Phương pháp xử lý bùn Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn

D

IỄ N

Đ

Ơ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

CHƯƠNG 1 ...................................................................................................... 2 TỔNG QUAN VỀ BÙN THẢI......................................................................... 2 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................... 2 1.2 ĐẶC TÍNH CỦA BÙN THẢI................................................................... 2 1.2.1 Khái niệm ........................................................................................... 3 1.2.2 Thành phần bùn thải ........................................................................... 3 1.3 NGUỒN GỐC PHÁT SINH ..................................................................... 3 CHƯƠNG 2 ...................................................................................................... 7 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN .............................................................. 7 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN ....................................................... 7 2.1.1 Lược bỏ các tạp chất khô .................................................................... 7 2.1.2 Làm đặc .............................................................................................. 7 2.1.3 Tách nước ........................................................................................... 7 2.1.4 Tạo điều kiện thích hợp ...................................................................... 8 2.1.5 Ổn định bùn cặn.................................................................................. 8 2.2 ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ ĐỂ XỬ LÝ BÙN....... 11 2.2.1 Các giai đoạn lên men kỵ khí ............................................................ 11 2.2.2 Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học kỵ khí............................. 13 2.2.3 Vi sinh vật trong quá trình lên men kỵ khí ........................................ 13 2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men kỵ khí.......................... 14 CHƯƠNG 3 .................................................................................................... 17 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN......................................................... 17 3.1 BỂ TỰ HOẠI .......................................................................................... 17 3.1.1 Cấu tạo ............................................................................................. 17 3.1.2 Nguyên tắc hoạt động ...................................................................... 17 3.2 BỂ LẮNG HAI VỎ................................................................................. 18 3.2.1 Cấu tạo ............................................................................................. 18 3.2.2 Nguyên lý hoạt động ......................................................................... 18 3. 3 BỂ MÊTAN - BIOGAS.......................................................................... 19 3.3.1 Cấu tạo ............................................................................................. 19 3.3.2 Nguyên tắc hoạt động ....................................................................... 20 3.4 BỂ NÉN BÙN DÒNG CHẢY NGƯỢC (UASB).................................... 19 3.4.1 Cấu tạo ............................................................................................. 21 3.4.2 Nguyên lý hoạt động ......................................................................... 21 3.5 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ KHÁC ...................................................... 21 3.5.1 Bể nén bùn ........................................................................................ 21 3.5.2 Thiết bị lọc ép bùn ............................................................................ 21 3.5.3 Thiết bị lọc chân không..................................................................... 22 3.5.4 Sân phơi bùn ..................................................................................... 22 3.5.5 Thiết bị sấy khô bùn ......................................................................... 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 24

N

MỤC LỤC

1

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÙN THẢI

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

Ngày nay cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đã đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế đưa nước ta từ nước kém phát triển lên nước đang phát triển. Song mặt trái của nó đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi trường cụ thể là làm suy giảm, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, suy thoái và ô nhiễm môi trường. Trong đó ô nhiễm nguồn tài nguyên nước đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu và nguyên nhân chủ yếu là nước thải chưa được xử lý hoặc xử lý không triệt để trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống, sức khỏe của con người.

Do đó, các công nghệ xử lý nước thải đô thị và công nghiệp ngày càng được hoàn thiện và áp dụng một cách rộng rãi để đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế phải đi đôi với bảo vệ môi trường.

N

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

TR ẦN

H Ư

N

G

Cùng với quá trình xử lý này lại tạo ra hai sản phẩm: nước sạch và chất huyền phù trong nước được xem như bùn thải. Bùn thải phát sinh từ quá trình xử lý nước thải phải được ưu tiên xử lý trước khi thải bỏ để giảm mùi hôi thối, giảm thiểu mầm bệnh và giảm độ ẩm để thuận lợi cho việc vận chuyển sử dụng và thải bỏ bùn cặn.

Í-

H

Ó

A

10 00

B

Việc xử lý bùn thải hiện nay cũng mang lại lợi ích kinh tế và môi trường do bùn thải có chứa một lượng đáng kể các chất hữu cơ cũng như nguyên tố vô cơ có giá trị như một nguồn tài nguyên. Nếu được xử lý thích hợp có thể sử dụng hiệu quả như phân bón, chất bổ sung cho đất hoặc những sản phẩm có ích khác… Tuy nhiên, quá trình xử lý bùn thải sẽ gặp không ít trở ngại do lượng bùn thải sẽ rất lớn, thành phần khác nhau, độ ẩm cao, giá thành xử lý bùn thải trong công nghệ xử lý nước thải là tốn kém nhất nhưng không thể không thực hiện.

ÀN

TO

ÁN

-L

Trong chuyên đề của nhóm thực hiện: “ Các phương pháp xử lý bùn” sẽ hệ thống lại một cách chi tiết các phương pháp được dùng để xử lý bùn. Trong đó, đặc biệt chú trọng đến phương pháp ổn định bùn cặn về mặt phân hủy sinh học kỵ khí. Và một số công trình chính xử lý bùn cặn đặc biệt là bể mê tan được xem là công trình xử lý bùn hiệu quả nhất hiện nay. Chuyên đề sẽ được trình bày qua các mục như sau:

D

IỄ N

Đ

- Tổng quan về bùn cặn trong nước thải

- Tổng quan về phương pháp xử lý bùn cặn: - Các công trình xử lý bùn cặn 1.2 ĐẶC TÍNH CỦA BÙN THẢI Đặc tính của bùn thải sinh ra từ các nguồn sơ cấp, thứ cấp cung cấp thông tin cơ bản về tính chất của chúng thể hiện qua các thông số vật lý, hóa học và 2

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn sinh học làm tiền đề quan trọng cho việc lựa chọn phương pháp xử lý và quản lý bùn thải.

N

H

1.2.2 Thành phần bùn thải

Ơ

Bùn thải: là các loại bùn cặn sinh ra trong quá trình vận hành nhà máy xử lý nước thải.

N

1.2.1 Khái niệm

.Q

U Y

Thành phần bùn thải phụ thuộc chủ yếu vào công trình xử lý và công nghệ xử lý tương ứng.

TP

Thành phần bùn thải gồm: - Màng vi sinh vật/Bùn hoạt tính dư ở bể lắng đợt II

ẠO

- Cặn tươi từ bể lắng đợt I

N

G

Đ

- Rác nghiền nhỏ: lượng rác được nghiền nhỏ hoặc xử lý với cặn hoặc trở lại song chắn rác.

H Ư

- Các loại cặn ở bể tiếp xúc, cặn này không xử lý chung mà đem ra sân phơi bùn, nén cặn…

TR ẦN

- Các lắng từ quá trình keo tụ – khử màu,…

10 00

B

- Các chất cặn hữu cơ chiếm từ 60-80% chất hữu cơ cặn tổng cộng. Thành phần hóa học của cặn trong nước thải được trình bày qua bảng 1 theo đơn vị tính là %.

A

Bảng 1. Thành phần hóa học của cặn trong nước thải (%) N

P2O5

K2O

Chất béo

72-90

2-3

0,6-1,7

0,2

14-17

65-75

3,4

2,3

0,4

2,6

4-7

4.106 – 3.107

65-75

5,5

3,1

-

6

-

-

Chất không tro

-L

1. Cặn tươi

Í-

H

Ó

Loại cặn

TO

ÁN

2. Bùn hoạt tính

E.coli

20-30 107 – 108

D

IỄ N

Đ

ÀN

3. Màng vi sinh

HC

1.3 NGUỒN GỐC PHÁT SINH

Qúa trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp đều sản sinh ra các loại bùn cặn khác nhau: - Bùn cặn vật lý: phát sinh từ bể lắng cát gồm các chất vô cơ chủ yếu là cát, thủy tinh…và thường được làm ráo nước ở sân phơi cát hoặc thiết bị làm ráo nước để đạt độ ẩm thích hợp trước khi vận chuyển đến nơi cần thiết.

3

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

- Bùn cặn sinh học: phát sinh từ bể lắng thứ cấp loại bùn này được tạo thành từ các bể lắng thứ cấp (bể lắng đợt 2). Trong trường hợp bể lắng thứ cấp đi sau bể bùn hoạt tính (bể arotank) thì bùn cặn ở đây được gọi là bùn hoạt tính.

Loại bùn này chứa từ 0,5-2% chất rắn, có độ ẩm khá cao đến 99,9%. Trong trường hợp đi sau bể lọc sinh học thì bùn cặn ở đây được gọi là màng sinh học (hay màng vi sinh vật) có chứa đến 5% chất rắn và độ ẩm vào khoảng 94-96%.

N

- Bùn cặn hóa lý: phát sinh từ bể lắng sơ cấp loại bùn này được tạo thành từ bể lắng thứ cấp (bể lắng đợt 1) thường được gọi là cặn tươi (hay bùn tươi) gồm chủ yếu là các chất hữu cơ. Loại bùn này chứa từ 3-8% chất rắn, có độ ẩm từ 9395%. Cặn tươi dễ bị phân hủy sinh học, gây mùi hôi thối đặc trưng, cần thiết phải xử lý chúng.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

- Ngoài ra còn có thể có các loại bùn cặn khác như: bùn từ bể tiếp xúc khử trùng, bùn cặn từ quá trình xử lý bậc cao sau khi xử lý thứ cấp bằng quá trình keo tụ tạo bông và lắng.

4

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN

N

H

Ơ

Các phương pháp xử lý bùn cặn được trình bày tóm tắt qua sơ đồ minh họa ở hình 1.

N

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN

Tạo điều kiện thích hợp

Loại bỏ nước

.Q

Ổn định (Phân hủy yếm khí, hiếu khí,compost)

Bãi chôn lấp hợp vệ sinh

TP

Loại bỏ nước

Vùi vào đất

H Ư

N

G

Đ

ẠO

Tạo điều kiện thích hợp

TR ẦN

Bùn

Cô đặc bùn (Trọng lực, ly tâm, tuyển nổi)

U Y

Giảm thể tích

B

Hình 1.Các phương pháp xử lý bùn cặn

10 00

2.1.1 Lược bỏ các tạp chất khô

H

2.1.2 Làm đặc

Ó

A

Bùn cặn khô được lược bỏ các tạp chất thô để tránh gây tắc nghẽn đường ống và máy bơm làm cản trở các công tác quản lý vận hành.

ÁN

-L

Í-

Làm cô đặc bùn hay nén bùn với mục đích là tăng nồng độ chất rắn của bùn (đối với bùn sơ cấp sau khi nén có thể tăng nồng độ chất rắn lên đến 12%), đồng thời làm giảm độ ẩm. Bể nén bùn có hình dạng như bể lắng, tuyển nổi và ly tâm.

ÀN

TO

Qúa trình làm cô đặc bùn sẽ giảm chi phí vận chuyển bùn đến các công trình xử lý bùn cặn.

D

IỄ N

Đ

2.1.3 Tách nước

Tách nước hay loại bỏ nước trong bùn bằng các biện pháp như: lọc ép cơ giới hay sử dụng sân phơi bùn. Trong đó, phương pháp lọc ép là phổ biến nhất và thiết bị lọc ép sử dụng màng lọc hay vải lọc.

Phương pháp lọc ép có thể đưa hàm lượng chất rắn lên đến 20-40% tùy thuộc vào loại bùn và thiết bị lọc ép.

Nước thu được từ quá trình lọc ép có BOD cao phải được hoàn lưu lại nhà máy xử lý nước thải để xử lý.

7

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn

N

Bùn cũng có thể được bơm lên sân phơi bùn để phơi và hàm lượng chất rắn sau khi phơi có thể đạt 40% trong thời gian 10-60 ngày. Sân phơi bùn thường được sử dụng cho nhà máy xử lý nước thải có công suất nhỏ và mặt bằng rộng cho phép phơi bùn. Bùn sau khi được làm ráo nước sẽ được thu lại bằng các thiết bị cơ giới hay thủ công.

H

Ơ

2.1.4 Tạo điều kiện thích hợp

ẠO

TP

.Q

U Y

N

Đây là công đoạn giúp cho quá trình tách chất rắn ra khỏi hỗn hợp tốt hơn, ở công đoạn này nhiệt hoặc muối vô cơ (nhôm, sắt, vôi) hay các chất hữu cơ cao phân tử (polyelectrolyte) sẽ được sử dụng. Đối với biện pháp gia nhiệt sẽ được thực hiện ở điều kiện áp suất 1000-2000 kPa với nhiệt độ 175-2300C, phương pháp này giúp làm giảm ái lực của bùn với nước, do đó hỗ trợ cho việc loại nước ra khỏi bùn một cách dễ dảng hơn.

Đ

2.1.5 Ổn định bùn cặn

H Ư

N

G

Sự phân hủy bùn thải sinh ra từ những quá trình xử lý nước thải đã được thực hiện trong nhiều năm như một cách thức ổn định, giảm thiểu thể tích và giảm mầm bệnh.

TR ẦN

Mục đích của việc ổn định bùn cặn là phân hủy thành phần hữu cơ của bùn cặn nhằm làm giảm khối lượng và tạo ra sản phẩm ít có mùi, an toàn đối với cộng đồng.

10 00

B

Các phương pháp ổn định bùn bao gồm: phân hủy kỵ khí, phân hủy hiếu khí, ủ phân compost, ổn định bằng vôi và xử lý nhiệt.

2.1.5.1 Phân hủy kỵ khí

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Qúa trình phân hủy kỵ khí phải được thực hiện trong bể phản ứng được bịt kín, cách ly với khí quyển. Các bể phân hủy kỵ khí thường là hệ thống hai bậc với bể hình trụ được bao phủ bê tông có đáy hình côn. Bùn thải thường được bơm vào bể ở bậc đầu tiên, nơi những thành phần được xáo trộn và hầu như đã xảy ra sự phân hủy. Bùn dịch chuyển tràn vào bể ở bậc thứ hai nơi bùn được nén bởi bể lắng và sau đó được lấy ra để thải bỏ.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Qúa trình phân hủy kỵ khí có thể được mô tả như một quá trình nhiều giai đoạn. Các vi sinh vật phá vỡ nhiều loại chất hữu cơ khác nhau thành những chất hữu cơ đơn giản hơn với khả năng chuyển hóa tốt hơn bởi các loại vi sinh vật khác nhau đến mức chỉ còn lại những thành phần hữu cơ đơn giản hơn như: CO2, H2O, CH4 và H2S.

Trong giai đoạn đầu tiên, bùn thải được cấu tạo từ những chất hữu cơ phức tạp, các chất béo, lignin, protein và xenlulo bị phá vỡ thành những axit hữu cơ, alcohol, amonia và cacbon dioxit.

Những sản phẩm ở giai đoạn đầu tiên bị phá vỡ thành hydro, cacbon dioxit và những axit hữu cơ khối lượng phân tử thấp trong suốt giai đoạn hai.

8

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn Những vi sinh vật đảm nhiệm chức năng chuyển hóa này được xem như các dạng có tính axit.

Cuối cùng các acetat, cacbon dioxit và hydro được chuyển hóa thành metan, cacbon dioxit và nước.

1%-5%

Nitơ amoni

1%-3%

Tổng Photpho

1,5%-5%

Tổng Kali

0,2%-0,8%

Ơ

Nitơ hữu cơ

H

Khoảng giá trị

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

Thành phần

N

Bảng 2. Thành phần cơ bản của bùn thải kỵ khí

N

G

(Quản lý và xử lý bùn thải- Nguyễn Tấn Phong)

H Ư

2.1.5.2 Phân hủy hiếu khí

10 00

B

TR ẦN

Phân hủy hiếu khí là việc sục không khí hay oxy vào trong các bể chứa bùn, các bể này có độ sâu khoảng 3-6m. Người ta phải duy trì nồng độ oxy hòa tan trong bể cao hơn 1mg/l để tránh tạo thành mùi hôi. Thời gian lưu tồn vi khuẩn trong bể là 12-60 ngày tùy theo nhiệt độ. Các điều kiện ưu thế trong bể cũng thúc đẩy quá trình nitrat hóa.

H

Ó

A

Sự phân hủy hiếu khí bùn thải có nguồn gốc từ các quá trình sinh học như bùn hoạt tính chủ yếu là quá trình các vi sinh vật tiêu thụ chính chất nguyên sinh của chúng. Khi bùn thải từ bể lắng sơ cấp được đưa vào, vật chất hữu cơ được oxy hóa đầu tiên tạo nên sự phát triển của những tế bào mới. Các vi sinh vật bị oxy hóa thành H2O, CO2 và NH3:

-L

Í-

C5H7NO2 (tế bào) + 5O2 = 5CO2 + 2H2O + NH3

TO

ÁN

Các vi sinh vật sẽ phân hủy hiếu khí các chất nền hữu cơ và làm giảm lượng chất rắn bay hơi trong bùn khoảng 40-50%. Bùn sau khi ổn định được cho lắng, phần nước trong ở trên mặt được hoàn lưu về đầu hệ thống xử lý nước thải để được xử lý vì chúng chứa nhiều hợp chất hữu cơ.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Để quá trình phân hủy hiếu khí bùn đạt hiệu quả cao, người ta thường cung cấp nhiệt tự động. Qúa trình này sẽ giải phóng nhiệt do các năng lượng tự do được phóng thích. Hầu hết nhiệt tạo ra trong quá trình oxy hóa bị thất thoát do quá trình thông khí bùn, để đảm bảo được chế độ tự cấp nhiệt cần cung cấp đủ các chất hữu cơ cho quá trình phân hủy, gắn lớp cách nhiệt cho bể phản ứng và tăng hiệu quả chuyển hóa oxy.

Các ưu điểm của quá trình phân hủy hiếu khí tạo ra bùn không có mùi hôi, giá đầu tư thấp, vận hành dễ dàng. Nhưng nhược điểm là chi phí vận hành cao, 9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn hiệu suất phụ thuộc vào thời tiết và sản phẩm tạo ra là loại bùn khó có khả năng loại nước.

N

H

Ơ

Ủ phân compost được dùng để xử lý bùn và thành phần hữu cơ có thể phân hủy sinh học trong chất thải rắn. Mục tiêu chính của ủ phân compost là tạo nên các chất hữu cơ ổn định kèm theo việc giảm mùi hôi và tiêu diệt các mầm bệnh và ký sinh trùng.

N

2.1.5.3 Ủ phân compost

ẠO

TP

.Q

U Y

Qúa trình ủ phân compost là quá trình phân hủy và cố định các chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, nhiệt được sản sinh ra trong các quá trình sinh học này làm cho nhiệt độ trong mẻ ủ tăng lên đến mưc thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật ưa nhiệt, quá trình ủ phân compost tạo ra sản phẩm ổn định, không còn mầm bệnh và các hạt cỏ dại, có thể dùng để bón cho cây trồng. (Theo định nghĩa của Haug-1996).

N

G

Đ

- Ủ phân compost hiếu khí là quá trình phân giải các chất hữu cơ có sự hiện diện của oxy tạo ra sản phẩm là CO2, NH3, nước và năng lượng.

TR ẦN

H Ư

- Ủ phân compost kỵ khí là quá trình phân giải các chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy tạo ra sản phẩm là CH4, CO2 , NH3 và một số chất khí khác và các axit hữu cơ phân tử thấp. NH3 sau đó được oxy hóa thành NO3- bởi vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter.

10 00

B

Qúa trình ủ hiếu khí sinh ra nhiệt, tốc độ phân hủy nhanh hơn và không sinh ra mùi hôi nên được áp dụng phổ biến hơn là ủ phân compost kỵ khí.

A

Quy trình ủ phân compost: bao gồm việc trộn bùn với các chất độn, ổn định hỗn hợp trong môi trường hiếu khí, ủ chín và sàng để thu lại các chất độn kích thước lớn. Có 3 loại ủ phân chính:

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

- Ủ phân compost bằng cách chất đống có thông khí bao gồm việc trộn bùn (đã tách nước) với các vật liệu độn như dăm bào, lá cây, vỏ cây, thân cây bắp, vỏ đậu phộng…Đống ủ được bao lại bằng một lớp phân compost đã hoại để làm giảm mùi hôi và duy trì nhiệt độ cao bên trong luống ủ. Việc thông khí được tiến hành bằng các quạt thổi khí thông qua hệ thống khuếch tán khí trong vòng 21 ngày, sau đó được ủ chín ít nhất là 30 ngày, làm khô và sau đó là sàng để thu hồi các vật liệu độn.

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Quy trình ủ theo luống: bao gồm việc trộn bùn với các vật liệu độn sau đó làm thành từng luống có độ cao 1-2m gọi là luống ủ. Thời gian ủ của mỗi luống kéo dài khoảng 30-60 ngày. Qúa trình thông khí được thực hiện bằng việc xới trộn luống ủ 2 hay 3 lần/tuần. Ngoài ra, cũng có thể tăng quá trình thông khí bằng các quạt thổi khí.

- Ủ phân compost trong các hệ thống kín: để đảm bảo cho việc tăng nhiệt độ, hàm lượng oxy và mùi hôi. Qúa trình này cần ít diện tích, tuy nhiên giá thành xử lý thường cao hơn các hệ thống hở

10

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn Quy trình này bao gồm việc đưa vôi vào bùn để đạt pH lớn hơn 12 trong vòng ít nhất là 02 giờ để đạt hiệu quả cao. Ngoài ra, có thể cho dung dịch vôi vào bùn đã được cải thiện bằng muối sắt, thêm vôi khô vào bùn đã rút bớt nước để tạo các bánh bùn.

U Y

N

H

Ơ

Nếu thời gian xử lý kéo dài 12 giờ thì hoàn toàn không phát hiện virut trong bùn, tuy nhiên lại không hiệu quả cao đối với các ký sinh trùng. Để loại bỏ được trứng giun phải duy trì pH lớn hơn 12 trong vòng 20- 60 ngày.

N

2.1.5.4 Ổn định bằng vôi

.Q

2.1.5.5 Xử lý nhiệt

TP

Quy trình này được tiến hành bằng cách gia nhiệt cho bùn ở nhiệt độ 260 C trong vòng 30 phút. Xử lý theo phương pháp này giúp ổn định bùn và loại bớt nước trong bùn và đạt hiệu quả cao trong việc loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh kể cả ký sinh trùng.

Đ

ẠO

0

N

G

2.2 ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ ĐỂ XỬ LÝ BÙN

H Ư

2.2.1 Các giai đoạn lên men kỵ khí

TR ẦN

Qúa trình phân hủy kỵ khí là quá trình diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa rất phức tạp được trình bày trong hình 2.

10 00

B

Hiện nay, người ta thường áp dụng hai quá trình cơ bản là: quá trình lên men kỵ khí một giai đoạn và quá trình lên men kỵ khí hai giai đoạn.

A

Chất hữu cơ phức tạp (Gluxit, Protein, Lipit)

Các acid dễ bay hơi (Probionic, butiric, lactic..) etanol

Acetat CH4 + CO2

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

H2 + CO2

ÁN

-L

Í-

H

Ó

Chất hữu cơ đơn giản (đường đơn, peptit, acid amin, glixerin, acid béo)

Hình 2. Qúa trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí Qúa trình lên men kỵ khí một giai đoạn Qúa trình này diễn ra trong một bể lên men lớn (còn gọi là hầm ủ) có bộ phận cơ giới khuấy trộn, bộ phận gia nhiệt, bộ phận thu hồi khí, bộ phận cho thêm bùn và rút bùn thải và nơi để cho nước thải ra khỏi hầm ủ. Việc phân hủy bùn và lắng bùn diễn ra đồng thời trong hầm ủ. Tại đây diễn ra hiện tượng phân 11

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn

N

tầng, tạo thành các tầng khác nhau kể từ đáy đến phía trên mặt hầm ủ như sau: bùn đã phân hủy, bùn đang phân hủy, lớp nước trong, lớp váng và lớp chứa khí sinh ra trong quá trình phân hủy. Đối với các loại hầm ủ có bộ phận khuấy và gia nhiệt tốc độ phân hủy sẽ nhanh hơn, do đó có thể tăng tải trọng trong các hầm ủ này.

Ơ

Qúa trình lên men kỵ khí hai giai đoạn

TP

.Q

U Y

N

H

Theo quá trình này các chất hữu cơ sẽ được phân hủy trong hai bể hoạt động nối tiếp. Một bể sẽ được khuấy trộn và gia nhiệt để ổn định bùn, hầm còn lại để cô đặc và trữ bùn nước khi tháo chúng ra ngoài để thải bỏ. Cả hai quy trình này đều cho hiệu suất loại chất hữu cơ và năng suất khí tương đương nhau nhung quy trình hai giai đoạn có thể nhận tải nạp cao hơn hay vận hành trong thời gian lưu ngắn hơn.

Đ

ẠO

Các giai đoạn của quá trình lên men kỵ khí gồm 3 giai đoạn chính để tạo sản phẩm cuối cùng là: CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S

H Ư

N

Chất hữu cơ

G

Lên men kỵ khí

TR ẦN

a. Giai đoạn 1 (giai đoạn thủy phân)

10 00

B

Các chất hữu cơ trong nước thải phần lớn là các chất hữu cơ cao phân tử như: protein,chất béo, cacbonhydrat, cellulose, lignin. Một vài loại ở dạng không hòa tan.

H

Ó

A

Ở giai đoạn này các chất hữu cơ cao phân tử bị phân hủy bởi các enzym ngoại bào được sản sinh bởi các vi khuẩn. Sản phẩm của giai đoạn này là các chất hữu cơ có phân tử nhỏ, hòa tan được sẽ làm nguyên liệu cho các vi khuẩn ở giai đoạn 2.

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

Các phản ứng thủy phân trong giai đoạn này biến đổi protein thành axitamin, cacbonhydrat thành các đường đơn, chất béo thành các acid béo chuỗi dài. Tuy nhiên, các chất hữu cơ như là cellulose, lignin rất khó phân hủy thành các chất hữu cơ đơn giản đây là một giới hạn của quá trình phân hủy kỵ khí, bởi vì lúc đó các vi khuẩn ở giai đoạn 1 sẽ hoạt động chậm hơn các vi khuẩn ở giai đoạn 2 và 3. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào nguyên liệu nạp, mật độ vi khuẩn trong bể và các yếu tố môi trường như: pH và nhiệt độ.

D

IỄ N

Đ

b. Giai đoạn 2: giai đoạn lên men acid (còn gọi là lên men hydro)

Các chất hữu cơ đơn giản sản xuất ở giai đoạn 1 sẽ chuyển hoa 1thanh2 acid axetic, H2 và CO2 bởi vi khuẩn acetogenic. Tỷ lệ các sản phẩm này phụ thuộc vào hệ vi sinh vật trong hầm ủ và các điều kiện môi trường. pH của giai đoạn này nhỏ hơn 7. c. Giai đoạn 3: giai đoạn lên men mêtan

12

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

H

Ơ

Các sản phẩm của giai đoạn 2 sẽ được chuyển đổi thành CH4 và các sản phẩm khác bởi nhóm vi khuẩn mêtan (là những vi khuẩn kỵ khí bắt buộc có tốc độ sinh trưởng chậm hơn các vi khuẩn ở giai đoạn 1 và giai đoạn 2. Các vi khuẩn mêtan sử dụng acid axetic, methanol, CO2 và H2 để sản xuất mêtan trong đó acid axetic là nguyên liệu chính để sản sinh khoảng 70% mêtan. Phần mêtan còn lại được sản xuất từ CO2 và H2, một ít từ acid formic nhưng phần này không quan trọng vì các sản phẩm này chiếm số lượng ít trong quá trình lên men kỵ khí, pH của giai đoạn này lớn hơn 7.

N

Các phương pháp xử lý bùn

U Y

2.2.2 Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học kỵ khí

TP

.Q

Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học kỵ khí được gọi là biogas hay khí sinh học.

ẠO

Bảng 3. Thành phần biogas Thành phần biogas

Công thức hóa học

Mêtan

CH4

Cacbonoxit

CO2

Nitơ

N2

0-3

H2

0-1

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

Đơn vị tính (%)

B

Hydro

10 00

Hydro sunfua

H2S

55 - 65 35 - 45

0-1

-L

Í-

H

Ó

A

Mêtan có nhiệt trị cao (gần 9.000 kcal/m3). Do đó, nhiệt trị của biogas khoảng 4.500 – 6.000 kcal/m3, tùy thuộc vào phần trăm của mêtan hiện diện trong biogas. Qúa trình phân hủy kỵ khí là một chuỗi các quá trình vi sinh để chuyển hóa các hợp chất vô cơ thành CH4, CO2, quá trình này có thể loại bỏ được khoảng 35 – 60% chất rắn bay hơi tùy điều kiện vận hành.

ÁN

2.2.3 Vi sinh vật trong quá trình lên men kỵ khí

TO

Các vi khuẩn tham gia vào quá trình lên men kỵ khí được chia thành 4 nhóm chính;

ÀN

- Nhóm 1: vi khuẩn thủy phân và lên men

D

IỄ N

Đ

- Nhóm 2: nhóm vi khuẩn tạo acid axetic và khí hydro.

- Nhóm 3: nhóm vi khuẩn sử dụng acid để tạo khí mêtan, phản ứng sinh hóa có thể viết như sau: CH3COOH

CH4 + CO2

Các vi khuẩn này thuộc các giống chính là Methanothrix và Methanoseata.

Trong điều kiện nhiệt độ cao 580C và chất nền là lignocellulose Methanosarcina sẽ chiếm ưu thế trội. Sau 4 tháng phân hủy Methanosarcina sẽ bị thay thế bởi Methanothrix.

13

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn - Nhóm 4: vi khuẩn sử dụng khí H2 để tạo khí CH4, phản ứng sinh hóa có thể viết như sau: CH4 + 2H2O

CO2 + H2 + Acetat

U Y

Nguyên liệu

N

H

Các phản ứng sinh hóa trong hầm ủ có thể được biểu diễn qua các phương trình sau:

Ơ

Các vi khuẩn này thuộc nhóm Methanococcales và Methanobacteriales. Các vi khuẩn mêtan thuộc một giới riêng biệt đó là giới cổ vi khuẩn.

N

CO2 + 4H2

Nguyên liệu

ẠO

probionate + butyrate + ethanol

TP

.Q

Phương trình này sẽ chiếm ưu thế trong những hầm ủ có áp suất riêng phần của hydro thấp.

G

Đ

Phương trinh này sẽ chiếm ưu thế trong những hầm ủ có áp suất riêng phần của hydro cao và tạo ra những acid béo bay hơi có mạch cacbon dài hơn 2 (propionate và butyrate) và ethanol.

CH4 + HCO3- + năng lượng

4H2 + HCO3- + H2

CH4 + 3H2O + năng lượng

H Ư

N

CH3COO- + H2O

10 00

B

TR ẦN

Các sản phẩm này sau đó sẽ được tiếp tục chuyển hóa thành các nguyên liệu cho quá trình lên men sinh khí mêtan như H2, acid axetat và CO2 bởi nhóm vi khuẩn acetogenic, vi khuẩn này rất nhạy cảm với áp suất riêng phần của H2.

Vì vậy, kiểm soát áp suất riêng phần của H2 sẽ có lợi trong việc vận hành các hầm ủ.

A

2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men kỵ khí

H

Ó

2.2.4.1 Quần thể vi sinh vật ban đầu

TO

ÁN

-L

Í-

Trong quá trình vận hành hầm ủ, vào khoảng 7 ngày đầu lượng khí sinh ra rất ít do thành phần khí lúc đó củ yếu là CO2. Để quá trình lên mem kỵ khí ổn định nhanh chóng ta có thể đưa vi khuẩn đang hoạt động ở một hầm ủ khác vào hầm ủ mới hoặc có thể sử dụng phân heo ủ kín lại, trong điều kiện không có oxy, các vi khuẩn kỵ khí sẽ xuất hiện và phát triển. Sau đó ta chuyển lượng phân này vào hầm ủ mới để tạo quần thể vi sinh vật ban đầu.

D

IỄ N

Đ

ÀN

2.2.4.2 Nhiệt độ

Nhiệt độ và sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày, các mùa ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy kỵ khí. Thông thường thì biên độ nhiệt sau đây được quan tâm trong quá trình sản xuất biogas: - 25 – 400C: thích hợp cho các vi sinh vật ưa ấm - 50 – 650C: thích hợp cho các vi sinh vật ưa nhiệt

14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn 2.2.4.3 pH và độ kiềm pH trong hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 6,6 – 7,6, tối ưu trong khoảng 7 – 7,2. Đối với độ kiềm nên được giữ ở 2.500 – 5.000 mg/l để tạo khả năng đệm tốt cho nguyên liệu nạp.

U Y

N

H

Khả năng sản sinh biogas của hầm ủ tùy thuộc nồng độ muối trong nước.

Với nồng độ nhỏ hơn 0,3% khả năng sinh khí không bị giảm đáng kể.

Ơ

N

2.2.4.4 Độ mặn

.Q

2.2.4.5 Dinh dưỡng

Đ

ẠO

TP

Để đảm bảo năng suất sinh khí của hầm ủ, nguyên liệu nạp phải cân bằng về dưỡng chất cụ thể: nên phối trộn để nguyên liệu nạp đạt được tỉ số cacbon/nitơ từ 25/1 đến 30/1. Các nguyên tố khác như photpho, natri, kali và canxi cũng quan trọng đối với quá trình sinh khí.

G

2.2.4.6 Khối lượng nguyên liệu nạp

B

TR ẦN

H Ư

N

Hàm lượng cho chất rắn trong nguyên liệu nạp cho hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 5-10%, 90 – 95% còn lại là nước. Nếu lượng chất hữu cơ nạp cao sẽ làm tích tụ các axit béo do các vi khuẩn ở giai đoạn 3 không sử dụng kịp làm giảm pH của hầm ủ gây bất lợi cho các vi khuẩn mêtan. Ngược lại, nếu chất hữu cơ nạp vào thấp lượng khí sinh ra không đáp ứng được nhu cầu sử dụng làm giảm hiệu quả kinh tế.

10 00

2.2.4.7 Chất khoáng và một số độc tố trong nguyên liệu nạp

Ó

A

Các chất khoáng trong nguyên liệu nạp có tác động tích cực hay tiêu cực đến quá trình sinh khí mêtan. Các chất khoáng này còn gây hiện tượng cộng hưởng hoặc đối kháng.

-L

Í-

H

- Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng tăng độc tính của một nguyên tố do sự có mặt của một nguyên tố khác.

ÁN

- Hiện tượng đối kháng là hiện tượng giảm độc tính của một nguyên tố do sự có mặt của một nguyên tố khác.

ÀN

TO

Xếp loại về khả năng gây độc cho quá trình phân hủy kỵ khí của các kim loại nặng theo thứ tự từ cao đến thấp như sau: Ni>Cd>Cr2+>Pb.

D

IỄ N

Đ

2.2.4.8 Khuấy trộn Đối với nguyên liệu ủ chứa nhiều chất xơ như: phân bò, các phế phẩm cây trồng thì việc khuấy trộn tạo điều kiện cho vi khuẩn tiếp xúc với chất thải, làm tăng nhanh quá trình sinh khí, giảm thiểu sự lắng đọng của chất rắn xuống đáy hầm, sự tạo bọt và váng trên mặt hầm ủ. Ngược lại đối với các chất dễ tan rã như phân heo thì việc khuấy trộn không làm tăng được hiệu suất sản phẩm.

15

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn 2.2.4.9 Sự cạnh tranh giữa vi khuẩn lưu huỳnh và mêtan

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Tùy thuộc vào tỷ lệ COD/SO4 từ 1,7 – 2,7 tạo sự cạnh tranh giữa hai vi khuẩn nói trên cụ thể: khi tỷ lệ này tăng thì vi khuẩn mêtan sẽ thắng, khi tỷ lệ này thấp thì vi khuẩn lưu huỳnh sẽ thắng.

16

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn CHƯƠNG 3

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

Gắn liền với quá trình xử lý cặn bùn là các công trình xử lý bùn thải. Với mỗi loại bùn thải, đặc tính và phương pháp xử lý sẽ có công trình xử lý tương ứng. Với phương pháp phân huỷ sinh học kỵ khí (lên men cặn) bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể mêtan, bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược (UASB), hồ sinh vật kỵ khí, túi ủ khí sinh học... là những công trình xem xét ứng dụng, trong đó bể metan được biết là đem lại hiệu quả cao trong xử lý bùn thải. Nhưng với phương pháp xử lý cơ học hay nhiệt thì thường dùng các loại thiết bị như bể nén bùn trọng lực, bể tuyển nổi, thiết bị ly tâm, thiết bị lọc ép, thiết bị lọc chân không, sân phơi bùn, thiết bị sấy khô bùn hay thiêu đốt bùn. Vì phạm vi nghiên cứu nhỏ, chuyên đề chỉ mô tả sơ bộ các loại công trình trên và tìm hiểu rõ hơn cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của bể mêtan.

N

MỘT SỐ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN

G

3.1 BỂ TỰ HOẠI

H Ư

N

Bể tự hoại là một công nghệ xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt phổ biến ở Việt Nam hiện nay cũng như ở nhiều nước khác.

TR ẦN

3.1.1 Cấu tạo

Ó

A

10 00

B

Bể tự hoại có thể được chế tạo sẳn với mẫu mã và kích thước khác nhau bằng các vật liệu thông thường (plastic, composite) hay được xây dựng bằng các loại vật liệu xây dựng (bê tông cốt thép; bê tông – gạch; gạch – xi măng,…)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Bể tự hoại có thể được thiết kế dạng hai ngăn hay ba ngăn tuỳ thuộc vào mức độ xử lý nước thải, khi nước thải sinh hoạt có lưu lượng lớn hơn 10m3/ngày cần phải sử dựng bể tự hoại ba ngăn (TCXD 7957:2008). Các bể tự hoại đều được thiết kế có cửa thăm để có thể kiểm tra, hút cặn khi cần thiết.

Hình 3. Sơ đồ cấu tạo của bể tự hoại

Đối với bể tự hoại hai ngăn, ngăn đầu tiên là ngăn chứa cặn và phân huỷ kỵ khí cặn lắng (chiếm khoảng 2/3 đến ¾ thể tích bể) và ngăn thứ hai là ngăn lắng để loại bỏ tối đa hàm lượng cặn trong nước thải ở đầu ra của bể tự hoại.

3.1.2 Nguyên tắc hoạt động Trong bể tự hoại diễn ra quá trình lắng cặn và lên men, phân huỷ sinh học kỵ khí cặn lắng. Các loại cặn lắng trong nước thải đầu vào sẽ được lắng và tạo 17

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn thành lớp bùn lắng ở đáy bể. Dầu mỡ, chất béo và các thành phần nhẹ trong nước thải sẽ nỗi lên trên bề mặt bể tạo thành lớp váng.

N

H

Ơ

Nước sau khi ra khỏi bể tự hoại thường được đấu nối vào hệ thống thoát nước đô thị hay dẫn đến các công trình xử lý tiếp theo như: cánh đồng thải, cánh đồng lọc, bải lọc ngầm, bải lọc cát sỏi và hào lọc, giếng thấm,…

N

Các chất hữu cơ có trong cặn lắng sẽ bị phân huỷ kỵ khí tạo thành các chất bền vững hơn (bùn tự hoại) và các chất khí ( CO2, CH4, H2S,…)

TP

.Q

U Y

Để tăng hiệu quả xử lý các chất lơ lững cũng như các chất hữu cơ hoà tan trong nước thải, người ta áp dụng bể tự hoại ba ngăn, bể tự hoại cải tiến với vách ngăn mỏng (baffled septic tank - BAST),và bể tự hoại cải tiến có vách ngăn - và ngăn lọc kỵ khí (BASTAF).

ẠO

Bể tự hoại ba ngăn về cơ bản vẫn giống bể hai ngăn nhưng có bổ sung thêm ngăn lọc sau khi lắng.

H Ư

N

G

Đ

Bể tự hoại cải tiến với vách ngăn mỏng (BAST) cấu tạo tương tự bể tự hoại ba ngăn và tăng thêm số ngăn lắng, tăng thời gian lưu trong bể điều này làm dòng chảy trong bể hướng lên, và tăng hiệu suất xử lý của bể.

TR ẦN

Bể tự hoại cải tiến có vách ngăn - và ngăn lọc kỵ khí (BASTAF) cấu tạo tương tự bể BAST và thêm ngăn lọc kỵ khí và ngăn cuối này đã giảm đáng kể cặn lắng rửa trôi ra khỏi bể.

B

3.2 BỂ LẮNG HAI VỎ

A

10 00

Bể lắng hai vỏ dùng cho các công trình xử lý có công suất nhỏ và trung bình (Q<10.000 m3/ngày đêm). Bùn cặn lưu trong bể từ 1 – 6 tháng. Hiệu suất lắng từ 55 – 60%.

H

Ó

3.2.1 Cấu tạo

-L

Í-

Bể lắng hai vỏ được xây dựng bằng gạch hoặc bê tông cốt thép hình tròn hay chữ nhật, có nấp hình nón hay hình chóp cụt để chứa và phân huỷ bùn cặn.

ÁN

3.2.2 Nguyên lý hoạt động

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Bể lắng 2 vỏ có chức năng tương tự như bể tự hoại, nhưng có công suất và quy mô lớn hơn. Phía trên bể là các máng lắng đọng có vai trò như bể lắng ngang. Nước chuyển động chậm qua máng lắng. Bùn lắng theo khe trượt xuống ngăn lên men, phân huỷ và ổn định bùn cặn.

18

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Hình 4. Sơ đồ cấu tạo của bể lắng 2 vỏ

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Các phương pháp xử lý bùn

3. 3 BỂ MÊTAN - BIOGAS

D

IỄ N

Đ

ÀN

Bể metan là công trình được ứng dụng để lên men (ổn định yếm khí) các loại bùn cặn trong nước thải (cặn tươi từ bể lắng đợt 1, bùn hoạt tính dư sau khi đã nén, rác đã nghiền nhỏ…)

3.3.1 Cấu tạo Bể mêtan dùng trong xử lý bùn thải của nước thải đô thị và công nghiệp thường có vật thép, bê tông cốt thép, dạng hình tròn trên mặt bằng. Có sơ đồ :

19

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

1- Ống dẫn hỗn hợp cặn 2- Ống xã vặn lên men 3- Ống tháo cặn bể 4- Ống xã nước bùn ở các độ sâu khác nhau 5- Thiết bị hâm nống cặn 6- Ống dẫn hơi nóng 7- Mấy trộn kiểu chân vịt 8- Ống dẫn khí đốt 9- Xả khí đốt vào khí quyển 10- Nút kiểm tra 11- Ống tràn 12- Lớp phủ ngoài

N

Các phương pháp xử lý bùn

3.3.2 Nguyên tắc hoạt động

TR ẦN

H Ư

Hình 5. Sơ đồ cấu tạo bể Mêtan

10 00

B

Sản phẩm của quá trình lên men chủ yếu là CH4 ( chiếm khoảng 55- 65% lượng khí tạo thành), ngoài ra còn có: CO2, NH3,... vì vậy được gọi là bể metan.

Khí này có thể tận dụng làm nhiên liệu.

Ó

A

Bùn cặn sau quá trình lên men (bùn cặn chín) có màu đen của sunfua sắt, các chất hữu cơ dễ gây thối rửa đã bị phân hủy, vi khuẩn gây bệnh hầu như không còn, trứng giun sán bị tiêu diệt trong điều kiện lên men nóng.

Í-

H

Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng đối với quá trình lên men trong bể metan. Nhiệt độ càng cao, thời gian lên men càng giảm.

ÁN

-L

Lưu ý: các loại vi khuẩn kỵ khí lên men mêtan có 2 nhóm: nhóm ưa ấm với nhiệt độ tối ưu 30-350C, nhóm ưa nóng với nhiệt độ tối ưu 50-550C.

Các yếu tố kìm hãm quá trình lên men trong bể metan là các chất hoạt tính bề mặt, kim loại nặng, sự thay đổi pH.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Trong bể metan chế độ lên men ấm, thời gian lên men 20-45 ngày, đối với chế độ lên men nóng thì 10-20 ngày. Lên men nóng có ưu điểm: cặn chín đều, dung tích bể bé, hầu hết trứng giun sán trong bùn cặn bị tiêu diệt, để đảm bảo nhiệt độ cần thiết, bùn cặn được sấy nóng bằng hệ thống cấp nhiệt, bể được lắp đặt dưới đất để ổn định nhiệt độ và cân bằng áp suất.

20

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn 3.4 BỂ NÉN BÙN DÒNG CHẢY NGƯỢC (UASB) 3.4.1 Cấu tạo

N

UASB được xây dựng bằng gạch, bê tông cốt thép có náp kín bằng nhựa, kim loại hoặc bê tông. Bể có cấu tạo 2 ngăn: Ngăn lắng và ngăn lên men.

H

Ơ

3.4.2 Nguyên lý hoạt động

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

Trong bể diễn ra 2 quá trình : lọc trong nước thải qua tầng cặn lơ lững và lên men lượng cặn giữ lại.

Nước bùn thải được nạp từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý xảy ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn hạt. Khí sinh ra trong điều kiện kỵ khí (chủ yếu là methane và CO2) sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt. Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ dính bám vào Hình 6. Sơ đồ cấu tạo của bể UASB các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phía mặt bể. Tại đây, quá trình tách pha khí-lỏng-rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha. Khí theo ống dẫn qua bồn hấp thu chứa dung dịch NaOH 5-10%. Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống. Nước thải theo màng tràn răng cưa dẫn đến công trình xử lý tiếp theo.

H

3.5.1 Bể nén bùn

Ó

A

3.5 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ KHÁC

ÁN

-L

Í-

Bùn hoạt tính từ bể lắng đợt II có độ ẩm cao 99,4% - 99,7%. Một phần lớn loại bùn này được dẫn trở lại (bùn hoạt tính tuần hoàn), phần bùn dư được dẫn vào bể nén bùn. Bể nén bùn sẽ làm giảm độ ẩm của bùn bằng cách lắng (nén) cơ học để phục vụ cho việc xử lý bùn tiếp theo.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Các phương pháp thông thường để nén bùn: nén bùn bằng trọng lực, nén bùn bằng tuyển nổi khí hoà tan và nén bùn bằng máy ly tâm.

Bể nén bùn trọng lực thường có hình dạng gần giống bể lắng đứng hoặc bể lắng ly tâm. Bùn loãng được đưa vào ống phân phối bùn ở trung tâm. Dưới tác dụng của trọng lực, bùn sẽ lắng và kết chặt lại. Sau khi nén, bùn sẽ được tháo ra ở đấy bể.

3.5.2 Thiết bị lọc ép bùn

Thiết bị lọc ép bùn là những thiết bị tách nước cơ học theo nguyên lý trọng lực, lực ly tâm như thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị ly tâm, thiết bị lọc áp lực 21

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Lọc ép dây đai dùng 2 hay nhiều dây đai có lỗ rỗng để tách nước của bùn với 3 công đoạn: thoát nước bằng trọng lực, nén và cắt.

ẠO

Hình 7. Thiết bị lọc ép bùn

H Ư

N

G

Đ

Lọc ly tâm dùng lực ly tâm để cô đặc và tách nước bùn thải với thiết bị có trục quay cố định. Chất rắn bị tách ra khỏi trục quay của thiết bị ly tâm dựa vào sự khác nhau về tỷ trọng của pha rắn và pha lỏng mà khối chất lỏng sẽ di chuyển hướng vào trung tâm của thiết bị.

10 00

3.5.3 Thiết bị lọc chân không

B

TR ẦN

Lọc áp lực dùng các khung bản ép được đặt trên một khung cố định, hoạt động theo cơ chế đóng, ép các bản ép lại với nhau, các bản ép được bố trí theo phương ngang cho phép thải bỏ bánh bùn sau khi ép vào ngăn tiếp nhận hoặc băng truyền.

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Lọc chân không được sử dụng ở điều kiện áp suất cao, ổn định bằng cách gia nhiệt. Một hệ thống lọc chân không điển hỉnh gồm một trống lớn được xoay theo chiều ngang, được bao phủ bởi một lớp vải có kích thước lỗ rỗng nhỏ. Phần bên dưới của trống ngập trong bể bùn chứa. Khi trống quay, bùn sẽ bám lên trên bề mặt trống nhờ vào lực chân không. Trống quay chia thành nhiều phần và tạo lực chân không bởi van quay. Bộ lọc này hoạt động trong ba vùng: vùng hình thành bánh bùn, vùng tách nước bánh bùn và vùng loại bỏ bánh bùn.

TO

Sử dụng các chất hữu cơ (polyelectrolyte), vô cơ (vôi và FeCl3) và bằng nhiệt rất thành công trong việc ổn định bùn khi sử dụng lọc chân không.

D

IỄ N

Đ

ÀN

3.5.4 Sân phơi bùn: Sử dụng nhiệt mặt trời nhằm làm giảm khối lượng của hỗn hợp bùn cặn bằng việc tách nước. Sau quá trình phơi, do tác động của tia tử ngoại, vi khuẩn gây bệnh còn lại trong bùn cặn cũng như mùi hôi thối giảm đi.

Tuy nhiên sân phơi bùn đòi hỏi diện tích đất lớn, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và việc kiểm soát mùi rất khó khăn.

22

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Các phương pháp xử lý bùn

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Hình 8. Sân phơi bùn 3.5.5 Thiết bị sấy khô bùn: có rất nhiều thiết bị làm khô được phát triển để làm khô nhiều loại sản phẩm/nguyên liệu khác nhau bao gồm cả bùn thải như thiết bị làm khô trống quay, thiết bị làm khô Flash (FD), thiết bị làm khô tầng sôi (FBD), thiết bị sấy khô băng chuyền… Các thiết bị này đều dùng không khí khô để làm bay hơi hơi ẩm trong bùn thải. Trong thiết bị làm khô trống quay, bùn thải di chuyển từ đầu đến cuối thiết bị do sự kết hợp tác động của dòng khí, trọng lực, độ uốn bên trong thiết bị, tốc độ quay và độ dốc của thành thiết bị.

Các tấm chắn và vành chắn cũng được sử dụng để làm chậm quá trình chuyển động của bùn từ đó gia tăng thời gian lưu trong hệ thống.

A

10 00

B

Với thiết bị làm khô Flash (FD) là hệ thống đồng dòng (một chiều) với một ống dài thẳng đứng không di chuyển được. Hệ thống này có thời gian lưu bùn ngắn (0,5 đến 3,5 giây) và tốc độ bay hơi cao. Khả năng truyền khối và nhiệt tốt, nhờ vào tốc độ tương đối giữa bùn đưa vào và dòng khí khô.

-L

Í-

H

Ó

Thiết bị làm khô tầng số (FBD) cũng là hệ thống đồng dòng, hệ thống đĩa phân phối khí của FBD sẽ kéo các thành phần chất rắn lơ lững lên trên cùng với hướng di chuyển của dòng khí nóng. Tuy nhiên bùn đưa vào cần ở dạng hạt và khuấy trộn ngược, được nghiền vụn trước khi được làm khô và không quá nặng.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Thiết bị sấy khô băng chuyền (CD) sử dụng băng chuyền bằng thép, guồng xoắn hoặc dầm rung để mang bùn tới buồng trao đổi nhiệt.

Hình 9. Thiết bị sấy khô bùn 23

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các phương pháp xử lý bùn

Ơ

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

1. Lâm Minh Triết và cộng sự, Xử lý nước thải đô thị & công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2006.

2. Lâm Minh Triết và cộng sự, Kỹ thuật Môi trường, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2006.

3. Lâm Minh Triết và ThS. Lê Hoàng Việt, Vi sinh vật nước và nước thải Nhà xuất bản Xây dựng, 2009 4. Nguyễn Tấn Phong, Quản lý và xử lý bùn thải, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2012

N

TÀI LIỆU THAM KHẢO

24

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

H Ư

N

CHUYÊN ĐỀ 6:

TR ẦN

ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH VI SINH VẬT HIẾU

10 00

B

KHÍ DÍNH BÁM TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

ĐÔ THỊ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

MỤC LỤC GIỚI THIỆU NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ: ............................................................................................ 1 1.1 Đặt vấn đề: .................................................................................................................................. 1 1.2 Thành phần và tính chất của nước thải đô thị: .............................................................................. 1 1.3 Yêu cầu cần thiết phải xử lý nước thải: ........................................................................................ 3 II. TỒNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ............................... 3 2.1 Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên: ............................................................... 4 2.1.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc: ................................................................................... 4 2.1.2 Cánh đồng tưới công nghiệp: ................................................................................................ 5 2.1.3 Hồ sinh học: ......................................................................................................................... 6 2.2.1 Bể lọc sinh học (Bể Biophin có lớp vật liệu không thấm nước): ............................................ 7 2.2.2 Bể Aerotank: ........................................................................................................................ 8 2.2.3 Xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí (bể UASB): ................................................................... 9 III. BẢN CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ DÍNH BÁM ............................................................................................. 10 3.1 Bản chất của quá trình VSV hiếu khí dính bám: ......................................................................... 10 3.2 Các công trình đơn vị trong xử lý sinh học hiếu khí dính bám và nhiệm vụ của từng công trình: 10 3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị bằng quá trình VSV hiếu khí dính bám (film biological process-FBR); ................................................................................................................................. 15 3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể Biophin (Vẽ mặt bằng và mặt cắt của bể ) ..................... 17 3.2.1Cấu tạo ................................................................................................................................ 17 3.2.2 Nguyên lý hoạt động: .......................................................................................................... 18 IV. MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ DÍNH BÁM ........................................................................................ 20 4.1 Công trình xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư Sài Gòn mới – công suất 1.000 m3/ ngày đêm 20 4.2 Công trình xử lý nước thải khu dân cư Phước Lý – Long An –Công suất 1100 m3/ngày ............ 24 V. Tài liệu tham khảo ....................................................................................................................... 26

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

I.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

i

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

I.

GIỚI THIỆU NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ:

N

H

Ơ

N

1.1 Đặt vấn đề: Nước thải đô thị là thuật ngữ chung dùng để chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố. Đó là hỗn hợp các loại nước thải sinh hoạt, công nghiệp và nước mưa.

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

Nước thải đô thị là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở, …

Thông thường, nước thải đô thị chủ yếu từ là nước thải sinh hoạt của hộ gia đình và một phần rất nhỏ là nước thải công nghiệp của các cơ sở sản xuất đan xen nhau. Nước thải đô thị chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng.

Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải đô thị là BOD5, COD, Nitơ và Phốt pho. Trong nước thải đô thị, hàm lượng N và P rất lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện tượng thường xảy ra ở nguồn nước có hàm lượng N và P cao, trong đó các loài thực vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nước trở nên ô nhiễm. Do đó, cần có các biện pháp xử lý nước thải đô thị tập trung trước khi thải ra nguồn tiếp nhận là các kênh rạch, sông suối.

10 00

B

1.2 Thành phần và tính chất của nước thải đô thị: Thành phần của nước thải đô thị:

Ó

A

Nước thải đô thị gồm có nước dư thừa, nước dùng cho sinh hoạt chủ yếu từ các gia đình, trường học, khu vui chơi giải trí và nước sản xuất lẫn vào… Trong đó, tỉ lệ các loại:

Í-

H

Nước thải sinh hoạt khoảng 50 – 60%.

-L

Nước mưa thấm qua đất khoảng 10 – 14%.

TO

ÁN

Nước sản xuất khoảng 30 – 36% do các đơn vị sản xuất thủ công nghiệp,công nghiệp thải ra.

Do vậy có hai hệ thống dẫn nước thoát để vào xử lý làm sạch:

ÀN

Hệ thống thoát nước hợp nhất trên cùng một kênh (dẫn nước thải và nước mưa).

Đ

Hệ thống thoát nước từ hai mạng kênh riêng biệt.

D

IỄ N

Với hai hệ thống này, tùy thuộc vào quy hoạch xây dựng từng đô thị, sẽ đề ra mức độ xử lý nước thải của đô thị.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

1

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Hàm lượng nước thải đô thị:

Ơ

N

Hàm lượng BOD trong nước thải đô thị trên đầu người trong ngày sau khi đã qua xử lý sơ bộ được đánh giá ở:

N

H

+ Hệ thống thoát nước riêng từ 50 – 70g.

U Y

+ Hệ thống thoát nước chung từ 60 – 80g.

TP

.Q

Khoảng 1/3 chất ô nhiễm này là hòa tan, còn 2/3 ở dạng hạt (có thể lắng gạn được hoặc không).Trong hệ thống thoát nước chung, tỉ lệ phần trăm chất ô nhiễm lắng gạn được nói chung lớn hơn ở hệ thống riêng.

N

G

Đ

ẠO

Tỉ lệ COD:BOD của nước thải đô thị nằm trong khoảng 2 – 2.5. Vì vậy, cần phải qua lắng sơ bộ để loại bỏ chất ô nhiễm có thể lắng gạn được, làm giảm tỉ lệ này xuống dưới 2 và như vậy, đưa nước thải vào xử lý sinh học mới có hiệu quả cao.

TR ẦN

H Ư

Nitơ: Trong nước thải sinh hoạt, nồng độ tổng N vào khoảng 15 – 20% của tổng nồng độ BOD5. Phần bổ sung Nitơ hằng ngày nằm giữa khoảng 10 – 15g/đầu người.

Phospho: Bổ sung phospho khoảng 4g/đầu người.ng.

10 00

B

Các chất hoạt động bề mặt: xà phòng, bột giặt và các chất tẩy rửa, gây khó khăn cho các trạm xử lý có rêu.

H

Ó

A

Nguyên tố vi lượng: thường có mặt trong nước thải. Cần lưu ý đến các nguyên tố độc hại là kim loại nặng như Cu, Zn, Pb, Hg, Ni, Cd. Nói chung trong nước thải thành phần các chất này thường nhỏ hơn 9mg/l, trong ống dẫn có tỉ lệ có tỉ lệ lớn hơn trong môi trường tự nhiên.

-L

Í-

Bảng 1.1. Nồng độ trung bình của một số chất ô nhiễm trong nước thải đô thị Tỷ lệ thay đổi

Phần lắng gạn được

7,5 – 8,5

Tách khô

mg/l

1000 – 2000

10%

3

SS

mg/l

150 – 500

50% - 60%

4

BOD5

mg/l

100 – 400

20 % – 30%

5

COD

mg/l

300 – 1000

20% - 30 %

6

TOC (tổng các chất cacbon hữu

mg/l

100 - 300

Đ IỄ N D

Đơn vị

pH

ÀN

2

Thông số

TO

1

ÁN

STT

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

2

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Thông số

Đơn vị

Tỷ lệ thay đổi

Phần lắng gạn được 10%

N

STT

mg/l

20 – 80

9

N – NO2-

mg/l

<1

10

N – NO3-

mg/l

<1

11

Chất tẩy rửa

mg/l

6 – 13

12

P

mg/l

10 – 25

H

N – NH4+

N

8

U Y

30 – 100

.Q

mg/l

0% 0% 0%

TP

Tổng N

0%

ẠO

7

Ơ

cơ)

Đ

10%

H Ư

N

G

Nguồn: Chuyên đề: Vai trò của công nghệ sinh học trong xử lý nước thải – Khoa Môi Trường và Tài Nguyên – Trường

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

1.3 Yêu cầu cần thiết phải xử lý nước thải: Do xu thế phát triển của xã hội cùng với quá trình đô thị hóa diễn ra, các ngành công – nông nghiệp, các nhà mày, xí nghiệp, khu công nghiệp liên tục mọc lên nên đòi hỏi cần nhiều nước sạch. 1 m3 nước thải có thể làm nhiễm bẩn 10 m3 nước sạch. Do đó, nguồn nước ngày càng cạn kiệt và thiếu hụt nghiêm trọng. Điều đó khiến cho việc cung cấp nước cho con người trở thành vấn đề hết sức khó khăn. Thế giới đã đưa ra những tiêu chuẩn về cấp – thoát nước, ở mỗi quốc gia cũng có luật riêng. Nhưng hầu hết chất lượng nước thải điều vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhất là ở các đô thị ở các nước đang phát triển do quy hoạch hạ tầng còn yếu kém.

Chính vì vậy, xử lý nước thải để có thể “quay vòng” cho nước trở lại là một vần đề đang là vấn đề cấp thiết, không những bảo vệ sức khỏe con người, bảo vệ môi trường sống mà còn đảm bảo thực hiện theo đúng chính sách, quy định ban hành của nhà nước.

TỒNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động của VSV có khả năng phân hoá những hợp chất hữu cơ.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

II.

Các chất hữu cơ sau khi phân hoá trở thành nước, những chất vô cơ hay các khí đơn giản.

Có 2 loại công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học: Điều kiện tự nhiên.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

3

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Điều kiện nhân tạo.

Ơ

N

2.1 . Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên:

H

2.1.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc:

TP

.Q

Tỷ lệ các nguyên tố dinh dưỡng trong nước thải thường là 5:1:2 =N:P:K.

U Y

N

Trong nước thải sinh hoạt chứa một hàm lượng N, P, K khá đáng kể. Như vậy, nước thải là một nguồn phân bón tốt có lượng thích hợp với sự phát triển của thực vật.

ẠO

Nước thải công nghiệp cũng có thể sử dụng nếu chúng ta loại bỏ các chất độc hại.

G

Đ

Để sử dụng nước thải làm phân bón, đồng thời giải quyết xử lý nước thải theo điều kiện tự nhiên người ta dùng cánh đồng tưới công cộng và cánh đồng lọc.

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

Nguyên tắc hoạt động: Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới, cánh đồng lọc dựa trên khả năng giữ các cặn nước trên mặt đất, nước thắm qua đất như đi qua khe lọc, nhờ có oxy trong các lỗ hỏng và mao quản của lớp đất mặt, các VSV hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng sâu xuống, lượng oxy ít và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ giảm dần. Cuối cùng đến độ sâu ở đó chỉ xảy ra quá trình khử nitrat. Đã xác định được quá trình oxy hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp đất mặt sâu tới 1.5m. Vì vậy các cánh đồng tưới và bãi lọc thường được xây dựng ở những nơi nào có mực nguồn nước thấp hơn 1.5m so với mặt đất.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

Nguyên tắc xây dựng: cánh đồng tưới và bãi lọc là những mảnh đất được san phẳng hoặc tạo dốc không đáng kể và được ngăn cách và tạo thành các ô bằng các bờ đất. Nước thải phân bố vào các hệ thống mạng lưới phân phối gồm: mương chính, máng phân phối và hệ thống tưới trong các ô. Nếu thu đất chỉ dùng xử lý nước thải, hoặc chứa nước thải khi cần thiết gọi là bãi lọc.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

4

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Hình 2.1. Sơ đồ cánh đồng tưới

B

1. Mương chính và màng phân phối; 2. Máng, rãnh phân phối trong các ô; 3.

10 00

Mương tiêu nước; 4. Ống tiêu nước; 5. Đường đi.

A

2.1.2 Cánh đồng tưới công nghiệp:

Í-

H

Ó

Từ lâu người ta cũng đã nghĩ đến việc sử dụng nước thải như nguồn phân bón để tưới lên các cánh đồng nông nghiệp ở những vùng ngoại ô.

-L

Theo chế độ nước tưới người ta chia thành 2 loại:

ÁN

Thu nhận nước thải quanh năm.

TO

Thu nước thải theo mùa.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Khi thu hoạch, gieo hạt hoặc về mùa mưa người ta lại giữ trữ nước thải trong các đầm hồ (hồ nuôi cá, hồ sinh học, hồ điều hòa,…) hoặc xả ra cánh đồng cỏ, cánh đồng trồng cây ưa nước hay vào vùng dự trữ.

Chọn loại cánh đồng nào là tùy thuộc vào đặc điểm thoát nước của vùng và loại cây trồng hiện có.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

5

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

H

Ơ

N

Trước khi đưa vào cánh đồng, nước thải phải được xử lý sơ bộ qua song chắn rác, bể lắng cát hoặc bể lắng. Tiêu chuẩn tưới lấy thấp hơn cánh đồng công cộng và có ý kiến chuyên gia nông nghiệp.

N

2.1.3 Hồ sinh học:

TP

.Q

U Y

Cấu tạo: Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hóa, hồ ổn định nước thải,… Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác.

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

Nguyên tắc hoạt động: Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60C. Theo quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh vật ra các loại: hồ hiếu khí, hồ kỵ khí và hồ tùy nghi.

Hình 2.2.:Hồ sinh học

D

IỄ N

Đ

Nguyên tắc hoạt động: Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, hotphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

6

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

thấp hơn 60C. Theo quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh vật ra các loại:hồ hiếu khí, hồ kỵ khí và hồ tùy nghi.

N

H

Ơ

N

Hồ sinh học dùng xử lý nước thải bằng sinh học chủ yếu dựa vào quá trình làm sạch của hồ.

U Y

Ngoài việc xử lý nước thải còn có nhiệm vụ:

.Q

+ Nuôi trồng thuỷ sản.

TP

+ Nguồn nước để tưới cho cây trồng.

ẠO

+ Điều hoà dòng chảy.

Có các loại sau đây:

G

Đ

+ Hồ kỵ khí.

H Ư

N

+ Hồ kỵ hiếu khí

TR ẦN

2.2 . Công trình xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo 2.2.1 Bể lọc sinh học (Bể Biophin có lớp vật liệu không thấm nước): Cấu tạo: có vật liệu tiếp xúc không ngập nước.

10 00

B

Các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích lớn nhất (nếu có thể).

Nước thải được phân phối đều.

H

Ó

A

Nước thải sau khi tiếp xúc vật liệu tạo thành các hạt nhỏ chảy thành màng nhỏ luồng qua khe hở vật liệu lọc.

-L

Í-

Ở bề mặt vật liệu lọc và các khe hở giữa chúng các cặn bẩn được giữ lại tạo thành màng (Màng sinh học).

ÁN

Lượng oxy cần thiết để cấp làm oxy hoá chất bẩn đi từ đáy lên.

TO

Những màng vi sinh đã chết sẽ cùng nước thải ra khỏi bể được giữ ở bể lắng 2.

ÀN

Vật liệu lọc: Có diện tích bề mặt/đơn vị diện tích lớn.

IỄ N

Đ

Than đá cục, đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong (60-100 mm).

D

Hệ thống phân phối nước: Dàn ống tự động qua (bể trộn, tháp lọc).

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

7

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Dàn ống cố định (lọc sinh học nhỏ giọt) cao tải.

N

+ Khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt vật liệu: 0.2 – 0.3 m.

H

Ơ

Sàn đỡ và thu nước: có 2 nhiệm vụ

N

Thu đều nước có các mảnh vở của màng sinh học bị tróc.

U Y

Phân phối đều gió vào bể lọc để duy trì MT hiếu khí trong các khe rỗng.

.Q

Sàn đỡ bằng bê tông và sàn nung.

TP

Khoảng cách từ sàn phân phối đến đáy bể thường 0.6 – 0.8 m, i = 1 – 2 %.

ẠO

2.2.2 Bể Aerotank:

G

Đ

Nguyên lý làm việc của bể Aerotank:

N

Bể Aerotank được đưa ra và nghiên cứu rất lâu (từ 1887-1914 áp dụng).

TR ẦN

H Ư

Bể Aerotank là công trình xử lý sinh học sử dụng bùn hoạt tính (đó là loại bùn xốp chứa nhiều VS có khả năng oxy hoá các chất hữu cơ).

Thực chất quá trình xử lý nước thải bằng bể Aerotank vẫn qua 3 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Tốc độ oxy hoá xác định bằng tốc độ tiêu thụ oxy.

10 00

B

+ Giai đoạn 2: Bùn hoạt tính khôi phục khả năng oxy hoá, đồng thời oxy hoá tiếp những chất hợp chất chậm oxy hoá.

A

+ Giai đoạn 3: Giai đoạn nitơ hoá và các muối amôn.

Hình 2.3.: Bể Aeroten

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

Khi sử dụng bể Aerotank phải có hệ thống cấp khí.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

8

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

2.2.3. Xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí (bể UASB):

U Y

N

H

Ơ

N

Cấu tạo : Bể UASB có thể xây dựng bằng bêtông cốt thép, thường xây dựng hình chữ nhật. Để dễ tách khí ra khỏi nước thải người ta lắp thêm tấm chắn khí có độ nghiêng >= 350 so vơí phương ngang. Nhiệt độ càng cao thì hiệu quả xử lí của bể UASB càng cao, do đó bể này áp dụng rất tốt ở Việt Nam.

TP

.Q

Nguyên tắc: Nước thải sau khi điều chỉnh pH và dinh dưỡng được dẫn vào đáy bể và nước thải đi lên với vận tốc 0.6 – 0.9 m/h. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí xảy ra (bùn + nước thải) tạo ra khí (70 – 80% CH4).

ẠO

Ưu và nhược điểm của bể UASB:

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

Ưu điểm: Giảm lượng bùn sinh học, do đó giảm được chi phí xử lý bùn. Khí sinh ra là khí biogas (CH4) mang tính kinh tế cao. Xử lý được hàm lượng chất hữu cơ cao, tối đa là 4000 mg/l, BOD 500 mg/l, điều này không thể thực hiện được ở các bể sinh học hiếu khí hay chỉ áp dụng ở những bể đặc biệt như Aerotank cao tải. So với Aerotank (0.3 – 0.5 kgBOD/m3/ngày) thì bể UASB chịu được tải trọng gấp 10 lần khoảng 3 – 8 kgBOD/m3/ngày, từ đó giảm được thể tích bể. Không tốn năng lượng cho việc cấp khí vì đây là bể xử lí sinh học kỵ khí , đối với các bể hiếu khí thì năng lượng này là rất lớn. Xử lí các chất độc hại, chất hữu cơ khó phân hủy rất tốt. Khả năng chịu sốc cao do tải lượng lớn. Ít tốn diện tích.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Nhược điểm: Khởi động lâu, phải khởi động một tháng trước khi hoạt động. Hiệu quả xử lí không ổn định vì đây là quá trinh sinh học xảy ra tự nhiên nên chúng ta không thể can thiệp sâu vào hệ thống. Lượng khí sinh ra không ổn định gây khó khăn cho vận hành hệ thống thu khí. Xử lí không đạt hiệu quả khi nồng độ BOD thấp.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

9

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ư

N

Hình 2.4.: Bể UASB

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

BẢN CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ DÍNH BÁM

TR ẦN

III.

3.1. Bản chất của quá trình VSV hiếu khí dính bám:

10 00

B

Đây là quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan thành sinh khối có sự tham gia của oxi, các sinh khối VSV này bám trên các giá thể tạo thành màng sinh học

STT

Nhiệm vụ

-L

Í-

H

Công trình

Bể lọc Phân hủy các vật chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình oxi hóa diễn sinh học ra trên bề mặt màng sinh học tiếp xúc ở trên bề mặt vật liệu. Trong bể nhỏ giọt thường chứa đầy các vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho VSV sống bám. (biophin) Bể lọc sinh học cao tải

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

1

Ó

A

3.2. Các công trình đơn vị trong xử lý sinh học hiếu khí dính bám và nhiệm vụ của từng công trình:

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

10

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Công trình

Nhiệm vụ

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

STT

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Hình 3.1. Lọc sinh học nhỏ giọt

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

11

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Công trình

Nhiệm vụ

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

STT

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

Hình 3.2. Lọc sinh học nhỏ giọt

2

Hình 3.3. Bể Biophin thông khí Tháp lọc Nước thải được lọc qua lớp vật liệu bao phủ bởi màng vi sinh vật. Các vi

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

12

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Công trình

Nhiệm vụ

N

STT

khuẩn trong màng sinh học thường có hoạt tính cao hơn vi khuẩn trong bùn hoạt tính. Màng sinh học hiếu khí là một hệ vi sinh vật tùy tiện. Ở ngoài cùng của màng là lớp vi khuẩn hiếu khí. Lớp sâu bên trong màng là các vi khuẩn kỵ khí khử S và nitrat. Phần cuối cùng của màng là các động vật nguyên sinh và một số sinh vật khác. Vi sinh trong màng sinh học sẽ oxi hóa các chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng. Như vậy, chất hữu cơ được tách ra khỏi nước, còn khối lượng của màng sinh học tăng lên. Màng vi sinh chết được cuốn trôi theo nước và đưa ra khỏi thiết bị lọc sinh học.

Hình 3.4. Cấu tạo màng sinh học

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

sinh học

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

13

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Công trình

Nhiệm vụ

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

STT

Hình 3.5. Tháp lọc sinh học

Ó

A

10 00

B

Tương tự như Biophin cũng phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình oxi hóa diễn ra trên bề mặt tiếp xúc tạo thành các sinh khối bám dính lên bề mặt vật liệu (đĩa tiếp xúc) nhưng khác với biophin là VSV chuyển động qua nước thải. Biophin là nước thải chuyển động qua VSV

Hình 3.6. Đĩa quay sinh học

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

14

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

N

H

Ơ

N

3.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị bằng quá trình VSV hiếu khí dính bám (film biological process-FBR);

.Q

U Y

Hình 3.7. Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải đô thị

Đ

ẠO

TP

Nöôùc thaûi

H Ư

N

G

Song chaén raùc

B

TR ẦN

Beå gom

Beå ñieàu hoøa

Nöôùc dö

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

Thieát bò taùch raùc tinh

Beå sinh hoïc hieáu khí vaät lieäu ñeäm (FBR)

Buøn tuaàn hoaøn

Beå laéng

Beå chöùa buøn

Beå khöû truøng

Thu gom ñònh kyø

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Maùy thoåi khí

Heä chaâm Chlorine GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

15

Xaû ra nguoàn tieáp nhaän Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

U Y

N

H

Hình 3.8. Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải đô thị bằng quá trình VSV hiếu khí dính bám (film biological process-FBR)

.Q

Thuyết minh công nghệ:

Đ

ẠO

TP

Nước thải sinh hoạt theo mạng lưới thoát nước riêng và tập trung về bể gom nước thải.

Trước khi qua bể gom, nước thải được dẫn qua song chắn rác thô. Song chắn rác có nhiệm vụ loại các cặn bẩn có kích thước lớn và cần được thu gom mỗi ngày để tránh tắc nghẽn cho hệ thống.

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Từ bể gom, nước thải được bơm lên bể điều hòa nhờ hai bơm chìm được lắp đặt trong bể gom. Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hòa nước thải về lưu lượng cũng như nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải. Ngoài ra, bể điều hòa còn có tác dụng làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau, tránh hiện tượng quá tải. Trong bể điều hòa có hệ thống sục khí làm thoáng sơ bộ, mục đích của việc xáo trộn nước thải là cung cấp oxy vào nước thải tạo điều kiện thuận lợi cho công trình xử lý sinh học tiếp theo. Trong bể điều hòa có đặt hai bơm nước thải hoạt động luân phiên để phân phối lưu lượng dòng thải sang bể sinh học hiếu khí có vật liệu đệm.

Í-

H

Ó

A

Giá thể vật liệu đệm là vật liệu nhựa có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao (95%) vi sinh để bám dính, thay thế dần đá sỏi và các vật liệu khác. Tỉ lệ riêng diện tích bề mặt/thể tích của vật liệu thông thường dao động trong khoảng 100 - 220m2/m3.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Trong bể sinh học hiếu khí kết hợp quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học - quần thể vi sinh vật hiếu khí. Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính (oxy hòan tan DO>2mg/l) bằng hai máy thổi khí hoạt động theo chế độ luân phiên một chạy một dự phòng, cung cấp oxy cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ. Dưới điều kiện như thế, vi sinh sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn bám vào vật liệu đệm.

VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSV mới (1)

Bể sinh học tiếp xúc xáo trộn hoàn toàn đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. Bể này có dạng chữ nhật, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng nhất trong GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

16

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

H

Ơ

N

toàn bộ thể tích bể. Bể này có ưu điểm chịu được quá tải rất tốt. METCALF and EDDY (1991) đưa ra tải trọng thiết kế khoãng 0.8-2.0 kgBOD5/m3.ngày với hàm lượng bùn 2.500 - 4.000 mg/L, tỉ số F/M 0.2-0.6. Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải gọi là dung dịch xáo trộn (mixed liquor). Hỗn hợp này chảy đến bể lắng bùn sinh học.

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

Bể lắng có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Bùn sau khi lắng có hàm lượng SS = 8.000 mg/L, một phần sẽ tuần hoàn trở lại bể sinh học (25-75% lưu lượng) để giử ổn định mật độ cao vi khuẩn tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ, đồng thời ổn định nồng độ MLSS = 2000 mg/L. Các thiết bị trong bể lắng gồm ống trung tâm phân phối nước, hệ thu nước sau lắng và bơm bùn chìm. Độ ẩm bùn hoạt tính dao động trong khoảng 98.5 - 99.5%.

Lưu lượng bùn dư Qw thải ra mổi ngày được bơm về bể phân hủy bùn.

TR ẦN

H Ư

N

G

Nước thải sau khi qua bể lắng sinh học sẽ tự chảy vào bể tiếp xúc Chlorine khử trùng. Dung dịch chlorine được bơm vào bể nhằm khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.

Chlorine, chất oxy hóa mạnh thường được sử dụng rộng rãi trong quá trình khử trùng nước thải.

Hàm lượng chlorine cần thiết để khử trùng cho nước sau lắng, 3 - 15mg/L .Hàm lượng chlorine cung cấp vào nước thải ổn định bằng bơm định lượng hóa chất.

Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc Chlorine xả ra nguồn tiếp nhận.

10 00

B

Bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải là bùn sinh học nên định kỳ được thu gom bằng xe bồn đưa đi chôn lấp ở bải rác.

Ó

A

3.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể Biophin (Vẽ mặt bằng và mặt cắt của bể )

TO

ÁN

-L

Í-

H

3.4.1. Cấu tạo Bể biophin xây dựng dưới dạng hình tròn hay hình chữ nhật có tường đặc và đáy kép. Đáy trên là tấm đan đỡ lớp vật liệu lọc, đáy dưới liền khối không thấm nước. Chiều cao giữa hai lớp đáy lấy khoảng 0,4-0,6 m, độ dốc hướng về máng thu I >= 0,01. Dộ dốc theo chiều dài của máng thu lấy theo kết cấu, nhưng không được nhỏ hơn 0,005. Tường bể làm cao hơn lớp vật liệu lọc 0,5 m.

Đ

ÀN

Đặc điểm riêng của bể biophin nhỏ giọt là kích thước của vật liệu lọc không lớn hơn 25-30 mm và tải trọng tưới nước nhỏ 0,5-1,0 m3/(m3.VLL)

D

IỄ N

Các vật liệu lọc có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích là lớn nhất trong điều kiện có thể.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

17

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

U Y

N

H

Ơ

N

3.4.2 . Nguyên lý hoạt động: Bể biophin hoạt động trên nguyên tắc phân hủy các vật chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình oxi hóa diễn ra trên bề mặt tiếp xúc. Trong bể thường lọc sinh học chứa đầy các vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho VSV sống bám. Vật liệu tiếp xúc (vật liệu đệm) thường là đá có đường kính trung bình 25-100mm, hoặc vật liệu nhựa có hình dạng khác nhau, có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao (95%), chiều cao từ 4-12m là giá thể cố định cho vi sinh kị khí sống bám trên bề mặt.

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

Tại bể sinh học hiếu khí có vật liệu đệm, nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu nhờ hệ thống phân phối khí được lắp. Quần thể vi sinh sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Quần thể vi sinh này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tùy tiện, nấm, tảo và các động vật nguyên sinh.

Ngoài ra còn có giun, ấu trùng côn trùng, ốc,...nhưng vi khuẩn hiếu khí chiếm phần đa số. Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính (oxy hòa tan DO > 2mg/l), cung cấp oxy cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ. Dưới điều kiện như thế, vi sinh sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn.

Hình 3.9. Bể Biophin nhỏ giọt

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSV mới (1)

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

18

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

Hình 3.10. Lọc sinh học có vật liệu không ngập nước

Hình 3.11. Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

19

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

IV.

MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ DÍNH BÁM

U Y

N

H

Ơ

N

Nước 4.1. Công trình xử lý nước thải sinh hoạt khuthải dân cư Sài Gòn mới – công suất 1.000 m3/ ngày đêm

TP

.Q

Thiết bị tách rác cơ khí

TR ẦN

H Ư

N

Bể điều hoà

Sục khí bề mặt

G

Đ

ẠO

Mương lắng cát/ Bể gom

10 00

B

Bể anoxic vật liệu đệm

Bùn tuần hoàn

Bể FBR

Bể lắng

Bể chứa bùn

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Máy thổi khí

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Hệ châm Chlorine

Ngăn khử trùng

Bể phân huỷ bùn Hút bùn định kỳ

Nguồn tiếp nhận

QCVN 14:2008/BTNMT – cột B

Hình 4.1. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải khu dân cư - công suất 1.000 m3/ngày đêm.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

20

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa khu daân cö töø heä thoáng thu gom chaûy qua thieát bò taùch raùc cô

Ơ

N

khí ñeå loaïi boû raùc thaûi coù theå laøm toån haïi ñeán bôm, veà beå gom. Taïi ñaây ñaët 02 bôm chìm ñeå

N

H

bôm nöôùc leân beå ñieàu hoøa. Beå ñieàu hoøa coù chöùc naêng ñieàu hoøa löu löôïng cuõng nhö noàng ñoä

U Y

cuûa nöôùc thaûi, traùnh tình traïng quaù taûi vaøo caùc giôø cao ñieåm cuõng nhö thôøi gian maø löôïng

TP

.Q

nöôùc thaûi gia taêng ñoät ngoät. Do ñoù giuùp cho heä thoáng xöû lyù laøm vieäc oån ñònh ñoàng thôøi giaûm

ẠO

kích thöôùc caùc coâng trình ñôn vò phía sau. Trong beå ñieàu hoøa coù boá trí maùy suïc khí beà maët

Đ

vaø 02 bôm chìm bôm nöôùc thaûi sang beå sinh hoïc thieáu khí coù vaät lieäu ñeäm. Taïi ñaây, hoùa

G

chaát trung hoøa ñöôïc boå sung vaøo lieân tuïc nhôø vaøo heä thoáng doø pH töï ñoäng ñöôïc laép ñaët

H Ư

N

trong heä thoáng.

TR ẦN

Taïi beå thieáu khí coù vaät lieäu ñeäm, caùc vaät lieäu raén trô laø giaù theå coá ñònh cho vi sinh kò khí soáng baùm treân beà maët. Giaù theå laø vaät lieäu nhöïa toång hôïp coù caáu truùc thoaùng, ñoä roãng cao

B

(95%) vi sinh deå baùm dính. Vaät lieäu tieáp xuùc thöôøng laø vaät lieäu nhöïa coù daïng sôïi ñan xen

10 00

laãn nhau,.. coù chieàu cao töø 1 – 2 m. Nöôùc thaûi ñöôïc phaân boá ñeàu qua lôùp vaät lieäu nhôø heä

A

thoáng phaân phoái nöôùc ñöôïc laép ñaët trong beå. Quaàn theå vi sinh chuû yeáu laø vi sinh tuøy tieän

H

Ó

soáng baùm treân giaù theå taïo neân maøng nhaày sinh hoïc coù khaû naêng haáp phuï vaø phaân huûy chaát

Í-

höõu cô trong nöôùc thaûi. Nöôùc sau qua beå thieáu khí tieáp tuïc ñöôïc daãn sang beå sinh hoïc hieáu

-L

khí coù vaät lieäu ñeäm.

TO

ÁN

Taïi beå sinh hoïc hieáu khí coù vaät lieäu ñeäm, nöôùc thaûi ñöôïc phaân boá ñeàu treân maët lôùp vaät lieäu nhôø heä thoáng phaân phoái khí ñöôïc laép. Quaàn theå vi sinh soáng baùm treân giaù theå taïo neân

Đ

ÀN

maøng nhaày sinh hoïc coù khaû naêng haáp phuï vaø phaân huûy chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. Quaàn

IỄ N

theå vi sinh naøy coù theå bao goàm vi khuaån hieáu khí, vi khuaån tuøy tieän, naám, taûo vaø caùc ñoäng

D

vaät nguyeân sinh. Ngoaøi ra coøn coù giun, aáu truøng coân truøng, oác,...nhöng vi khuaån hieáu khí chieám phaàn ña soá. Nöôùc thaûi chaûy lieân tuïc vaøo beå sinh hoïc trong ñoù khí ñöôïc ñöa vaøo cuøng

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

21

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

xaùo troän vôùi buøn hoaït tính (oxy hoøa tan DO > 2mg/l), cung caáp oxy cho vi sinh phaân huûy

N

chaát höõu cô. Döôùi ñieàu kieän nhö theá, vi sinh sinh tröôûng taêng sinh khoái vaø keát thaønh boâng

N

U Y

VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSV mới (1)

H

Ơ

buøn.

.Q

Trong beå sinh hoïc coù vaät lieäu ñeäm, khoâng khí ñöôïc caáp vaøo nhôø 2 maùy thoåi khí qua heä

ẠO

phaân huûy caùc chaát höõu cô laøm giaûm noàng ñoä baån cuûa nöôùc thaûi.

TP

thoáng phaân phoái khí, muïc ñích laø cung caáp oxy cho caùc vi sinh hieáu khí trong beå söû duïng vaø

G

Đ

Sau khi qua beå sinh hoïc hieáu khí, nöôùc seõ chaûy thuûy löïc qua beå laéng ñeå laéng nhöõng boâng

H Ư

N

buøn hoaït tính, phaàn nöôùc trong seõ chaûy qua beå khöû truøng baèng Chlorine. Muïc ñích khöû caùc vi khuaån vaø ñoàng thôøi giaûm ñoä maøu trong nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi sau khi qua heä thoáng xöû lyù

TR ẦN

ñaït tieâu chuaån möùc II 6772-2000 vaø ñöôïc pheùp xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän.

Buøn laéng töø beå laéng ñöôïc xaû qua beå chöùa buøn, moät phaàn buøn seõ ñöôïc bôm tuaàn hoaøn laïi

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

beå sinh hoïc hieáu khí, phaàn buøn dö seõ ñöôïc bôm qua beå phaân huûy buøn.

Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

22

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Hình 4.3. Sơ đồ mặt bằng bố trí hệ thống xử lý nước thải

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

23

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

4.2. Công trình xử lý nước thải khu dân cư Phước Lý – Long An –Công suất 1100 m3/ngày

N

H

Ơ

N

Nöôùc thaûi

U Y

Thieát bò taùch raùc cô

ẠO

TP

.Q

khí

G

Đ

Beå gom

Beå ñieàu hoøa

TR ẦN

Maùy thoåi khí

H Ư

N

Maùy thoåi khí

10 00

B

Beå thieáu khí

buøn

Beå sinh hoïc hieáu khí

tuaàn

Buøn hoaït tính

hoaøn

Ó

A

Maùy thoåi khí

Beå laéng buøn sinh hoïc

Beå neùn buøn

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Maùy thoåi khí

Bôm

Beå khöû truøng

Maùy eùp buøn

D

IỄ N

Đ

DD, khöû truøng

Nguoàn tieáp nhaän, QCVN 14:2008/BTNMT – cột A Buøn khoâ

Hình 4.4. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải khu dân cư Phước Lý – Long An GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

24

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Ơ

N

Nöôùc thaûi töø caùc nhaø aên, nhaø veä sinh, khu vaên phoøng, trường học, khu thương mại … theo heä thoáng oáng coáng ñöôïc taäp trung veà beå gom nöôùc thaûi.

U Y

N

H

Tröôùc khi qua beå gom nöôùc thaûi chaûy qua thieát bò taùch raùc cô khí. Thieát bò taùch raùc cô khí coù nhieäm vuï loaïi caùc caën baån coù kích thöôùc lôùn, caën baån naøy caàn ñöôïc thu gom moãi ngaøy ñeå traùnh taét ngheõn cho heä thoáng.

TP

.Q

Töø beå gom nöôùc thaûi ñöôïc bôm leân beå ñieàu hoøa ñeå ñieàu hoøa löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi.

Khoâng khí ñöôïc caáp nhôø vaøo 2 maùy thoåi khí ñaët taïi ñaây.

Đ

ẠO

Tieáp ñeán, nöôùc thaûi ñöôïc bôm lieân tuïc qua beå thieáu khí coù vaät lieäu ñeäm. Taïi ñaây, phaàn lôùn thaønh phaàn nitô vaø moät phaàn caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi sinh hoaït seõ ñöôïc loaïi boû nhôø caùc vi sinh vaät thieáu khí .

H Ư

N

G

Sau khi xöû lyù qua giai ñoaïn thieáu khí, nöôùc thaûi seõ tieáp tuïc chaûy sang beå sinh hoïc hieáu khí buøn hoaït tính ñeå xöû lyù phaàn coøn laïi cuûa caùc chaát oâ nhieãm. Khoâng khí ñöôïc caáp lieân tuïc nhôø vaøo 2 maùy thoåi khí.

10 00

B

TR ẦN

Ra khoûi beå loïc sinh hoïc hieáu khí buøn hoaït tính, nöôùc thaûi tieáp tuïc chaûy sang beå laéng ñeå laéng maøng vi sinh taùch ra khoûi nöôùc thaûi. Caùc thieát bò trong beå laéng goàm oáng trung taâm phaân phoái nöôùc. Ñoä aåm buøn hoaït tính dao ñoäng trong khoaûng 98.5 - 99.5%. Löu löôïng buøn dö Qw thaûi ra moåi ngaøy ñöôïc bôm veà beå phaân huûy buøn.

-L

Í-

H

Ó

A

Nöôùc thaûi sau khi qua beå laéng seõ töï chaûy vaøo beå khử trùng Chlorine. Dung dòch Chlorine ñöôïc bôm vaøo beå xaû nhaèm khöû truøng nöôùc thaûi tröôùc khi xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän. Chlorine laø chaát oxy hoùa maïnh thöôøng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong quaù trình khöû truøng nöôùc thaûi. Ngoaøi muïc ñích khöû truøng, Chlorine coøn coù theå söû duïng ñeå giaûm muøi. Hôïp chaát Chlorine söû duïng ôû daïng boät calcium hypochloride [Ca(OCl)2]. Haøm löôïng Chlorine caàn thieát ñeå khöû truøng cho nöôùc sau laéng, 3 15mg/L. Haøm löôïng Chlorine cung caáp vaøo nöôùc thaûi oån ñònh baèng bôm ñònh löôïng hoùa chaát.

ÁN

Nöôùc thaûi sau khi qua beå khöû truøng ñaõ ñaït quy chuaån QCVN 14:2008/BTNMT, cột A trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Buøn laéng töø beå laéng moät phaàn buøn seõ ñöôïc bôm tuaàn hoaøn laïi beå thieáu khí vaø hieáu khí buøn hoaït tính, phaàn buøn dö seõ ñöôïc bôm qua beå neùn buøn. Buøn trong beå neùn buøn seõ eùp khoâ tröôùc khi ñöa ñi choân laáp theo ñuùng quy ñònh.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

25

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

-L

Hình 4.5. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải khu dân cư Phước Lý – Long An Tài liệu tham khảo 1. Chuyên đề: Vai trò của công nghệ sinh học trong xử lý nước thải – Khoa Môi Trường và Tài Nguyên – Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh.

2. Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải.

3. Nguyễn Văn Phước, Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, Giáo trình , 2011.

4. Lâm Minh Triết , Nguyễn phước Dân , Nguyễn thanh Hùng Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp . Tính toán thiết kế công trình , NXB ĐHQG – HCM , 2009.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

V.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

26

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp Ứng dụng quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám trong xử lý nước thải đô thị

5. Lâm minh Triết, Lê Hoàng Việt ,Vi sinh vật Nước và nước thải , NXB Xây dựng,

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

2009.

6. Các tài liệu và một số bản vẽ công trình của Trung tâm công nghệ môi trường – Cefinea.

GVHD: GS.TS. Lâm Minh Triết SVTH: Nguyễn Thị Phương Chi Nguyễn Mai Tố Anh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

27

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial