XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

1. TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP

Công nghiệp của Việt Nam có sự tăng trưởng mạnh mẽ với tỷ lệ tăng trưởng cao nhất trong nhiều năm gần đây. Các ngành có triển vọng lớn được xác định là các ngành phục vụ công nghiệp hóa và hiện đại hóa, các ngành đi thẳng vào công nghệ tiên tiến, góp phần thúc đẩy tăng trưởng và đóng góp nhiều vào GDP.

Hiện tại, công nghiệp hỗ trợ được xác định là ngành có nhiều triển vọng. Có nhiều lợi thế cạnh tranh, kim ngạch xuất khẩu tăng trưởng liên tục và phát triển theo hướng tham gia vào chuỗi cung ứng quốc tế, thị trường nội địa lớn, làn sóng đầu tư ra nước ngoài mạnh mẽ của các doanh nghiệp nước ngoài.

Cùng với sự phát triển đó thì vấn đề môi trường đặc biệt là giảm thiểu, xử lý các chất thải được các doanh nghiệp quan tâm. Các công nghệ xử lý nước thải được áp dụng đa dạng cho các ngành nghề công nghiệp nhằm đảm bảo một sự phát triển bền vững, tạo sự cân bằng giữ phát triển kinh tế và phát triển, bảo vệ môi trường.

Loại hình nước thai	Ngành nghề
Sinh Hoạt/ Đô thị Hệ thống xử lý nước thải công Nghiệp Dệt Nhuộm Xi Mạ Chế Biến Sữa Nước Rỉ Rác Làng Nghề Chế Biến Dầu Thực Vật Nước Giải Khát Thuốc Lá Bia	Giấy Bệnh Viện Xử Lý Nước Cấp Thực Phẩm Thủy Sản Cao Su Chăn Nuôi & Giết Mổ Chế Biến Cà Phê Ngành nghề khác

2. NGUỒN GỐC PHÁT SINH

Lưu lượng nước thải thực tế của của Trạm XLNT phát sinh từ hoạt động sản xuất, quá trình sinh hoạt của công nhân viên tại các nhà máy, xí nghiệp.

Khu công nghiệp chủ yếu là sản xuất vật liệu xây dựng, cơ khí chế tạo, , cơ khí chính xác, thiết bị điện, sản xuất hàng tiêu dùng, may mặc, phụ tùng ô tô, xe máy, điện tử, điện lạnh; máy móc thiết bị phục vụ cho ngành xây dựng, thực phẩm , may mặc, thiết bị y tế, dược phẩm….

Thành phần đặc trưng của nước thải Khu công nghiệp là các chỉ tiêu: BOD₅, COD, TSS (cặn lơ lửng), kim loại nặng, chất dinh dưỡng (N, P), dầu mỡ, váng nổi, Coliform, …

Thành phần và tính chất nước thải đầu vào

Giá trị đầu vào của Trạm XLNT khu công nghiệp ( tham khảo)

STT	Thông số	Đơn vị	Chất lượng nước thải đầu vào
1	Nhiệt độ	°C	25-40
2	Màu	Pt/Co	150-200
3	pH	–	5-9
4	Mùi		–
5	BOD₅ (20^oC)	mg/l	300-350
6	COD	mg/l	500-600
7	Tổng chất rắn lơ lửng	mg/l	350-400
8	Asen (As)	mg/l	0,1-0,65
9	Thủy ngân (Hg)	mg/l	0,01-0,015
10	Chì (Pb)	mg/l	1-1,3
11	Cadimi (Cd)	mg/l	0,3-0,5
12	Crom (VI)	mg/l	0-0,65
13	Crom (III)	mg/l	1,5-2,6
14	Đồng (Cu)	mg/l	5-10
15	Kẽm (Zn)	mg/l	5-10
16	Niken (Ni)	mg/l	2-5
17	Mangan (Mn)	mg/l	5-6
18	Sắt ( Fe)	mg/l	10-15
19	Thiếc	mg/l	4-6
20	Tổng Xianua (CN-)	mg/l	0,2-0,5
21	Tổng dầu mỡ khoáng	mg/l	13
22	Dầu động thực vật	mg/l	39
23	Amoni ( tính theo N)	mg/l	60
26	Tổng Nito	mg/l	80
27	Tổng phốt pho ( tính theo P)	mg/l	12
28	Tổng chất hoạt động bề mặt	mg/l	10
29	Clorua	mg/l	500

3. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

3.1 Sơ đồ công nghệ ( tham khảo)

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ:

Quy trình dòng thải trong công nghệ đã lựa chọn qua các hạng mục sau:

Nước thải phát sinh từ khu công nghiệp Sông Lô- Vĩnh Phúcà Hệ thống thu gom nước thải à Bể thu gom à Bể lắng cát, tách dầu mỡà Bể điều hòa nước thải à Bể điều chỉnh Ph và xử lý Crômà Bể điều chỉnh pH và keo tụ, tạo bôngà Bể lắng hóa lý à Bể thiếu khíà Bể hiếu khíà Bể lắng sinh họcà Bể khử trùngà Mương quan trắcà Nguồn tiếp nhận đạt QCVN 40:2011.

Quá trình xử lý nước thải được chia làm 4 công đoạn chính là:

Hệ tiền xử lý
Hệ xử lý hóa lý
Hệ xử lý sinh học
Khử trùng

Hệ tiền xử lý

Hệ tiền xử lý có những công trình đơn vị như sau:

Bể gom nước thải: làm nhiệm vụ trung chuyển nước thải, từ đây nước thải được bơm lên cụm xử lý chính.
Song chắn rác thô: loại bỏ các loại rác, chất rắn có kích thước lớn để giảm tải cho hệ thống xử lý và đảm bảo khả năng vận hành của các thiết bị như bơm, máy khuấy v.v…
Thiết bị tách rác tinh: tách cặn và các loại rác có kích thước nhỏ, đảm bảo khả năng vận hành của các thiết bị cơ giới phía sau.
Bể tách cát, dầu mỡ: Cát ảnh hưởng khá nhiều đến khả năng phát triển của vi sinh, trong khi đó dầu mỡ là chất hưu cơ khó phân hủy làm giảm khả năng hoạt động của các bể xử lý sinh học. Vì thế tách cát và tách mỡ sẽ đảm bảo khả năng vận hành ổn định của hệ thống.
Bể điều hòa: bể này đóng vài trò trung chuyển cuối cùng trước khi vào hệ xử lý chính, đồng thời giúp điều hòa nước thải về lưu lượng cũng như chất lượng, tránh tình trạng tăng tải cục bộ vào các thời điểm khác nhau.

Xử lý hóa lý

Nước thải công nghiệp thường có hàm lượng cặn khá cao, bao gồm cả cặn hữu cơ và vô cơ. Việc keo tụ sơ bộ giúp giảm đáng kể hàm lượng căn lơ lưng trong nước đồng thời giảm tải về xử lý hữu cơ cho hệ thống xử lý sinh học. Hệ thống xử lý hóa lý sơ bộ có các công trình đơn vị như sau:

Bể keo tụ: thực hiện khuấy trộn nước thải với các chất keo tụ – các hóa chất mang điện tích dương, làm giảm điện thế zeta. Khi đó các cặn lơ lửng mất tính ổn định và có thể lắng xuống dễ dàng.
Bể tạo bông: để tăng tốc độ lắng, giúp giảm dung tích bể lắng hóa lý, các chất tạo bông được thêm vào để gắn kết các hạt keo tạo thành các bông cặn có kích thước lớn, tỉ lệ nước thấp và tốc độ lắng nhanh hơn đang kể.
Bể lắng hóa lý: tại đây các bông keo được lắng và bơm về bể chứa bùn hóa lý. Phần nước trong sẽ được đưa đang công đoạn xử lý sinh học.

Xử lý sinh học

Quá trình xử lý sinh học sẽ giúp loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan và xử lý nitơ còn lại trong nước thải. Quá trình xử lý sinh học được thực hiện nhờ hệ vi sinh vật có trong bùn hoạt tính tại các công trình đơn vị sau đây:

Bể sinh học thiếu khí (bể khử Nitơ).
Bể sinh học hiếu khí (bể khử BOD và Nitrat hóa).
Bể lắng sinh học.

Tại bể thiếu khí – Anoxic

Nước thải từ bể yếm khí được dẫn sang bể thiếu khí. Bể này có bố trí hệ thống sục khí dạng bọt thô để duy trì điều kiện xử lý sinh học thiếu khí và tăng cường xáo trộn tiếp xúc giữa nước thải và vi sinh.

Tương tự trong bể yếm khí, nồng độ vi sinh vật cũng được duy trì ở mức cao khi sinh trưởng bám dính trên giá thể dạng sợi treo cố định trong bể.

Tại bể này xảy ra quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ cacbon, đồng thời với quá trình khử Nito – chuyển hóa Nitrat tuần hoàn lại từ bể hiếu khí thành khí N2, nhờ đó Nito được loại bỏ khỏi nước thải.

Giải pháp của Nhà thầu Vũ Hoàng là: sử dụng máy khuấy trộn chìm (tạo môi trường thiếu khí cho các chủng vi sinh hoạt động hiệu quả).

Tại bể hiếu khí – Oxic

Nước thải từ bể thiếu khí chảy sang ngăn hiếu khí. Ở bể này, một hệ thống sục khí dạng bọt mịn lắp đặt dưới đáy để duy trì điều kiện xử lý sinh học hiếu khí và cũng giúp tăng cường tiếp xúc giữa nước thải và vi sinh sinh trưởng bám dính trên giá thể dạng sợi treo cố định trong bể.

Khí phân phối ở dạng bọt mịn giúp tăng diện tích tiếp xúc và kéo dài thời gian lưu bọt khí trong nước. Đủ để oxy hòa tan khuếch tán vào nước cần thiết cho quá trình oxy hóa cơ chất của các vi sinh vật.

Tại bể này có bố trí các bơm chìm nước thải hoạt động luân phiên để tuần hoàn lại dòng nước thải chứa Nitrat từ bể hiếu khí về bể thiếu khí cho quá trình đề nitrat hóa diễn ra ở bể thiếu khí.

Tại bể này xảy ra quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ cacbon để giảm BOD, COD. Ammoni có trong nước thải hoặc được tạo thành từ việc phân giải các hợp chất hữu cơ chứa Nito ở các giai đoạn trước sẽ được chuyển hóa thành Nitrat. Ammoni cũng một phần được vi khuẩn sử dụng để đồng hóa thành vỏ tế bào.

Tại bể hiếu khí, trong điều kiện cung cấp đủ oxy, vi khuẩn hấp thụ photpho cao hơn mức bình thường, lúc này photpho không những cần cho việc tổng hợp tế bào mà còn được vi khuẩn chứa thêm một lượng dư vào trong tế bào.

Các vi khuẩn này có ưu thế cạnh tranh cao hơn các loại vi khuẩn khác do có thể tích trữ một lượng chất hữu cơ sẵn sàng cho việc tiêu thụ của chúng. Trong điều kiện thuận lợi, chúng phát triển nhanh về số lượng, kết quả là làm tăng lượng photpho trong bùn hoạt tính dư được thải ra.

Khi trong nước thải có các ion như canxi, sắt, magie thì quá trình keo tụ photpho ở dạng muối photphat cũng xảy ra đồng thời với quá trình xử lý photpho bằng sinh học.

Nước thải sau khi qua các công đoạn xử lý sinh học được cung cấp cho bể lắng bùn thông qua ống phân phối trung tâm. Tại đây nước thải di chuyển xuống phía dưới từ từ và lan tỏa ra xung quanh từ ống phân phối trung tâm. Dưới tác dụng của trọng lực, pha bùn và pha nước phân lớp.

Nước trong tràn qua máng thu để chảy ra ngoài, còn bùn lắng dưới hố thu ở đáy bể được bơm chìm hút ra ngoài bể lắng, một phần bùn hồi lưu về bể xử lý sinh học để bổ sung vi sinh vật cho các bể này, một phần bùn dư được xả về bể chứa bùn.

Khử trùng và thải ra nguồn tiếp nhận

Công đoạn khử trùng được thực hiện tại công trình đơn vị như sau:

Bể khử trùng: Sau xử lý sinh học, hàm lượng vi sinh trong nước thải thường vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Vì thể để đảm bảo không ảnh hưởng tới môi trường cũng như đạt quy chuẩn quy định, tại bể khử trùng sẽ diễn ra quá trình châm clorine để giảm chỉ tiêu coliform.

Xử lý bùn thải

Quá trình xử lý bùn thải nhằm mục đích giảm độ ẩm trong bùn để tiết kiệm chi phí thuê đơn vị có chức năng xử lý. Quá trình xử lý bùn thải được thực hiện tại các công trình đơn vị như sau:

Bể chứa bùn: Nơi tạm chứa bùn từ các bể lắng và oxi hóa một phần bùn thải.
Hệ thống ép bùn là thiết bị chính có nhiệm vụ ép giảm ẩm cho bùn thải.

Ưu điểm của quy trình công nghệ xử lý nước thải đề xuất:

Quy trình công nghệ có khả năng tự động hóa cao.
Được trang bị các thiết bị đo liên tục như pH, DO đảm bảo khả năng kiểm soát hệ thống.

Hệ thống được trang bị biến tần ở các thiết bị chính giúp điều tiết công suất của thiết bị tùy thuộc vào lưu lượng thực tế hướng tới tiết kiệm năng lượng