Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty tnhh dệt jo mu (Việt Nam)

bậc hai dòng thải cần phải điều chỉnh pH thích hợp. Nước thải được xem là trung hòa nếu pH = 6.5-8.5. Trung hòa nước thải được thực hiện bằng cách khác: với những nhà máy có nguồn thải có độ axit và độ kiềm khác nhau, trộn dòng thải có tính kiềm và tính axit. Quá trình trên được thực hiện ở bể trung hòa, trộn nước thải được thực hiện gián đoạn hay liên tục. Thực hiện trong một ngăn hay nhiều ngăn liên tiếp có khuấy trộn. Tuy nhiên để áp dụng thành công phương pháp này phải có những nghiên cứu chi tiết về chế độ xả của các loại nước thải, lưu lượng xả và thành phần của chúng. Đồng thời phải có sự tính toán điều hòa dòng thải để phản ứng trung hòa các dòng thải diễn ra một cách thuận lợi, sau khi trộn lẫn hai dòng thải có pH khác nhau mà độ pH dòng thải sau khi trộn chưa phù hợp thì phải cho các hóa chất vào. Hóa chất sử dụng: H2SO4, HCl, H2CO3, HNO3, CO2, 4.2.1.3. Phương pháp keo tụ a. Phương pháp keo tụ hóa học: đây là phương pháp thông dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm. Trong phương pháp này người ta dùng loại phèn nhôm như: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O, trong đó Al2(SO4)3 được dùng rộng rãi nhất vì chi phí thấp và hoạt động có hiệu quả ở pH = 5-7.5. Hoặc phèn sắt như: Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O, FeCl3 cùng với hydroxit canxi Ca(OH)2 hoặc hỗn hợp các loại phèn này với hydroxit canxi Ca(OH)2 với mục đích khử màu và khử một phần COD. Sunfat sắt II hiệu quả tối ưu ở pH = 10, có thể dùng Ca(OH)2 để điều chỉnh pH, để xử lý nước thải thì lượng FeSO4 cần dùng là 50-100 (g/l m3). Còn khi dùng sunfat nhôm Al2(SO4)3 thì khống chế môi trường có tính axit yếu ở pH = 5-6. Về nguyên lý khi sử dụng phèn nhôm hay phèn sắt sẽ tạo thành các bông Hydroxit nhôm hay Hydroxit sắt III. Các chất màu và các chất khó phân hủy sinh học bị hấp phụ vào các bông cặn này và lắng xuống tạo thành bùn của quá trình keo tụ. Quá trình keo tụ trong nước thải được minh họa như sau: Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 (1) Khi sử dụng hỗn hợp muối Al2(SO4)3 và NaAlO2 có tác dụng tăng hiệu quả quá trình làm trong nước, tăng khối lượng và tốc độ lắng của các bông keo tụ. Al2(SO4)3 + 6 NaAlO2 + 12H2O 8Al(OH)3 + 3Na2SO4 (2) FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3HCl (3) Fe2(SO4)3 + 6H2O 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 (4) Trong điều kiện kiềm hóa xảy ra các phản ứng sau: 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 2Fe(OH)3 + 3CaCl2 (5) Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 (6) Phương pháp này được dùng để khử màu và hiệu suất khử màu cao đối với thuốc nhuộm phân tán. Để tăng hiệu suất của quá trình tạo bông cặn người ta thường bổ sung chất trợ tạo bông có nguồn gốc tổng hợp như polyacrylamit (CH2CHCONH2)n và các chất trợ đông tụ có nguồn gốc thiên nhiên như tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete, xenlulo,...Ở nồng độ quá cao ức chế hình thành bông kết tủa vì chúng mang điện. Thông thường liều lượng chất trợ keo tụ cho vào nước thải khoảng 1-5 mg/l. Phương pháp này sinh ra lượng bùn lớn từ 0.5 đến 2.5 kgTS/1 m3 nước thải xử lý. Bùn này cần được tách nước và chôn lấp đặc biệt. Ngoài khử màu, phương pháp này còn làm giảm COD đáng kể khoảng 60% đến 70%. b. Phương pháp keo tụ điện hóa: Bên cạnh phương pháp keo tụ hóa học, phương pháp keo tụ điện hóa được ứng dụng để khử màu ở quy mô công nghiệp. Nguyên lý của phương pháp này trong thiết bị keo tụ có các điện cực, giữa các điện cực có dòng điện một chiều để làm tăng quá trình kết bám tạo các bông cặn dễ lắng. Một số nghiên cứu đã chỉ ra điều kiện làm vệc tối ưu của hệ thống này như sau: cường độ dòng điện là 1800 (mA), hiệu điện thế = 8 (V) và pH = 5.5 -6.5. Đối với phương pháp này người ta thường sử dụng kết hợp cả phèn nhôm và phèn sắt để khử màu của thuốc nhuộm hoàn nguyên, hoạt tính, phân tán. 4.2.1.4. Phương pháp hấp phụ Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân hủy bằng phương pháp sinh học và có thường độc tính cao. Phương pháp này được sử dụng để khử màu nước thải chứa thuốc nhuộm hòa tan và thuốc nhuộm hoạt tính. Cơ sở của quá trình là hấp phụ chất tan trong nước thải lên bề mặt vật liệu hấp phụ. Sau khi lớp vật liệu hấp phụ bão hòa tức là xuất hiện chất bẩn trong nước lọc thì tiến hành hoàn nguyên vật liệu hấp phụ. Trong trường hợp tổng quát quá trình hấp phụ bao gồm 3 giai đoạn: - Di chuyển chất cần hấp phụ từ nước thải tới bề mặt hạt hấp phụ (vùng khuyếch tán ngoài) - Thực hiện quá trình hấp phụ - Di chuyển chất bên trong hạt hấp phụ (vùng khuyếch tán trong). Giai đoạn quyết định vận tốc của quá trình hấp phụ có thể là giai đoạn khuyếch tán ngoài hay giai đoạn khuyếch tán trong. Trong một số trường hợp, quá trình hấp phụ được hạn định bởi cả hai giai đoạn này. Trong vùng khuyếch tán ngoài, tốc độ chuyển khối phụ thuộc vào vận tốc dòng chất lỏng. Trong vùng khuyếch tán trong, cường độ chuyển khối phụ thuộc vào loại, kích thước, mao quản của chất hấp phụ, hệ số dẫn khối. Các chất hấp phụ thường là than hoạt tính, than nâu, magiê, cacbonat, các chất hấp phụ bằng khoáng cất như đất sét, silicagen, keo nhômtrong đó than hoạt tính là chất hấp phụ thông dụng nhất, có bề mặt riêng lớn khoảng 400-1500 m2/g. Nhu cầu lượng than hoạt tính để xử lý nước thải có màu rất khác nhau. Cần phải kiểm tra lượng sử dụng sao cho kinh tế nhất. Trong đó phải tính đến sự tổn thất cho quá trình hoạt hóa nhiệt cho than từ 5%-10%. Chẳng hạn khi thí nghiệm nhu cầu của than là 0.5kg/m3. Như vậy phải tính thêm sự tổn thất là 0.025-0.5 (kg/m3) nước thải. 4.2.1.5. Phương pháp ôxy hóa Do cấu trúc hóa học của thuốc nhuộm bền. Nên trong khử màu của nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp ôxy hóa phải dùng các chất ôxy hóa mạnh. Có nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi sử dụng O3 hoặc không khí có chứa hàm lượng ozon nhất định có khả năng khử màu rất tốt đặc biệt đối với nước thải có chứa thuốc nhuộm hoạt tính “Để khử màu của một gram thuốc nhuộm hoạt tính cần 0.5 gram O3/m3 nước thải”. Trong xử lý nước thải bằng ozon, các hợp chất hữu cơ bị phân hủy và nước thải được khử trùng, các vi khuẩn sẽ chết nhanh hơn vài nghìn lần so với xử lý nước bằng Clo. Độ hòa tan của ozon trong nước phụ thuộc vào pH và hàm lượng của chất hòa tan trong nước. Nước thải chứa hàm lượng axit và muối trung tính cao sẽ làm tăng sự hòa tan của ozon và sự có mặt của kiềm sẽ làm giảm sự hòa tan của ozon. Tác động của ozon trong quá trình ôxy hoá diễn ra theo ba hướng: - Ôxy hóa trực tiếp với sự tham gia của một ôxy nguyên tử. - Kết hợp toàn bộ phân tử ozon với chất ôxy hóa tạo thành ozonua. - Tăng cường xúc tác của tác động ôxy hóa của ôxy trong không khí bị ozon hóa, ozon có thể ôxy hóa cả các chất vô cơ và hữu cơ tan trong nước thải dệt nhuộm. 4.2.1.6. Phương pháp màng Phương pháp này dùng để xử lý nước thải dệt nhuộm với mục đích thu hồi hóa chất sử dụng lại, ví dụ: thu hồi tinh bột PVA (polyvinylalcol), thuốc nhuộm indigobằng siêu lọc hoặc kết hợp giữa thẩm thấu ngược và màng bán thấm. Động lực của quá trình lọc màng là sự chênh lệch áp suất giữa hai phía của màng. Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau. Cơ chế hoạt động của các quá trình trong phương pháp màng như sau: + Thẩm thấu ngược Thẩm thấu ngược là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thấm dưới áp suất cao hơn áp suất thẩm thấu. Cơ chế của quá trình như sau: nếu chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ bằng hay lớn hơn một nửa đường kính mao quản của màng thì dưới tác dụng của áp suất chỉ có nước sạch đi qua, mặc dù kích thước của nhiều ion nhỏ hơn kích thứơc phân tử nước. Lớp màng hydrat của ion này cản trở chúng không cho chúng đi qua mao quản của màng. Kích thước lớp màng ion hydrat khác nhau sẽ khác nhau. Nếu chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ bằng hay nhỏ hơn một nửa đường kính mao quản của màng thì các chất hòa tan sẽ chui qua màng cùng với nước thải. + Siêu lọc Siêu lọc và thẩm thấu ngược đều phụ thuộc vào áp suất. Cơ chế của các quá trình như siêu lọc, thẩm thấu ngược, vi lọc, đều giống nhau. Một số điểm khác nhau của các phương pháp trên là khác nhau về sự chênh lệch áp suất. Chẳng hạn như đối với vi lọc là 1-4 bar, đối với siêu lọc là 2-10 bar. Màng bán thấm là 2-10 bar , thẩm thấu ngược là 10-80 bar có khi lên đến 160 bar. Ngoài ra kết cấu màng trong các loại cũng khác nhau, đối với vi lọc và siêu lọc là màng mao quản, còn đối với thẩm thấu ngược và màng bán thấm là màng không mao quản hay còn gọi là màng khuyếch tán dung dịch. Thẩm thấu ngược được áp dụng đối với các chất có khối lượng phân tử từ 100-200 g/mol, màng bán thấm được áp dụng cho các phân tử có khối lượng phân tử từ 200-20.000 g/mol, siêu lọc đối với các phân tử có khối lượng phân tử từ 20.000-100.000 g/mol và vi lọc cho các phân tử có khối lượng phân tử từ 100.000-500.000 g/mol (Giáo trình công nghệ xử lý nước thải-Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga-1999). Phương pháp này có ưu điểm là tách các chất có độ tinh khiết cao, tuy nhiên giá thành thiết bị cao. 4.2.1.7. Phương pháp sinh học Phần lớn những chất có trong nước thải dệt nhuộm là những chất có khả năng phân hủy sinh học. Trong một số trường hợp nước thải dệt nhuộm có chứa một số các hợp chất độc hại đối với một số vi sinh vật như các chất vô cơ, formandehit, kim loại nặng, Clo,Và các chất khó phân hủy sinh học như các chất tẩy giặt, hồ PVA (polyvynylalcol), các loại dầu khoáng. Do đó trước khi đưa vào xử lý sinh học, nước thải cần được khử các chất độc và giảm tỷ lệ các chất khó phân hủy sinh học bằng phương pháp xử lý cục bộ. Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số các chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối. Quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình ôxy hóa sinh hóa. Phương trình tổng quát của các phản ứng ôxy hóa sinh hóa: (1) (2) Phản ứng (1) là phản ứng ôxy hóa các chất hữu cơ để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào Phản ứng (2) là phản ứng tổng hợp để xây dựng tế bào Lượng ôxy tiêu tốn cho các phản ứng này là tổng BOD của nước thải. CxHyOzN là tất cả các chất hữu cơ của nước thải, còn C5H7NO2 là công thức theo tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào vi sinh vật, là năng lượng. Như vậy, nước thải nói chung và dệt nhuộm nói riêng được xử lý bằng phương pháp sinh học được đặc trưng bởi hai chỉ tiêu BOD và COD. Tỷ số giữa BOD và COD 0.5. Tỷ lệ giữa BOD:N:P = 100:5:1, tỷ lệ này chỉ đúng cho 3 ngày đầu, nhưng đến ngày thứ 20 thì tỷ lệ BOD:N:P = 200:5:1. Người ta có thể phân loại phương pháp sinh học gồm hai loại chính: Phương pháp hiếu khí là phương pháp sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp ôxy liên tục và duy trì ở 20 đến 40oC . Các quá trình của phương pháp hiếu khí có thể xảy ra trong điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Các công trình nhân tạo gồm: bể thông khí sinh học (bể aerotank), bể lọc sinh học. Bể thông khí sinh học (aerotank): trong quá trình xử lý, các vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái huyền phù. Quá trình làm sạch trong aerotank diễn ra theo mức dòng chảy qua của hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính được sục khí. Việc sục khí đảm bảo yêu cầu của cung cấp ôxy để phát triển vi sinh vật và duy trì bùn ở trạng thái lơ lửng. Bể lọc sinh học: là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên một lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc, lớp vật liệu lọc thường bằng đá. Cơ chế của quá trình: màng vi sinh vật gồm các vi khuẩn, nấm và động vật bậc thấp được nạp vào hệ thống cùng với nước thải. Màng này có hai lớp, lớp kị khí ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở ngoài. Khi nước thải chảy trùm lên lớp màng nhớt này, các chất hữu cơ được vi sinh vật tách ra còn sản phẩm của quá trình trao đổi chất CO2 sẽ được thải ra qua màng chất lỏng, ôxy hòa tan được bổ sung bằng cách hấp thụ từ không khí, nồng độ chất hữu cơ tong nước thải sẽ giảm dần theo chiều sâu của bể lọc, tại một vùng nào đó vi sinh vật ở trạng thái thiếu thức ăn. Phần sinh khối vi sinh vật thừa sẽ bị tróc ra, theo nước thải ra ngoài. Ngoài các công trình xử lý nhân tạo, còn có các quá trình xử lý nước thải hiếu khí trong điều kiện tự nhiên như: tưới nước thải ở dạng phun mưa trên các cánh đồng, hoặc lọc nước thải qua các cánh đồng lọc và hồ sinh học. Trong hồ sinh học xảy ra quá trình làm sạch tự nhiên nên tốc độ ôxy hóa chậm, thời gian lưu khoảng 30 đến 50 ngày. Phương pháp kị khí: là quá trình phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải trong điều kiện không có oxygen. Phương pháp này dùng để lên men bùn cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học, cũng như nước thải chứa BOD, COD cao, đây là phương pháp phân hủy chất hữu cơ bằng vi khuẩn kị khí. Các công trình của phương pháp xử lý này bao gồm: UASB, EGSB, AF, 4.2.2. Các nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm 4.2.2.1. Các nghiên cứu trong nước Hiện nay có nhiều công trình nghiên cứu về xử lý nước thải dệt nhuộm như sau: Nghiên cứu của Bộ công nghiệp nhẹ NT chưa xử lý Bể điều hòa Bể trung hòa Bể hòa trộn Bể phản ứng Bể lắng ngang 1 Bể Aerotank Bể lắng ngang 2 NT sau khi xử lý Bùn hoạt tính dư Bùn hoạt tính tuần hoàn Dd phèn 10% Thiết bị trộn và định lượng dd H2SO4 Thiết bị quay ly tâm bùn Trạm khí nén Bể chứa bùn Bùn khô H ình 4.2: Sơ đồ A Mô tả sơ lược: Nước thải sau khi qua bể điều hòa sẽ được bơm sang bể trung hòa, tại đây axit sunfuaric được cho vào nhằm điều chỉnh pH đến pH thích hợp. Từ bể trung hòa nước thải được dẫn sang bể hòa trộn, phèn được cho vào quá trình này, tiếp theo là quá trình tạo bông ở bể phản ứng, hỗn hợp thải và các bông cặn sẽ được dẫn sang bể lắng ngang 1, một phần bùn sẽ được tách ra đưa sang bể chứa bùn, còn nước thải được đưa vào aerotank bể lắng ngang 2, tại đây bùn sẽ được tách ra và cho vào bể nén bùn, còn nước thải sau khi kết thúc quá trình xử lý sẽ được thải ra nguồn tiếp nhận. NT chưa xử lý Bể điều hòa Bể trung hòa Bể hòa trộn Bể phản ứng Bể lắng đứng 1 Bể Aerotank Bể lắng đứng 2 NT sau khi xử lý H2SO4 Thiết bị trộn và định lượng dd Dd phèn 10% Khuấy trộn và cung cấp ôxy Thiết bị quay ly tâm bùn Bùn hoạt tính tuần hoàn Bể chứa bùn Bùn hoạt tính dư Bùn khô Hình 4.3: Sơ đồ B Mô tả sơ lược: Về nguyên lý hoạt động của công nghệ này tương tự như công nghệ trên (sơ đồ A) chỉ khác nhau ở bể lắng đứng và bể lắng ngang. Hiệu quả xử lý của hai công nghệ trên khá cao, giảm BOD (90%) và khử màu tương đối tốt. Quá trình xử lý bùn bằng thiết bị quay ly tâm đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên bể lắng ngang có cấu tạo đơn giản dễ dàng phối hợp công trình, chiều cao xây dựng và độ chôn sâu thấp, việc phân phối và thu nước ở bể lắng ngang cũng dễ dàng hơn bể lắng đứng. Bể lắng đứng tuy dễ dàng trong việc xả cặn nhờ áp suất thủy tĩnh nhưng kết cấu phức tạp và chi phí xây dựng cao, chi phí vận hành tương đối không cao do cách vận hành cả 2 phương pháp trên tương đối không phức tạp. Nghiên cứu theo phương pháp kị khí - hiếu khí (Sở khoa học công nghệ môi trường) Nước thải Song chắn rác Bể điều hòa Bể lắng UASB (sinh học kị khí) Bể sinh học hiếu khí Bể lắng 2 Khử trùng NT đã xử lý Bùn HT dư Bể Mêtan Bể nén bùn Sân phơi bùn Bùn H ình 4.4: Sơ đồ C Mô tả sơ lược: Nước thải được lọc sơ bộ khi qua song chắn rác và sau đó được dẫn sang bể điều hòa, nhằm điều hòa sự dao động về lưu lượng và nồng độ. Nước thải được bơm từ bể điều hòa sang bể lắng nhằm tách cặn lơ lửng dễ lắng có trong nước thải, một phần bùn được tách ra và cho vào bể nén bùn bể mêtan, nước thải bơm sang bể UASB bể sinh học hiếu khí, tại đây các vi sinh vật sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ, bùn hoạt tính dư sẽ được tuần hoàn sang Aerotank. Hỗn hợp bùn và nước thải sẽ được tách ra, bùn bể nén bùn bể Mêtan, nước thải còn lại sẽ được khử trùng và thải ra nguồn tiếp nhận.Công nghệ này cho hiệu quả xử lý cao. BOD giảm 95%. Hiệu quả không cao bằng phương pháp keo tụ hóa học, tuy nhiên bùn vi sinh dễ xử lý hơn. Chi phí đầu tư và xây dựng không cao. Giá thành thiết bị và chi phí vận hành UASB thích hợp. Ngoài ra công trình xử lý bùn sử dụng bể Mêtan đạt hiệu quả cao. 4.2.2.2. Một số công nghệ nghiên cứu ở ngoài nước Sơ đồ công nghệ của Greven (CHLB Đức): Nước thải sinh hoạt + sản xuất dệt nhuộm Mô tả sơ lược: Nước thải được qua song chắn rác để tách các tạp chất thô, sau khi qua bể điều hòa và điều chỉnh pH bằng vôi sữa (Ca(OH)2) đạt pH = 9.5. Phèn sắt dư vào với hàm lượng 170g/m3 để thực hiện quá trình keo tụ. Sau quá trình keo tụ là quá trình lắng, tiếp theo nước thải được đưa sang xử lý sinh học nhiều bậc bể lắng 2 Hồ nhân tạo thải ra nguồn tiếp nhận. Bùn của công đoạn keo tụ và bùn sinh học được xử lý bằng ổn định kị khí. Sau đó lọc, ép và đưa đi chôn lấp. Lượng bùn tạo thành tương đối nhỏ 0.6 kg/m3 nước thải tính theo bùn khô tuyệt đối. Hệ thống này áp dụng cho xử lý nước thải có Qthải = 6000-7000m3/ngđ, trong đó lưu lượng thải từ quá trình dệt nhuộm = 15%-20% Qthải = 1100-1300m3/ngđ. Hiệu quả xử lý cao, cách vận hành không phức tạp. Song chắn rác Ca(OH)2 Bể điều hòa Nước thải 1 Nước thải 2 Keo tụ Phèn sắt Lắng 1 Xử lý sinh học nhiều bậc Xử lý bùn yếm khí Lắng 2 Hồ nhân tạo Lọc ép Bùn Nguồn tiếp nhận H ình 4.5: Sơ đồ công nghệ của Greven (CHLB Đức) Sơ đồ công nghệ nước thải dệt nhuộm Schiessen Sachiessen (CHLB Đức) Mô tả sơ lược: Xử lý sinh học, hấp phụ, keo tụ. Trong xử lý sinh học có dùng chất mang là than nâu, trong hấp phụ có sử dụng bột than nâu, đặc tính của than như sau: kích thước hạt nhỏ hơn 50 mm, diện tích bề mặt 300 mm2/g, khối lượng riêng 460 kg/m3. Sinh khối và bột than từ bể sinh học, tháp hấp phụ được hoạt hóa bằng phương pháp nhiệt để tuần hoàn sử dụng lại một phần và thải một phần, nước thải được xử lý bằng phương pháp keo tụ với phèn nhôm và chất trợ keo tụ là polychetrolyt. Kế đến là quá trình lắng và lọc, 40% được thải thẳng vào nguồn tiếp nhận và 60% được xử lý tiếp bằng làm mềm. Thẩm thấu ngược do tách muối vô cơ và đưa vào bể chứa, trộn với nước sạch rồi khử trùng và tuần hoàn sử dụng lại cho xí nghiệp tẩy nhuộm. Bể điều hòa Nước thải Trung hòa Muối sử dụng lại Keo tụ, kết tủa Hoạt hóa nhiệt Bột than nâu Than nâu, axit axetic Bể chứa nước để sử dụng lại Thẩm thấu ngược Làm mềm Lọc Lắng 3 Lắng 2 Hấp phụ tầng sôi có khuấy trộn Lắng 1 Bể sinh học có khuấy trộn Lắng 1 Bể sinh học có khuấy trộn Bùn Bùn Phèn nhôm, chất trợ keo tụ Xử lý bùn Bùn chôn lấp Nước thải vào nguồn tiếp nhận H2O Khử trùng bằng O3 Hình 4.6: Sơ đồ công nghệ nước thải dệt nhuộm Schiessen Sachiessen (CHLB Đức) Công nghệ này áp dụng xử lý nước thải của xí nghiệp dệt nhuộm có Qt = 2500 m3/ngđ. Xí nghiệp tẩy nhuộm hàng bông và thuốc nhuộm sử dụng là nhuộm hoạt tính. Bằng hệ thống này có thể xử lý nước thải có COD ban đầu là 516 mg/l và BOD5 là 140 mg/l và dòng ra có COD = 20.3 mg/l, BOD5 < 0.1mg/l. Nước không màu và hàm lượng chất rắn nhỏ, tuy nhiên lượng bùn sinh khối lẫn bột than tạo ra tương đối lớn. Giá thành xử lý bằng phương pháp này khá cao, 5DM/1m3 nước thải. S ơ đồ công nghệ của Hà Lan Nước thải Song chắn rác - Bùn hoạt tính hiếu khí - Oxy H2SO4, Al2(SO4)3 Poly acryamyd Colfloc Bùn tuần hoàn Bùn khô Lọc ép Bùn Bùn dư Nước thải đã xử lý Lọc Lắng 2 Bể Aerotank Tuyển nổi Bể keo tụ Bể điều hòa Hình 4.7: Sơ đồ công nghệ của Hà Lan Mô tả sơ lược: Nước thải sau khi qua song chắn rác sẽ loại được các tạp chất bẩn có kích thước lớn như xơ, sợi vải,Sau quá trình xử lý sơ bộ này nước thải được bơm lên bể điều hòa. Bể điều hòa có tác dụng điều chỉnh sự dao động của pH, lưu lượng và nồng độ nước thải. Nước tảhi từ bể điều hòa được bơm sang bể keo tụ, tại đây xảy ra quá trình biến đổi các thành phần huyền phù trong nước thải thành những đám kết tụ bằng chất keo tụ Al2(SO4)3 và chất trợ keo tụ polyacry lamid. Nước thải sau khi được keo tụ, sẽ được dẫn sang bể tuyển nổi. Quá trình này được thực hiện bằng cách sục không khí vào nước. Các bọt khí sẽ gắn chặt các hạt lơ lửng làm trọng lượng riêng của chúng giảm xuống và chúng sẽ nổi lên trên mặt nước hình thành lớp xỉ bùn, lớp bùn này sẽ được lấy đi bằng cơ chế nạo vét. Quá trình thoát khí từ nước sẽ tạo ra bọt khí. Bùn sinh ra từ quá trình này sẽ được đưa sang bể nén bùn lọc ép bùn khô thải. Còn nước thải sẽ được dẫn sang bể aerotank khuấy trộn với bùn hoạt tính hiếu khí và ôxy. Các vi sinh vật ôxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải tạo ra bùn hoạt tính dư. Hỗn hợp nước thải, bùn sẽ được dẫn sang bể lắng 2. Tại đây hỗn hợp này sẽ được tách ra, bùn sẽ lắng xuống đáy, một phần bùn từ bể lắng 2 sẽ được tuần hoàn lại bể aerotank và một phần trở lại bể điều hòa. Nước thải sau khi tách bùn ở bể lắng 2 sẽ được dẫn sang bể lọc. Nước sau khi lọc sẽ thải ra nguồn loại A hoặc sử dụng lại cho quá trình sản xuất. Hiệu quả xử lý cao: BOD, COD giảm mạnh, khử màu tốt, BOD5 đầu ra nhỏ hơn 50 mg/l, COD<100mg/l. Bùn hoạt tính chỉ tăng trưởng nhẹ. Quá trình không gây mùi hoi thối. Hệ thống tự động hóa, cách vận hành không phức tạp. Chi phí đầu tư thiết bị, xây dựng và các khoản khác để hoàn thành công trình cao. 4.3. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý Lựa chọn công nghệ trạm xử lý của Công ty phải đáp ứng được các yêu cầu sau: Đảm bảo chất lượng nước sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn môi trường (loại B theo TCVN 5945-1995) Đảm bảo mức độ an toàn cao khi có sự thay đổi về lưu lượng và nồng độ. Đảm bảo tính đơn giản, dễ vận hành, ổn định, vốn đầu tư, chi phí vận hành thấp. Phù hợp với điều kiện Việt Nam mang tính hiện đại và lâu dài. Dây chuyền công nghệ xử lý là tổ hợp công trình, trong đó nước thải được xử lý từng bước theo thứ tự tách các cặn lớn đến các cặn nhỏ, những chất không hòa tan đến những chất keo và hòa tan. Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ là một bài toán kinh tế kỹ thuật phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Lưu lượng, thành phần và tính chất nước thải. Tiêu chuẩn xả thải ra ngoài. Đặc điểm của nguồn tiếp nhận nước thải. Các yếu tố: điều kiện tự nhiên, khí tượng, khí hậu, địa chất thủy văn hay điều kiện xã hội tại khu vực, lưu lượng nước, công suất của nguồn, Quy mô và xu hướng phát triển. Tính khả thi của công trình khi xây dựng cũng như khi hoạt động. Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý. Tình hình thực tế và khả năng tài chính (chẳng hạn chi phí đầu tư, chi phí hóa chất, xây dựng, quản lý,). Diện tích mặt bằng của khu xây dựng trạm xử lý, kênh tự nhiên, Ứng với đặc tính của nước thải Công ty TNHH dệt JoMu Việt Nam có pH cao dao động từ 8-10, độ màu cao lên đến 1700 Pt-Co, hàm lượng SS = 1250 mg/l, tỷ lệ BOD và COD0,5. Trên cơ sở đó lựa chọn hai phương án thích hợp để thiết kế xử lý như sau: 4.4. Sơ đồ công nghệ 4.4.1. Phương án 1 (trang bên) Song chắn rác Máy nghiền rác Nước thải Hầm bơm tiếp nhận Nước tách bùn Bể điều hòa Poly acryamyd Colfloc Bể keo tụ, tạo bông Al2(SO4), Fe2(SO4)3 Bể lắng I Máy nén khí Bể Aerotank Bùn hoạt tính hiếu khí Bùn tuần hoàn Hố thu bùn Bể lắng II Máy ép bùn Bể khử trùng Clor Đem đi xử lý Nước thải đã xử lý Hình 4.8: Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm và nước thải giặt tẩy (phương án 1) Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước thải từ các khâu dệt nhuộm được thu gom bằng hệ thống thoát nước riêng. Đầu tiên, đi theo mương dẫn đến song chắn rác. Tại đây sẽ loại bỏ rác và các tạp chất có kích thước lớn trong nước thải như sạn, rác, sợi vải vụn,các tạp chất này sẽ được giữ lại và thu gom thủ công. Rác sẽ được đưa đến máy nghiền rác, sau đó sẽ được vận chuyển đến hố thu bùn. Và nước thải được đưa đến hầm bơm tiếp nhận. Sau quá trình xử lý sơ bộ này, nước thải được bơm lên bể điều hòa. Bể điều hòa có tác dụng điều chỉnh sự dao động của pH, lưu lượng và nồng độ nước thải, giúp cho hoạt động của các công trình sau hiệu quả hơn. Bể điều hòa được thiết kế với hệ thống phân phối khí khoan lỗ đặt ở đáy bể, giúp cho việc xáo trộn nước thải được tốt hơn nhằm tăng cường sự hòa trộn của ôxy trong nước thải. Hơn nữa, việc cấp khí này sẽ giảm được phần nào hàm lượng COD, BOD, tổng Nitơ, tổng Photpho trong nước thải, bể điều hòa được thiết kế với thời gian lưu là 4 giờ. Nước thải từ bể điều hòa được bơm sang bể keo tụ tạo bông, tại đây xảy ra quá trình biến đổi các thành phần huyền phù trong nước thải thành những đám kết tụ bằng chất keo tụ Al2(SO4)3 và chất trợ keo tụ polyacry lamid, tận dụng chế độ chảy rối của dòng nước để khuấy trộn thủy lực. Khi dùng phèn nhôm hay sắt sẽ tạo thành các bông hydroxit nhôm hoặc hydroxit sắt III. Các chất màu và chất khó phân hủy sinh học bị hấp phụ vào các bông cặn này và lắng xuống tạo bùn của quá trình đông keo tụ. Bể keo tụ có chức năng hoàn thành quá trình keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính các hạt keo và cặn bẩn trong nước thải để tạo nên những bông cặn. Thời gian lưu nước trong bể là 30 phút. Nước thải sau khi được keo tụ sẽ được dẫn sang bể lắng I, bể lắng I được thiết kế với thời gian lưu là 1,5 giờ; b