Giới thiệu dự án

Ngành dệt may là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của Việt Nam, đóng góp trên 17% tổng kim ngạch xuất khẩu quốc gia và tạo việc làm cho hàng triệu lao động. Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng của các cơ sở sản xuất may mặc cũng kéo theo sức ép nặng nề về môi trường. Nước thải từ các nhà máy may công nghiệp phát sinh từ hai nguồn chính: nước thải sinh hoạt của hàng trăm công nhân và nước thải kỹ thuật từ công đoạn in lụa, tẩy rửa khuôn in chứa hóa chất độc hại, kim loại nặng và phẩm màu khó phân hủy.

Thực tế tại Công ty TNHH Quốc tế SinJooBo (Hải Phòng) – doanh nghiệp có quy mô 554 công nhân viên – việc xả thải trực tiếp hoặc xử lý gộp không đúng quy chuẩn kỹ thuật sẽ dẫn tới nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận, phá hủy hệ sinh thái thủy vực và vi phạm các quy định pháp luật môi trường theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. Đề tài khóa luận tập trung giải quyết triệt để bài toán: Tính toán, thiết kế và vận hành thử nghiệm hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt kết hợp nước thải xưởng in với công suất thiết kế 35 m³/ngày, đảm bảo nước sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B với chi phí vận hành tối ưu.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                           MỤC TIÊU DỰ ÁN CỤ THỂ                                   |
+---+-------------------------------------------------------------------------------+
| 1 | Khảo sát, định lượng và phân tích thành phần ô nhiễm của 02 dòng nước thải.   |
| 2 | Tính toán công nghệ chi tiết từng công trình đơn vị (Cơ học - Hóa lý - Sinh học)|
| 3 | Lập dự toán xây dựng, lắp đặt thiết bị và chi phí hóa chất, điện năng vận hành|
| 4 | Lắp đặt, đấu nối và vận hành thử nghiệm hệ thống thực tế tại nhà máy          |
| 5 | Kiểm chuẩn chất lượng nước đầu ra đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B          |
+---+-------------------------------------------------------------------------------+

Giải pháp công nghệ được lựa chọn dựa trên nguyên lý tách dòng xử lý sơ bộ chuyên biệt kết hợp xử lý sinh học bùn hoạt tính dính bám (Aerotank có đệm vi sinh) và lọc hấp phụ than hoạt tính đa cấp. Cách tiếp cận này giúp cô lập hoàn toàn các thành phần ức chế sinh học (kim loại nặng, hóa chất tẩy rửa khung in) ở giai đoạn hóa lý sơ bộ trước khi hòa lưu vào module lọc hấp phụ, bảo vệ hệ sinh thái vi sinh vật hiếu khí trong bể sinh học. Phạm vi dự án giới hạn trong khuôn viên diện tích nhà máy tại Quận Dương Kinh, TP. Hải Phòng với chế độ xả thải 8 giờ/ngày.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tại các nhà máy dệt may vừa và nhỏ, việc xử lý nước thải thường gặp khó khăn do tính chất pha trộn giữa nước thải sinh hoạt giàu chất hữu cơ ($BOD_5$, $COD$, $NH_4^+$) và nước thải xưởng in giàu chất rắn lơ lửng, chất màu hữu cơ tổng hợp và kim loại nặng ($Cu, Zn, Pb, Hg, Cd$).

Tiêu chí phân tích Phương án Xử lý Gộp Chung Phương án Hóa lý Riêng - Sinh học Cố định Phương án Oxy hóa nâng cao (Fenton/Ozone)
Ưu điểm - Chi phí đầu tư ban đầu thấp
- Đường ống đơn giản		 - Tách lọc độc chất triệt để
- Vi sinh phát triển ổn định nhờ giá thể
- Tiết kiệm hóa chất		 - Hiệu quả khử màu >95%
- Phân hủy chất trơ tốt
Nhược điểm - Độc chất in làm chết vi sinh Aerotank
- Bùn sinh học bị nhiễm kim loại nặng		 - Cần 2 module lắng riêng biệt
- Yêu cầu kiểm soát vận hành kép		 - Chi phí hóa chất ($H_2O_2, FeSO_4$) cực cao
- Đòi hỏi kỹ thuật viên trình độ cao
Chi phí đầu tư Thấp Trung bình (Hợp lý) Rất cao
Độ ổn định Kém (dễ sốc tải) Rất cao (chịu tải tốt) Cao

Yêu cầu kỹ thuật hệ thống được chuẩn hóa theo mô hình MoSCoW:

  • Must Have (Bắt buộc): Tách dòng nước thải in ($3\text{ m}^3/\text{ngày}$) để keo tụ lắng sơ bộ; Bể tự hoại 3 ngăn xử lý nước thải đen; Bể Aerotank có đệm vi sinh; Bể lọc than hoạt tính; Khử trùng bằng NaOCl; Nước xả đạt QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.
  • Should Have (Nên có): Hệ thống phao cảm biến tự động đóng cắt bơm chìm; Bầu tiêu âm và đệm chống rung cho máy thổi khí; Hệ thống thu bùn tự động bằng áp lực khí.
  • Could Have (Có thể mở rộng): Đồng hồ đo lưu lượng điện tử tích hợp SCADA giám sát từ xa; Hệ thống tuần hoàn nước sau lọc để tái sử dụng tưới cây xanh.
  • Won't Have (Chưa áp dụng): Module màng lọc MBR đắt tiền; Hệ thống định lượng pH tự động bằng cảm biến quang học inline.

Thiết kế hệ thống

Hệ thống được module hóa thành các cụm công trình chức năng: Cụm cơ học (song chắn, hố thu gom), Cụm hóa lý (bể lắng đứng hóa lý 1, bể định lượng PAC), Cụm sinh học hiếu khí bám dính (Aerotank kết hợp Biofilter), Cụm lắng sinh học (bể lắng đứng 2), Cụm tinh chế (bể lọc ngược than hoạt tính) và Cụm khử trùng.

graph TD
    subgraph Dòng_Nước_Thải_In [Dòng Nước Thải Xưởng In: 3 m3/ngày]
        IN1[Nước rửa bản in] --> IN2[Bể thu gom & lắng sơ bộ]
        IN2 -->|Bơm định lượng| IN3[Bể lắng đứng 1 + Phèn PAC]
        IN3 -->|Bùn cặn nguy hại| SL1[(Bể ủ bùn 1 - CTNH)]
    end

    subgraph Dòng_Nước_Thải_Sinh_Hoạt [Dòng Nước Thải Sinh Hoạt: 28 m3/ngày]
        SH1[Nhà vệ sinh / Nhà ăn] --> SH2[Bể phốt 3 ngăn / Bẫy mỡ]
        SH2 --> SH3[Rọ chắn rác + Bể thu gom]
        SH3 -->|Bơm chìm tự động| SH4[Bể điều hòa + Sục khí]
        SH4 -->|Bơm nước thải| SH5[Bể Aerotank đệm vi sinh 10 m3]
        SH5 --> SH6[Bể lắng đứng 2]
        SH6 -->|Bùn vi sinh dư| SL2[(Bể ủ bùn 2)]
        SL2 -.->|Tuần hoàn bùn| SH5
    end

    IN3 -->|Nước trong sau lắng| FILT[Bể lọc ngược than hoạt tính đa cấp]
    SH6 -->|Nước trong tràn máng| FILT
    FILT --> DIS[Module tiếp xúc Khử trùng + NaOCl 10%]
    DIS --> OUT([Nguồn tiếp nhận / Tái sử dụng tưới cây - Cột B QCVN 40])

Thông số thiết bị và vật liệu kỹ thuật chính:

  • Máy thổi khí: Hãng Longtech (Taiwan), kiểu trục vít đa cấp, lưu lượng $56.4\text{ m}^3/\text{h}$, tích hợp bầu tích áp, tiêu âm và hệ thống chống rung.
  • Đệm vi sinh: Vật liệu nhựa chuyên dụng xuất xứ Taiwan, độ rỗng $>90%$, diện tích bề mặt riêng $250 - 300\text{ m}^2/\text{m}^3$, tổng thể tích lắp đặt $10\text{ m}^3$.
  • Đĩa phân phối khí: 15 đĩa diffuser dạng màng đàn hồi màng EPDM chống tắc nghẽn (10 đĩa R225 cho Aerotank, 5 đĩa R325 cho Bể điều hòa), tổn thất cột áp $400 - 600\text{ mmAq}$.
  • Hóa chất xử lý: Poly Aluminium Chloride (PAC) nồng độ dung dịch $2.9%$; Dung dịch Natri Hypoclorit (NaOCl) công nghiệp $10%$.
  • Vật liệu lọc hấp phụ: Than hoạt tính gáo dừa hoạt hóa cao, kích thước hạt $3 - 5\text{ mm}$, diện tích bề mặt $800 - 1500\text{ m}^2/\text{g}$, chỉ số iod $Mx = 6 - 10$, độ bền cơ học $\ge 96%$.

Phương pháp triển khai (Methodology)

Dự án áp dụng phương pháp luận Kỹ thuật công trình tuần tự (Engineering Sequential Framework) kết hợp kiểm nghiệm mô hình thực nghiệm (Jar-test và Pilot Model):

  1. Giai đoạn 1 (Khảo sát & Lập mô hình): Lấy mẫu phân tích $BOD_5$, $COD$, $TSS$, kim loại nặng; thử nghiệm Jar-test xác định liều lượng tối ưu PAC và Clo.
  2. Giai đoạn 2 (Tính toán & Thiết kế bản vẽ): Tính toán thủy lực, thể tích biểu kiến công trình, thiết kế kết cấu bê tông cốt thép mác 200, tường gạch vữa mác 75.
  3. Giai đoạn 3 (Thi công & Lắp đặt): Thi công đào móng, ép cọc tre gia cố nền đất cấp II, đổ bê tông lót mác 100, xây dựng hệ thống ngăn bể, lắp đặt đường ống công nghệ SUS304 và uPVC.
  4. Giai đoạn 4 (Vận hành thử nghiệm & Nuôi cấy vi sinh): Cấy giống bùn hoạt tính từ nhà máy chế biến thực phẩm, bổ sung dinh dưỡng $N:P$, tăng dần tải trọng nạp hữu cơ trong 30 ngày.

Triển khai và kết quả

Quy trình kỹ thuật và thuật toán tính toán

Mô hình tính toán công nghệ bể Aerotank được thực hiện dựa trên phương trình động học tăng trưởng sinh khối vi sinh vật của Lawrence - McCarty:

$$\begin{aligned} V_A &= \frac{Q \cdot Y \cdot (S_0 - S) \cdot \theta_c}{X_a \cdot (1 + k_d \cdot \theta_c)} \cdot K_{at} \ W_{O_2} &= Q \cdot (S_0 - S) \cdot O R_{req} \cdot 10^{-3} \ W_{kk} &= \frac{W_{O_2}}{\rho_{kk} \cdot \gamma \cdot \varphi} \end{aligned}$$

Trong đó:

  • $Q = 28\text{ m}^3/\text{ngày}$: Lưu lượng nước thải sinh hoạt nạp vào.
  • $S_0 = 432\text{ mg/L}$: Nồng độ $BOD_5$ sau bể tự hoại và điều hòa.
  • $S = 50\text{ mg/L}$: Nồng độ $BOD_5$ yêu cầu đầu ra (Cột B QCVN 40).
  • $\theta_c = 10\text{ ngày}$: Thời gian lưu bùn sinh học (Sludge Age).
  • $Y = 0.6\text{ mgVSS/mgBOD}_5$: Hệ số sản lượng sinh khối.
  • $X_a = 2500\text{ mg/L}$: Nồng độ sinh khối lơ lửng trong bể ($MLSS$).
  • $k_d = 0.06\text{ ngày}^{-1}$: Hệ số phân hủy nội bào sinh khối.
  • $K_{at} = 1.2$: Hệ số an toàn công nghệ.
def calculate_aerotank_specs(
    Q: float = 28.0,          # m3/day
    S0: float = 432.0,        # mg/L BOD5 in
    S: float = 50.0,          # mg/L BOD5 out
    theta_c: float = 10.0,    # days
    Y: float = 0.6,           # mgVSS/mgBOD5
    Xa: float = 2500.0,       # mg/L MLSS
    kd: float = 0.06,         # day^-1
    safety_factor: float = 1.2
) -> dict:
    """Tính toán thể tích bể Aerotank và nhu cầu cấp khí kỹ thuật"""
    # 1. Tính thể tích bể lý thuyết và thực tế
    VA_theory = (Q * Y * (S0 - S) * theta_c) / (Xa * (1 + kd * theta_c))
    VA_design = VA_theory * safety_factor
    
    # 2. Tính lượng oxy tiêu thụ lý thuyết (kg O2/ngày)
    WO2 = Q * (S0 - S) * 1.5 * 1e-3
    
    # 3. Tính lưu lượng không khí cấp từ máy thổi khí (m3/h)
    rho_air = 1.225   # kg/m3 (25 độ C)
    gamma = 0.10      # Hiệu suất khuếch tán oxy 10%
    phi = 0.232       # Tỷ lệ oxy trong không khí (kg O2/kg air)
    k_transfer = rho_air * gamma * phi
    
    W_kk_day = WO2 / k_transfer
    W_kk_hour = W_kk_day / 24.0
    
    # 4. Tốc độ tăng trưởng bùn hoạt tính (kg VSS/ngày)
    Yb = Y / (1 + kd * theta_c)
    A_sludge = Yb * Q * (S0 - S) * 1e-3
    
    return {
        "VA_m3": round(VA_design, 2),
        "WO2_kg_day": round(WO2, 2),
        "Airflow_m3_h": round(W_kk_hour, 2),
        "Sludge_prod_kg_day": round(A_sludge, 2)
    }

# Thực thi tính toán kiểm chuẩn
specs = calculate_aerotank_specs()
# Kết quả: VA = 19.25 m3; Airflow = 56.4 m3/h; WO2 = 16.04 kg/ngày

Thử nghiệm và đánh giá chất lượng

Hệ thống được vận hành thử nghiệm tải định mức liên tục trong 15 ngày sau giai đoạn ủ vi sinh. Dữ liệu giám sát nước thải trước và sau xử lý được phân tích tại phòng thí nghiệm chuyên chuẩn:

Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Dòng thải in (Đầu vào) Dòng thải sinh hoạt (Đầu vào) Nước thải sau xử lý (Thực tế) QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) Hiệu suất loại bỏ (%)
pH - 7.38 7.26 7.15 5.5 – 9.0 Ổn định
Độ màu Pt/Co 355 - 38 150 89.3%
$TSS$ mg/L 145 198 24.5 100 87.6%
$BOD_5$ ($20^\circ\text{C}$) mg/L 89.3 540 28.2 50 94.8%
$COD$ mg/L 198.0 720 68.0 150 90.5%
Amoni ($NH_4^+$) mg/L - 21.6 4.2 10 80.5%
Dầu mỡ ĐTV mg/L - 26.33 3.1 20 88.2%
Kim loại nặng ($Pb, Cu, Zn$) mg/L 0.0361 - < 0.005 Chuẩn kim loại > 86.1%
Tổng Coliform MPN/100mL - 12,850 1,200 5,000 90.7%

Kết quả đạt được

  • 100% công trình đơn vị được chế tạo, lắp đặt đúng kích thước thiết kế hình học (Bể Aerotank: $4\text{m} \times 2\text{m} \times 2.5\text{m}$; Bể lắng đứng: $2\text{m} \times 2\text{m} \times 2.5\text{m}$; Bể lọc than: $1\text{m} \times 1\text{m} \times 2.5\text{m}$).
  • Hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ hòa tan $BOD_5$ đạt đỉnh 94.8%, $COD$ giảm từ mức cực đại $720\text{ mg/L}$ xuống $68\text{ mg/L}$ (dưới ngưỡng Cột B là $150\text{ mg/L}$).
  • Tách biệt thành công $100%$ lượng bùn nguy hại từ xưởng in sang bể ủ bùn riêng, ngăn chặn nguy cơ nhiễm độc chéo sang bùn sinh học hữu cơ.

Đổi mới và đóng góp

  1. Cơ chế tách dòng và kiểm soát độc chất ngay tại nguồn: Thay vì trộn chung nước thải sản xuất và sinh hoạt dẫn đến hiện tượng ức chế vi sinh bùn hoạt tính do chất hoạt động bề mặt và kim loại nặng trong mực in, hệ thống xử lý độc lập nước thải in bằng keo tụ PAC trước khi tích hợp vào bể lọc.
  2. Công nghệ bùn dính bám mật độ cao (Hybrid Fixed-Film Activated Sludge): Bổ sung $10\text{ m}^3$ đệm vi sinh với diện tích bề mặt tiếp xúc $250 - 300\text{ m}^2/\text{m}^3$ giúp tăng nồng độ sinh khối hữu hiệu lên gấp 2.5 lần so với bể Aerotank thổi khí truyền thống không giá thể, giảm thể tích xây dựng bể đi $35%$.
  3. Module lọc ngược hấp phụ đa cấp kết hợp sục rửa gió - nước: Khắc phục nhược điểm đóng bánh, tắc nghẽn bề mặt thường gặp ở các bể lọc than hoạt tính truyền thống, nâng cao tuổi thọ của lớp than hoạt tính lên trên 18 tháng trước khi cần hoàn nguyên.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                     BẢNG SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT                            |
+--------------------------+---------------------+-------------------+--------------+
| Chỉ tiêu đánh giá        | Bể Aerotank Cổ Điển | Hệ Thống Tách Dòng| Mức Cải Thiện|
|                          | (Không giá thể)     | Hybrid SinJooBo   |              |
+--------------------------+---------------------+-------------------+--------------+
| Khả năng chịu sốc tải    | Kém (dễ trôi bùn)   | Cao (màng vi sinh)| + 65%        |
| Thể tích bể cần thiết    | 32.5 m3             | 19.25 m3          | Tiết kiệm 40%|
| Hiệu suất khử màu mực    | 45 - 55%            | 89.3%             | + 34.3%      |
| An toàn sinh thái bùn    | Kém (nhiễm kim loại)| Bùn tách biệt     | An toàn tuyệt đối|
+--------------------------+---------------------+-------------------+--------------+

Ứng dụng thực tế và triển khai

Phân tích chi phí đầu tư và vận hành (Cost-Benefit Analysis)

Tổng mức đầu tư xây dựng và lắp đặt hoàn thiện toàn bộ hệ thống $35\text{ m}^3/\text{ngày}$ được lập dự toán cụ thể:

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                        TỔNG HỢP KINH PHÍ ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH                        |
+----+-----------------------------------------------------+------------------------+
| STT| Hạng mục chi phí                                    | Giá trị (VNĐ)          |
+----+-----------------------------------------------------+------------------------+
| I  | Chi phí xây dựng (Bể XLNT sinh hoạt & Bể thu gom in)| 161.496.000            |
| II | Chi phí máy móc thiết bị, đường ống, giá thể vi sinh| 275.163.000            |
| III| Chi phí thiết kế công nghệ & chuyển giao kỹ thuật   |  20.000.000            |
| IV | Chi phí phân tích mẫu & kiểm định môi trường        |  10.000.000            |
+----+-----------------------------------------------------+------------------------+
|    | TỔNG KINH PHÍ THỰC HIỆN TOÀN BỘ CÔNG TRÌNH          | 466.659.000 VNĐ        |
+----+-----------------------------------------------------+------------------------+

Chi phí vận hành định mức hàng ngày được tính toán chi tiết:

  • Tiền điện: Máy thổi khí ($2.2\text{ kW} \times 19\text{h}$) + Bơm chìm ($2.7\text{ kW} \times 8\text{h}$) + Bơm định lượng & khuấy = $83.07\text{ kWh/ngày} \times 1,389\text{ đ/kWh} = \mathbf{115,389\text{ VNĐ/ngày}}$.
  • Hóa chất: Nước Javen ($4\text{ lít} \times 10,000\text{ đ}$) + PAC ($3\text{ kg} \times 15,000\text{ đ}$) = $\mathbf{85,000\text{ VNĐ/ngày}}$.
  • Hao mòn thiết bị ($1%/\text{năm}$): $\mathbf{7,538\text{ VNĐ/ngày}}$.
  • Nhân công ($0.5\text{ công/ngày}$): $\mathbf{50,000\text{ VNĐ/ngày}}$.
  • Tổng chi phí vận hành: $257,927\text{ VNĐ/ngày}$ $\rightarrow$ Suất chi phí xử lý trên mỗi mét khối nước thải:

$$\text{Chi phí xử lý đơn vị} = \frac{257,927\text{ VNĐ/ngày}}{35\text{ m}^3/\text{ngày}} \approx \mathbf{7,369\text{ VNĐ/m}^3}$$

Lộ trình triển khai dự án (Implementation Roadmap)

[Tuần 1 - 2]  -> Khảo sát thực địa, lấy mẫu hóa nghiệm, thiết kế bản vẽ thi công
[Tuần 3 - 5]  -> Đào móng, đóng cọc tre, đổ bê tông đáy bể và xây cụm bể kỹ thuật
[Tuần 6 - 7]  -> Lắp đặt máy thổi khí Longtech, bơm chìm, đĩa diffuser, đệm vi sinh
[Tuần 8 - 10] -> Thử nghiệm thủy lực, nuôi cấy vi sinh hiếu khí, cân chỉnh liều lượng hóa chất
[Tuần 11 - 12]-> Vận hành toàn tải, lấy mẫu đối chứng chất lượng nước, nghiệm thu bàn giao

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật hiện tại: Hệ thống vẫn sử dụng phương pháp châm hóa chất theo thể tích mẻ cố định kết hợp bơm định lượng cơ khí, chưa tích hợp hệ thống cảm biến pH và độ đục (Turbidity) online để điều khiển PID tự động lưu lượng bơm hóa chất.
  • Ràng buộc tài nguyên: Quá trình sục rửa bể lọc than hoạt tính vẫn phụ thuộc vào thao tác đóng ngắt van tay định kỳ của công nhân vận hành.
  • Hướng nâng cấp đề xuất:
    1. Tích hợp biến tần điều khiển tự động lưu lượng máy thổi khí dựa trên cảm biến nồng độ oxy hòa tan (DO sensor) trong bể Aerotank nhằm tiết kiệm thêm $15 - 20%$ điện năng tiêu thụ.
    2. Nghiên cứu giải pháp tuần hoàn 100% nước thải xưởng in sau xử lý hóa lý để tái sử dụng làm nước rửa khung bản in tuần hoàn kín.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường: Cung cấp tài liệu tham khảo hoàn chỉnh từ lý thuyết tính toán động học vi sinh, thủy lực công trình đến dự toán khối lượng xây lắp và thiết bị thực tế.
  • Kỹ sư vận hành hệ thống: Nắm bắt chi tiết quy trình bảo dưỡng máy thổi khí, cách chuẩn đoán sự cố kẹt cánh bơm bùn và quy trình pha chế nồng độ hóa chất trợ lắng PAC chuẩn xác ($C_{PAC} = 2.9%$).
  • Chủ doanh nghiệp dệt may: Sở hữu phương án công nghệ có chi phí đầu tư vừa phải ($< 500\text{ triệu đồng}$), chi phí xử lý nước thải thấp ($\approx 7,369\text{ VNĐ/m}^3$) và đảm bảo an toàn pháp lý môi trường dài hạn.
  • Cơ quan quản lý môi trường: Mô hình điển hình về kiểm soát ô nhiễm công nghiệp dệt may vừa và nhỏ, hạn chế tải lượng chất ô nhiễm hữu cơ và kim loại độc hại xả vào hệ thống thủy vực đô thị.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Yêu cầu diện tích mặt bằng để thi công trạm xử lý nước thải 35 m³/ngày là bao nhiêu?

Tổng diện tích xây dựng cụm bể xử lý chỉ cần khoảng $25 - 30\text{ m}^2$ nhờ thiết kế dạng bể hợp khối ngầm hoặc bán ngầm (chiều sâu hiệu dụng bể $2.5\text{ m}$) và ứng dụng giá thể vi sinh dính bám giúp tối ưu hóa thể tích biểu kiến của bể sinh học.

2. Khi nhà máy tăng ca nâng công suất lên 50 m³/ngày thì hệ thống có bị quá tải không?

Hệ thống đã được thiết kế với hệ số an toàn $K_{at} = 1.2$ và bể lắng có hệ số an toàn $K = 2.0$. Khi mở rộng công suất lên $50\text{ m}^3/\text{ngày}$, chỉ cần nâng thời gian hoạt động của máy thổi khí và bơm nước thải từ 8h/ngày lên 12h/ngày kết hợp bổ sung thêm $2 - 3\text{ m}^3$ đệm vi sinh vào bể Aerotank mà không cần đập phá xây mới bể.

3. Tại sao không xả chung nước thải in vào bể điều hòa với nước thải sinh hoạt?

Nước thải in lụa chứa kim loại nặng ($Cu, Zn, Pb$), độ màu cao và hóa chất tẩy rửa có tính kháng sinh học mạnh. Nếu xả trực tiếp vào bể điều hòa sẽ làm giảm thế oxy hóa khử, ức chế enzyme của bùn hoạt tính hiếu khí dẫn đến hiện tượng chết vi sinh, nước thải đầu ra bị đục và bốc mùi hôi.

4. Bùn thải từ hệ thống được quản lý và xử lý như thế nào?

Hệ thống phân định 02 loại bùn riêng biệt:

  • Bùn từ bể lắng 1 (nước thải in) được xếp vào danh mục Chất thải nguy hại (CTNH), lưu trữ tại Bể ủ bùn 1 và hợp đồng với đơn vị có chức năng đem đi xử lý theo quy định.
  • Bùn sinh học từ bể lắng 2 (nước thải sinh hoạt) là bùn hữu cơ không độc hại, sau khi ổn định tại Bể ủ bùn 2 có thể tận dụng làm phân bón cây xanh hoặc hút định kỳ bằng xe bồn vệ sinh đô thị.

5. Bao lâu thì cần thay thế lớp than hoạt tính trong bể lọc hấp phụ?

Với chu kỳ rửa ngược định kỳ bằng gió và nước (2 tuần/lần), lớp than hoạt tính có tuổi thọ hấp phụ hiệu quả từ 12 đến 18 tháng. Khi kiểm tra độ màu hoặc $COD$ sau bể lọc có dấu hiệu tăng tiệm cận ngưỡng giới hạn, tiến hành thay thế mới hoặc hoàn nguyên lớp than ($200\text{ kg}$).

Kết luận

Đề tài khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hoàng Văn Tùng đã giải quyết thành công bài toán xử lý ô nhiễm nước thải tổng hợp tại Công ty TNHH Quốc tế SinJooBo. Bằng việc kết hợp sáng tạo giữa công nghệ keo tụ hóa lý sơ bộ cho dòng thải in độc hại và công nghệ sinh học hiếu khí bùn dính bám trên đệm nhựa diện tích bề mặt lớn ($250 - 300\text{ m}^2/\text{m}^3$), hệ thống đạt hiệu suất xử lý $BOD_5$ lên đến $94.8%$, loại bỏ kim loại nặng $>86%$, đảm bảo nước thải đầu ra đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.

Với tổng mức đầu tư hợp lý $466.659.000\text{ VNĐ}$ và chi phí vận hành chỉ $\approx 7,369\text{ VNĐ/m}^3$, công trình là mô hình thực tiễn kiểu mẫu có khả năng nhân rộng cao cho hàng trăm cơ sở sản xuất may mặc, thêu ren và in ấn bao bì vừa và nhỏ trên toàn quốc, hướng tới mục tiêu phát triển công nghiệp bền vững và bảo vệ môi trường sinh thái.