Đề tài Nghiên cứu đánh giá hiện trạng xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp chất thải rắn nam sơn - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của trạm xử lý công suất 1.500 m3/ngđ

ang thiết bị phục vụ phân tích các mẫu NRR lấy về từ hiện trường được trình bày cụ thể dưới bảng sau: 23 Bảng 2.1: Phương pháp phân tích mẫu STT Thông số Phương pháp Thiết bị phân tích 1 Cd TCVN 6193:1996 Máy AAS 240 - Agilent 2 As TCVN 6626:2000 3 Cu TCVN 6193:1996 4 Zn TCVN 6193:1996 5 Tổng Cr TCVN 6622:1996 6 Pb TCVN 6193:1996 7 COD Hach method 8000 Máy quang phổ DR 3900-Hach 8 BOD5 TCVN 6494-1:2011 Tủ mát BOD5 FOC120E 9 Tổng N Hach method 10071 TCVN 6638:2000 Máy quang phổ DR 3900-Hach Bộ máy phá mẫu tổng Nito KDN-04 10 NH4+ TCVN 6179-1:1996 SMEWW4500-NH3.F:2012 Máy quang phổ HACH DR 3900 2.2.4. Phương pháp tính toán thiết kế Việc tính toán, thiết kế các phương án xây dựng, cải tạo dựa trên những tiêu chuẩn sau: -Tiêu chuẩn ngành 20 TCN-51-84: Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình-TCKT. - Qui chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. - Quy chuẩn Việt Nam QCVN 25:2009/BTNMT (Cột B1) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn. - Quychuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN 01 :2008/BXD – Quy hoạch| xây dựng. - Quy chuẩn Việt Nam QCVN 07 :2010/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia các công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị. 24 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng hoạt động của nhà máy xử lý NRR Nam Sơn 3.1.1 Thành phần NRR đầu vào của nhà máy NRR được thu gom, dẫn dòng từ các ô chôn lấp về hồ điều hòa, sau đó NRR được dẫn từ hồ điều hòa vào hệ thống xử lý của nhà máy. Đây là nguồn nước đầu vào chính của nhà máy. Thành phần của NRR đầu vào qua thời gian(từ tháng 12 năm 2017 đến tháng 5/2018) được thể hiện chi tiết dưới bảng 3.1. Qua kết quả phân tích chúng tôi nhận thấy có một số vấn đề như sau: - Toàn bộ các chỉ tiêu về kim loại(Cd, As, Cu, Zn, Tổng Cr, Pb) của nước rác đầu vào đều nằm trong giới hạn cho phép. - Tuy nhiên, các chỉ số về BOD5, COD, Tổng N, NH4+ trong toàn bộ các đợt được lấy mẫu khảo sát đều vượt hàng chục lần. - Từ những đánh giá sơ bộ ban đầu về chất lượng nước rác đầu vào của nhà máy để có những phương án phù hợp với mục đích cải tạo, nâng cấp các trạm, đặc biệt cần tập trung vào công tác làm giảm nồng độ COD, BOD5, Tổng N, NH4+ để đảm bảo chất lượng nguồn nước thải ra môi trường. 25 Bảng 3.1: Kết quả phân tích NRR tại hồ sinh học từ tháng 12/2017 tới tháng 5/2018 TT TÊN CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ KẾT QUẢ QCVN40:2011 /BTNMT/B NT NT-1 NT-2 NT-3 NT-4 NT-5 NT-7 NT-6 NT-8 NT-9 Ngày lấy mẫu 7/12/2017 20/12/2017 22/1/2018 3/2/2018 6/3/2018 20/3/2018 20/4/2018 3/4/2018 6/5/2018 20/5/2018 1 Cd mg/l 0.06 0,04 0,05 0,05 0,06 0,05 0,04 0,05 0,06 0,06 0,1 2 As mg/l 0,034 0,028 0,011 0,041 0,019 0,032 0,007 0,042 0,02 0,053 0,1 3 Cu mg/l 0,19 0,14 0,23 0,15 0,17 0,16 0,24 0,14 0,14 0,15 2 4 Zn mg/l 0,108 0,11 0,62 0,08 0,122 0,107 0,57 0,093 0,05 0,04 3 5 Tổng Cr mg/l <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 6 Pb mg/l 0,29 0,16 0,19 0,38 0,31 0,37 0,16 0,21 0,3 0,28 0,5 7 COD mg/l 3218 3838 3820 3879 3790 3451 3605 3312 3578 3611 150 8 BOD5 mg/l 1102 1801 1711 1792 1630 1562 1609 1551 1596 1795 50 9 Tổng N mg/l 1402 1369 1375 1361 1371 1373 1238 1366 1375 1369 40 10 NH4+ Mg/l 1085 1140 1003 1018 985 1015 978 969 1057 993 10 26 3.1.2. Hiện trạng vận hành của nhà máy Công nghệ xử lý hiện đang được áp dụng tại nhà máy như sau: Hình 3.1. Sơ đồ vận hành hiện tại của trạm - Hai hệ được sử dụng chung phần chỉnh pH bằng vôi. Nước rỉ rác từ các hồ chứa được bơm vào bể trộn vôi tại đây nước thải được khuấy trộn với vôi cục bằng cánh gắp của máy gắp vôi và được sục khí để trộn đều để nâng pH lên mức 11,5-12. - Nước thải sau đó tự chảy sang bể lắng cặn vôi và được chia làm hai đường tự chảy điều khiển lưu lượng bằng van tay sang hai bể: + Bể điều chỉnh pH để cấp nước thải cho tháp stripping hệ 2 + Bể đệm 1, ngăn lắng để cấp nước thải cho tháp stripping hệ 1. - Tại tháp Stripping, cùng với quá trình thổi khí để loại bỏ nito trong nước. - Nước sau khi loại bỏ một phần nito sẽ được đưa về mức 7,5-8 và sục khí khuấy trộn . - Tiếp theo chuyển sang cụm công trình sinh học gồm có bể SBR, UASB và Aeroten (tùy theo trạm). Sau quá trình sinh học, nước sẽ được tách cặn và đưa vào thiết bị keo tụ tuyển nổi Bể sục vôi Lắng cặn vôi Stripping Selector Công trình sinh học Lắng Fenton Lắng Khử trùng bằng clo NướcthảiN ước thải VôibộtVôi bột 27 - Sau công trình sinh học, nước được xử lý tại nhóm bể xử lý oxy hóa tại đây nước thải được châm thêm các hóa chất H2SO4 để giảm pH xuống mức 2-3, H2O2, Fe2SO4 và khuấy trộn đều. Sau bể phản ứng oxy hóa nước thải được đưa sang bể chảy sang bể trung hòa để châm NaOH đưa pH về mức 7-7,5. - Nước sau trung hòa được bơm lên thiết bị keo tụ & tuyển nổi Semultech. Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát. - Cuối cùng nước được lọc than hoạt tính và khử trùng bằng Javen.  Các tồn tại chính hiện tại của nhà máy là: Hệ điều khiển: Các hạng mục trong hệ điều khiển như sensor pH, DO, bộ điều khiển, bơm định lượng đã xuống cấp hư hỏng dẫn đến việc vận hành không chính xác theo yêu cầu thiết kế nên cần kiểm tra, sửa chữa và thay mới. Việc vận hành bằng tay sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến sự chính xác của hệ thống. Pha vôi:Hệ thống đầu vào dùng vôi có hàm lượng cặn lớn, thêm vào đó công đoạn lắng hoạt động không hiệu quảdẫn đến cặn vôi đi theo dòng nước thải vào các giai đoạn xử lý tiếp theovà làm giảm hiệu quả xử lý của các giai đoạn này. Stripping:hệ thống phân phối nước và đệm đã bị hư hỏng và tắc nghẽn nên hiệu suất xử lý Nitơ không đạt được theo thiết kế ban đầu dẫn đến nồng độ chất ô nhiễm đi vào giai đoạn tiếp theo là quá cao so với yêu cầu vận hành. Aerotank và SBR: do nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải từ các giai đoạn xử lý trước không đạt cộng thêm lượng cặn vôi lớn dẫn đến hệ bể aerotank và SBR hoạt động không hiệu quả.Vi sinh hiếu khí có dấu hiệu chết, hệ thống phân phối khí không đều và không hiệu quả do đã bị bục. Các hệ thống bơm nước thải: hiện đang hoạt động kém hiệu quả, đã được quấn lại động cơ nhiều lần. Trạm Nam Sơn được xây dựng và nâng cấp, sửa chữa qua nhiềugiai đoạn khác nhau, vì vậy công nghệ xử lý chắp vá, thiếu đồng bộ.Ví dụ, như một phần được xử lý bằng UASB, một phần xử lý bằng SBR, vì vậy người vận hành gặp nhiều khó khăn trong việc quản lý chất lượng nước đầu ra sau hệ thống xử lý. Trong bảng 4.8 thể hiện 28 kết quả xử lý với hai hệ khác nhau cho thấy chất lượng nước sau xử lý đều không đạt và có sự chênh lệch giữa 2 hệ. Bảng 3.2.Kết quả phân tích nước đầu ra của 2 hệ thống xử lý TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Phương Pháp Kết quả QCVN 40:2011/ BTNMT/B QCVN 25:2009/BTNMT/B1 NT- 6.1 NT- 6.2 1 COD mg/l Hach method 8039 358 311 150 400 2 BOD5 mg/l TCVN 6001-1:2008 131 122 50 100 3 Tổng N mg/l TCVN 6638:2000 443 551 40 60 4 NH4+ mg/l TCVN 6179-1:1996 297 383 10 25 Ghi chú:QCVN 25:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn. QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. NT-6.1: Nước ra hệ 1 ngày 03/04/2018. NT-6.2: Nước ra hệ 2 ngày 03/04/2018. Trên đây là sự khái quát lại những tồn tại chính hiện có của trạm, phần kế tiếp là sự liệt kê chi tiết các phần, bộ phận của toàn hệ thống đang gặp những sự cố, hỏng hóc kỹ thuật, cần phải có sự sửa chữa và cải tạo thích hợp. 3.1.2.1. Phần pha vôi nâng pH trước Stripping - Hiện tại phần pha trộn vôi đang được dùng chung cho cả hai trạm với công suất 1500 m3/ngày đêm. Lưu trình công nghệ: - Nước rỉ rác từ các hồ chứa được bơm vào bể trộn vôi tại đây nước thải được khuấy trộn với vôi cục bằng cánh gắp của máy gắp vôi và được sục khí để trộn đều để nâng pH lên mức 11,5-12. 29 - Nước thải sau đó tự chảy sang bể lắng cặn vôi và được bơm lên bể pha vôi trạm 1 để tiếp tục lắng cặn vôi. - Sau đó nước thải được chia làm hai đường tự chảy điều khiển lưu lượng bằng van tay sang hai bể: + Bể điều chỉnh pH để cấp nước thải cho tháp stripping trạm 2 + Bể đệm 1, ngăn lắng để cấp nước thải cho tháp stripping trạm 1. Bảng 3.3. Bảng hiện trạng thiết bị phần CN pha vôi Các hạng mục bể CN Thiết bị Bể trộn vôi KT: 22,1x6,5x3,38m - 03 máy bơm để bơm nước thải từ hồ sinh học. Tuy nhiên, Các bơm NT đều đã cuốn lại nhiều lần. Hoạt động bằng Aptomat tại chỗ. - Trong mẻ bơm trộn: nước thải và cặn vôi vẫn tràn sang ngăn lắng chỉ đến cuối mẻ dừng bơm và sục khí cặn vôi mới lắng lại trong bể này. Bể lắng cặn vôi KT : 20x1,7x3,38m KT A03: 20x2x3,38m - Bơm nước thải sau lắng: 01 cáiN=5,5Kw, Q=120m3/h, - Bơm bùn lắp chìm: 03 cáiN1=7,5Kw, N2=5,5Kw, N3=3,7Kw. 01 cái không hoạt động. - Hiệu quả lắng cặn vôi quá thấp, phần lớn cặn vôi vẫn trôi về ngăn cuối để bơm sang bể tiếp theo nhất là khi ngăn cuối lại dùng bơm chìm. Bể pha vôi KT: 12x5x1,3 - Ống HDPE ∅ 300 (tự chảy) thông sang cụm bể SCR và bể điều chỉnh pH trạm 1 - Ống PVC ∅ 110 (tự chảy có van) thông sang bể đệm 1 trạm 1 Sau GĐ2 được cải tạo thành bể lắng cặn vôi Nhận xét: Nước đầu vào từ đường ống bơm trên mặt bể, hai ngăn được ngăn bằng vách ngăn chảy tràn trên mặt. Do đó dòng nước hầu như chảy tràn trên bề mặt hiệu suất lắng quá nhỏ. 30 Bể điều chỉnh pH KT: 12,3x4,5x4,5m - Được cải tạo làm bể lắng cặn vôi nhưng lại đặt bơm chìm do đó không tác dụng. Hiện tại chỉ coi như 1 bể trung gian, quá lãng phí diện tích bể và điện năng cho bơm trung chuyển. - Bơm NT chìm: 02 cái ( 1 cái hỏng) N=5,5Kw, Q=50m3/h. Đường ống PVC∅110 đẩy về bể A05- GĐ2 - Thiết bị đo mức nước: hỏng - Hệ đường ống phân phối khí: hỏng 02 bơm NT lên bể đệm 1 trạm 1: đã tháo Cụm bể 3(bể đệm 1), 4 (ngăn lắng). KT: 6,6x2,5x4,5m - Được cải tạo thành bể lắng cặn vôi cuối trước stripping trạm 1 - Hệ đường ống phân phối nước và khí: đã hỏng. - Các sensor đo mức và pH: hỏng và tháo đi. 3.1.2.2. Phần Stripping khử Amoni A. Hệ 1: Lưu trình công nghệ: Nước rỉ rác từ hố gom 1 được bơm lên tháp stripping 1 trạm 1 sau đó tự chảy về hố gom 2 từ đây tiếp tục được bơm lên tháp stripping 2 trạm 1 Bảng 3.4. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN stripping trạm 1 Các hạng mục bể Thiết bị Hố gom 1 KT: 2,5x2x4,5m -Bơm NT: 01 cái;N=7,5Kw, Q=180m3/h, đã được cuốn lại nhiều lần -Sensor báo mức và sensor pH: hỏng và đã tháo -Biến tần hỏng Tháp Stripping 1 hệ 1 KT: DxH=3,8x11,5m - Giàn phun không đều - Gồm 10 tầng đệm nhựa nhưng 5 tầng dưới đã cũ, có dấu hiệu bị mục nứt. - Quạt thổi khí: N=45Kw, Q=45000-60000 m3/h, đã cũ, làm 31 Các hạng mục bể Thiết bị giảm hiệu suất thổi khí. - Có hiện tượng nước bắn ngược lên trên miệng tháp. Hố gom 2 KT: 2,5x2x4,5m - Bơm NT lắp cạn: 01 cáiN=5,5Kw, Q=120m3/h - Sensor báo mức và sensor pH: hỏng và đã tháo - Biến tần hỏng Tháp Stripping 2 hệ 1 KT: DxH=3,8x11,5m - Giàn phun không đều - Gồm 10 tầng đệm nhựa nhưng 9 tầng dưới đã được thay thế bằng đĩa inox ( Tấm inox 2 ly hình bán nguyệt kt bằng 2/3 đường kính đục lỗ ∅10 cách đều xếp so le giữa các tầng - Quạt thổi khí: N=45Kw, P=0,05 bar, Q=45000-60000 m3/h Cũng có hiện tượng nước bị bắn ngược lên trên miệng tháp như tháp 1, B.Hệ 2: Lưu trình công nghệ: Nước rỉ rác từ hố bơm 1được bơm lên tháp stripping 1 hệ1 sau đó tự chảy về hố bơm 2 từ đây tiếp tục được bơm lên tháp stripping 2 hệ 2 Bảng 3.5. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN stripping hệ 2 Các hạng mục bể CN Thiết bị Hố bơm 1 và hố bơm 2 KT: 5,8x3,5x3m - Bơm NT lắp chìm: 01 cái - N=7,5Kw, Q=180m3/h. Đã cũ, được sửa chữa nhiều lần - Ống hút PVC D110, ống đẩy PVC D110 - Sensor báo mức và sensor pH: hỏng 02 Tháp Stripping KT: DxH=5x12,8m - Tháp CT3 bọc composite cả trong lẫn ngoài công suất 50m3/h: tình trạng lớp composite ở ngoài đã bong tróc - Giàn phun đang tắc được tháo ra - Gồm 10 tầng đệm nhựa gần như đã bị cặn vôi bít kín. - Quạt thổi khí: N=45Kw, P=0,05 bar, Q=45000-60000 m3/h, do đã cũ, nên hiệu suất hoạt động kém. Hay hỏng hóc. - Không có giàn phân phối nước. 32 3.1.2.3. Phần xử lý sinh học và hóa lý A. Hệ 1: Lưu trình công nghệ: - Nước thải từ tháp stripping 2 tự chảy (ống PVC ∅110 chạy nổi) về bể điều chỉnh pH hay còn gọi là bể selector, tại đây nước thải được châm hóa chất H2SO4 để đưa pH về mức 7,5-8 và sục khí khuấy trộn. - Nước thải sau đó tự chảy sang bể SBR bằng đường ống D150 rồi chảy sang ngăn lắng SBR bằng đường ống D300. - Nước thải từ máng thu của ngăn lắng thứ cấp tự chảy sang bể xử lý oxy hóa (fenton) tại đây nước thải được châm thêm các hóa chất H2SO4 để giảm pH xuống mức 2-3, H2O2, Fe2SO4 và khuấy trộn đều. Sau bể phản ứng oxy hóa nước thải được đưa sang bể trung hòa để châm NaOH đưa pH về mức 7-7,5. - Nước sau trung hòa được bơm lên tháp UASB (hiện tại cải tạo thành bể lắng đứng. Sau đó tiếp tục tự chảy sang thiết bị keo tụ & tuyển nổi (Semultech). Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát. Bảng 3.6. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN sinh học và hóa lý hệ 1 Các hạng mục bể Thiết bị Bể selector KT: 4,1x2x4m - Bơm định lượng axit OBL-Italia : 01 cáiN=0,3Kw, Q=320 l/h, P=7 bar. Tuy nhiên, vị trí lắp đặt không hợp lý, đặt khá xa điểm châm hóa chất(khoảng 50 m). - Sensor pH: hỏng và đã tháo Bể SBR 1&2 KT: Mặt bể: 23,3x10,9m Đáy bể: 16,35x4,55m Hnước=5,5m; chiều cao dự trữ 1m -Máy thổi khí : 04 cáiN=30Kw, Q=18m3/min, 01 cái không hoạt động - Máy đo DO tự động: hỏng -Van điện từ điều chỉnh lưu lượng khí: 12 cái, đa số hỏng còn 1 vài cái hoạt động - Ống nước ra sang bể lắng thứ cấp Inox 304 D 150 ( đã bị rò rỉ ) - Thành bể có những vết nứt và bong hết lớp sơn chống 33 Các hạng mục bể Thiết bị thấm. - Các túi phân phối khí không đều. Bể xử lý oxy hóa (Fenton) KT: 4,1x1,5x4m - Được cải tạo từ bể chứa nước thải đầu vào tạm thời từ năm 2008, nên không đáp ứng được yêu cầu về thể tích, làm giảm hiệu suất oxy hóa. Với 01 bơm định lượng axit dùng chung với bể selector và 02 máy bơm định lượng(FeSO4, H2O2) với Qtổng=440l/h. Tuy nhiên, vị trí đặt máy bơm lại quá xa(khoảng 40m) với điểm châm hóa chất. Nên khó kiểm soát khối lượng. - Máy khuấy: trọn bộ động cơ - giảm tốc; 0,75Kw. Tốc độ 50-70 vòng/ phút: đang hỏng - Sensor pH và sensor đo mức: hỏng và đã tháo Tháp UASB KT: DxH=3,8x6,72m - Hiện đã cải tạo thành bể lắng đứng - Mặc dù cải tạo thành bể lắng đứng nhưng không có ống trung tâm cho dòng nước đi từ dưới lên và thu nước ở trên mà đường ống thu nước ra lại nằm dưới gần đáy côn thu bùn nên coi như không có hiệu quả của tháp lắng, bùn vẫn sang giai đoạn sau. Thiết bị keo tụ & tuyển nổi ( Semultec) bao gồm: + 3 ngăn khuấy trộn KT: 1,75x1,36x2m + 1 ngăn lắng KT mặt: 4,6x4,5m; chiều cao lắng lamel: 2m Chiều cao thiết bị: 6,32m 1. Máy khuấy: 03 cái, trọn bộ động cơ - giảm tốc; 0,75Kw. Tốc độ 50-70 vòng/ phút. 01 chiếc bị hỏng 2. Bơm định lượng Polyme: 01cái - N=1,4Kw, Q không xác định 3. Bơm định lượng NaOH OBL-Italia:01cái - N=0,3Kw, Q=197 l/h, P=7 bar Sensor đo pH: hỏng và đã tháo 34 B. Hệ 2: Lưu trình công nghệ: - Nước thải từ tháp stripping 2 tự chảy (ống PVC ∅110 chạy nổi) về bể selector tại đây nước thải được châm hóa chất H2SO4 để đưa pH về mức 7,5-8 và sục khí khuấy trộn. - Nước thải sau đó tự chảy sang bể Aerotank bằng đường ống D300 rồi chảy sang ngăn lắng thứ cấp bằng đường ống D300. - Nước thải từ máng thu của ngăn lắng thứ cấp tự chảy sang bể xử lý oxy hóa fenton tại đây nước thải được châm thêm các hóa chất H2SO4 để giảm pH xuống mức 2-3, H2O2, Fe2SO4 và khuấy trộn đều. Sau bể phản ứng oxy hóa nước thải được đưa sang bể lưu phản ứng khuấy trộn bằng máy khuấy sau đó chảy sang bể trung hòa để châm NaOH đưa pH về mức 7-7,5. - Nước sau trung hòa được bơm lên thiết bị keo tụ & tuyển nổi (Semultech). Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát. Bảng 3.7. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN sinh học và hóa lý hệ 2 Các hạng mục bể Thiết bị Bể selector KT: 9,6x6x4m -Bơm định lượng axit đặc 98% OBL-Italia : 01 cáiN=0,3Kw, Q=100 l/h, P=6 bar - Ống hút PVC ∅21, ống đẩy PVC ∅21 -Sensor pH: hỏng và đã tháo -Đầu phân phối khí dạng Flex Air, loại bọt khí mịn lắp vào ống dẫn khí uPVC nhập khẩu Hoa Kỳ (EDI- Mỹ) - Việc châm hóa chất là không có kiểm soát, chỉ vài tiếng mới được kiểm tra pH 1 lần Bể Aerotank 1&2 KT 1 bể: 22,4x15,2x5,5m - Máy thổi khí : 03 cái Shinmaywa – NhậtN=33Kw,Q=21,9m3/min, P=60kPa. 01 cái không hoạt động -Hệ đường ống phân phối khí: dàn xương cá. Ống Inox 304 D300, xương ống Inox 304 ∅100 35 Các hạng mục bể Thiết bị -Các túi phân phối khí không đều -Bùn vi sinh quá ít Bể lắng thứ cấp KT: 13x6x4m -Bể lắng ngang có chiều dài lắng không đủ. -Hệ thống hút bùn về bể bùn và tuần hoàn bùn ( airlift ) về bể selector bằng khí: hoạt động bình thường bằng van điện từ được điều khiển từ nđh Bể xử lý oxy hóa (Fenton) KT: 3,85x3,725x4m 1. Bơm định lượng axit OBL-Italia : 01 cái - N=0,3Kw, Q=320 l/h, P=7 bar - Ống hút PVC ∅21, ống đẩy PVC ∅21 2. Bơm định lượng FeSO4 OBL-Italia:01cái - N=0,3Kw, Q=320 l/h, P=7 bar - Ống hút PVC ∅21, ống đẩy PVC ∅21 3. Bơm định lượng H2O2 OBL-Italia : 01cái - N=0,3Kw, Q=120 l/h, P=6 bar - Ống hút PVC ∅21, ống đẩy PVC ∅21 4. Máy khuấy: 01 cái, trọn bộ động cơ - giảm tốc; 1,5Kw. Tốc độ 80-100 vòng/ phút 5. Sensor pH: hỏng và đã tháo Bể lưu phản ứng KT: 6,1x7,7x4m - Máy khuấy: 02 cái, trọn bộ động cơ - giảm tốc; 1,5Kw. Tốc độ 80-100 vòng/ phút - Ống nước đầu vào PVC 𝐷𝑁200 Đường nước ra ống PVC 𝐷𝑁150 Bể trung hòa -Bơm NT lắp chìm: 01 cáiN=7,5Kw, Q=180m3/h Bơm định lượng NaOH OBL-Italia:01cáiN=0,3Kw, Q=260 l/h, P=7 bar. - Ống hút PVC ∅21, ống đẩy PVC ∅21 -Sensor pH và sensor đo mức: hỏng và đã tháo 36 Các hạng mục bể Thiết bị Thiết bị keo tụ & tuyển nổi ( Semultech ) bao gồm: + 2 ngăn khuấy trộn KT: 3,25x1,74x1,47m + 1 ngăn lắng KT mặt: 7x6,5m; chiều cao lắng lamel: 1,5m Chiều cao thiết bị: 7,8m -Máy khuấy: 02 cái, trọn bộ động cơ - giảm tốc; 1,5Kw. Tốc độ 80-100 vòng/ phút. Đã qua sửa chữa, thay thế linh kiện nhiều lần -Bơm định lượng Polyme OBL-Italia: 01cáiN=0,3Kw, Q=520 l/h, P=5 bar - Ống hút PVC ∅21, ống đẩy PVC ∅21 - Sensor đo pH: hỏng và đã tháo - Việc châm hóa chất là không có kiểm soát, theo kinh nghiệm của công nhân vận hành 3.1.2.4.Phần lọc và khử trùng A. Hệ 1: Lưu trình công nghệ: Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát. Nước ra sau bể lọc cát chảy về bể trung gian , tại đây nước thải được bơm lên bể lọc than hoạt tính cuối cùng chảy về bể khử trùng. Bảng 3.8. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN lọc và khử trùng hệ 1 Các hạng mục bể Thiết bị Bể lọc cát gồm 4 bể song song KT 1 ngăn: 3,1x3,1x3,2m - Hiện tại chỉ chạy luôn phiên 1 ngăn chạy 3 ngăn nghỉ Hiện tại do tại bể semultech hiệu suất lắng chưa cao nên lượng bùn sang bể lọc cát còn quá nhiều, lại thêm chỉ vận hành từng bể 1 trong 4 bể nên sau 1 ngày lượng bùn trên mặt vâtl liệu lọc đóng thành cả 1 lớp dày Bể chứa nước 2 KT: 4,1x1,5x4m - Bơm NT lắp chìm: 01 cáiN=1,5Kw, Q=40m3/h Ống đẩy Inox 304 ∅100 Bể lọc than hoạt tính -Bơm rửa ngược: 01 cáiN=11Kw, Q=144m3/h, H=20m 37 Các hạng mục bể Thiết bị KT: DxH=2,5x3m H2O -Hệ đường ống công nghệ vẫn hoạt động tốt - Vật liệu lọc không được thay thường xuyên theo định kỳ Hệ bể khử trùng KT: 4,1x1,5x4m - Bơm định lượng Javen OBL-Italia:01cáiN=0,2Kw, Q=75 l/h, P=6 bar Châm hóa chất Javen B.Trạm 2: Lưu trình công nghệ: Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát . Nước ra sau bể lọc cát chảy về ngăn đầu của bể khử trùng, tại đây nước thải được bơm lên bể lọc than hoạt tính cuối cùng chảy về ngăn thứ 2 của bể khử trùng . Bảng 3.9. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN lọc và khử trùng hệ 2 Các hạng mục bể CN Thiết bị Bể lọc cát gồm 3 bể song song KT 1 ngăn: 6,4x4,8x3,2m - Bơm rửa ngược: 01 cáiN=11Kw, Q=144m3/h, H=20m H2O - Hệ giàn phun và ống rửa ngược vẫn hoạt động tốt -Hệ thống rửa ngược bằng nước kết hợp sục khí -Hiện tại do tại bể semultech hiệu suất lắng chưa cao nên lượng bùn sang bể lọc cát còn quá nhiều, lại thêm chỉ vận hành từng bể 1 trong 3 bể nên sau 1 ngày lượng bùn trên mặt vật liệu lọc đóng thành cả 1 lớp dày Bể lọc than hoạt tính KT: DxH=2x4,8x3,2m - Bơm NT lắp cạn: 01 cáiN=5,5Kw, Q=120m3/h: đang hỏng - Hệ đường ống công nghệ vẫn hoạt động tốt -Vật liệu lọc không được thay thường xuyên theo định kỳ Hệ bể khử trùng KT: 4,1x1,5x4m - Bơm định lượng Javen:01cáiN=0,3Kw, Q=197 l/h, P=7 bar - Châm hóa chất Javen 38 3.2. Phương án cải tạo hệ thống Phương án đưa ra không tập trung vào việc nâng công suất của trạm mà cải tạo nhằm nâng cao hiệu quả xử lý thông qua việc thống nhất công nghệ và cách vận hành trong toàn bộ hệ thống. Vì thế nhóm nghiên cứu đưa ra hướng cải tạo theo nguyên tắc tận dụng tối đa các hạng mục công trình xử lý hiện trạng và hạn chế xây dựng mới các hạng mục công trình xử lý để phù hợp quy hoạch mặt bằng.Các hạng mục công trình hiện trạng được đánh giá một cách kỹ lưỡng để phục vụ quá trình cải tạo cũng như thay thế các thiết bị do quá trình vận hành lâu ngày đã xuống cấp và hỏng hóc hiện hoạt động không hiệu quả.Thiết kế xây dựng, bố trí các công trình mới phải phù hợp quy hoạch mặt bằng trạm xử lý, trong quá trình xây dựng không làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của các công trình còn lại.Sơ đồ hệ thống sau cải tạo được thể hiện cụ thể dưới đây: 39 Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống sau cải tạo 40 Tóm lại, qua phương án cải tạo hệ thống được trình bày bằng sơ đồ ở trên thì NRR sau khi được bơm từ hồ điều hòa trạm sẽ trải qua những bước xử lý chính sau: Bước 1: Công tác bơm nước và pha vôi cấp nước đầu vào - NRR từ hồ sinh học được bơm hút bằng máy bơm và đẩy qua song chắn rác ở bể tách rác để loại bỏ rác có kích thước lớn .Sau đó, nước rác được dẫn vào hệ thống sục vôi và lắng liên hợp. Tại đây, nước được bổ sung sữa vôi và được xục khí đều bằng máy thổi khí. - Sữa vôi được pha tại bể pha sữa vôi bằng vôi cục và nước rác sục khí , được bơm sang bể sục vôi bằng bơm theo điều khiển pH. - Tại ngăn sục khí 2 hỗn hợp nước + vôi tiếp tục được khuấy trộn hạn chế bằng máy thổi khí để tăng cường khả năng hoà tan đồng thời lưu giữ cặn bùn bằng dòng chảy zic – zắc tạo thuận lợi cho việc vệ sinh bể định kỳ các ngăn bể. - Nước sau bể sục vôi được bơm lên bể lắng I (đá, cặn và vôi chưa tan hết) và tràn sang bể trung gian. - Nước rác đã được điều chỉnh pH (đạt pH trong khoảng 11,5-12.5) sau khi qua bể trung gian sẽ được bơm chìm đặt trong lòng bể bơm lên các bể kế tiếp thu nước cho công đoạn xử lý tại tháp Stripping. - Lưu lượng nước thải được đo van đo lưu lượng tự động, để từ đó điều khiển lại bơm nước thải để vận hành theo đúng lưu lượng yêu cầu và có đầu đo pH để kịp thời hiệu chỉnh công nghệ. - Công tác xử lý bùn cặn vôi: + Bùn cặn vôi tại bể pha sữa vôi được công nhân vận hành cào xúc về bể bùn vôi. + Bùn lắng sau bể lắng I được bơm hút hoặc xả tay định kỳ về bể chứa bùn vôi. Sau đó được bơm hút bằng máy hút bùn lên mang đi chôn lấp. 41 Bước 2: Loại bỏ (N- NH3) bằng hệ thống Stripping - Nước thải sau khi đã được nâng pH (pH = 12), để lượng N – NH4 chuyển thành N- NH3 nước thải sẽ được xử lý bằng tháp Stripping trước khi được cho qua bể Aerotank. - Nước thải trong bể sẽ được bơm tự động bơm lên tháp Stripping theo mức nước đo được trong bể. Các thiết bị của tháp Stripping hoạt động hoặc dừng tự động theo sự hoạt động hoặc dừng của bơm cấp nước từ bể thu nước. - Nhà máy XLNR được lắp đặt 04 tháp Stripping (giữ nguyên theo 02 hệ ban đầu) hoạt động theo nguyên tắc nối tiếp: Nước thải sau Tháp Stripping 1 của hệ 1 sẽ được thu vào bể thu nước rồi được bơm tiếp lên Tháp Stripping 2 của hệ 1 (quá trình tương tự như đối với Tháp Stripping của hệ thứ 2). Bước 3: Xử lý sinh học - Cụm bể sinh học Aerotank có mục đích là để xử lý COD, BOD đồng thời với quá trình Nitrification –Denitrification. - Hệ thống bể Aerotank gồm có 2 bể điều chỉnh pH, 2 bể đệm, 4 bể aeroten và 2 bể lắng thứ cấp. - Bể điều chỉnh pH nhằm mục đích đảm bảo pH về mức 7-8 trước khi vào bể xử lý sinh học Aerotank. - Việc thiết kế bể đệm nhằm đảm bảo ổn định vi sinh vật sau xử lý loại N-NH3, đồng thời bổ sung thêm các chất dinh dưỡng như Phospho và nguồn Carbon (rỉ đường). Bùn sinh học sẽ được hồi lưu trực tiếp về bể này.Hệ thống sục khí sẽ cung cấp ôxy cho quá trình ôxy hoá tại bể đệm. - Quá trình hiếu khí tại bể đệm sẽ đảm bảo cho sự phát triển các vi sinh vật có ích cho quá trình phản ứng tiếp theo. Nước thải và bùn sinh học đã được cấp khí sẽ tiếp tục chảy sang bể Aerotank thuộc loại bể khử nitơ đơn. Bước 4: Xử lý hoá lý (Bể semultech). Nước thải sau khi qua xử lý sinh học sẽ đi qua các bể phản ứng và được bơm lên thiết bị Selmultech. Tại đây, hoá chất sẽ được tự động bổ sung vào để kết tủa hết các 42 chất ô nhiễm không tan tạo thành bùn nhẹ. Sau đó tại ngăn lắng tấm nghiêng bùn được lắng xuống đáy, nước trong chảy qua máng tràn. Nước ra khỏi máng tràn về bể lọc cát. Bùn lắng được xả về bể chứa bùn, hoá sinh học thành phần COD dễ phần huỷ sinh học. Tại bước này, cặn lơ lửng SS và một phần COD/ BOD sẽ được loại bỏ Bước 5: Xử lý cấp 3 (lắng, lọc và ozone) Nước thải đã qua xử lý tại các bước trên được dẫn đến các công đoạn xử lý cuối cùng, lần lượt theo thứ tự: - Bể lọc cát: loại bỏ cặn lơ lửng (SS). - Tháp lọc than hoạt tính: Hấp thụ các chất ô nhiễm. - Hệ xử lý ozone: phân hủy các chất ô nhiễm cuối cùng còn lại trong nước thải. - Khi đó xảy ra hai trường hợp: + Nước thải đã đạt tiêu chuẩn: Nước thải sẽ tự chảy tràn qua bể hoặc được bơm đến Hồ ổn định chứa nước sau xử lý (tại hồ ổn định luôn được cấp khí bằng hệ thống thổi khí) trước khi xả ra môi trường tiếp nhận theo quy định. + Nước thải chưa đạt tiêu chuẩn: Nước thải sẽ được dẫn bơm tuần hoàn trở lại công đoạn tương ứng để xử lý Bậc 2. Bước 6: Công tác xử lý bùn: Bùn từ quá trình xử lý hoá lý, sinh học kỵ khí và sinh học hiếu khí/ thiếu khí (SBR) được bơm về bể chứa bùn số 2. Bùn từ bể chứa bùn sẽ được xe bồn hút thu gom và vận chuyển lên khu xử lý bùn tại khu liên hiệp XLCT Nam Sơn. 3.3. Tính toán các hạng mục công trình cải tạo - Thiết kế các hạng mục cải tạo trên cơ sở đã phân tích hiện trạng và qui mô của dựán đồng thời trên cơ sở điều chỉnh tận dụng các hạng mục và mặt bằng, không gian có sẵn. - Qua việc liệt kê chi tiết hiện trạng hoạt động của trạm ở trên cho thấy có tất cả 10 hạng mục công trình cần được cải tạo, nâng cấp và xây mới. Bao gồm: + Bể tạo vôi sữa + Bể trộn sục vôi loại NH4+ 43 + Thiết bị keo tụ - lắng sơ cấp + Tháp Stripping + Bể điều chỉnh pH + Bể sinh học + Bể lắng sinh học + Bể trung gian + Hệ bể Fenton + Hệ xử lý O3 3.3.1. Bể tạo sữa vôi (hạng mục dùng chung cho cả hệ 1 và 2) Được thiết kế phù hợp mặt bằng hiện có, hàm lượng sữa vôi 15% được sử dụng 2-3 ngày (phụ thuộc vào chất lượng vôi cục). - Dung tích ngăn sữa vôi 15%: + Lượng vôi tôi: 12 tấn/mẻ (tương đương 12m3=Vv) + Lượng nước tôi: 68 tấn/mẻ (tương đương 68m3=Vn) + Dung tích ngăn pha sữa vôi: Vpha=Vv+Vn = 12+68=80m3 - Kích thước (hữu dụng ) ngăn pha: DxRxH = 8.2x5.5x1.7m, Vhd= Vpha=80m3 - Kích thước bao (02 ngăn liền nhau):DxRxH = 17.9x5,9x2,3 m, Vt= 243m3, + Lượng vôi pha: 12 tấn/lần.ngăn + Khí đảo trộn: Hệ máy khí và van, giàn ống phân phối khí đặt đáy bể. Máy khí được dùng chung với hệ khí bể sục vôi-Stripping. + Bơm cấp sữa vôi sang bể trộn: Q= 3-5m3/h (mỗi ngăn 01 cái). 3.3.2. Bể trộn sục vôi-Stripping loại NH4+(hạng mục dùng chung cho cả hệ 1 và 2) Được tận dụng các bể có sẵn Ngăn đảo trộn vôi, kiểm soát pH: - Tận dụng ngăn có sẵn: Vthd= 40m3, Ttrộn= Vthd : Qtổng=40m3: 63m3/h= 0.6h =38 phút. Bể sục Stripping: - Thể tích : Vtổng= 651m3, Vhd= 503m3 - Thời gian lưu: Tlưu = Vhd : Qtổng = 543m3 : 63m3/h = 8 h 44 - Khí đảo trộn: Hệ máy khí và hệ van, giàn ống phân phối khí đặt đáy bể. +Máy khí lắp thêm 01 cái: thông số tương tự máy đang có N=11Kw, Q=11m3/phút, H=50kPa. + Sục khí: Cường độ sục khí: 10.6 - 21.2m3khí/m3nước thải, tương ứng sử dụng 1 hoặc 2 máy khí.. 3.3.3. Thiết bị keo tụ -lắng sơ cấp (hạng mục dùng chung cho cả hệ 1 và 2) Được thiết kế theo nguyên lý lắng đứng có ống trung tâm được chia thành 02 thiết bị làm việc song song. Thành phần nước thải đầu vào: COD = 3350 mg/l N-NH4 = 972mg/l Hiệu suất xử lý COD=30% Hiệu suất xử lý N-NH4 = =20% Tính ngăn trộn và tạo bông a) Chọn thời gian khuấy trộn τp = 15 phút b) Tiết diện ngăn trộn: Fp = p p H q .60 . ,m2 Trong đó: q: lưu lượng nước thải đi vào bể lắng I, m3/h. τp: thời gian khuấy trộn, phút. Hp: chiều cao làm việc của ngăn trộn phản ứng, m. Chọn Hp=1,3 m Fp = 3,1.60.24 15.750 = 6,009m2 c) Để hợp khối với các ngăn khác, chiều rộng ngăn chọn B=1,5m theo tính toán chiều dài ngăn là: 006,45,1:009,6:  BFL b m lấy tròn L = 4m, Tiết diện ống TT Tính với điều kiện vận tốc nước chảy trong ống vtt 30mm/s; lấy vtt = 30mm/s 45 289,0 10.30.3600.24 750 3   tt tt v Q f m2 606,0 14,3 289,0.4.4   tt tt f d m Lấy tròn dtt = 600 mm, Kích thước bể a) Tiết diện vùng lắng tính với điều kiện vận tốc nước dâng vL = 0,3mm/s 7,34 10.3,0.3600.24 750 .2,1. 3   L L v Q F  m2 b) Tiết diện bể: 32,35606,07,34  ttLb fFF m 2. Bể có mặt bằng hình vuông đủ để hợp khối với các bể khác, chiều rộng bể theo tính toán 94,532,35  bFB m Để có thể hợp khối với các ngăn khác ta lấy B x B = 6m x 6m c) Chiều cao bể 54321 HHHHHH  Trong đó: H1: Chiều cao dự trữ, m. Lấy H1 = 0,4m H2: Chiều cao từ mặt dưới nón phân phối nước của ống trung tâm đến mép trên đáy côn bể, H2 = 0,3m. H3: Chiều cao lắng, m và được tính với điều kiện thời gian lấy L = 2,5h Suy ra: 125,785,2 24 750 .  LL QV  m 3 25,2 7,34 125,78  L L L F V H m H4: Chiều cao từ miệng ống trung tâm đến nón phân phối nước 46 H5: Chiều cao đáy dốc của bể với góc  = 45o và rốn bể có kích thước 0,7x0,7m, H4 = 3m H6: Chiều cao chân đế so với đáy tháp H6:=1m Vậy H = 0,4 + 0,3 + 2,25+0,3 + 3 + 1 = 7,25m d) Đường ống dẫn nước ra * Đường ống dẫn nước vào, ra khỏi bể tính theo điều kiện vận tốc nước chảy trong ống sau lắng, vmin = 0,5m/s Tiết diện ướt của ống dẫn: 01736,0 5,0.3600.24 750  V Q Fu m 2 Đường kính ống: 1487,0 14,3 01736,0.44   u o F d m Lấy tròn do = 0,15m = 150mm e) Đường ống xả bùn ở đáy bể Để thuận tiện cho quá trình vận hành, dùng biện pháp xả bùn qua bơm bùn hoạt động định kỳ theo chế độ cài đặt sẵn và xả bùn tự chảy nhờ áp lực thủy tĩnh của cột nước trong bể. Đường kính ống xả bùn được lấy theo đường ống hút của bơm bùn, dxb = 80mm, đường ống xả bùn bằng tay lấy theo đường ống nước ra =150mm. Bảng 3.10. Thông số xử lý hạng mục sục vôi-Stripping-Lắng 1 Chỉ tiêu Qt (m3/ng) pH COD (mg/l) Nt (mg/l) NH4 (mg/l) 2 Nước vào 1,500 7.8 3350 1139 972.1 3 (*) Nước ra 12.0 2,513 854 778 4 Hiệu suất % 25 25 20 47 3.3.4. Tháp Stripping Hệ tháp của 2 hệ đã hư hỏng và xuống cấp theo thời gian sử dụng. Công việc cải tạo sửa chữa chính trong hạng mục này nhằm khôi phục và đạt được hiệu quả xử lý theo mức thiết kế ban đầu. * Hệ 1: - Vệ sinh hệ đĩa phân phối. - Bổ sungđệm cho cả hai tháp: V = (5 tầng.3,82./4).2 tháp = 114 m3 * Hệ 2: - Cải tạo gia cố lại cầu thang sàn thao tác. - Vệ sinh hệ đĩa phân phối. - Bổ sung đệm cho cả hai tháp: V = (5 tầng.52./4).2 tháp = 98 m3 Bảng 3.11. Thông số xử lý hạng mục tháp Stripping 1 Chỉ tiêu Qhệ-1 (m3/ng) pH COD (mg/l) Nt (mg/l) NH4 (mg/l) 2 Nước vào 500 12.0 2,513 854 778 3 (*) Nước ra 11.0 2,261 232 156 4 (**)Hiệu suất % 10 73 80 3.3.5. Bể điều chỉnh pH Điều chỉnh pH hệ 1 Bảng 3.12. Thông số xử lý hạng mục chỉnh pH 1 Chỉ tiêu Qhệ-1 (m3/ng) pH 2 Nước vào 500 12.0 3 (*) Nước ra 7.5-8 4 (**)Hiệu suất % 30% - Được xây mới phù hợp mặt bằng có được và nguyên lý khuấy trộn thủy lực. - Thời gian trộn lấy : 6 phút 48 + Khi đó Vtr= Qhệ-1 : 60 x 6 = 21 : 60 x 6 = 2.1 m3 được phân chia 2 ngăn trộn bởi 1 vách ngăn. - Kích thước hữu dụng: DxRxH= 2.1x1.0x1.05 m - Kích thước bao: DxRxH=2.6 x 1.0 x 1.5 m - Đường ống nước vào và ra được lấy như hiện trạng: ống PVC-D110 Điều chỉnh pH hệ 2 - Được xây mới phù hợp mặt bằng có được và nguyên lý khuấy trộn thủy lực. - Thời gian trộn lấy : 3.6 phút, + Khi đó Vtr= Qhệ-2: 60 x 3.6 = 43 : 60 x 3.66 = 2.3 m3 được phân chia 2 ngăn trộn bởi 1 vách ngăn. - Kích thước hữu dụng: DxRxH= 2.5 x 1.0 x 1.05 m - Kích thước bao: DxRxH= 3.1 x 1.4 x 1.5 m - Đường ống nước vào và ra được lấy như hiện trạng: ống PVC-D200 3.3.6. Bể sinh học (aerotank) hệ 1 và 2 - Hiện trạng bể sinh học hệ 1: + Phần xử lý sinh học hiện tại có 01 bể Aeroten gồm 2 ngăn làm việc nối tiếp dòng vào 500m3/ngày. Tổng thể tích hữu dụng 1.760m3, mỗi ngăn 880m3 + Xử lý công nghệ hiếu khí bùn hoạt tính. -Hiện trạng bể sinh học hệ 2: Gồm 02 bể, làm việc song song dòng vào mỗi bể 500m3/ngày. Thể tích hữu dụng mỗi bể 1.700m3 và được chia thành 05 ngăn nối tiếp. + Xử lý công nghệ hiếu khí bùn hoạt tính. Bảng 3.13. Thông số xử lý hạng mục Aeroten 1 Chỉ tiêu Q (m3/ng) pH COD (mg/l) Nt (mg/l) NH4 (mg/l) 2 Nước vào 1500 7.5-8 2,261 232 156 3 (*) Nước ra 7.5-8 339 39 8 4 (**)Hiệu suất % 85 83 95 49 Thông số các chất cần xử lý trong ngày: 1- Lượng COD cần xử lý: CODvxly= Q x (CODvào – CODra) = 500 x (2,261 – 339) = 961 kg/ngày 2- Lượng Nitơ: a)Nitơ vào: Nv= Q x Nvào = 500 x 232 = 116 Nkg/ngày b) Lượng Nitơ trong bùn dư (6%): Nb = 25.9 Nkg/ngày + Bùn sinh ra trong ngày (45% CODvxly): CODvxly x 0.06 = 432.6 kg + Nitơ loại bởi bùn dư: Nb = 432.6 x 0.06 = 25.9 Nkg/ngày c) Lượng Nitơ theo dòng ra: Nr = 19.7 kgN/ngà Nr = Q x Nra = 500 x 39 = 19.7 Nkg/ngày d) Lượng Nitơ cần xử lý: Nxly = b – (c+d) = 70 Nkg/ngày Tính toán sơ bộ quá trình theo thực trạng bể: 1- Loại COD. + Tải trọng xử lý theo thể tích lấy: 0.6 kg.COD/m3.ngày + Thể tích bể cần thiết: Vbể = CODvxly : 0.6 = 1.600 m3 2- Quá trình Nitorat hóa: + Lượng N cần chuyển hóa:Nv =116 Nkg/ngày + Hàm lượng SS thông thường: 3.000 mg/l + Tỉ lệ Nitorat hóa: 0,025 kg.N/kg.SS/ngày + Thể tích bể cần thiết: 1.570 m3. 3- Quá trình Denitorat: + Lượng Nitơ cần Denitorat:Nxly = 70 Nkg/ngày + Hàm lượng SS thiết kế: 3.000 mg/l + Tỉ lệ Denitorat: 0,03 kg.N/kg.SS/ngày + Thể tích bể cần thiết: 782 m3. Nhận xét: + Hiện tại công đoạn xử lý sinh học theo công nghệ bùn hoạt tính: thể tích hữu dụng mỗi bể 1.700 m3. 50 + Với thể tích bể và qui trình hiện tạikhó và không thể thực hiện quá trình loại Nitơ (Denitrat). + Trên cơ sở thực tế với thể tích bể hiện có cần bổ sung hệ giá thể sinh học để nâng hiệu quả xử lý, điều chỉnh sử dụng các ngăn tạo đủ công đoạn xử lý loại bỏ Nitơ, COD đạt yêu cầu mong muốn và công việc cải tạo cũng như vận hành đơn giản. Tính toán điều chỉnh quá trình có sử dụng giá thể sinh học: Qui cách và thông số giá thể sinh học: sản xuất tại Việt Nam theo công nghệ Trung Quốc. Bảng 3.14.Qui cách và thông số giá thể sinh học Qui cách và thông số giá thể sinh học, loại PE-04 TT Thông số Tải lượng xử lý (g/m3.ngày) Sử dụng (% thể tích bể) 1 NH4+ 400 – 1.200 15 - 55 2 BOD 2.000 – 1.0000 3 COD 2.000 – 15.000 Kích thước: DxH=15x10 mm . Bề mặt riêng: ≥ 800-1000 m2/m3. Tỉ trọng: 60kg/m3 1- Thể tích bể cần thiết cho quá trình Denitorat: VD + Lượng Nitơ cần Denitorat: Nxlý = 70 Nkg/ngày + Hàm lượng SS thiết kế: 3.000 mg/l + Tỉ lệ Denitorat: 0,03 kg.N/kg.SS/ngày + Thể tích bể cần thiết: VD =782 m3. + COD tiêu thụ cho quá trình Denitorat: CODN = 70Nkg/ngày x 2.5 kgCOD/kgN= 175 kgCOD/ngày 2- Thể tích bể cần thiết cho quá trình Nitorat hóa (có đệm): VNtr. - Thể tích đệm sử dụng lấy 15% thể tích 1 ngăn hệ-1: Vđ Vđ = 880 m3 x 15% = 132 m3 + Tỉ lệ Nitorat hóa của đệm lấy: 0,6 kgN/m3 + N chuyển hóa bởi đệm: Nđ = 132m3 x 0,6 kgN/m3 = 79,2 kgN/ngày. + N còn lại cần cần chuyển hóa bởi thể tích bể không đệm Nbê: Nbể = Nv – Nđ= 116 – 79,2 = 36,85 kgN/ngày. 51 - Thể tích bể thông thườngVbể + N còn lại cần cần chuyển hóa bởi thể tích bể không đệm Nbê: Nbể = Nv – Nđ= 116 – 79,2 = 36,85 kgN/ngày. + Hàm lượng SS thiết kế: 3.000 mg/l + Tỉ lệ Nitorat hóa: 0,025 kg.N/kg.SS/ngày + Thể tích bể cần thiết: Vbể= 491 m3. Tổng thể tích cần: VNtr = Vbể + Vđ = 491 + 132 = 623 m3 3- Thể tích bể cần thiết cho quá trình loại COD(có đệm): VCOD - Lượng COD cần loại trong ngày CODloại: + Lượng COD vào xử lý: CODvxly = 961 CODkg/ngày + COD tiêu thụ cho quá trình Denitorat:CODN = 175 kgCOD/ngày + COD còn phải loại CODloai là: CODvxly- CODN= 961-175 = 631kgCOD/ngày - Lượng COD được loại bởi đệm CODđ: + Tải trọng xử lý theo thể tích đệm lấy: 2,5 kg.COD/m3.ngày + Lượng COD loại bởi đệm: CODđ = 132 m3 x 2,5kg.COD/m3.ngày = 330kg.COD/ngày - Lượng COD còn lại được loại bởi bởi bể thông thường CODbể: CODbể = CODloại – CODđ = 631- 330 = 301kgCOD/ngày - Thể tích bể thông thường cần thiết + Tải trọng xử lý theo thể tích lấy: 0.6 kg.COD/m3.ngày + Thể tích bể: Vbể = 502 m3 Tổng thể tích cần: VCOD= Vbể + Vđ = 502 + 132 = 634 m3 4- Tổng thể tích bể cho quá trình sinh học Từ 2 và 3 cho thấy có bể loại COD và Nitorat hóa có thể tích 634m3 đảm bảo cho hai quá trình này và chung một bể. Khi đó tổng thể tích bể cần thiết là: VCOD + VD = 634 + 728 = 1.362 Với mỗi bể của hệ-1 và hệ-2 có thể tích là 1700 m3 thuận tiện cho cải tạo.Các bể đã có ngăn vì vậy các ngăn sẽ được phân phù hợp cho quá trình xử lý. 52 3.3.7.Bể lắng sinh học hệ 1và hệ 2 Cơ cấu phân phối và thu nước đã bị hỏng, làm lại theo đúng thiết kế cũ. + Tấm phân phối nước đầu vào + Tấm chặn chất nổi đầu ra + Tấm phân phối nước đầu ra. 3.3.8. Bể trung gian hệ 1 và hệ 2 Bể trung gian hệ 1 - Kích thước hữu dụng: DxRxH= 4.1 x 1.5 x 3 m , Vhd = 18.4 m3 - Thời gian lưu nước: T=Vhd: Qhệ-1= 18.4 : 21 = 0.9 giờ Bể trung gian hệ-2 (Tận dụng một phần bể cũ) - Kích thước hữu dụng: DxRxH= 3.75 x 1.2 x 3.2 m , Vhd = 14.6 m3 - Thời gian lưu nước: T=Vhd; Qhệ-2= 14.6 : 43 = 0.34 giờ 3.3.9. Hệ bể Fenton Bể trộn hóa chất –xây mới + Được thiết kế 03 ngăn: Ngăn 1 đầu khuấy trộn cơ khí, ngăn 2 và 3 khuấy trộn thủy lực + Thời gian trộn tổng: 12.5 phút, + Khi đó Vtr= Qhệ-1: 60 x 12.5 = 21 : 60 x 12.5 = 4.4 m3 + Được thiết kế 03 ngăn nối tiếp: Ngăn 1 đầu khuấy trộn cơ khí, ngăn 2 và 3 khuấy trộn thủy lực + Kích thước hữu dụng ngăn 1 và 2: DxRxH= 1 x 1.0 x 1.5 m + Kích thước hữu dụng ngăn 3: DxRxH= 1.5 x 1.0 x 1.5 m + Kích thước bao: DxRxH= 4.3 x 2.4 x 2 m + Máy khuấy: vận tốc v=100v/ph + Đường ống nối các ngăn được lấy như hiện trạng đang có: ống PVC-D110 Bể lưu phản ứng hiện có: + Được tận dụng từ bể UASB cũ. + Vhd = 43 m3, kích thước: D=3.8m, Hhd = 3.8 + Thời gian lưu: T= Vhd : Qhệ-1 = 43 : 21 = 2.1 h 53 3.3.10. Hệ xử lý Ozone Thông số tính toán:Q = 1500 m3/ngày đêm = 62.5 m3/h. CODvào = 180 mg/l; CODra = 150 mg/l. Tải lượng COD cần xử lý = 62.5.(180-150) = 1875 g/h Tỷ lệ ozone:COD = (1.2-1.5):1; Chọn tỷ lệ: 1.3:1 Lượng ozone cần thiết = 1875.1.3 = 2437.5 g/h - Cải tạo bể khử trùng trạm thành bể phản ứng ozone với thời gian phản ứng khoảng 1h (V  60 m3) và xây mới bệ đỡ thiết bị hệ điều chế ozone BxL = 3x8,4 m. - Lắp đặt: 5 hệ điều chế ozone công suất mỗi hệ 500 g/h và 2 bơm nước thải lắp chìm bơm nước thải từ bể khử trùng hệ 1 sang bể phản ứng ozone. - Trong trường hợp hệ thống vận hành hiệu quả trong toàn bộ các công đoạn xử lý thì nồng độ COD đầu vào của giai đoạn xử lý ozone sẽ thấp hơn nồng độ tạm tính (180 mg/l). Chính vì vậy, khi hệ thống vận hành ổn định sẽ không cần chạy đồng thời 5 hệ điều chế ozone mà sẽ thiết lập chế độ hoạt động luân phiên theo nồng độ COD đầu vào thực tế của giai đoạn xử lý ozone. 3.4. Phương án vận hành, bảo dưỡng trạm sau khi sửa chữa, cải tạo Sau khi trải qua quá trình nâng cấp, sửa chữa, cải tạo để trạm xử lý có thể hoạt động ổn định, đạt hiệu quả theo đúng tính toán thiết kế, kéo dài tuổi thọ của trang thiết bị, máy móc; thì việc có những phương án vận hành, bảo dưỡng là vô cùng cần thiết và phải được thực thi một cách nghiêm túc, trách nhiệm. Dưới đây, tác giả xin đề xuất một số phương án cho trạm xử lý trong giai đoạn hoạt động ổn định sau cải tạo. - Công tác theo dõi hệ thống tự động hoá.  Định kỳ kiểm tra chương trình tự động hoá và hệ thống máy tính, diệt virus.  Khắc phục các sự cố về phần mềm và toàn bộ hệ thống điều khiển tự động.  Thường xuyên kiểm tra độ chính xác của các thiết bị tự động trong hệ thống xử lý như đầu đo pH, DO: 1tuần/lần. - Công tác trực điện và sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị.  Kiểm tra hệ thống điện, khắc phục các sự cố về điện. 54  Định kỳ kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị điện theo quy trình hướng dẫn của nhà sản xuất và quy định của Công ty.  Chạy máy phát điện duy trì hoạt động của trạm, hệ thống chiếu sáng khi có sự cố mất điện lưới.  Hàng ca sản xuất đều có cán bộ kỹ thuật trực điện và sửa chữa kịp thời và khắc phục ngay các hư hỏng hoặc sự cố xảy ra đảm bảo hoạt động sản xuất liên tục.  Thời gian sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị điện được kết hợp kiểm tra bảo dưỡng trong thời gian trạm dừng hoạt động để xả nước tại Hồ lưu chứa nước rác sau xử lý (Hồ H4), dự kiến 1 tháng/ lần. - Công tác phân tích các mẫu kiểm tra kết quả xử lý.  Thực hiện nghiêm túc, đầy đủ việc lập Báo cáo quan trắc định kì (3 tháng/lần) với các chỉ tiêu phân tích đã được phê duyệt trong Đề án Bảo vệ môi trường chi tiết của trạm, nhằm kiểm soát chất lượng nước thải một cách chính xác, có kế hoạch cụ thể.  Căn cứ vào kết quả phân tích sau từng quá trình xử lý, trong trường hợp các chỉ tiêu không đạt tiêu chuẩn thì phải điều chỉnh lại ngay quy trình để đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn quy định. - Công tác vệ sinh công nghiệp.  Quét dọn vệ sinh khu vực sản xuất khi kết thúc ca làm việc  Duy trì lai chùi các thiết bị và khu vực nhà điều hành (thực hiện hàng ngày)  Chăm sóc cây xanh, tưới nước, cắt tỉa trong khu vực trạm.  Nạo vét bùn bể xục vôi.  Vệ sinh nạo vét bùn bể điều hoà và bể lắng. - Công tác cung ứng vật tư.  Đảm bảo cung cấp đầy đủ các loại vật tự, hoá chất cho hoạt động của trạm .  Duy trì nhà kho gọn gàng đảm bảo công tác an toàn hoá chất, an toàn cháy nổ.  Ghi chép đầy đủ, rõ ràng các loại vật tư, hoá chất khi nhập và xuất kho. 55 - Công tác bảo vệ trang thiết bị và tài sản.  Trực tại cổng trạm, kiểm tra thẻ công tác của ngưòi ra vào trạm.  Không cho người lạ mặt vào trạm khi chưa có sự đồng ý của cấp trên.  Bảo vệ các thiết bị và tài sản của trạm.  Ghi nhật ký công tác bảo vệ từng ca trực. - Công tác xả nước ra môi trường tiếp nhận.  Kiểm tra chất lượng nước đạt tiêu chuẩn QCVN 25:2009/BTNMT (cột B1) và QCVN 24:2009/BTNMT (cột B)về việc quy định tiêu chuẩn nước thải bãi chôn lấp và công nghiệp sau xử lý.  Sau khi xả nước kiểm tra toàn bộ hệ thống cửa phải xả nước và vệ sinh chỉnh trang lại hồ H4. - Công tác nghiệm thu xả lý nước rác sau xử lý. Lập sổ nhật ký theo dõi hoạt động của trạm. Các nội dụng người lao động cần ghi chép bao gồm:  Hằng ngày: - Hoạt động của các máy móc, thiết bị. - Lượng hóa chất tiêu thụ, lượng nước sạch tiêu thụ.  Hằng năm: - Công việc bảo dưỡng thiết bị: tình trạng của thiết bị trước khi bảo dưỡng, các hoạt động bảo dưỡng và tình trạng của thiết bị sau bảo dưỡng. - Công việc phân tích chất lượng nước sau xử lý của Trạm: Kết quả phân tích, kết luận về hiệu quả hoạt động của Trạm.  Ký biên bản xác nhận khối lượng nước rác xử lý hàng ngày ờ với cán bộ giám sát đại diện Công ty và Ban QLDA Hạ tầng Đô thị theo chỉ số trên đồng hồ đo nước thải đã qua xử lý. 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nhà máy sau khi được nâng cấp, cải tạo lại sẽ đạt công suất theo thiết kế là 1500m3/ngđ, với chất lượng nước đầu ra nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (cột B). Việc bổ sung và nâng cấp một số công đoạn xử lý sẽ giúp đơn giản hóa việc vận hành hệ thống, tiết kiệm kinh phí và thời gian cho công tác vận hành và bảo dưỡng và đảm bảo các công đoạn xử lý vận hành ổn định đạt tiêu chuẩn thiết kế. KIẾN NGHỊ Hiện tại, lượng nước rác tồn đọng chưa được xử lý là rất lớn và ngày càng tăng do rác thải liên tục được đổ vào; trong khi đó, cả ba trạm xử lý nước rác tại Khu liên hợp xử lý CTR Nam Sơn đều vận hành kém hiệu quả. Vì vậy, nhu cầu nâng cấp và cải tạo hệ thống khu xử lý nước rác là vô cùng cần thiết. Đề nghị các cơ quan, tổ chức có liên quan cùng phối hợp thống nhất các phương án, công việc cụ thể để dự án sớm được thi công và đưa vào hoạt động ổn định. 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO A- Tài liệu tiếng Việt 1. Báo cáo quan trắc môi trường định kì (2017) của Khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn. 2. Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Dự án hợp nhất 9 ô khu liên hiệp xử lý chất thải Nam Sơn. 3. Báo cáo đánh giá tác động môi trường(1998) Về xây dựng khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội. 4. Đề án Bảo vệ môi trường chi tiết nhà máy xử lý nước rác Nam Sơn(công ty URENCO). 5. Kế hoạch quản lý, vận hành bãi Nam Sơn quý IV năm 2017 và năm 2018 tại khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội, URENCO. 6. Kế hoạch quản lý, vận hành bãi Nam Sơn giai đoạn 2018 – 2020 tại khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, Hà Nội, URENCO 7. Kế hoạch thực hiện các hạng mục không thường xuyên năm 2018 của Khu liên hợp xử lý chất thải thải Nam Sơn, URENCO 8. Nguyễn Thị Phương (2015), Đánh giá hiện trạng quản lý môi trường tại bãi rác Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội, Luận văn Thạc sỹ, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 9. Nguyễn Hồng Khánh, Lê Văn Cát, Tạ Đăng Toàn, Phạm Tuấn Linh (2009), Môi trường bãi chôn lấp chất thải và Kỹ thuật xử lý nước rác, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội. 10. Nguyễn Thị Ngọc Bích, Đặng Xuân Hiển,(2013), Nghiên cứu so sánh khả năng xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp oxy hóa bằng 03 và Oxy hóa tiên tiến, Tạp chí Quản lý rừng và Môi trường, Số 4-2013, tr. 15-20. 11. Ngô Trà Mai (2016), Nghiên cứu đề xuất phương án xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp rác Đình Lập, Lạng Sơn, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Tập 32, Số 1, Tr. 28-35. 58 12. Nguyễn Văn Phước, Võ Chí Cường (2007)” Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý COD khó phân hủy sinh học trong nước rác bằng phản ứng fenton”, Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ. 13. Nguyễn Văn Phước(2010), Quản lý và xử lý chất thải rắn, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 14. Tô Thị Hải Yến, Trịnh Văn Tuyên(2010), Thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy vi sinh rác và nước rỉ rác bằng thay đổi chế độ vận hành và môi trường hóa học trong bãi chôn lấp, Kỷ yếu Hội nghị môi trường toàn quốc (Lần thứ III), Hà Nội, tr. 245-251. 15. Văn Hữu Tập (2015), Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp bằng phương pháp Ozon hóa, Luận văn Tiến sỹ, Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lân khoa học và công nghệ Việt Nam. 16. Vũ Đức Toàn, (2012), Đánh giá ảnh hưởng của Bãi chôn lấp rác Xuân Sơn, Hà Nội đến môi trường nước và Đề xuất giải pháp, Tạp chí khoa học thủy lợi và môi trường, Số 39(12/2012), tr. 28 - 33. B – Tài liệu tiếng nước ngoài 1. Abu Amr S.S., Aziz H.A., Bashir M.J.K. (2013), “Pretreatment of stabilized leachate using ozone/persulfate oxidation process”, Chemical Engineering Journal, Vol. 221, pp. 492-499. 2. A. Abbas, G. Jingsong, L. Z. Ping, P. Y. Ya, and W. S. AlRekabi, “Review on landfill leachate treatments,” Journal of Applied Sciences Research, vol. 5, no. 5, pp. 534–545, 2009. 3. Azim M.D., Rahman M.M., Khan R.H., Kamal A.T.M.M. (2011), “Characteristics of leachate generated at landfill sites and probable risks of surface and groundwater pollution in the surrounding areas: a case study of matuail landfill site, Dhaka”, Journal of Bangladesh Academy of Sciences, Vol.35, No. 2, pp. 153-160. 4. Chu, L.M., Cheung, K.C., & Wong, M.H. (1994) Variations in the chemical properties of landfill leachate. Environmental Management, 18,105–117 59 5. D. Kumar and B. J. Alappat, “Evaluating leachate contamination potential of landfill sites using leachate pollutionindex,” Clean Techn Environ Policy (2005) 7 pp 190– 197. 6. Dinesh Kumar and Babu J. Alappat, “Errors Involved in the Estimation of Leachate Pollution Index,” PracticePeriodical of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste Management. 2005.9 pp 103-111. 7. Cataldo F., Angelini G. (2013), “New developments in the radiolysis and ozonolysis of landfill leachate”, European Chemical Bulletin, Vol. 2, No. 9, pp. 592-597. 8. Derco J., Gotvajn A.Z., Zagorc-Končan J., Almásiová B., Kassai A. (2010), “Pretreatment of landfill leachate by chemical oxidation processes”. Chemical Papers, Vol. 64, No. 2, pp. 237-245. 9. Hagman M., Heander E., Jansen J.L.C. (2008), “Advanced oxidation of refractory organics in leachate–potential methods and evaluation of biodegradability of the remaining substrate”, Environmental Technology, Vol. 29, pp. 941-946. 10. Iaconi C.D., Ramadori R., Lopez A. (2006), “Combined biological and chemical degradation for treating a mature municipal landfill leachate”, Biochemical EngineeringJournal,Vol.31,pp.118-124.