Mẫu báo cáo xin cấp giấy phép môi trường cho nhà máy xử lí nước thải

Quy mô của dự án như sau:

Bảng 1.1: Công suất sản xuất của dự án

2. Quy trinh

Nước thải 

Máy thổi khí

Hệ thống thu gom nước thải (hiện hữu)

Thuyết minh công nghệ

• Hố thu gom

Nước thải phát sinh từ các hoạt động sản xuất và sinh hoạt được thu gom đưa vào hố thu sẽ được đưa qua thiết bị tách rác tinh để loại bỏ các thành phần có kích thước lớn có thể ảnh hưởng đến thiết bị và quá trình xử lý ở các giai đoạn sau.

• Máy tách rác tinh

Nước thải từ hố thu sẽ được bơm lên thiết bị tách rác tinh để loại bỏ các tạp chất, rác có kích thước nhỏ trước khi chảy vào bể điều hoà. Các loại rác nhỏ này sẽ ảnh hưởng đến bơm cũng như hệ vi sinh phía sau nếu không được loại bỏ ra khỏi nước thải.

• Bể tách dầu mỡ

Tách các chất có trong nước thải có tỷ trọng nhỏ hơn nước (dầu, mỡ,…) và định kỳ sẽ được vớt mang đi đổ bỏ theo quy định.

• Bể điều hòa

Mục đích: điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ nước thải.

Lưu lượng và nồng độ nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: thời gian thải, lưu lượng thải cũng như tải trọng chất bẩn có trong nước thải.

Cụ thể như khi nồng độ hoặc lưu lượng tăng lên đột ngột:

+ Các công trình đơn vị hóa lý sẽ làm việc kém hiệu quả đi và nếu muốn ổn định được cần phải thay đổi lượng hóa chất thường xuyên điều này gây khó khăn cho quá trình vận hành.

+ Các công trình đơn vị xử lý sinh học, nếu lưu lượng và nồng độ thay đổi đột ngột sẽ gây sốc tải trọng đối với vi sinh vật thậm chí gây tình trạng vi sinh chết hàng loạt, làm cho công trình mất hẳn tác dụng.

→Đó là lý do của việc cần xây dựng bể điều hòa.

Việc điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ sẽ giúp đơn giản hóa công nghệ xử lý, tăng hiệu quả xử lý và giảm kích thước các công trình đơn vị một cách đáng kể.

Để thực hiện quá trình ổn định nồng độ, trong bể điều hòa bố trí hệ thống phân phối khí nhằm khuấy trộn nước thải.

• Bể keo tụ & tạo bông

Nước thải từ bể điều hòa sẽ được bơm đến cụm bể phản ứng. Tại bể phản ứng, nước thải được hóa chất keo tụ PAC. Motor khuấy trộn có tốc độ nhanh nhằm tạo tiếp xúc tốt giữa hóa chất và nước. Polymer được châm vào bể tạo bông làm chất trợ keo tụ. Motor khuấy trộn có tốc độ chậm nhằm tránh sự phá vỡ của bông cặn. Nước thải tiếp tục chảy qua bể lắng hóa lý Lượng hóa chất phản ứng được cấp vào bể với một liều lượng nhất định đảm bảo tạo điều kiện cần và đủ để các phản ứng oxy hóa khử xảy ra hoàn toàn. Liều lượng hóa chất keo tụ, tạo bông cũng như hóa chất chỉnh pH tối ưu sẽ được xác định qua mô hình thí nghiệm trên máy Jartest tại phòng thí nghiệm.

Quá trình phản ứng được mô tả trong phương trình bên dưới.

3Ca(HCO3)2 + Al2(SO4)3.18H2O ↔2 Al(OH)3 + 2 CaSO4 + 6 CO2 + 18H2O

→ Các chất gây ô nhiễm có mặt trong nước đã được chuyển hóa thành các hợp chất không gây ô nhiễm ở dạng bông cặn và sẽ được tách ra khỏi nước bằng bể lắng hóa lý.

Quy định mới về giấy phép môi trường

• Bể lắng hóa lý (bể lắng 1)

Nước thải sau khi qua hệ thống phản ứng – tạo bông sẽ được dẫn qua bể lắng hóa lý. Tại bể lắng hóa lý sẽ xảy ra quá trình lắng tách pha để loại bỏ một phần cặn lơ lửng có thể lắng được trong thời gian cần thiết.

Quá trình lắng xảy ra theo nguyên lý: trong môi trường nước tĩnh hay chuyển động với vận tốc nhỏ, các hạt có tỷ trọng lớn hay bé hơn tỷ trọng của nước, dưới tác dụng của lực trọng trường xảy ra các quá trình lắng theo quy luật tự nhiên. Các hạt rắn đơn lẻ có trọng lượng riêng lớn sẽ chuyển động rơi thẳng đứng. Chuyển động của hạt rắn sẽ tăng tốc dần cho đến khi lực ma sát của chất lỏng cân bằng với lực rơi của hạt thì hạt tiếp tục lắng xuống với tốc độ không đổi.

Một lượng lớn bùn lắng ở bể được lấy ra từ đáy bể nhờ bơm bùn. Sau khi đi qua bể lắng nước thải đi vào bể kỵ khí (UASB).

• Bể kỵ khí (UASB):

Xử lý nước thải ở lớp bùn kị khí với dòng chảy ngược UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). Phương pháp này thích hợp cho việc xử lý nước thải các ngành công nghiệp có hàm lượng chất hữu cơ cao và chất rắn ít.

Chất hữu cơ                               CH4 + CO2 + H2 +NH3 +H2S

Bể được chia làm 3 phần chính: phần bùn đặc ở đáy, một lớp thảm bùn ở giữa bể, dung dịch lỏng ở phía trên. Hỗn hợp khí, lỏng, bùn trong nước tạo thành dạng hạt lơ lửng, khi nước thải đi từ dưới lên bùn tiếp xúc được nhiều với các chất hữu cơ có trong nước thải và quá trình phân hủy xảy ra tích cực. Các loại khí (chủ yếu CH4 và CO2) sẽ tạo dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho việc hình thành những hạt bùn hoạt tính và giữ cho chúng ổn định. Một số bọt khí và hạt bùn có khí bám vào sẽ nổi lên trên mặt hỗn hợp phía trên bể. Khi va phải lớp chắn phía trên, các bọt khí bị vỡ và hạt bùn được tách ra được lắng xuống đáy bể.

• Bể thiếu khí (Anoxic):

Thực hiện quá trình khử các hợp chất N và P và chất hữu cơ trong nước thải. Cơ sở lý thuyết các quá trình xử lý nitơ bằng phương pháp sinh học.

Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, nitơ amôn sẽ được chuyển thành nitrit và nitrat nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi môi trường thiếu ôxy, các loại vi khuẩn khử nitrat Denitrificans (dạng kỵ khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrát (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.

Quá trình chuyển hóa Nitơ trong nước thải.

Quá trình chuyển NO3- –> NO2- –>NO –> N2O –> N2 với việc sử dụng mêtanol làm nguồn các bon được biểu diễn bằng các phương trình sau đây:

• Nitrat hóa

Nitrat hoá là một quá trình tự dưỡng (năng lượng cho sự phát triển của vi khuẩn được lấy từ các hợp chất ôxy hoá của Nitơ, chủ yếu là Amoni. Ngược với các vi sinh vật dị dưỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO2 (dạng vô cơ) hơn là các nguồn các bon hữu cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá tạo thành trên một đơn vị của quá trình trao đổi chất nhỏ hơn nhiều lần so với sinh khối tạo thành của quá trình dị dưỡng.

Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amoni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật , đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. ở giai đoạn đầu tiên amoni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat

Bước 1: NH4- + 1,5 O2 –> NO2- + 2H⁺ + H2O Bước 2: NO2- + 0,5 O2 –> NO3-

Các vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria sử dụng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau:

Hồ sơ môi trường 2022

NH4- + 2 O2 –> NO3- + 2H⁺ + H2O (*)

Cùng với quá trình thu năng lượng, một số iôn Amoni được đồng hoá vận chuyển vào trong các mô tế bào. Quá trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình sau:

4CO2 + HCO3- + NH4+ + H2O –> C5H7O2N + 5O2

C5H7O2N tạo thành được dùng để tổng hợp nên sinh khối mới cho tế bào vi khuẩn. Toàn bộ quá trình ôxy hoá và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau :

NH4+ + 1,83O2 + 1,98HCO3- –> 0,021C5H7O2N + 0,98NO3-+1,041H2O+1,88H2CO3

Lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá amôni thành nitrat cần 4,3 mg O2/ 1mg NH4+. Giá trị này gần bằng với giá trị 4,57 thường được sử dụng trong các công thức tính toán thiết kế. Giá trị 4,57 được xác định từ phản ứng (*) khi mà quá trình tổng hợp sinh khối tế bào không được xét đến.

• Khử nitrit và nitrat:

Trong môi trường thiếu ôxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kị khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.

• Khử nitrat :

NO3- + 1,08 CH3OH + H+ –> 0,065 C5H7O2N + 0,47 N2 + 0,76CO2 + 2,44H2O

• Khử nitrit :

NO2- + 0,67 CH3OH + H+ –> 0,04 C5H7O2N + 0,48 N2 + 0,47CO2 + 1,7H2O

Để nitrat hóa và phốt pho hóa thuận lợi tại bể xử lý thiếu khí (Anoxic) được khuấy trộn nhờ hai máy khuấy chìm nhằm đảm bảo nước thải luôn được khuấy trộn.

• Bể hiếu khí MBBR - Aerotank

Bể xử lý sinh học hiếu khí dính bám MBBR là công trình đơn vị xử lý những chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học.

Công nghệ MBBR là công nghệ kết hợp giữa các điều kiện thuận lợi của quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí và bể lọc sinh học. Bể MBBR hoạt động giống như quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí trong toàn bộ thể tích bể. Đây là quá trình xử lý bằng lớp màng biofilm với sinh khối phát triển trên giá thể mà những giá thể này lại di chuyển tự do trong bể phản ứng và được giữ bên trong bể phản ứng. Bể MBBR không cần quá trình tuần hoàn bùn giống như các phương pháp xử lý bằng màng biofilm khác, vì vậy nó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính trong bể, bởi vì sinh khối ngày càng được tạo ra trong quá trình xử lý.

• Quá trình xử lý trong bể MBBR được mô tả ngắn gọn như:

Oxy hóa các chất hữu cơ:

CxHyOz + O2      - Enzyme → CO2 + H2O + ∆H

• • Tổng hợp tế bào mới:

CxHyOz + NH3 + O2 - Enzyme → Tế bào vi khuẩn

• • Phân hủy nội bào:

C5H7NO2 + 5O2  - Enzyme →     5CO2 + 2H2O + NH3 ±  ∆H

Để đảm bảo hiệu quả của quá trình xử lý. Nồng độ oxy hòa tan của nước thải trong bể MBBR cần được luôn luôn duy trì ở giá trị lớn hơn 2 mg/l bằng cách bố trí hệ thống phân phối khí tương tự như ở bể điều hòa.

Nước sau khi ra khỏi bể MBBR sẽ tự chảy theo sự chênh lệch cao độ sang bể lắng để tiếp tục quá trình xử lý.

• Bể lắng 2

Bằng cơ chế của quá trình lắng trọng lực, bể lắng có nhiệm vụ tách cặn vi sinh trong nước thải từ bể sinh học hiếu khí mang sang. Nước thải ra khỏi bể lắng có hàm lượng cặn (SS) giảm đến 60 - 80%. Một phần bùn lắng ở đáy ngăn lắng sẽ được bơm bùn bơm tuần hoàn về bể sinh học, phần bùn dư sẽ được bơm về bể chứa bùn. Phần nước trong sẽ tự chảy tràn sang bể khử trùng thông qua hệ thống máng thu nước răng cưa.

• Bể khử trùng

Nước thải sau khi qua bể lắng tự chảy sang bể khử trùng để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh. Hóa chất được sử dụng là Javen, đây là chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi gốc Cl- tiếp xúc với nước sẽ tạo ra phân tử HOCl có tác dụng khử trùng rất mạnh.