Xử lý nước thải sợi hóa học bằng phương pháp lắng kết và công nghệ ao oxy hóa tích hợp
Thread Content
1 Chất lượng và lượng nước thải: Dự án “Dễ làm sạch nước”: Đây là một doanh nghiệp sản xuất vải polyester mô phỏng lụa, thuộc sở hữu của một công ty nước ngoài. Nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất của doanh nghiệp này bao gồm: nước thải từ quá trình dệt vải, nước thải sau quá trình giảm độ kiềm, nước thải từ quá trình tinh chế, nước thải từ quá trình nhuộm vải, và các loại nước thải khác. Ngoài ra còn có nước thải sinh hoạt từ các tòa nhà ký túc xá, căn tin, phòng tắm, văn phòng làm việc, v.v. Tình hình chất lượng và lượng nước thải của từng nguồn được trình bày trong Bảng 1. Bảng 1: Lượng nước thải và chất lượng nước thảiTên loại nước thải | CODcr (mg/L) | pH | Lượng nước thải (m³/ngày)
Nước thải từ quá trình tinh chế | 10.000–40.000 | >14 | 100
Nước thải từ quá trình nhuộm vải | 1.000–1.600 | 9–11 | 144
Nước thải từ ngành dệt may | 700–1.300 | 5–6 | 853
Nước thải dùng cho mục đích khác | 600–1.000 | 6–9 | 308
Nước thải sinh hoạt | 300–400 | 6–8 | 105
2. Quy trình xử lý nước thải
Tỷ lệ CODCr trong nước thải từ quá trình giảm độ kiềm chiếm tỷ lệ khá lớn so với tổng lượng nước thải được thải ra. Việc xử lý nước thải này bằng cách thêm axit và lọc là phương pháp hợp lý về mặt thiết kế. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là cần sử dụng lượng axit lớn, quy trình vận hành phức tạp, và chi phí vận hành cao. Do lượng nước của nó ít, nên người ta cân nhắc việc trộn nó với các loại nước thải khác để xử lý chung. Việc kết hợp sử dụng phương pháp vật lý và phương pháp sinh học là quy trình tiêu chuẩn để xử lý nước thải từ ngành in ấn và nhuộm vải [1]. Quá trình kết tủa có ưu điểm là khả năng làm mất màu và loại bỏ các chất lơ lửng rất tốt; đồng thời, chất kết tủa được sử dụng cũng có thể giúp điều chỉnh giá trị pH. Phương pháp sinh hóa có khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan trong nước rất tốt. Trong dự án này, do các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải là axit terephthalic và các loại thuốc nhuộm có tính khuếch tán, những chất này khó hòa tan ở môi trường có độ pH từ 6 đến 9. Vì vậy, trước tiên cần xử lý nước thải bằng phương pháp kết tụ lắng đọng. Phương pháp này giúp loại bỏ hiệu quả các chất gây ô nhiễm hữu cơ, giảm màu sắc của nước thải, đồng thời điều chỉnh độ pH. Điều này giúp nâng cao khả năng xử lý sinh học của nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn xử lý sinh học tiếp theo. Phương pháp sinh hóa sử dụng công nghệ kênh oxy hóa, phù hợp với đặc điểm chất lượng nước thải từ ngành in ấn nhuộm màu cũng như yêu cầu cao về chất lượng nước thải sau xử lý. Quy trình xử lý nước thải được trình bày chi tiết trong Hình 1. 3 Các công trình xử lý chính và các thông số thiết kế 3.1 Bể chứa nước Kích thước của bể chứa nước là 5,6m×2,5m; thời gian lưu nước trong bể là 20 phút. Ở đáy bể có hai máy bơm ngầm loại FLYGT dùng để bơm nước ra ngoài. Bơm thải nước bẩn được trang bị thiết bị điều khiển mức chất lỏng tự động nhằm bảo vệ bơm và thích ứng với sự thay đổi của lưu lượng nước vào. 3.2 Bể đồng hóa: Kích thước của bể đồng hóa là 14,7m × 5,2m; độ sâu nước hiệu dụng là 4,1m. Thời gian cần thiết để điều chỉnh nồng độ chất trong nước là 2,5 giờ. Trên mặt nước có hai thiết bị khuấy dạng thuyền nổi, có chức năng khuấy trộn nước. Do hố oxy hóa có khả năng chịu tải trọng xung động cao, nên thời gian lưu lại trong bể đồng nhất là ngắn. 3.3 Bể trung hòa Kích thước của bể trung hòa là 2,5m × 2,1m; độ sâu nước trong bể là 2,5m. Thời gian phản ứng là 6 phút. Thêm ferrous sulfate polymer và một lượng nhỏ axit sulfuric đậm đặc vào bể trung hòa, nhằm điều chỉnh giá trị pH và thúc đẩy quá trình kết tụ nhanh chóng. Bể trung hòa được trang bị máy khuấy cơ học, đồng thời cũng có hệ thống phun chất keo tụ và hệ thống điều chỉnh độ pH tự động cùng bằng tay. Kiểm soát giá trị pH ở mức từ 7 đến 9. Ngoài ra còn có bể chứa axit và bể chứa chất keo tụ; cả hai đều được lót bằng tấm UPVC nhằm ngăn chặn sự ăn mòn. Thể tích sử dụng thực tế của chúng lần lượt là 2,5 m³ và 8 m³. 3.4 Bể lắng kết tủa Bể phản ứng kết tủa sử dụng loại bể phản ứng có cấu trúc lỗ xoáy; bể được chia thành 6 ngăn hình vuông, mỗi ngăn có lỗ thông ở phía trên và phía dưới. Bể được chia thành hai nhóm. Thời gian phản ứng tổng cộng là 20 phút. Mỗi bộ bể phản ứng đều đi kèm với một bể lắng; loại bể lắng này thuộc dạng bể lắng dòng chảy ngang nhiều ngăn. Thời gian lưu lại trong bể là 2,5 giờ; tải trọng bề mặt là 1,4 m³/(m²·h). Kích thước của bể lắng là 14,7 m × 3,2 m. Bùn từ bể phản ứng và bể lắng được đưa đến khu xử lý để làm khô. 3.5 Kênh oxy hóa tích hợp cấp một và cấp hai Kênh oxy hóa tích hợp là thành phần quan trọng nhất trong quy trình này, đồng thời cũng chính là đặc điểm nổi bật của quy trình này. Hố xử lý oxy hóa tích hợp kết hợp chức năng thông khí, tách bùn và đưa bùn trở lại hệ thống, vì vậy không cần xây dựng bể lắng riêng biệt. Đặc điểm chính của nó là: ① Quy trình sản xuất đơn giản, bùn thải được tái sử dụng tự động; số lượng thiết bị cần thiết ít ； ②Chịu được tải trọng va đập, vận hành ổn định và đáng tin cậy, dễ dàng bảo trì quản lý ； ③Bùn thải có thể được ổn định hóa, lượng bùn thải còn lại rất ít ； ④Chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng và vận hành thấp ； ⑤Hiệu quả tách rắn lỏng cao hơn so với các bể lắng thông thường. Trong dự án này, công nghệ hồ oxy hóa tích hợp được sử dụng chính là công nghệ hồ oxy hóa Carrousel của công ty EIMCO của Mỹ, cùng với bộ phận tách rắn lỏng được lắp đặt bên trong hồ. Phần đáy của bộ phận tách rắn lỏng được thiết kế với một loạt các thanh ngang có hình tam giác cân, được sắp xếp một cách đều đặn. Điều này giúp đảm bảo việc trộn đều chất lỏng và giúp bùn lắng xuống nhanh chóng. Đối với các khu vực xử lý nước thuộc cấp độ một và hai của hệ thống ao xử lý tích hợp, thời gian lưu nước lần lượt là 15,5 giờ và 14,7 giờ. Thời gian lưu chất bùn hữu cơ lần lượt lớn hơn 30 ngày. Tải trọng chất bùn hữu cơ lần lượt là 0,15 kgBOD/(kgMLSS·ngày) và 0,05 kgBOD/(kgMLSS·ngày). Độ sâu của các ao xử lý lần lượt là 3,6 m và 3,4 m; chiều rộng của chúng đều là 6,0 m. Chiều dài của các đoạn thẳng trong ao xử lý đều là 43 m; bán kính của các đoạn cong ở hai đầu ao xử lý cũng đều là 6,0 m. Đối với bộ phận tách rắn lỏng, thời gian lưu lại trong bộ phận này lần lượt là 1,9 giờ và 1,7 giờ. Tải trọng bề mặt của bộ phận này đều là 1,4 m³/(m²·h). Kích thước của bộ phận này lần lượt là: chiều dài 15 m, chiều rộng 6 m; chiều sâu lần lượt là 2,6 m và 2,4 m. Ở bộ phận tách rắn lỏng của khu vực oxy hóa tích hợp cấp một, nước thải được dẫn ra thông qua 4 lỗ có kích thước 300mm×200mm, được đặt cách nhau 3m dọc theo thành khu vực oxy hóa. Nước thải này sau đó chảy trực tiếp vào khu vực oxy hóa tích hợp cấp hai. Ở bộ phận tách rắn lỏng của khu vực oxy hóa tích hợp cấp hai, nước thải được dẫn ra thông qua 4 rãnh thu nước, cũng được đặt cách nhau 3m. Lưu lượng nước chảy qua các rãnh này là 0,8 L/(m·s). Thiết bị thông khí là loại máy thông khí bề mặt kiểu “nón ngược”, được sản xuất bởi công ty EIMCO của Hoa Kỳ. Mỗi cấp của thiết bị này đều có một chiếc máy như vậy; chúng được lắp đặt ở một đầu của con kênh. Công suất của motor là 73,5 kW, còn công suất cung cấp oxy là 2,1 kg O2/(kW·h). Bùn thải còn lại được loại bỏ khỏi các kênh oxy hóa; tại mỗi kênh oxy hóa, có một máy bơm chìm dùng để bơm bùn thải đến nơi sấy khô. Trong quá trình vận hành thực tế, do kênh oxy hóa đang ở giai đoạn thông khí trì hoãn, lượng bùn trong kênh đã gần đạt trạng thái ổn định; lượng bùn dư còn lại rất ít, vì vậy cần mất hơn một năm mới phải xả bùn một lần. 3.6 Khu vực sấy khô Khu vực sấy khô gồm 10 ô, được sử dụng lần lượt. Kích thước của mỗi ô là 10m×5m. Trong các ô này có chứa vật liệu lọc là cát và sỏi. Bùn khô được vận chuyển ra ngoài để xử lý, còn nước thấm thì được đưa trở lại bể chứa. 3.7 Phòng điều khiển và phòng thí nghiệm Kích thước của phòng điều khiển là 3,3 m × 3,3 m. Phòng thí nghiệm của trạm xử lý nước thải được xây dựng chung với phòng thí nghiệm dùng cho mục đích sản xuất. 4 Kết quả vận hành thực tế Bảng 2 liệt kê một số dữ liệu về kết quả kiểm tra trong quá trình điều chỉnh và khi hoàn thành công trình. Lượng nước được xử lý thường nằm trong khoảng 2000–2500 m3/ngày. Bảng 2: Chất lượng nước đầu vào và nước thải sau khi xử lý bởi hệ thống xử lý nước thải. Ngày lấy mẫu: CODcr (mg/L), Độ màu (lần), pH.
Ngày 26 tháng 8 năm 1997: 1389, 8094, 4,23; 012591, 71,11, 37,6
Ngày 27 tháng 8 năm 1997: 2362, 9196, 13,76; 2094,71, 2,57, 3
Ngày 28 tháng 8 năm 1997: 1203, 9791, 91,92; 861594,81, 1,67, 7
Ngày 17 tháng 9 năm 1998: 2068, 6896, 74; 831596,91, 2,57, 5
Ngày 18 tháng 9 năm 1998: 1939, 8495, 74; 031596,31, 1,87, 6
Ngày 19 tháng 9 năm 1998: 2169, 7896, 43; 701296,81, 2,07, 3
Từ Bảng 2 có thể thấy rằng nồng độ CODCr trong nước đầu vào dao động khá lớn, nhưng chất lượng nước thải sau khi xử lý vẫn ở mức đạt tiêu chuẩn. Dự án xử lý này đã vượt qua các cuộc kiểm tra nghiệm thu do cơ quan bảo vệ môi trường địa phương tiến hành vào ngày 17 tháng 9 năm 1998. Các chỉ số chất thải nước đều đạt tiêu chuẩn xả thải loại I theo “Tiêu chuẩn xả thải tổng hợp nước thải” (GB8978—88). 5 Các chỉ số kỹ thuật và kinh tế chính: Bảng so sánh các chỉ số kỹ thuật và kinh tế chính của công nghệ xử lý nước thải này với các công nghệ tương tự được áp dụng bởi các nhà sản xuất trong nước được trình bày ở Bảng 3. Bảng 3: So sánh các chỉ số kỹ thuật và kinh tế chính
Các dự án xử lý nước thải từ các nhà máy dệt may: Nhà máy dệt may Qunhe ở Jiaxing Tongxiang, Nhà máy dệt in ấn Xinchang ở Shantou
Lượng nước thải (t/ngày): 3000, 2000, 800
Chi phí đầu tư cho mỗi tấn nước thải (đồng/t): 432,6; 313,44; 440
Chi phí liên quan đến việc sử dụng nước (đồng/t): 1442; 1567; 550000
Chi phí điện năng (đồng/t): 0,53; 0,62; 0,44
Chi phí hóa chất sử dụng trong quá trình xử lý nước thải (đồng/t): 0,51; 0,92; 0,9
Diện tích đất cần thiết để xây dựng công trình xử lý nước thải (m²/t): 0,85; 0,61
Tiêu chuẩn nước thải sau khi được xử lý: Tiêu chuẩn cấp 1 theo GB8978-SS; Tiêu chuẩn cấp 1 theo GB8978-SS; Tiêu chuẩn cấp 2 theo GB8978-SS
Từ Bảng 3 có thể thấy rằng chi phí đầu tư và chi phí vận hành (chi phí điện năng, chi phí hóa chất) cho mỗi tấn nước thải trong các dự án xử lý nước thải này đều khá thấp. Chuyển từ trang web Yijingshui