Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Xuân Hương công suất 1000 m3/ngày.đêm - Khu công nghiệp Tân Tạo

ài thành nước thải và phần còn lại 11,6 % là lượng nước thất thoát do bay hơi. Bên cạnh nước, các tạp chất bẩn có trong xơ cũng gây ra các chất ô nhiễm trong nước thải ngành dệt. Hầu hết các tạp chật có mặt trong xơ sợi như các kim loại và hydrocacbon được đưa vào có mục đích trong quá trình kéo sợi nhằm tăng cường những đặc tính vật lý và vận hành của sợi. Các chất này thường được tách ra trước khi tiến hành khâu xử lý cuối cùng, do đó sẽ sinh ra một lượng chất ô nhiễm trong dòng thải. Thành phần của nước thải phụ thuộc nhiều vào đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất thuốc nhuộm, các chất phụ trợ và hóa chất khác được sử dụng. Nói chung, nước thải dệt nhuộm có tính kiềm, nhiệt độ cao, độ dẫn điện lớn và tỷ lệ BOD : COD thấp (có nghĩa là khả năng phân hủy sinh học thấp). Thông thường giá trị BOD : COD nằm trong khoảng 1 : 25 đến 1 : 5. Tải lượng các chất hữu cơ trong nước thải chủ yếu sinh ra từ quá trình tiền xử lý bằng hóa chất, trong trường hợp nấu kiềm vải BOD có thể lên tới 210 kg/tấn. Nguồn nước thải bao gồm nước thải từ các công đoạn chuẩn bị sợi, chuẩn bị vải, nhuộm và hoàn tất. Các loại thuốc nhuộm được đặc biệt quan tâm vì chúng thường là nguồn sinh ra các kim loại, muối và màu trong nước thải, chất hồ vải với hàm lượng BOD, COD cao và các chất hoạt động bề mặt là nguyên nhân chính gây nên tính độc thủy sinh của nước thải dệt nhuộm. Các chất phụ trợ cho quá trình dệt nhuộm được chia thành những loại khác nhau theo mối nguy hiểm mà chúng gây ra, được thể hiện qua bảng 2.1. Bảng2.1: Phân loại các chất ô nhiễm nước Loại Mô tả Loại 0 Nhìn chung không gây tác hại cho nước (Ví dụ: axit citric, cacbonat canxi) Loại 1 Ít gây tác hại cho nước (Ví dụ: axit axetiic, các chất tạo liên kết ngang, chất phân tán polyme) Loại 2 Gây tác hại đối với nước (Ví dụ: amoniac, formaldehyde, dầu diezel, chất hoạt động bề mặt) Loại 3 Rất tác hại cho nước ( Ví dụ: perchloroethylene) Các nguồn phát sinh chất thải ô nhiễm quan trọng trong nước thải của phân xưởng nhuộm được thể hiện qua bảng 2.2. Bảng2.2: Nguồn sinh các chất ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm Thông số chất ô nhiễm Nguồn phát sinh Kiềm pH Nhuộm bằng các loại thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm hoàn nguyên không tan, thuốc nhuộm sunphua. Axit pH Thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm phân tán. Màu Thuốc nhuộm hoạt tính và thuốc nhuộm sunphua. Kim loại nặng Thuốc nhuộm phức chất kim loại và pigment. Hydrocacbon chứa halogen Chất tẩy rửa, chất khử nhờn, chất tải, tẩy trắng clo. Dầu khoáng Làm hồ in, chất khử và chống tạo bọt. Photpho Các chất tạo phức. Muối trung tính Thuốc nhuộm hoạt tính. b) Bản chất của nước thải dệt nhuộm - Nước thải dệt nhuộm là hỗn hợp gồm nhiều chất thải. Các chất thải có thể chia thành các loại sau:   Những tạp chất thiên nhiên được tách ra và loại bỏ từ bông, len như bụi, muối, dầu, sáp, mỡ,…   Hóa chất các loại (bao gồm cả thuốc nhuộm) thải ra từ các quá trình công nghệ.   Xơ sợi tách ra bởi các tác động hóa học và cơ học trong các công đoạn xử lý. - Nước thải gia công xử lý mỗi loại xơ sợi có thành phần, tính chất khác nhau. - Bản chất của nước thải xử lý len lông cừu là BOD, COD, SS rất cao và hàm lượng dầu mỡ cũng khá cao. - Nước thải xử lý ướt vải, sợi bông 100 % không ô nhiễm nặng như len, song cũng có BOD và COD cao (nhưng thấp hơn nhiều so với nước thải giặt len), hàm lượng các chất rắn lơ lửng SS tương đối thấp so với giặt len, còn dầu mỡ rất thấp. - Nếu chỉ xử lý ướt vải, sợi bông 100 % thì COD không cao, nhưng COD sẽ tăng lên theo tỷ lệ thuận với tỷ lệ xơ sợi tổng hợp (polyeste) trong thành phần vải, sợi pha khi gia công xử lý ướt. Nguyên nhân chủ yếu là phải sử dụng nhiều PVA để hồ sợi dọc. - Còn ở đâu làm xử lý giảm trọng vải sợi polyeste (tạo sản phẩm mềm mại giống lụa tơ tằm) càng nhiều thì nước thải ô nhiễm càng nặng nề. Trước hết có tính kiềm cao, pH từ 11 ÷ 14, nghiêm trọng nhất là nồng độ BOD có thể lên 15.000 ÷ 30.000 mg/l chủ yếu do đi natri terephtalat sản sinh, do polyester bị phân hủy. - Ngoài ra trong các chu trình từ trồng trọt đến các quá trình gia công xử lý vật liệu dệt có sử dụng một số loại hóa chất như thuốc trừ sâu, dầu, mỡ, chất xử lý nước công nghệ và nồi hơi,… - Khi các chất trên đi vào dòng thải sẽ làm tăng cao tải lượng ô nhiễm dòng thải chung. Thêm nữa, ngay cả các hóa chất công nghệ cũng có thể đưa thẳng vào dòng thải do rò rỉ, loại bỏ, đổ đi, hoặc vệ sinh thùng, bể chứa, máng thuốc thừa. c) Đặc tính của nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam - Nước thải dệt nhuộm ô nhiễm hữu cơ: mức độ ô nhiễm do các hợp chất hữu cơ và các chất vô cơ sử dụng oxy hóa được thể hiện bằng các chỉ tiêu đặc trưng, nhất là COD và BOD5. Tỷ lệ COD/BOD của nước thải dệt nhuộm của công ty dệt nhuộm ở nước ta trong khoảng giới hạn 2:1 đến 3:1, tức là còn có thể phân hủy vi sinh. Song với xu hướng tăng sử dụng xơ sợi tổng hợp thì nước thải ngày cáng khó phân hủy vi sinh. - Nước thải dệt nhuộm có tính độc nhất định với vi sinh và cá do những yếu tố sau:   Nước thải trực tiếp đổ ra cống rãnh không qua xử lý.   Độ pH: nước thải dệt nhuộm ở nước ta hiện nay mà sản phẩm chủ yếu là sợi bông (100 % cotton) và sợi pha polyeste/bông, polieste/visco có tính kiềm cao. Độ pH đo được từ 9 ÷ 12. Nước thải có tính kiềm cao như thế, nếu không được trung hòa sẽ làm tổn hại hệ thống vi sinh. Cá cũng không thể sống được trong môi trường nói trên.   Các chất độc khác: kim loại nặng (đồng, crôm, niken, coban, kẽm, chì, thủy ngân), các halogen hữu cơ, … - Nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm có màu rất đậm: màu đậm là do nước thải không được tận dụng hết và không gắn màu vào xơ sợi gây ra. Ngày nay thuốc nhuộm hoạt tính được sử dụng càng nhiều thì nước thải có màu càng đậm. Điều đó cộng đồng xã hội không chấp nhận. Và màu đậm của nước thải cản trở sự hấp thụ của oxy, của bức xạ mặt trời; ảnh hưởng đến sự hô hấp, sự sinh trưởng của sinh vật cũng như khả năng phân giải của vi sinh đối với các hợp chất hữu cơ có trong nước thải. - Tóm lại nước thải các cơ sở dệt nhuộm tại nước ta có nhiều chỉ tiêu ô nhiễm vượt quá giới hạn cho phép thải ra môi trường, có màu đậm khó chấp nhận được, có tính độc nhất định với vi sinh vật và cá. Vì vậy phải nhất thiết tiến hành xử lý nước thải dệt nhuộm trước khi thải ra ngoài môi trường. d) Các chất độc hại từ những nguồn gây ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm Công nghiệp dệt nhuộm sử dụng rất nhiều nước và nhiều hóa chất, chất trợ và thuốc nhuộm. Mức độ gây ô nhiễm độc hại phù thuộc vào chủng loại, số lượng sử dụng chúng và cả công nghệ áp dụng. Có thể chia ra các chất thông thường sử dụng thành 3 nhóm chính: - Các chất độc hại với vi sinh và cá   Xút (NaOH) và natri cacbonat (Na2CO3) được sử dụng với số lượng lớn để nấu vải sợi bông và xử lý trước khi pha (chủ yếu là polyester/bông).   Axit vô cơ (H2SO4) dùng để giặt, trung hòa xút và hiện màu thuốc nhuộm hoàn nguyên (tan indigosol).   Các chất khử vô cơ như natri hydrosulfit (Na2S2O4) dùng trong nhuộm hoàn nguyên (vat dyeing).   Natri sulfur Na2S dùng khử thuốc nhuộm lưu hóa (sulfur dyes).   Formandehyt có trong thành phần các chất cầm màu và các chất xử lý hoàn tất.   Crom IV (K2Cr2O7) trong nhuộm len bằng thuốc nhuộm axit Crom.   Dầu hỏa dùng để chế tạo hồ in pigment.   Một hàm lượng nhất định kim loại nặng đi vào nước thải.   Hàm lượng halogen hữu cơ AOX độc hại (Organo - halogen content) đưa vào nước thải từ một số thuốc nhuộm hoàn nguyên, một số thuốc nhuộm phân tán (disperse dyes), một vài thuốc nhuộm hoạt tính (reactive dyes),… - Các chất khó phân giải vi sinh   Các polymer tổng hợp bao gồm các chất hồ hoàn tất, các chất hồ sợi dọc (sợi tổng hợp hay sợi pha) như polyacrylat, …   Các chất làm mềm, các chất tạo phức trong xử lý hóa học.   Tạp chất dầu khoáng, silicon từ dầu do kéo sợi tách ra. - Các chất ít độc và có thể phân giải vi sinh   Xơ sợi và các tạp chất thiên nhiên có trong xơ sợi bị loại bỏ trong các công đoạn xử lý trước.   Các chất dùng hồ sợi dọc trên cơ sở tinh bột biến tính.   Axit acetic (CH3COOH), axit formic (HCOOH) để điều chỉnh pH.   Các chất giặt với ankyl mạch thẳng dùng để giặt tẩy, làm mềm. 2.1.4.2 Khí thải Mặc dù là một nguồm ô nhiễm không khí tương đối nhỏ so với những ngành công nghiệp khác, song phát thải khí ô nhiễm của ngành dệt nhuộm được đánh giá là vấn đề môi trường lớn thứ hai của ngành này (sau nước thải). Do việc sử dụng một lượng phong phú các loại hàng hóa nguyên liệu và hóa chất chuyên dụng trong sản xuất vải nên việc nhận dạng đặc thù và quản lý phát thải khí ô nhiễm thực sự là một nhiệm vụ đầy thách thức. Nguồn thải khí ô nhiễm bao gồm các nguồn điểm cố định và các nguồn phân tán di động. Các nguồn thải cố định gồm các lò hơi thải ra bụi, các oxyt nitơ và dioxyt lưu huỳnh, các thùng chứa nguyên liệu và hóa chất lớn. Các nguồn thải phân tán di động xuất hiện do sự rò rỉ thiết bị, quá trình giặt bằng dung môi. 2.1.4.3 Chất thải rắn Chất thải rắn bao gồm xơ sợi phế phẩm thải loại ra (có thể tái sử dụng hoặc không thể tái sử dụng), bao bì đóng gói hỏng, mép vải cắt thừa, mảnh vải vụn. Lượng chất thải rắn sinh ra khác nhau giữa các cơ sở, phụ thuộc vào quy mô và loại dây chuyền sản xuất hoạt động của máy móc. ¶ Tóm lại, nguồn phát sinh chất thải do hoạt động của cơ sở dệt nhuộm và tính chất của chúng có thể trình bày một cách khái quát qua bảng 2.3. Bảng2.5: Nguồn gây ô nhiễm của nhà máy dệt nhuộm Chất ô nhiễm Nguồn gây ô nhiễm Mức độ, tính chất ô nhiễm 1. Nước thải Nước thải công nghiệp -Từ công đoạn hồ sợi -Từ công đoạn nấu -Từ công đoạn giặt -Từ công đoạn trung hòa -Từ công đoạn tẩy -Từ công đoạn nhuộm -Từ công đoạn hồ, hoàn tất -Từ công đoạn sấy khô Nước thải chứa xút (NaOH), soda (Na2CO3), axit sulfuric, clo hoạt tính, các chất khử vô cơ như Na2SO4 hoặc Na2S2O3, dung môi hữu cơ clo hóa, Crom IV, kim loại nặng, các polyme tổng hợp, sơ sợi, các muối trung tính, chất hoạt động bề mặt. 1.2 Nước mưa chảy qua các bãi vật liệu, rác của nhà máy Hàm lượng cặn lơ lửng lớn, BOD, COD rất cao. 1.3 Nước thải sinh hoạt phân ly cặn và sản phẩm Chứa nhiều đất cát, BOD, COD cao. 2. Khí thải -Từ khâu tẩy trắng -Từ công đoạn hiện màu, in -Lò hơi, máy phát điện - Khí clo, NO2, khí từ các hóa chất hữu cơ và axit (H2SO4, CH3COOH,…) - SO2, khí từ các hydrocarbon,… 3. Chất thải rắn -Chất thải rắn công nghiệp -Chất thải rắn sinh hoạt -Vải vụn, bụi bông, bao nilon, giấy, gỗ, thùng nhựa, chai, lọ đựng hóa chất,… -Đất, cát, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, giấy nhãn, bao bì. 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY DỆT NHUỘM XUÂN HƯƠNG Giới thiệu sơ lược về công ty 2.2.1.1 Vị trí xây dựng Công ty dệt nhuộm Xuân Hương tọa lạc phía Tây Nam Tp.HCM, thuộc khu công nghiệp Tân Tạo, xã Tân Tạo, huyện Bình Chánh. Nơi đây là đầu mối quan trọng cho việc phát triển kinh tế và giao thông của các tỉnh miền Tây. Đồng thời có một vị trí giao thông rất thuận lợi: - Cách trung tâm Tp.HCM khoảng 12 km. - Cách sân bay Tân Sơn Nhất khoảng 12 km. - Cách cảng Sài Gòn khoảng 15 km. Địa chỉ của Công ty dệt nhuộm Xuân Hương: Lô 4. Đường 6. Khu công nghiệp Tân Tạo. Xã Tân Tạo. Huyện Bình Chánh. Tp.HCM 2.2.1.2 Hiện trạng nhà xưởng Công ty dệt nhuộm Xuân Hương đã xây dựng và đang đi vào hoạt động. 2.2.1.3 Nguồn cung cấp nước, điện Nguồn cung cấp nước: công ty được cung cấp từ hệ thống nước máy của khu công nghiệp. Nguồn cung cấp điện: công ty hiện được cấp điện từ trạm biến áp Phú Lâm và hệ thống điện cung cấp riêng cho các khu công nghiệp (điện áp ổn định trong khoảng ± 5 %). 2.2.1.4 Nguồn tiếp nhận nước thải Nguồn tiếp nhận nước thải là hệ thống thoát nước trong khu công nghiệp Tân Tạo. Nhưng hiện nay hệ thống chưa vận hành nên toàn bộ nước thải trong quá trình sản xuất của công ty xả trực tiếp ra ngoài môi trường. 2.2.2 Quy trình nhuộm Hình 2.2: Sơ đồ quy trình nhuộm tại công ty Vải mộc Tẩy trắng Hóa chất - Nước Dịch tẩy – Khí thải Hơi Hơi hóa chất Nhuộm Hóa chất - Nước Hơi hóa chất Hơi Nước thải chứa Thuốc nhuộm Lò hơi Hồ văng Nước thải Ly tâm Dầu FO Nước thải Sấy Nhiệt Hơi nước Hoàn tất Nhiệt Xả hơi nhiệt Thành phẩm Bảng 2.6: Mô tả quy trình công nghệ nhuộm vải Quá trình Mục đích Nguyên liệu đầu vào Sản phẩm Chất thải Tẩy trắng Phân hủy các chất màu và làm trắng vải -Vải mộc. -Nước. -Hóa chất: H2O2, NaOH, chất trợ,… Vải trắng sau tẩy. Nước chứa hóa chất dư. Nhuộm -Tạo môi trường cho màu được phân tán đều. -Ổm định màu trên vải -Nước -Vải -Chất thấm -Thuốc nhuộm -Muối -Soda -NaOH Vải nhuộm ẩm Nước thải chứa thuốc nhuộm cùng các hóa chất Giặt Làm sạch thuốc nhuộm dư -Nước -Vải -Hóa chất giặt Vải Nước thải chứa thuốc nhuộm và hóa chất dư Cầm màu Bảo vệ màu trên vải -Nước -Vải -Hóa chất cầm màu Vải Nước thải chứa thuốc nhuộm và hóa chất dư Hồ văng Làm mềm vải -Vải -Hóa chất: axit béo, silicon,… Vải Nước thải Ly tâm Làm khô vải Vải Vải Nước thải Sấy Làm khô vải Vải Vải nhuộm khô -Hơi nước -Nhiệt dư Hoàn tất Định hình Vải Vải thành phầm -Vải vụn -Nhiệt dư 2.2.3 Hiện trạng môi trường tại công ty 2.2.3.1 Nước thải Nước thải chủ yếu phát sinh từ quá trình nhuộm. Nước thải này có nhiều cặn lơ lửng, các loại hóa chất, thuốc nhuộm. Ngoài ra còn một khối lượng nhỏ nước thải sinh hoạt của công nhân phát sinh trong quá trình sản xuất. Lưu lượng nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất từ ước tính khoảng 1000 m3/ngày.đêm. 2.2.3.2 Khí thải Khí thải của công ty chủ yếu từ công đoạn xử lý nhiệt và xử lý hoàn tất sản phẩm. Có thể nhận diện các nguồn thải hơi khí độc như sau: - Khí clo bốc ra từ khâu tẩy trắng vải sợi bằng nước Javen. - Khí NO2 bốc ra từ công đoạn hiện màu trong quá trình nhuộm màu với thuốc nhuộm hoàn nguyên tan loại “indigosol” - Khu vực lò hơi (đốt dầu, than) có chứa nhiều chất ô nhiễm, đặc biệt là khí SO2, CO, NOx và bụi than. Lượng khí này rất lớn. Hiện tại công ty không có hệ thống xử lý khí. Khí thải phát sinh được dẫn chung vào một đường ống và được thải ra ngoài qua ống khói ở độ cao 15 m. 2.2.3.3 Chất thải rắn Chất thải sản xuất chủ yếu là các mảnh vải vụn, các phần thừa của vải,… Rác sinh hoạt phát sinh từ hoạt động của toàn thể cán bộ, công nhân trong công ty, chủ yếu là giấy vụn, bao bì thực phẩm,… 2.2.3.4 Tiếng ồn Tiếng ồn chủ yếu phát ra từ các máy dệt, máy cắt ngang vải (hoạt động theo nguyên tắc dập), cụm máy nhuộm - giặt tẩy - ly tâm, lò hơi và đặc biệt là tiếng ồn khí động do các dòng khí, hơi vận chuyển liên tục trong đường ống. 2.2.3.5 Ô nhiễm nhiệt dư - Ô nhiễm nhiệt là một loại ô nhiễm cần được quan tâm. - Nhiệt phát sinh chủ yếu từ:   Sự truyền nhiệt qua tường thành của lò hơi, của các máy móc thiết bị sử dụng hơi (các máy nấu, nhuộm vải, máy định hình vải) và của hệ thống đường dẫn hơi.   Sự tỏa nhiệt và bốc hơi nước của các máy sấy khô vải. - Tổng các nhiệt lượng này tỏa vào không gian nhà xưởng rất lớn, làm nhiệt độ bên trong nhà xưởng tăng cao, có thể chênh lệch với nhiệt độ môi trường bên ngoài từ 2 ÷ 5 0C, gây ảnh hưởng tới quá trình hô hấp của công nhân, tác động xấu tới sức khỏe và năng suất lao động. Ngoài ra với nhiệt độ cao như vậy có tiềm năng gây ra các sự cố cháy nổ. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1.1 Các công nghệ điển hình Trong quá trình sinh sống và hoạt động, con người đã và đang tạo ra ngày càng nhiều chất thải gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái, cụ thể là nguồn nước sạch ngày càng giảm đi, còn nước thải thì ngày càng nhiều, không khí, đất cũng tương tự. Để có thể lấy lại một phần môi trường trong lành mà chúng ta đã đánh mất cũng như khắc phục cái hậu quả đã và đang xảy ra cho môi trường cũng như cho bản thân mình, chúng ta cần phải nghiên cứu, phát triển áp dụng các công nghệ xử lý chất thải một cách triệt để và hiệu quả. Nghiên cứu, xử lý nước thải là một phần quan trọng trong nhiệm vụ đó. Công nghệ xử lý nước thải bao gồm nhiều quá trình và phương pháp khác nhau, thông thường có các phương pháp sau: - Xử lý cơ học. - Xử lý hóa học. - Xử lý hóa lý. - Xử lý sinh học. Các phương pháp này được ứng dụng trong các công đoạn khác nhau của một công nghệ xử lý. Việc có hoặc không của từng phương pháp trong công nghệ phụ thuộc vào thành phần, tính chất của nước thải và mục đích của công nghệ, có thể chia thành: - Xử lý sơ bộ (Preliminary treatment). - Xử lý bậc một (Primary treatment). - Xử lý bậc hai (Secondary treatment). - Xử lý bậc ba (Tertiary treatment). - Xử lý bổ sung (Advanced treatment). - Ngoài ra trong công nghệ xử lý còn phải quan tâm đến công đoạn xử lý bùn. Mục đích của từng giai đoạn xử lý được cho trong bảng 3.1. Bảng 3.1 Các mức độ trong công nghệ xử lý nước thải Mức xử lý Mục đích Xử lý sơ bộ Loại bỏ các thành phần thô trong nước thải như rác, cát, các chất dầu mỡ cũng như các chất nổi trên mặt nước có thể gây khó khăn trong vận hành cũng như bảo trì các công trình sau. Áp dụng xử lý cơ học, có thể có hoá học. Xử lý bậc một Loại bỏ một phần các chất rắn lơ lửng và các chất hữu cơ trong nước thải bằng biện pháp cơ học hoặc có thể là hoá lý. Xử lý bậc hai Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học (ở dạng hòa tan và lơ lửng) và các chất rắn lơ lửng bằng biện pháp sinh học. Phương pháp xử lý hoá học và khử trùng cũng có thể được áp dụng trong giai đoạn này. Xử lý bậc hai loại bỏ dinh dưỡng Tiếp tục loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học, các chất rắn lơ lửng đặc biệt là loại bỏ các chất dinh dưỡng bằng biện pháp xử lý sinh học. Xử lý bậc ba Loại bỏ các chất lơ lửng còn lại sau xử lý bậc hai bằng phương pháp lọc vật liệu hạt hay lọc tinh, hấp phụ bằng than hoạt tính, khử trùng, loại bỏ dinh dưỡng. Xử lý bổ sung Loại bỏ triệt để các chất hoà tan và các chất lơ lửng còn lưu lại trong nước khi cần sử dụng lại nguồn nước sau xử lý bằng các phương pháp như trao đổi ion, lọc màng… 3.1.2 Các quá trình xử lý Quá trình xử lý Áp dụng cho Mục đích và ưu điểm Nhược điểm và giới hạn 1 Xử lý sơ bộ 1.1 Bể điều hòa 1.2 Bể trung hòa 1.3 Điều chỉnh nhiệt độ 1.4 Bổ sung dinh dưỡng 1.5 Song chắn rác 1.6 Bể lắng cát Nước thải có lưu lượng thay đổi Nước thải có pH không ổn định Nước thải có nhiệt độ không thích hợp (quá cao hay quá thấp) cho các công trình xử lý tiếp theo. Nước thải thiếu chất dinh dưỡng Nước thải có chứa các chất thô trong nước thải. Nước thải có chứa nhiều chất vô cơ và hữu cơ dễ lắng. - Giảm sự biến động của nước thải. - Giảm các yêu cầu về hóa chất. - Giảm kích thước của công trình xử lý. - Tạo điều kiện thích hợp cho xử lý sinh học, xử lý hóa lý. - Giảm mức độ ăn mòn công trình xử lý. - Tạo điều kiện thích hợp cho xử lý sinh học. - Tối ưu hoá quá trình xử lý sinh học. - Bảo vệ bơm và tránh nghẹt đường ống. - Giảm thiểu hàm lượng chất rắn thô trong các công trình tiếp theo. - Giảm chi phí vận hành và bảo trì. - Tránh rỗ bơm, đóng cặn trong các thiết bị và công trình. - Có thể gây ra mùi hôi. - Cần trang bị các thiết bị khuấy trộn và sục khí. - Chiếm diện tích lớn. - Có thể tạo bông cặn kết tủa kết tủa. - Trang bị các thiết bị bơm hóa chất một cách chính xác. - Chi phí cao. - Phải thường xuyên được làm sạch có thể bằng thủ công hay cơ khí, vòi phun áp lực. - Phải thường xuyên lấy cát ra khỏi bể tránh tình trạng phân huỷ sinh học. 2 Xử lý bậc một Hiệu quả xử lý : - BOD: 20 ÷ 34 % - SS: 75 ÷ 90 % - N: 10 ÷ 25 % 2.1 Bể lắng đợt một 2.2 Tuyển nổi khí hoà tan - Chất thải có chứa nhiều chất rắn lơ lửng có thể lắng được. - Nước thải có chứa nhiều dầu mỡ, các chất rắn lơ lửng hay các chất nổi trên mặt nước - Giảm hàm lượng các chất lơ lửng vào các công trình tiếp theo. - Chi phí đầu tư thấp. - Vận hành đơn giản. - Giảm một lượng lớn chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải. - Loại bỏ các chất dầu mỡ và các chất lơ lửng. - Thiết bị nhỏ, gọn. - Nồng độ chất rắn cao hơn so với bể lắng thông thường - Tăng hàm lượng oxy trong nước thải, thích hợp khi có các công trình xử lý hiếu khí tiếp theo. - Nếu vận hành không tốt có khả năng cặn hữu cơ bị phân huỷ sinh học và gây mùi. - Chi phí đầu tư, vận hành và năng lượng cao. - Sử dụng trang thiết bị yêu cầu kỹ thuật cao. 3 Xử lý bậc hai 3.1 Bể bùn hoạt tính (bể sục khí và bể lắng 2) 3.2 Hồ hiếu khí (có bể lắng hai) 3.3 Hồ hiếu khí - kỵ khí kết hợp 3.4 Bể lọc sinh học nhỏ giọt (trickling filtter) 3.5 Lọc kỵ khí 3.6 Bể tiếp xúc kỵ khí. (UASB) 3.7 Keo tụ hóa học kết hợp với lắng 3.8 Tuyển nổi khí hòa tan có sử dụng hóa chất. 3.9 Oxy hóa hóa học Xử lý nước thải có chứa các chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học hiếu khí. Xử lý chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên. Xử lý chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí kết hợp, thích hợp cho xử lý N, P do thời gian lưu nước lớn. Lợi dụng khả năng xử lý của các vi sinh dính bám trên giá thể trơ như nhựa, đá cuội …ở dạng lơ lửng hay cố định để xử lý chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học và xử lý nước thải có nhiều chất dinh dưỡng. Vi sinh dính bám trong điều kiện kỵ khí. Giá thể được cho ngập nước, có thể ở dạng lơ lửng hay cố định. Nước thải có nồng độ ô nhiễm cao, có khả năng phân huỷ sinh học. Nước thải có nồng độ BOD hay nhiệt độ cao. Nước thải có chứa hàm lượng các chất hoà tan, chất keo, kim loại, các chất vô cơ, nhũ tương dầu mỡ cao Nước thải có chứa các chất dầu mỡ, keo và các chất có liên kết hóa học bền. Nước thải có lưu lượng nhỏ chứa các chất khó phân huỷ sinh học, các chất độc hại, nồng độ chất thải cao. - Khoáng hóa một lượng lớn các chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học, xử lý khoảng 90 % BOD và SS. - Chiếm diện tích nhỏ. - Có thể xử lý hay không xử lý dinh dưỡng tuỳ theo mục đích và tính chất nước thải. - Giảm đáng kể vấn đề mùi hôi. - Không đòi hỏi chi phí đầu tư xây dựng cao. - Yêu cầu vận hành không cao. - Hiệu quả xử lý BOD: 80 ÷ 90 %. - Chi phí xây dựng thấp. - Trình độ vận hành không cao. - Chất lượng nước đầu ra tốt (xử lý được 80 ÷ 90 % BOD, và chất dinh dưỡng). - Khả năng xử lý BOD: 80 ÷ 90 %. - Chi phí vận hành vừa phải (thấp hơn so với bể bùn hoạt tính). - Có khả năng chịu được sự thay đổi tải trọng cao. - Có khả năng khử trùng nước thải do hệ vi sinh phong phú, đặc biệt là các loài thực khuẩn. - Chịu tải trọng hữu cơ lớn. - Áp dụng với nước thải có nồng độ BOD > 500 mg/l. - Có khả năng thu hồi khí sinh học khi lượng nước thải lớn. - Chịu tải trọng rất cao. - COD 1000 ÷ 50000 mg/l - Có thể thu hồi sản phẩm khí biogas. - Chiếm diện tích nhỏ. - Có khả năng phân huỷ chất rắn bay hơi. - Khử các ion kim loại, chất dinh dưỡng, keo, khoáng. - Thu hồi các chất có giá trị. - Tạo điều kiện thích hợp xử lý sinh học. - Mức độ xử lý cao, có khả năng loại bỏ được dầu mỡ. - Có khả năng khử trùng. - Giúp loại bỏ chất dầu mỡ, mùi, vị. - Xử lý triệt để các chất hữu cơ. - Hiệu quả khử CN- đạt 50 ÷ 90 % - Phải đảm bảo tỉ số F/M và tỉ lệ BOD : N : P phải trong khoảng 100 : 5 : 1. - Chi phí vận hành cao (phòng thí nghiệm, năng lượng… ). - Tạo ra lượng bùn lớn đòi hỏi chi phí xử lý cao. - Nhạy cảm với sự thay đổi tải lượng, hàm lượng các kim loại nặng và các chất độc hại. - Yêu cầu phải sục khí liên tục. - Tạo ra bùn lắng dưới đáy hồ rất khó làm sạch. - Chi phí năng lượng cũng tương đối lớn. - Chiếm một diện tích rất lớn nên phương pháp này chỉ được áp dụng trong trường hợp diện tích đất sẵn có cho phép. - Không có khả năng khử được độ màu. - Đòi hỏi diện tích xây dựng lớn. - Trong nước đầu ra có thường có tảo gây khó khăn cho các công trình xử lý tiếp theo, tạo ra mùi tanh. - Có thể có sự cố nghẹt hệ thống phân phối nước và các giá thể do màng vi sinh tróc ra. - Sinh các loài côn trùng, muỗi. - Dễ tạo ra những vùng chết. - Cặn bùn sinh học lắng xuống đáy, tích tụ lâu ngày chiếm thể tích, giảm thời gian lưu nước thực. Có thể khắc phục bằng cách sục khí sinh học trở lại, xả bùn dư định kỳ. - Rất nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường (pH, nhiệt độ, nồng độ các chất độc hại…). - Đòi hỏi khả năng vận hành tương đối tốt. - Trang bị các thiết bị đòi hỏi độ chính xác cao (như máy bơm hóa chất…). - Tạo ra một lượng bùn đáng kể. - Chi phí trang thiết bị và vận hành khá cao, đòi hỏi các thiết bị kỹ thuật cao. - Chi phí hóa chất rất cao. - Chi phí đầu tư cao. - Đòi hỏi người vận hành có kinh nghiệm. - Phải tiến hành thu gom các chất nguy hại. 4 Xử lý bậc hai loại bỏ dinh dưỡng. Đây là bước xử lý bổ sung cho quá trình xử lý bậc hai khi trong nước thải hàm lượng dinh dưỡng còn nhiều. Quá trình này cũng tương tự như xử lý bậc hai bằng biện pháp sinh học chỉ khác là thời gian lưu nước và lưu bùn tăng. Sau đó để khử nitrat, người ta thường dùng quá trình thiếu khí. 5 Xử lý bậc ba 5.1 Hấp phụ bằng than hoạt tính 5.2 Lọc áp lực 5.3 Lọc tinh 5.4 Lọc dưới tác dụng của trọng lực Khử trùng Xử lý nhiệt Bức xạ UV Hóa chất như Chlorine, ozone, brome, iodine Dòng ra sau xử lý bậc hai có chứa: - Các hợp chất hữu cơ ở dạng vết và các hợp chất gây màu, mùi, vị. Nước thải có chứa các chất hữu cơ, vô cơ ở dạng lơ lững và các chất ở dạng nhũ tương, keo. . Nước ra yêu cầu có hàm lượng chất rắn rất