Xử lý nước thải KCN Bắc Giang 6.000 m³/ngày

Nước thải tập trung tại khu công nghiệp được hình thành từ nhiều nhà máy với ngành nghề và chế độ sản xuất khác nhau. Vì vậy, lưu lượng, thành phần và nồng độ ô nhiễm đầu vào có thể thay đổi liên tục, tạo áp lực lớn lên quá trình vận hành trạm xử lý.

Công Thành – Envitech đã triển khai hệ thống xử lý nước thải KCN Bắc Giang giai đoạn 2 với công suất 6.000 m³/ngày. Công nghệ được thiết kế để thích ứng với sự biến động của nước thải tập trung và giải quyết đặc tính tỷ lệ COD/N thấp. Dây chuyền xử lý gồm bể điều hòa, công đoạn hóa lý, sinh học SBR nâng cao và khử trùng.

Nước sau xử lý đáp ứng QCVN 40:2011/BTNMT – Cột A được ban hành kèm Thông tư 47/2011/TT-BTNMT với hệ số (k_q = k_f = 0{,}9) theo yêu cầu của dự án năm 2019.

Thách thức của nước thải tập trung khu công nghiệp

Khác với hệ thống xử lý nước thải của một nhà máy đơn lẻ, trạm xử lý tập trung phải tiếp nhận nước thải từ nhiều nguồn. Mỗi nhà máy có thể phát sinh lưu lượng và thành phần ô nhiễm khác nhau theo ca sản xuất, thời điểm vệ sinh thiết bị hoặc kế hoạch vận hành.

Sự thay đổi này khiến trạm xử lý có thể phải tiếp nhận dòng nước với tải lượng hữu cơ, amoni, tổng nitơ và tổng photpho không ổn định. Nếu không có khả năng điều chỉnh linh hoạt, hệ sinh học dễ bị ảnh hưởng khi tải lượng tăng hoặc giảm đột ngột.

Tại dự án xử lý nước thải KCN Bắc Giang, một vấn đề đáng chú ý là tỷ lệ COD/N thấp. Trong khi COD đầu vào chỉ từ 80–120 mg/L, tổng nitơ dao động từ 60–80 mg/L. Điều này cho thấy lượng chất hữu cơ sẵn có tương đối thấp so với tải lượng nitơ cần xử lý.

Tỷ lệ COD/N thấp ảnh hưởng thế nào đến quá trình xử lý?

COD đại diện cho lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa trong nước, còn nitơ tồn tại dưới nhiều dạng như amoni và các hợp chất chứa nitơ khác. Trong xử lý sinh học, một phần chất hữu cơ đóng vai trò nguồn carbon cho quá trình chuyển hóa nitơ.

Khi tỷ lệ COD/N thấp, lượng carbon sẵn có có thể không tương xứng với tải lượng nitơ. Điều này làm bài toán xử lý tổng nitơ trở nên phức tạp hơn, nhất là khi nước đầu vào thay đổi liên tục.

Với dự án này, công nghệ SBR nâng cao được lựa chọn để tăng khả năng thích ứng. Quá trình vận hành theo mẻ cho phép điều chỉnh các giai đoạn phản ứng trong cùng một công trình dựa trên chất lượng nước đầu vào và yêu cầu xử lý.

Quy trình xử lý nước thải KCN Bắc Giang giai đoạn 2

Quy trình công nghệ chính của dự án:

Nước thải đầu vào → Bể điều hòa → Xử lý hóa lý → Xử lý sinh học bằng SBR nâng cao → Khử trùng → Nước sau xử lý.

Cấu hình này kết hợp khả năng ổn định dòng vào, xử lý các thành phần bằng phương pháp hóa lý và chuyển hóa chất ô nhiễm trong hệ sinh học theo chu kỳ.

Bể điều hòa tiếp nhận nước thải tập trung

Nước thải từ hệ thống thu gom của khu công nghiệp được dẫn về bể điều hòa. Công trình này có vai trò cân bằng lưu lượng và giảm mức độ biến động của các chỉ tiêu trước khi nước được chuyển sang các bước xử lý tiếp theo.

Đối với trạm xử lý nước thải KCN công suất 6.000 m³/ngày, bể điều hòa giúp:

• Hạn chế lưu lượng tăng đột ngột vào giờ cao điểm.
• Giảm chênh lệch nồng độ giữa các thời điểm tiếp nhận.
• Ổn định tải lượng cấp sang công đoạn hóa lý.
• Hạn chế sốc tải đối với hệ vi sinh trong bể SBR.
• Tạo điều kiện điều chỉnh chế độ vận hành theo chất lượng nước thực tế.

Khả năng điều hòa tốt có ý nghĩa đặc biệt đối với nước thải khu công nghiệp bởi thành phần dòng vào có thể thay đổi khi một nhà máy tăng sản lượng, vệ sinh dây chuyền hoặc tạm ngừng sản xuất.

Xử lý hóa lý trước công đoạn sinh học

Sau bể điều hòa, nước được đưa qua công đoạn xử lý hóa lý. Đây là bước tiền xử lý nhằm giảm các thành phần có thể tách bằng quá trình hóa học và vật lý trước khi nước đi vào hệ SBR.

Nước thải đầu vào của dự án có tổng photpho từ 30–50 mg/L, trong khi mục tiêu đầu ra được xác định dưới 3,24 mg/L. Công đoạn hóa lý phối hợp với quá trình sinh học giúp hệ thống kiểm soát TP và các thành phần khó xử lý hoàn toàn bằng vi sinh.

Bố trí hóa lý trước SBR còn giúp giảm áp lực lên hệ sinh học khi chất lượng nước đầu vào thay đổi. Hiệu quả thực tế của công đoạn này phụ thuộc vào đặc điểm nước thải, điều kiện phản ứng, khả năng tạo bông và chế độ tách cặn.

Xử lý sinh học bằng công nghệ SBR nâng cao

SBR là công nghệ bùn hoạt tính vận hành theo mẻ. Thay vì bố trí liên tục nhiều công trình riêng biệt, các giai đoạn phản ứng và tách nước có thể diễn ra tuần tự trong cùng một bể.

Về nguyên lý, một chu kỳ SBR thường gồm các pha tiếp nhận nước, phản ứng, lắng, thu nước sau xử lý và chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo. Thời gian và điều kiện của từng pha được thiết lập theo đặc điểm nước đầu vào cũng như yêu cầu đầu ra.

Tại dự án xử lý nước thải KCN Bắc Giang, SBR nâng cao được lựa chọn nhờ khả năng điều chỉnh linh hoạt trước sự biến động của nước thải tập trung. Công nghệ đảm nhận nhiệm vụ xử lý BOD₅, COD, amoni và tổng nitơ trước khi nước được khử trùng.

Xử lý BOD₅ và COD

BOD₅ đầu vào dao động từ 50–60 mg/L, còn COD từ 80–120 mg/L. Trong giai đoạn phản ứng, vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ trong nước để duy trì hoạt động và tạo sinh khối.

Nước sau xử lý được kiểm soát với BOD₅ dưới 24,3 mg/L và COD dưới 60,75 mg/L. Đây không phải các giá trị làm tròn thông thường mà đã tính đến hệ số nguồn tiếp nhận và hệ số lưu lượng áp dụng cho dự án.

Kiểm soát amoni và tổng nitơ

Amoni đầu vào từ 40–60 mg/L, trong khi TN dao động từ 60–80 mg/L. Mục tiêu đầu ra tương ứng là amoni dưới 4,05 mg/L và TN dưới 16,2 mg/L.

Để đạt các giá trị này, quá trình sinh học phải duy trì điều kiện phù hợp cho các nhóm vi sinh tham gia chuyển hóa nitơ. Chế độ vận hành theo chu kỳ tạo điều kiện điều chỉnh các pha phản ứng theo tải lượng thực tế.

Với tỷ lệ COD/N thấp, việc giám sát COD, amoni và TN tại nhiều vị trí trong hệ thống có vai trò quan trọng. Chỉ theo dõi nước đầu ra sẽ khó xác định sớm công đoạn nào đang suy giảm hiệu quả.

Lắng và thu nước trong bể SBR

Sau giai đoạn phản ứng, hệ thống chuyển sang pha lắng để tách bùn hoạt tính khỏi phần nước đã xử lý. Khi bùn lắng ổn định, nước phía trên được thu ra ngoài trước khi bể bắt đầu chu kỳ tiếp theo.

Quá trình phản ứng và lắng diễn ra theo trình tự giúp hệ thống giảm số lượng công trình tách riêng. Tuy nhiên, chất lượng bùn, khả năng lắng và cơ cấu thu nước cần được kiểm soát để hạn chế kéo theo bùn sang công đoạn khử trùng.

Vai trò của hệ thống cấp khí trong công nghệ SBR

Nhu cầu oxy của bể SBR thay đổi theo từng giai đoạn vận hành. Hệ thống cấp khí phải đáp ứng đủ oxy trong pha phản ứng, đồng thời có khả năng điều chỉnh phù hợp với chu kỳ.

Thiết bị cấp khí cần được lựa chọn dựa trên lưu lượng nước, tải lượng BOD₅, amoni, độ sâu bể, tổn thất áp lực và yêu cầu khuấy trộn. Không nên chọn máy chỉ dựa trên công suất điện hoặc lưu lượng khí danh định.

Các dòng thiết bị như máy thổi khí Tsurumi RSR-100 nằm trong nhóm sản phẩm Envitech cung cấp cho ứng dụng xử lý sinh học. Model thực tế cần được tính toán theo nhu cầu oxy và điều kiện vận hành của từng hệ thống, không mặc định theo công suất nước thải.

Khử trùng nước sau xử lý

Nước sau bể SBR được chuyển sang công đoạn khử trùng trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Mục tiêu của bước này là kiểm soát vi sinh vật còn lại và hoàn thiện chất lượng nước đầu ra.

Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào chất lượng nước đi vào, liều lượng tác nhân khử trùng và thời gian tiếp xúc. Nếu nước sau SBR còn kéo theo bùn hoặc chất rắn, hiệu quả của công đoạn khử trùng có thể bị ảnh hưởng.

Vì vậy, kiểm soát khả năng lắng bùn và thu nước trong bể SBR là điều kiện quan trọng để công đoạn cuối vận hành ổn định.

Giá trị của giải pháp SBR nâng cao

Công nghệ được lựa chọn mang lại hai giá trị chính cho trạm xử lý nước thải tập trung.

Thứ nhất, hệ thống có khả năng điều chỉnh theo sự biến động của nước thải từ các nhà máy trong KCN. Việc vận hành theo mẻ giúp các giai đoạn phản ứng có thể được tổ chức linh hoạt hơn so với một dây chuyền liên tục cố định.

Thứ hai, công nghệ giải quyết đồng thời các chỉ tiêu hữu cơ và dinh dưỡng, trong đó amoni, TN và TP là những thông số cần được kiểm soát chặt chẽ để đáp ứng Cột A với hệ số 0,9.

Dự án cũng cho thấy việc lựa chọn công nghệ cho trạm xử lý tập trung không thể chỉ dựa trên COD hoặc BOD₅. Tỷ lệ giữa chất hữu cơ và nitơ, mức độ biến động của nước thải, tải lượng TP và yêu cầu nguồn tiếp nhận đều phải được xem xét ngay từ bước thiết kế.

Giải pháp xử lý nước thải khu công nghiệp từ Công Thành – Envitech

Với hơn 28 năm hoạt động trong lĩnh vực môi trường và xử lý nước, Công Thành – Envitech cung cấp giải pháp trọn gói từ khảo sát, lấy mẫu, thiết kế công nghệ đến thi công, lắp đặt thiết bị, hiệu chỉnh và hỗ trợ vận hành.

Đối với hệ thống xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp, phương án công nghệ cần được xây dựng trên cơ sở ngành nghề thu hút đầu tư, lưu lượng theo từng giai đoạn, khả năng biến động của dòng vào và yêu cầu của nguồn tiếp nhận.

Doanh nghiệp có thể kết nối với Công Thành – Envitech thông qua dịch vụ thiết kế và thi công hệ thống xử lý nước thải để xây dựng phương án phù hợp cho công trình mới, dự án mở rộng hoặc hệ thống cần nâng cấp công suất.

Công Thành – Envitech hiện có ba chi nhánh tại TP.HCM, Hà Nội và Đà Nẵng, đồng thời triển khai dự án trên toàn quốc và tại các thị trường nước ngoài như Thái Lan, Lào, Campuchia. Đội ngũ kỹ thuật sẵn sàng đồng hành cùng chủ đầu tư từ bước đánh giá dữ liệu đầu vào đến vận hành ổn định hệ thống sau khi bàn giao.