Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt luôn luôn đạt QCVN

MTĐT - Thứ tư, 14/10/2020 10:27 (GMT+7)

Giới thiệu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo đạt QCVN 2019.

Xác định lưu lượng trong xử lý nước thải sinh hoạt

Ban đầu để thiết kế và chọn lựa đúng phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt phải xác định được lưu lượng cần xử lý.

Có 3 cách để xác định lưu lượng trong xử lý nước thải sinh hoạt như sau:

- Nếu là đơn vị chưa hoạt động, đang trong giai đoạn xây dựng nhà máy --> hãy dựa vào số lượng công nhân viên dự kiến hoạt động trong địa bàn nhà máy.

Vậy tại sao lại dựa vào số người?

Trong tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 33:2006 Cấp nước - mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế có đưa ra định mức nước thải theo từng lĩnh vực, từng mục đích.

- Nếu là đơn vị đã hoạt động --> hãy dựa vào chỉ số trên hóa đơn nước hàng tháng.

Lưu lượng nước thải được tính bằng 100% lượng nước cấp sử dụng.

Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.

Sau khi đã xác định được lưu lượng xử lý của hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, cần quan tâm tiếp theo là với mức lưu lượng đó thì sử dụng công nghệ nào hoặc có các phương án nào để xử lý.

Hiện nay xử lý nước thải sinh hoạt là một trong những bài toán rất nhiều đơn vị hô hào là mình có khả năng xử lý, ngay cả những nhà thầu như nhà thầu cơ khí, nhà thầu chuyên xây dựng cũng có thể thi công hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. Tuy nhiên không phải hệ thống nào xây dựng và lắp đặt xong cũng hoạt động được để nước thải sau xử lý đạt QCVN. Việc xử lý nước thải sinh hoạt là tương đối khó khi chưa hiểu được bản chất của các quá trình xử lý.

Nước thải sinh hoạt sau xử lý phải đạt được 11 chỉ tiêu bao gồm:

1. Các chỉ tiêu về chất hữu cơ: BOD

2. Các chỉ tiêu đo nhanh như pH

3. Chỉ tiêu về các chất rắn TSS, tổng chất rắn hòa tan

4. Chỉ tiêu về dầu mỡ và các chất hoạt động bề mặt

5. Các chỉ tiêu về Nito, phốt pho

6. Chỉ tiêu vi sinh vật Tổng coliforms

Trong các chỉ tiêu trên các nhóm chỉ tiêu số 2,3,4,6 là các chỉ tiêu tương đối dễ để đạt được, chỉ cần trong hệ thống có lắp máy tách mỡ, có các biện pháp lắng cặn và bổ sung hóa chất khử trùng đều đặn.

Riêng các chỉ tiêu còn lại như BOD, xử lý nitơ trong nước thải, xử lý phốt pho trong nước thải thì tương đối khó đạt được và chỉ khi thiết kế đúng ngay từ đầu mới có thể đảm bảo.

Để xử lý nitơ trong nước thải cần phải trải qua giai đoạn thiếu khí dưới tác dụng của các nhóm vi sinh thiếu khí, hiếu khí

Ta có thể lựa chọn công nghệ xử lý dựa theo lưu lượng nước thải như sau:

*** Với phương án xử lý nước thải sinh hoạt có lưu lượng nhỏ hơn 60m3

Để tiết kiệm chi phí đồng thời thuận lợi cho quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với quy mô này thường lựa chọn phương pháp xử lý SBR. Hệ thống gồm 3 giai đoạn tương ứng với 3 ngăn bể:

Ảnh minh hoạ (Nguồn: Internet).

- Ngăn điều hòa: là ngăn trung hòa nồng độ, lưu lượng nước thải

- Ngăn SBR: là ngăn xử lý chính, nơi diễn ra các quá trình thiếu khí, hiếu khí trong các pha xử lý như: pha điền đầy, pha sục khí, pha lắng, pha rút nước trong.

Toàn bộ các quá trình hoạt động của hệ thống phải diễn ra dưới sự điều khiển của tủ điện lập trình PLC.

Tại sao lại sử dụng phương pháp SBR cho hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công suất nhỏ?

Lý do là vì: hệ thống dùng phương pháp SBR chỉ có 3 ngăn bể, thể tích bể nhỏ hơn hệ thống sử dụng các phương pháp khác dẫn đến giá thành xây dựng ban đầu rất thấp.

Các thiết bị trong hệ thống xử lý sử dụng phương pháp SBR ít hơn về cả số lượng và công suất thiết bị, do đó đơn giản trong quá trình vận hành, bảo trì bảo dưỡng và giá thành toàn bộ hệ thống cũng giảm đi.

So với các công nghệ sẽ trình bày ở dưới, công nghệ SBR không cần một hệ thống có chiều sâu lớn => giảm rủi ro trong quá trình đào sâu xuống để đảm bảo chiều cao lắng như trong các hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ AO

*** Với phương án xử lý nước thải sinh hoạt lớn hơn 60m3

Sử dụng phương pháp xử lý AO kết hợp giữa khâu thiếu khí và hiếu khí dựa vào hoạt động của bùn vi sinh để xử lý các chất ô nhiễm trong dòng nước thải. Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AO gồm 5 ngăn bể chính:

- Ngăn điều hòa:

Nhiệm vụ chính của ngăn điều hòa là giúp điều hòa về lưu lượng và nồng độ nước thải. Nước thải sinh hoạt của bất kỳ cơ sở sản xuất, nhà máy xí nghiệp nào đều không đều theo thời gian, tập trung nhiều vào đầu giờ sáng, buổi trưa và cuối giờ chiều là thời gian diễn ra các hoạt động ăn uống tắm giặt. Do đó phải có bể điều hòa để tránh cho nước thải không bị tràn ra ngoài trong các giờ cao điểm.

- Ngăn chứa bùn

Để chứa và phân hủy bùn vi sinh dư thừa trong hệ thống

- Ngăn thiếu khí

Diễn ra các quá trình denitrat hóa, góp phần chuyển đổi NO3- thành các dạng nito tự do bay ra khỏi dòng nước thải. Ngăn bể thiếu khí là nơi diễn ra các quá trình chính để loại bỏ Nito trong nước thải.

- Ngăn hiếu khí

Quá trình xử lý nước thải sinh hoạt có diễn ra triệt để hay không tùy thuộc vào hiệu quả tại ngăn Hiếu khí. Tại ngăn hiếu khí là nơi Vi sinh vật hiếu khí phát triển hay còn gọi là Bùn vi sinh.

Công việc quan trọng nhất để duy trì hiệu quả của quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là nuôi cấy vi sinh và duy trì hoạt động ổn định của nhóm vi sinh vật này. Vi sinh vật phát triển theo nước thải qua bể lắng.

- Ngăn lắng

Có một vài tác dụng của ngăn lắng:

+ Là ngăn giữ lại và tuần hoàn bùn vi sinh lại các khâu xử lý phía trước.

+ Tạo ra môi trường thiếu khí để xử lý nito

+ Lắng cặn phốt pho trong lớp bùn hoạt tính

Mặc dù không phải là ngăn chính để xử lý các thành phần ô nhiễm, tuy nhiên ngăn lắng lại đóng một vai trò quyết định hiệu quả của toàn bộ các công đoạn xử lý phía trên.

Các sự cố trong xử lý nước thải sinh hoạt thường xảy ra tại ngăn lắng bao gồm:

* Bùn lơ lửng và bùn nổi: có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng bùn lơ lửng, nguyên nhân lớn nhất ban đầu là do bông bùn chưa lớn hay tuổi của bùn thấp, hiện tượng này thường diễn ra trong thời gian đầu của quá trình khởi động hệ thống hoặc nuôi cấy vi sinh vật, cũng thường diễn ra sau một khoảng thời gian dài hệ thống ngừng hoạt động như vào các dịp lễ tết...

Hiện tượng bùn nổi: có 2 nguyên nhân chính

- 1 là do hệ thống tuần hoàn bùn hoạt động chưa tốt có thể là do bể lắng chưa vát đáy đúng kỹ thuật, hoặc là việc chọn lựa bơm bùn và thời gian bơm bùn không đúng.

-2 là do hiện tượng Denitrat hóa diễn ra trong bể. Tại đây có sự chuyển hóa NO3- thành các dạng khí nito tự do dưới dạng bọt khí, kéo theo các bông bùn lên trên bề mặt bể lắng.

--> Việc thiết kế bể lắng phải được tính toán và thiết kế rất chuẩn xác, rất nhiều đơn vị không quan tâm đến điều này dẫn đến giảm hiệu suất xử lý của toàn bộ hệ thống.

- Ngăn khử trùng và chứa nước sạch sau xử lý.

Nhiệm vụ của ngăn này đơn giản là xử lý thành phần Coliform trong nước thải, và là nơi đặt bơm xả thải ra hệ thống thoát nước của thành phố hoặc khu công nghiệp.

Việc khử trùng thì có 2 dạng: đối với các hệ thống có lưu lượng nhỏ thì ưu tiên khử trùng bằng các viên nén Cloramin B hay là Clo khô ==> vừa có chi phí thấp, mà đơn giản trong quá trình vận hành, chỉ cần thả viên Clo khô và hộp khử trùng bố trí sẵn sau bể lắng, hóa chất khử trùng sẽ tan ra và diệt trừ các vi sinh vật gây bệnh.

Đối với các hệ thống lưu lượng lớn: thường bố trí hệ thống pha trộn và cung cấp hóa chất bao gồm: máy khuấy hóa chất, bồn đựng hóa chất, bơm định lượng hóa chất. Việc tính toán hóa chất khử trùng sẽ được trình bày chi tiết trong hướng dẫn vận hành đi kèm trong quá trình Đào tạo chuyển giao công nghệ.

Các sự cố thường gặp khi vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

1. Đối với bể điều hòa nước thải.

Sự cố hay gặp nhất dẫn đến ảnh hưởng toàn bộ hệ thống là hoạt động không tốt ở hệ thống bơm bể điều hòa, vì hệ thống bơm ở bể điều hòa là yếu tố chính kiểm soát lưu lượng xử lý của toàn bộ hệ thống.
Các sự cố thường xảy ra như:

Tắc rác do hệ thống song chắn rác không tốt - thường không được quan tâm tại đa phần các hệ thống xử lý nước thải

Hệ thống bơm không có thiết bị kiểm soát lưu lượng, không kiểm soát được chính xác lưu lượng bơm đi xử lý => không kiểm soát được hiệu quả xử lý nito

Để kiểm soát được lưu lượng xử lý đơn giản nhất là sử dụng Máy đo lưu lượng V-notch chi phí đầu tư thấp nhất lại hoạt động ổn định

2. Sự cố về vượt chỉ tiêu Nito trong xử lý nước thải sinh hoạt

Điều này thường xuyên xảy ra với các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt thiết kế bể Thiếu khí không đúng.

Thường để tiết kiệm chi phí, rất nhiều các đơn vị thường lắp đặt hệ thống cấp khí trong ngăn bể Thiếu khí thay vì khuấy trộn, vì hệ thống cấp khí thì chỉ cần lắp thêm giàn ống phân phối và lấy khí từ máy thổi khí có sẵn, còn thiết bị khuấy trộn trên thị trường có giá tương đối đắt.

Ban đầu CCEP cũng thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt như thế, nhưng qua kinh nghiệm mắc phải tại 1 hệ thống, dẫn đến phải thay đổi, không thể chú trọng giảm giá thành mà quên đi hiệu quả toàn bộ hệ thống.

3. Các sự cố về bùn vi sinh:

* Không tuần hoàn được bùn

Như trình bày ở trên, việc vát đáy bể lắng đóng một vai trò cực kỳ lớn trong việc quyết định hiệu quả của quá trình xử lý.

Đây cũng là một trong những nguyên nhân tương đối lớn dẫn đến việc lựa chọn công nghệ SBR thay cho công nghệ AO trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công suất nhỏ.

Khắc phục tình trạng không tuần hoàn được bùn bằng 2 bước:

- Vát đáy lại bể lắng

- Điều chỉnh thời gian bơm bùn tuần hoàn bùn hoặc thay thế bơm bùn tuần hoàn bằng dạng bơm khí nâng có điều khiển theo thời gian bằng van điện từ.