hướng dẫn HTXLNT-Module 1

hướng dẫn vận hành HTXLNT, bảo dưỡng hệ thống và khắc phục sự cố Bao gồm 8 modul - hướng dẫn chi tiết và cụ thể giúp người đọc hiểu một cách rõ ràng và đầy đủ nhất mọi khía cạnh của hệ thống xử lý nước thải

Khóa tập huấn vận hành và bảo dưỡng các NMXLNTTT

và Hệ thống quan trắc môi trường

tự động (AMS) ở các KCN (CS11/MPI)

1 PGS.TS Nguyễn Việt Anh, IESE 4 TS Khương T Hải Yến, SFC

2 TS Trần Thị Hiền Hoa, IESE 5 ThS Phạm Tuấn Linh, IESE

3 TS Nguyễn Phương Quý, SFC

Module 1 CÁC KIẾN THỨC CHUNG VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỔNG QUAN VỀ XLNT TẠI CÁC

KCN VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Thành phần, tính chất, và các chỉ tiêu đánh giá mức độ ô

nhiễm của nước thải

1.2 Các phương pháp xử lý nước thải

1.3 Các công đoạn xử lý nước thải

1.4 Các công đoạn xử lý, ổn định bùn cặn từ NMXLNT

1.5 Tổng quan về XLNT tại các KCN Việt Nam và trên thế giới

2

Các yêu cầu XLNTTT KCN

• Mục đích:

– Loại bỏ các mầm bệnh có thể gây ra các dịch bệnh – Giảm thiểu ô nhiễm

xử lý

Chất vô cơ (5%) Chất lắng (20%)

Chất hữu cơ (15%)

Các chỉ tiêu vi sinh

6

- Coliform

- E coli

Bảng 1.1 Các chất bẩn cần được quan tâm khi XLNT

Loại chất bẩn Tác động đối với môi trường - lý do cần quan tâm

Chất rắn lơ lửng Chất rắn lơ lửng sẽ tạo bùn lắng, khi nước thải chưa được xử lý xả ra môi trường

bùn lắng hữu cơ sẽ bị thối rữa, phân huỷ kỵ khí Chất hữu cơ dễ bị phân huỷ

sinh học

Các chất quan trọng là prôtêin, hydrat cacbon, mỡ - là các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học và được đo bằng trị số BOD và COD Nếu nước thải chưa được xử lý và xả ra môi trường sẽ diễn ra quá trình ổn định, phân huỷ sinh học các chất đó, tiêu thụ và làm thiếu hụt nguồn ôxy tự nhiên, tạo điều kiện thối rữa, phân huỷ kỵ khí

Các vi sinh vật gây bệnh Các bệnh truyền nhiễm liên quan đến đường truyền bệnh là nước đều do những

vi sinh vật gây bệnh trong nước thải Các chất dinh dưỡng Cả hai chất nitơ và phốtpho cùng với cacbon là những chất dinh dưỡng cần thiết

cho sự sinh trưởng của sinh vật Khi xả các chất này vào môi trường nước, những chất dinh dưỡng này sẽ có thể dẫn đến hiện tượng phát triển các loài sinh vật nước không mong muốn Khi xả quá nhiều các chất này vào đất, chúng có thể gây ô nhiễm nước dưới đất

Các chất ô nhiễm đặc biệt Các hợp chất hữu cơ, vô cơ, lựa chọn trên cơ sở đặc tính đã biết của chúng như

gây ung thư, biến dị, hoặc có độ độc cao Nhiều trong số những hợp chất này có thể có mặt trong nước thải

Các chất hữu cơ khó xử lý Các chất này có tính bền vững mà phương pháp xử lý thông thường không thể

khử được Thí dụ điển hình là các chất hoạt động bề mặt, các chất phênol, các chất trừ sâu diệt cỏ trong nông nghiệp

Các kim loại nặng Các kim loại nặng thường chứa trong nước thải từ các hoạt động công nghiệp,

thương mại và có thể phải loại bỏ khi dùng lại nước thải

Các chất vô cơ hoà tan Các chất vô cơ như canxi, natri, sulphat khi lẫn trong nước cấp sinh hoạt ngay

từ đầu và sau khi sử dụng, chúng vẫn còn tồn tại Cần thiết phải loại bỏ chúng

1.1.2 Tính chất lý học, hóa học và sinh học của

nước thải Tính chất lý học của nước thải

• Khả năng lắng hoặc nổi của các chất trong nước thải;

• Khả năng tạo mùi của nước thải

• Khả năng tạo màu của nước thải

Tính chất hóa học của nước thải

• Khả năng phản ứng lẫn nhau giữa các chất có sẵn

trong nước thải;

• Khả năng phản ứng giữa các chất trong nước thải với hóa chất thêm vào

• Khả năng phân hủy hóa học

8

1.1.2 Tính chất lý học, hóa học và sinh học của

nước thải Tính chất sinh học của nước thải: là khả năng phân hủy

sinh học các chất hữu cơ có trong điều kiện hiếu khí, kỵ khí hay tùy nghi với sự tham gia của các vi sinh vật

tương ứng và trong điều kiện tự nhiên hay nhân tạo

• Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ (ôxy hoá sinh

hoá) các chất bẩn hữu cơ hay quá trình tiêu thụ ôxy

• Quá trình hoà tan ôxy trong nước

• Quá trình sinh hoá hiếu khí

• Quá trình sinh hoá kỵ khí

• Quá trình nitrát hoá

• Quá trình khử nitrat

Ô nhiễm nước và điều kiện xả nước thải ra nguồn

Nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước nếu nước thải

không được xử lý, xả trực tiếp ra nguồn:

Điều kiện xả nước thải ra nguồn – QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về NTCN

– QCVN 01:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên

– QCVN 08:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

– QCVN 09:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm

– QCVN 10:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ

– QCVN 11:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thuỷ sản

– QCVN 12:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy

– QCVN 13:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may

– QCVN 14:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt

1.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm

của nước thải

• Các chỉ tiêu lý học

• Các chỉ tiêu hóa học

• Các chỉ tiêu sinh học

12

Ví dụ

Ngành công nghiệp Chất ô nhiễm chính Chất ô nhiễm phụ

Chế biến rau quả đồ

hộp

BOD, COD, pH, SS, TDS Độ màu , tổng N, tổng P

Sản xuất bia, rượu COD, BOD, pH, SS, chất rắn lắng được, T-N, T-P TDS, độ màu, mùi , độ đục Chế biến thịt BOD, pH, SS, chất rắn lắng được, dầu mỡ Nitơ amôn, TDS, tổng P

Luyện, cán thép Dầu mỡ, pH, SS, chất rắn lắng được, NH4+ , CN - ,

phenol, Fe, Sn, Zn, Cr, nhiệt độ

SO42-

Cơ khí COD, dầu mỡ, SS, CN - , Cr, Ni, Zn, Cd, Pb

Thuộc da BOD, COD,SS, kim lo¹i nÆng,dÇu mì, phenol,

sunphua

Tổng N, tổng P,TDS, tổng Coliform

Sản xuất phân đạm NH4+ , TDS, CN - , NO3- ,SO42- pH, PO43- ,hợp chất hữu cơ Hoá chất hữu cơ BOD, COD, pH, TDS, dÇu næi Clo hữu cơ, phenol, KL nặng Hoá chất vô cơ Độ axit, độ kiềm, TS, SS, TDS, pH, Cl - , SO42- COD, phenol, CN - , kim loại

nặng, nhiệt độ Hoá dầu NH4+ , BOD, Cr, COD, dÇu, pH, phenol, SS, TDS,

sunphua

Cl-,CN-,Pb, T-N, T-P, Zn, độ đục, TOC

• VD: Song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng đợt 1,

bể tách dầu mỡ…

14

1.2 Các phương pháp xử lý nước thải

– Phương pháp hóa học

• Mục đích: sử dụng các chất hóa học hòa tan vào nước thải nhằm tạo thành kết tủa hay chất hoa tan không độc

• VD: Trung hòa, keo tụ, oxy hóa khử

– Phương pháp hóa lý

• Mục đích : đưa vào các hợp chất hóa học kết hợp sử dụng các phương pháp vật lý để tách chất bẩn ra khỏi nước thải

• VD: tuyển nổi, chưng cất, bay hơi, cô đặc, ozon hóa…

1.2 Các phương pháp xử lý nước thải

– Phương pháp sinh học ( sinh hóa)

• Mục đích: sử dụng khả năng sống, hoạt động của những vi sinh vật để phân huy - oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thải

• VD: Hồ sinh vật, cánh đồng tưới, cánh đồng lọc,

bể biophin, bể aeroten…

16

Nước thải xử lý qua từng giai đoạn Mỗi giai đoạn có chức năng riêng 1.3 Các công đoạn xử lý nước thải

Khử trùng diệt vi khuẩn gây bệnh dịch (PP hoá học

hoặc vật lý)

Tách rác, cát và cặn lắng trong nước thải (PP cơ học)

Khử các chất độc hại và đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của các công trình xử lý sinh học nước thải (PP cơ học, hoá học hoặc hoá lý)

Tách các chất hữ€ u cơ trong nước thải (PP sinh học)

Khử các chất dinh dưỡng (N-P) và khử trùng nước thải (PP sinh học, hoá học hoặc hoá

DCCN Xử lý nước thải

a Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT

(8) Bể tiếp xúc

(9) Lọc

cơ học

Nguồn

(2’) Sân phơi cát

(5) Bể metan

cặn bằng PP Cơ

học

(4) Máy nghiền rác

Hoá chất khử trùng

Đường nước thải

Cát từ bể lắng cát;

Hoá chất khử trùng

20

b Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

(8) Hồ sinh học

Nguồn

(2’) Sân phơi cát

(5)

Bể meta

n

(4) Máy nghiền rác

c DCCN XLNT bằng PP Sinh học trong

đk tự nhiên

22

d Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

Đường nước thải

(12) Bể tiếp xúc

(9) Bể Lắng đợt hai

Sân phơi cát

(5) Bể metan

(6) Sân phơi bùn (6) Làm khô bùn

ớc

DCCN XLNT có thu hồi năng lượng

24

Lựa chọn công nghệ và công trình XLNT tập

trung KCN

Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn công suất TXLNT

• Diện tích khu công nghiệp, khu chế xuất, ha;

• Tốc độ bao phủ (điền đầy) khu công nghiệp, ha/năm;

• Phân đợt xây dựng hệ thống hạ tầng khu công nghiệp, năm/đợt;

• Loại hình sản xuất của khu công nghiệp (tỷ lệ diện tích nhà máy cùng loại hình sản xuất so với tổng diện tích được điền đầy) , %;

• Tiêu chuẩn cấp nước (tiêu chuẩn thải nước) của khu công nghiệp tương ứng với loại hình sản xuất,

26

Chế độ thải nước và đặc điểm

•Hệ thống thoát nước riêng;

•Hệ thống thoát nước chung;

•Hệ thống thoát nước nửa riêng

28

cao (như bùn hoạt tính dư có độ ẩm đến 99,2% ) cần

phải được tách nước sơ bộ

a Tách nước sơ bộ.

• Đây là quá trình giảm độ ẩm bùn cặn để các

khâu xử lý tiếp theo diễn ra được ổn định và

giảm được khối lượng xây dựng các công trình cũng như tiết kiệm được hoá chất sử dụng trong quá trình xử lý

• Tuy nhiên nếu giảm quá mức độ ẩm sẽ tạo nên bùn cặn khô, các điều kiện công nghệ của các công trình ổn định bùn cặn sẽ khó khăn

• a.Tách nước sơ bộ.

Các biện pháp:

• Biện pháp trọng lực như nén cặn, tuyển nổi, tách ly tâm, tách bằng xung động

• Biện pháp cơ học, biện pháp nhiệt (sấy khô, đốt )

• Trong quá trình tự nén, nén bằng tuyển nổi, ly tâm, xung lắc khoảng 60% nước được tách khỏi hỗn hợp bùn cặn

• Trong quá trình làm khô cơ học (ép lọc, lọc chân không, lọc băng tải ) tách được 25% nước bùn

• Trong quá trình phơi khô và đốt sẽ tách được 15% nước bùn

• khi tách bằng thiết bị cơ khí khối lượng giảm 12,5 lần,

• khi phơi và sấy bằng nhiệt khối lượng giảm 60 lần và khi đốt khối lượng giảm 150 lần

32

100 95 80 60 40 20 0 p%

0 5 20 40 60 80 100 Nồng độ pha rắn, %

Biểu đồ quá trình tách nước trong bùn cặn

I: pha rắn; II: nước liên kết mao dẫn; III: nước liên kết keo;

IV: nước tự do; a-quá trình nén; b-quá trình sấy cơ học; c-quá trình sấy bằng nhiệt

a b c

• Khi thổi khí kéo dài, các chất hữu cơ dễ oxy hoá sinh

hoá được phân huỷ thành CO2, H2O và NH3

• Phần hữu cơ còn lại được ổn định (mất khả năng thối

rữa)

• Quá trình này được thực hiện nhờ các vi khuẩn hiếu khí

34

• Lên men yếm khí bùn cặn Quá trình này thực

hiện nhờ các loại vi khuẩn kị khí Các chất hữu

cơ được phân huỷ qua hai giai đoạn:

Giai đoạn 1 (giai đoạn lên men axit):

- Các chất hữu cơ được chuyển hoá thành axit

béo như axit focmic, axit axetic, axit lactic

- Ngoài ra các chất tạo thành còn có thể là đioxit cacbon, este, axit amin, amoniắc, hydro sunfua

pH của môi trường nhỏ hơn 7

- Các tác nhân thực hiện quá trình này là nấm

men, vi khuẩnm lactic, vi khuẩn propinic

- Bùn cặn không giảm thể tích, có mùi hôi và dễ

thối

Giai đoạn 2 (giai đoạn lên men kiềm):

- Phân huỷ các axit béo để tạo thành CO2, CH4, H2, CO pH

- Tác nhân của quá trình là vi khuẩn metan yếm khí

- Quá trình lên men metan có thể thực hiện ở 30-35oC (lên

men ấm) nhờ vi khuẩn ưa ấm hoặc 50-55oC (lên men nóng) nhờ vi khuẩn ưa nóng

- Cặn lên men (cặn chín) có nhiều bọt khí, dễ nhả nước khi

phơi trên sân phơi bùn, có màu đen do tạo thành sunfua sắt,

- Cặn chín không độc và dễ sử dụng làm phân bón

36

c Quá trình xử lý sơ bộ bùn cặn

• Để tăng cường cho quá trình tách nước bùn

bùn

• Đây là quá trình chuẩn bị sơ bộ bùn cặn trước

khi làm mất nước hoặc trước khi sử dụng nhằm mục đích giảm độ khoáng lọc riêng và tăng khả

Hai phương pháp xử lý sơ bộ cặn:

• Xử lý sơ bộ bùn cặn bằng hoá chất

– Đây là quá trình đông kết các hạt phân tán tinh và keo để tạo thành bông cặn lớn, phá huỷ và thay đổi dạng liên kế của nước, thay đổi cấu trúc cặn và khả năng nhả nước của

nó

– Hoá chất: vôi, phèn sắt FeCl3, phèn nhôm Al2(SO4)3 hoặc các loại polimer khác Hiệu quả nhất là sử dụng hỗn hợp CaO và FeCl3 với nồng độ trong dung dịch là 10% để keo

tụ cặn lắng

– Để giảm độ kiềm của cặn chín và giảm liều lượng hoá chất, trước khi keo tụ cần rửa sạch và nén

– Đây là các biện pháp nhiệt, băng hoá và lắng – keo tụ điện hoá,

– phơi bằng ánh sáng bức xạ

38

1.5 Tổng quan về công nghệ XLNT tại các KCN Việt Nam và trên thế giới

• 1.5 1.Tổng quan về công nghệ XLNT tại các KCN Việt Nam

Sơ đồ truyền thống xử lý nước thải tập trung

khu công nghiệp, khu chế xuất

Đạt QCVN 24:2009/BTNMT

Xử lý bậc II Xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính sinh trưởng

bám dính

hypoclorit hoặc hồ xử lý triệt để

(loại A/B)

Hệ thống thóat nước

Là

m khô bùn cặn

Nước thải từ cơ sở

Bể điều hòa

Xử lý bậc I

Xử lý cơ học: chắn rác, lắng cát, lắng cặn

Điều hòa lưu lượng và nồng độ Đạt QCVN 40:2011/BTNMT

Xử lý Bậc II/bậc III Xử lý sinh học hiếu khí bằng

bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng

Bể phản ứng Kiểm tra pH, bổ sung N, P nếu cần thiết

SBR, kênh ôxi hóa, AAO, aeroten thổi khí kéo dµi,…

NƯỚC RÁC TỪ CÁC Ô CHÔN LẤP

MÔI TRƯỜNG TIẾP NHẬN

HỒ CHỨA NƯỚC RÁC BƠM MÁY TÁCH RÁC

NƯỚC RÁC TỪ CÁC Ô CHÔN LẤP

MÔI TRƯỜNG TIẾP NHẬN

HỒ CHỨA NƯỚC RÁC BƠM MÁY TÁCH RÁC

Đạt QCVN 40:2011/BTNMT

Xử lý nước thải công nghệ bùn hoạt tính hoạt động gián đoạn theo mẻ liên tục

Bể Gom - Trạm bơm

Bể tách cặn dầu và mỡ

Bể SBR

Nước thải từ Kênh Tham Lương

MTK

Máy ép bùn

Đường nước Đường bùn Đường khí

Bơm

Bể C-Tech

Nước thải đô thị

Bãi chôn lấp laáp Bón cây

Máy thổi khí

Sân phơi cát

Bể chứa dầu

và bọt Máy thổi khí

Bùn thải

Công nghệ xử lý nước thải tại KCN Bắc Thăng Long

44

HẦM TIẾP NHẬN

NƯỚC THẢI VÀO

SONG CHẮN RÁC

MÁY TÁCH RÁC

CẢM BIẾN DÒNG

NGĂN TÁCH DẦU THU DẦU

NGĂN ĐIỀU HOÀ

BỂ ĐIỀU CHỈNH pH BỂ KEO TỤ BỂ TẠO BÔNG

BỘ ĐIỀU KHIỂN pH

BỂ CHỨA TRUNG GIAN

BỂ TIẾP XÚC CHLORINE

HỒ HOÀN THIỆN

BỂ CHỨA BÙN

P P

Na OH

NPK

CHỦ ĐẦ

HỆ THỐ NG XỬ LÝ NƯỚ C THẢ I TẬ P TRUNG

CÔ NG TY TNHH TÍN NGHĨA

NGÀ Y 18/03/06 HẠNG MỤC: BẢN VẼ

TỶ LỆ

CÔ NG TY TNHH TM & DV

THIẾ T KẾ VẼ T.S NGUYỄ N PHƯỚ C DÂ N GIÁ M ĐỐ C

VŨ PHÁ LÂ M ĐƠN VỊ THIẾ T KẾ :

KS PHẠM TUẤ N ANH

NGUỒN LOẠI A (HOẶC BƠM TƯỚI CÂY)

Cơng nghệ XLNT KCN Nhơn Trạch III

46

WATER STORAGE TANK AERATION TANK

SECONDARY CLARIFIER

CHLORINE CONTACT TANK

EFFLUENT (Meet effluent sta nd a rd Cla ss A, TCVN

SLUDGE PUMPS

-2.5 m

SCHEMATIC DIAGRAM OF THAI HOA IP WASTEWATER TREATMENT

PLANT WITH CAPACITY OF 3200M3/ DAY(OPTION 1)

B C

+2.0 m

-1.5m +2.0 m

B

Poly m er ta nk

Công nghệ XLNT KCN Thái Hòa

Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT

1.5 Tổng quan về công nghệ XLNT tại các KCN trên thế

Primary Sedimentation

secondary Sedimentation

Drying Beds Drying Beds Treated

Effluent

NaOCl Dosing tank

Disinfection tank

Activated sludge tanks

with diffuse aeration

Primary Sedimentation

secondary Sedimentation

Drying Beds Drying Beds Treated

Effluent

NaOCl Dosing tank

Disinfection tank

Activated sludge tanks

with diffuse aeration Air blowers

Ví dụ về sơ đồ chu trình xử lý trong một

 Máy nghiền để nghiền và làm giảm kích thước rác

 Máy tách dầu/ mỡ giúp loại bỏ mỡ

Xử lý sơ cấp

 Bể lắng loại bỏ các chất rắn hữu cơ và chất có thể kết tủa

 Lưới chắn mịn giúp loại bỏ chất trơ và chất rắn hữu cơ

 Tuyển nổi khí giúp tách mỡ và các chất rắn có trọng lượng nhẹ

 Kết bông (bằng khí và cơ học) giúp tiếp tục loại bỏ các chất rắn lơ lửng

 Hệ thống khử nhũ tương giúp loại bỏ dầu/ mỡ phân tán

Tổng quan về các công trình xử lý nước thải

trên thế giới

50