Cải tạo hệ thống xử lý nước thải 20m3/ngày

• Facebook
• LinkedIn
• YouTube

---

Trong bài trước, nếu như trong bài trước ARES và các bạn đã cùng bàn luận về vấn đề cải tạo hệ thống xử lý nước thì ở bài viết này, ARES sẽ cung cấp cho bạn đọc một góc nhìn chi tiết hơn về cải tạo hệ thống xử lý nước thải thông qua một dự án thực tế ARES đã tư vấn với công suất xử lý thực tế 20 m³/ngày.

Mục đích cải tạo hệ thống xử lý nước thải

• Đảm bảo hệ thống xử lý nước thải hoạt động ổn định sau cải tạo.
• Nước thải đầu ra đạt cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT ở công suất 20m³/ngày đêm.

Hiện trạng khảo sát hệ thống xử lý nước thải

• Hiện tại, công nghệ hiện hữu đang áp dụng công nghệ hóa lý kết hợp với công nghệ hiếu khí bùn hoạt tính.
• Tuy nhiê,n công nghệ có một điểm bất cập là chưa xử lý được lượng Nitrat (NO₃^–) sinh ra bên trong hệ thống. Vi sinh vật chuyển hóa Nitrat trong hệ thống cần phải có điều kiện thiếu oxy mới có khả năng chuyển hóa hoàn toàn lượng Nitrat.

Đánh giá chất lượng nước sau xử lý

STT	Thông số	Đơn vị	Kết quả nước sau xử lý	QCVN 40:2011/BTNMT Cột B
1	BOD5	mg/l	83.5	50
2	COD	mg/l	186	150
3	Amoni	mg/l	25	10
4	Tổng Nito	mg/l	60	40
5	Tổng Phốt pho	mg/l	5.2	6

• Từ kết quả mẫu trên cho thấy nước thải sau xử lý không đạt cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT (quy chuẩn nước thải công nghiệp).
• Các chỉ tiêu phân tích cơ bản đều không đạt (ngoại trừ chỉ tiêu Tổng Phốt pho).

Hình ảnh chất lượng nước thải trước cải tạo

Phương án công nghệ cải tạo hệ thống xử lý nước thải

Phương án cải tạo công nghệ xử lý

Công nghệ cải tạo được đề xuất theo công nghệ AO + MBBR:

• Bổ sung thêm công đoạn xử lý thiếu khí (Anoxic) để tăng cường quá trình khử Nitrat và một phần lượng Phốt pho trong hệ thống.
• Chuyển đổi bể hiếu khí hiện hữu thành bể MBBR để tăng quá trình tiếp xúc giữa vi sinh vật hiếu khí và các hợp chất hữu cơ. Từ đó giúp tăng hiệu suất xử lý BOD và Amoni bên trong hệ thống.
• Chuyển đổi bể lắng hiện trạng thành bể lắng Lamen để tăng quá trình tách lắng, đảm bảo hạn chế lượng chất rắn lơ lững (TSS) trôi ra khỏi bể lắng.

Thuyết minh công nghệ

• Bể thu gom + điều hòa (giữ lại hiện trạng)

Bể thu gom + điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào trạm xử lý. Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự dao động của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình tiếp theo, giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình tiếp theo. Tại đây, khí được cấp vào bể và xáo trộn liên tục tránh hiện tượng phân hủy kỵ khí. Các lợi ích của việc điều hòa lưu lượng là:

Quá trình xử lý sinh học được nâng cao do không bị hoặc giảm đến mức thấp nhất “shock” tải trọng, các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý có thể được pha loãng, pH có thể được trung hòa và ổn định → giảm mùi và nồng độ ô nhiễm.

Chất lượng nước thải sau xử lý được cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Bơm được lắp đặt trong bể điều hòa để đưa nước lên các công trình.

• Cụm keo tụ + tạo bông (giữ lại hiện trạng)

Nước thải sau khi qua bể điều hòa sẽ được dẫn đến bể phản ứng để thực hiện quá trình kết dính và hình thành những bông cặn có kích thước lớn. Tại đây, hóa chất NaOH được châm vào để ổn định pH trong bể phản ứng dao động từ 6,5 – 7,5 tạo điều kiện thích hợp để phản ứng keo tụ tạo bông. Tiếp theo PAC, PAM lần lượt được bổ sung vào để liên kết các hạt cặn trong nước, giúp cho quá trình lắng các bông bùn được diễn ra nhanh hơn.

• Bể lắng hóa lý (giữ lại hiện trạng)

Bể lắng hóa lý được sử dụng để loại bỏ lượng bùn và chất lơ lửng sinh ra từ quá trình keo tụ tạo bông. Lượng bùn này sẽ được bơm bùn chuyển về bể chứa bùn. Lượng nước trong sẽ dẫn vào bể Anoxic để xử lý cho các công đoạn tiếp theo.

• Bể Anoxic (hạng mục bổ sung)

Nước thải sau khi qua bể lắng hóa lý sẽ được dẫn đến bể Anoxic. Trong bể Anoxic, NO₃^– trong nước thải sinh ra từ quá trình oxy hóa amoni trong bể hiếu khí, được bơm tuần hoàn về bể Anoxic, cùng với bùn hoạt tính và nước thải nạp vào với điều kiện thiếu oxy, quá trình khử NO₃^– thành N₂ tự do được diễn ra. Hàm lượng nitơ tổng trong nước thải giảm xuống mức cho phép. Quá trình chuyển hóa Nito hữu cơ trong nước thải dưới dạng amoni thành nito tự do được diễn ra theo 2 bước liên quan đến 2 loại VSV tự dưỡng Nitrosomonas và Nitrobacter:

Quá trình Nitrification:

NH₄ + + 1.5 O₂ → NO₂ – + 2H+ + H₂

Quá trình Denitrication:

NH₄ + + NO₂ – → NO₃ – + N₂

Trong bể Anoxic được lắp đặt máy khuấy chìm nhằm tạo ra môi trường thiếu khí có các VSV sinh trưởng và phát triển.

• Bể MBBR (hạng mục cải tạo)

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là công nghệ xử lý nhân tạo, hoạt động trên cơ chế dùng giá thể để vi sinh bám vào, sinh trưởng và phát triển. Phương pháp xử lý này là sự kết hợp giữa phương pháp lọc hiếu khí và Aerobic. Công nghệ MBBR là công nghệ mới, được các chuyên gia trong nước, nước ngoài nghiên cứu và ứng dụng vào công nghệ xử lý nước thải vì hiệu quả xử lý cao và tiết kiệm được diện tích.

Oxy (không khí) được cấp vào bể bằng các máy thổi khí (airblower) và hệ thống phân phối khí. Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích: (1) cung cấp oxy cho VSV hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ và ammonia thành nitrat NO^3-, (2) xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiện để VSV tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý, (3) giải phóng các khí ức chế quá trình sống của VSV.

– Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ theo phương trình cơ bản sau:

C_xH_yO_z + O₂→ CO₂+ H₂O + H

– Quá trình tổng hợp tế bào mới theo phương trình cơ bản sau:

C_xH_yO_z +NH₃ +O_­2→Tếbàomới+CO₂+ H₂O+C₅H₇NO₂ ± H

– Quá trình phân hủy nội bào theo phương trình cơ bảnsau:

C₅H₇NO₂+ 5O₂→ 5CO₂+ 2 H₂O + NH₃± H

Đồng thời, trong quá trình phân hủy hiếu khí, các VSV thực hiện các quá trình chuyển hóa Nito theo các bước sau:

– Chuyển hóa Amoni thành Nitrite dưới tác dụng của vi khuẩn Nitrosomonas:

Amoni +1,5O₂ → Nitrite+H₂O+giảmđộkiềm

– Chuyển hóa Nitrite thành Nitrate dưới tác dụng của vi khuẩn Nitrobacter:

Nitrite + 0,5 O₂ → Nitrate.

– Quá trình nitrate hóa được mô tả bằng phương trình phản ứng sau:

Nitơ Ammoniac + 2O₂→  Nitrate + H₂O + giảm độkiềm

Phần lớn thành phần chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (BOD) được loại bỏ trong các quá trình này.

• Bể lắng Lamen (hạng mục cải tạo)

Bể lắng Lamen được dùng để loại bỏ các chất rắn ở dạng huyền phù và lơ lửng; đồng thời, khử mùi hôi của nước thải nhằm nâng cao hiệu suất lắng các chất cặn trong nước thải, lượng bùn phát sinh và các chất lơ lửng cũng được lắng ở bể lắng. Một phần bùn sẽ được tuần hoàn về bể Anoxic và MBBR nhằm duy trì lượng VSV có trong bể, phần còn lại sẽ cùng với lượng bùn sinh ra từ bể lắng chuyển vào bể chứa bùn.

• Thiết bị lọc áp lực (giữ lại hiện trạng)

Nước thải sau khi qua bể lắng sinh học sẽ được dẫn vào bể chứa. Tại đây nước sẽ được bơm lên cột lọc áp lực để xử lý triệt để. Các chất rắn không tan và tan đều được giữ lại khi nước đi qua các lớp vật liệu lọc. Nước trở nên sạch hơn sau khi qua hệ thống.

Sau mỗi chu kỳ lọc, cặn dính bám trên bề mặt lớp vật liệu lọc ở những lớp trên cùng chúng được lấy ra bằng phương pháp rửa ngược, cặn bẩn sẽ được xới tung lên và các hạt vật liệu lọc va chạm, ma sát vào nhau sẽ tự làm sạch bề mặt của chúng, nước nhiễm bẩn được tháo ra khỏi bồn bằng đường thải riêng biệt.

Trên đường ống thoát nước bồn lọc, hóa chất Chlorine sẽ được châm vào để khử trùng nước thải, Hiệu quả khử trùng đạt 95% với Coliforms và 100% với các vi trùng gây bệnh khác. Bản chất tác dụng khử trùng của hóa chất khủ trùng là sự oxy hóa, phá huỷ màng tế bào của VSV do đó chúng bị tiêu diệt.

• Bể chứa bùn (giữ lại hiện trạng)

Lượng bùn sinh ra ở bể lắng hóa lý, bể lắng sinh học được đưa về bể chứa bùn. Tại đây Chủ đầu tư có thể thuê đơn vị chuyên môn đến hút bùn định kỳ để vận chuyển đến nơi xử lý.

Ưu điểm công nghệ

• ARES đã tính toán và đề xuất cải tạo công nghệ của hệ thống xử lý nước thải dựa trên hiện trạng có sẵng của hệ thống xử lý hiện tại, không cần xây dựng bổ sung thêm bể xử lý.
• Cải tạo hệ thống xử lý theo công nghệ AO + MBBR giúp tăng hiệu quả xử lý so với công nghệ cũ, đồng thời đảm bảo công tác vận hành đơn giản, ít tốn kém chi phí.
• Hệ vi sinh ổn định: Các giá thể vi sinh tạo cho màng sinh học một môi trường bảo vệ, do đó hệ vi sinh vật xử lý dể phục hồi; có thể bổ sung giá thể sinh học tương ứng với tải lượng ô nhiễm và lưu lượng nước thải;
• Mật độ vi sinh cao: so với các bể thổi khí thông thường, mật độ vi sinh trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn, do đó thể tích bể xử lý nhỏ hơn và hiệu quả xử lý chất hữu cơ cao hơn;
• Tủ điện điều khiển được thiết kế tự động đảm bảo hiệu suất xử lý của hệ thống và tuổi thọ của thiết bị;
• Nước thải sau xử lý đạt cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT.
• Hệ thống hoạt động ổn định ở công suất 20m³/ngày.đêm.
• Công nghệ phù hợp với điều kiện vận hành của Doanh nghiệp.

Chi phí vận hành và thời gian thực hiện

– Chi phí điện năng tiêu thụ khoảng 110.000 – 130.000 VNĐ/ngày.

– Chi phí hóa chất vận hành khoảng 25.000 – 30.000 VNĐ/ngày.

– Thời gian thi công bảo dưỡng thiết bị và cải tạo hệ thống xử lý nước thải là khoảng 30 – 40 ngày.

---