Hệ thống xử lý nước thải Công ty dược TW

CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

Nguồn nước thải tại Công ty cổ phần Dược liệu TW là nước thải trong quá trình sản xuất của xưởng sản xuất thuốc viên. Lưu lượng mước thải là 0,5m³/ngày.  Công ty CP cơ khí môi trường công nghệ đề xuất những phương án xử lí nước thải theo sơ đồ công nghệ đi kèm. Các thông số cần quan tâm trong quá trình lựa chọn giải pháp xử lí trình bày trong bảng sau:

Yêu cầu nước thải đạt loại B theo TCVS 5945-1995.

Nguồn nước thải ra có hàm lượng BOD không cao, do vậy có thể sủ dụng các phương pháp sau để xử lí

Đầu tiên, nước thải từ các nơi sản xuất khác nhau của phân xưởng sản xuất thuốc được dẫn qua hố có trang bị song chắn rác thô tháo lắp dễ dàng để lấy rác mỗi tuần bằng hệ thống đường cống riêng của phẩn xưởng để chờ đưa vào hệ thống thiết bị xử lí nước thải. Qua song chắn rác thô, nước thải sẽ đi qua hồ thu nước thải bằng hệ thống đường cống riêng của phân xưởng để chờ đưa vào hệ thống xử lí nước thải. Bằng hệ thống bơm có áp, nước thải tiếp tục qua bồn Ozone để oxy hóa các chất phức tạp, khóa phân hủy và có ảnh hưởng đến vi sinh vật trong nước.

Sau đó nước thải được bơm đến bồn điều hòa lưu lượng và điều chỉnh pH và hóa chất để keo tụ. Một số dầu mỡ khoáng phát sinh trong quá trình sản xuất và sử dụng máy bị lẫn trong nước, theo kết quả kiểm nghiệm có hàm lượng không cao, khi bị lưu trong bồn chứa nhờ chuyển động trong liên tục sẽ nổi lên mặt thoáng và được gạn ra ngay từ gia đoạn này theo phương pháp tuyển nổi.  Sau đó nhờ bộ chênh áp, nước thải sẽ tự chảy vào bồn lắng sơ cấp để loại bỏ toàn bộ cặn lơ lửng ban đầu của nước thải.

Để xử lí phá vòng betalactam, chúng tôi sử dụng ding dịch NaOH sau đó trung hòa lại, vì vậy trong bồn điều hòa và bồn oxy hóa sẽ được bơm định lượng đưa các hóa chất vào các vị trí thích hợp và được kiểm soát pH tài đầu vào cũng như đầu ra của giai đoạn này. (Do lượng xả ra không nhiều và thời gian xử lí phá vòng lâu trong điều kiện pH = 11 vì vậy nước thải sẽ có các hợp chất vòng betalactam sẽ được xử lí riêng trước khi hòa vào hệ thống xử lí.)

Tại đầu ra của bể lắng sơ cấp có bố trí thiết bị tạo ozone để tiếp tục oxy hóa phá hủy hoàn toàn các hợp chất phức tạp có trong nước.

Nước thải tiếp tục đi vào bể xử lí sinh học hiếu khí nhờ áp suất dư sau bồn lắng sơ cấp. Tại bể này nước thải được bơm tuần hoàn liên tục qua bốn ống phun dạng ejector để sụ kí vào đảo trộn mạnh nước thải. Với lượng oxy có trong không khí và với thời gian lưu cần thiết.

Các thông số N-NH^­_4, COD, BOD₅ của nước thải được làm giảm bằng các quá trình phản ứng do các vi khuẩn hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ có sẵn trong nước thải và oxy hòa tan thực hiện các phản ứng. Oxy hóa các chất hữu cơ đáp ứng cho nhu cầu năng lượng của tế bào để tiếp tục hoạt động xử lí lượng nước thải mới cấp vào liên tục.

Chú ý: Giai đoạn sinh học hiếu khí có thể được thay thế bằng giai đoạn lắng và lọc trong trường hợp nước thải ra có ít chất hữu cơ.

Sau bể xử lí sinh học hiếu khí là 2 bồn lắng để tách cặn sinh ra do sự phát triển sinh khối của vi khuẩn - còn được gọi là bùn hoạt tính, bùn này được bồi lưu lại một phần vào bể hiếu khí để bổ sung lượng vi sinh mất đi.

Sau bồn lắng, nước thải đi qua bồn lọc ngược để tách phần cặn còn lại trước khi vào thiết bị xử lí bằng than hoạt tính – số 13. Giai đoạn xử lí bằng than hoạt tính được áp dụng để loại bỏ các hợp chất hữu cơ tự nhiên và tổng hợp, các hợp chất hữ cơ dễ bay hơi, thuốc trừ sâu, kim loại nặng... Phenol chứa trong nước thải ban đầu một phần được tách ra khỏi nước thải bằng quá trình xử lí sinh học nói trên. Phần còn lại được giữ lại khi lọc qua than hoạt tính. Than hoạt tính trong thiết bị lọc được tái sinh hoặc bổ sung định kì theo chu kì làm sạch thiết bị xử lí nước thải.

Trước khi được thải ra môi trường, nước thải được kiểm tra thường xuyên tại vòi lấy mẫu lắp đặt trên dòng ra của thiết bị khử trùng để bảo đảm điều kiện vận hành toàn hệ thống thiết bị xử lí nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép về mặt hóa lý lẫn vi sinh.

THUYẾT MINH QUY TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI

Do đặc thù của nước thải ngành dược là hàm lượng COD rất cao và chứa nhiều hợp chất hữu cơ mạch vòng. Kết quả phân tích mẫu nước thải cho thấy:

• pH: 5-6

• BOD₅: 900-1000 mg/ lít

• COD: 1600 mg/ lít

• SS: 800 mg/ lít

• N-NH₄: 5mg/ lít

• Tổng N: 50 mg/ lít

• Tổng P: 10 mg/ lít

• Tổng Coliform: 150 MPN/100ml

Dự vào các chỉ số trên, ETM quyết đinh lựa chọn phương pháp xử lí hóa lí kết hợp với sinh học với quy trình công nghệ như sau:

Theo quy trình trên thì: Công nghệ xử lý nước thải bao gồm:  Nước thải từ các phân xưởng sản xuất (bao gồm cả nước thải sinh hoạt)    >>>    Hố thu gom   >>>   Bồn điều hòa   >>>    Bồn keo tụ    >>>    Bồn lắng đợt 1    >>>    Bồn phản ứng O₃   >>>     Bồn trung gian    >>>     Bồn Aeroten    >>>    Bồn lắng đợt 2   >>>     Thiết bị lọc cát    >>>     Thiết bị lọc than hoạt tính.

1. Hố thu gom

Hố thu gom là nơi tập trung mọi nguồn nước thải của nhà máy ( sinh hoạt và sản xuất ). Trong hố thu gom có bố trí 1 song chắn rác để giữ lại các tạp chất có kích thước lớn ( nylon, lá...). Lượng rác này được thu gom hàng ngày thủ công bởi người vận hành hệ thống. Ngoài ra trong hố thu gom đặt 1 bơm chìm để bơm nước thải sang bồn điều hòa

2. Bồn điều hòa 

Thông thường lượng nước thải chảy vào trong hệ thống với 1 tỷ lệ không ổn định. Tỷ lệ này thường thay đổi trong ngày tùy thuộc vào điều kiện sản xuất. Bồn điều hòa có tác dụng cân bằng sự không ổn định đó ngoài ra còn giúp pha loãng nước thải. Tại bồn điều hòa một lượng NaOH được châm vào thông qua bơm định lượng nhằm nâng pH lên giá trị thích hợp

Đẻ ngăn chặn quá trình xử lý yếm khí sảy ra một lượng không khí được bổ sung vào nươc thải thông qua máy thổi khí và đĩa phân phối khí đặt dưới đáy bồn. Sau đó nươc thải được đưa sang bồn keo tụ nhờ bơm chìm đặt trong bồn.

3. Bồn keo tụ 

Tại đây phản ứng keo tụ diễn ra trong khoảng thời gian 2 giờ với tác dụng của tác nhân keo tụ là PAC ( poly Aluminium Cloride ) . Để phản ứng xảy ra nhanh và triệt để một thiết bị khuấy trộn được bố trí trong bồn. Phản ứng keo tụ sẽ giúp kết dính các cặn rắn lơ lửng có kích thước nhỏ lại với nhau tạo thành bông cặn lớn dễ dàng lắng. Sau đó nước thải được đưa sang bồn lắng đợt 1 nhờ chế độ chảy tràn

4. Bồn lắng đợt 1 

Các bông cặn sau khi được hình thành có kích thước lớn to dần sẽ tự lắng xuống đáy bồn. Trong quá trình lắng các bông cặn đóng vai trò như 1 lớp màng có khả năng hấp thụ màu trong nước. Từ đó nó làm cho nước trong hơn và màu của nước thải sẽ nhạt đi tạo điều kiện cho quá trình xử lý bằng ozon ở giai đoạn tiếp theo. Lượng cặn lắng xuống đáy được bơm vào bồn chứa cặn và được thu gom định kỳ. Nươc thải tiếp tục chảy tràn sang bồn phản ứng ozon.

5. Bồn phản ứng ozon

Đây là giai đoạn xử lý quan trọng, tại đây quá trình oxy hóa các chất độc hại trong nước bới ozon. Ozon được đưa vào nước thải và khuếch tán nhờ khuấy trộn liên tục trong bồn phản ứng ozon. Ozon là chất khí không bền dễ dàng phân hủy trong môi trường thành 0xxy nguyên tử và O₂. Nó có thể biến đổi một số muối thành các chất oxit bậc thấp dễ lọc, thu hồi, phân hủy.

Ngoài ra còn có thể cắt đứt liên kết đôi, ba của Cacbon. Vì vậy có thể phân hủy được các hợp chất hữu cơ không tan trong nước. Diệt các vi khuẩn, nấm, tảo, vi rút.Sau đó nươc thải tiếp tục qua bồn trung gian

6. Bồn trung gian 

Để tiếp tục quá trình xử lý sinh học, nước thải được lưu lại trong bồn trung gian với khoảng thời gian tối thiểu là 8 h nhằm mục đích giải phóng hết ozon

Ngắn thời gian lưu, một lượng không khí sẽ được cung cấp vào trong bồn trung gian, lượng không khí này sẽ giúp đẩy nhanh quá trình giải phóng ozon. Do đó thời gian nước thải lưu lại trong bồn chỉ còn 4 – 5 h

7. Bồn AEROTEN

Sau một thời gian lưu lại trong bồn trung gian, nước thải tiếp tục chảy tràn sang bồn Aeroten. Tại đây quá trình xử lý sinh học sẽ diễn ra với sự tham gia của các chủng vi sinh có lợi như bacillus, Pseudomonas, Proteus... Đây là  những chủng vi sinh đã được phân loại, nuôi cấy và có khả năng thích nghi cao trong môi trường không ổn định. mà điển hình là ngành dược. Các vi sinh vật này sử dụng các chất ô nhiễm có trong nước thải như BOD, COD, N, P... làm thức ăn với sự có mặt của oxy. Do đó trong bồn Aerro ten được bố trí thêm các đĩa phân phối khí nhằm mục đích phân phối, khuyếch tán đều oxy vào nước đảm bảo cho hàm lượng DO luôn > 2 mg/l

Do hàm lượng chất ô nhiễm có trong nước thải luôn luôn dao động, gây khó khăn cho quá trình xử lý sinh học nên một lượng nhỏ các chất dinh dững sẽ được bổ sung thên vào nhằm ổn định sinh khối cũng như mức độ hoạt động của các vi sinh vật.

8. Bồn lắng đợt 2 

Nước thải trong quá trình chảy tràn sang bồn lắng đợt 2 có lẫn rất nhiều bùn hoạt tính ( sinh khối của vi sinh vật ) . Lượng bùn hoạt tính này được giữ lại tại đây bởi quá trình lắng theo trọng lực .Nước trong sẽ tiếp tục chảy tràn sang bồn chứa nước sau lắng ,còn bùn hoạt tính được đưa tới bồn chứa bùn dư thông qua bơm tuần hoàn bùn

9. Thiết bị lọc than và cát 

Sau một thời gian lưu nước trong bồn chứa, nước thải sẽ được bơm sang thiết bị lọc than và cát. Thiết bị này có tác dụng lọc lượng bùn hoạt tính còn sót lại mà trong bồn lắng đợt 2 không lắng được. Than hoạt tính sẽ hấp thụ mùi, màu có trong nước thải làm cho nước thải sau xử lý trong và không còn mùi hôi đủ tiêu chuẩn thải ra môi trường.

PHÂN TÍCH TÍNH ƯU VIỆT CỦA QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY DƯỢC TW

1. Hệ thống sử dụng các bồn chứa bằng PE nên rất gọn nhẹ . Chính vì vậy mà nhiều ưu điểm hơ so với các bể làm bằng bê tông cốt thép

• Không chiếm nhiều diện tích mặt bằng

• Dễ dàng di chuyển đi nơi khác khi cần thiết

• Thuận lợi cho việc mở rộng công suất xử lý của hệ thống hoặc cải tạo hệ thống xử lý nước thải khi nhà máy mở rộng quy mô sản xuất

• Rút ngắn thời gian thi công lắp đặt

2. Dòng chảy trong hệ thống chủ yếu dựa vào chế độ chảy tràn (nghĩa là khai thác sự chênh lệch độ cao giữa các bồn để dẫn nước đi) nên không cần phải dùng nhiều bơm để bơm nước. Điều này sẽ giúp chủ đầu tư giảm chi phí vận hành.

3. Giống vi sinh dùng để xử lý nước thải  trong công nghệ này đã được nuôi cấy và phân lập tạo thành những dòng thuần chủng chuyên dùng để xử lý nước thải dược phẩm. Chúng có khả năng thích nghi cao với các điều kiện khắc nghiệt của môi trường và có hoạt tính mạnh nên hiệu quả xử lý cao, triệt để.

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ

 1. Hố thu gom 

- Vật liệu: Bê tông

- Kích thước: dài x rộng x cao = 1,5 x 0,7 x 1,2 (m)

- Số lượng: 01 cái

- Song chắn rác

+ Vật liệu: inox

+ Kích thước khe: 6 mm

+ Nước sản xuất: Việt Nam

+ Số lượng: 01 cái

- Bơm nhúng chìm

+ Model: BEST 3

+ N = 0,74 Kw = 1 Hp

+ Q = 1,2 – 16,8 m³/h

+ H = 13,6 – 3,2 m

+ Điện thế: 380 V/3 phase

+ Nước sản xuất: Italya

+ Số lượng: 01 cái

2. Bồn trung hòa 

- Vật liệu: PE

- Kích thước: d x h = 1710 x 2380 (mm)

- Độ dày: 12 mm

- Số lượng: 01 cái

- Nước sản xuất: Việt Nam

- Bơm nhúng chìm

+ Model: BEST ZERO MA

+ N = 0,25 Kw = 0,33 Hp

+ Q = 1,2 – 10,2 m³/h

+ H = 8,3 – 1,8 m

+ Điện thế: 220V/1 phase

+ Nước sản xuất: Italya

+ Số lượng: 01 cái

3. Bồn keo tụ, phản ứng ozon và chứa nước sau lắng 

- Vật liệu: PE

- Kích thước: d x h = 1460 x 2120 (mm)

- Độ dày: 12 mm

- Số lượng: 03 cái

- Nước sản xuất: Việt Nam

- Mô tơ khuấy trộn và cánh:

+ Dạng trục đứng

+ N = 0,74 Kw = 1 Hp

+ Tốc độ vòng quay = 60 vòng /phút

+  Điện thế: 380V/3 phase

+ Nước sản xuất: TAIWAN

+ Số lượng: 02 cái

- Máy tạo ozon

+ N = 0,03 Kww

+ Q = 4 g/h

+ Điện thế: 380V- 220 V – 50 Hz

+ Số lượng: 01 cái

4. Bồn đựng hóa chất 

- Vật liệu: PE

- Kích thước: d x h = 700 x 990 (mm)

- Độ dày: 12 mm

- Số lượng: 02 cái

- Nước sản xuất: Việt Nam

- Bơm định lượng 

+ Model: C – 6250P

+ N = 45 W

+ Q = 30 lít /h

+ P = 10 psi

+ Điện thế: 220V/1 phase

+ Nước sản xuất: USA

+ Số lượng: 02 cái

5. Bồn lắng đợt 1 và 2 

- Vật liệu: PE

- Kích thước: d x h = 1710 x 2380 (mm)

- Độ dày: 12 mm

- Số lượng: 02 cái

- Nước sản xuất: Việt Nam

- Bơm bùn 

+ Model: CD 90/10

+ N = 0,74 Kw = 1 Hp

+ Q = 1,2 – 6,6 m³/h

+ H = 30,3 – 19,5 m

+ Điện thế: 380V/3 phase

+ Nước sản xuất: Italya

+ Số lượng: 02 cái

6. Bồn chứa bùn dư 

- Vật liệu: PE

- Kích thước: dài x rộng x cao = 930 x 770 x 750 (mm)

- Độ dày: 12 mm

- Số lượng: 04 cái

- Nước sản xuất: Việt Nam

7. Bồn trung gian và AERTEN 

- Vật liệu: PE

- Kích thước: d x h = 1710 x 2380 (mm)

- Độ dày: 12 mm

- Số lượng: 02 cái

- Nước sản xuất: Việt Nam

- Máy thổi khí 

+ N = 5 Kw

+ Q = 4 m³ KK / ph

+ Điện thế: 380V/3 phase

+ Nước sản xuất: KOREA

+ Số lượng: 01 cái

- Ống phân phối khí

+ Dạng đĩa

+ Đường kính: 150 – 200 mm

+ Nước sản xuất: USA

+ Số lượng: 03 cái

8. Thiết bị lọc than và cát 

- Vật liệu: inox SS304

- Kích thước: d x h = 500 x 1500 (mm)

- Vật liệu lọc: cát , than hoạt tính , sỏi đỡ

- Số lượng: 01 cái

- Nước sản xuất: Việt Nam

- Bơm lọc:

+ Model: CD 90/10

+ N = 0,74 Kw = 1 Hp

+ Q = 1,2 – 6,6 m³/h

+ H = 30,3 – 19,5 m

+ Điện thế: 380V/3 phase

+ Nước sản xuất: Italya

+ Số lượng: 01 cái

9. Tủ điều khiển hệ thống 

- Dạng khối

- Nguồn: 380 – 220 – 50 Hz

CHI PHÍ VẬN HÀNH

5.1. Chi phí tiêu thụ điện

 Với giá điện là 900 đồng /Kw thì chi phí cho việc vận hành hệ thống để xử lý 1m³ nước thải là: (101.46 x 900)/10 = 9131.4 (đồng)

5.2. Chi phí hóa chất

Tổng chi phí cho việc vận hành hệ thống để xử lý 1 m³ nước thải là: 9131.4 + 770 = 9901.4 (đồng)

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

Xem thêm: Xử lý nước thải công ty cổ phần dược phẩm Nam Hà