Đồng Nai… 30

2.2.5 KCN Tân Tạo tại Bình Tân,thành phố Hồ Chí Minh… 31

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO KCN LONG MỸ 32

3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý 32

3.2 Thành phần tính chất nước thải KCN Long Mỹ… 32

3.3 Đề xuất quy trình công nghệ… 33

3.3.1 Đề Xuất Quy Trình Công Nghệ… 33

3.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ… 36

3.3.3 So sánh phương án xử lý và lựa chọn công nghệ cho KCN… 38

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 40

4.1 Các thông số tính toán… 40

4.2 Tính toán các công trình đơn vị… 40

4.2.1 Hầm tiếp nhận… 40

4.2.2 Lưới lọc tinh… 41

4.2.3 Bể điều hòa… 42

4.2.4 Bể keo tụ… 46

4.2.5 Bể tạo bông… 47

4.2.6 Bể lắng I 50

4.2.7 Bể Aerotank… 54

4.2.8 Bể lắng II… 61

4.2.9 Bể trung gian… 65

4.2.10 Bể lọc áp lực… 65

4.2.11 Bể tiếp xúc khử trùng… 70

4.2.12 Bể nén bùn… 71

4.2.13 Máy ép bùn… 74

4.2.14 Tính toán hóa chất… 74

CHƯƠNG 5: TÍNH KINH TẾ… 76

5.1 Dự toán chi phí xây dựng… 76

5.2 Tính toán chi phí vận hành hệ thống… 80

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ… 83

6.1 Kết luận….… 83

6.2 Kiến nghị…… 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO… 85

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

COD Biodegradable chemical oxygen

demand

Nhu cầu oxi hóa hóa học có thể phân hủy sinh học

BOD5 Total 5-d biochemical oxygen

COD Total chemical oxygen demand Nhu cầu oxi hóa học

nbCOD nonbiodegradable chemical

oxygen demand

Nhu cầu oxi hóa hóa học không thể phân hủy sinh học

RBC Rotating biological contactors Đĩa quay sinh học

sBOD Solube 5-d biochemical oxygen

SBR Sequencing Batch Reactor Bể bùn hoạt tính từng mẻ

SVI Settled volume of sludge Chỉ số thể tích bùn

TSS Total suspended solids Tổng chất rắn lơ lửng

VSS Volatile suspended solids Chất rắn lơ lửng hòa tan

Hình 2.6 : Sơ đồ và nguyên lý làm việc của bể lọc chậm

Hình 2.7 : Sơ đồ và nguyên lý làm việc của bể lọc nhanh trọng lực

Hình 2.8 : Mô hình tuyến nổi DAF

Hình 2.9: Thiết bị tách dầu,mỡ lớp mỏng

Hình 2.10 Mô Hình quá trình keo tụ

Hình 2.11 Sơ đồ các tháp lọc hấp phụ

Hình 2.12 Quá trình khử chất hữu cơ bằng sinh học kỵ khí

Hình 2.13 Sơ đồ hoạt động của hệ thống SBR

Hình 2.14 Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng bám dính

Hình 2.15 Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt

Hình 2.16: Sơ đồ đĩa quay sinh học tiếp xúc

Hình 2.17 Sơ đồ hồ hiếu khí tùy tiện

Hình 2.18 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của KCN Tam Phước

Hình 2.19 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của KCN Nhơn Trạch 5

Hình 2.20 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải KCN Nhơn Trạch 1

Hình 2.21 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của KCN Long Bình

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1

Hình 3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2

BẢNG BIỂU:

Bảng 1.1 Cân bằng sử dụng đất

Bảng 1.2 Đặc trưng thành phần nước thải hấp thụ bụi sơn

Bảng 1.3 Đặc trưng thành phần nước thải công nghiệp sản xuất phân bón

Bảng 1.4 Đặc trưng thành phần nước thải chế biến nông sản

Bảng 1.5 Đặc trưng thành phần nước thải điện gia dụng

Bảng 1.6 Đặc trưng thành phần nước thải chế biến hàng tiêu dung

Bảng 1.7 Đặc trưng thành phần nước thải ngành sản xuất phi kim loại

Bảng 1.8 Nguồn phát sinh CTRCN nguy hại

Bảng3.1 Tiêu chuẩn nước thải đầu vào và đầu ra trạm XLNT tập trung KCN Long Mỹ Bảng 4.1: Tổng hợp tính toán hầm tiếp nhận

Bảng 4.2: Tổng hợp tính toán bể điều hoà

Bảng 4.3: Tổng hợp tính toán bể keo tụ

Bảng 4.4: Tổng hợp tính toán bể tạo bông

Bảng 4.5:Các thông số cơ bản thiết kế cho bể lắng I

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Dự án khu công nghiệp Long Mỹ được dự đoán và tin tưởng sẽ góp phần chuyển dịch mạnh mẽ cơ cấu kinh tế của tỉnh Bình Định và vùng kinh tế trọng điểm miền Trung Cũng như nhưng khu công nghiệp khác, khi đi vào hoạt động KCN Long Mỹ

sẽ phát sinh ra một khối lượng lớn các loại nước thải

Do đó, việc đầu tư xây dựng một trạm xử lý nước thải tập trung cho KCN Long Mỹ

để làm sạch trước khi xả vào hệ thống kênh, rạch thoát nước tự nhiên là một yêu cầu cấp thiết, và phải tiến hành đồng thời với quá trình hình thành và hoạt động của KCN nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho KCN trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng

Chính vì lý do đó em đã chọn và tiến hành thực hiện đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu công nghiệp Long Mỹ– Bình Định, công suất 2000

m3/ngày đêm” để thực hiện đồ án tốt nghiệp này

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu công nghiệp Long Mỹ - Bình Định, công suất 2000 m3/ngày.đêm đạt tiêu chuẩn xả thải loại A (QCVN 40:2011/ BTNMT) trước khi xả thải ra nguồn tiếp nhận để bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đề tài nghiên cứu bằng phương các phương pháp sau đây :

- Khảo sát thực địa KCN Long Mỹ

- Thu thập, phân tích tổng hợp dữ liệu để tính toán và thiết kế

- Nghiên cứu tư liệu: đọc và thu thập số liệu về tình hình nước thải của KCN và các

hệ thống xử lý nước thải tại các KCN khác

- Phương pháp so sánh: phương pháp này nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước thải đầu vào và ra theo tiêu chuẩn Việt Nam (QCVN 40:2011/ BTNMT)

- Phương pháp phân tích chi phí lợi ích: nhằm đánh giá hiệu quả kinh tế trong quá trình xử lý nước thải của các phương pháp xử lý

4 NỘI DUNG DỀ TÀI

Đồ án tập trung nghiên cứu những nội dung chính sau:

- Nghiên cứu tổng quan các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp

- Tìm hiểu những vấn đề kinh tế và môi trường tại KCN Long Mỹ

- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung KCN Long Mỹ

5 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Với mục tiêu nghiên cứu được xác định, đề tài này chỉ thực hiện trong giới hạn tìm hiểu về tính chất và lưu lượng nước thải nước thải thu gom tập trung tạo hố thu trong KCN, từ đó tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp

6 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu về thành phần tính chất nước thải phát sinh tại KCN Long Mỹ cùng các phương pháp xử lý để thiết kế HTXLNT tập trung phù hợp cho KCN, mang tính khả thi cao Kết quả tính toán thiết kế của đề tài có thể làm cơ sở cho công ty đầu tư hạ tầng KCN Long Mỹ tham khảo đề đầu tư xây dựng công trình, đảm bảo KCN luôn xanh sạch đẹp, hạn chế đến mức thấp nhất các tác động tiêu cực của nước thải chưa xử lý đến môi trường xung quanh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP LONG MỸ

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA KCN

1.2.1 Vị trí địa lý

Khu công nghiệp Long Mỹ thuộc Xã Phước Mỹ, Thành phố Quy Nhơn, Tỉnh Bình Định, cách trung tâm thành phố và cảng biển Quy Nhơn 15km, cách sân bay Phù Cát 25km, cách ga đường sắt Diêu Trì 7km

Có giới cận như sau:

- Phía Đông Bắc giáp: Nghĩa Trang liệt sỹ xã Phước Mỹ

- Phía Đông Nam giáp: Núi Đen

- Phía Tây Nam giáp: Suối Cau

- Phía Tây Bắc giáp: Đường liên thôn Thanh Long, xã Phước Mỹ

- Nhiệt độ không khí bình quân 26,80C

- Nhiệt độ không khí trung bình lớn nhất 30,80C

- Nhiệt độ không khí trung bình nhỏ nhất 24,10C

độ gió trung bình là (2,2 ÷3,0) m/s, cực đại có thể đạt (18 ÷20) m/s Khi có bão, tốc độ gió tại đây có thể đạt trên 40m/s Thời gian từ tháng 3 đến tháng 6 trong năm được coi

là mùa chuyển tiếp với gió thịnh hành là gió Đông và Đông Nam Từ tháng 6 đến tháng 10 gió Tây và Tây Nam thịnh hành, tốc độ trung bình là 1,6÷2,2 m/s, tốc độ tối

đa đạt tới (24÷30) m/s Vào cuối mùa hè (tháng 8), hình thành hệ thống gió Tây mạnh,

với tần suất xuất hiện có thể đạt 34,8%

e Mƣa

Mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12, còn mùa ít mưa là từ tháng 1 đến tháng

8 Tổng lượng mưa trung bình là (1,600 ÷ 1,700) mm/năm Lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng (70 ÷ 75)% tổng lượng mưa năm Trong đó, lượng mưa trong hai tháng giữa mùa mưa (tháng 10, 11) chiếm khoảng (45 ÷ 50)% tổng lượng mưa năm, lượng mưa trong mùa khô chỉ chiếm (2,5 ÷5 )%

f Một số hiện tƣợng khí tƣợng đặc biệt

- Gió khô nóng: thường hoạt động vào các tháng (6 ÷ 8) Số ngày hoạt động trung

bình của nó là 8 ngày trong tháng 6, 10 ngày trong tháng 7 và 11 ngày trong tháng 8

- Bão: thường xảy ra trong khoảng tháng (9 ÷11), tập trung vào tháng 10 (40%) và tháng 11 (20%)

- Dông: thường xảy ra trong khoảng từ tháng 4 đến tháng 10, với tần suất cao nhất từ tháng 5 đến tháng 9 (3-7 ngày có dông/tháng) Trung bình hàng năm có ( 50 ÷80 ) ngày có dông

1.3 HIỆN TRẠNG KHU CÔNG NGHIỆP

1.3.1 Quy hoạch sử dụng đất

Quy hoạch chi tiết Khu công nghiệp Long Mỹ được phê duyệt theo Quyết định số 1419/QĐ-BXD ngày 07/9/2004 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng và Chủ tịch UBND tỉnh ban hành Quyết định số 1265/QĐ-UBND ngày 28/4/2014 phê duyệt điều chỉnh cục bộ

quy hoạch chi tiết xây dựng Khu công nghiệp Long Mỹ

Tổng diện tích đất quy hoạch: 117,67 ha

+ Chế biến thức ăn gia súc gia cầm

- Công nghiệp vật liệu xây dựng:

1.3.4 Chủ đầu tƣ hạ tầng khu công nghi ệp

- Công Ty Cp Đầu Tư Và Xây Dựng Bình Định

- Địa chỉ: 338 Lạc Long Quân – phường Trần Quang Diệu – TP Quy Nhơn – Bình Định

- Điện thoại: (056) 3641201

- Fax: (056) 3741338

1.4 VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA KHU CÔNG NGHIỆP

1.4.1 Ô nhiễm môi trường không khí

a Khí thải, bụi, tiếng ồn phát sinh từ hoạt động giao thông trong KCN

Việc hình thành KCN sẽ kéo theo việc gia tăng mật độ giao thông trong khu vực một cách đáng kể vì các hoạt động vận chuyển nguyên nhiên vật liệu, sản phẩm, các hoạt động đưa rước công nhân và nhân viên trong KCN,… Mức độ ô nhiễm do giao thông phụ thuộc vào chất lượng đường, mật độ xe, lượng nhiên liệu tiêu thụ Các phương tiện giao thông trong KCN sử dụng nhiên liệu chủ yếu là xăng và dầu diesel sẽ thải ra môi trường một lượng khói thải chứa các chất ô nhiễm không khí Thành phần khí thải chủ yếu là bụi, CO, SO2, NOX, CXHY,… Các thành phần này tùy theo đặc tính, nồng độ của mỗi loại mà tác động lên môi trường và sức khỏe của con người theo mỗi cách khác nhau Ngoài ra, các phương tiện này khi vận chuyển trong KCN còn phát ra tiếng ồn gây ảnh hưởng đến những người làm việc trong KCN và khu vực xung quanh Tuy nhiên, đây là nguồn ô nhiễm phân bố rải rác nên khó có thể khống chế một cách chặt chẽ được Mặc dù, các phương tiện giao thông phát sinh các chất thải với tải lượng rất nhỏ nhưng nếu vào giờ cao điểm, tất cả xe của các nhà máy lưu thông cùng lúc thì hiện tượng các chất ô nhiễm phát thải cùng một thời điểm sẽ xảy ra Khi đó, chất lượng môi trường không khí sẽ bị tác động Nhằm hạn chế nguồn ô nhiễm này ảnh hưởng đến những người trực tiếp làm việc trong KCN và khu vực xung quanh chủ đầu tư đã có kế hoạch bố trí cây xanh tập trung ở khu vực cổng ra vào, các tuyến

đường nội bộ và xung quanh ranh giới khu đất dự án

b Khí thải từ quá trình hoạt động của các nhà máy

- Bụi: có kích thước từ vài micromet đến hàng trăm micromet

Bụi sương: các chất lỏng ngưng tụ có chứa các chất ô nhiễm có kích thước từ 20

-50 µm

- Khói: từ quá trình đốt nhiên liệu có hàm lượng cặn cao và quá trình đốt xảy ra không hoàn toàn Căn cứ vào các ngành nghề thu hút đầu tư vào dự án có thể xác định được các loại ô nhiễm không khí dạng khí bao gồm:

+ Các hợp chất chứa lưu huỳnh gồm các khí sulfua (SO2, SO3) và sulfua hydro (H2S), mercaptan,… Những loại khí này phát sinh đối với loại hình chế biến sản phẩm nông lâm nghiệp

+ Các hợp chất nitơ (NO, NO2,…): sinh ra từ loại hình sản xuất hàng tiêu dùng

+ Các hợp chất hữu cơ và dẫn xuất của hydrocarbon, hơi dung môi phát sinh từ quá trình sản xuất các sản phẩm gỗ

+ Các hóa chất, phụ gia, các nguyên vật liệu thất thoát, rơi vãi trong quá trình sản xuất (ở dạng khí,hơi, lỏng) bay hơi và khuếch tán vào không khí

+ Các nguyên vật liệu, dung môi dễ bay hơi ở điều kiện bình thường trong quá trình lưu trữ tồn kho

+ Khí phân rã từ các nguyên liệu thất thoát, chất thải công nghiệp

+ Khí thải từ quá trình đốt các loại nhiên liệu như gỗ, than củi, dầu DO, FO,…cung cấp năng lượng cho quá trình sản xuất của các nhà máy và chạy máy phát điện dự phòng

1.4.2 Nguồn phát sinh nước thải

- Khi dự án đi vào hoạt động ổn định thì nguồn phát sinh nước thải chủ yếu là:

+ Nước mưa thu gom trong khu vực dự án

+ Nước thải công nghiệp: bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất từ các nhà máy

a Nước mưa

Tại khu vực dự án, nước mưa được thu gom bằng hệ thống thoát nước riêng Hệ thống này gồm các mương hở xây đá hộc kết hợp cống bê tông cốt thép, nước mưa sau khi được thu gom sẽ thoát ra hệ thống thoát nước của khu vực Nước mưa được tập trung trên toàn bộ diện tích khu vực dự án, trong quá trình chảy tràn có thể lôi kéo theo một số chất bẩn, bụi Về nguyên tắc, nước mưa là loại nước thải ô nhiễm nhẹ (qui

ước sạch) nên có thể thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên mà không cần xử lý

b Nước thải công nghiệp

KCN Long Mỹ được thành lập với tiêu chí là tập trung thu hút các ngành sản xuất

không phát sinh nhiều nước thải, không có công nghiệp gây ô nhiễm lớn cho môi trường Trong đó, có một số ngành nghề phát sinh nước thải sản xuất như chế biến gỗ

và sản xuất các sản phẩm từ gỗ; Sản xuất sản phẩm từ khoáng phi kim loại khác như gốm sứ, vật liệu xây dựng; Sản xuất sản phẩm từ kim loại đúc sẵn (trừ máy móc, thiết bị)… Các ngành sản xuất còn lại hầu như chỉ phát sinh nước thải sinh hoạt

và hơi dung môi thường dao động trong khoảng từ 0,1-0,2 m3/tấn gỗ

Bảng 1.2 Đặc trưng thành phần nước thải hấp thụ bụi sơn

ST

3 BOD5 mg/l 138 – 354

b2 Ngành công nghiệp sản xuất phân bón, hóa chất

Nước thải ngành công nghiệp sản xuất phân bón chủ yếu ô nhiễm Nitơ, phốt pho,

kali…và các thông số ô nhiễm đặc trưng khác

Nước thải ngành hóa chất: ngoài các thông số ô nhiễm cơ bản như pH, SS, COD nước thải có thể chứa một số các hóa chất ô nhiễm đặc trưng của từng loại hình sản xuất

Bảng 1.3 Đặc trưng thành phần nước thải công nghiệp sản xuất phân bón ST

b3 Công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm

Hầu hết các công đoạn sản xuất của ngành chế biến nông sản thực phẩm từ khâu nguyên liệu thô cho đến thành phẩm đều có sử dụng nước, kết quả là trong nước thải

có chứa các thành phần hữu cơ ở dạng hòa tan hay dạng keo với nhiều nồng độ khác nhau Nguồn thải do việc tiếp xúc của nước với nguyên liệu thô hay sản phẩm, nước

rửa làm sạch thiết bị, nước làm nguội…

Nước thải ngành sơ chế nông sản chủ yếu ô nhiễm SS, COD, ngoài ra nước thải phát sinh từ các doanh nghiệp này còn nhiễm coliform, N-NH3 khá cao (do lượng nước thải sinh hoạt phát sinh nhiều)

Bảng 1.4 Đặc trưng thành phần nước thải chế biến nông sản

b4 Nước thải từ ngành điện tử gia dụng, máy móc thiết bị

Tính chất nước thải của ngành công nghiệp điện tử gia dụng chỉ đơn thuần là lắp

ráp các linh kiện điện tử nên nước thải chủ yếu là nước thải sinh hoạt của công nhân

Bảng 1.5 Đặc trưng thành phần nước thải điện gia dụng ST

b5 Nước thải từ ngành công nghiệp chế biến hàng tiêu dùng

Loại hình công nghiệp phổ biến đối với ngành này là may mặc, sản xuất đồ gỗ gia dụng, sản xuất các sản phẩm nhựa và cao su Trừ nước thải sản xuất các sản phẩm

nhựa từ phế liệu nhựa có đặc thù riêng (do phải rửa nguyên liệu trước khi tái chế,

nước thải này thường chứa nhiều cặn vô cơ), nước thải từ những ngành này chủ yếu là

nước thải sinh hoạt của công nhân

Bảng 1.6 Đặc trưng thành phần nước thải chế biến hàng tiêu dùng

Thành phần ô nhiễm chính trong nước thải ngành vật liệu xây dựng, gốm sứ là cặn

vô cơ (TDS, SS),hàm lượng COD và BOD không cao

Bảng 1.7 Đặc trưng thành phần nước thải ngành sản xuất phi kim loại

4 Tổng Nitơ mg/l 7,8 – 13,3

b8 Nước thải sản xuất sản phẩm từ kim loại đúc sẵn (trừ máy móc, thiết bị)

Nước thải sản xuất của ngành này chủ yếu là nước thải phát sinh từ quá trình cắt, mài kim loại, nước làm nguội Thành phần nước thải chủ yếu chứa dầu mỡ khoáng và mạt kim loại

Ngoài các loại nước thải đã nêu ở trên, các ngành sản xuất trong KCN còn phát sinh một lượng nước thải từ các quá trình như quá trình xử lý khí lò hơi, quá trình giải nhiệt,…

- Nước thải từ quá trình xử lý khí lò hơi có tính chất ăn mòn do dung dịch xử lý khí

thường là xút

- Nước thải từ quá trình giải nhiệt: nước giải nhiệt có hàm lượng chất ô nhiễm rất

thấp do lượng nước này đơn thuần chỉ dùng để làm mát Nước này được xem như là nước sạch, không cần phải xử lý

1.4.3 Nguồn phát sinh chất thải rắn

Các loại chất thải phát sinh khi KCN Long Mỹ gồm có:

- Chất thải rắn sinh hoạt

- Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại

- Chất thải công nghiệp nguy hại

a Chất thải rắn sinh hoạt

Nguồn phát sinh: chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ hoạt động sinh hoạt của người

lao động trong KCN, gồm có: chất thải sinh hoạt văn phòng (giấy vụn, bao bì thải bỏ,…), chất thải căn tin (thực phẩm thừa, vỏ hộp thức ăn…), chất thải vệ sinh công cộng (rác, xà bần, cành cây lá cỏ…)…

b Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại

Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại: là các loại chất thải phát sinh từ quá

trình sản xuất như phế liệu thải ra từ quá trình sản xuất, các sản phẩm hỏng từ quá trình sản xuất như: vải thừa, gỗ, mạt cưa, dăm bào, pallet, sắt thép, các loại bao bì đã qua sử dụng nhưng không nhiễm các thành phần nguy hại (bao bì giấy, nhựa, thủy tinh, các loại chất dẻo khác,

c Chất thải nguy hại

Chất thải rắn công nghiệp nguy hại: phát sinh tùy theo loại hình sản xuất Có thể tham tham khảo bảng sau:

Bảng 1.8 Nguồn phát sinh CTRCN nguy hại STT Loại hình sản xuất Loại chất thải phát sinh chủ yếu

1

Công nghiệp cơ khí và

gia công các vật liệu

kim loại (trừ xi mạ)

Bao bì dính hóa chất (sơn, dầu, acid, ), dầu nhớt thải, giẻ lau nhiễm thành phần nguy hại, bùn thải nhiễm kim loại nặng,

nhựa và cao su

Ít phát sinh chất thải nguy hại trong quy trình sản xuất

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG

NGHIỆP

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP

2.1.1 Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp cơ học

Phương pháp này được sử dụng để tách các tạp chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải Các công trình xử lý cơ học bao gồm:

a Thiết bị chắn rác

- Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức năng chắn giữ những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo đảm cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Song và lưới chắn rác được cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ… tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay rác tinh

Hình 2.1 Song chắn rác thô Hình 2.2 Song chắn rác tinh

- Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm 2 loại: loại làm sạch

bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới

b.Thiết bị nghiền rác

Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm Trong thực tế cho thấy

việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây nhiều khó khăn cho

các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên như làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí và dính bám vào các tuabin… Do vậy phải cân nhắc trước khi dùng

Có 2 loại bể điều hòa:

- Bể điều hòa lưu lượng

- Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng

Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay ngoài dòng thải xử lý Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý, và phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải

- Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể Bể

có thiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể

- Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thân bể Nước được dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể Chế độ dòng chảy khá phức tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên, trong khi đó các hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy

- Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu và máng tập trung rồi dẫn ra ngoài

- Bể lắng cát làm thoáng: Để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệu quả

xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một dàn thiết bị phun khí Dàn này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy bể với một vận tốc đủ để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phân tử nặng có thể lắng

Hình 2.3 Công trình mương lắng cát

Hình 2.4: Mô hình bể lắng đứng

Hình 2.5 : Mô hình bể lắng ngang

f Lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải,

mà các bể lắng không thể loại được chúng Người ta tiến hành quá trình lọc nhờ các vật liệu lọc, vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại

Vật liệu lọc được sử dụng thường là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi, thậm chí cả than nâu, than bùn hoặc than gỗ Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương

Có nhiều dạng lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngược, lọc chảy xuôi…

Hình 2.6 : Sơ đồ và nguyên lý làm việc của bể lọc chậm

Hình 2.7 : Sơ đồ và nguyên lý làm việc của bể lọc nhanh trọng lực

g Tuyển nổi, vớt dầu mỡ

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong một số trường hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt Quá trình như vậy được gọi là quá trình tách hay làm đặc bọt

Trong xử lý nước thải về nguyên tắc tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học

Quá 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 tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

Hình 2.8 : Mô hình tuyến nổi DAF

Khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước thải công nghiệp) Ngoài cách làm các gạt đơn giản bằng các tấm sợi quét trên mặt nước, người ta chế tạo ra các thiết bị tách dầu, mỡ đặt trước dây chuyền công nghệ xử lí nước thải

Hình 2.9: Thiết bị tách dầu,mỡ lớp mỏng 2.1.2 Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp hóa lý

Phương pháp hóa lý sử dụng các phản ứng hóa học để xử lý nước thải Các công trình xử lý hóa học thường kết hợp với các công trình xử lý lý học Mặc dù có hiệu quả cao, nhưng phương pháp xử lý hóa học thường đắt tiền và đặc biệt thường tạo thành các sản phẩm phụ độc hại

a Trung hòa

Nước thải chứa các acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5-8,5,trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách sau:

- Trộn lẫn nước thải acid với nước thải kiềm

- Bổ sung các tác nhân hóa học

- Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa

- Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước acid

Để trung hòa nước thải chứa acid có thể sử dụng các tác nhân hóa học như: NaOH, KOK, Na2CO3, nước ammoniac NH4OH, CaCO3, MgCO3, đôlômít (CaCO3.MgCO3)

và xi măng Song tác nhân rẻ nhất là vôi sữa 5 – 10% Ca(OH)2, tiếp đó là sôđa và NaOH ở dạng phế thải

Trong trường hợp trung hòa nước thải acid bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa, vật liệu lọc sử dụng có thể là manhêtit (MgCO3), đôlômít, đá vôi, đá phấn,

đá hoa và các chất thải rắn như xỉ và xỉ tro Khi lọc nước thải chứa HCl và HNO3 qua lớp đá vôi, thường chọn tốc độ lọc từ 0,5–1m/h Trong trường hợp lọc nước thải chứa tới 0,5% H2SO4 qua lớp đolomite, tốc độ lọc lấy từ 0,6–0,9m/h Khi nồng độ H2SO4lên đến 2% thì tốc độ lọc lấy bằng 0,35m/h

Để trung hòa nước thải kiềm có thể sử dụng các acid (chứa CO2, SO2, NO2,

N2O3…) Việc sử dụng khí acid không những cho phép trung hòa nước thải mà đồng thời tăng hiệu quả làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại

Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích, nồng độ nước thải

b Oxy hóa khử

Để làm sạch nước thải, có thể phân dạng các tác nhân oxy hóa như clo ở dạng khí

và hóa lỏng, dioxit clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, peroxy hydro (H2O2) oxy của không khí, ozone, pyroluzit (MnO2) Quá trình oxy hóa sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hại hơn

và tách khỏi nước Quá trình này tiêu tốn nhiều hóa chất nên thường chỉ sử dụng khi không thể xử lý bằng những phương pháp khác

c Keo tụ tạo bông

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 - 10m Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách hạt Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã

bị trung hòa điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông

Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như: Al2(SO4)3,

Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O, NaAlO2, FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O

Al2(SO4)3.18H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O

Hình 2.10 Mô Hình quá trình keo tụ

d Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan không xử lý được bằng các phương pháp khác Tùy theo bản chất, quá trình hấp phụ được phần loại thành hấp phụ lý học và hấp phụ hóa học

Hấp phụ lý học là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ các lực liên kết vật lý giữa chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ như lực liên kết VanderWaals Các hạt bị hấp phụ vật

lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp phụ và đây là quá trình hấp phụ đa lớp (hình thành nhiều lớp phân tử trên bề mặt chất hấp phụ)

Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ trong đó có xảy ra phản ứng hóa học giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ Trong xử lý nước thải, quá trình hấp phụ thường là sự kết hợp của cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học

Khả năng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào:

- Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m2/g)

- Nồng độ của chất bị hấp phụ

- Vận tốc tương đối giữa hai pha

- Cơ chế hình thành liên kết: hóa học hoặc lý học

Hình 2.11 Sơ đồ các tháp lọc hấp phụ 2.1.3 Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, Sunfit, Ammonia, Nitơ, … dựa trên cơ

sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân chia thành 2 loại:

- Phương pháp kỵ khí sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy

- Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính như sau:

- Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào sinh vật

- Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do chênh lệch nồng độ bên trong

và bên ngoài tế bào

- Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới

Tốc độ quá trình oxy hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý Ở mỗi điều kiện

xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng

a Sinh học kị khí

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Sản phẩm chính của quá trình phân hủy kị khí là khí metan, cacbonic Phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:

Vi sinh vật; Chất hữu cơ  CH4 + CO2 +H2O + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới

Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

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

- Giai đoạn 2: Acid hóa

- Giai đoạn 3: Acetale hóa

- Giai đoạn 4: Methane hóa

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều các chất hữu cơ cao phân tử như protein, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin… trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acid, carbohydrate thành đường đơn, và các chất béo thành acid béo Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2 Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrat Vi sinh vật chuyển hóa methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như: CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamins và CO

Hình 2.12 Quá trình khử chất hữu cơ bằng sinh học kỵ khí

Tùy theo trạng thái của bùn có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

- Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh tưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc

kỵ khí (Anaerobic Contact Process) quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước

đi từ dưới lên (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB)

- Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc

kỵ khí (Anaerobic Fitter Process)

a1 Tiếp xúc kị khí

Một số nước thải có hàm lượng hữu cơ cao có thể xử lý rất hiệu quả bằng quá trình tiếp xúc kỵ khí Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn với nước thải trong bể nước được khuấy trộn hoàn toàn Sau khi phân hủy, hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùn được tuần hoàn trở lại bể kỵ khí Lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm

a2 Kị khí dòng chảy ngược

Đây là một trong những quá trình kỵ khí được ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới

do hai đặc điểm chính sau:

- Cả ba quá trình, phân hủy - lắng bùn - tách khí, được lắp đặt trong cùng một công trình

- Tạo thành các loại bùn có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí sử dụng UASB còn có những ưu điểm

so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như:

- Ít tiêu tốn năng lượng vận hành

- Ít bùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn

- Bùn sinh ra dễ tách nước

- Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung dinh dưỡng

- Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí methane

- Có khả năng hoạt động theo mùa vì bùn kỵ khí có thể hồi phục và hoạt động được sau một thời gian ngưng không nạp nhiên liệu

b Sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí chất thải gồm 3 giai đoạn sau:

- Oxy hóa các chất hữu cơ:

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện

tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối

ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bề phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí Trong số những quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất

- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate hóa với màng cố định

b1 Bể bùn hoạt tính vi sinh sinh trưởng lơ lửng

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 đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Nồng độ oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đ ợt

2 không được nhỏ hơn 2 mg/l Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào:

- Tỷ số giữa lượng thức ăn/lượng vi sinh vật: ( F/M )

- Nhiệt độ

- Tốc độ sinh trưởng và hoạt độ sinh lý của vi sinh vật

- Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất

- Lượng các chất cấu tạo tế bào

- Hàm lượng oxy hòa tan

Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để có thể chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, , ,

Một cách tổng quát, vi sinh tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm:

Pseudomonas, Zoogleoa, Achromobacter, Flacobacterium, Nocardia,Bdellovibro, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas và Nitrobacter Thêm vào đó nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và Geotrichum cũng tồn tại

Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải đưa vào

hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25 mg/l, pH = 6,5 - 8,5, nhiệt độ 6 – 370C

b2.Bể bùn hoạt tính gián đoạn theo mẻ SBR

Hệ thống aerotank làm việc theo mẻ kế tiếp (SBR) là quá trình bùn hoạt tính hay

được sử dụng để xử lý nước thài đô thị và công nghiệp Quá trình gồm 5 giai đọan: (1) Làm đầy- Fill- Có hoặc không có sục khí tùy thuộc mục đích quá trình

(2) Phản ứng- React- Sục khí làm thoáng tương tự Aerotank

(3) Lắng tĩnh- Settle- Điều kiện lắng bùn lý tưởng tạo môi trường yếm khí

(4) Gạn nước- Decant- Rút nước trong bằng hệ thống decanter

(5) Chờ- Idle- Giai đoạn phụ có hoặc không tùy theo thiết kế

Do nước vào, phản ứng (kị khí, hiếu khí, thiếu khí), lắng, tháo nước ra, nạp mẻ mới được thực hiện trong cùng 1 bể phản ứng, do đó rất tiết kiệm diện tích xây dựng Đồng thời, bùn hoạt tính không cần tuần hoàn để duy trì nồng độ bùn trong bể như các quá trình bùn hoạt tính khác SBR có hiệu quả cao khi xử lý nước có hàm lượng chất hữu

cơ hòa tan và chất dinh dưỡng cao Nó còn được áp dụng để xử lý nước thải nhiễm phenol, benzoic axit, các chất béo

Hình 2.13 Sơ đồ hoạt động của hệ thống SBR

Hiệu quả xử lý kim loại của các công trình sinh học bùn hoạt tính khi xử lý rất cao Tuy nhiên, khi các kim loại như Fe, Mn, Al, Cr, Ca, Pb, Ni bị loại ra khỏi nước thải sẽ lắng trong các công trình xử lý sinh học cũng như hấp phụ trong bùn hoạt tính, thì tỉ lệ MLVSS/MLSS sẽ giảm xuống rất thấp ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý sinh học Do vậy cần có những công trình sơ bộ giảm nồng độ kim loại trước khi xử lý sinh học

b3 Bể bùn hoạt tính sinh trưởng bám dính

Nguyên lý hoạt động của bể này tương tự như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, chỉ khác là vi sinh vật sinh trưởng bám dính trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể Quá trình sinh học dính bám là quá trình phát triển của vi sinh vật trên bề mặt các vật liệu rắn trong môi trường hiếu khí hoặc kị khí Vi sinh vật sẽ tiết ra chất gelatin

và chúng có thể di chuyển trong lớp gelatin dính bám này Đầu tiên, vi khuẩn chỉ hình thành ở một khu vực, sau đó màng vi sinh vật sẽ không ngừng phát triển phủ kín toàn

bộ bề mặt vật liệu tiếp xúc Chất dinh dưỡng (chất hữu cơ, muối khoáng) và oxy có trong nước thải sẽ khuếch tán vào lớp màng biofilm và từ đó quá trình ổn định chất hữu cơ sẽ diễn ra làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải

Hình 2.14 Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng bám dính

b4 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể lọc sinh học nhỏ giọt là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên các vật liệu lọc Bể lọc hiện đại bao gồm một lớp vật liệu dễ thấm nước với vi sinh vật kết dính trên đó Nước thải đi qua lớp vật liệu này sẽ thấm hay nhỏ giọt lên đó Vật liệu thường là đá dăm hoặc các vật liệu tổng hợp Nếu vật liệu lọc là đá hoặc sỏi thì kích thước hạt dao động trong khoảng 25-100 mm, chiều sâu lớp vật liệu dao động trong khoảng 0,9-2 m, trung bình là 1,8 m Bể lọc với vật liệu là đá dăm thường có dạng tròn Nước thải được phân phối đều lên lớp vật liệu nhờ hệ thống phân phối Bể lọc với vật liệu lọc là chất dẻo tổng hợp thì có chiều cao từ 4-12 m Ba dạng vật liệu lọc tổng hợp thường dùng là: (1) vật liệu tạo dòng chảy thẳng đứng; (2) vật liệu tạo dòng chảy ngang; (3) vật liệu tạo dòng chảy ngẫu nhiên Chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi quần thể vi sinh vật dính kết trên lớp vật liệu lọc

Các chất hữu cơ có trong nước thải bị hấp thụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 -0,2 mm

và bị phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật sinh trưởng và phát triển, bề dày lớp màng tăng lên do đó oxy bị tiêu thụ trước khi khuếch tán hết chiều dày lớp màng vi sinh Như vậy môi trường kỵ khí hình thành ngay sát màng vật liệu lọc

Khi chiều dày lớp màng tăng lên, quá trình đồng hóa chất hữu cơ xảy ra trước khi chúng tiếp xúc với vi sinh vật ở gần vật liệu lọc Kết quả là vi sinh vật ở đây bị phân hủy nội bào, không còn khả năng bám dính trên bề mặt vật liệu lọc và bị rửa trôi

Hình 2.15 Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt

b5 Đĩa sinh học tiếp xúc quay RBC

Đĩa sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng, bằng polystyren hoặc polyvinylclorua lắp trên một trục Các đĩa được đặt ngập trong nước một phần va quay chậm Trong quá trình vận hành, vi sinh vật sinh trưởng, phát triển thành màng mỏng bám trên bề mặt đĩa Khi đĩa quay, lớp màng sinh học tiếp xúc với nước thải và với khí quyển để hấp thụ oxy Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyển oxy và đảm bảo vi sinh tồn tại trong điều kiện hiếu khí

Hình 2.16: Sơ đồ đĩa quay sinh học tiếp xúc

c Hồ sinh vật

Tùy theo nồng độ oxy hòa tan có trong hồ, hệ thống hồ sinh vật được phân thành:

hồ hiếu khí, hồ tùy tiện, hồ kỵ khí

c1 Hồ hiếu khí

Trong hồ diễn ra quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật hiếu khí Có thể phân loại hồ này thành hai nhóm: Hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo Hồ hiếu khí được thiết kế với tác dụng ngăn không cho tảo phát triển Điều này được thực hiện thông qua hai điều kiện :

- Thứ nhất: Sự xáo trộn hiệu quả làm duy trì độ đục của nước, ánh sáng không thể xâm nhập vào cột nước

- Thứ hai: Thời gian lưu nước được kiểm soát ít hơn giá trị tối thiểu của thời gian lưu bùn, làm giảm sự phát triển của tảo

Độ sâu hồ tùy tiện nằm trong khoảng 1,2-2,4 m và thời gian lưu nước từ 5-30 ngày

Hình 2.17 Sơ đồ hồ hiếu khí tùy tiện

c3 Hồ kỵ khí

Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao Độ sâu hồ kỵ khí phải lớn hơn 2,4 m và có thể đạt đến 9,1 m với thời gian lưu nước dao động trong khoảng 20-25 ngày Quá trình ổn định nước thải trong hồ xảy ra dưới tác dụng kết hợp của quá trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành

CO2, CH4, các khí khác, các acid hữu cơ và tế bào mới Hiệu suất chuyển hóa BOD5lên đến 70-85% Hồ kị khí làm giảm lượng N, P, K và các vi sinh vật gây bệnh bằng cách tạo ra bùn và giải phóng NH3 vào không khí Hồ kỵ khí có khả năng:

- Chuyển đổi vật chất từ dạng hòa tan thành dạng vật chất lắng đọng như bùn đáy

- Hòa tan một số dạng hữu cơ khác

- Thúc đẩy quá trình phân hủy sinh học của các vật chất hữu cơ

- Chứa các vật chất không hòa tan và không phân hủy như bùn đáy

- Cho phép xử lý một phần dòng thải chảy qua

2.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG XLNT ĐANG ÁP DỤNG TẠI CÁC KCN

2.2.1 KCN Tam Phước tại Tp.Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai

Công suất thiết kế: 3000 m3/ ngày.đêm

Hiệu quả xử lý: đạt QCVN 40:2011/ BTNMT, cột A

Hình 2.18 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của KCN Tam Phước

2.2.2 KCN Nhơn Trạch 5 tại huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai

Công suất thiết kế: 3000 m3/ ngày.đêm

Hiệu quả xử lý: đạt QCVN 40:2011/ BTNMT, cột B

Hình 2.19 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của KCN Nhơn Trạch 5

2.2.3.KCN Nhơn Trạch 1 tại huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai

Công suất thiết kế: 4000 m3/ ngày.đêm

Hiệu quả xử lý: đạt QCVN 40:2011/ BTNMT, cột B

Hình 2.20 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải KCN Nhơn Trạch 1

2.2.4 KCN Long Bình tại TP.Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai

Công suất thiết kế: 10.500 m3/ ngày.đêm

Hiệu quả xử lý: đạt QCVN 40:2011/ BTNMT, cột B

Hình 2.21 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của KCN Long Bình

2.2.5 KCN Tân Tạo tại Bình Tân,thành phố Hồ Chí Minh

Công suất thiết kế: 6.000 m3/ ngày.đêm

Hiệu quả xử lý: đạt QCVN 40:2011/ BTNMT, cột B

Hình 2.22 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của KCN Tân Tạo

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

LÝ PHÙ HỢP CHO KCN LONG MỸ

Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý :

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

- Công nghệ đảm bảo mức an toàn trong trường hợp có sự thay đổi lớn về lưu lượng

và nồng độ chất ô nhiễm giữa mùa mưa và mùa khô

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

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

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

- Lưu lượng, thành phần nước cần xử lý

- Tính chất nước thải sau xử lý vào nguồn

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

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

- Khả năng về vốn đầu tư

3.2 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI KCN LONG MỸ

Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột A

Nhìn chung, Các cơ sở sản xuất trong KCN đều thải ra một lượng nước thải gây ô nhiễm nhất định tùy ngành nghề và quy mô của cơ sở sản xuất Tuy nhiên, nước thải trước khi đưa về trạm xử lý tập trung đều đã qua giai đoạn xử lý cục bộ, để đảm bảo các chỉ số đầu vào của KCN

Các chỉ số nước thải đầu vào và đầu ra của KCN được thể hiện bảng sau :

Bảng 3.1 Chi số nước thải đầu vào và đầu ra trạm XLNT tập trung

KCN Long Mỹ ST

T

đầu vào

QCVN 40:2011/BTNM

T (loại A)

3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.3.1 Đề Xuất Quy Trình Công Nghệ

Nước thải vào trạm xử lý tập trung đều đã qua giai đoạn xử lý cục bộ, nên lượng chất ô nhiễm thấp trừ các chỉ tiêu cần xử lý tiếp tục như BOD5, COD, SS, N, P, màu, coliform Vì vậy, xử lý nước thải ở trạm tập trung chỉ cần qua giai đoạn xử lý cơ lý và sinh học là chủ yếu

Nước thải đầu vào có nồng độ chất lơ lửng khá cao (SS = 500 mg/l), vì vậy cần phải dùng các biện pháp cơ học kết hợp hóa lý để loại bỏ SS

Nước thải đầu vào hệ thống xử lý tập trung có tỷ số BOD5/COD = 0,67, thích hợp

về các công trình xử lý sơ bộ Điểm khác nhau cơ bản giữa hai phương án là công trình

xử lý sinh học: phương án một là bể Aerotank và phương án hai là bể màng lọc MBR

Phương án 1:

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1