Xử lý nước thải khu công nghiệp Phú Tân

Xử lý nước thải khu công nghiệp Phú Tân

Thông tin dự án

Thành phần và nồng độ nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải khu công nghiệp.

Stt	Chỉ tiêu	Đơn vị	Giá trị thiết kế tối đa	QCVN 40:2011/BTNMT, Cột A, Kq= 0,9, Kf=1
1	Nhiệt độ	0C	40	40
2	pH	–	5.5 – 9	6.0 – 9.0
3	Độ màu, tại pH = 7	Pt-Co	150	50
4	BOD5 (200C)	mg/L	150	27
5	COD	mg/L	250	67.5
6	Chất rắn lơ lửng	mg/L	200	45
7	Asen	mg/L	0.1	0.045
8	Thủy ngân	mg/L	0.01	0.0045
9	Chì	mg/L	0.5	0.009
10	Cadimi	mg/L	0.1	0.045
11	Crom (VI)	mg/L	0.1	0.045
12	Crom (III)	mg/L	1.0	0.18
13	Đồng	mg/L	2.0	1.8
14	Kẽm	mg/L	3.0	2.7
15	Niken	mg/L	0.5	0.18
16	Mangan	mg/L	1.0	0.45
17	Sắt	mg/L	5.0	0.9
18	Tổng xianua	mg/L	0.1	0.063
19	Tổng phenol	mg/L	0.5	0.09
20	Tổng dầu mỡ khoáng	mg/L	10	4.5
21	Sunfua	mg/L	0.5	0.18
22	Fluoride Florua	mg/L	10	4.5
23	Amoni (tính theo N)	mg/L	10	4.5
24	Tổng nitơ	mg/L	40	18
25	Tổng photpho	mg/L	6.0	3.6
26	Clorua	mg/L	500	450
27	Clo dư	mg/L	2.0	0.9
28	Tổng hóa chất bảo vệ thực vật clo hữu cơ	mg/L	0.1	0.045
29	Tổng hóa chất bảo vệ thực vật phốt pho hữu cơ	mg/L	1.0	0.27
30	Tổng PCBs	mg/L	0.01	0.0027
31	Tổng Coliform	MPN /100 mL	5,000	3,000
32	Tổng hoạt độ phóng xạ α	Bq/L	0.1	0.1
33	Tổng hoạt độ phóng xạ β	Bq/L	1.0	1.0

Nguồn: Giấy phép môi trường khu công nghiệp Phú Tân

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu công nghiệp

Thuyết minh công nghệ xử lý nước thải khu công nghiệp

Mương dẫn

Mương dẫn có vai trò dẫn toàn bộ nước thải phát sinh về Hố thu gom. Tại Mương dẫn có lắp đặt Thiết bị lược rác thô, mục đích loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: rác, nilong, chai lọ… để hạn chế tối đa ảnh hưởng đến các thiết bị cơ khí cũng như hoạt động của các công trình đơn vị phía sau

Hố thu gom

Hố thu gom là nơi tập trung nước thải từ các nhà máy thứ cấp trong một khoảng thời gian vừa đủ, sau đó được bơm chìm bơm lên Thiết bị lược rác tinh. Hố thu gom không có chức năng xử lý các thành phần ô nhiễm trong nước thải nhưng đóng một vai trò quan trọng trong việc thu gom và phân phối nước thải đến các công trình xử lý phía sau. Nước thải từ Hố thu gom được bơm lên Thiết bị lược rác tinh.

Trong trường hợp nước thải đầu vào vượt thông số thiết kế như: COD > 250 mg/L, Tổng Nitơ > 40 mg/L, Độ màu > 150 Pt -Co… thì nước thải sẽ từ hố thu bơm về hồ sự cố.

Thiết bị lược rác tinh

Thiết bị lược rác tinh được chế tạo bằng vật liệu inox với kích thước khe nhỏ (≤ 2 mm) sẽ giữ lại các chất thải rắn có kích thước nhỏ, giúp giảm bớt hàm lượng rác, chất hữu cơ trong nước thải và hạn chế tối đa ảnh hưởng đến các thiết bị cơ khí cũng như hoạt động của các công trình đơn vị phía sau. Nước thải sau khi qua Thiết bị lược rác tinh tự chảy xuống Bể điều hòa. Phần rác thải tách ra được thu gom và xử lý đúng quy định.

Bể điều hòa

Bể điều hòa có vai trò điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải (pH, Độ màu, COD, TSS, Amoni…) trước khi đưa vào các công trình xử lý phía sau. Đặc biệt, trong công trình xử lý sinh học, vi sinh cần thích nghi với nước thải trong điều kiện ổn định, tránh tình trạng vi sinh bị sốc tải.

Bên cạnh đó, Bể điều hòa giúp cho quá trình sử dụng hóa chất và hoạt động của các thiết bị: bơm, máy thổi khí… được ổn định. Tại Bể điều hòa có lắp đặt hệ thống sục khí nhằm xáo trộn đều nước thải, đồng thời phân hủy được một phần chất hữu cơ trong nước thải.

Dựa trên các thông số đo đạc được hệ thống sẽ được lập trình và vận hành tự động theo 2 trường hợp sau:

✓ Trường hợp 1: Nước thải từ Bể điều hòa được bơm trực tiếp lên Bể đệm, sau đó đi vào cụm xử lý sinh học (không qua xử lý hóa lý);

✓ Trường hợp 2: Nước thải từ Bể điều hòa được bơm lên cụm xử lý hóa lý, sau đó qua cụm xử lý sinh học

Chỉ tiêu kiểm soát chiến lược vận hành tại bể điều hòa

Chỉ tiêu	Đơn vị	Trường hợp 1	Trường hợp 2
TSS	mg/L	≤ 150	> 150

Bể đệm

Tại đây Hóa chất điều chỉnh pH được bơm định lượng châm vào để duy trì pH trong khoảng 6,5 – 8,5 trước khi vào Bể Anoxic. Ngoài ra, Cơ chất cũng được bổ sung nhằm đảm bảo đủ dưỡng chất cho quá trình xử lý sinh học (khi cần thiết) Do pH luôn duy trì khoảng 6,5 – 8,5 nên NH3 trong nước thải sẽ chuyển hóa hơn 80% dưới dạng NH4+ .

Mối liên hệ giữa NH3 và NH4+

Bể sinh học thiếu khí Anoxic

Bể Anoxic có vai trò khử nitrat (NO3-) thành nitơ tự do với sự tham gia của vi sinh vật dị dưỡng tùy nghi. Lượng nitrat này hình thành từ sự chuyển hóa amoni và nitơ hữu cơ tại Bể Aerotank phía sau.

Một số thông số quan trọng ảnh hưởng tới hiệu quả khử nitơ:

+ Thời gian lưu nước (HRT);

+ Nồng độ vi sinh (MLVSS);

+ Tốc độ tuần hoàn nước từ Bể Aerotank;

+ Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học;

+ pH;

+ Nhiệt độ;

+ Oxy hòa tan (DO).

Quá trình khử nitrat:

Bể Anoxic được khuấy trộn bằng máy khuấy chìm (mixer) nhằm giữ bùn ở trạng thái lơ lửng và tạo điều kiện tiếp xúc giữa nguồn thức ăn và vi sinh. Hoàn toàn không được cung cấp oxy cho bể này vì oxy có thể gây ức chế cho quá trình khử nitrat. Nước thải sau khi khử nitrat ở Bể Anoxic tiếp tục tự chảy qua Bể Aerotank

Cơ sở tính toán hiệu quả của quá trình Oxy hóa NH4+-NO3-

+ Lưu lượng nước thải : Q = 1,000 CMD – m3/ngày.đêm

+ Lưu lượng trung bình giờ : Qh = 41.7 CMH – m3/giờ

+ Nồng độ tổng nitơ đầu vào : TNvào = 40 mg/L

+ Nồng độ tổng nitơ đầu ra : TNra = 20 mg/L

+ Nồng độ COD đầu vào : CODin = 250 mg/L

+ Nồng độ COD đầu ra Bể Aerotank: CODout = 74 mg/L

+ Nồng độ bùn sinh học : MLVSS = 2,500 mg/L

+ Tỷ số tuần hoàn bùn : R = 0.7

+ Thời gian lưu bùn : SRT = 40 day

+ Hệ số tăng sinh khối : Y = 0.5 mgVSS/mgCOD

+ Hệ số phân hủy nội bào : kd = 0.06/day

+ Nhiệt độ nước thải thấp nhất: t = 200C –

Hệ số tăng sinh khối theo quan sát:

Yobs = Y/[(1 + kd × SRT)] = 0.5/[(1 + 0.06 × 40)] = 0.147 mgVSS/mgCOD

– Khối lượng bùn sinh học tạo ra mỗi ngày:

PX = [Yobs × (CODvào – CODra) × Q]/1,000 = [0.147 × (250 – 74) × 1,000]/1,000 = 25.9 kgVS/CMD

– Quy đổi bùn sinh học về TSS

PX(TSS) = PX(VSS) / 0.85 = 25.9/0.85 = 30.48 kgTSS/CMD .

– Tổng nitơ cấu tạo vào tế bào vi sinh:

TNtế bào = (PX × 0.124 × 1,000) /Q = (25.9 × 0.124 × 1,000)/ 1,000 = 3.2 mg/L

– Tốc độ khử nitrat:

Tốc độ khử nitrat (ρDN): 0.03 – 0,12 (mgNO3–N/mgMLVSS.d) khi vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ chứa cacbon sẵn có trong nước thải.

Chọn ρDN = 0.045 mg NO3–N /mgMLVSS.d

– Thể tích bể Anoxic cần thiết:

V = [Q × (TNvào – TNtế bào – TNra)] / (ρDN × MLVSS) = [1,000 × (40 – 3.2 – 20)]/(0.042 × 2,500) = 161 m3

– Thời gian lưu nước cần thiết:

HRT = V/Qh = (161/41,7) = 3,9 giờ

+ Kích thước (L×W×H) :5.3 m × 8.0 m × 4.5 m

+ Chiều cao hiệu dụng (Hhd) : 3.9 m

+ Thể tích hiệu dụng (Vhd) : 165.3 m3

+ Số lượng : 01 tanks

+ Thời gian lưu (HRT) : 3,9 giờ (thỏa).

– Nồng độ COD sau bể Anoxic:

COD = CODvào – [(TNvào – TNra) × 3,92] = 250 – [(40 – 18) × 3,92] = 171,6 mg/L

– Tỷ số tuần hoàn nội (tuần hoàn khử nitrat):

IR = (TNvào – TNtế bào)/TNra – R – 1 = (40 – 3.3)/18 – 0.7 -1 = 0.3 => Chọn IR = 1,0

Bể sinh học hiếu khí Aerotank

Vai trò của Bể sinh học hiếu khí Aerotank: Giảm nồng độ các chất hữu cơ thông qua hoạt động của vi sinh vật dị dưỡng hiếu khí; Thực hiện quá trình nitrat hóa nhằm tạo ra lượng nitrat cho Bể Anoxic phía trước thông qua nhóm vi sinh vật tự dưỡng Nitrosomonas và Nitrobacter.

Hỗn hợp nước thải và bùn sinh học từ cuối Bể Aerotank được bơm tuần hoàn về Bể Anoxic để thực hiện quá trình khử nitrat. Tỷ lệ tuần hoàn (IR) được tính toán dựa trên nồng độ nitrat đầu vào và yêu cầu nồng độ đầu ra, tỷ lệ này thường được chọn từ 0,1 – 2 .

Bể lắng sinh học

Tại đây, xảy ra quá trình tách bông bùn vi sinh ra khỏi nước thải dưới tác dụng của lắng trọng lực. Phần bùn sau lắng được bơm tuần hoàn về Bể Anoxic, một phần được bơm vào Bể nén bùn để xả bùn dư. Nước thải sau lắng (nước trong) tự chảy sang Bể trung gian.

Bể trung gian

Bể trung gian là nơi lưu trữ nước thải tạm thời, nước thải sau Bể trung gian được bơm theo 02 trường hợp sau:

✓ Trường hợp 1: Nước thải từ Bể trung gian tự chảy qua Bể khử trùng để tiếp tục công đoạn khử trùng nước thải (không cần xử lý hóa lý).

✓ Trường hợp 2: Nước thải từ Bể trung gian được bơm qua Bể phản ứng để tiếp tục công đoạn xử lý hóa lý

Các chỉ tiêu kiểm soát chiến lược vận hành tại Bể trung gian

Chỉ tiêu	Đơn vị	Trường hợp 1 (COD và độ màu thấp)	Trường hợp 2 (COD hoặc độ màu cao)
COD	mg/L	≤ 75	> 75
Độ màu	Pt – Co	≤ 50	> 50

Bể trung hòa

Tại Bể trung hòa, nước thải được châm Hóa chất điều chỉnh pH (H2SO4 hoặc Na2CO3) bằng bơm định lượng để điều chỉnh pH nước thải về ngưỡng 7,0 – 8,5 tạo điều kiện tối ưu cho quá trình phản ứng hóa lý diễn ra hiệu quả trong trường hợp vận hành bình thường hoặc điều chỉnh pH về ngưỡng 10 – 12 để kết tủa kim loại nặng trong trường hợp nước thải đầu vào có tính oxy hóa và khử (chủ yếu là thành phần kim loại nặng).

Đồng thời Hóa chất phá màu được châm vào để xử lý độ màu trong nước. Nước thải sau Bể trung hòa được dẫn qua Bể keo tụ

Bể keo tụ

Tại Bể bể keo tụ, nước thải được châm Hóa chất keo tụ (PAC) để thực hiện quá trình keo tụ các hạt keo, cặn lơ lửng. Hóa chất keo tụ (PAC) có vai trò giúp nén điện tích của các hạt keo có trong nước thải. Các hạt keo sau khi đã được nén điện tích sẽ có xu hướng liên kết với nhau tạo nên kích thước và khối lượng lớn hơn.

Quá trình keo tụ loại bỏ được phần lớn TSS, độ màu, COD và một phần nitơ hữu cơ có trong nước thải. Nhờ sự hỗ trợ của motor khuấy giúp cho các phản ứng được diễn ra thuận lợi trong thời gian rất nhanh và đây cũng là một yếu tố quyết định đến hiệu quả của quá trình xử lý. Nước thải sau Bể keo tụ được dẫn qua Bể tạo bông

Bể tạo bông

Để tạo điều kiện cho quá trình tạo bông cặn được diễn ra nhanh và hiệu quả hơn, tại Bể tạo bông, Hóa chất trợ keo tụ (Polymer Anion) được châm vào để liên kết các bông cặn nhỏ được tạo ra từ quá trình keo tụ thành bông cặn to, lắng nhanh.

Ngược với quá trình keo tụ, quá trình tạo bông hiệu quả hơn với thời gian phản ứng lâu hơn và tốc độ khuấy của motor chậm hơn, nếu motor khuấy quá nhanh sẽ làm vỡ các bông cặn vừa được hình thành. Nước thải từ Bể tạo bông được dẫn qua Bể lắng hóa lý.

Nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT

Quý khách hàng cần tư vấn thiết kế hệ thống xử lý nước thải, vui lòng liên hệ với Môi Trường Green Star để được tư vấn miễn phí.