Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy Công ty cổ phần giấy An Bình - Bình Dương (hệ thống sản xuất mới) công suất 180m3/h

MUÏC LUÏC DANH MUÏC CHÖÕ VIEÁT TAÉT BOD Biological Oxygen Demand Nhu caàu oxy sinh hoaù COD Chemical Oxygen Demand Nhu caàu oxy hoaù hoïc DO Dissolved Oxygen Oxy hoaø tan MLSS Mixed Liquor Suspended Solids Hoãn dòch chaát raén lô löûng MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solids Hoãn dòch chaát raén lô löûng deã bay hôi SS Suspended Solids Chaát raén lô löûng KCN Industrial Park Khu coâng nghieäp KCX Export Processing zone Khu cheá xuaát DANH MUÏC BAÛNG Baûng 1. Chaát thaûi raén sinh ra töø cheá bieán giaáy loaïi 5 Baûng 2. Nguoàn goác cuûa moät soá chaát thaûi daïng khí vaø buïi 6 Baûng 3. Taûi löôïng oâ nhieãm trong doøng nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn taåy 8 Baûng 4. Ñaëc tính nöôùc tuaàn hoaøn cuûa caùc nhaø maùy giaáy 8 Baûng 5. Taûi löôïng nöôùc thaûi vaø COD cuûa moät soá loaïi giaáy 9 Baûng 6. Caùc thoâng soá ñaàu vaøo vaø tieâu chuaån ñaàu ra cuûa nöôùc thaûi 46 Baûng7. Heä soá khoâng ñieàu hoøa (4) 49 Baûng 8. Kích thöôùc xaây döïng beå thu gom 50 Baûng 9. Kích thöôùc xaây döïng saøn nghieâng 51 Baûng 10. Caùc thoâng soá cho thieát bò khuyeách taùn khí 55 Baûng 11. Ñöôøng kính theo vaän toác khí trong oáng 56 Baûng 12. Thoâng soá thieát keá cho beå tuyeån noåi khí hoøa tan. 59 Baûng 13. Ñoä hoøa tan cuûa khoâng khí theo nhieät ñoä (10) 60 Baûng 14. Caùc thoâng soá tính toaùn beå Aerotank 67 Baûng 15. Thoâng soá thieát keá beå Aerotank 73 Baûng 16. Thoâng soá tính toaùn thieát keá beå laéng 75 Baûng 17. Thoâng soá xaây döïng beå neùn buøn 83 Baûng 18. Chi phí xaây döïng cho töøng haïng muïc coâng trình 85 Baûng 19. Chi phí mua thieát bò cho töøng haïng muïc coâng trình 86 Baûng 20. Chi phí naêng löôïng vaän haønh heä thoáng 87 Baûng 21: Nöôùc thaûi coâng nghieäp – Giaù trò giôùi haïn caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát gaây oâ nhieãm, TCVN 5945 – 2005 III DANH MUÏC HÌNH Hình 1. Keát quaû phaân haïng cuûa ngaønh saûn xuaát giaáy Thaønh phoá Ñaø Naüng 12 Hình 2. Heä thoáng tuyeån noåi baèng khoâng khí hoøa tan 33 Hình 3. Sô ñoà caùc phöông aùn xöû lyù buøn 40 Hình 4. Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát giaáy cuûa coâng ty Roemond Haø Lan 42 Hình 5. Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp giaáy Eerbecb 43 Hình 6. Daây chuyeàn xöû lyù nöôùc thaûi taïi nhaø maùy giaáy Xuaân Ñöùc 45 Hình 7. Sô ñoà hoaït ñoäng cuûa Aerotank 69 Hình 8. Caùc hình aûnh veà heä thoáng tuyeån noåi hieän coù cuûa coâng ty giaáy An Bình V Hình 9. Caùc hình aûnh veà saøn nghieâng thu hoài boät giaáy hieän coù cuûa coâng ty giaáy An Bình VI CHÖÔNG 1 MÔÛ ÑAÀU 1.1 ÑAËT VAÁN ÑEÀ: Ñeå ñaùp öùng nhu caàu söû duïng giaáy ngaøy caøng taêng, caùc nhaø maùy, xí nghieäp saûn xuaát giaáy ñaõ xuaát hieän nhieàu trong nhöõng naêm gaàn ñaây nhaát laø ôû caùc tænh vaø thaønh phoá lôùn. Vôùi thieát bò coâng ngheä saûn xuaát hieän ñaïi ñaõ ñem laò hieäu quaû kinh teá cho chuû ñaàu tö, song cuõng nhö caùc nghaønh coâng nghieäp khaùc beân caïnh lôïi nhuaän ñem laïi tröôùc maét thì vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng töø ngaønh coâng nghieäp naøy ñang laøm ñau ñaàu caùc nhaø ñaàu tö cuõng nhö toaøn xaõ hoäi. Trong caùc doøng thaûi thì nöôùc thaûi töø ngaønh coâng nghieäp naøy gaây ra nhieàu vaán ñeà oâ nhieãm ñaùng quan taâm. Nöôùc thaûi cuûa caùc nhaø maùy saûn xuaát giaáy thöôøng coù ñoä pH trung bình 9-11, haøm löôïng BOD5 , COD, SS cao gaáp nhieàu laàn so vôùi tieâu chuaån cho pheùp. Ñaëc bieät nöôùc coù chöùa caû kim loaïi naëng, lignin (dòch ñen), phaåm maøu, xuùt, caùc chaát ña voøng thôm clo hoùa laø nhöõng hôïp chaát coù ñoäc tính sinh thaùi cao vaø coù nguy cô gaây ung thö, raát khoù phaân huûy trong moâi tröôøng. Ñeå giaûi quyeát oâ nhieãm, caùc nhaø maùy, xí nghieäp caàn phaûi coù heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi tröôùc khi thaûi ra moâi tröôøng. Ñoái vôùi caùc nhaø maùy ñaõ coù saün heä thoáng xöû lyù thì caàn phaûi naâng caáp nhaèm ñem laïi hieäu quaû hôn. Cuõng nhö caùc nhaø maùy saûn xuaát giaáy khaùc, nhaø maùy saûn xuaát giaáy An Bình caàn phaûi coù heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho heä thoáng saûn xuaát môùi (coâng suaát 180 m3/h) nhaèm giaûi quyeát vaán ñeà oâ nhieãm nöôùc hieän nay goùp phaàn caûi thieän moâi tröôøng. 1.2 NOÄI DUNG NGHIEÂN CÖÙU. Toång quan veà ngaønh coâng nghieäp giaáy, toång quan veà coâng ty giaáy An Bình. Daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát giaáy. Nhu caàu nhieân, nguyeân lieäu trong saûn xuaát giaáy. Taùc ñoäng cuûa ngaønh coâng nghieäp giaáy ñeán moâi tröôøng Bieän phaùp giaûm nöôùc thaûi Phaân tích caùc chæ tieâu oâ nhieãm ñaàu vaøo cuûa nöôùc thaûi Ñeà xuaát phöông aùn xöû lyù nöôùc thaûi Tính toaùn, thieát heá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi Khai toaùn kinh phí thöïc hieän 1.3 GIÔÙI HAÏN ÑEÀ TAØI. Thôøi gian thöïc hieän: 01/10/2007 ñeán 25/10/2007 Vôùi thôøi gian ñoù ñeà taøi chæ xoay quanh nhöõng vaán deà chính tuy nhieân khoâng theå traùnh khoûi nhöõng thieáu soùt. Nhöõng vaán ñeà chính maø ñeà taøi ñaõ neâu ra ñöôïc: Thaønh phaàn, tính chaát cuûa nöôùc thaûi Caùc coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp noùi chung vaø ngaønh giaáy noùi rieâng Ñöa ra coâng ngheä xöû lyù thích hôïp vôùi thaønh phaàn, tính chaát cuûa nöôùc thaûi cuõng nhö veà maët ñòa hình vaø chi phí xaây döïng. Tính toaùn caùc coâng trình ñôn vò 1.4 PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU. Phöông phaùp thöïc teá: Ñieàu ta khaûo saùt taïi nhaø maùy ñeå tìm hieåu coâng ngheä saûn xuaát giaáy, nguyeân lieäu duøng trong saûn xuaát giaáy vaø laáy maãu ñeå phaân tích hoùa lyù, vi sinh. Phöông phaùp phaân tích hoùa lyù, vi sinh ñeå tìm thoâng soá ñaàu vaøo cuûa caùc chaát oâ nhieãm. Phöông phaùp keá thöøa: tham khaûo vaø thu thaäp caùc taøi lieäu coù lieân quan ñeán ñeà taøi. Phöông phaùp trao ñoåi yù kieán: trong quaù trình thöïc hieän ñeà taøi ñaõ tham khaûo yù kieán cuûa giaùo vieân höôùng daãn veà vaán ñeà coù lieân quan. CHÖÔNG 2 GIÔÙI THIEÄU VAØI NEÙT VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY. ÑAËC TÍNH CUÛA NÖÔÙC THAÛI NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY. ÑEÀ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CUÛA NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY. 2.1 VAØI NEÙT VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY. Coâng nghieäp giaáy Vieät Nam (CNGVN) coù moät vò trí quan troïng trong neàn kinh teá quoác daân maëc duø quy moâ cuûa noù coøn nhoû beù so vôùi khu vöïc vaø theá giôùi. Theo thoáng keâ naêm 1995, saûn xuaát CNGVN ñaït 572 tyû VNÑ, chieám 2,34% toång giaù trò coâng nghieäp caû nöôùc vaø ñöùng haøng thöù 10 trong nghaønh coâng nghieäp. CNGVN bao goàm 1048 cô sôû saûn xuaát trong ñoù coù 42 cô sôû quoác doanh (cuûa trung öông vaø ñòa phöông), 39 cô sôû thuoäc kinh teá taäp theå, 38 xí nghieäp tö nhaân vaø phaàn coøn laïi (hôn 1269 cô sôû) laø caùc hoä lao ñoäng thuû coâng caù theå. Toång coâng suaát saûn xuaát boät giaáy vaø giaáy cuûa CNGVN töông öùng laø 200.000 taán/naêm vaø 400.000 taán/naêm. Toaøn nghaønh chæ coù 3 cô sôû quy moâ lôùn vôùi coâng suaát 20,000 taán giaáy/naêm: Coâng ty giaáy Baõi Baèng (55.000 taán/naêm), Coâng ty giaáy Taân Mai ( 48.000 taán/naêm) vaø Coâng ty giaáy Ñoàng Nai (20.000 taán/naêm), 33 ñôn vò quy moâ trung bình (> 1.000 taán/naêm) vaø coøn laïi laø caùc cô sôû saûn xuaát quy moâ nhoû (< 1.000 taán/naêm). Theo keá hoaïch, ñeán naêm 2010 CNGVN seõ coù saûn löôïng 1.050.000 taán giaáy caùc loaïi, ñaùp öùng 85-90% nhu caàu söû duïng giaáy cuûa xaõ hoäi. Chính vì theá phaûi coù ñònh höôùng phaùt trieån, ñöa ra caùc giaûi phaùp trong vaán ñeà ñaàu tö, nguyeân lieäu, vaán ñeà moâi tröôøng vaø caùc chính saùch. - Giaûi phaùp ñaàu tö: Caên cöù quyeát ñònh soá 160/1998/QÑ-TTg ngaøy 04/09/1998, vieäc thöïc hieän ñaàu tö theo 3 giai ñoaïn cuûa döï aùn nhaèm khai thaùc vaø phaùt trieån caùc nguoàn löïc saûn xuaátm, ñaûm baûo 85-90% nhu caàu tieâu duøng trong nöôùc, töøng böôùc tham gia hoäi nhaäp khu vöïc. Ñoåi môùi thieát bò, hieän ñaïi hoùa coâng nghieäp, ñaàu tö chieàu saâu vaø môû roäng haøi hoøa vôùi ñaàu tö xaây döïng môùi. Hieäu quaû ñaàu tö phuï thuoäc nhieàu yeáu toá, vieäc ñaàu tö chieàu saâu, môû roäng taïi choã hoaëc ñaàu tö môùi ñeàu coù tính öu vieät cuûa töøng döï aùn. Caû 2 höôùng ñaàu tö naøy ñeàu ñöôïc aùp duïng trong quaù trình ñaàu tö cuûa ngaønh giaáy. - Giaûi phaùp nguyeân lieäu: Nguyeân lieäu laø söï soáng cuûa ngaønh giaáy. Ñoái vôùi caùc nhaø maùy ñaõ coù saün cuøng vôùi vuøng nguyeân lieäu hình thaønh töø tröôùc ñeán nay thì neân quy hoaïch laïi ñaát naâng caáp nhaèm ñaûm baûo ñuû nguyeân lieäu cho nhaø maùy hoaït ñoäng (khu trung taâm Baéc Boä, khu trung taâm Ñoâng Nam Boä). Ñeå ñaûm baûo caân ñoái sinh thaùi, giaûm bôùt röøng bò khai thaùc, cuõng nhö giaûm giaù thaønh saûn phaåm, phöông aùn nhaäp giaáy pheá lieäu veà taùi cheá laïi boät giaáy ñöa vaøo saûn xuaát ñang ñöôïc nhieàu coâng ty, nhaø maùy thöïc hieän. - Giaûi phaùp veà vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng: Moät nguyeân taéc ñaët ra khi phaùt trieån coâng nghieäp giaáy laø phaûi choáng oâ nhieãm moâi tröôøng. Caùc döï aùn môùi ñaàu tö ñeàu phaûi coù heä thoáng xöû lyù chaát thaûi. Ñoái vôùi caùc nhaø maùy cuõ ñaõ coù saün heä thoáng xöû lyù thì caàn phaûi tu söûa, naâng caáp ñeå ñaït hieäu quaû hôn. Tröôøng hôïp ñaàu tö khoâng hieäu quaû thì ngöøng saûn xuaát boä phaän gaây oâ nhieãm naëng, khoâng cho ñaàu tö caùc xí nghieäp nhoû khoâng ñaït tieâu chuaån moâi tröôøng. - Caùc chính saùch: + Nhaø nöôùc taïo ñieàu kieän cho caùc doanh nghieäp vay voán, baûo laõnh voán vay nöôùc ngoaøi ñeå ñaàu tö döï aùn. + Keâu goïi ñaàu tö nöôùc ngoaøi vôùi nhöõng öu ñaõi rieâng nhö thueá ñaát, thueá doanh thu… + Khuyeán khích caùc thaønh phaàn kinh teá ñaàu tö vaøo ngaønh giaáy. + Giao ñaát, giao röøng cho caùc laâm tröôøng quoác doanh ngaønh giaáy ñang quaûn lyù töï chuû saûn xuaát kinh doanh nguyeân llieäu giaáy. + Chính saùch giaù, thueá, caùc yeáu toá khaùc ñeå taïo ñieàu kieän cho ngöôøi troàng caây nguyeân lieäu giaáy coù laõi, saûn xuaát giaáy coù hieäu quaû. 2.2 TAÙC ÑOÄNG MOÂI TRÖÔØNG CUÛA NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY. Coâng nghieäp giaáy thöïc chaát laø ngaønh saûn xuaát ña ngaønh vaø toång hôïp, söû duïng moät khoái löôïng khaù lôùn nguyeân lieäu ñaàu vaøo (nguyeân lieäu töø röøng, caùc hoùa chaát cô baûn, nhieân lieäu, naêng löôïng, nöôùc …) so vôùi khoái löôïng saûn phaåm taïo ra ( tyû leä bình quaân khoaûng 10/1). Quaù trình saûn xuaát boät giaáy vaø giaáy ñaõ sinh ra moät löôïng raát lôùn caùc chaát thaûi raén, khí thaûi vaø ñaëc bieät laø nöôùc thaûi. Chaát thaûi raén. Chaát thaûi raén coù ôû taát caû caùc coâng ñoaïn cuûa quaù trình saûn xuaát giaáy vaø boät giaáy. Baûng 1. Chaát thaûi raén sinh ra töø cheá bieán giaáy loaïi Daïng giaáy loaïi Yeâu caàu taïo boät Phaàn traêm chaát thaûi raén Hoãn hôïp giaáy thaûi sinh hoaït Loaïi giaáy bao bì 10 – 15% Hoãn hôïp giaáy thaûi sinh hoaït Loaïi giaáy in 15 – 25% Giaáy loaïi töø hoaït ñoäng thöông maïi Loaïi giaáy in 5 – 7% Baùo cuõ Giaáy in baùo môùi 10 – 15% Baùo cuõ Loaïi boät ít tro 10 – 20% Thuøng laøm töø bìa löôïng soùng cuõ Bìa loùt löôïn soùng 10 – 15% Thuøng laøm töø bìa löôïng soùng cuõ Bìa phaúng mòn 15 – 25% Giaáy loaïi khoâng ñi töø nguyeân lieäu goã ñöôïc löïa Caùc loaïi giaáy in khoâng ñi töø nguyeân lieäu goã 3 – 5% Khí thaûi. Khí thaûi chuû yeáu phaùt sinh töø quaù trình ñoát nhieân lieäu, thaønh phaàn khí thaûi bao goàm: SO2, NO2, buïi, SO3 …. Ñaëc tröng laø khí xaû vaø khoùi buïi töø quaù trình xaû khí khi naáu boät, ñoát dòch ñen trong loø thu hoài. Baûng 2. Nguoàn goác cuûa moät soá chaát thaûi daïng khí vaø buïi Loaïi chaát thaûi Nguoàn goác Haït buïi mòn Buïi natri töø loø thu hoài dòch ñen (boät sulfat) SO2 Chuû yeáu töø nhaø maùy saûn xuaát boät sulfit NO2, NO Töø taát caû caùc loaïi quaù trình thieâu ñoát Caùc chaát khí coù chöùa löu huyønh ( H2S, CH3SH, CH3SCH3, CH3SSCH3) Töø quaù trình naáu boät sulfat vaø töø loø thu hoài Caùc chaát höõu cô bay hôi (VOC) Phaàn khoâng ngöng töø khí xaû cuûa thaùp naáu boät vaø töø quaù trình bay hôi dòch ñen Nöôùc thaûi Trong caùc nguoàn chaát thaûi cuûa ngaønh coâng nghieäp giaáy thì vaán ñeà nöôùc thaûi laø vaán ñeà caàn quan taâm haøng ñaàu, chi phí xöû lyù khaù cao. Hieän nay, caùc nhaø maùy saûn xuaát giaáy baét buoäc phaûi coù heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi tröôùc khi thaûi ra moâi tröôøng. 2.3 ÑAËC TÍNH CUÛA NÖÔÙC THAÛI NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY. Coâng ngheä saûn xuaát boät giaáy vaø giaáy laø moät trong nhöõng coâng ngheä söû duïng nhieàu nöôùc.Tuøy theo töøng coâng ngheä vaø saûn phaåm, löôïng nöôùc caàn thieát ñeå saûn xuaát 1 taán giaáy dao ñoäng töø 200 ñeán 500 m3.Nöôùc ñöôïc duøng cho caùc coâng ñoaïn röûa nguyeân lieäu, naáu, taåy, xeo giaáy vaø saûn xuaát hôi nöôùc. Caùc doøng thaûi chính cuûa caùc nhaø maùy saûn xuaát boät giaáy vaø giaáy bao goàm: Doøng thaûi röûa nguyeân lieäu bao goàm chaát höõu cô hoøa tan, ñaát ñaù, thuoác baûo veä thöïc vaät, voû caây, … Doøng thaûi cuûa quaù trình naáu vaø röûa sau naáu chöùa phaàn lôùn caùc chaát höõu cô hoøa tan, caùc hoùa chaát naáu vaø moät phaàn xô sôïi. Doøng thaûi coù maøu toái neân ñöôïc goïi laø dòch ñen. Dòch ñen coù noàng ñoä chaát khoâ khoaûng 25-35%, tyû leä giöõa chaát höõu cô vaø voâ cô laø 70:30. Thaønh phaàn höõu cô trong dòch ñen chuû yeáu laø lignin hoøa tan vaøo dòch kieàm (30-35% khoái löôïng chaát khoâ), ngoaøi ra laø nhöõng saûn phaåm phaân huûy hydratcacbon, axit höõu cô. Thaønh phaàn voâ cô bao goàm nhöõng hoùa chaát naáu, moät phaàn nhoû laø NaOH, Na2S töï do, Na2SO4, Na2CO3 . Doøng thaûi töø coâng ñoaïn taåy baèng phöông phaùp hoùa hoïc vaø baùn hoùa chöùa caùc hôïp chaát höõu cô, lignin hoøa tan vaø hôïp chaát taïo thaønh cuûa nhöõng chaát ñoù vôùi chaát taåy ôû daïng ñoäc haïi, coù khaû naêng tích tuï sinh hoïc trong cô theå soáng nhö caùc hôïp chaát clo höõu cô. Doøng thaûi coù ñoä maøu, BOD5 ,COD cao. Baûng 3. Taûi löôïng oâ nhieãm trong doøng nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn taåy Phöông phaùp saûn xuaát boät giaáy Nguyeân lieäu ñaàu BOD (kg/taán boät giaáy) COD (kg/taán boät giaáy) Soda Rôm 16 60 Sunfat Tre,nöùa 17 90 Sunfit Goã meàm 15 60 sunfat Goã cöùng 16 60 Doøng thaûi töø quaù trình nghieàn boät vaø xeo giaáy chuû yeáu chöùa xô sôïi mòn, boät giaáy ôû daïng lô löûng vaø caùc chaát phuï gia nhö nhöïa thoâng, phaåm maøu, cao lanh. Nöôùc thaûi töø coâng ngheä xeo giaáy ñöôïc taùch ra töø caùc boä phaän cuûa maùy xeo giaáy nhö khöû nöôùc, eùp giaáy. Phaàn lôùn doøng thaûi naøy ñöôïc tuaàn hoaøn söû duïng tröïc tieáp cho giai ñoaïn taïo hình giaáy hay cho coâng ñoaïn chuaån bò nguyeân lieäu vaøo maùy xeo hoaëc coù theå giaùn tieáp sau khi nöôùc thaûi ñöôïc qua beå laéng ñeå thu hoài giaáy vaø xô sôïi. Nöôùc tuaàn hoaøn nhieàu laàn thì haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc caøng taêng. Baûng 4. Ñaëc tính nöôùc tuaàn hoaøn cuûa caùc nhaø maùy giaáy Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò COD BOD5 TS pH SO42- Cl- Ca2+ Mg2+ Saét Nhoâm Mg/l Mg/l Mg/l - Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l 4500 – 22000 2000 – 8100 4500 – 23000 4.9 – 7.3 240 – 2350 130 – 2950 360 – 2040 30 – 110 0.5 – 47 0.5 – 53 Nöôùc ngöng cuûa quaù trình coâ ñaëc trong heä thoáng xöû lyù thu hoài hoùa chaát töø dòch ñen, möùc ñoä oâ nhieãm cuûa nöôùc ngöng phuï thuoäc vaøo loaïi goã, coâng ngheä saûn xuaát. Baûng 5. Taûi löôïng nöôùc thaûi vaø COD cuûa moät soá loaïi giaáy Giaáy saûn phaåm Nöôùc thaûi (m3/1 taán saûn phaåm) COD (kg/1 taán saûn phaåm) Giaáy khoâng goã loaïi thöôøng loaïi ñaëc bieät 10 – 80 50 - 350 3 - 9 Giaáy töø goã 5 - 40 15 - 25 Giaáy töø giaáy pheá lieäu 5 - 30 20 - 30 2.4 CAÙC BIEÄN PHAÙP GIAÛM THIEÅU NÖÔÙC THAÛI CHO NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY. Aùp duïng bieän phaùp saûn xuaát saïch hôn. Trong voøng nhöõng naêm 80 trôû laïi ñaây, “saûn xuaát saïch hôn” (SXSH) ñöôïc aùp duïng roäng raõi ôû caùc nöôùc treân theá giôùi vôùi muïc ñích giaûm phaùt thaûi vaøo moâi tröôøng taïi nguoàn trong caùc quaù trình saûn xuaát, SXSH laø caùch tieáp caän chuû ñoäng, theo höôùng döï ñoaùn vaø phoøng ngöøa oâ nhieãm töø chaát thaûi phaùt sinh trong caùc coâng ñoaïn saûn xuaát coâng nghieäp. Ôû nöôùc ta, SXSH ñöôïc ñöa vaøo aùp duïng töø naêm 1996 vaø trieån khai töø naêm 1998 taäp trung ôû moät soá ngaønh coâng nghieäp nhö giaáy, deät-nhuoäm, thöïc phaåm (cheá bieán thuûy saûn vaø bia), vaät lieäu xaây döïng vaø gia coâng kim loaïi vôùi treân 130 doanh nghieäp thuoäc 28 tænh vaø thaønh phoá vaø böôùc ñaàu mang laïi nhöõng lôïi ích kinh teá vaø moâi tröôøng thoâng qua tieát kieäm nguyeân lieäu, naêng löôïng, hoùa chaát, nöôùc, giaûm thieåu chaát thaûi trong saûn xuaát. Ñoái vôùi quaù trình saûn xuaát, SXSH bao goàm giaûm tieâu thuï nguyeân lieäu, naêng löôïng cho moät ñôn vò saûn phaåm, loaïi boû toái ña caùc vaät lieäu ñoäc haïi, giaûm löôïng vaø möùc ñoä ñoäc haïi cuûa taát caû caùc doøng thaûi tröôùc khi ra khoûi quaù trình. Ñoái vôùi saûn phaåm, SXSH taäp trung laøm giaûm caùc taùc ñoäng tôùi moâi tröôøng trong suoát voøng ñôøi cuûa saûn phaåm keå töø khi khai thaùc nguyeân lieäu thoâ ñeán khi thaûi boû cuoái cuøng. SXSH yeâu caàu töøng böôùc caûi tieán coâng ngheä hieän coù vaø daàn thay theá baèng nhöõng coâng ngheä toát vaø coâng ngheä saïch. Thöïc teá cho thaáy coù 9 doanh nghieäp saûn xuaát giaáy vaø boät giaáy thuoäc chöông trình cuûa Trung taâm saûn xuaát saïch Vieät Nam, khoái löôïng tieâu thuï nguyeân lieäu thoâ giaûm 700 taán tre, nöùa/naêm, giaûm tieâu thuï nhieân lieäu than 217 taán/naêm, daàu FO giaûm treân 788 ngaøn lit/naêm, 1.850.000 m3 nöôùc/naêm, löôïng CO2 giaûm 5.890 taán/naêm. Soá tieàn caùc coâng ty tieát kieäm haøng naêm laø treâ 10 tyû ñoàng töông ñöông 720.000 USD trong khi toång soá tieàn ñaàu tö cho SXSH chæ laø 3,3 tyû ñoàng. Caùc bieän phaùp khaùc. Ngoaøi vieäc aùp duïng caùc doøng tuaàn hoaøn töø beå laéng thu hoài boät, sôïi ñeå giaûm löôïng nöôùc thaûi töø quaù trình saûn xuaát thì caùc nhaø maùy caàn phaûi thöïc hieän theâm caùc bieän phaùp sau: Baûo quaûn vaø laøm saïch nguyeân lieäu ñaàu baèng phöông phaùp khoâ ñeå giaûm löôïng nöôùc röûa. Duøng suùng phun tia ñeå röûa maùy moùc, thieát bò, saøn… seõ giaûm ñöôïc löôïng nöôùc ñaùng keå so vôùi röûa baèng voøi. Thay ñoåi coâng ngheä taùch dòch ñen ra khoûi boät ôû thieát bò hình troáng thoâng thöôøng baèng eùp vít taûi, eùp hai daây hay loïc chaân khoâng ñeå giaûm theå tích doøng thaûi. Baûo toaøn hôi vaø nöôùc, traùnh thaát thoaùt hôi, chaûy traøn nöôùc. Caùc bieän phaùp giaûm taûi löôïng caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi: Xöû lyù dòch ñen ñeå giaûm oâ nhieãm caùc chaát höõu cô khoù phaân huûy sinh hoïc nhö lignin, giaûm ñöôïc ñoä maøu cuûa nöôùc thaûi, giaûm ñöôïc hoùa chaát cho coâng ñoaïn naáu vaø giaûm oâ nhieãm caùc chaát höõu cô, voâ cô trong doøng thaûi.Caùc phöông aùn xöû lyù dòch ñen: + Taùch dòch ñen ñaäm ñaëc ban ñaàu töø löôùi gaïn boät giaáy vaø tuaàn hoaøn chuùng laïi roài naáu ñeán khaû naêng coù theå seõ giaûm taûi löôïng kieàm trong doøng thaûi. + Thu hoài hoùa chaát töø dòch ñen baèng coâng ngheä coâ ñaëc – ñoát – xuùt hoùa seõ giaûm taûi löôïng oâ nhieãm COD tôùi 85% Thay theá hoùa chaát taåy thoâng thöôøng laø clo vaø hôïp chaát cuûa clo baèng H2O2 hay O3 ñeå haïn cheá clo töï do khoâng taïo ra AOX trong doøng thaûi. Traùnh rôi vaõi, toån thaát hoùa chaát trong khi pha troän vaø söû duïng. 2.5 VAÁN ÑEÀ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CUÛA NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY VIEÄT NAM. Theo thoáng keâ, caû nöôùc coù khoaûng 10% doanh nghieäp saûn xuaát giaáy ñaït tieâu chuaån moâi tröôøng, coøn haàu heát caùc nhaø maùy ñeàu khoâng coù heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hoaëc coù nhöng chöa ñaït yeâu caàu, vì vaäy tình traïng oâ nhieãm moâi tröôøng nöôùc töø coâng nghieäp saûn xuaát giaáy laø vaán ñeà ñang ñöôïc quan taâm hieän nay. Hình 1. Keát quaû phaân haïng cuûa ngaønh saûn xuaát giaáy Thaønh phoá Ñaø Naüng Caên cöù caùc tieâu chí baûo veä moâi tröôøng. Keát quaû ñaùnh giaù ngaønh giaáy cho thaáy möùc xeáp haïng cuûa ngaønh giaáy taäp trung ôû möùc keùm vaø trung bình. Coù 44% cô sôû xeáp haïng keùm, vaø 56% cô sôû xeáp haïng trung bình. Khoâng coù cô sôû xeáp haïng khaù. Coâng ngheä saûn xuaát giaáy ôû Vieät Nam coøn raát laïc haäu. Ñeå saûn xuaát ra 1 taán giaáy thaønh phaåm. Caùc nhaø maùy phaûi söû duïng töø 30-100 m3 nöôùc, trong khi caùc nhaø maùy giaáy hieän ñaïi cuûa theá giôùi chæ söû duïng 7-15 m3/taán giaáy. Söï laïc haäu naøy khoâng chæ gaây laõng phí nguoàn nöôùc ngoït, maø coøn taêng chi phí trong vieäc xöû lyù nöôùc thaûi. Hieän nay, ôû caùc khu vöïc coù cô sôû saûn xuaát giaáy ñang phaûi chòu söùc eùp naëng neà veà vaán ñeà oâ nhieãm nöôùc töø caùc cô sôû naøy. Tröôùc thöïc traïng treân, döï thaûo veà “Nöôùc thaûi coâng nghieäp giaáy” ñang ñöôïc Boä Taøi nguyeân vaø Moâi Tröôøng hoaøn thieän vaø chuaån bò ban haønh. Quy ñònh naøy seõ ñöa ra nhöõng tieâu chuaån khaét khe veà chaát löôïng nöôùc tröôùc khi thaûi ra moâi tröôøng töï nhieân. Theo ñoù, vôùi nhöõng cô sôû saûn xuaát giaáy gaây oâ nhieãm naëng, laïi naèm trongkhu vöïc thöôïng löu ñaàu nguoàn nöôùc, chính quyeàn caùc cô sôû phaûi coù bieän phaùp yeâu caàu caùc ñôn vò saûn xuaát ñaûm baûo toát khaâu xöû lyù nöôùc thaûi hoaëc phaûi ngöøng saûn xuaát neáu khoâng ñaûm baûo. Coù theå noùi, ñeå ngaønh giaáy phaùt trieån oån ñònh theo höôùng beàn vöõng, cuøng vôùi vieäc ñaàu tö môû roäng, caùc nhaø khoa hoïc cuõng caàn chuù troïng ñaàu tö, nghieân cöùu, aùp duïng nhöõng coâng ngheä coù khaû naêng giaûm thieåu toái ña vaø xöû lyù nöôùc thaûi ñaït tieâu chuaån moâi tröôøng. CHÖÔNG 3 TÌNH HÌNH SAÛN XUAÁT, HIEÄN TRAÏNG VAØ NGUOÀN GOÁC OÂ NHIEÃM CUÛA COÂNG TY SAÛN XUAÁT GIAÁY AN BÌNH 3.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ COÂNG TY SAÛN XUAÁT GIAÁY AN BÌNH. Ñöôïc thaønh laäp vaøo thaùng 8 naêm 1992, luùc naøy An Bình laø moät cô sôû kinh doanh nhoû, khôûi söï saûn xuaát maët haøng boät giaáy baùn hoùa töø nguyeân lieäu tre, nöùa nhaèm cung caáp cho caùc nhaø maùy quoác doanh trong nöôùc. Sau ñoù tieáp tuïc saûn xuaát giaáy vaø bao bì carton vôùi doanh thu naêm ñaàu tieân 5 tyû ñoàng. Maët haøng boät giaáy do söû duïng hoùa chaát ñaõ aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng vaø gaây khoù khaên trong khaâu xöû lyù nöôùc thaûi, ñoàng thôøi nguoàn nguyeân lieäu tre, nöùa ngaøy caøng caïn kieät vaø chuû tröông cuûa chính phuû haïn cheá naïn phaù röøng, neân moãi naêm coâng ty thu heïp daàn saûn löôïng, cho ñeán naêm 2000, chaám döùt hoaït ñoäng saûn xuaát cuûa phaân xöôûng naøy. Hieän nay hoaït ñoäng saûn xuaát kinh doanh chính cuûa coâng ty taäp trung 2 maët haøng chuû yeáu laø: saûn xuaát giaáy bao bì caùc loaïi töø nguyeân lieäu giaáy thu hoài vaø bao bì carton. Keá hoaïch muïc tieâu cuûa coâng ty laø ñeán naêm 2010 seõ xaây döïng moät nhaø maùy môùi, ñöa coâng suaát leân 100,000 taán/naêm giaáy bao bì caùc loaïi. Nhö vaäy, töø moät doanh nghieäp nhoû, traûi qua 11 naêm hoaït ñoäng, vôùi soá voán nhoû ñoùng goùp cuûa caùc coå ñoâng laø 39 tyû ñoàng. Ñeán nay, coâng ty ñaõ laø nhaø saûn xuaát maët haøng giaáy bao bì coù saûn löôïng cao nhaát trong caû nöôùc vôùi coâng suaát 30,000 taán/naêm vaø xeáp thöù 5 veà saûn köôïng trong ngaønh coâng nghieäp giaáy Vieät Nam. Coâng ty toïa laïc treân ñöôøng Kha Vaïn Caân, aáp Bình Ñöôøng, xaõ An Bình, huyeän Dó An, tænh Bình Döông Giaùp ranh vôùi caùc khu vöïc laân caän sau: Phía Ñoâng: ñaát nhaø daân. Phía Taây : nhaø daân vaø moät phaàn nghóa trang. Phía Nam : nhaø daân vaø coâng ty thuûy saûn Incomfish Phía Baéc : coång tröôùc cuûa coâng ty vaø nghóa trang Traø Vinh. Toång dieän tích maët baèng cuûa coâng ty: 14,926 m2, trong ñoù: Vaên phoøng: 300 m2 Khu vöïc saûn xuaát: 6,747 m2 Kho: 1,475 m2 Caùc khu vöïc khaùc: 6.404 m2 3.2 NHU CAÀU NGUYEÂN LIEÄU, SAÛN PHAÅM, THÒ TRÖÔØNG. Nguoàn nguyeân lieäu: Söû duïng nguoàn nguyeân lieäu thu hoài. Saûn phaåm söû duïng nguoàn nguyeân lieäu thu hoài cuûa coâng ty phuø hôïp vôùi xu theá cuûa theá giôùi hieän nay maø nhieàu nöôùc ñang aùp duïng vaø khuyeán khích, nhaèm giaûm thieåu naïn phaù röøng vaø xöû lyù hoùa chaát töø nguyeân lieäu goã. Cöù saûn xuaát 1 taán giaáy phaûi tieâu toán töø 4-5 m3 goã röøng töï nhieân hay röøng troàng (chu kyø röøng khai thaùc nhanh nhaát cuõng phaûi maát thôøi gian toái thieåu laø 5 naêm) vaø khoaûng 300 kg hoùa chaát caùc loaïi, vaø chöa keå ñeán ñieän naêng, nhieân lieäu, nguoàn löïc, vaø caùc chi phí khaùc cho 1 ñôn vò saûn phaåm. Quy trình saûn xuaát töø nguyeân lieäu thu hoài tieát kieäm hôn nhieàu so vôùi söû duïng nguyeân lieäu goã hay tre, nöùa, giuùp tieát kieäm cho coâng ty veà voán ñaàu tö, chi phí saûn xuaát. Vôùi saûn löôïng 30,000 taán/naêm, coâng ty ñaõ giuùp tieát kieäm ñöôïc 120,000 cho ñeán 150,000 m3 goã, töông ñöông vôùi vieäc khai thaùc traéng 2,400 ñeán 3,000 ha röøng troàng. Saûn phaåm: Maët haøng chính cuûa coâng ty laø: + Giaáy chaïy soùng (Medium). + Giaáy Duplex + Giaáy bao bì – Thuøng carton. Caùc loaïi giaáy naøy ñöôïc saûn xuaát töø giaáy nguyeân lieäu thu hoài, chuû yeáu töø xô sôïi nguyeân thuûy, sôïi daøi, ñöôïc xöû lyù caån thaän treân quy trình, cuøng vôùi tyû leä boät nguyeân thuûy cao vaø caùc chaát phuï gia phuø hôïp neân caùc giaáy naøy coù ñoä beàn cô lyù toát Thò tröôøng: An Bình coù moái quan heä kinh doanh vôùi hôn 100 coâng ty trong nöôùc vaø ngoaøi nöôùc. Tröôùc ñaây, An Bình ñaõ xuaát khaåu giaáy bao bì cho caùc khaùch haøng ôû Malaysia vaø Indonesia. Tuy nhieân, trong vaøi naêm gaàn ñaây, do coâng ty chöa kòp naâng saûn löôïng leân neân taïm thôøi duøng xuaát khaåu ñeå phuïc vuï nhu caàu trong nöôùc. 3.3 COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT GIAÁY CUÛA COÂNG TY. 3.3.1 Daây chuyeàn coâng ngheä. 3.3.1.1 Quy trình saûn xuaát giaáy duøng laøm bao bì. Quaán cuoän Xeo Caét Haàm quaäy Saøng rung Hoà chöùa Phaân loaïi Nöôùc Nghieàn Nöôùc Thuøng carton laøm töø bìa löôïn soùng cuõ Thaønh phaåm 3.3.1.2 Daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát giaáy bao bì cuûa coâng ty Giaáy vuïn Thuûy löïc noàng ñoä cao Hoøm trung gian Heä laéng caùt Beå chöùa Heä nghieàn ñóa Beå trung gian Hoøm ñieàu tieát Heä laéng caùt Hoøm ñieàu tieát Heä laéng caùt Saøn rung Beå chöùa Heä loïc duøi sieâu caáp Beå oån ñònh noàng ñoä Heä laéng caùt Hoøm cao vò Hoøm löôùi Heä eùp 2 bi Eùp phuï Eùp ñaù Heä saáy Thaønh phaåm Teà bieân Cuoän laïi 3.4. THAØNH PHAÀN, TÍNH CHAÁT CUÛA NÖÔÙC THAÛI. STT Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò 1 Nhieät ñoä oC 25oC 2 pH - 5-6,8 3 SS Mg/l 1550 4 BOD5 Mg/l 500-600 5 COD Mg/l 1200-1500 Nöôùc thaûi cuûa coâng ty chuû yeáu töø caùc phaân xöôûng xeo, phaân xöôûng boät, vaø moät phaàn nöôùc thaûi sinh hoaït. Nöôùc thaûi töø phaân xöôûng xeo ñöôïc tuaàn hoaøn laïi ñeå saûn xuaát, nöôùc thaûi coøn laïi cho qua heä thoáng xöû lyù tröôùc khi thaûi ra nguoàn tieáp nhaän hoaëc tuaàn hoaøn söû duïng laïi. Nguyeân lieäu chính ñeå saûn xuaát giaáy taïi coâng ty laø giaáy vuïn caùc loaïi neân khoâng ñoøi hoûi quaù trình ngaâm hoaëc naáu nguyeân lieäu baèng NaOH. Chính ñieàu naøy ñaõ laøm cho möùc ñoä oâ nhieãm nöôùc thaûi ôû ñaây nheï hôn so vôùi nöôùc thaûi cuûa caùc coâng ty coù coâng ñoaïn naáu vaø ngaâm nguyeân lieäu (tre, nöùa…) ñeå saûn xuaát boät giaáy. CHÖÔNG 4 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI AÙP DUÏNG CHO NGAØNH COÂNG NGHIEÄP GIAÁY HIEÄN NAY. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI COÂNG NGHIEÄP. 4.1.1 Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoùa lyù. Muïc ñích cuûa xöû lyù cô hoïc laø nhaèm taùch caùc chaát khoâng tan vôùi caùc kích côõ khaùc nhau ra khoûi nöôùc thaûi nhö: bao bì, chaát deûo, giaáy, daàu môõ, caùt, soûi, rôm, coû, goã…vaø caùc haït lô löûng ôû daïng huyeàn phuø. Quaù trình xöû lyù cô hoïc thöôøng ñöôïc aùp duïng ôû giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình xöû lyù hay coøn goïi laø quaù trình tieàn xöû lyù (pre-treatment). Quaù trình naøy laø böôùc ñeäm nhaèm ñaûm baûo tính an toaøn cho caùc thieát bò vaø caùc quaù trình xöû lyù tieáp theo. Moät soá coâng trình xöû lyù cô hoïc: Song chaén raùc, löôùi loïc, caùc loaïi beå laéng, beå ñieàu hoøa, taùch daàu môõ, loïc cô hoïc. 4.1.1.1 Song chaén raùc. Nöôùc thaûi ñöa tôùi coâng trình xöû lyù tröôùc heát phaûi qua song chaén raùc. Song chaén coù theå ñaët coá ñònh hoaëc di ñoäng. Thoâng duïng hôn caû laø song chaén coá ñònh. Caùc song chaén ñöôïc laøm baèng kim loaïi, ñaët ôû cöûa vaøo cuûa keânh daãn, nghieâng moät goùc 60÷700. Thanh song chaén coù theå coù tieát dieän troøn, vuoâng hoaëc hoãn hôïp. Thanh song chaén coù tieát dieän troøn coù trôû löïc nhoû nhaát nhöng nhanh bò taéc bôûi caùc vaät bò giöõ laïi. Do ñoù thoâng duïng hôn caû laø thanh coù tieát dieän hoãn hôïp, caïnh vuoâng goùc ôû phía sau vaø caïnh troøn ôû phía tröôùc höôùng ñoái dieän vôùi doøng chaûy. Döïa vaøo khoaûng caùch giöõa caùc thanh, ngöôøi ta chia song chaén thaønh 2 loaïi: song chaén thoâ coù khoaûng caùch giöõa caùc thanh töø 60-100 mm vaø song chaén mòn coù khoaûng caùch giöõa caùc thanh töø 10-25 mm. Ñeå tính kích thöôùc song chaén, döïa vaøo toác ñoä nöôùc thaûi chaûy qua khe giöõa caùc thanh, thöôøng laáy baèng 0.8-1 m/s. 4.1.1.2 Löôùi loïc. Sau song chaén raùc, ñeå coù theå loaïi boû caùc taïp chaát raén coù kích côõ nhoû hôn, ngöôøi ta duøng theâm löôùi loïc. Löôùi coù kích thöôùc loã töø 0.5-1 mm. Caùc vaät thaûi ñöôïc caøo ra khoûi maët löôùi baèng heä thoáng caøo. Löôùi loïc thöôøng ñöôïc duøng trong caùc heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa coâng nghieäp deät, giaáy vaø da. 4.1.1.3 Caùc loaïi beå laéng. Trong xöû lyù nöôùc thaûi, quaù trình laéng ñöôïc söû duïng ñeå loaïi caùc taïp chaát ôû daïng huyeàn phuø thoâ ra khoûi nöôùc. Söï laéng cuûa caùc haït xaûy ra döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc. Theo chöùc naêng, beå laéng ñöôïc phaân thaønh: beå laéng caùt, beå laéng caáp I vaø beå laéng trong (caáp II). Beå laéng caáp I coù nhieäm vuï taùch caùc chaát raén höõu cô (60%) vaø caùc chaát raén khaùc, coøn beå laéng caáp II coù nhieäm vuï taùch buøn sinh hoïc ra khoûi nöôùc thaûi. Caùc beå laéng ñeàu phaûi thoûa maõn yeâu caàu: coù hieäu suaát laéng cao vaø x3 buøn deã daøng. 1) Beå laéng caùt Beå laéng caùt thöôøng ñaët sau song chaén, löôùi chaén vaø ñaët tröôùc beå ñieàu hoøa vôùi nhieäm vuï laø taùch caùc chaát voâ cô khoâng tan coù kích thöôùc töø 0,2-2 mm maø thaønh phaàn chính laø caùt ra khoûi nöôùc thaûi. Ñieàu ñoù ñaûm baûo cho caùc thieát bò cô khí (nhö caùc loaïi bôm) khoâng bò caùt, soûi baøo moøn, traùnh taéc caùc ñöôøng oáng daãn vaø caùc aûnh höôûng xaáu cuøng vieäc taêng taûi löôïng voâ ích cho caùc thieát bò xöû lyù sinh hoïc. Theo nguyeân lyù laøm vieäc ngöôøi ta chia beå laéng caùt thaønh 2 loaïi: beå laéng caùt ngang vaø beå laéng caùt ñöùng. Caên cöù vaøo caùc yeáu toá: löu löôïng nöôùc thaûi vaø noàng ñoä caùc chaát lô löûng ñeå choïn beå laéng caùt thích hôïp. Thoâng duïng nhaát laø beå laéng caùt ngang. Beå laéng c._.aùt ngang laø moät keânh hôû hình chöõ nhaät, hình tam giaùc hoaëc parabol. Chieàu daøi beå tuøy thuoäc vaøo chieàu saâu caàn thieát, vaän toác laéng vaø tieát dieän kieåm soaùt beå. Chieàu saâu beå naêm” trong khoaûng 0,25-1 m. tæ leä giöõa chieàu roäng vaø chieàu saâu B/H = 1:2. vaän toác doøng chaûy trong beå khoâng vöôït quaù 0,3 m/s. vôùi toác ñoä nhö vaäy, caùc haït caùt, soûi vaø caùc haït voâ cô khaùc seõ ñöôïc laéng xuoáng ñaùy, coøn haàu heát caùc haït höõu cô nheï vaø nhoû ñi qua beå theo doøng ra ngoaøi. 2) Beå laéng caáp I, caáp II Beå laéng ñöôïc duøng ñeå taùch caùc chaát raén coù kích thöôùc nhoû hôn 0,2 mm tröôùc khi böôùc vaøo giai ñoaïn xöû lyù sinh hoïc goïi laø beå laéng caáp I. Beå laéng duøng ñeå taùch buøn ra khoûi nöôùc thaûi sau khi qua beå xöû lyù sinh hoïc goïi laø beå laéng caáp II. Theo chieàu cuûa doøng chaûy, caùc beå laéng ñöôïc phaân thaønh: beå laéng ngang, beå laéng ñöùng, beå laéng Radian a. Beå laéng ngang Beå coù daïng hình chöõ nhaät, coù theå laøm baèng caùc vaät lieäu khaùc nhau nhö: beâtoâng, beâtoâng coát theùp, gaïch hoaëc baèng ñaát tuøy thuoäc vaøo kích thöôùc, yeâu caàu cuûa quaù trình laéng vaø ñieàu kieän kinh teá. Trong beå laéng ngang, döïa vaøo doøng chaûy ngöôøi ta chia beå thaønh 4 vuøng: + Vuøng hoaït ñoäng: laø vuøng quan troïng nhaát cuûa beå laéng + Vuøng buøn (vuøng laéng ñoïng): laø vuøng buøn laéng taäp trung + Vuøng trung gian: taïi nay nöôùc thaûi vaø buøn laãn loän vôùi nhau + Vuøng an toaøn Caùc beå laéng ngang thöôøng coù chieàu saâu H töø 1,5-4 m, chieàu daøi khoaûng (8÷12)H, chieàu roäng töø 3-6 m. Ñeå phaân phoái ñeàu nöôùc ngöôøi ta thöôøng chia beå thaønh nhieàu ngaên thaønh caùc vaùch ngaên. Caùc beå laéng ngang thöôøng ñöôïc xöû duïng khi löu löôïng nöôùc thaûi treân 15,000 m3/ngaøy. Vaän toác doøng chaûy cuûa nöôùc thaûi trong beå laéng thöôøng choïn khoâng quaù 0.01 m/s, thôøi gian löu töø 1-3 h. Hieäu suaát laéng thöôøng ñaït 60%. b. Beå laéng ñöùng Beå laéng coù daïng hình hoäp hay hình truï vôùi ñaùy hình choùp. Nöôùc thaûi ñöôïc ñöa vaøo oáng phaân phoái ôû taâm beå vôùi vaän toác khoâng quaù 30 mm/s. Nöôùc thaûi chuyeån ñoäng theo phöông ñöùng töø döôùi leân treân tôùi vaùch traøn vôùi vaän toác 0,5-0,6 m/s. Thôøi gian nöôùc löu laïi trong beå töø 45-120 phuùt vaø ñöôïc xaû ra ngoaøi baèng aùp löïc thuûy tónh. Chieàu cao vuøng laéng töø 4-5 m. Trong beå laéng, caùc haït chuyeån ñoäng cuøng vôùi nöôùc töø döôùi leân treân vôùi vaän toác W vaø laéng döôùi taùc ñoäng cuûa troïng löïc vôùi vaän toác W1. Do ñoù caùc haït coù kích töôùc khaùc nhau seõ chieám nhöõng vò trí khaùc nhau trong beå laéng. Khi W1>W, caùc haït seõ laéng nhanh, ngöôïc laïi chuùng seõ bò cuoán theo doøng chaûy leân treân. Hieäu suaát laéng cuûa beå laéng ñöùng thöôøng thaáp hôn beå laéng ngang töø 10-20%. c. Beå laéng Radian Beå naøy coù tieát dieän hình troøn, nöôùc thaûi chuyeån ñoäng töø taâm ra xung quanh (laéng ly taâm), hoaëc nöôùc töø xung quanh thaønh beå chuyeån ñoäng veà trung taâm (laéng höôùng taâm). 4.1.1.4 Beå ñieàu hoøa. Löu löôïng vaø chaát löôïng nöôùc thaûi töø heä thoáng coáng thu gom chaûy veà traïm xöû lyù thöôøng xuyeân giao ñoäng theo caùc giôø trong ngaøy. Khi heä soá khoâng ñieàu hoøa K≥1,4 thì xaây döïng beå ñieàu hoøa ñeå caùc coâng trình sau xöû lyù ñöôïc hieäu quaû hôn. Beå ñieàu hoøa thöôøng ñaët tröôùc beå laéng caáp I. Coù 2 loaïi beå ñieàu hoøa: + Beå ñieàu hoøa löu löôïng vaø chaát löôïng naèm tröïc tieáp treân ñöôøng chuyeån ñoäng cuûa doøng chaûy. Ñeå ñaûm baûo chöùc naêng ñieàu hoøa löu löôïng vaø chaát löôïng nöôùc thaûi, ngöôøi ta boá trí trong beå thieát bò khuaáy troän ñeå san baèng noàng ñoä caùc chaát cho toaøn boä theå tích nöôùc thaûi coù trong beå vaø ñeå ngaên ngöøa caën laéng. + Beå ñieàu hoøa löu löôïng laø chuû yeáu, coù theå naèm tröïc tieáp treân ñöôøng vaän chuyeån cuûa doøng chaûy hoaëc naèm ngoaøi ñöôøng ñi cuûa doøng chaûy. Phöông aùn ñieàu hoøa treân doøng thaûi coù theå laøm giaûm ñaùng keå giao ñoäng thaønh phaàn nöôùc thaûi ñi vaøo caùc coâng ñoaïn phía sau, coøn phöông aùn ñieàu hoøa ngoaøi doøng thaûi chæ giaûm ñöôïc moät phaàn nhoû söï giao ñoäng ñoù. Vò trí toát nhaát ñeå boá trí beå ñieàu hoøa caàn ñöôïc xaùc ñònh cuï theå cho töøng heäï thoáng xöû lyù. Vì tính toái öu cuûa noù phuï thuoäc vaøo loaïi xöû lyù, ñaëc tính cuõa heä thoáng thu gom vaø ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi. 4.1.1.5 Taùch daàu môõ. Trong moät soá loaïi nöôùc thaûi saûn xuaát coù chöùa daàu, môõ coù khoái löôïng rieâng nhoû hôn nöôùc. Chuùng noåi treân maët nöôùc vaø gaây aûnh höôûng xaáu tôùi caùc coâng trình thoaùt nöôùc (maïng löôùi vaø caùc coâng trình xöû lyù). Caùc chaát môõ seõ bòt kín loã hoång giöõa caùc haït vaät lieäu loïc trong caùc beå loïc sinh hoïc … vaø chuùng seõ phaù huûy caáu truùc buøn hoaït tính trong beå Aeroten, gaây khoù khaên cho quaù trình leân men caën. Theo tieâu chuaån doøng thaûi, khoâng cho pheùp xaû nöôùc thaûi chöùa daàu, môõ vaøo nguoàn tieáp nhaän nöôùc vì chuùng seõ taïo thaønh moät lôùp maøng moûng phuû leân dieän tích maët nöôùc khaù lôùn, gaây khoù khaên cho quaù trình haáp thuï oxy cuûa khoâng khí vaøo nöôùc, laøm cho quaù trình töï laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc bò caûn trôû. Vì vaäy, trong caùc ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát coù chöùa daàu môõ caàn phaûi coù theâm thieát bò taùch daàu, môõ ñeå taùch chuùng ra khoûi nöôùc thaûi tröôùc khi xaû vaøo heä thoáng thoaùt nöôùc. 4.1.1.6 Loïc cô hoïc. Loïc ñöôïc aùp duïng ñeå taùch caùc taïp chaát phaân taùn coù kích thöôùc nhoû khoûi nöôùc thaûi maø caùc beå laéng khoâng loaïi ñöôïc chuùng. 1) Loïc qua vaùch loïc Vieäc löïa choïn vaùch loïc phuï thuoäc vaøo tính chaát nöôùc thaûi, nhieät ñoä, aùp suaát loïc vaø keát caáu thieát bò loïc. Vaùch loïc thöôøng ñöôïc laøm baèng theùp taám coù ñuïc loã hoaëc löôùi baèng theùp khoâng ræ: nhoâm, niken, ñoàng thau … Vaùch loïc caàn phaûi coù tính chaát: trôû löïc nhoû, ñuû beàn vaø deûo cô hoïc, ñuû beàn veà hoùa hoïc, khoâng bò tröông nôû. 2) Beå loïc vôùi lôùp vaät lieäu loïc daïng haït Trong caùc quaù trình laøm saïch nöôùc thaûi phaûi xöû lyù moät löôïng lôùn nöôùc, do ñoù ngöôøi ta khoâng caàn xöû duïng caùc thieát bò loïc vôùi aùp suaát cao maø duøng caùc vaät lieäu loïc daïng haït. Vaät lieäu loïc coù theå söû duïng laø caùt thaïch anh, than coác, hoaëc soûi nghieàn, thaäm chí caû than naâu, than buøn hoaëc than goã. 3) Thieát bò loïc chaäm Beå loïc naøy duøng ñeå loïc nöôùc thaûi khoâng ñoâng tuï. Toác ñoä loïc trong beå naøy phuï thuoäc vaøo noàng ñoä chaát raén lô löûng. Öu ñieåm cuûa beå loïc chaäm laø coù khaû naêng laøm saïch cao. Nhöôïc ñieåm cuûa loaïi beå naøy laø kích thöôùc lôùn, giaù thaønh cao, laøm saïch buøn khoù vaø phöùc taïp. 4) Thieát bò loïc nhanh Trong beå loïc nhanh, lôùp vaät lieäu loïc thöôøng goàm caùc vaät lieäu khaùc nhau ôû daïng haït nhö caùt, than antraxit …Lôùp treân laø lôùp coù kích thöôùc haït lôùn hôn lôùp döôùi. Beå loïc nhanh laøm vieäc vôùi kích thöôùc höõu hieäu lôùn hôn vaø heä soá ñoàng ñeàu nhoû hôn beå loïc chaäm. 4.1.2 Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoùa lyù. 4.1.2.1 Ñoâng tuï vaø keo tuï. Quaù trình laéng chæ coù theå taùch ñöôïc caùc haït raén huyeàn phuø nhöng khoâng theå taùch ñöôïc caùc chaát ôû daïng keo vaø hoøa tan vì chuùng quaù nhoû. Ñeå taùch caùc haït raén ñoù moät caùch hieäu quaû baèng phöông phaùp laéng, caàn taêng kích thöôùc cuûa chuùng döïa vaøo söï taùc ñoäng töông hoã giöõa caùc haït phaân taùn lieân keát thaønh taäp hôïp caùc haït, nhaèm laøm taêng vaän toác laéng cuûa chuùng. Vieäc khöû caùc haït keo raén baèng laéng troïng löôïng ñoøi hoûi tröôùc heát caàn trung hoøa ñieän tích cuûa chuùng, thöù ñeán laø lieân keát chuùng vôùi nhau. Quaù trình trung hoøa ñieän tích thöôøng ñöôïc goïi laø quaù trình ñoâng tuï coøn quaù trình taïo thaønh caùc boâng lôùn hôn töø caùc haït nhoû goïi laø quaù trình keo tuï. 4.1.2.2 Tuyeån noåi. Phöông phaùp naøy ñöôïc duøng ñeå taùch caùc taïp chaát phaân taùn khoâng tan, töï laéng keùm ra khoûi pha loûng. Quaù trình tuyeån noåi ñöôïc thöïc hieän baèng caùch suïc khí caùc boït khí nhoû (thöôøng laø khoâng khí) vaøo trong pha loûng. Caùc khí ñoù keát dính vôùi caùc haït vaø khi löïc noåi cuûa taäp hôïp caùc boùng khí vaø haït ñuû lôùn seõ keùo theo haït cuøng noåi leân beà maët, sau ñoù chuùng taäp hôïp laïi vôùi nhau thaønh caùc lôùp boït chöùa haøm löôïng caùc haït cao hôn trong chaát loûng ban ñaàu. Öu ñieåm cô baûn cuûa phöông phaùp naøy so vôùi phöông phaùp laéng laø coù theå khöû ñöôïc hoaøn toaøn caùc haït nhoû hoaëc nheï, laéng chaäm, trong moät thôøi gian ngaén. Khi caùc haït ñaõ noåi leân beà maët, chuùng coù theå ñöôïc thu gom baèng boä phaän vôùt boät * Tuyeån noåi aùp löïc( tuyeån noåi khí hoaø tan) + Nguyeân lyù chung: Trong tuyeån noåi aùp löïc, nöôùc ñöôïc bôm vaøo bình aùp löïc, ôû ñoù nöôùc ñöôïc baõo hoaø khoâng khí. Khoâng khí ñöôïc ñöa vaøo baèng maùy neùn hoaëc baèng ejector ñaët ôû ñaàu noái oáng huùt cuûa bình aùp löïc vaø oáng coù aùp cuûa bôm ly taâm. Nöôùc bôm vaøo bình aùp löïc coù theå laø nöôùc thoâ ( sô ñoà tröïc tieáp) hoaëc nöôùc sau xöû lyù ñöôïc hoaøn nguyeân laïi( sô ñoà hoaøn löu). Töø bình aùp löïc nöôùc ñaõ baõo hoaø khoâng khí chaûy vaøo beå tuyeån noåi qua moät van giaûm aùp. Khi haï ñeán aùp suaát khí quyeån, khí hoaø tan ñöôïc taùch ra vaø thöïc hieän quaù trình tuyeån noåi. Khi duøng tuyeån noåi tröïc tieáp, toaøn boä theå tích nöôùc thoâ chaûy vaøo bình aùp löïc. Khi duøng tuyeån noåi hoaøn löu coù 20 – 50% nöôùc sau xöû lyù ñöôïc ñöa trôû veà bình aùp löïc. Ngoaøi ra coøn coù tröôøng hôïp 30 – 70% nöôùc thoâ chaûy vaøo bình aùp löïc, phaàn coøn laïi ñi thaúng vaøo beå tuyeån noåi. Sô ñoà tröïc tieáp cho pheùp baõo hoaø khoâng khí toaøn boä löôïng nöôùc thoâ, khi chaûy vaûo beå tuyeån noåi, caùc boït khí nhoû taïo thaønh ngay beân caïnh caùc haït caën neân raát deã taïo thaønh caùc haït keo khí. Sô ñoà naøy ñôn giaûn trong thieát keá vaø vaän haønh nhöng chi phí naêng löôïng cao, khoâng thích hôïp ñeå aùp duïng trong tröôøng hôïp nöôùc thoâ coù boâng caên, ví caùc haït caën coù theå bò phaù vôõ trong bình aùp löïc hoaëc khi ñi qua bôm ly taâm. Sô ñoà hoaøn löu thöôøng ñöôïc öùng duïng trong tröôøng hôïp nöôùc ñaõ cho hoaù chaát deå keo tuï thaønh boâng caën, hoaëc laø giai ñoaïn tieàn xöû lyù cuûa nöôùc thaûi trong quaù trình xöû lyù sinh hoïc, cuõng nhö trong xöû lyù ñeå coâ ñaët buøn hoaït tính. Khi ñoù löôïng nöôùc baõo hoaø khoâng khí seõ ít hôn ôû sô ñoà tröïc tieáp. Löu löôïng khí ñöôïc tính treân löôïng caën vaø ñöôïc ñieàu chænh theo löu löôïng nöôùc hoaøn thu. Trong sô ñoà naøy dung tích beå tuyeån noåi seõ lôùn hôn. Ñeå xöû lyù nöôùc hoaëc nöôùc thaûi coâng nghieäp, thöôøng duøng sô ñoà hoaøn löu vôùi löu löôïng nöôùc hoaøn löu chieám 10 –50% löu löôïng xöû lyù, ôû aùp suaát 3 –6 bar. Ôû aùp suaát naøy löôïng khí hoaø tan chieám gaàn 70% nöôùc baõo hoaø. Trong tröôøng hôïp coâ ñaëc buøn ( ôû caùc nhaø maùy xöû lyù nöôùc hoaëc nöôùc thaûi) coù theå cho vaøo bình aùp löïc toaøn boä löu löôïng caàn xöû lyù hoaëc chæ ñöa vaøo löôïng nöôùc hoaøn löu. + Caùc quaù trình trong tuyeån noåi aùp löïc. Trong quaù trình tuyeån noåi xaûy ra laàn löôïc caùc coâng ñoaïn sau ñaây: Caáp khoâng khí vaøo nöôùc Hoaø tan khoâng khí vaøo nöôùc Taïo boït khí töø dung dòch quaù baõo hoaø khí Keát dính boït khí Baùm dính caën vaøo boït khí Taùch caën ra khoûi nöôùc trong beã tuyeån noåi. ° Quaù trình caáp khí vaøo nöôùc. Coù theå thöïc hieän vieäc caáp khí vaøo nöôùc baèng moät trong 3 caùch sau ñaây: Caáp khí theo ñöôøng oáng huùt cuûa bôm Khi ñöa khí vaøo phía tröôùc bôm seõ taêng cöôøng khaû naêng taùn nhoû khoâng khí trong bôm. Tuy nhieân sô ñoà naøy laøm giaûm coâng suaát vaø aùp löïc cuûa bôm, ngoaøi ra cheá ñoä laøm vieäc cuûa bôm seõ bò xaáu ñi. Caáp khí theo ñöôøng oáng coù aùp cuûa bôm. Do nhöõng nhöôïc ñieåm neâu treân ngöôøi ta thöôøng caáp khí theo ñöôøng aùp löïc cuûa bôm. Ñeå ngaên ngöøa nöôùc rôi vaøo oáng caáp khí phaûi laép theâm moät van moät chieàu. Duøng ejector. Hai sô ñoà treân ñöôïc öùng duïng trong tröôøng hôïp caùc chaát lô löûng trong nöôùc coù kích thöôùc lôùn. Söï dao ñoäng möïc nöôùc trong beå tieáp nhaän laøm aûnh höôûng ñeán cheá ñoä bôm, do ñoù möïc nöôùc trong beå khoâng ñöôïc thaáp hôn 0,5m vaø thöôøng dao ñoäng trong khoaûng 1,5 – 2m. Ñeå baûo ñaûm möïc nöôùc naøy, coù theå hoaøn löu trôû laïi beå tieáp nhaän moät ít nöôùc sau xöû lyù khi caàn thieát. ° Quaù trình hoaø tan khí vaøo nöôùc. Hieäu quaû tuyeån noåi phuï thuoäc vaøo löu löôïng khí hoaø tan trong nöôùc vaø löôïng boït khí thoaùt ra töø dung dòch quaù baõo hoaø. Theo ñònh luaät Henry, khi nhieät ñoä khoâng ñoåi, ñoä hoaø tan cuûa khí trong chaát loûng tyû leä thuaän vôùi aùp suaát rieâng phaàn cuûa khí: C = k.P Trong ñoù : C= ñoä hoaø tan cuûa khí k= haèng soá henry, phuï thuoâc vaøo nhieät ñoä vaø moâi tröôøng chaát loûng P=aùp suaát rieâng cuûa khí. Khi nhieät ñoä taêng, ñoä hoaø tan cuûa khoâng khí trong nöôùc bò giaûm ñi. Toác ñoä hoaø tan khí phuï thuoäc vaøo caùnh khuaáy troän khoâng khí vaø nöôùc. Khi duøng ejector, toác ñoä naøy laø 0,8 l/phuùt, maùy khuaáy ñöôïc 30 l/phuùt. Coù theå giaûi thích nhö sau: Cöôøng ñoä khuaáy troän hoãn hôïp khí – nöôùc aûnh höôûng ñeán kích thöôùc cuoái cuøng cuûa boït khí vaø dieän tích beà maët tieáp xuùc hai pha khí- nöôùc, do ñoù seõ aûnh höôûng ñeán toác ñoä hoaø tan cuûa khí vaøo nöôùc. Vôùi toác ñoä 0,8 l/phuùt, thôøi gian ñaït söï baõo hoaø hoaøn toaøn laø 2 – 3 phuùt. Söï hoaø tan khí vaøo nöôùc xaûy ra hoaëc trong oáng coù aùp hoaëc trong bình aùp löïc. Tröôøng hôïp hoaø tan khí trong oáng daãn chæ ñöôïc aùp duïng khi bôm ñaët caùch beå tuyeån noåi ít nhaát 50 – 60m, hoaëc phaûi duøng heä thoáng oáng zic zaéc coù toång chieàu daøi 40 – 50 m. Ñöôøng kính oáng ñöôïc tính sao cho thôøi gian löu nöôùc trong oáng lôùn 45 giaây. Tuy nhieân söï hoaø tan khí trong oáng coù aùp cuõng coù moät soá nhöôïc ñieåm: laâu daàn coù nhieàu caën tích luyõ beân trong beà maët oáng laøm giaûm tieát dieän oáng, giaûm thôøi gian löu nöôùc trong oáng vaø löôïng khí hoaø tan vaøo nöôùc. Ngoaøi ra söï hao huït thuyû löïc seõ gia taêng theo chieàu daøi oáng, daãn ñeán söï hao toán naêng löôïng tính treân 1 m3 nöôùc. Hieän nay ngöôøi ta thöôøng duøng bình aùp löïc ñeå hoaø troän khí vaøo nöôùc. Coù hai vò trí ñöa nöôùc vaøo bình: phía treân hoaëc phía döôùi cuûa bình. Khi ñöa nöôùc vaøo phía treân bình aùp löïc thì haïn cheá ñöôïc hieän töôïng caùc boït khí lôùn rôi vaøo beå tuyeån noåi, laøm aûnh höôûng xaáu ñeán hieäu quaû xöû lyù. Tuy nhieân hieäu quaû söû duïng khí ôû sô ñoà caáp phía treân thaáp hôn sô ñoà caáp nöôùc phía döôùi, laø do caùc boït khí lôùn seõ noåi leân neân khoâng theå hoaø tan vaøo nöôùc, vì theá phaûi taêng thôøi gian löu nöôùc trong bình. Neáu duøng theâm heä thoáng khuaáy troän beân trong bình aùp löïc thì coù theå giaûm thôøi gian löu nöôùc trong bình. Tröôøng hôïp baõo hoaø khí cho buøn hoaït tính ôû aùp suaát 2 bar vaø coù heä thoáng khuaáy troän cho keát quaû töông ñöông trong tröôøng hôïp aùp suaát 4 bar vaø khoâng caàn khuaáy troän . ° Söï hình thaønh boït khí töø dung dòch quaù baõo hoaø. Theo ñònh luaät Henry, khi giaûm aùp suaát hoaëc taêng nhieät ñoä, khí seõ taùch ra khoûi nöôùc. Kích thöôùc nhoû nhaát Rmin cuûa boït khí phuï thuoäc vaøo löïc caên beà maët khí – nöôùc vaø ñoä giaûm aùp: Rmin = 2s /(P-P1), (mm). Trong ñoù: s : löïc caêng beà maët khí – nöôùc P : aùp suaát baõo hoaø (Pa) P1 : aùp suaát trong bình tuyeån noåi (Pa). ° Söï dính keát boït khí. Söï dính keát boït khí aûnh höôûng ñeán soá löôïng vaø kích thöôùc boït khí , do ñoù seõ gaây ra aûnh höôûng ñeán quaù trình tuyeån noåi. Söï dính keát naøy coù theå xaûy ra trong nöôùc, trong lôùp boït taïo thaønh cuûa quaù trình tuyeån noåi . Ñoâi khi söï dính keát laøm taêng hieäu quaû cuûa quaù trình tuyeån noåi, nhöng thoâng thöôøng noù laøm caûn trôû quaù trình naøy. Caùc haït coù kích thöôùc nhoû khoù noåi leân beà maët, trong khi caùc haït coù kích thöôùc lôùn hôn laïi tham gia quaù trình tuyeån noåi. Maët khaùc söï dính keát boït khí laøm giaûm dieän tích beà maët vaø thôøi gian löu cuûa boït khí trong beå. Do vaäy trong quaù trình tuyeån noåi caàn haïn cheá toái ña caùc aûnh höôûng xaáu do söï dính keát boït khí gaây ra. ° Quaù trình baùm dính caën vaøo boït khí. Khaû naêng hình thaønh caùc keo khí phuï thuoäc vaøo baûn chaát haït caën vaø coù theå phaân chia thaønh ba daïng: Caùc haït caën va chaïm vaøo boït khí vaø dính baùm. Caùc boït khí phaùt sinh trong lôùp caën lô löûng. Ñaàu tieân trong lôùp caën hình thaønh caùc boït khí nhoû, sau ñoù chuùng va chaïm vaø dính baùm vôùi nhau taïo thaønh caùc boït khí lôùn coù ñuû khaû naêng tuyeån noåi. ° Quaù trình taùch caën ra khoûi nöôùc trong beå tuyeån noåi. Taùch caën ra khoûi nöôùc trong beå tuyeån noåi xaûy ra theo hai chieàu ngöôïc nhau. Hoãn hôïp caën khí noåi leân treân, nöôùc trong ñi xuoáng döôùi ñeå vaøo maùng thu daãn ra ngoaøi. Trong xöû lyù nöôùc thöôøng nöôùc nguoàn coù chöùa caën thoâ nhöõng haït caën naëng, chaéc, dieän tích beà maët khoâng phaùt trieån thöôøng khoâng bò ñaåy leân beà maët maø laéng xuoáng ñaùy beå, vì vaäy beå phaûi caáu taïo hoá thu caën vaø thieát bò xaû caën. Tieâu chuaån thieát keá beå tuyeån noåi laáy trong giôùi haïn: - Taûi troïng beà maët : 3 – 10m3/m2h. - Thôøi gian löu nöôùc trong beå: 20 – 40 phuùt. - Löôïng khoâng khí tieâu thuï : 15 – 50 lít/ m3 nöôùc. - Caáu taïo beå tuyeån noåi: + Beå tuyeån noåi coù beà maët hình chöõ nhaät + beå tuyeån noåi hình troøn - Chieàu cao ngaên taïo boït Hk = 1,5m. - Ñöôøng kính ngaên taïo boït: Dk = 0,6 Trong ñoù: Q: Löu löôïng nöôùc xöû lyù (m3/h) vk: vaän toác nöôùc trong ngaên, laáy 6 mm/s 0,6: heä soá ñoåi ñôn vò - Thôøi gian löu nöôùc trong ngaên 4 –6 phuùt. - Chieàu cao vuøng laéng H0 = 1,5m, toång chieàu cao cuûa beå Hf = 3m. - Ñöôøng kính cuûa beå: Df = Trong ñoù : to - thôøi gian löu nöôùc trong beå 20 – 40 phuùt. Sau khi tính toaùn kích thöôùc beå, kieåm tra tæ troïng beà maët: a =Q/Fbe , naèm trong khoaûng 3 – 10 m3/m2. + Lónh vöïc öùng duïng cuûa beå tuyeån noåi khí hoaø tan (DAF) Caùc öùng duïng cuûa DAF trong lónh vöïc xöû lí nöôùc thaûi raát phong phuù: - Loaïi boû chaát keát boâng trong loïc nöôùc maët ( ñoái vôùi nöôùc chöùa MES); - Taùch vaø thu hoài sôïi cuûa nöôùc thaûi cuûa nhaø maùy laøm boät giaáy; - Taùch daàu coù hoaëc khoâng keát boâng trong nöôùc thaûi cuûa nhaø maùy loïc daàu, saân bay, luyeän kim; - Taùch hydroxit kim loaïi boät maøu trong xöû lyù ERI; - Coâ ñaëc buøn töø xöû lyù sinh hoïc nöôùc thaûi hoaëc xöû lyù loïc trong nöôùc uoáng; - Loïc trong nöôùc buøn hoaït tính. Hình 2. Heä thoáng tuyeån noåi baèng khoâng khí hoøa tan a) Khoâng coù tuaàn hoaøn; b) Coù tuaàn hoaøn 4.1.2.3 Haáp phuï. Phöông phaùp haáp phuï ñöôïc duøng roäng raõi ñeå laøm saïch trieät ñeå nöôùc thaûi khoûi caùc chaát höõu cô hoøa tan sau khi xöû lyù sinh hoïc, nhöõng chaát naøy khoâng phaân huûy baèng con ñöôøng sinh hoïc vaø thöôøng coù ñoäc tính cao. Caùc chaát haáp phuï thöôøng laø than hoaït tính, caùc chaát toång hôïp hoaëc moät soá chaát thaûi nhö xæ tro, xæ, maït saét vaø caùc chaát haáp phuï baèng khoaùng chaát nhö ñaát seùt, silicagen, keo nhoâm … Quaù trình haáp phuï ñöôïc tieán haønh ôû ñieàu kieän khuaáy troän maõnh lieät chaát haáp phuï vôùi nöôùc. Quaù trình haáp phuï coù theå tieán haønh moät baäc hoaëc nhieàu baäc. 4.1.2.4 Trao ñoåi ion. Phöông phaùp naøy ñöôïc öùng duïng ñeå taùch caùc kim loaïi nhö Zn, Cu, Ni, Pb, Hg, Cd, V, Mn … cuõng nhö caùc hôïp chaát cuûa asen, photpho, xyanua vaø chaát phoùng xaï ra khoûi nöôùc thaûi. Phöông phaùp naøy cho pheùp thu hoài caùc chaát coù giaù trò vaø ñaït ñöôïc möùc ñoä laøm saïch cao. 4.1.2.5 Caùc quaù trình taùch baèng maøng. Thaåm thaáu ngöôïc Sieâu loïc Thaåm taùch vaø ñieän thaåm taùch 4.1.2.6 Caùc phöông phaùp ñieän hoùa. Ngöôøi ta söû duïng caùc quaù trình oxy hoùa cöïc anot vaø khöû cuûa catot, ñoâng tuï ñieän … ñeå laøm saïch nöôùc thaûi khoûi caùc taïp chaát hoøa tan vaø phaân taùn. Taát caû caùc quaù trình ñeàu xaûy ra treân caùc ñieän cöïc khi cho doøng ñieän moät chieàu ñi qua nöôùc thaûi. Vieäc laøm saïch nöôùc thaûi baèng phöông phaùp naøy coù theå tieán haønh giaùn ñoaïn hoaëc lieân tuïc. Nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø tieâu hao ñieän naêng lôùn. 4.1.3 Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoùa hoïc. Caùc phöông phaùp hoùa hoïc duøng trong xöû lyù nöôùc thaûi goàm coù: trung hoøa, oxy hoùa vaø khöû. Taát caû caùc phöông phaùp naøy ñeàu duøng caùc taùc nhaân hoùa hoïc neân laø phöông phaùp ñaét tieàn. Ngöôøi ta söû duïng phöông phaùp naøy ñeå khöû caùc chaát hoøa tan vaø trong caùc heä thoáng caáp nöôùc kheùp kín. Ñoâi khi caùc phöông phaùp naøy ñöôïc duøng ñeå xöû lyù sô boä tröôùc xöû lyù sinh hoïc hay sau coâng ñoaïn naøy nhö laø moät phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi laàn cuoái ñeå thaûi vaøo nguoàn nöôùc. 4.1.3.1 Phöông phaùp trung hoøa. Nöôùc thaûi chöùa caùc axit voâ cô hoaëc kieàm caàn ñöôïc trung hoøa ñöa pH veà khoaûng 6,5- 8,5 tröôùc khi thaûi vaøo nguoàn nöôùc hoaëc söû duïng cho coâng ngheä xöû lyù tieáp theo. Trung hoøa nöôùc thaûi coù theå thöïc hieän baèng nhieàu caùch khaùc nhau: Troän laãn nöôùc thaûi axit vôùi nöôùc thaûi kieàm Boå sung caùc taùc nhaân hoùa hoïc Loïc nöôùc axit qua vaät lieäu coù taùc duïng trung hoøa Haáp thuï khí axit baèng nöôùc kieàm hoaëc haáp phuï amoniac baèng nöôùc axit 4.1.3.2 Phöông phaùp oxy hoùa vaø khöû. Ñaây laø phöông phaùp söû duïng caùc chaát oxy hoùa ñeå laøm saïch nöôùc thaûi nhö: clo ôû daïng khí vaø hoùa loûng, dioxit clo, clorat canxi, hypoclorit canxi vaø natri, pemanganat kalli, bicromat kali, peoxythydro (H2O2), oxy cuûa khoâng khí, ozon, pyroluzit (MnO2) . Trong quaù trình oxy hoùa, caùc chaát ñoäc haïi trong nöôùc thaûi ñöôïc chuyeån thaønh caùc chaát ít ñoäc hôn vaø taùch ra khoûi nöôùc. Quaù trình naøy tieâu toán moät löôïng lôùn caùc taùc nhaân hoùa hoïc, do ñoù quaù trình oxy hoùa hoùa hoïc chæ ñöôïc duøng trong caùc tröôøng hôïp khi caùc taïp chaát gaây nhieãm baån trong nöôùc thaûi khoâng theå taùch baèng nhöõng phöông phaùp khaùc. Ví duï khöû xyanua hay hôïp chaát hoøa tan cuûa asen. 4.1.4 Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc. Ñaây laø phöông phaùp ñöôïc söû duïng ñeå taùch caùc chaát höõu cô hoøa tan vaø moät soá chaát voâ cô nhö H2S, caùc sunfit, ammoniac, niitô … ra khoûi nöôùc thaûi. Phöông phaùp naøy döïa treân cô sôû söû duïng hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät ñeå phaân huûy caùc chaát höõu cô gaây nhieãm baån trong nöôùc thaûi. Caùc vi sinh vaät söû duïng caùc chaát höõu cô vaø moät soá chaát khoaùng laøm nguoàn dinh döôõng vaø taïo naêng löôïng. Trong quaù trình dinh döôõng, chuùng nhaän caùc chaát dinh döôõng ñeå xaây döïng teá baøo, sinh tröôûng vaø sinh saûn neân sinh khoái cuûa chuùng ñöôïc taêng leân. Coâng trình xöû lyù sinh hoïc ñöôïc chia laøm 2 nhoùm: xöû lyù trong ñieàu kieän töï nhieân vaø xöû lyù trong ñieàu kieän nhaân taïo 4.1.4.1 Coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi trong ñieàu kieän töï nhieân. 1) Hoà sinh hoïc Hoà sinh hoïc hay coøn goïi laø oxy hoùa hoaëc hoà oån ñònh. Ñoù laø moät chuoãi goàm töø 3-5 hoà. Nöôùc thaûi chaûy qua heä thoáng hoà treân vôùi vaän toác khoâng kôùn. Caùc vi sinh vaät söû duïng oxy sinh ra trong quaù trình quang hôïp cuûa taûo vaø oxy ñöôïc haáp thuï töø khoâng khí ñeå phaân huûy caùc chaát höõu cô. Taûo söû duïng CO2, NH4+, photphat ñöôïc giaûi phoùng ra trong quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô ñeå thöïc hieän quaù trình quang hôïp. Ñeå hoà sinh hoïc laøm vieäc bình thöôøng caàn duy trì pH vaø nhieät ñoä ôû giaù trò toái öu. Trong ñieàu kieän töï nhieân, gioù vaø nhieät ñoä laø nhöõng yeáu toá quan troïng aûnh höôûng tôùi möùc ñoä khuaáy troän nöôùc trong hoà. Vì quaù trình quang hôïp chæ xaûy ra ôû ñoä saâu 150-300 mm döôùi beà maët thoaùng cuûa nöôùc, do ñoù neáu khoâng coù khuaáy troän phaàn lôùn nöôùc trong hoà naèm trong vuøng toái. Chieàu saâu toái thieåu cuûa nöôùc trong hoà laø 0,6 m ñeå phoøng ngöøa söï phaùt trieån cuûa caùc loaøi thöïc vaät coù reã. Chieàu saâu toái ña laø 1,5 m ñeå phoøng ngöøa vaán ñeà muøi do quaù trình yeám khí gaây ra. 2) Caùnh ñoàng töôùi vaø baõi loïc Caùnh ñoàng töôùi vaø baõi loïc laø nhöõng loâ ñaát ñöôïc san phaúng hoaëc doác khoâng ñaùng keå, ñöôïc ngaên caùch baèng nhöõng bôø ñaát. Nöôùc thaûi ñöôïc phaân phoái vaøo nhôø heä thoáng maïng löôùi töôùi. Maïng löôùi töôùi bao goàm: möông chính, möông phaân phoái, vaø heä thoáng maïng löôùi töôùi trong caùc oâ. Vieäc xöû lyù nöôùc thaûi döïa vaøo khaû naêng giöõ caùc caën nöôùc ôû treân maët ñaát, nöôùc thaám qua ñaát nhö ñi qua loïc, nhôø coù oxy trong caùc loã hoång vaø mao quaûn cuûa lôùp ñaát maët, caùc vi sinh vaät hieáu khí hoaït ñoäng phaân huûy caùc chaát höõu cô nhieãm baån. Caøng saâu xuoáng, löôïng oxy caøng ít vaø quaù trình oxy hoùa caùc chaát höõu coù nhieãm baån giaûm daàn. Cuoái cuøng ñeán ñoä saâu ôû ñoù chæ dieãn ra quaù trình khöû Nitrat. Quaù trình oxy hoùa nöôùc thaûi chæ xaûy ra ôû lôùp ñaát maët saâu tôùi 1,5m. Vì vaäy, caùc caùnh ñoàng töôùi vaø baõi loïc chæ ñöôïc xaây döïng ôû nhöõng nôi coù möïc nöôùc nguoàn thaáp hôn 1,5m so vôùi maët ñaát. 4.1.4.2 Coâng trình xöû lyù nhaân taïo. 1) Phöông phaùp xöû lyù hieáu khí Ñaây laø phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc söû duïng caùc vi sinh vaät kieáu khí sinh tröôûng ôû daïng lô löûng (beå Aeroten), hoaëc ôû daïng baùm dính (beå loïc sinh hoïc). a. Beå Aeroten. Ñaây laø beå chöùa hoãn hôïp nöôùc thaûi vaø buøn hoaït tính. Buøn hoaït tính coù daïng boâng maøu vaøng naâu deå laéng coù kích thöôùc töø 3-5 micromet. Nhöõng boâng naøy goàm nhöõng vi sinh vaät soáng vaø chaát raén (40%). Khí ñöôïc caáp lieân tuïc vaøo beå ñeå troän ñeàu vaø giöõ cho buøn ôû traïng thaùi lô löûng trong nöôùc thaûi vaø caáp ñuû oxy cho vi sinh vaät oxy hoùa caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. Caùc vi sinh vaät soáng duøng chaát neàn (BOD) vaø chaát dinh döôõng (N, P) laøm thöùc aên ñeå sinh tröôûng, taêng sinh khoái vaø keát thaønh boâng buøn. Soá löôïng buøn hoaït tính sinh ra trong thôøi gian löu laïi trong beå cuûa löôïng nöôùc thaûi khoâng ñuû laøm giaûm nhanh caùc chaát höõu cô do ñoù phaûi söû duïng laïi moät phaàn buøn ñaõ laéng xuoáng ñaùy ôû beå laéng ñôït 2 baèng caùch tuaàn hoaøn buøn veà beå Aeroten ñeå ñaûm baûo noàng ñoä vi sinh vaät trong beå. Phaàn buøn hoaït tính dö ñöôïc ñöa veà beå neùn buøn hoaëc caùc coâng trình xöû lyù buøn caën khaùc ñeå xöû lyù. b. Beå loïc sinh hoïc Trong beå loïc sinh hoïc vi sinh vaät sinh tröôûng coá ñònh treân lôùp maøng baùm treân lôùp vaät lieäu loïc. Thöôøng nöôùc thaûi ñöôïc töôùi töø treân xuoáng qua lôùp vaät lieäu loïc baèng ñaù hoaëc caùc vaät lieäu khaùc nhau, vì vaäy ngöôøi ta coøn goïi heä thoáng naøy laø beå loïc nhoû gioït. Khi nöôùc thaûi ñöôïc phun ñeàu leân lôùp ñeäm taïo ra lôùp maøng nhôùt goïi laø maøng sinh hoïc. Maøng sinh hoïc goàm caùc vi khuaån, naám vaø ñoäng vaät baäc thaáp ñöôïc naïp vaøo heä thoáng cuøng vôùi nöôùc thaûi. Maëc duø lôùp maøng naøy raát moûng song cuõng coù 2 lôùp: lôùp yeám ôû saùt beà maët ñeäm vaø lôùp hieáu khí ôû ngoaøi. Do ñoù quaù trình loïc sinh hoïc thöôøng ñöôïc xem nhö laø quaù trình hieáu khí nhöng thöïc chaát laø heä thoáng vi sinh vaät hieáu-yeám khí. Khi doøng nöôùc thaûi chaûy truøm leân lôùp maøng naøy, caùc chaát höõu cô ñöôïc vi sinh vaät chieát ra coøn saûn phaåm cuûa quaù trình trao ñoåi chaát (CO2) seõ ñöôïc thaûi ra qua maøng. Caùc vi sinh vaät söû duïng chaát höõu cô, phaàn ñeå sinh ra naêng löôïng caàn thieát cho söï soáng vaø hoaït ñoäng, moät phaàn ñeå xaây döïng teá baøo. Nhö vaäy moät phaàn caùc chaát baån höõu cô bò loaïi khoûi nöôùc thaûi, maët khaùc khoái löôïng maøng sinh hoïc treân lôùp vaät lieäu loïc ñoàng thôøi cuõng taêng leân. Khi ñoä daøy cuûa maøng taêng, caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi ñöôïc chuyeån hoùa tröôùc khi noù tieáp xuùc vôùi vi sinh vaät gaàn beà maët vaät lieäu. Keát quaû vi sinh vaät gaàn beà maët vaät lieäu phaûi hoâ haáp noäi baøo do khoâng coù nguoàn chaát dinh döôõng thích hôïp vaø do ñoù maát khaû naêng baùm dính. Sau ñoù maøng naøy bò röûa troâi, maøng môùi ñöôïc hình thaønh. 2) Phöông phaùp xöû lyù kî khí Ñaây laø phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc söû duïng caùc vi sinh vaät tuøy nghi vaø vi sinh vaät kî khí ñeå taùch caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. a.Beå UASB Ñaây laø beå sinh hoïc kî khí hoaït ñoäng theo nguyeân taéc nöôùc thaûi ñöôïc ñöa tröïc tieáp vaøo töø ñaùy beå vaø ñöôïc phaân phoái ñoàng ñeàu ôû ñoù, sau ñoù chaûy ngöôïc leân xuyeân qua lôùp buøn sinh hoïc vaø caùc chaát baån höõu cô ñöôïc tieâu thuï ôû ñoù. Nöôùc thaûi sau khi ñieàu chænh pH ñöôïc phaân phoái ñeàu töø döôùi beå leân, khi nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi caùc haït caën lô löûng trong beå seõ xaûy ra nhöõng phaûn öùng sinh hoùa vaø phaàn lôùn chaát höõu cô chuyeån thaønh khí. Khí thoaùt leân treân vaø caën laéng xuoáng. Nöôùc trong ñöôïc chuyeån leân treân vaø taäp trung vaøo maùng chuyeån ra ngoaøi. * Öu ñieåm cuûa beå - Sinh ra ít buøn vaø khoâng caàn thieát bò thoâng khí - Chi phí vaän haønh vaø baûo döôõng thaáp - Coù khaû naêng thu hoài naêng löôïng töø khí meâtan. * Nhöôïc ñieåm cuûa beå - Phaân huûy khoâng trieät ñeå chaát höõu cô trong nöôùc thaûi - Nhieät ñoä cao b. Beå loïc kî khí Beå loïc kî khí laø coät chöùa ñaày vaät lieäu trô laø giaù theå coá ñònh cho vi sinh vaät kî khí soáng baùm dính treân beà maët. Giaù theå coù theå laø ñaù, soûi, than, voøng nhöïa toång hôïp, taám nhöïa, voøng söù … Doøng nöôùc thaûi ñöôïc phaân boá ñeàu, ñi töø döôùi leân, tieáp xuùc vôùi maøng vi sinh baùm dính treân beà maët giaù theå. Maøng coù khaû naêng baùm dính toát do ñoù löôïng sinh khoái taêng leân trong beå ñöôïc löu giöõ trong thôøi gian daøi nhôø ñoù giaûm thôøi gian löu nöôùc ñoàng thôøi coù theå vaän haønh ôû taûi troïng raát cao. Tuy nhieân khi söû duïng coâng ngheä naøy cuõng gaëp moä._.