Xem mẫu
- Hệ thống công nghệ xử lý nước thải
Cùng với sự phát triển của sản
xuất công nghiệp, xử lý nước thải công nghiệp
đang là vấn đề vô cùng quan trọng, bảo đảm
cho sự trong sạch môi trường sống đồng thời
góp phần vào sự phát triển bền vững của nền
kinh tế mọi quốc gia trên thế giới. Tại nhiều
nước có nền công nghiệp phát triển cao như
Nhật, Mỹ, Anh, Pháp,... các hệ thống xử lý nước
thải công nghiệp đã được nghiên cứu và đưa
vào ứng dụng từ lâu, đặc biệt các thành tựu tiên
tiến trong lĩnh vực tự động hoá cũng đã được
áp dụng và đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế xã
hội vô cùng to lớnMỞ ĐẦU:
Cùng với sự phát triển của sản xuất công nghiệp,
xử lý nước thải công nghiệp đang là vấn đề vô cùng
quan trọng, bảo đảm cho sự trong sạch môi trường
sống đồng thời góp phần vào sự phát triển bền
vững của nền kinh tế mọi quốc gia trên thế giới. Tại
nhiều nước có nền công nghiệp phát triển cao như
Nhật, Mỹ, Anh, Pháp,... các hệ thống xử lý nước
thải công nghiệp đã được nghiên cứu và đưa vào
ứng dụng từ lâu, đặc biệt các thành tựu tiên tiến
trong lĩnh vực tự động hoá cũng đã được áp dụng
và đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế xã hội vô cùng
to lớn.Nhiều hãng đi đầu trong lĩnh vực này như
- USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water
Corporation (HWC), Global Industries.Inc... đã đưa
ra các giải pháp công nghệ xử lý nước thải hiện đại.
Những công nghệ tự động hoá của các công ty
hàng đầu trên thế giới như SIEMENS, AB,
YOKOGAWA, GF Signet... được sử dụng rộng rãi
trong các công trình xử lý nước thải. Có thể nói
trình độ tự động hoá xử lý nước thải đã đạt mức
cao, tất cả các công việc giám sát, điều khiển đều
có thể thực hiện được tại một Trung tâm, tại đây
người vận hành được hỗ trợ bởi những công cụ
đơn giản, dễ sử dụng như giao diện đồ hoạ trên
PC, điều khiển bằng kích chuột,... góp phần nâng
hiệu quả cho công việc quản lý điều hành dây
chuyền công nghệ. Ngoài ra cùng với sự phát triển
của công nghệ thông tin và viễn thông, khoảng
cách về không gian và thời gian đã được rút ngắn,
cho phép người vân hành có thể điều khiển từ cách
xa hàng ngàn km với chỉ một máy tính PC hoặc
nhận được thông tin về hệ thống thông qua SMS.
Hơn thế, hệ thống tự động hoá xử lý nước thải còn
được tích hợp với các hệ thống điều hành ở cấp độ
điều khiển cao hơn như cấp điều hành sản xuất
(manufacturing execution: workflow, order tracking,
resources), cấp xí nghiệp (enterprise:Production
planning, orders, purchase) và trên cùng là cấp
quản trị (administration:Planning, Statistics,
Finances) nhằm nâng cao hơn nữa mức tự động
hoá và tối ưu hoá quá trình sản xuất.Ngoài ra, trong
- lĩnh vực điều khiển đã có rất nhiều các lý thuyết
điều khiển hiện đại được áp dụng như điều khiển
mờ, mạng nơ-ron, điều khiển dự báo trước
(predicted control), điều khiển lai ghép (hybrid
control),... được ứng dụng trong xử lý nước thải để
nâng cao chất lượng điều khiển và hiệu suất của
các công đoạn xử lý. Lý thuyết hệ chuyên gia cũng
được áp dụng mở ra khả năng tự động hoá hoàn
toàn cho xử lý nước thải
KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Để trung hoà trong công nghệ này người ta sử
dụng tác nhân hoá học là NaOH và HCl. Khi pH
vượt ngưỡng dưới thì bơm định lượng DP bổ
sung thêm NaOH, khi pH vượt ngưỡng trên thì
DP bổ sung HCl và cho máy khuấy M1 hoạt
động. Máy khuấy tạo điều kiện thuận lợi cho
phản ứng trung hoà và làm đồng đều hoá chất
bổ sung với nước thải. Điều khiển pH được
thực hiện thủ công.
Để bảo đảm an toàn cho vi sinh vật người vận hành
thường xuyên phải đo tay độ pH đầu nguồn nước
vào bể kỵ khí để đảm bảo chắc chắn rằng pH
- không vượt ngưỡng cho phép. Khi phát hiện pH
không đạt yêu cầu thì người vận hành tắt P1, P2,
P3 để cắt nguồn nước không bảo đảm chỉ tiêu pH
cho công đoạn xử lý sinh học tiếp sau vì các vi sinh
vật rất nhạy cảm với pH, pH ảnh hưởng rất lớn đến
quá trình tạo men trong tế bào và quá trình hấp thụ
các chất dinh dưỡng vào tế bào. Nếu vi sinh vật
chết sẽ cần nhiều thời gian và kinh phí để khôi phục
lại chúng đồng thời làm gián đoạn sản xuất [5]Sau
khi trung hoà nước được xử lý tiếp bằng các
phương pháp sinh học.
Người ta sử dụng các phương pháp sinh học để
làm sạch nước thải khỏi nhiều chất hữu cơ hoà tan
và một số chất vô cơ như H 2S, các chất sunfit,
amoniac, nitơ…Phương pháp này dựa trên cơ sở
sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các
chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi
sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất
khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng.
Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất
dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và
sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên.
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật
gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá [4]. Trong công
nghệ sử dụng hai phương pháp là kỵ khí và hiếu
khí tại các bể kỵ khí và hiếu khí (Hình 1).Phương
pháp kỵ khí được dùng để lên men bùn cặn sinh ra
trong quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học
hoặc nước thải công nghiệp chứa hàm lượng các
- chất hữu cơ cao (BOD=4÷5 g/l). Đây là phương
pháp cổ điển nhất dùng để ổn định bùn cặn, trong
đó các vi khuẩn kỵ khí phân huỷ các chất hữu
cơ. Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm cuối cùng, người
ta phân loại quá trình này thành: lên men rượu, lên
men axit lactic, lên men metan, ...Những sản phẩm
cuối của quá trình lên men là: cồn, các axit, axeton,
khí CO2, H2, CH4. Trong công nghệ các chất khí
(biogas) sẽ được thu hồi và đốt nhờ hệ thống thu
hồi và xử lý khí[4].Phương pháp hiếu khí là phương
pháp sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí.
Bể hiếu khí luôn chứa các vi khuẩn hiếu khí. Trong
công đoạn có hệ thống sục khí bao gồm máy thổi
khí B và các ống dẫn khí làm nhiệm vụ cung cấp đủ
lượng ôxi cần thiết cho vi khuẩn trong quá trình
phân giải chất hữu cơ đồng thời xáo trộn làm tăng
khả năng hấp thụ các chất hữu cơ của vi sinh vật
đảm bảo sự phân giải tối đa. Kết quả là hình thành
các bông sinh học có thể lắng trọng lực ở đầu ra
của bể. Đối với đa số các vi sinh vật khoảng giá trị
pH tối ưu là 6.5÷8.5.
Nhiệt độ nước thải ảnh hưởng rất lớn tới chức
năng hoạt động của vi sinh vật. Đối với đa số vi
sinh vật, nhiệt độ nước thải phải từ 6÷370 C[4]. Nói
chung giá trị DO luôn được bảo đảm trong khoảng
cho phép nhờ công suất không đổi của máy thổi khí
theo thiết kế trừ trường hợp có sự cố (hỏng máy
thổi, tắc ống dẫn khí,...) và được giám sát thủ công.
Nhiệt độ nước trong bể đo thủ công theo quy trình
- vận hành (định kỳ hoặc theo thời điểm do kỹ sư vận
hành quyết định).
Nước thải sau khi được xử lý tại bể hiếu khí sẽ tràn
sang bể lắng đứng. Tại đây sử dụng phương pháp
lắng trọng lực. Trong nước thải vào các bể này
chứa bùn hoạt tính là sản phẩm của quá trình phân
giải của vi sinh tại bể hiếu khí. Bùn hoạt tính có
dạng bông màu vàng nâu, dễ lắng, kích thước từ 3
đến 5μm. Những bông này gồm các vi sinh vật
sống và chất rắn (40%).
Vi sinh bao gồm vi khuẩn, động vật bậc thấp, dòi,
giun, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn,.... [4], một
phần bùn được đưa quay trở lại bể hiếu khí để bảo
đảm đủ lượng vi sinh cần thiết. Bể lắng có thể tích
thiết kế đủ lớn để nước được lưu trong đó vài giờ,
đủ thời gian cho quá trình lắng, do đó có thể xả bùn
và ép bùn liên tục (luôn bật máy gạt bùn M2, bơm
hút bùn SP và máy ép bùn D). Các van tay V4, V5
được mở trước ở các độ mở nhất định, các mức
mở này do kỹ sư vận hành thực hiện nhằm đảm
bảo sự cân bằng giữa thức ăn và vi khuẩn hiếu khí.
Khả năng áp dụng tự động hoá xử lý nước thải
(nhà máy bia)
Tại nhiều quốc gia có nền công nghiệp phát triển
cao (Mỹ, Nhật, Đức, Anh, Pháp,...), các hệ thống xử
lý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và
đưa vào ứng dụng từ lâu. Nhiều hãng hàng đầu
trong lĩnh vực này như USFilter, Aquatec Maxcon,
- Hunter Water Corporation(HWC), Global
Industries.Inc ... đã đưa ra các giải pháp công nghệ
tiên tiến xử lý nước thải. Hầu hết các công nghệ
hiện đại ngày nay đều được tự động hoá cao, nhờ
đó đảm bảo năng suất, chất lượng, hiệu quả như
mong muốn.Tại Việt Nam đã có những nhà máy xử
lý nước thải hiện đại, sử dụng hoàn toàn hoặc phần
lớn các công nghệ của nước ngoài do đó mức độ
tự động hoá cao, tuy nhiên giá thành đắt, nhiều
công nghệ không mang tính mở nên khó làm chủ
hoàn toàn, chi phí nâng cấp, bảo trì rất lớn.Qua
khảo sát kết hợp nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống
xử lý nước thải trong và ngoài nước, chúng tôi
khẳng định rằng chúng ta hoàn toàn có thể tự thiết
kế và xây dựng một hệ thống tự động hoá hiện đại
cho dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia.
Bên cạnh đó, chính nhờ phát huy tối đa nội lực
trong nước chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống sẽ
giảm đáng kể.Mức độ tự động hoá chủ yếu phụ
thuộc vào khả năng đầu tư của nhà máy, song một
thiết kế hợp lý dựa trên các chuẩn quốc tế mở sẽ
cho phép linh hoạt khi lựa chọn cấu hình hệ thống
cũng như nâng cấp mức độ tự động hoá và mở
rộng hệ thống một cách dễ dàng trong tương
lai. Hệ thống tự động hoá sẽ cho phép giám sát
điều khiển tất cả các công đoạn xử lý nước thải từ
một Trung tâm điều khiển. Để làm được điều này
cần trang bị thêm các thiết bị đo lường, điều khiển
và xây dựng thêm một số chức năng cần thiết đối
với hệ thống tự động hoá xử lý nước thải hiện đại.
- Các thiết bị đo lường, điều khiển nói chung rất sẵn
có tại Việt Nam với nhiều đại diện của các hãng lớn
như Endress+Hauser, Yokogawa, Siemens,GF
signet...Đây là một thuận lợi khi xây dựng hệ thống
tự động hoá.Tóm lại: Tự động hoá cho xử lý nước
thải nhà máy bia là hoàn toàn khả thi về kỹ thuật và
kinh tế trong điều kiện Việt Nam hiện nay.Theo
Nguyễn Như ThắngCục Quản lý tài nguyên nước
nguon tai.lieu . vn
