Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường công suất 600 m3/ngđ.

đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải mía đường.

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường Tp Hồ Chí Minh, những người đã dìu dắt em tận tình, đã truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian em học tập tại trường.

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất cả các Thầy, Cô Khoa Môi Trường đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Biện Văn Tranh đã tận tình hướng dẫn

và cung cấp những kinh nghiệm quý báu giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Tôi xin cảm ơn gia đình, những người thân đã cho tôi những điều kiện tốt nhất để học tập trong suốt thời gian dài.

Ngoài ra tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những người bạn của tôi, những người

đã gắn bó, cùng học tập và giúp đỡ tôi trong những năm qua cũng như trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.

Với lần đầu làm đồ án, kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đồ

án này còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của Thầy Cô và bạn bè nhằm rút kinh nghiệm cho công việc sắp tới.

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013

Sinh viên

Lê Ngọc Giàu

MỤC LỤC

Trước năm 1990, hầu hết các trang thiết bị máy móc, dây chuyền công nghệ trong cácnhà máy đường đều cũ kĩ, lạc hậu trình độ chất lượng sản phẩm còn thấp Trong nhữngnăm gần đây, do sự đầu tư công nghệ và thiết bị hiện đại, các nhà máy đường đã khôngngừng nâng cao chất lượng sản phẩm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và giải quyết được chorất nhiều người lao động có việc làm.

Bên cạnh sự phát triển về kinh tế thì vấn đề môi trường rất quan trọng.Nước thải củangành công nghiệp mía đường luôn chứa một lượng lớn chất hữu cơ bao gồm Cacbon,Nitơ, Photpho Các chất này dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật gây mùi thối làm ô nhiễmcác nguồn tiếp nhận

Phần lớn chất rắn lơ lửng có trong nước thải ngành công nghiệp mía đường ở dạng vô cơ.Khi thải ra môi trường tự nhiên các chất này có khả năng lắng và tạo thành một lớp dày ởđáy nguồn nước, phá hủy hệ sinh vật làm thức ăn cho cá Các bùn lắng này chứa các chấthữu cơ làm cạn kiệt oxy có trong nước và tạo thành các khí như H2S, CO2, CH4.Ngoài ratrong nước thải còn chứa một lượng đường khá lớn gây ô nhiễm nguồn nước

Chính vì tầm quan trọng của công tác bảo vệ môi trường, đề tài xử lý nước thải mía đường mang tính chất thực tế Đề tài sẽ góp phần đưa ra quy trình xử lý cho loại nước thải này, giúp nhà máy có thể tự xử lý trước khi đưa ra cống thoát nước chung, nhằm thực hiện đúng những quy định về môi trường của nhà nước

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA ĐƯỜNG

2.1 TỒNG QUAN VỀ NGÀNH MÍA ĐƯỜNG THẾ GIỚI

Sản xuất đường không phải là ngành kinh tế có lợi thế kinh tế vi mô nhưng đường làmột nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Côngnghiệp sản xuất mía đường phù hợp với các nước đang phát triển nằm ở giai đoạn đầucủa thời kì công nghiệp hóa

Hiện nay đường được sản xuất chủ yếu từ mía và củ cải đường Brazil là nước sảnxuất và xuất khẩu đường lớn nhất thế giới, tiếp đến là Ấn Độ, Thái Lan…Trên thế giới

có hơn 100 quốc gia sản xuất đường, 80% trong số đó được làm từ cây mía và đượctrồng chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và bán nhiệt đới

Hình 2.1 : 10 quốc gia sản xuất đường mía lớn nhất thế giới

2.2 TỒNG QUAN VỀ NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆT NAM

Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, nhiều vùng đất đai từ Bắc đến Nam rấtthuận tiện cho phát triển trồng mía, nhất là các tỉnh ven miền Trung và Đông Nam Bộ.Cây mía và nghề làm mật đường ở Việt Nam đã có từ rất xa xưa, nhưng công nghiệpmía đường mới bắt đầu từ thế kỷ thứ XX Năm 1990 cả nước có 9 nhà máy đường míavới công suất 11.000 tấn mía/ ngày và 2 nhà máy tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị vàcông nghệ lạc hậu Đến nay nước ta có khoảng 40 nhà máy đang hoạt hoạt động, trong

đó có 35 công ty nhà nước.Trong đó, có 5 nhà máy đường có vốn đầu tư từ nướcngoài với công suất bình quân 4.500 tấn.Phần lớn các nhà máy có quy mô nhỏ, có khiđạt 700 – 1.000 tấn mía / ngày

Ngành công nghiệp mía đường vẫn là một ngành quan trọng ở nước ta bởi nó gópphần đáp ứng lượng đường tiêu thụ cho khu vực và cả nước, tạo điều kiện cho cácngành kinh tế phát triển, tận dụng đất hoang đồi trọc và đất nông nghiệp có hiệu quảthấp so với trồng mía , tạo công ăn việc làm…

Phát triển mía đường là một định hướng đúng đắn và quan trọng.Tuy nhiên sản xuấtđường sử dụng một lượng lớn nước và cũng thải ra một lượng không nhỏ nước thảigiàu chất hữu cơ dễ chuyển hóa, gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trườngnước.Hiện nay chủ yếu có ba phương pháp làm trong : bằng vôi, sunfit và cacbonat.Phương pháp dùng vôi hầu hết còn dùng trong các cơ sở sản suất nhỏ, trình độ kém.Công nghiệp sản xuất mía đường là ngành gây ô nhiễm khá lớn do công nghệ lạc hậu

rò rỉ nhiều lại không có bất cứ thiết bị xử lý nào, trong số các chất ô nhiễm có bụi khói

lò hơi, bùn lọc, nước thải, khí thoát ra từ các tháp phản ứng sunfit hóa và cacbonathóa Riêng bã mía được dùng làm nhiên liệu để sản suất giấy bìa còn mật rỉ được lênmem để chế biến cồn

Đã có một vài nghiên cứu về xử lý nước thải và tái sử dụng chất thải của ngành míađường.Song việc ứng dụng và triển khai và ứng dụng còn nhiều bất cập.Nhiều hệthống xử lý được xây dựng với vốn đầu tư lớn nhưng hoạt động không hiệu quả hoặchoạt động gây tốn kém và làm nản long các nhà sản xuất.Trong tình hình đó việc đầu

tư nghiên cứu kế thừa và lựa chọn quy trình công nghệ xử lý khả thi rất cần thiết

2.3 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG

Dựa vào quy trình sản xuất đường, chúng ta có thể chia nước thải của ngành thành cácnhóm sau:

• Nước thải từ khâu ép mía

 Đối với bã mía(chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép)

bị và sửa sàn

Nước thải rửa lọc tuy có lưu lượng nhỏ nhưng giá trị BOD và các chất lơ lửng cao.Nước làm mát được dùng với lượng lớn và thường được tuần hoàn hầu hết hoặc mộtphần trong quy trình sản xuất Nước làm mát thường nhiễm bẩn một số chất hữu cơbay hơi từ nước đường đun sôi trong nồi nấu hoặc nồi chân không Nước chảy tràn từcác tháp làm mát thường có giá trị BOD thấp Tuy nhiên, do chế độ bảo dưỡng máymóc kém và điều kiện vận hành không tốt nên có lượng đường đáng kể thất thoáttrong nước làm mát Lượng nước này sẽ được thải đi

Nước rò rỉ và nước rửa tràn, rửa thiết bị tuy có lưu lượng thấp và được xả định kỳnhưng có hàm lượng BOD và SS rất cao

• Nước thải khu lò hơi

Nước thải khu lò hơi được xả định kỳ, với đặc điểm là chất rắn lơ lửng cao

và giá trị BOD thấp, nước thải mang tính kiềm

Bảng tổng kết chất lượng nước thải mía đường

2.4 ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG

Hiện nay, đa số các nhà máy đường và nhiều hình thức sản xuất tư nhân chưa có hệthống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn Với lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu cơ vàchất dinh dưỡng cao nước thải mía đường đã và đang làm gây ô nhiễm cao cho cácnguồn tiếp nhận

Đường có trong nước thải chủ yếu là đường sacroza và các loại đường khử nhưglucose và fructose

Các loại đường này dễ phân hủy trong nước Chúng có khả năng gây kiệt oxy trongnước, làm ảnh hường đến các hoạt động của quần thể vi sinh vật trong nước

có màu nâu sẫm vị đắng Phần lớn các sản phẩm phân hủy của đường khử có phân tửlượng lớn nên khó thấm qua màng vi sinh, Để chuyển hóa chúng, vi sinh phải phân rãchúng thành nhiều mảnh nhỏ để thấm vào tế bào, Quá trình phân hủy các sản phẩmđường khử đòi hỏi thời gian phân hủy dài hơn, nên sẽ ảnh hưởng đến quá trình tự làmsạch trong nguồn tiếp nhận Các chất lơ lửng có trong nước thải còn có khả năng lắng

xuống đáy nguồn nước, Quá trình phân hủy kị khí các chất này sẽ làm cho nước có

CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG

3.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC

Mục đích là tách chất rắn, cặn ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo Do đó phải lắng sơ bộ trước rồi đưa sang công trình xử lý tiếp theo

Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất rắn đượcđem đi ủ để làm phân bón

 Nhiệm vụ:

- Khử cặn rắn thô (rác) như bã mía, nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy, lá cây, rễ cây…

- Bảo vệ bơm, van đường ống cánh khuấy

- Không xử lý, chỉ giữ lại tạm thời các tạp vật lớn

- Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian

- Phải xử lý rác thứ cấp

Hình 3.1 Song chắn rác tinh Hình 3.2 Song chắn rác thô

 Nhiệm vụ:

Đối với nước thải công nghiệp, có thể sử dụng là loại lưới lọc là tấm thép mỏng đục lỗhoặc lõi dây thép đan với kích thước mắt lưới không lớn hơn 5mm để chắn giữ rác.Thông thường lưới lọc dùng để xử lý sơ bộ, thu hồi các sản phẩm có giá trị ở dạngchất không tan trong nước thải công nghiệp như công nghiệp dệt, xenluloza, giấy, da.Các chất bị giữ lại là : sợi gỗ, len, lông động vật

 Phân loại:

Lưới lọc phân biệt theo phương pháp phẳng và trụ, theo phương pháp làm sạch thìphân thành khô và ướt Loại khô làm sạch bằng bàn chải sắt, loại ướt làm sạch bằngthủy lực

Hình 3.3 Lưới lọc

3.1.3 Bể lắng cát

 Nhiệm vụ:

- Loại bỏ các hạt cặn lớn vô cơ như cát sỏi kích thước hạt lớn hơn 200 µm (0.2 mm)

- Bảo vệ các trang thiết bị cơ khí động ( bơm) tránh bị mài mòn

- Giảm cặn lắng trong ống, mương dẫn và bể phân hủy

 Hiệu suất:

Nước thải qua bể lắng cát có thể giảm đươc 5% SS và BOD

 Phân loại:

Theo nguyên tắc chuyển động của dòng nước trong bể lắng cát người ta phân ra thành

bể lắng cát ngang, bể lắng cát ngang nước chuyển động vòng, bể lắng cát đứng dòng chảy từ dưới lên, bể lắng cát thổi khí…

Hình 3.4 Bể lắng cát

 Nhiệm vụ:

- Giảm bớt sự dao động của hàm lượng chất bẩn trong nước thải

- Tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải

 Phân loại:

- Bể điều hòa lưu lượng

- Bể điểu hòa chất lượng

Hình 3.5 Bể điều hòa

Bể lắng

 Nhiệm vụ:

Tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất

lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo Dùng những thiết bịthu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn

• Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1

trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học

• Dựa vào nguyên tắc hoạt động: người ta có thể chia ra các loại bể lắng như: bể

lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục

• Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bể

lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác

 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng Bể lắng đứng

vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng Vận tốc dòngnước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng Nước trong được tập trung vào máng thu phía trên Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phíadưới

Nước thải qua bể lắng đứng có thể giảm được 40%SS và 20-40%BOD

Hình 3.6 Bể lắng đứng

 Bể lắng ngang

Bể lắng ngang có hình dạng chữ nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dàikhông nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m Bể lắng ngang dùng cho các trạm xử lý có

ngang từ đầu bể đến cuối bể và được dẫn tới các công trình xử lý tiếp theo, vận tốcdòng chảy trong vùng công tác của bể không được vượt quá 40 mm/s Bể lắng ngang

có hố thu cặn ở đầu bể và nước trong được thu vào ở máng cuối bể

Nước thải qua bể lắng ngang có thể giảm được 60%SS và 20-40% BOD

Hình 3.7 bể lắng ngang

 Bể lắng li tâm

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng Bể lắng ly tâm được dùng cho các

trung tâm ra quanh thành bể Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1 góc

vòng trong 1 giờ Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía trên

 Nhiệm vụ:

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải

đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc Bể này được sử dụng chủ yếu chomột số loại nước thải công nghiệp Quá trình phân riêng được thực hiện nhờ váchngăn xốp, nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại Quá trình diễn ra dưới tác dụngcủa áp suất cột nước

bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kếthợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.

Nguyên tắc của phương pháp này là : cho vào trong nước thải các hạt keo mang điệntích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và chấthữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm hidroxid và sắthidroxy được đưa vào mang điện tích dương) Khi thế điện động của nước bị phá vỡ,các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớnhơn và dễ lắng hơn

Phương pháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải Tuy nhiên chiphí xử lý cao

3.2.1 Phương pháp keo tụ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vàonước Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếpxúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụtrên các hạt lơ lửng

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, ete, xenlulozơ, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính

(xSiO2.yH2O)

Hình 3.8 Keo tụ tạo bông

3.2.2 Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặclỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm

cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí ) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

3.2.3 Phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi cácchất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải cóchứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân huỷ bằng conđường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chiphí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này làhợp lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp

và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, rỉ, mạt cưa …) Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưng chúng cần có các tính chất xác định như : tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi Ngoài ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh Quan trọng là than phải có hoạt tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hóa bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng

bị oxy hoá và bị hoá nhựa Các chất hoá nhựa bít kín lổ xốp của than và cản trở việc tái sinh nó ở nhiệt độ thấp

3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC

Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu

khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau Và tùy theo khả năng vềtài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý.

Có các phương pháp sau:

 Phương pháp xử lý hiếu khí :

Nước thải từ các hầm chứa được bơm vào bể điều hòa Cung cấp oxy cho vi sinhvật hiếu khí có trong nước thải hoạt động và phát triển Các vi sinh vật hiếu khí sửdụng các chất hữu cơ, các nguồn N và P cùng với một số nguyên tố vi lượng khác làmnguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào mới, phát triển tăng sinh khối Bên cạnh đó quá

dinh dưỡng và hô hấp của vi sinh vật đều cần oxy Để đáp ứng nhu cầu oxy hòa tantrong nước, người ta thường sử dụng hệ thống sục khí bề mặt bằng cách khuấy đảohoặc bằng hệ thống khí nén

Từ bể điều hòa, nước thải được đưa vào Bể sinh học hiếu khí để được hòa trộn

với bùn vi sinh hoạt tính để tạo thành hỗn hợp vi sinh và nước thải Vi sinh vật hiếukhí trong hỗn hợp bùn hoạt tính sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải dướidạng thức ăn thành các hợp chất đơn giản hơn và vô hại với môi trường Hỗn hợp vi

sinh và nước thải được chảy vào Bể lắng, nơi bùn hoạt tính được lắng lại và nén ở đáy

bể Bùn lắng được tuần hoàn (khoảng 25-80 % tổng lưu lượng) vào bể sinh học hiếukhí để duy trì nồng độ vi sinh ổn định trong bể

Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện có oxy Quá trình

xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn :

Oxy hóa các chất hữu cơ :

Công đoạn xử lý cuối cùng là xử lý và thải bỏ bùn từ bể lắng Bùn từ bể lắng

được bơm vào bể phân hủy bùn hiếu ký nơi phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong

bùn trong môi trường hiếu khí

Sau xử lý, bùn chỉ còn chứa chất vô cơ và các chất rắn vi sinh

Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên.

 Hồ sinh vật

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxyhoá, hồ ổn định nước thải, … xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồsinh 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, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Visinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ

amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt độngbình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ không được thấp hơn

Hình 3.10 : Hồ sinh vật hiếu khí

 Hồ sinh vật tuỳ tiện

Có độ sâu từ 1.5 – 2.5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước cóthể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ.Trong hồ sinh vật tùy tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hổ đóng vai trò cơ bảnđối với sự chuyển hóa các chất

 Hồ sinh vật yếm khí

Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắtbuộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoásinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơngiản, dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70% Tuy nhiên nước thảisau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lýnước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc

 Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nướcthải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặttrời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấpthụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúngthành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào đất, mộtphần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc

bổ sung cho nước nguồn

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệurắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chính nhưsau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bềmặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc.Quá trình oxy hóa chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánhđồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác visinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2 Để đảmbảo quá trình oxy hoá sinh hóa diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biệnpháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học cóthể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit……

vật liệu lọc /ngàyđêm) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1.5 – 2m Hiệu quả xử lý nướcthải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất

Hình 3.12 : Bể lọc sinh học nhỏ giọt

 Bể lọc sinh học cao tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt,

ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể được thiết kế cho các

độ yêu cầu xử lý của nước thải

Việc lựa chọn công nghệ xử lý tùy theo thành phần tính chất nước thải, chi phíđầu tư quản lý và diện tích mặt bằng khu xử lý

Hình 3.13 Bể Aerotank

-Phương pháp xử lý kỵ khí :

Sử dụng vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện yếm khí không hoặc có

Bốn giai đoạn xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kỵ khí :

 Thủy phân : Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, cácphức chất và các chất không tan (như polysaccharide, protein, lipid) chuyển hóa thànhcác phức chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (như đường, các acid amin, acid béo)

 Acid hóa : Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thànhchất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, rượu, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S

và sinh khối mới

 Acetic hóa : Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thànhacetat, H2, CO2 và sinh khối mới

 Bể UASB

UASB là bể xử lý sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn, phát triển mạnh

ở Hà Lan Xử lý bằng phương pháp kị khí là phương pháp được ứng dụng để xử lý cácloại chất thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao, khả năng phân hủy sinh học tốt,nhu cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng mới

Vì quá trình phân hủy kị khí dưới tác dụng của bùn hoạt tính là quá trình sinhhọc phức tạp trong môi trường không có oxi, nên bùn nuôi cấy ban đầu phải có độhoạt tính methane Độ hoạt tính methane càng cao thì thời gian khởi động (thời gianvận hành ban đầu đạt đến tải trọng thiết kế) càng ngắn Bùn hoạt tính dùng cho bểUASB nên lấy bùn hạt hoặc bùn lấy từ một bể xử lý kị khí là tốt nhất, có thể sử dụngbùn chứa nhiều chất hữu cơ như bùn từ bể tự hoại, phân gia súc hoặc phân chuồng

Bể UASB là một bể xử lý với lớp bùn dưới đáy, có hệ thống tách và thu khí,nước ra ở phía trên Khi nước thải được phân phối từ phía dưới lên sẽ đi qua lớp bùn,các vi sinh vật kỵ khí có mật độ cao trong bùn sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trongnước thải Bên trong bể UASB có các tấm chắn có khả năng tách bùn bị lôi kéo theonước đầu ra.

Cả ba quá trình phân hủy - lắng bùn - tách khí được lắp đặt trong cùng một côngtrình Sau khi hoạt động ổn định trong bể UASB hình thành loại bùn hạt có mật độ visinh rất cao, hoạt tính mạnh và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng

Chất thải hữu cơ (C,N,P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinh khối vi sinh vàkhi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ còn lại nước trong đã tách chất ô

Thực chất của phương pháp hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó đểgây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc tạo các dạngchất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường Theo giai đoạn vàmức độ xử lý, phương pháp hoá học sẽ có tác dụng tăng cường quá trình xử lý cơ học

hoá khử, các phản ứng kết hợp tạo kết tủa, phản ứng trung hoà, phản ứng phân huỷcác chất độc hại.

3.4 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

 Phương pháp Ozone hoá

Là phương pháp xử lý nước thải có chứa các chất vô cơ dạng hoà tan và dạngkeo bằng ozone Ozone dễ dàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ

 Phương pháp trung hoà

Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axid vô cơ hoặc kiềm về dạngtrung tính có pH = 6,5 – 7,5 Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách: trộnlẫn nước thải có tính acid với nước thải có tính bazơ; bổ sung thêm các tác nhân hoáhọc; lọc qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hoà, hấp phụ khí chứa axid bằng nướcthải chứa kiềm

- SS vượt chỉ tiêu xả thải 12 lần

- BOD5 vượt chỉ tiêu xả thải 80 lần

- COD vượt chỉ tiêu xả thải 8 lần

- P vượt chỉ tiêu xả thải 1.2 lần