Thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty Sunyad-Việt Nam

mình như: khan hiếm nguồn nước sạch, lũ lụt, hạn hán… Do đó, ngày nay những vấn đề liên quan đến môi trường không xa lạ với con người, hơn nữa nó còn trở thành vấn đề cấp bách và hết sức cần thiết của toàn cầu. Trong những năm gần đây, cùng với xu thề hội nhập và phát triển kinh tế trong khu vực và trên Thế giới, tốc độ công nghiệp hóa của Việt Nam ngày càng phát triển, nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và nông nghiệp phát triển mạnh. Vì thế, hằng ngày khối lượng nước thải không nhỏ được thải ra nguồn tiếp nhận mà chưa qua hệ thống xử lý. Điều này làm môi trường ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng. Để tiếp tục phát triển kinh tế – xã hội – môi trường một cách bền vững thì các biện pháp bảo vệ môi trường phải được quan tâm và thực hiện đúng mức. Việc đặt ra tiêu chuẩn môi trường và thực hiện Luật Môi trường là một điều hết sức cần thiết đối với môi trường sống và sức khỏe cộng đồng.Chính vì vậy mà việc lựa chọn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho các công ty xí nghiệp là một trong những vấn đề cấp bách đối với chính sách bảo vệ môi trường của nước ta. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Lựa chọn công nghệ và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho công ty TNHH SUNYAD với công suất 40m3/ngày nhằm giảm thiểu các chỉ tiêu ô nhiễm có trong nước thải. Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn loại A TCVN 5945 – 1995. NỘI DUNG ĐỒ ÁN: Trình bày khái quát các phương pháp và công nghệ xử lý nước thải. Tìm hiểu về tình hình chung của công ty TNHH SUNYAD. Tìm hiểu về các nguồn phát sinh ô nhiễm từ các hoạt động của Công ty. Lựa chọn quy trình xử lý nước thải thích hợp cho Công ty. Tính toán thiết kế các hạng mục công trình trong hệ thống xử lý nước thải. Tính toán chi phí đầu tư, quản lý vận hành, giá thành xử lý 1m3 nước thải. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN: Thu thập và xử lý các tài liệu cần thiết cho đề tài một cách thích hợp. Tham khảo các đề tài liên quan đã thực hiện. Các Website có liên quan. Sự hướng dẫn của giáo viên phụ trách. Ngoài ra các thông tin có được một phần nhờ sự giúp đỡ của bạn bè. Nghiên cứu lý thuyết xử lý nước thải trong và ngoài nước. Xử lý thông tin đưa vào chương trình tin học: word, autocad. GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU: Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu, tìm hiểu về thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt của công ty để đưa ra biện pháp xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường. Thời gian thực hiện đề tài: từ ngày 04/10/2006 đến ngày 27/12/2006. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG THỨC XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT: Nguồn gốc nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt là nước xả bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của con người như: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… Nước thải sinh hoạt thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, xí nghiệp, trường học, bệnh viện, chợ, các cộng trình công cộng khác và ngay trong các cơ sở sản xuất. Đặc tính của nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi: các cặn hữu cơ, các chất hữu cơ hòa tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5, COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, Phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, Coliform,…) THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT: Mức độ cần thiết xử lý nước thải phụ thuộc vào: Nồng độ nhiễm bẩn của nước thải Khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận Yêu cầu về mặt vệ sinh môi trường. Để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải và tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, trước tiên cần phải biết thành phần và tính chất của nước thải. Thành phần nước thải được chia làm 2 nhóm chính: thành phần vật lý và thành phần hóa học. Thành phần vật lý: Biểu thị các dạng chất bẩn có trong nước thải ở các kích thước khác nhau, được chia làm 3 nhóm: Nhóm 1: gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải, giấy, lá cây, sạn, sỏi, cát,…) ở dang lơ lửng (δ > 10-1mm) và các chất ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt (δ = 10-1 ÷ 10-4mm) Nhóm 2: gồm các chất bẩn dạng keo (δ = 10-4 ÷ 10-6mm) Nhóm 3: gồm các chất bẩn ở dạng hòa tan (có δ < 10-6mm), chúng có thể ở dang ion hay phân tử: hệ 1 pha, dung dịch thật. Thành phần hóa học:biểu thị các dạng chất bẩn trong nước thải có tính chất hóa học khác nhau, được chia làm 3 nhóm: Nhóm 1: thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, oxit vô cơ, các ion của muối phân ly… (khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt) Nhóm 2: thành phần hữu cơ: các chất có nguồn gốc từ động thực vật, cặn bã bài tiết… (khoảng 58%) Các chất chứa Nitơ: urê, protein, amin, axit amin Các hợp chất nhón Hidrocacbon: mỡ, xà phòng, celllulose… Các hợp chất có chứa Phospho, lưu huỳnh Nhóm 3: thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn… TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI: Các loại nước thải đều chứa tạp chất gây ô nhiễm rất khác nhau, từ các loại chất rắn không tan đến những loại chất khó tan hoặc tan được trong nước, xứ lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nước và tái sử dụng hoặc thải vào nguồn. Để đạt được những mục đích đó, chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp. Thường có các phương pháp xử lý sau: Xử lý bằng phương pháp cơ học Xử lý bằng phương pháo hóa lý Xử lý bằng phương pháp sinh học Phương pháp cơ học: Xử lý cơ học nhằm mục đích: tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn như: sỏi, cát, mảnh kinh loại, thủy tinh, các tạp chất nổi,… và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình xử lý hóa lý và xử lý sinh học. Song chắn rác, lưới chắn rác: Nước thải dẫn váo hệ thống xử lý trước hết phải đi qua song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác. Tại đây các thành phần rác có kích thước lớn như: vỏ hộp, bao nylon, đá cuội… được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trong nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Bể lắng cát: Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, đá cuội hoặc các tạp chất vô cơ khác có kích thước từ 0.2 ÷ 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống và ảnh hưởng đến công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát thường có 3 loại: lắng cát ngang, lắng cát thổi khí, lắng cát tiếp tuyến. Ngoài ra còn có bể lắng cát đứng nhưng không thông dụng. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi cát và cát khô thường được sử dụng lại cho mục đích xây dựng. Bể lắng: Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riệng của nước, cặn hình thành trong quá trình keo tụ tạo thành bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng radian. Bể điều hòa: Bể điều hòa có nhiệm vụ duy trì dòng thải và nồng độ vào các công trình xử lý, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra, đồng thời nâng cao hiệu suất của quá trình xử lý sinh học. Bể lọc: Bể lọc được xây dựng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc trước khi sử dụng trong xử lý nước thải thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau khi xử lý đòi hỏi có chất lượng cao: Để tăng hiệu suất công tác của công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp thoáng gió sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40 ÷ 45% theo BOD. Trong số các công trình xử lý cơ học phải kể đến bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ, bể lắng trong đó có ngăn phân hủy là những công trình vừa để lắng, vừa để phân hủy cặn lắng. Đôi khi người ta còn tách các hạt lơ lửng bằng cách tiến hành lắng chúng dưới tác dụng của lực ly tâm trong các xyclon thủy lực hay máy ly tâm. Phương pháp hóa lý: Keo tụ: Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4mm thường không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng đến biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và liên kết các hạt lơ lửng trong nước tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Do đó các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng. Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích hợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa và nước dưới dạng dung dịch hòa tan. Tuyển nổi: Bể tuyển nổi dùng để tách các tạp chất (ở dạng lắng hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi nước. Ngoài ra còn dùng để tách các hợp chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt và gọi là bể tách bọt hay làm đặc bọt. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sụt các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn, khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. Tùy theo phương thức cấp khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau: Tuyển nổi bằng phân tán khí (Dispersed Air Flotation) Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation) Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved air Flotation) Hấp phụ: Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt để khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học, cũng như khi nồng độ của chúng không cao và không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc. Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao 80 ÷ 95% có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải đồng thời có khả năng thu hồi các chất này. Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc 2 pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi qua từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch được cân bằng. Các chất hấp phụ thường được sử dụng: than hoạt tính, tro, xỉ, mạt cưa, silicegen, keo nhôm. Trao đổi ion: Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước như: Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn,… cũng như các hợp chất của Asen, Phospho, Cyanua, chất phóng xạ. Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt được mức độ làm sạch cho nên được dùng nhiều trong việc tách muối trong xử lý nước thải. Đializ – Màng bán thấm: Phương pháp này có thể tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng bán thấm. Đó là các màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua. Trích ly: Phương pháp này có thể tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước thải bằng dung môi nào đó nhưng với điều kiện dung môi đó không tan trong nước và độ hòa tan chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước. Chưng bay hơi: Phương pháp này là chưng nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay lên theo nước. Ví dụ: người ta chưng nước thải của nhà máy hóa cốc cho phenol bay đi theo hơi nước. Các phương pháp hóa học: Phương pháp trung hòa: Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp nhằm tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và xử lý sinh học. Mặc dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý nhưng vẫn có thể gây ra một số vấn đề trong thực tế như: giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làm sét, xỉ thiết bị máy móc. Vôi (Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nước thải có tính axit, axit sulfuric (H2SO4) là một chất tương đối rẽ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ. Phương pháp oxy hóa – khử: Phương pháp này dùng để khử trùng nước thải Chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hay một nguyên tố hòa tan sang thể khí. Biến đổi một chất lỏng không phân hủy sinh học thành nhiều chất đơn giản có khả năng đồng hóa bằng vi khuẩn. Loại bỏ các kim loại nặng như: Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As,… và một số độc chất như Cyanua. Các chất oxy hóa thông dụng: Ozon (O3), Chlorine (Cl2), Kali permanganate (KMnO4), Hydroperoxide (H2O2). Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt váo pH và sự hiện diện của chất xúc tác. Kết tủa hóa học: Kết tủa hóa học thường dùng để loại trừ các kim loại nặng trong nước. Phương pháp kết tủa hóa học thường được sử dụng nhất là phương pháp tạo các kết tủa với soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng Hydroxide (Fe(OH)3), Carbonate (CdCO3) Phương pháp sinh học: Phương pháp sinh học thường được sử dung để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ: H2S, sulfide, amonia,… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên và nhân tạo. Trong các quá trình xử lý nhân tạo người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu xuất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên. Phương pháp sinh học nhân tạo: Quá trình kỵ khí: Quá trình kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng: Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc: Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn. Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp được đưa sang bể lắng hay bể tuyển nổi để tách riêng phần bùn và nước. Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật thường khá chậm. Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB): Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất Thế giới do: Cả 3 quá trình phân hủy, lắng bùn, tách khí được lắp đặt trong cùng một công trình. Tạo thành các loại hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính dạng lơ lửng. Ít tiêu tốn năng lương vận hành. Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn và lượng bùn sinh ra dễ tách nước. Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng. Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí mêtan. Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám: Bể lọc kỵ khí: Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải. Nước thải được dẫn váo bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu mà trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển. Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật tiếp xúc mà không bị rữa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày). Bể phản ứng có dòng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định: Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám. Quá trình hiếu khí: Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng: Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học (quần thể vi sinh vật hiếu khí) có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực. Nước chảy liên tục vào bể Aerotank, trong đó khí được đưa vào và xáo trộn cùng với bùn hoạt tính nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ. Dưới điều kiện như thế, vi sinh vật sinh trưởng, tăng sinh khối và kết thành bông bùn. Hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng xuống đáy. Lượng lớn bùn hoạt tính (25 ÷ 75% lưu lượng) tuần hoàn về bể Aerotank để giữ ổn định mật độ vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ. Lượng sinh khối dư mỗi ngày cùng với lượng bùn tươi từ bể lắng đợt 1 được tiếp tục để xử lý bùn. 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 chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-, … Một cách tổng quát vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm: Pseudomonas, Zoogloea, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, … và hai loại vi khuẩn Nitrate hóa: Nitrosomonas, Nitrobacter. Một số dạng bể ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng như sau: Bể Aerotank thông thường: Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug – flow) khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng. Trong bể này nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn được đưa vào đầu bể. Ở chế độ dòng chảy nút bông bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể. Hình 1.1: Bể Aerotank thông thường Bể Aerotank mở rộng: Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp và chất lượng nước ra cao hơn. Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20 ÷ 30 ngày). Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3000 ÷ 6000mg/l. Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn: Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể. Đòi hỏi hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. Thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng. Bể này có ưu điểm chịu được quá tải rất tốt. Hình 1.2: Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn Mương oxy hóa: Mương oxy hóa là mương dẫn dạng vòng tròn có sục khí để tạo dòng chảy trong mương, có thể tích đủ để xáo trộn bùn hoạt tính. Vận tốc dòng chảy trong mương thường được thiết kế 3m/s để tránh cặn lắng. Mương oxy hóa có thể kết hợp với quá trình xử lý Nitơ. Bể hoạt động gián đoạn: (SBR) Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước: làm đầy, phản ứng, lắng, xả cạn, ngưng. Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám: Bể lọc sinh học: Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Nước thải được phân bố đều trên bề mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun. Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp thu và phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải. Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và tùy nghi; nấm, tảo, ốc, động vật nguyên sinh,… trong đó vi khuẩn tùy nghi chiếm ưu thế. Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0.1 ÷ 0.2mm) là loại vi sinh vật hiếu khí. Khi vi sinh vật phát triển, chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh vật lớp ngoài tiêu thụ hết oxy khuếch tán trước khi oxy thấm vào bên trong. Vì vậy gần sát bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành. Khi lớp màng dầy, chất hữu cơ chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn ở bên ngoài, vi sinh sống gần bề mặt giá thể thiếu nguồn cơ chất, chất dinh dưỡng dẫn đến tình trạng phân hủy nội bào và mất đi khả năng bám dính. Nước thải sau xử lý được thu qua hệ thống thu nước đặt bên dưới. Hệ thống thu nước này có cấu trúc rổ để tạo điều kiện cho không khí lưu thông trong bể. Sau khi ra khỏi bể, nước thải vào bể lắng đợt 2 để loại bỏ màng vi sinh tách khỏi giá thể. Nước sau xử lý có thể tuần hoàn để pha loãng nước thải đầu vào bể lọc sinh học, đồng thời duy trì độ ẩm cho màng nhầy. Bề lọc sinh học tiếp xúc quay: (RBC) RBC bao gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl chloride đặt gần sát nhau. Đĩa được nhúng chìm một phần trong nước thải và quay với tốc độ chậm. Tương tự như bể lọc sinh học, màng vi sinh hình thành và bám dính trên bề mặt đĩa. Khi đĩa quay mang sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với oxy. Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa oxy và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Đồng thời, khi đĩa quay tạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa sang bể lắng đợt 2. Trục RBC phải tính toán đủ đĩa vật liệu nhựa và lực quay. Phương pháp sinh học tự nhiên: Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của nguồn nước. Cánh đồng tưới: Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm và ống phân phối phun nước thải lên mặt đất. Một phần nước bốc hơi, phần còn lại thấm vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏ sinh trưởng. Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có lượng nước thải nhỏ, vùng đất khô cằn, xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu độ ẩm. Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn, virus gây bệnh và kim loại nặng có trong nước thải chưa được loại bỏ sẽ gây tác hại đến sức khỏe của người sử dụng các loại rau và cây thực phẩm này. Xả nước thải vào ao, hồ, sông, suối: Nước thải được xả vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵn trong tự nhiên để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên. Khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận nước của nguồn tiếp nhận sẽ bị nhiễm bẩn. Mức độ nhiễm bẩn phụ thuộc vào: lưu lượng và chất lượng nước thải, khối lượng và chất lượng nước có sẵn trong nguồn, mức độ khuấy trộng để pha loãng. Khi lưu lượng và tổng hàm lượng chất bẩn trong nước thải nhỏ hơn so với nguồn nước của nguồn tiếp nhận, oxy hòa tan có trong nước đủ để cấp cho quá trình làm sạch hiếu khí các chất hữu cơ. Tuy nhiên, các chất lơ lửng, vi trùng gây bệnh và kim loại nặng nếu không loại bỏ trước vẫn đe dọa đến sức khỏe và sinh hoạt cộng đồng thông qua hoạt động của các loài cá, chim và hoạt động của các loài sinh vật có ích khác. Hồ sinh học: Hồ hiếu khí: Hồ hiếu khí có diện tích rộng, chiều sâu cạn. Chất hữu cơ trong nước thải được xử lý chủ yếu nhờ sự cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn sống ở dạng lơ lửng. Oxy cung cấp cho vi khuẩn nhờ sự khuếch tán qua bề mặt và quang hợp của tảo. Chất dinh dưỡng và CO2 sinh ra trong quá trình phân hủy chất hữu cơ được tảo sử dụng. Để đạt được hiệu quả tốt có thể cung cấp thêm oxy bằng cách thổi khí nhân tạo. Hồ hiếu khí có 2 dạng: (1) có mục đích là tối ưu sản lượng tảo, hồ này có chiều sâu cạn (0.15 ÷ 0.45m), (2) tối ưu lượng oxy cung cấp cho vi khuẩn, chiều sâu hồ này khoảng 1.5m. Hình 1.3: Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật hiếu khí Hồ tùy tiện: Trong hồ tùy tiện tồn tại 3 khu vực: (1) khu vực bề mặt, nơi đó chủ yếu là vi khuẩn và tảo sinh sống cộng sinh; (2) khu vực đáy, tích lũy cặn lắng và cặn này bị phân hủy nhờ vi khuẩn kỵ khí; (3) khu vực trung gian, chất hữu cơ trong nước thải chịu sự phân hủy của vi khuẩn tùy nghi. Có thể sử dụng máy khuấy để tạo điều kiện hiếu khí trên bề mặt khi tải trọng cao. Tải trọng thích hợp dao động trong khoảng 70 ÷ 140 kgBOD5/ha.ngày. Hồ kỵ khí: Thường được áp dụng cho xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao và cặn lơ lửng lớn, đồng thời có thể kết hợp phân hủy bùn lắng. Hồ này có chiều sâu lớn, có thề sâu đến 9m. Tải trong thiết kế khoảng 220 ÷ 560 kgBOD5/ha.ngày. Hồ xử lý bổ sung: Có thể áp dụng sau quá trình xử lý sinh học (Aerotank, bể lọc sinh học, sau hồ hiếu khí, hồ tùy nghi,…) để đạt chất lượng nước ra cao hơn, đồng thời thực hiện quá trình nitrate hóa. Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinh còn lại trong hồ này sống ở giai đoạn hô hấp nội bào và amonia chuyển hóa sinh học thành nitrate. Thời gian lưu nước trong hồ này khỏng 18 ÷ 20 ngày. Tải trọng thích hợp: 60 ÷ 200 kgBOD5/ha.ngày. Hình 1.4: Sơ đồ hồ hiếu khí tùy nghi Phương pháp khử trùng nước thải: Nước thải sau khi xử lý bẳng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 ÷ 106 vi khuẩn trong 1ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một vì loài vi khuẩn gây bệnh nào trong nước thải ra nguồn nước cấp, hồ bơi, hồ nuôi cá,… thì khả năng lan truyền bệnh sẽ rất cao. Do đó phải có biện pháp khử trùng nước thải trước khi ra nguồn tiếp nhận. Các biện pháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay: Dung Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo. Dùng HypoCloride – Canxi dạng bột (Ca(ClO)2) hòa tan trong thùng dung dịch 3 ÷ 5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc. Dùng Hypocloride – Natri, nước zaven NaClO. Dùng ozon, ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo ozon đặt trong nhà máy xử lý nước thải, ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hòa tan và tiếp xúc. Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản ra. Đèn tia cực tím đặt ngập trong mương có nước thải chảy qua. Từ trước đến nay, khi khử trùng nước thải hay dùng Clo hơi và các hóa chất của Clo vì Clo là hóa chất được các ngành công nghiệp dùng nhiều, có sẵn trong thị trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả khử trùng cao. Nhưng những năm gần đây các nhà khoa học đưa ra khuyến cáo hạn chế dùng Clo để khử trùng nước thải vì: Lượng Clo dư 0.5mg/l trong nước thải để đảm bảo sự an toàn và ổn định cho quá trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các vi sinh vật nước có ích khác. Clo kết hợp với Hydrocarbon tạo thành hợp chất có hại cho môi trường sống. Kết luận: Tất cả các phương pháp xử lý nước thải đã được trình bày ở trên có thể phân ra thành 2 nhóm: nhóm các phương pháp phục hồi và nhóm các phương pháp phân hủy. Đa số các phương pháp hóa lý được dùng để thu hồi các chất quý trong nước thải và thuộc nhóm phục hồi. Còn các phương pháp hỗn hợp và sinh học thuộc nhóm các phương pháp phân hủy. Gọi là phân hủy vì: các chất bẩn trong nước thải sẽ bị phân hủy chủ yếu theo các phản ứng oxy hóa và một ít theo phản ứng khử. Các sản phẩm tạo thành sau khi phân hủy sẽ được loại bỏ khỏi nước thải ở dạng khí, cặn lắng hoặc còn lại trong nước nhưng không độc. Những phương pháp phục hồi và phương pháp hỗn hợp thường chỉ dùng để xử lý các loại nước thải đậm đặc riêng biệt còn đối với các loại nước loãng với khối lượng nhiều thì dùng những phương pháp đó không hợp lý. Xử lý nước thải ở mức độ cao được ứng dụng trong các trường hợp yêu cầu giảm bớt nồng độ bẩn (theo chất lơ lửng, BOD5, COD, Nitơ, Phospho, và các chất khác…) sau khi đã xử lý sinh học, trước khi xả vào nguồn nước cần lưu ý rằng: nước thải sau khi xử lý ở mức độ cao có thể ứng dụng lại trong các quy trình công nghệ của nhà máy và do đó giảm được lượng nước thải xả vào nguồn, giảm được nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất. Nhìn chung khi chọn các phương pháp xử lý nước thải phải căn cứ vào các đặc điểm về khối lượng, chất lượng của các chất ô nhiễm và các điều kiện địa phương khác. Trong mọi trường hợp phải chọn phương pháp xử lý một cách hiệu quả nhất, kinh tế nhất và dễ xây dựng, quản lý. CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY SUNYAD THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY THÔNG TIN CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT CỦA CÔNG TY THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY: Tên doanh nghiệp : Công ty TNHH Sunyad – Việt Nam Địa chỉ : Khu công nghiệp Nhơn Trạch 5, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai Ngành nghề sản xuất kinh doanh : sản xuất da nhân tạo PU Loại hình : đầu tư nước ngoài Tổng diện tích : 30.000 m2 Số điện thoại : 061.560160 – 63 Số fax : 061.560159 THÔNG TIN VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT: Sản xuất : sản xuất da nhân tạo PU Thị trường tiêu thụ : 80% xuất khẩu, còn lại tiêu thụ trong nước Nhu cầu lao động : 85 người, chế độ làm việc 8 giờ/ngày Nhu cầu về điện : sử dụng điện lưới của KCN Nhơn Trạch Nhu cầu về nước : hệ thống cấp nước của KCN Nhơn Trạch 5 Bảng 2.1: Nhu cầu về nguyên vật liệu, hóa chất sử dụng trung bình trong một năm. STT Tên nguyên liệu Đơn vị Khối lượng Nguồn gốc 1 2 3 4 5 6 Chất dẻo tổng hợp (PU) Dung môi hữu cơ Nguyên liệu màu Vải công nghiệp (vải lót) Giấy than Dầu nhiên liệu Kg Kg Kg Yard Yard Lít 502.010 345.110 40.320 378.950 190.517 168.000 Nhập khẩu Nhập khẩu Nhập khẩu Nhập khẩu Nhập khẩu Trong nước Vải công nghiệp Thoa trét 1 Sấy khô Thoa trét 2 Sấy khô Tạo nhăn Sấy khô Xử lý bề mặt Kiểm tra Thành phẩm Nhập kho PU đã phối màu PU đã phối màu Hình 1.5: Quy trình công nghệ sản xuất Vải công nghiệp trước hết được cho vào công đoạn thoa trét lần và sấy khô, sau đó tiếp tục thoa trét lần 2 và sấy khô để đảm bảo chất lượng sợi vải, tiếp đó vải được tạo nhăn cho từng kiểu mẫu của đã được đặt trước và tiến hành xử lý bề mặt, sau đó vải được sấy khô thêm 1 lần nữa trước khi cho vào kiểm tra thành phẩm và nhập kho chờ xuất hàng. CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM: Ô nhiễm do nước thải: Ô nhiễm do nước mưa chảy tràn: Vào mùa mưa, nước mưa chảy trên mặt đất tại khu vực nhà máy sẽ cuốn theo dầu mỡ (dùng bôi trơn động cơ), đất cát. Nồng độ các chất ô nhiễm do nước mưa chảy tràn được ước tính như sau: Tổng Nitơ : 0,5 – 1,5 mg/l Phốt pho : 0,004 – 0,03 mg/l COD : 10 – 20 mg/l Tổng chất rắn lơ lửng: 10 – 20 mg/l Đối với lượng nước mưa chảy tràn, công ty có hệ thống cống thu gom và cho chảy vào hệ thống cống chung của khu công nghiêp. Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhu cầu sinh hoạt của công nhân trong nhà máy, ước tính khoảng 8.5 m3/ngày (với định mức tính toán 100 lít/người/ngày). Hiện lượng nước này được thải ra ngoài theo hệ thống chung của khu công nghiệp. Ô nhiễm do nước thải sản xuất: Nước thải sản xuất của nhà máy phát sinh từ những cặn sơn PU và cặn dầu nhớt với số lượng rất ít, được gom lại sau mỗi lần thay và chứa vào các thùng phi 200 lít. Lượng cặn này sẽ được Công ty ký hợp đồng với công ty có chức năng thu gom đem đi xử ký tại những nơi quy định. Ô nhiễm không khí: Ô nhiễm do khí thải: Nguồn phát sinh khí thải chủ yếu là từ: lò hơi, xe tải ra vào nhà máy, máy phát điện. Trong đó lượng khí thải từ lò hơi và máy phát điện là nguồn chính gây ra ô nhiễm không khí xung quanh, với các chất độc hại phát sinh ra trong quá trình đốt như: SOx, NOx, CO, bụi,… Nhà máy hiện có 2 lò hơi được đặt tại các khu vực riêng biệt, bên ngoài khu nhà xưởng. ống khói của lò hơi có đường kính 0.4m và chiều cao là 12m. Lưu lượng khí thải từ lò hơi của nhà máy là 5.000 m3/h. Máy phát điện của nhà máy: hiện có 1 máy nhưng rất ít hoạt động, chỉ sử dụng khi có sự cố mất điện. Lưu lượng khí thải từ máy phát điện của nhà máy là: 2.500 m3/h. Ô nhễm do bụi: Lưu lượng bụi phát sinh chủ yếu trong nhà máy là._.