Giải pháp quy trình xử lý nước thải sản xuất xi măng hiệu quả

Ngành công nghiệp sản xuất xi măng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế, nhưng đồng thời cũng tạo ra một lượng lớn nước thải gây ô nhiễm môi trường. Việc xử lý nước thải sản xuất xi măng hiệu quả là vô cùng cấp thiết để bảo vệ nguồn nước và hệ sinh thái. Bài viết này cung cấp một cái nhìn toàn diện về vấn đề này, từ đặc điểm nước thải, các công nghệ xử lý đến hệ thống xử lý hoàn chỉnh và các quy định pháp luật liên quan.

Nguồn gốc và thành phần nước thải sản xuất xi măng

Nước thải trong quá trình sản xuất xi măng phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau:

• Nước thải từ quá trình sản xuất clinker: Quá trình nung clinker tạo ra một lượng nước thải chứa nhiều bụi xi măng, cặn lơ lửng và các khoáng chất.
• Nước thải từ quá trình nghiền xi măng: Quá trình nghiền xi măng cũng sinh ra nước thải chứa bụi xi măng và các hạt mài mòn.
• Nước thải từ quá trình làm nguội clinker: Nước được sử dụng để làm nguội clinker sau khi nung có thể bị nhiễm bụi và các chất khoáng.
• Nước thải từ quá trình vệ sinh thiết bị: Vệ sinh máy móc, thiết bị sản xuất cũng tạo ra nước thải chứa dầu mỡ, bụi bẩn và các hóa chất tẩy rửa.
• Nước thải sinh hoạt trong nhà máy xi măng: Nước thải từ khu vực vệ sinh, nhà ăn, văn phòng cũng cần được xử lý trước khi thải ra môi trường.

Ưu và nhược điểm của xử lý nước thải nhà máy sản xuất xi măng

Ưu điểm

• Quá trình vận hành đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu thấp.
• Đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải cao.
• Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng đầu ra.
• Nồng độ bùn vi sinh cao, giảm thiểu sự cố và tình trạng bùn nổi thường gặp ở các bể truyền thống.
• Bùn vi sinh có thể tái sử dụng làm phân bón cho cây trồng.

Nhược điểm

• Tiêu thụ năng lượng lớn: Quá trình xử lý nước thải yêu cầu nhiều năng lượng, dẫn đến tăng chi phí vận hành.
• Hạn chế với các chất độc hại: Công nghệ này không thể xử lý triệt để các chất độc hại trong nước thải như kim loại nặng, thuốc trừ sâu và các hợp chất hóa học.

Quy trình xử lý nước thải sản xuất xi măng đạt chuẩn

Xử lý sơ bộ

Nước thải từ quá trình sản xuất xi măng được thu gom qua hệ thống đường ống dẫn. Trước khi đến bể gom, nước thải đi qua hệ thống song chắn rác để loại bỏ các rác thải và cặn thô. Điều này giúp hạn chế tắc nghẽn trong đường ống, đảm bảo hiệu quả cho các bước xử lý tiếp theo. Đối với nguồn thải chứa dầu mỡ, nước thải được đưa qua bể tách mỡ nhằm loại bỏ các tạp chất dầu mỡ trước khi chảy về bể gom. Tại đây, nước thải được bơm sang bể điều hòa.

Bể điều hòa

Bể điều hòa có nhiệm vụ cân bằng lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải, đồng thời giảm một phần BOD và COD. Máy thổi khí được lắp đặt trong bể để cung cấp khí liên tục, giúp khuấy trộn nước thải, ngăn mùi hôi phát sinh. Sau khi ổn định trong bể điều hòa, nước thải được bơm sang bể keo tụ tạo bông.

Bể keo tụ tạo bông

– Nước thải từ bể điều hòa được bơm vào ngăn khuấy trộn, nơi hóa chất keo tụ và hóa chất điều chỉnh pH được thêm vào với liều lượng phù hợp. Motor cánh khuấy hoạt động ở tốc độ cao giúp trộn đều hóa chất với nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình keo tụ.

– Tiếp theo, nước thải chảy vào ngăn tạo bông. Hệ thống châm hóa chất sẽ thêm polymer để hỗ trợ quá trình keo tụ hiệu quả hơn. Motor cánh khuấy tại đây được điều chỉnh với tốc độ phù hợp để duy trì và phát triển các bông cặn, đồng thời hạn chế tình trạng bông bị vỡ.

– Nước thải sau đó được bơm đến bể lắng 1.

Bể lắng 1

Bể lắng 1 có nhiệm vụ lắng và tách bông bùn ra khỏi nước thải nhờ lực trọng trường. Phần nước trong, sau khi tách bùn, sẽ tự động chảy sang bể Anoxic, trong khi bùn thải được chuyển về bể chứa bùn.

Bể Anoxic

Tại bể Anoxic, hai quá trình xử lý quan trọng là quá trình khử nitrat (nitrat hóa) và chuyển hóa phốt pho (photphorin hóa) diễn ra.

Nitrat hóa

Quá trình nitrat hóa diễn ra trong điều kiện thiếu khí, tạo môi trường thuận lợi để các vi sinh vật khử nitrat và nitrit trong nước thải, giải phóng khí Nitơ ra ngoài không khí.

Photphorin hóa

Dựa trên sự hoạt động của vi khuẩn Acinetobacter, quá trình photphorin hóa giúp chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa phốt pho thành các chất mới.

Để đạt hiệu quả xử lý sinh học trong môi trường thiếu khí, hệ thống cần được trang bị máy khuấy với tốc độ phù hợp. Máy khuấy này tạo điều kiện lý tưởng cho sự phát triển của vi sinh vật thiếu khí bằng cách duy trì môi trường thiếu oxy. Sau quá trình xử lý tại bể Anoxic, nước thải tiếp tục được chuyển sang bể Aerotank.

Bể Aerotank

Máy thổi khí vận hành liên tục 24/24 giờ để cung cấp oxy và đảm bảo phân phối khí đồng đều trong bể. Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng, giúp chúng phát triển và sinh trưởng. Quá trình này phân hủy các chất hữu cơ thành CO2 và H2O, làm giảm đáng kể hàm lượng ô nhiễm trong nước thải.

Bể lắng 2

Nước thải sau khi qua xử lý tại bể Aerotank sẽ được dẫn vào bể lắng 2 để lắng đọng bùn sinh học. Một phần bùn lắng được tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm duy trì mật độ vi sinh vật cần thiết. Bùn dư sẽ được chuyển sang bể chứa bùn để xử lý. Nước đã trong sẽ tiếp tục chảy qua bể khử trùng.

Bể khử trùng

Hệ thống sử dụng bơm định lượng để đưa hóa chất khử trùng (clorin) vào bể. Clorin có tính oxy hóa mạnh, phá hủy lớp vỏ tế bào của vi sinh vật và ngăn chặn các phản ứng trao đổi chất của chúng, dẫn đến tiêu diệt vi sinh vật trong nước thải. Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT trước khi được xả ra môi trường.

Bể chứa bùn

Bùn từ bể lắng 1, bể lắng 2 và bể lắng 3 sẽ được tập trung tại bể chứa bùn. Từ đây, bùn sẽ được bơm qua máy ép bùn khung bản để loại bỏ nước, tạo thành bùn khô. Bùn khô được lưu trữ tạm thời tại khu vực chứa bùn và sau đó được cơ quan chức năng thu gom, xử lý theo quy định hiện hành.

Kết luận

Việc xử lý nước thải sản xuất xi măng là trách nhiệm của mỗi doanh nghiệp nhằm bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Việc áp dụng các công nghệ xử lý tiên tiến và tuân thủ các quy định pháp luật là điều kiện tiên quyết để đạt được mục tiêu này.