Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật khôi phục năng lực xử lý trạm xử lý nước thải khu nghỉ dưỡng
Trạm xử lý nước thải là cơ sở môi trường quan trọng của khu nghỉ dưỡng, đóng vai trò then chốt trong hoạt động bình thường của khu nghỉ dưỡng. Do lưu lượng du khách cao và các hoạt động dịch vụ đa dạng tại các khu nghỉ dưỡng nên chất lượng nước thải biến động đáng kể. Đặc biệt, nước thải giặt là thường có tính axit mạnh, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các quá trình xử lý sinh học tiếp theo. Điều này không chỉ làm tăng khó khăn trong việc xử lý nước thải mà còn làm tăng rủi ro môi trường. Hiện tại, trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng phải đối mặt với thách thức xử lý khoảng 400 m³/ngày nước thải kết hợp. Mặc dù thiết kế quy trình là hợp lý, nhưng dung tích bể hạn chế và sự dao động về chất lượng/số lượng đầu vào vượt quá khả năng xử lý dẫn đến thời gian lưu thủy lực (HRT) đặc biệt ngắn trong giai đoạn xử lý hiếu khí, do đó ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tổng thể. Do đó, làm thế nào để nâng cao hiệu quả xử lý và chất lượng nước thải của trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng thông qua một loạt cải tiến về kỹ thuật và quản lý mà không cần xây dựng bể mới đã trở thành vấn đề cấp bách đối với khu nghỉ dưỡng.
1. Tổng quan dự án
1.1 Năng lực xử lý
Dựa trên các số liệu kỹ thuật sẵn có, kết hợp với khảo sát hiện trường và thông tin liên lạc, lưu lượng nước thải tổng hợp của trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng được xác định là khoảng 400 m³/ngày.
1.2 Các loại nước thải vào trạm xử lý
Hiện nay, nước thải vào trạm xử lý của khu nghỉ dưỡng có thể được phân loại theo chất lượng thành 3 loại: nước thải rửa bếp, nước thải giặt là (đồ vải) và nước thải sinh hoạt hàng ngày.
1.2.1 Nước thải rửa bếp
Nước thải rửa nhà bếp có chứa dầu mỡ và chất hoạt động bề mặt anion (Linear Alkylbenzen Sulfonates, LAS).
1.2.2 Giặt đồ (Vải lanh) Nước thải giặt
Nước thải giặt giũ có thể có tính axit, kiềm hoặc có tính oxy hóa mạnh. Nó chứa chất hoạt động bề mặt anion/cation và chất lượng của nó có thể thay đổi đáng kể do thay đổi liều lượng chất tẩy rửa, ảnh hưởng lớn đến quá trình xử lý sinh học tiếp theo.
1.2.3 Nước thải sinh hoạt hàng ngày
Đặc tính chất lượng của nước thải sinh hoạt từ phòng khách của khách sạn tương tự như nước thải sinh hoạt thông thường.
1.3 Dữ liệu chất lượng nước thải
Để cải tạo trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng và khôi phục công suất xử lý, các mẫu nước thải rửa nhà bếp, nước giặt giặt và nước thải sinh hoạt hàng ngày đi vào trạm đã được thu thập trước khi cải tạo và gửi đến một công ty thử nghiệm được chứng nhận (CMA{0}}được công nhận) để phân tích. Kết quả thử nghiệm đối với các mẫu nước liên quan được thể hiện trongBảng 1.
1.4 Yêu cầu về giới hạn xả thải
Nước thải từ trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng phải tuân thủ các giá trị tiêu chuẩn cơ bản (giai đoạn thứ hai) được quy định trong *"Giới hạn xả chất ô nhiễm nước" (DB 44/26-2001)*. Các chỉ số cụ thể được trình bày chi tiết tạiBảng 2.
2. Phân tích hiện trạng vận hành quy trình của trạm xử lý
Quy trình xử lý hiện tại tại trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng bao gồm xử lý sơ cấp bằng giếng sàng + bể cân bằng và xử lý thứ cấp bằng quy trình Anoxic-Oxic (AO) (không tái chế rượu nitrat hóa). Nước thải đã xử lý được thải ra sau khi khử trùng và bùn dư thừa được loại bỏ nước bằng cách sử dụng máy ép tấm-và-khung lọc trước khi xử lý-ngoài cơ sở, như minh họa trongHình 1. Vì vậy, thiết kế quy trình của trạm xử lý là hợp lý và có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm đặc trưng. Sự hiện diện của bể cân bằng cho phép điều chỉnh chất lượng và số lượng nước đầu vào, trung hòa độ pH và điều chỉnh các đặc tính oxy hóa mạnh. Giai đoạn xử lý sinh học được cấu hình là A-O-O và thông qua tái chế bùn, nó có khả năng loại bỏ đồng thời nitơ và phốt pho. Tuy nhiên, do dung tích bể chứa hạn chế nên việc vận hành trạm xử lý nước thải của khu du lịch gặp rất nhiều vấn đề.
2.1 Vận hành quá tải gây khó khăn trong việc đáp ứng tiêu chuẩn xả thải
Do chất lượng và số lượng nước thải hiện tại vượt quá công suất của trạm xử lý, đồng thời dựa trên khảo sát hiện trường và thông tin liên lạc, ước tính tổng HRT cho giai đoạn xử lý sinh học + giai đoạn tách chất rắn chỉ là 6 giờ. Nồng độ COD đầu vào cao tới 856 mg/L, cho thấy trạm hiện đang quá tải, khiến nước thải khó đáp ứng tiêu chuẩn xả thải.
2.2 Sự biến động về chất lượng, số lượng, độ pH và tính chất oxy hóa mạnh của nước đầu vào
Nước thải vào trạm xử lý nước thải của khu du lịch có sự biến động về chất lượng (COD), số lượng (Q), pH và tính chất oxy hóa mạnh (NaClO, H₂O₂). Vì vậy, cần thực hiện quy định về chất lượng, số lượng, pH và điều chỉnh tính chất oxy hóa mạnh để đảm bảo hoạt động ổn định của các quá trình xử lý sinh học tiếp theo.
2.3 Thiết bị lão hóa làm giảm hiệu quả điều trị
Trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng bị lỗi thiết bị, khiến hiệu quả xử lý càng giảm. Khảo sát địa điểm cho thấy sự nhiễu loạn dữ dội trong bể hiếu khí mà không nhìn thấy bong bóng mịn, cho thấy khả năng vỡ hoặc hỏng bộ khuếch tán bong bóng mịn-ở đáy bể. Điều này dẫn đến việc sục khí trong bể không đồng đều, từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý.
2.4 Quản lý kém dẫn đến mất khả năng điều trị
Do quản lý kém, khảo sát địa điểm cho thấy nồng độ bùn hoạt tính trong các bể phản ứng sinh học của trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng không đủ nghiêm trọng và về cơ bản trạm này đã mất khả năng xử lý nước thải.
3. Phương án kỹ thuật khôi phục hoạt động trạm xử lý nước thải
3.1 Nguyên tắc thiết kế của phương án kỹ thuật
Kế hoạch không được bao gồm việc bổ sung thêm dung tích bể mới, tận dụng tối đa cơ sở vật chất và thiết bị hiện có của trạm xử lý và nhằm giảm thiểu thời gian xây dựng và chi phí đầu tư. Thực hiện quản lý việc sử dụng bột giặt và xử lý sơ bộ tách biệt các dòng nước thải. Giảm toàn diện chi phí định lượng hóa chất tiền xử lý đồng thời đảm bảo trạm xử lý vận hành an toàn và ổn định. Áp dụng các biện pháp kỹ thuật đồng bộ để nâng cao đáng kể hiệu suất của trạm xử lý, phấn đấu tuân thủ quy định về nước thải.
3.2 Biện pháp kỹ thuật để khôi phục hoạt động trạm xử lý
Tám biện pháp kỹ thuật toàn diện được đề xuất để khôi phục công suất xử lý của trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng và đạt được mức xả thải tuân thủ.
3.2.1 Hút bùn toàn diện bể chứa
Đầu tiên, loại bỏ cặn và tạp chất dưới đáy bể. Sau đó, khôi phục hoàn toàn thể tích bể phản ứng. Cuối cùng, đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị sục khí ở đáy bể.
3.2.2 Chuyển đổi “Bể thiếu khí” hiện tại thành “Bể hiếu khí”
Dựa trên kết quả kiểm tra chất lượng nước, nồng độ NH₃-N trong nước thải tổng hợp đi vào trạm chỉ là 13 mg/L và DB 44/26-2001 không áp đặt các yêu cầu loại bỏ TN. Do đó, các ống dẫn khí có thể được lắp đặt ở đáy "bể thiếu khí" hiện tại và có thể bố trí các bộ khuếch tán bong bóng mịn, biến nó thành "bể hiếu khí". Điều này sẽ làm tăng đáng kể HRT của giai đoạn hiếu khí, nâng cao hiệu quả khả năng loại bỏ các chất hữu cơ, NH₃-N, chất hoạt động bề mặt anion, v.v. của trạm.
3.2.3 Thay thế Bộ khuếch tán bong bóng-tốt ở đáy "Bể hiếu khí" hiện tại
Thay thế-bộ khuếch tán bong bóng mịn và các ống dẫn khí liên quan ở đáy "bể hiếu khí" hiện tại. Bố trí các bộ khuếch tán bong bóng mịn-có mật độ dày đặc hơn (diện tích dịch vụ < 1 m2 trên mỗi bộ khuếch tán) để khôi phục trạng thái sục khí bong bóng- mịn của "bể hiếu khí", tăng cường khả năng loại bỏ các chất hữu cơ, NH₃-N, chất hoạt động bề mặt anion, v.v.
3.2.4 Tăng cường hiệu quả sục khí trong bể hiếu khí
Đánh giá trạng thái hoạt động và lượng khí ra của (các) máy thổi hiện tại. Nếu tỷ lệ không khí-với-nước < 5:1, hãy cân nhắc bổ sung một máy thổi chuyên dụng để sục khí cho "bể hiếu khí" mới được chuyển đổi, tăng cường hơn nữa khả năng loại bỏ các chất hữu cơ, NH₃-N, chất hoạt động bề mặt anion, v.v.
3.2.5 Tăng cường tái chế bùn
Đánh giá tình trạng hoạt động và tốc độ dòng chảy của (các) máy bơm tái chế bùn hiện tại. Nếu lưu lượng không đủ, hãy thay (các) máy bơm tái chế bùn để đảm bảo thu hồi bùn đã lắng một cách hiệu quả, nâng cao hiệu quả tách chất rắn và ngăn ngừa thất thoát bùn hoạt tính khỏi hệ thống.
3.2.6 Bổ sung các biện pháp tiền xử lý tương ứng
Thêm bình định lượng (có máy trộn) và bơm định lượng chất khử (clorua sắt), chất điều chỉnh pH (canxi hydroxit) và chất keo tụ (polyalumin sắt clorua). Điều này sẽ xử lý trước các dòng nước thải cụ thể, giảm tác động của chúng đến hệ thống sinh học và đảm bảo trạm xử lý hoạt động an toàn và ổn định.
3.2.7 Cải thiện các biện pháp quản lý vận hành trạm xử lý
Mua các công cụ giám sát cần thiết cho quản lý vận hành, chẳng hạn như máy đo nồng độ bùn, máy đo pH và máy đo oxy hòa tan (DO). Xây dựng sổ tay hướng dẫn vận hành và bảo trì trạm xử lý, đồng thời đào tạo có mục tiêu cho nhân viên vận hành để đạt được sự quản lý khoa học và vận hành hiệu quả.
3.2.8 Tăng cường năng lực xử lý sinh học
Liên hệ với các nhà máy xử lý nước thải tại địa phương để mua bùn giống hoặc mua vi khuẩn thương mại để tăng nồng độ bùn trong bể phản ứng sinh học của trạm và khôi phục/cải thiện khả năng xử lý sinh học.
4. Hiệu quả hoạt động sau khi thực hiện kế hoạch cải tạo
Sau khi tiến hành kiểm tra và phân tích chi tiết những thay đổi về chất lượng nước sau khi cải tạo trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng, người ta đã thu được một loạt dữ liệu quan trọng như trình bày trongBảng 3. Những dữ liệu này chứng minh rõ ràng những thành tựu đáng kể của trạm đã được cải tạo trong việc loại bỏ các chất hữu cơ, NH₃-N và clo dư.
4.1 Loại bỏ COD
Về loại bỏ COD, tỷ lệ loại bỏ 72,46% cho thấy sự tiến bộ đáng kể trong quá trình phân hủy chất hữu cơ của trạm xử lý. Điều này được cho là nhờ việc tối ưu hóa quy trình xử lý nước thải trong quá trình cải tạo, cho phép các chất ô nhiễm hữu cơ được phân hủy và loại bỏ hiệu quả hơn, từ đó làm giảm đáng kể hàm lượng COD trong nước thải.
4.2 Loại bỏ BOD₅
Tỷ lệ loại bỏ BOD₅ cao tới 92,10%, càng chứng tỏ hiệu suất vượt trội của trạm được cải tạo trong việc loại bỏ chất hữu cơ. Tỷ lệ loại bỏ BOD₅ cao có nghĩa là hàm lượng chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học trong nước thải giảm đáng kể, điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường nước và ngăn ngừa hiện tượng phú dưỡng.
4.3 NH₃-N Loại bỏ
Về việc loại bỏ NH₃-N, tỷ lệ loại bỏ 60,87% cũng cho thấy hiệu quả cao của trạm được cải tạo. NH₃-N là một chỉ số quan trọng của hiện tượng phú dưỡng nước. Tỷ lệ loại bỏ cao cho thấy việc kiểm soát hiệu quả hàm lượng NH₃-N trong nước thải, giúp giảm nguy cơ phú dưỡng.
4.4 Loại bỏ tổng lượng clo dư
Clo là chất khử trùng thường được sử dụng trong quá trình xử lý nước thải, tuy nhiên lượng clo dư thừa quá mức có thể gây ra những nguy cơ tiềm ẩn cho môi trường nước. Tỷ lệ loại bỏ tổng clo dư trong quy trình xử lý của trạm cải tạo là 81,74%, cho thấy thông qua quá trình xử lý hiệu quả của trạm, hàm lượng clo dư trong nước thải được kiểm soát hiệu quả, đảm bảo an toàn cho chất lượng nước thải.
5. Kết luận
Một phân tích toàn diện trước khi cải tạo trạm xử lý nước thải của khu nghỉ dưỡng cho thấy, mặc dù có thiết kế quy trình hợp lý nhưng về cơ bản trạm này đã mất công suất xử lý do các yếu tố như dung tích bể không đủ, biến động về chất lượng và số lượng nước, thiết bị cũ, sục khí không đồng đều và quản lý kém. Để đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn sơ cấp (kỳ 2) của DB 44/26-2001, trạm xử lý nước thải của khu du lịch đã được nâng cấp, cải tạo. Điều này liên quan đến việc tăng cường quản lý chất lượng và số lượng nước, cập nhật thiết bị cũ, tối ưu hóa quản lý vận hành và sử dụng các chiến lược toàn diện để khôi phục hoạt động ổn định của trạm xử lý. Điều này cung cấp sự hỗ trợ môi trường vững chắc cho sự phát triển bền vững của các khu nghỉ dưỡng ở Trung Quốc.