Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
- Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn: Công ty Cổ phần Hữu hạn Vedan Việt Nam được thành lập từ năm 1991 tại xã Phước Thái, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai với quy mô diện tích 120 ha. Doanh nghiệp vận hành tổ hợp nhiều cơ sở sản xuất gồm nhà máy bột ngọt, tinh bột biến tính, xút - axit, lysine, phát điện trích hơi, phân bón hữu cơ khoáng Vedagro dạng viên và cảng chuyên dùng Phước Thái. Nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm gia vị và thực phẩm gia tăng đòi hỏi nhà máy phải mở rộng quy mô sản xuất. Đi kèm với việc gia tăng công suất chế biến là lượng nước thải công nghiệp phát sinh chứa hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao. Nhằm đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững và tuân thủ các quy định pháp luật về bảo vệ môi trường, việc lập đồ án tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho giai đoạn mở rộng là yêu cầu cấp thiết trước khi xả thải ra môi trường tiếp nhận.
- Mục tiêu nghiên cứu:
- Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Sản xuất Bột ngọt Vedan giai đoạn mở rộng với công suất $1.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
- Đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).
- Đảm bảo tính khả thi, tính thực tiễn của công nghệ, tối ưu hóa diện tích xây dựng phù hợp với quỹ đất hiện hữu và tối ưu hóa chi phí đầu tư, vận hành cho doanh nghiệp.
- Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Giới thiệu tổng quan về Công ty CPHH Vedan Việt Nam và đặc tính các nguồn nước thải phát sinh.
- Tổng quan các công nghệ, phương pháp xử lý nước thải chế biến bột ngọt trong và ngoài nước.
- Đề xuất, thuyết minh và lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp cho giai đoạn 2.
- Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải theo các phương án đề xuất.
- Khai toán kinh phí xây dựng, thiết bị và chi phí vận hành thường niên.
- Xây dựng quy trình kỹ thuật vận hành, bảo dưỡng hệ thống và phương án xử lý sự cố kỹ thuật.
- Thiết lập hệ thống bản vẽ thiết kế công nghệ.
- Đối tượng nghiên cứu: Nước thải sản xuất bột ngọt và nước thải sinh hoạt của Nhà máy Vedan Việt Nam; các công trình đơn vị xử lý cơ học, hóa lý, sinh học; các thông số ô nhiễm nước thải đặc thù và các quy trình công nghệ xử lý liên quan.
- Phạm vi nghiên cứu:
- Không gian: Nhà máy Sản xuất Bột ngọt Vedan Việt Nam, xã Phước Thái, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai.
- Thời gian thực hiện: Từ tháng 08/2018 đến tháng 01/2019.
- Nguồn tiếp nhận: Sông, kênh rạch khu vực lân cận không sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
- Khung pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng:
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B, hệ số lưu lượng $k_f = 1$, hệ số nguồn tiếp nhận $k_q = 1$).
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B).
- Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) trong lĩnh vực cấp thoát nước và môi trường.
- Các hệ thống tiêu chuẩn quản lý quốc tế mà Vedan đang áp dụng: ISO 9001, ISO 14001, OHSAS 18001, HACCP, GMP+B2, FSSC 22000, ISO/IEC 17025:2005.
- Khung lý thuyết công nghệ xử lý:
- Phương pháp cơ học: Cơ chế giữ rác qua song chắn rác thô và cơ khí; cơ chế lắng trọng lực tách hạt rắn lơ lửng trong bể lắng đứng và lắng ngang; quá trình san bằng lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong bể điều hòa có sục khí/khuấy trộn.
- Phương pháp hóa lý: Cơ chế keo tụ - tạo bông bằng hóa chất phèn nhôm $Al_2(SO_4)_3$, phèn sắt $Fe_2(SO_4)_3$, $FeCl_3$; cơ chế kết dính bọt khí tách chất lơ lửng khó lắng trong bể tuyển nổi sục khí.
- Phương pháp sinh học: Quá trình phân hủy kỵ khí dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí UASB ($Upflow\text{ }Anaerobic\text{ }Sludge\text{ }Blanket$); quá trình khử nitơ (nitrat hóa và khử nitrat) kết hợp trong các ngăn thiếu khí (Anoxic) và hiếu khí (Aerotank); quá trình phản ứng sinh học theo mẻ SBR ($Sequencing\text{ }Batch\text{ }Reactor$); cơ chế màng sinh học trên vật liệu lọc nhỏ giọt.
- Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp thu thập và kế thừa số liệu: Tiếp nhận số liệu quan trắc, số liệu quy hoạch và báo cáo đánh giá tác động môi trường của nhà máy.
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích các giáo trình, tài liệu chuyên ngành về kỹ thuật xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm.
- Phương pháp so sánh, đánh giá: Phân tích ưu nhược điểm về mặt kỹ thuật, diện tích chiếm đất và hiệu quả kinh tế giữa các phương án xử lý (A2O/UASB so với SBR).
- Phương pháp trao đổi chuyên gia: Tham khảo ý kiến hướng dẫn của giảng viên chuyên môn trong việc lựa chọn tải trọng và thông số công nghệ.
- Phương pháp tính toán công trình: Áp dụng các công thức giải tích chuyên ngành kỹ thuật môi trường để xác định kích thước công trình đơn vị, công suất thiết bị, lượng khí cấp, lượng hóa chất và dự toán kinh phí.
- Phương pháp đồ họa: Sử dụng phần mềm AutoCAD để thiết kế mặt bằng tổng thể, sơ đồ khối và các mặt cắt công trình.
- Nguồn dữ liệu: Báo cáo đánh giá tác động môi trường của Công ty CPHH Vedan Việt Nam; số liệu khảo sát thành phần dòng thải thực tế từ quy trình sản xuất bột ngọt; các tài liệu hướng dẫn thiết kế trạm xử lý nước thải của các tác giả chuyên ngành.
Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật
Hệ thống xử lý được thiết kế với công suất định mức $1.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Thành phần tính chất dòng vào và yêu cầu dòng ra theo quy chuẩn được tổng hợp trong bảng sau:
| STT |
Thông số ô nhiễm |
Đơn vị |
Nồng độ nước thải đầu vào |
QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) |
Mức độ vượt chuẩn (lần) |
| 1 |
pH |
- |
7,0 - 7,5 |
5,5 - 9,0 |
Đạt |
| 2 |
Nhiệt độ |
$^\circ\text{C}$ |
30 - 35 |
40 |
Đạt |
| 3 |
SS (Chất rắn lơ lửng) |
mg/l |
250 |
100 |
2,5 |
| 4 |
$\text{BOD}_5$ |
mg/l |
1.200 |
50 |
24,0 |
| 5 |
COD |
mg/l |
2.000 |
150 |
13,33 |
| 6 |
Tổng Nitơ (tính theo N) |
mg/l |
400 |
40 |
10,0 |
| 7 |
Tổng Photpho (tính theo P) |
mg/l |
30 |
6 |
5,0 |
| 8 |
Tổng Coliform |
MPN/100ml |
$10^6$ |
5.000 |
200,0 |
Đồ án xây dựng và tính toán chi tiết hai phương án công nghệ:
- Phương án 1 (Công nghệ kết hợp Cơ học - UASB - Thiếu khí Anoxic - Hiếu khí Aerotank):
- Dây chuyền xử lý nước: Nước thải $\rightarrow$ Song chắn rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể tuyển nổi sục khí $\rightarrow$ Bể điều hòa khuấy trộn $\rightarrow$ Bể kỵ khí UASB $\rightarrow$ Bể thiếu khí Anoxic $\rightarrow$ Bể hiếu khí Aerotank $\rightarrow$ Bể lắng đứng $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận (đạt QCVN 40:2011/BTNMT Cột B).
- Dây chuyền xử lý bùn: Bùn từ bể tuyển nổi, UASB và bùn dư bể lắng đứng $\rightarrow$ Bể nén bùn trọng lực $\rightarrow$ Máy ép bùn băng tải $\rightarrow$ Bể chứa bùn $\rightarrow$ Đem đi xử lý định kỳ.
- Phương án 2 (Công nghệ kết hợp Cơ học - SBR):
- Dây chuyền xử lý nước: Nước thải $\rightarrow$ Song chắn rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể tuyển nổi sục khí $\rightarrow$ Bể điều hòa sục khí $\rightarrow$ Bể bùn hoạt tính theo mẻ SBR (gồm 5 pha: Làm đầy, Phản ứng, Lắng, Chắt nước/Xả bùn, Chờ) $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận.
- Dây chuyền xử lý bùn: Bùn thải từ bể tuyển nổi và bể SBR $\rightarrow$ Bể nén bùn trọng lực $\rightarrow$ Máy ép bùn băng tải $\rightarrow$ Đưa đi xử lý.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu Cty Cổ phần Hữu hạn Vedan Việt Nam
- Tổng quan về cơ sở: Doanh nghiệp có vị trí thuận lợi bên bờ sông Thị Vải, sở hữu hệ thống cảng chuyên dùng Phước Thái gồm 2 cầu cảng (hàng khô và hàng lỏng) tiếp nhận tàu trọng tải 12.000 tấn, cùng nhà máy phát điện trích hơi tự cung cấp nguồn năng lượng ổn định. Lực lượng lao động đạt trên 3.000 cán bộ công nhân viên.
- Quy trình sản xuất bột ngọt (Monosodium L-glutamate - $C_5H_8NNaO_4$, phân tử lượng 187,13):
- Chuẩn bị và tiệt trùng nguyên liệu: Mật rỉ đường và tinh bột sắn được tiệt trùng bằng hơi nóng ở nhiệt độ $120 \pm 2^\circ\text{C}$ trong 10 phút.
- Lên men: Sau khi làm nguội, dịch đường được bổ sung giống vi sinh vật, $H_3PO_4$ và $NH_3$ trong các bồn lên men dung tích $700\text{ m}^3$ để sinh tổng hợp Glutamic Acid (GA broth).
- Thu hồi và tinh chế: Dịch lên men đi qua thiết bị cô đặc chân không MVR $\rightarrow$ làm lạnh và châm HCl để kết tinh GA $\rightarrow$ máy ly tâm tách tinh thể GA $\rightarrow$ trung hòa bằng NaOH hoặc $Na_2CO_3$ thành dung dịch bột ngọt thô $\rightarrow$ tẩy màu bằng than hoạt tính và chất trợ lọc $\rightarrow$ lọc tách bã than $\rightarrow$ trao đổi qua cột nhựa ion $\rightarrow$ kết tinh chân không $\rightarrow$ ly tâm tách tinh thể $\rightarrow$ sấy khô bằng khí nóng $\rightarrow$ sàng phân loại hạt (kết hợp nam châm tách kim loại) $\rightarrow$ kiểm tra chất lượng $\rightarrow$ đóng gói thành phẩm.
- Nguồn gốc và đặc trưng nước thải: Nước thải bao gồm nước làm mát, nước vệ sinh nhà xưởng, nước ngưng tụ, nước thải rửa cặn sau lên men (chứa nhiều xác vi khuẩn, rỉ đường, muối amon, chất hoạt động bề mặt) và nước thải sinh hoạt của công nhân viên ($BOD_5$ từ 100 - 200 mg/l; COD từ 180 - 360 mg/l; SS từ 80 - 160 mg/l; Tổng N từ 20 - 40 mg/l; Coliform từ $10^6 - 10^9\text{ MPN/100ml}$).
Chương 2: Tổng quan
- Tổng quan các phương pháp xử lý:
- Song chắn rác: Phân loại song chắn thô (cho lượng rác $< 0,1\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, cào rác thủ công góc nghiêng $45-60^\circ$) và song chắn cơ khí (cho lượng rác $> 0,1\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, góc nghiêng $75-85^\circ$, vận tốc dòng chảy qua khe $0,6 - 1,0\text{ m/s}$).
- Bể điều hòa: Điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn bằng hệ thống sục khí nén hoặc cánh khuấy cơ học nhằm tránh sốc tải cho các công trình sinh học phía sau.
- Bể lắng: Đánh giá đặc tính thủy lực của bể lắng ngang (chiều sâu 1,5 - 4m, chiều dài gấp 8 - 12 lần chiều sâu, hiệu suất lắng 60%), bể lắng đứng (vận tốc dâng $\le 0,7\text{ m/s}$, thời gian lắng 1 - 3 giờ) và bể lắng ly tâm (đường kính 16 - 60m).
- Bể keo tụ tạo bông và tuyển nổi: Ứng dụng phèn nhôm/sắt để liên kết cặn lơ lửng; bể tuyển nổi sục khí đạt hiệu suất loại bỏ chất rắn lơ lửng $90 - 95%$, thu gom bùn có độ ẩm thấp.
- Phương pháp xử lý sinh học: Trình bày nguyên lý bể UASB (vận tốc dòng hướng lên duy trì $0,6 - 0,9\text{ m/h}$, phân hủy kỵ khí tạo $CH_4$ và $CO_2$), bể Aerotank (3 giai đoạn oxy hóa hiếu khí của bùn hoạt tính, thời gian lưu nước $\le 12\text{ giờ}$), bể SBR (hoạt động theo mẻ không cần bể lắng 2), mương oxy hóa và lọc sinh học nhỏ giọt.
- Khảo sát hệ thống xử lý thực tế: Tổng quan quy trình xử lý nước thải sản xuất bột ngọt tại Nhà máy Ajinomoto Việt Nam và Nhà máy Vedan Việt Nam hiện hữu.
Chương 3: Đề xuất, thuyết minh và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải bột ngọt cho nhà máy sản xuất bột ngọt Vedan giai đoạn 2
- Phân tích cơ sở khoa học của việc lựa chọn công nghệ sinh học kỵ khí cho nước thải có hàm lượng COD cao ($2.000\text{ mg/l}$) nhằm tiết kiệm năng lượng cấp khí, kết hợp với xử lý thiếu khí/hiếu khí để loại bỏ triệt để chất hữu cơ ($BOD_5$, COD) và các hợp chất dinh dưỡng (Nitơ, Photpho).
- Thiết lập bảng cân bằng vật chất và hiệu suất xử lý yêu cầu cho từng công trình đơn vị thuộc Phương án 1 và Phương án 2 nhằm đảm bảo nồng độ xả thải cuối cùng đạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT.
Chương 4: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất bột ngọt Vedan giai đoạn 2
- Tính toán chi tiết Phương án 1:
- Song chắn rác và mương dẫn: Xác định góc nghiêng, kích thước thanh, tổn thất áp lực qua song chắn.
- Hố thu gom và Bể tuyển nổi sục khí: Tính toán dung tích bể, hệ thống cấp khí hòa tan, hiệu quả tách cặn lơ lửng và chất béo.
- Bể điều hòa khuấy trộn: Tính toán công suất cánh khuấy cơ học và hệ số truyền động $K_T$.
- Bể UASB: Tính toán thể tích vùng phản ứng, hệ thống phân phối nước đáy bể, vận tốc dòng dâng và bộ tách pha khí - lỏng - rắn.
- Bể Anoxic và Bể Aerotank: Tính toán thời gian lưu nước, thể tích bể, nhu cầu oxy sinh hóa, lượng bùn tuần hoàn, tỷ số F/M, lưu lượng không khí cấp từ máy thổi khí và diện tích bề mặt phân phối khí.
- Bể lắng đứng: Xác định diện tích mặt thoáng, đường kính ống trung tâm, góc nghiêng đáy nón thu bùn và thời gian lắng.
- Bể khử trùng và Xử lý bùn: Tính toán liều lượng hóa chất khử trùng (Javen/Chlorine), thể tích bể nén bùn trọng lực, công suất máy ép bùn băng tải và dung tích bể chứa bùn.
- Tính toán chi tiết Phương án 2:
- Tính toán bể điều hòa sục khí (cường độ thổi khí, dàn ống phân phối khí).
- Tính toán chu kỳ hoạt động và kích thước bể SBR (thời gian nạp, phản ứng, lắng, chắt nước và thời gian chờ; công suất thiết bị khuấy chìm, hệ thống decanter thu nước trong).
- Tính toán bể nén bùn trọng lực và thiết bị tách nước bùn cho chu trình SBR.
Chương 5: Khai toán kinh phí
- Lập dự toán chi tiết cho hai phương án bao gồm 3 hạng mục chi phí chính:
- Chi phí xây dựng công trình: Khối lượng đào đắp đất, bê tông cốt thép, gia công hoàn thiện các bể.
- Chi phí máy móc, thiết bị: Bơm chìm nước thải, máy thổi khí, cánh khuấy chìm, dàn phân phối khí tinh, thiết bị tuyển nổi DAF, máy ép bùn băng tải, van và hệ thống đường ống công nghệ.
- Chi phí vận hành thường niên: Chi phí tiêu hao điện năng của các động cơ, chi phí hóa chất xử lý (axit/kiềm điều chỉnh pH, chất keo tụ, dung dịch khử trùng), chi phí bảo dưỡng định kỳ và chi phí nhân công vận hành trạm.
- So sánh tổng hợp kinh tế giữa Phương án 1 và Phương án 2 để làm căn cứ lựa chọn giải pháp tối ưu cho nhà máy.
Chương 6: Kỹ thuật vận hành, bảo trì và bảo dưỡng
- Quy trình khởi động và kiểm tra ban đầu: Trình bày các bước nghiệm thu tĩnh, kiểm tra chiều quay động cơ bơm, máy thổi khí; hiệu chuẩn thiết bị đo pH, DO; kiểm tra hệ thống định lượng và bồn pha hóa chất trước khi nạp tải vi sinh.
- Biện pháp xử lý sự cố thường gặp:
- Sự cố máy bơm: Bơm không lên nước, rung lắc bất thường, quá tải động cơ điện do nghẹt rác.
- Sự cố máy thổi khí: Áp suất khí tăng cao đột ngột, nhiệt độ đầu thổi quá mức, dầu bôi trơn bị rò rỉ.
- Sự cố sinh học tại các bể: Bùn nổi trong bể lắng đứng do khử nitrat hóa, bùn vi sinh bị sốc tải hoặc nhiễm độc làm giảm hiệu suất khử COD/BOD, hiện tượng tạo bọt trắng hoặc bọt váng trong bể Aerotank/SBR, sự cố quá trình pha và châm hóa chất.
- Chế độ bảo trì, bảo dưỡng: Lập lịch bảo dưỡng định kỳ cho hệ thống đường ống, van khóa, bôi trơn thiết bị cơ khí và quy trình súc rửa, vệ sinh định kỳ lòng bể xử lý.
Kết quả và đóng góp
- Kết quả thiết kế chính:
- Đã tính toán hoàn chỉnh các thông số kích thước hình học, công suất thủy lực và lựa chọn thiết bị công nghệ cho hệ thống xử lý nước thải công suất $1.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
- Thiết lập chuỗi công nghệ bảo đảm xử lý các chất ô nhiễm từ nồng độ cao ($\text{BOD}_5 = 1.200\text{ mg/l}$, $\text{COD} = 2.000\text{ mg/l}$, $\text{SS} = 250\text{ mg/l}$, $\text{TN} = 400\text{ mg/l}$, $\text{TP} = 30\text{ mg/l}$) xuống dưới ngưỡng giới hạn cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT Cột B trước khi xả ra sông Thị Vải.
- Hoàn thiện bảng khai toán kinh phí chi tiết giữa 2 phương án công nghệ (Phương án A2O/UASB và Phương án SBR), giúp chủ đầu tư có cơ sở lựa chọn phương án đầu tư phù hợp với điều kiện mặt bằng và tài chính.
- Giải pháp và đề xuất của tác giả:
- Đề xuất áp dụng quy trình xử lý sơ bộ bằng bể tuyển nổi sục khí nhằm giảm tải lượng chất rắn lơ lửng và dầu mỡ trước khi đưa vào các bể xử lý sinh học.
- Thiết lập sổ tay hướng dẫn quy trình vận hành khởi động, vận hành ổn định và bảng tra cứu xử lý sự cố cơ điện, sự cố vi sinh cho kỹ sư vận hành trạm.
- Đưa ra các biện pháp an toàn lao động và phòng hộ cho công nhân trong quá trình tiếp xúc với hóa chất và thiết bị cơ khí tại trạm xử lý.
- Đóng góp của đồ án: Cung cấp tài liệu tính toán công nghệ hoàn chỉnh và có tính ứng dụng thực tế cao cho dạng nước thải chế biến gia vị - bột ngọt đặc thù có tải lượng ô nhiễm hữu cơ và nồng độ nitơ cao tại Việt Nam.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Các thông số tính toán thiết kế dựa trên số liệu khảo sát tính chất nước thải từ báo cáo đánh giá tác động môi trường và các công thức lý thuyết chuyên ngành; chưa được kiểm chứng thực nghiệm thông qua mô hình pilot chạy liên tục tại hiện trường giai đoạn mở rộng.
- Chưa tính toán chi tiết hệ thống thu gom và tận dụng khí sinh học (biogas) sinh ra từ bể kỵ khí UASB để phục vụ tái tạo năng lượng cho nhà máy.
- Hướng phát triển tiếp theo:
- Tiến hành thử nghiệm mô hình thực nghiệm (pilot) với nguồn nước thải thực tế để xác định chính xác các hằng số động học phát triển vi sinh và tối ưu hóa thời gian lưu nước.
- Nghiên cứu thiết kế bổ sung hệ thống thu hồi, lọc sạch khí $CH_4$ từ bể UASB để cấp nhiệt cho lò hơi hoặc cấp khí cho trạm phát điện nội bộ của nhà máy.
- Tích hợp hệ thống giám sát, điều khiển tự động hóa hoàn toàn (SCADA/PLC) nhằm tối ưu hóa lượng khí cấp và hóa chất định lượng theo tải lượng ô nhiễm thực tế đầu vào.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng thụ hưởng:
- Sinh viên, học viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, Công nghệ Hóa học làm tài liệu tham khảo cho đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp.
- Kỹ sư môi trường, cán bộ kỹ thuật tại các nhà máy chế biến thực phẩm, nông sản, tinh bột và bột ngọt có nhu cầu thiết kế, cải tạo hoặc vận hành hệ thống xử lý nước thải.
- Các nội dung có giá trị tham khảo cao:
- Quy trình sản xuất chi tiết của nhà máy sản xuất bột ngọt quy mô công nghiệp lớn.
- Trình tự các bước tính toán thủy lực và công nghệ cho từng công trình đơn vị: Bể tuyển nổi sục khí, bể kỵ khí dòng chảy ngược UASB, bể bùn hoạt tính Aerotank và bể phản ứng sinh học theo mẻ SBR.
- Các bảng tổng hợp chỉ tiêu thiết kế, bảng tra cứu thông số kỹ thuật thiết bị và sổ tay hướng dẫn xử lý sự cố vận hành trạm xử lý nước thải.
Câu hỏi thường gặp
1. Công suất thiết kế và tiêu chuẩn xả thải đầu ra của hệ thống xử lý nước thải Vedan giai đoạn mở rộng là bao nhiêu?
Hệ thống được thiết kế với công suất xử lý $1.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Chất lượng nước sau xử lý bắt buộc phải đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B ($C_{max} = C \times k_f \times k_q$ với $k_f = 1$ và $k_q = 1$).
2. Các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng trong nước thải sản xuất bột ngọt Vedan vượt quy chuẩn bao nhiêu lần?
Theo số liệu đầu vào của đồ án, các chỉ tiêu vượt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) gồm có: $\text{BOD}_5$ ($1.200\text{ mg/l}$) vượt 24 lần, COD ($2.000\text{ mg/l}$) vượt 13,33 lần, Tổng Nitơ ($400\text{ mg/l}$) vượt 10 lần, Tổng Photpho ($30\text{ mg/l}$) vượt 5 lần, Chất rắn lơ lửng SS ($250\text{ mg/l}$) vượt 2,5 lần và Tổng Coliform ($10^6\text{ MPN/100ml}$) vượt 200 lần.
3. Hai phương án công nghệ sinh học được đồ án đề xuất và tính toán là gì?
Đồ án xây dựng hai phương án: Phương án 1 sử dụng chuỗi công nghệ sinh học kết hợp gồm Bể kỵ khí dòng chảy ngược UASB $\rightarrow$ Bể thiếu khí Anoxic $\rightarrow$ Bể hiếu khí bùn hoạt tính Aerotank kèm Bể lắng đứng; Phương án 2 sử dụng công nghệ Bể phản ứng sinh học bùn hoạt tính hoạt động theo mẻ SBR.
4. Bể UASB trong hệ thống xử lý nước thải bột ngọt có vai trò và ưu điểm kỹ thuật gì?
Bể UASB tiếp nhận nước thải sau xử lý cơ học để phân hủy lượng lớn chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí thông qua tầng bùn hạt lơ lửng (vận tốc dòng dâng $0,6 - 0,9\text{ m/h}$). Ưu điểm của bể là chịu được tải trọng hữu cơ cao, tiêu thụ ít năng lượng do không cần cấp khí, lượng bùn sinh ra ít, chi phí hóa chất thấp và có khả năng thu hồi khí sinh học biogas.
5. Đồ án đưa ra các giải pháp xử lý sự cố nào đối với máy móc cơ điện trong trạm xử lý?
Đồ án tổng hợp bảng hướng dẫn chi tiết cách phát hiện và khắc phục các sự cố thường gặp như: máy bơm bị nghẹt rác/cháy cuộn dây/không lên nước; máy thổi khí bị tăng áp lực/quá nhiệt/thiếu dầu bôi trơn; sự cố tắc nghẽn đường ống pha hóa chất; hiện tượng bùn khó lắng hoặc nổi báng tại các bể sinh học.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Sản xuất Bột ngọt Vedan giai đoạn mở rộng với công suất $1.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Công trình kết hợp hiệu quả giữa các phương pháp xử lý cơ học, hóa lý và sinh học chuyên sâu nhằm loại bỏ triệt để các thông số ô nhiễm hữu cơ, nitơ và photpho, đảm bảo nước thải đầu ra đạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT. Báo cáo cung cấp đầy đủ các cơ sở tính toán kỹ thuật, hồ sơ dự toán kinh phí đầu tư - vận hành và sổ tay hướng dẫn quy trình vận hành, bảo dưỡng trạm, mang lại giá trị thực tiễn cao cho công tác quản trị môi trường tại doanh nghiệp chế biến thực phẩm.
