Thiết kế thi công hệ thống xử lý nước thải sản xuất sơn

Quy trình sản xuất sơn

Nguyên liệu sản xuất sơn bao gồm: dầu sơn, nhựa, chất pha loãng, bột màu, chất phụ trợ khác.

Hình 1: Sơ đồ công nghệ quy trình sản xuất sơn

Thành phần nước thải trong sản xuất sơn:

Tác động nước thải sản xuất sơn đối với môi trường

• Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao: Nước thải sản xuất sơn có hàm lượng chất hữu cơ cao, khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxi hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Ảnh hưởng đến chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp.
• Hàm lượng chất lơ lửng cao: làm giảm tầng sâu nước được chiếu sáng, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh. Phần khác, khi cặn lắng xuống dưới đáy nước sẽ gây ra hiện tượng phân hủy kỵ khí, gây mùi hôi thối.
• Hàm lượng chất dinh dưỡng cao: Nồng độ các chất N, P trong nước cao sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, ảnh hưởng đến các thủy sinh vật trong nguồn nước, có tác động tiêu cực đến du lịch và ảnh hưởng chất lượng nguồn nước cấp.
• Độ đục cao: nước thải sản xuất sơn có độ đục cao tác động đầu tiên là gây ảnh hưởng mỹ quan, giảm giá trị sư dụng nguồn nước. Bên cạnh đó, còn làm giảm khả năng tự làm sạch, khả năng sản xuất của nơi tiếp nhận nước thả. Còn đối với sinh vật, độ đục cao có khả năng làm khả năng quang hợp của vi sinh vật; các loài sinh vật khác có khả năng làm bị nghet hô hấp, bị thiếu thức ăn…
• Nhận xét: nước thải từ quá trình sản xuất sơn có nồng độ chất hữu cơ cao, chủ yếu là các chất có khả năng phân hủy sinh học nên đây là nguồn có khả năng gây ô nhiễm nặng cho môi trường xung quanh nếu không được xử lý. Do đó, việc xử lý nước thải sản xuất sơn là một yếu tố rất quan trong và cần thiết đối với các nhà máy sản xuất sơn.

Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất sơn:

Hình 2: Sơ đồ công nghệ quy trình xử lý nước thải sản xuất sơn

Diễn giả quy trình:

• Nước thải đầu vào theo hệ thống thu gom được dẫn về hố thu. Hố thu thường có kích thước sâu để thu gom nước thải, trong hố thu bố trí bơm chìm để bơm nước thải sang bể điều hòa, bể điều hòa có tác dụng điều hòa tính chất và lưu lượng nước thải trong quá trình sản xuất. Trong bể điều hòa nước thải được xáo trộn liên tục nhờ máy thổi khí, sau đó nước thải được bơm lên bể keo tụ tạo bông.
• Bể keo tụ tạo bông: đây là loai bể kết hợp giữa phương pháp hóa học và cơ học. Trong quá trình này phải thêm vào bể một lượng phèn nhôm nhất định để tạo khả năng kết dính giữa các hạt lơ lửng. tập hợp các cặn nhỏ thành cặn lớn dễ tách. Mục đích của quá trình này là loại bỏ cặn trong bể lắng tiếp theo. Trỏng bể keo tụ tạo bông sẽ xảy ra 2 quá trình:
  • Keo tụ phá vỡ trạng thái bền của hạt keo,
  • Tạo bông kết dính các hạt keo bị phá bền

Hình 3: Quá trình keo tụ tạo bông

• Tiếp theo nước thải được dẫn qua bể lắng I, để lắng các bông cặn đã keo tụ.
• Sau bể lắng I, nước được dẫn vào bể Fenton: bể này có nhiệm vụ xy hóa các chất hữu cơ khó phân hủy, các chất vô cơ còn lại nhằm làm giảm BOD, COD trong nước tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý sinh học. Công nghệ Fenton xử lý nước thải thực chất là dùng tổ hợp H2O2 và muối sắt Fe2+ làm tác nhân ôxy hóa rất hiệu quả để phân hủy các hợp chất là chất bẩn trong nước thải. Sở dĩ tổ hợp này có khả năng xử lý được các chất bẩn bởi chính từ hệ tác nhân Fenton bao gồm hydrogen peroxide và các ion sắt hóa trị hai phản ứng với nhau sinh ra các gốc tự do hydroxyl HO* có khả năng ôxy hóa rất mạnh với thế ôxy hóa bằng 2,8V, còn ion Fe2+ bị ôxy hóa thành ion Fe3+. Nhưng ion Fe2+ mất đi sẽ được tái sinh lại nhờ phản ứng giữa Fe3+ và H2O2 dư. Cơ chế tạo ra gốc hydroxyl HO* và ôxy hóa các chất bẩn trong nước thải:

Fe2++ H2O2 => Fe3+ + HO* + OH-

Fe3+ + H2O2  =>Fe2+ + H+  + HO2*

• Sau quá trình fenton, pH của nước thải đã giảm đáng kể, không còn phù hợp với yêu cầu xử lý sinh học. Do đó, cần điều chỉnh pH của nước thải trong bể trung hòa bằng cách thêm NaOH.
• Khi đã đủ điều kiện tiến hành xử lý sinh học nước thải được đưa vào bể sinh học hiếu khí Aerotank. Tại bể sinh học hiếu khí Aerotank, không khí được cấp vào nhờ 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên 24/24h. Vi sinh trong bể Aerotank sẽ được bổ sung định kỳ mỗi tuần từ bùn tuần hoàn tại bể lắng. Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng là CO₂ và H₂O là giảm nồng độ bẩn trong nước thải. Trong bể Aerotank còn lắp đặt vật liệu tiếp xúc nhằm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật với nước thải, đồng thời là môi trường có vi sinh vật dính bám và phát triển.
• Sau quá trình xử lý sinh học, nước thải tràn qua bể lắng để lắng bùn trong nước thải. Trong bể lắng nước di chuyển trong ống trung tâm xuống đáy bể sau đó di chuyển ngược từ dưới lên trên chảy vào máng thu nước để tràn sang bể khử trùng. Phần bùn lắng xuống đáy bể một phần được tuần hoàn lại bể sinh học thiếu khí và thiếu khí để duy trì nồng độ bùn, phần bùn dư sẽ được bơm vào bể chứa bùn.
• Kết thúc quá trình xử lý nước thải sản xuất sơn đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT

Ưu điểm quy trình thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất sơn:

• Chi phí đầu tư, xây dựng, vận hành và bảo trì thấp.
• Hiệu quả xử lý cao.
• Thiết bị đơn giản, chiếm ít diện tích xây dựng.
• Có thể nâng công suất xử lý của nhà máy.
• Không gây ra ô nhiễm thứ cấp.
• Có tính ổn định cao trong quá trình xử lý.