Thiết kế hệ thống xử lý nước thải hộ kinh doanh sản xuất chất tẩy rửa có nguồn gốc tự nhiên là yêu cầu quan trọng nhằm kiểm soát các thành phần ô nhiễm phát sinh trong quá trình phối trộn nguyên liệu, vệ sinh thiết bị, rửa dụng cụ và vệ sinh khu vực sản xuất. Mặc dù sản phẩm được sản xuất từ các nguyên liệu có nguồn gốc tự nhiên, nước thải vẫn có thể chứa hàm lượng chất hữu cơ, chất hoạt động bề mặt, chất rắn lơ lửng và các thành phần làm thay đổi pH.
Đối với các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ, việc lựa chọn công nghệ phù hợp cần ưu tiên hệ thống nhỏ gọn, vận hành đơn giản, chi phí đầu tư hợp lý và có khả năng xử lý ổn định.
Nước thải sản xuất chất tẩy rửa có nguồn gốc tự nhiên phát sinh từ đâu?
Nguồn nước thải của cơ sở chủ yếu phát sinh từ:
- Nước vệ sinh nồi chiết xuất 200 L.
- Nước vệ sinh thùng/bồn chứa và dụng cụ phối trộn.
- Nước vệ sinh khu vực sản xuất và sàn.
- Nước thải sinh hoạt của 02 người lao động.
- Một lượng nhỏ sản phẩm, nguyên liệu hoặc dịch chiết bị rơi vãi, tồn dư trong quá trình vệ sinh thiết bị.
Thông tin nguồn nước cần xử lý cho hộ kinh doanh
Loại hình: Cơ sở sản xuất sản phẩm tẩy rửa, chăm sóc gia dụng có nguồn gốc tự nhiên.
Sản phẩm chính:
- Xà phòng hữu cơ từ nguyên liệu bưởi, chanh và các nguyên liệu tự nhiên.
- Nước rửa chén/bát nguồn gốc chanh.
- Nước xả vải nguồn gốc tự nhiên.
- Các sản phẩm chiết xuất thực vật và sản phẩm tẩy rửa quy mô nhỏ.
Quy mô sản xuất:
- Nồi chiết xuất: 200 L/mẻ.
- Số mẻ tối đa: 02 mẻ/ngày.
- Lượng sản phẩm/dịch chiết tối đa theo công đoạn chiết xuất: khoảng 400 L/ngày.
- Nhân công thường xuyên: 02 người.
Nước thải không phát sinh liên tục với lưu lượng lớn mà có tính chất gián đoạn, theo mẻ sản xuất và vệ sinh thiết bị.
Do sử dụng nguyên liệu bưởi, chanh và các thành phần có nguồn gốc tự nhiên, nước thải có khả năng chứa chất hữu cơ, các chất chiết xuất thực vật, tinh dầu và chất hoạt động bề mặt từ quá trình sản xuất nước rửa chén/nước xả vải.
Ngoài ra, nước rửa thiết bị có thể có pH và nồng độ chất ô nhiễm biến động theo từng thời điểm, do đó cần có công đoạn thu gom và điều hòa trước xử lý sinh học.
Đánh giá sơ bộ lưu lượng nước thải cần xử lý
Với quy mô chỉ 02 lao động và sản lượng tối đa khoảng 400 L sản phẩm/dịch chiết mỗi ngày, lưu lượng nước thải dự kiến không lớn.
Tuy nhiên, lượng nước sử dụng cho vệ sinh nồi chiết xuất, thùng chứa và khu vực sản xuất cần được xác nhận trong quá trình vận hành thực tế.
Trên cơ sở quy mô sản xuất hiện tại, đề xuất lựa chọn:
Công suất hệ thống xử lý nước thải 2 m³/ngày đêm
Công suất này tạo dư địa nhất định cho lượng nước thải phát sinh trong quá trình vệ sinh thiết bị và sinh hoạt.
Trong giai đoạn vận hành ban đầu, cần theo dõi lượng nước cấp và nước thải thực tế để hiệu chỉnh chế độ bơm và tải cho hệ thống.
Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải
Phương án công nghệ đề xuất:
NƯỚC THẢI
HỐ GOM + ĐIỀU HÒA
Bơm chìm
MÔ-ĐUN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
↓ĐIỀU CHỈNH pH / KEO TỤ – TẠO BÔNG KHI CẦN
MBBR HIẾU KHÍ
LẮNG SINH HỌC
KHỬ TRÙNG
NƯỚC SAU XỬ LÝ
Nguyên lý từng công đoạn xử lý nước thải
Hố gom + điều hòa
Nước thải từ khu vực sản xuất được thu gom về hố gom.
Hố gom được thiết kế kết hợp chức năng điều hòa nhằm:
- Thu gom nước thải phát sinh không liên tục.
- Giảm biến động lưu lượng.
- Hạn chế hiện tượng nước rửa nồi/thùng có nồng độ cao đi trực tiếp vào bể sinh học.
- Tạo điều kiện cho bơm nước thải cấp vào mô-đun theo lưu lượng tương đối ổn định.
Dung tích đề xuất Khoảng 1,0–1,5 m³ hữu ích.
Có thể tận dụng hố gom hiện hữu nếu kích thước và kết cấu đáp ứng yêu cầu.
Trong trường hợp xây mới, ưu tiên bố trí hố gom có đáy thu nước về vị trí bơm.
Mô-đun XLNT
Đề xuất sử dụng mô-đun dạng trụ đứng:
- Đường kính: 1,2 m
- Chiều dài/chiều cao thân bồn: 2,0 m
- Thể tích hình học khoảng: 2,26 m³
Mô-đun được chế tạo bằng vật liệu phù hợp với môi trường nước thải, ưu tiên composite FRP hoặc vật liệu có khả năng chống ăn mòn hóa chất.
Mô-đun được đặt trên khung thép hộp cao khoảng 1,2 m.
Bố trí các ngăn trong mô-đun xử lý nước thải
Mô-đun được chia thành các vùng xử lý chính:
Ngăn 1 – Điều chỉnh pH/keo tụ – tạo bông
Tiếp nhận nước từ hố gom.
Tại đây có thể bố trí:
- Điểm châm hóa chất điều chỉnh pH.
- PAC khi cần thiết.
- Polymer khi cần thiết.
Không nhất thiết phải vận hành hóa lý liên tục. Việc châm hóa chất sẽ được điều chỉnh dựa trên chất lượng nước thải thực tế.
Ngăn 2 – MBBR hiếu khí
Đây là công đoạn xử lý sinh học chính.
Sử dụng giá thể vi sinh MBBR để tăng mật độ vi sinh trong bể và giảm diện tích xây dựng.
Không khí được cấp bằng blower thông qua hệ thống phân phối khí đáy.
Mục đích:
- Phân hủy chất hữu cơ.
- Giảm BOD/COD.
- Hỗ trợ xử lý các thành phần hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học.
- Ổn định chất lượng nước trước công đoạn lắng.
Ngăn 3 – Lắng sinh học
Tách bùn vi sinh ra khỏi nước sau MBBR.
Bùn lắng được thu gom định kỳ.
Ngăn 4 – Khử trùng
Nước sau lắng được khử trùng trước khi xả.
Có thể sử dụng:
- NaOCl dạng dung dịch; hoặc Clo
- Hóa chất khử trùng phù hợp theo yêu cầu vận hành.
Khung thép đỡ mô-đun xử lý nước thải
Mô-đun được đặt trên khung thép hộp với cao độ khoảng: 1,2 m so với nền.
Khung cần được tính toán chịu được:
- Khối lượng bản thân mô-đun.
- Khối lượng nước trong mô-đun.
- Tải trọng thiết bị và đường ống.
- Tải trọng khi vận hành và bảo trì.
Với mô-đun chứa khoảng 2 m³ nước, riêng tải trọng nước đã khoảng 2 tấn, do đó khung thép không được thiết kế theo tải trọng của bồn rỗng mà phải tính theo trạng thái đầy nước + hệ số an toàn.
Khuyến nghị bố trí chân khung có bản mã và neo chắc chắn xuống nền bê tông.
Bố trí thiết bị xử lý nước thải
Hệ thống dự kiến sử dụng:
Thiết bị chính
01 bơm chìm nước thải
- Đặt trong hố gom/điều hòa.
- Có phao điều khiển.
- Bơm nước từ hố gom lên mô-đun.
01 blower
- Cấp khí cho ngăn MBBR.
- Có thể điều khiển bằng timer.
01 - 02 bơm định lượng
Tùy kết quả khảo sát nước thải:
- Bơm điều chỉnh pH.
- Bơm PAC/polymer hoặc hóa chất xử lý khác nếu cần.
01 hệ thống khử trùng
Có thể sử dụng bơm định lượng hóa chất hoặc thiết bị châm phù hợp.
Ưu điểm của phương án xử lý nước thải modun công nghệ MBBR
Phương án trên có các ưu điểm:
-
Ít bơm
Toàn hệ thống chỉ cần 01 bơm nước thải chính từ hố gom lên mô-đun.
Không cần:
Hố gom → bơm → bồn điều hòa → bơm → mô-đun.
Điều này giúp giảm:
- Chi phí thiết bị.
- Chi phí điện.
- Hỏng hóc.
- Công việc bảo trì.
-
Phù hợp với cơ sở quy mô nhỏ
Sản lượng chỉ khoảng 400 L/ngày và 02 lao động nên không cần xây dựng hệ thống XLNT lớn và phức tạp.
-
Tiết kiệm diện tích
Mô-đun đứng Ø1,2 m × 2,0 m chiếm diện tích mặt bằng nhỏ.
Các thông số cần khảo sát bổ sung trước khi chế tạo modun XLNT
Trước khi chế tạo chính thức cần xác định:
- Lượng nước cấp thực tế/ngày.
- Lượng nước sử dụng để rửa nồi 200 L.
- Lượng nước rửa thùng/bồn.
- Tần suất vệ sinh thiết bị.
- Lượng nước vệ sinh sàn.
- Lượng nước thải sinh hoạt.
- pH.
- COD.
- BOD₅.
- TSS.
- Dầu mỡ.
- Chất hoạt động bề mặt.
- Nitơ, amoni nếu có yêu cầu kiểm soát.
- Màu và các thành phần đặc thù trong sản phẩm.
Đặc biệt cần lấy mẫu nước rửa nồi và nước rửa bồn phối trộn nếu có thể, vì đây có thể là dòng nước có tải ô nhiễm cao nhất.
Kiến nghị vận hành hệ thống xử lý nước thải
Do nước thải phát sinh theo mẻ, không nên để nước rửa nồi hoặc nước rửa bồn có nồng độ cao đi trực tiếp vào MBBR.
Nên thực hiện:
Nước rửa thiết bị → hố gom/điều hòa → bơm cấp từ từ → MBBR
Bơm cấp có thể điều khiển bằng phao kết hợp timer để duy trì lưu lượng tương đối ổn định.
Trong giai đoạn đầu vận hành, cần theo dõi:
- pH.
- COD.
- NH₄⁺.
- TSS.
- DO.
Từ kết quả thực tế sẽ điều chỉnh thời gian chạy bơm, thời gian sục khí và liều lượng hóa chất.
Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải chất tẩy rửa cho hộ kinh doanh
Căn cứ vào quy mô sản xuất hiện tại của cơ sở, với:
- 02 lao động;
- Nồi chiết xuất 200 L/mẻ;
- Tối đa 02 mẻ/ngày;
- Sản lượng dịch chiết tối đa khoảng 400 L/ngày;
- Có phát sinh nước rửa nồi, rửa thùng và vệ sinh khu vực sản xuất;
>>> đề xuất lựa chọn hệ thống xử lý nước thải công suất 2 m³/ngày đêm.
Phương án kết cấu:
Hố gom + điều hòa 1–1,5 m³ → 01 bơm chìm → mô-đun XLNT Ø1,2 × 2,0 m → xả.
Mô-đun được đặt trên khung thép cao khoảng 1,2 m, giúp tiết kiệm diện tích và thuận tiện bố trí thiết bị.
Công nghệ xử lý chính:
Điều hòa → điều chỉnh pH/hóa lý khi cần → MBBR hiếu khí → lắng → khử trùng.
Phương án này ưu tiên đơn giản, ít thiết bị, ít bơm, diện tích nhỏ và dễ chế tạo thành mô-đun XLNT tiêu chuẩn.
Kích thước và thể tích từng ngăn xử lý cần được chốt lại sau khi có số liệu lưu lượng và chất lượng nước thải thực tế.