Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội và đô thị hóa, khối lượng nước thải sinh hoạt xả thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận tại Việt Nam ngày càng gia tăng. Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý khi đổ vào các thủy vực tự nhiên gây ra hiện tượng phú dưỡng do chứa hàm lượng cao các hợp chất hữu cơ và phospho. Quá trình phân hủy yếm khí sau đó làm suy giảm nghiêm trọng nồng độ oxy hòa tan, phát sinh các khí độc hại như $\text{H}_2\text{S}$, mercaptanes, gây mùi hôi thối và đổi màu nước. Bên cạnh đó, các chất hoạt động bề mặt, dầu mỡ và hóa chất tẩy rửa từ sinh hoạt cản trở quá trình tái nạp oxy khí quyển, gây ngộ độc thủy sinh vật và tiềm ẩn rủi ro tích tụ sinh học đối với sức khỏe con người.
Trước yêu cầu pháp lý về bảo vệ môi trường và định hướng phát triển bền vững của doanh nghiệp, việc thu gom và xử lý triệt để nước thải sinh hoạt trước khi xả vào hệ thống kênh rạch tự nhiên là nhiệm vụ bắt buộc. Đồ án tốt nghiệp "Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Công ty Cổ phần May Công Tiến, thị xã Gò Công, Tiền Giang, công suất $205\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$" do sinh viên Nguyễn Đình Lộc thực hiện (ngành Môi trường, chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. HCM - 08/2012) được xây dựng nhằm giải quyết bài toán ô nhiễm nguồn nước cục bộ tại doanh nghiệp.
Mục tiêu nghiên cứu
Tính toán và thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải cho Công ty CP May Công Tiến (Thị xã Gò Công, Tỉnh Tiền Giang) đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt loại A ($\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$, Cột A) với công suất thiết kế $205\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
Nhiệm vụ nghiên cứu
Văn bản xác định 5 nội dung/nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Tìm hiểu về hoạt động phát sinh nước thải tại Công ty CP May Công Tiến.
- Xác định đặc tính nước thải: lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ô nhiễm và nguồn xả thải.
- Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào.
- Tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải.
- Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất và chi phí vận hành trạm xử lý nước thải.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ và các công trình xử lý nước thải sinh hoạt.
- Phạm vi không gian: Khuôn viên Công ty CP May Công Tiến tại Số 27 Mạc Văn Thành, Khu phố 1, Phường 3, Thị xã Gò Công, Tỉnh Tiền Giang.
- Phạm vi kỹ thuật: Đề tài giới hạn tính toán cho hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt sau khi đã qua xử lý sơ bộ tại bể tự hoại với lưu lượng $205\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Nước mưa được tách riêng qua hố thu có song chắn rác; quy trình sản xuất may mặc của công ty thuần túy là may gia công, không sử dụng nước trong dây chuyền nên không phát sinh nước thải sản xuất công nghiệp.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng
- Cơ sở lý thuyết: Đề tài dựa trên nguyên lý các quá trình xử lý nước thải cơ học (song chắn rác, lắng, điều hòa), hóa lý (keo tụ - tạo bông, tuyển nổi, hấp phụ), hóa học (khử trùng bằng hợp chất chlorine) và sinh học (quá trình bùn hoạt tính hiếu khí bám dính và lơ lửng, quá trình phân hủy kỵ khí $\text{UASB}$, công nghệ phản ứng sinh học theo mẻ $\text{SBR}$).
- Văn bản quy chuẩn, tiêu chuẩn:
- $\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$ (Cột A) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.
- $\text{TCXDVN 51:2008}$ – Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam về thoát nước - mạng lưới bên ngoài và công trình.
Phương pháp nghiên cứu
Đồ án sử dụng 5 phương pháp thực hiện cụ thể:
- Phương pháp thu thập số liệu: Khảo sát điều kiện tự nhiên, hạ tầng kỹ thuật của khu vực nhà máy và thu thập chuỗi số liệu phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt.
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tổng hợp các tài liệu chuyên ngành về đặc tính nước thải sinh hoạt và các mô hình công nghệ xử lý sinh học nhân tạo.
- Phương pháp so sánh: Phân tích ưu - nhược điểm giữa các quy trình công nghệ (điển hình là công nghệ $\text{SBR}$ và công nghệ $\text{Aerotank}$ truyền thống) kết hợp tham khảo 4 mô hình xử lý nước thải thực tế để lựa chọn phương án tối ưu.
- Phương pháp toán học: Ứng dụng các công thức thủy lực, động học phản ứng sinh học và cân bằng vật chất để tính toán kích thước hình học, thông số vận hành và thiết bị phụ trợ.
- Phương pháp đồ họa: Sử dụng phần mềm chuyên dụng $\text{AutoCAD}$ để thể hiện bản vẽ mặt bằng và chi tiết cấu tạo các công trình đơn vị.
Nguồn dữ liệu
- Số liệu quan trắc thành phần và tính chất nước thải tại hố xả thải của Công ty CP May Công Tiến do Trung tâm Kỹ thuật Tài nguyên Môi trường Tiền Giang thực hiện ngày 11/10/2006.
- Số liệu khảo sát thực tế tại các trạm xử lý nước thải sinh hoạt đang vận hành: Công ty TNHH Liên doanh Chí Hùng (Bình Dương), Công ty CP Chế biến Hàng Xuất khẩu Long An, Công ty Chế biến XNK Nông sản Thực phẩm Đồng Nai ($\text{DONAFOODS}$), và Doanh nghiệp Tư nhân Biển Cát (Bình Thuận).
Thiết kế và tính toán kỹ thuật hệ thống xử lý
Quy trình công nghệ lựa chọn
Quy trình công nghệ xử lý được chọn lựa là hệ thống xử lý sinh học bùn hoạt tính theo mẻ ($\text{SBR}$) kết hợp lọc áp lực và khử trùng:
$$\text{Nước thải từ hầm tự hoại} \xrightarrow{} \text{Giỏ chắn rác} \xrightarrow{} \text{Hầm tiếp nhận (hiện hữu)} \xrightarrow{\text{Bơm}} \text{Bể điều hòa (sục khí)} \xrightarrow{\text{Bơm}} \text{Bể SBR}$$
$$\text{Bể SBR} \xrightarrow{\text{Nước trong}} \text{Bể trung gian} \xrightarrow{\text{Bơm}} \text{Bể lọc áp lực} \xrightarrow{} \text{Bể khử trùng (Chlorine)} \xrightarrow{} \text{Nguồn tiếp nhận (Cột A)}$$
$$\text{Bùn dư từ SBR} \xrightarrow{} \text{Bể chứa và nén bùn} \xrightarrow{} \text{Sân phơi bùn} \xrightarrow{} \text{Hợp đồng chôn lấp}$$
Bảng thông số thiết kế và kích thước các công trình đơn vị
| STT |
Công trình đơn vị |
Kích thước hình học ($L \times B \times H$) / Thể tích |
Thông số vận hành & Thiết bị chính |
| 1 |
Giỏ chắn rác |
$300\text{ mm} \times 300\text{ mm} \times 500\text{ mm}$ |
Thao tác thủ công; vật liệu Inox 304, mắt lưới $3 - 5\text{ mm}$. |
| 2 |
Hầm tiếp nhận (hiện hữu) |
$3,5\text{ m} \times 1,8\text{ m} \times 3,0\text{ m}$ ($V = 18,9\text{ m}^3$, $h_{\text{hữu ích}} = 2,0\text{ m}$) |
$t = 53\text{ phút}$; 02 bơm chìm $\text{HCP}$ Đài Loan ($N = 1\text{ HP}$, $H = 8\text{ m}$, $Q = 12,5\text{ m}^3/\text{h}$), ống đẩy $\text{uPVC } \varnothing 90\text{ mm}$. |
| 3 |
Bể điều hòa |
$4,0\text{ m} \times 3,5\text{ m} \times 5,0\text{ m}$ ($V_{\text{thực}} = 70\text{ m}^3$, $h_{\text{làm việc}} = 4,0\text{ m}$) |
$t = 6\text{ giờ}$; 09 đĩa phân phối khí tinh $\text{EPDM 9"}$ ($q_k = 120\text{ L/phút/đĩa}$); 02 bơm chìm Tsurumi ($N = 0,5\text{ HP}$, $Q = 8,542\text{ m}^3/\text{h}$, $H = 10\text{ m}$), ống $\text{uPVC } \varnothing 60\text{ mm}$. |
| 4 |
Bể SBR (02 đơn nguyên) |
Mỗi bể: $6,0\text{ m} \times 3,0\text{ m} \times 5,0\text{ m}$ ($V_T = 85,42\text{ m}^3$, $h_{\text{làm việc}} = 4,6\text{ m}$) |
Chu kỳ $T = 6\text{ h}$ (Làm đầy: $3\text{ h}$, Phản ứng: $2\text{ h}$, Lắng: $0,5\text{ h}$, Rút nước: $0,5\text{ h}$); $4\text{ chu kỳ/bể/ngày}$; $\text{MLSS} = 3500\text{ mg/L}$, tuổi bùn $\theta_c = 10\text{ ngày}$. |
Cơ chế hoạt động của bể phản ứng SBR
Hệ thống gồm 2 đơn nguyên hoạt động luân phiên nhịp nhàng. Khi một đơn nguyên đang ở pha làm đầy thì đơn nguyên kia đang ở pha phản ứng/lắng. Một chu kỳ hoạt động kéo dài 6 giờ gồm các pha:
- Pha làm đầy ($t_F = 3\text{ h}$): Nước thải được bơm từ bể điều hòa vào với thể tích nạp $V_F = 25,625\text{ m}^3/\text{mẻ}$.
- Pha phản ứng ($t_A = 2\text{ h}$): Cấp khí cưỡng bức để vi sinh vật hiếu khí oxy hóa chất hữu cơ, chuyển hóa amoni thành nitrat và tiến hành các phản ứng sinh hóa.
- Pha lắng ($t_S = 0,5\text{ h}$): Tắt hệ thống cấp khí, tạo môi trường tĩnh hoàn toàn để bùn hoạt tính lắng trọng lực phân tách hai pha rắn - lỏng.
- Pha tháo nước trong ($t_D = 0,5\text{ h}$): Thiết bị thu nước bề mặt chuyên dụng (Decanter) thu lớp nước trong dẫn sang bể trung gian.
- Pha chờ ($t_I = 0\text{ h}$): Chuyển tiếp chu kỳ tiếp theo; xả bùn dư định kỳ được tiến hành vào cuối pha lắng hoặc pha chờ đưa về bể chứa nén bùn.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về Công ty CP May Công Tiến
Chương này giới thiệu khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, hạ tầng và quy trình công nghệ của nhà máy:
- Vị trí và tự nhiên: Công ty nằm trên trục tỉnh lộ 871 (cạnh Quốc lộ 50, cách TP. HCM $50\text{ km}$) thuộc Phường 3, Thị xã Gò Công, Tiền Giang. Địa hình bằng phẳng dốc về phía Tây. Nhiệt độ trung bình năm $27 - 27,9^\circ\text{C}$, lượng mưa bình quân $1.424\text{ mm/năm}$, độ ẩm trung bình $80 - 85%$. Nguồn nước ngầm tại khu vực ở độ sâu $40\text{ m}$ có chất lượng tốt.
- Quy trình sản xuất: Gia công may mặc xuất khẩu theo đơn đặt hàng, sử dụng nguyên liệu vải được cắt, may định hình thành sản phẩm. Quy trình công nghệ thuần túy cơ khí, không sử dụng nước trong các công đoạn dệt nhuộm.
- Hiện trạng phát sinh chất thải:
- Chất thải rắn: Vải vụn, bao bì, giấy hỏng và rác thải sinh hoạt của công nhân viên.
- Khí thải: Khí thải phát sinh cục bộ từ máy phát điện dự phòng ($\text{CO}, \text{CO}_2, \text{NO}_x, \text{SO}_x$).
- Nước thải: Chủ yếu từ hoạt động vệ sinh của cán bộ công nhân viên (nước thải sinh hoạt) và nước rửa sàn xưởng.
Chương 2: Tổng quan về nước thải sinh hoạt & các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
Chương 2 trình bày lý thuyết nền tảng về thành phần hóa lý, vi sinh của dòng thải sinh hoạt và tổng hợp các công nghệ xử lý:
- Tải trọng chất bẩn theo đầu người ($\text{TCXDVN 51:2008}$): $\text{SS} = 60 - 65\text{ g/người.ngđ}$; $\text{BOD}_5$ chưa lắng $= 65\text{ g/người.ngđ}$; $\text{N-NH}_4^+ = 8\text{ g/người.ngđ}$; $\text{P}_2\text{O}_5 = 3,3\text{ g/người.ngđ}$.
- Hệ thống phương pháp xử lý: Phân tích chi tiết cơ chế của song chắn rác (khe hở $16 - 50\text{ mm}$, nghiêng $50 - 90^\circ$), bể lắng cát ($u = 18\text{ mm/s}$), bể lắng đợt 1 và đợt 2 (hiệu suất tách cặn $90 - 95%$), bể keo tụ tạo bông, bể tuyển nổi ($15 - 30\text{ }\mu\text{m}$), quá trình sinh học tự nhiên (hồ sinh học lưu nước từ vài ngày đến hàng tháng), sinh học hiếu khí bám dính (bể lọc nhỏ giọt, đĩa quay sinh học) và lơ lửng ($\text{Aerotank}, \text{SBR}$).
- Khảo sát mô hình thực tế: Đánh giá ưu - nhược điểm của 4 hệ thống xử lý đang vận hành tại các doanh nghiệp: Công ty Chí Hùng ($1.200\text{ m}^3/\text{ngđ}$), Nhà máy Điều Long An ($200\text{ m}^3/\text{ngđ}$), Công ty $\text{DONAFOODS}$ ($200\text{ m}^3/\text{ngđ}$) và DNTN Biển Cát ($250\text{ m}^3/\text{ngđ}$).
Chương 3: Phân tích lựa chọn và đề xuất công nghệ phù hợp xử lý nước thải sinh hoạt Công ty CP May Công Tiến
Tác giả đánh giá số liệu phân tích chất lượng nước thải đầu vào và so sánh các phương án kỹ thuật:
| STT |
Chỉ tiêu ô nhiễm |
Đơn vị |
Nước thải đầu vào |
QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) |
| 1 |
$\text{pH}$ |
- |
6,74 |
5 – 9 |
| 2 |
$\text{BOD}_5\text{ (20}^\circ\text{C)}$ |
$\text{mg/L}$ |
215 |
30 |
| 3 |
$\text{COD}$ |
$\text{mg/L}$ |
421 |
- |
| 4 |
Chất rắn lơ lửng ($\text{SS}$) |
$\text{mg/L}$ |
36,7 |
50 |
| 5 |
Phosphat ($\text{PO}_4^{3-}$) tính theo $\text{P}$ |
$\text{mg/L}$ |
11,7 |
6 |
| 6 |
Amoni ($\text{NH}_4^+$) tính theo $\text{N}$ |
$\text{mg/L}$ |
32,5 |
5 |
| 7 |
Nitrat ($\text{NO}_3^-$) tính theo $\text{N}$ |
$\text{mg/L}$ |
12,5 |
30 |
| 8 |
Sulfua ($\text{H}_2\text{S}$) |
$\text{mg/L}$ |
0,4 |
1,0 |
| 9 |
Dầu mỡ thực vật |
$\text{mg/L}$ |
1,25 |
10 |
| 10 |
$\text{Coliform}$ |
$\text{MPN/100mL}$ |
$2,2 \times 10^5$ |
3000 |
Đánh giá: Nước thải sau xử lý sơ bộ tại hầm tự hoại có $\text{BOD}_5$ ($215\text{ mg/L}$), $\text{PO}_4^{3-}$ ($11,7\text{ mg/L}$), $\text{NH}_4^+$ ($32,5\text{ mg/L}$) và $\text{Coliform}$ ($2,2 \times 10^5\text{ MPN/100mL}$) vượt quy chuẩn Cột A nhiều lần. Tác giả tiến hành so sánh Phương án 1 ($\text{SBR}$) và Phương án 2 ($\text{Aerotank}$ truyền thống):
- Phương án 1 (SBR): Quy trình tích hợp phản ứng và lắng trong một bể, không cần cụm bể lắng đợt 2 và hệ thống tuần hoàn bùn, tiết kiệm diện tích xây dựng, khả năng xử lý đồng thời hợp chất $\text{N, P}$ tốt.
- Phương án 2 (Aerotank): Quy trình truyền thống, vận hành liên tục nhưng chiếm diện tích lớn, sinh nhiều bùn dư, hiệu quả xử lý $\text{N, P}$ bị hạn chế.
- Kết luận: Lựa chọn Phương án 1 ($\text{SBR}$) cho trạm xử lý công suất $205\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
Chương 4: Tính toán công trình xử lý
Chương 4 thực hiện tính toán thủy lực và kích thước công trình với hệ số không điều hòa $K_{\max} = 2,5$ và $K_{\min} = 0,4$:
- Lưu lượng trung bình ngày: $Q_{\text{TB}} = 205\text{ m}^3/\text{ngày} = 8,54\text{ m}^3/\text{h}$.
- Lưu lượng giờ lớn nhất: $Q_{h,\max} = 21,35\text{ m}^3/\text{h}$.
- Lưu lượng giờ nhỏ nhất: $Q_{h,\min} = 3,42\text{ m}^3/\text{h}$.
Tính toán chi tiết các hạng mục chính:
- Giỏ chắn rác: Lưới Inox 304 lỗ $3 - 5\text{ mm}$, kích thước $0,3\text{ m} \times 0,3\text{ m} \times 0,5\text{ m}$.
- Hầm tiếp nhận: Tận dụng bể hiện hữu $3,5\text{ m} \times 1,8\text{ m} \times 3,0\text{ m}$ ($V = 18,9\text{ m}^3$), thời gian lưu nước $53\text{ phút}$.
- Bể điều hòa: $V = 51,25\text{ m}^3$ (thực tế xây dựng $70\text{ m}^3$), kích thước $4,0\text{ m} \times 3,5\text{ m} \times 5,0\text{ m}$. Lượng khí nén khuấy trộn $q_k = 0,98\text{ m}^3/\text{phút}$ ($980\text{ L/phút}$), bố trí 9 đĩa khí $\text{EPDM 9"}$. Ống chính $\text{Inox SUS304 } \varnothing 42\text{ mm}$, ống nhánh $\varnothing 27\text{ mm}$.
- Bể phản ứng SBR (02 đơn nguyên): Thể tích mỗi bể $V_T = 85,42\text{ m}^3$, kích thước $6,0\text{ m} \times 3,0\text{ m} \times 5,0\text{ m}$. Thời gian lưu nước toàn chu kỳ đạt $20\text{ giờ}$. Tỷ số $F/M = 0,147\text{ ngày}^{-1}$, tải trọng thể tích $L = 0,52\text{ kg BOD}_5/\text{m}^3.\text{ngày}$. Hàm lượng $\text{BOD}_5$ hòa tan đầu ra tính toán đạt $13,92\text{ mg/L}$, hiệu quả làm sạch $\text{BOD}_5$ hòa tan đạt $93,5%$. Tốc độ tăng trưởng bùn quan sát $Y_b = 0,35$.
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán kỹ thuật
- Thiết lập dây chuyền công nghệ xử lý sinh học theo mẻ ($\text{SBR}$) công suất $205\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ hoàn chỉnh, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải loại A theo $\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$.
- Tính toán đầy đủ thông số động học và kích thước hình học của cụm công trình: bể điều hòa $70\text{ m}^3$, 02 đơn nguyên $\text{SBR}$ thể tích $85,42\text{ m}^3/\text{bể}$, hiệu suất xử lý $\text{BOD}_5$ hòa tan tính toán đạt $93,5%$ (giảm từ $215\text{ mg/L}$ xuống còn $13,92\text{ mg/L}$).
- Xác định chi tiết thông số thiết bị phụ trợ: hệ thống phân phối khí 9 đĩa $\text{EPDM}$ tại bể điều hòa, hệ số tải trọng chất nền $F/M = 0,147\text{ ngày}^{-1}$, tuổi bùn $\theta_c = 10\text{ ngày}$.
Giải pháp kỹ thuật đề xuất
- Đề xuất tái sử dụng hầm bơm tiếp nhận sẵn có của công ty ($V = 18,9\text{ m}^3$) và trang bị cụm bơm chìm để tiết kiệm chi phí xây dựng ban đầu.
- Tích hợp bể điều hòa có hệ thống cấp khí đảo trộn để hạn chế lắng cặn, tránh phát sinh mùi hôi yếm khí và khử sơ bộ $20 - 30%$ hàm lượng $\text{BOD/COD}$ trước khi vào bể sinh học.
- Ứng dụng chu trình $\text{SBR}$ 5 pha kết hợp lọc áp lực và khử trùng chlorine nhằm đảm bảo xử lý đồng thời chất hữu cơ, nitơ, phospho và vi khuẩn $\text{Coliform}$.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Đồ án giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm nước thải sinh hoạt cho Công ty CP May Công Tiến, ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước mặt khu vực Thị xã Gò Công.
- Nâng cao ý thức tuân thủ pháp luật bảo vệ môi trường của ban quản lý và công nhân viên doanh nghiệp.
- Cung cấp mô hình thiết kế thực tế để các doanh nghiệp may mặc lân cận và sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường tham quan, học tập.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế về phạm vi dữ liệu: Thiết kế chỉ áp dụng cho dòng nước thải sinh hoạt sau xử lý sơ bộ tại hầm tự hoại; không tính toán công nghệ xử lý cho nước thải công nghiệp dệt nhuộm do đặc thù nhà máy chỉ gia công may mặc.
- Hạn chế về nội dung văn bản: Một số công trình đơn vị tiếp nối ở cuối dây chuyền (bể trung gian, bể lọc áp lực, bể khử trùng, bể nén bùn và sân phơi bùn) cùng bảng dự toán chi phí kinh tế chi tiết chưa được thể hiện trọn vẹn trong phần văn bản trích xuất.
- Hướng triển khai tiếp theo: Cần tiến hành nghiệm thu, lắp đặt thiết bị đo đạc tự động ($\text{DO, pH, ORP}$) và quan trắc chất lượng nước xả thải thực tế trong các giai đoạn vận hành thử nghiệm để hiệu chỉnh chu kỳ các pha của bể $\text{SBR}$ theo tải lượng thực tế.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường; kỹ sư thiết kế công trình cấp thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa và nhỏ (công suất $100 - 500\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$).
- Nội dung giá trị:
- Quy trình tính toán động học và cân bằng vật chất chi tiết của công nghệ bể phản ứng theo mẻ ($\text{SBR}$) gồm 2 đơn nguyên hoạt động so le.
- Phương pháp tính toán hệ thống cấp khí, đĩa phân phối khí tinh và lựa chọn công suất bơm chìm trong bể điều hòa và hầm tiếp nhận.
- Bảng tổng hợp đối chiếu tải trọng ô nhiễm theo đầu người ($\text{TCXDVN 51:2008}$) và quy chuẩn xả thải ($\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$, Cột A).
Câu hỏi thường gặp
1. Dòng thải sinh hoạt của Công ty May Công Tiến có những chỉ tiêu nào vượt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A)?
Theo kết quả phân tích ngày 11/10/2006, có 4 chỉ tiêu ô nhiễm vượt ngưỡng Cột A gồm: $\text{BOD}_5$ đạt $215\text{ mg/L}$ (giới hạn $\le 30\text{ mg/L}$), Phosphat ($\text{PO}_4^{3-}$) đạt $11,7\text{ mg/L}$ (giới hạn $\le 6\text{ mg/L}$), Amoni ($\text{NH}_4^+$) đạt $32,5\text{ mg/L}$ (giới hạn $\le 5\text{ mg/L}$) và $\text{Coliform}$ đạt $2,2 \times 10^5\text{ MPN/100mL}$ (giới hạn $\le 3000\text{ MPN/100mL}$).
2. Tại sao công nghệ bể SBR được lựa chọn thay vì bể Aerotank truyền thống?
Bể $\text{SBR}$ tích hợp cả quá trình phản ứng hiếu khí và quá trình lắng trọng lực trong cùng một công trình đơn vị, không cần xây dựng bể lắng đợt 2 và không cần hệ thống bơm tuần hoàn bùn. Điều này giúp giảm đáng kể diện tích mặt bằng xây dựng, giảm chi phí đầu tư và nâng cao hiệu quả xử lý đồng thời các hợp chất chứa nitơ và phospho.
3. Thông số kích thước và hệ thống cấp khí của bể điều hòa được tính toán như thế nào?
Bể điều hòa có kích thước xây dựng $L \times B \times H = 4,0\text{ m} \times 3,5\text{ m} \times 5,0\text{ m}$ (chiều cao công tác $4,0\text{ m}$, chiều cao bảo vệ $1,0\text{ m}$), thể tích thực tế $70\text{ m}^3$ tương ứng thời gian lưu nước $t = 6\text{ giờ}$. Bể sử dụng hệ thống khuấy trộn khí nén với lưu lượng khí $q_k = 980\text{ L/phút}$, phân phối qua 9 đĩa khí tinh $\text{EPDM 9"}$ ($270\text{ mm}$), nối với đường ống chính $\text{Inox SUS304 } \varnothing 42\text{ mm}$ và ống nhánh $\varnothing 27\text{ mm}$.
4. Chu kỳ vận hành 6 giờ của một đơn nguyên bể SBR được phân bổ ra sao?
Một chu kỳ 6 giờ của bể $\text{SBR}$ gồm: pha làm đầy ($t_F = 3\text{ giờ}$), pha phản ứng hiếu khí ($t_A = 2\text{ giờ}$), pha lắng tĩnh ($t_S = 0,5\text{ giờ}$), pha tháo nước trong ($t_D = 0,5\text{ giờ}$) và pha chờ ($t_I = 0\text{ giờ}$). Mỗi đơn nguyên hoạt động 4 chu kỳ/ngày, nạp $25,625\text{ m}^3$ nước thải mỗi mẻ.
5. Hiệu suất xử lý BOD5 hòa tan và các thông số động học chính của bể SBR đạt bao nhiêu?
Bể $\text{SBR}$ được tính toán với nồng độ bùn hoạt tính $\text{MLSS} = 3500\text{ mg/L}$, tuổi bùn $\theta_c = 10\text{ ngày}$, tỷ số $F/M = 0,147\text{ ngày}^{-1}$, tải trọng thể tích $L = 0,52\text{ kg BOD}_5/\text{m}^3.\text{ngày}$. Hàm lượng $\text{BOD}_5$ hòa tan ở đầu ra giảm còn $13,92\text{ mg/L}$, tương ứng hiệu quả làm sạch đạt $93,5%$.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Đình Lộc đã hoàn thành tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Công ty CP May Công Tiến với công suất $205\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Bằng việc lựa chọn dây chuyền công nghệ phản ứng sinh học theo mẻ ($\text{SBR}$) kết hợp tiền xử lý tại bể điều hòa và hoàn thiện qua bể lọc áp lực, khử trùng, công trình đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt $\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$ (Cột A). Kết quả tính toán cung cấp đầy đủ các thông số thủy lực, kích thước hình học và cấu hình thiết bị công nghệ, mang lại giá trị ứng dụng thực tiễn cao trong công tác kiểm soát ô nhiễm môi trường tại các cơ sở may mặc công nghiệp.
