XLNT CD6 bể sinh học kỵ khí UASB

Chuyên đề: Bể sinh học kỵ khí UASB Mô tả nguyên lý hoạt động, Tính toán công trình bể sinh học kỵ khí UASB trong xử lý nước thải. Thông số thiết kế của bể: pH: 6,7 7,4 ( tối ưu 77,2) Vận tốc V: 0,60,9 ms Chiều cao tối thiểu của bể là 4 – 6m Chiều cao của phần công tác H của bể UASB phụ thuộc vào loại nước thải và xác định như sau: Các chất hữu cơ hoà tan: H = 10m Một phần chất hữu cơ hoà tan: H = 3 – 5m COD của nước thải trên 3000mglít: H = 5 – 7m Tấm chắn có độ nghiêng > 35 độ với mục đích tách khí ra khỏi nước dễ dàng hơn. Nồng độ bùn trong bể có thể lên đến 1040 gl. Bùn trong bể hình thành 2 vùng: + Vùng đáy có chiều cao 14 tính từ đáy chứa cặn keo tụ với nồng độ 57%. + Phần trên là lớp bùn lơ lửng có nồng độ dao động từ 13 gl.  Bể UASB chỉ được sử dụng khi hàm lượng COD > 50.000 mgl. .....

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG & BHLD Xử lý nước thải Chuyên đề: Bể sinh học kỵ khí UASB GVHD: Nguyễn Th Viên Minh Nhóm 06: Nguyễn Ngọc Thạch – 91800410 Nguyễn Xuân Huy – 91800553 Nguyễn Thanh Thảo – 91800266 Thái Hữu Phát – 91701049 Nguyễn Thanh Tâm – D1800262 Phạm Hoàng Linh - 91702059 Nội dung Giới thiệu bể sinh học kỵ khí UASB Nguyên lý hoạt động Ưu điểm, nhược điểm Thông số thiết kế Tính tốn thiết kế ví dụ Giới thiệu bể sinh học kỵ khí UASB Định nghĩa - Bể UASB là dạng bể hoạt động theo nguyên lý kị khí Là bể xử lý sinh học dịng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí - Bể hoạt động với dòng nước thải cấp vào bể dẫn từ lên thông qua lớp đệm bằng bùn hoạt tính bao gồm: hạt bùn nhỏ, lớn nhằm tăng trình tiếp xúc nước thải bùn qua tăng q trình phân hủy chất hữu nhiễm có nước thải Bể kỵ khí UASB thực tế Giới thiệu bể sinh học kỵ khí UASB Cấu tạo Bể UASB cấu tạo từ phận sau: − Hệ thống cấp nước thải vào bể xử lý − Hệ thống máng thu nước sau xử lý − Hệ thống tách thu khí Với kết cấu đơn giản, bể UASB xây dựng hình chữ nhật với bê tơng cốt thép Nhằm tách triệt để lượng khí có nước thải bể UASB o lắp thêm chắn với độ nghiêng >35 so với phương ngang nhằm tách khí khỏi nước thải cách dễ dàng Giới thiệu bể sinh học kỵ khí UASB Các yếu tố ảnh hưởng: - Nhiệt độ: Metan hoạt động vùng nhiệt độ ấm từ 20 – 45 độ C vùng nhiệt độ nóng từ 45 đến 65 độ C, nhiệt độ tối ưu 35 độ C, 10 độ C khơng hoạt động Cịn số vi sinh vật kỵ khí khác có khả hoạt động với nhiệt độ lạnh từ 10 đến 15 độ C - Độ pH: Khoảng pH tối ưu dao động khoảng hẹp từ 6,5 – 8,5 Nếu pH < làm cho khí Metan sinh giảm rõ rệt - Chất dinh dưỡng: Q trình phân hủy kỵ khí cần cung cấp đầy đủ nguồn Cacbon, Nitơ, Photpho số nguyên tố vi lượng với tỷ lệ thích hợp C:N:P:S= 250:5:1:1 - Các độc tố: Oxygen, số dẫn xuất Metan CCl4, CHCl3, CH2Cl2 số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn …), chất HCHO, SO2, H2S, NH4+ gây ức chế cho trình kỵ khí S2- coi chất gây ức chế cho q trình Metan hóa, chất có tính oxi hố mạnh thuốc tím, halogen muối có oxy nó, ozone…, ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển vi sinh vật kỵ khí - Các chủng vi sinh kỵ khí Nguyên lý hoạt động Có giai đoạn: Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch hợp chất cao phân tử Các chất thải phức tạp chất không tan  Các chất đơn giản/ Các chất hòa tan đơn giản Giai đoạn 2: Q trình axit hóa Q trình lên men  Axit béo, Alcohols, Acid lactic, Methanol, CO2, H2, NH3, H2S sinh khối Giai đoạn 3: Q trình Metan hóa CH4, CO2 CH3COOH  CH4 + CO2 2C2H5OH + CO2  CH4 + 2CH3COOH CO2 + 4H2  CH4 + 2H2O Thủy phân protein: NH3 + HOH  NH4 + OH Khi OH sinh phản ứng với khí CO2 tạo thành ion bicacbonat Nguyên lý hoạt động Ưu điểm, nhược điểm Nhược điểm Ưu điểm - Khả xử lý chất hữu độc hại khó phân hủy - ưu điểm bật bể - Bể UASB chịu sốc tải, chịu tải lượng cao tốt Chi phí xây dựng thấp, chi phí xử lý bùn thấp Tận dụng nguồn lượng mang lại lợi ích kinh tế cao mơi trường - Bùn kị khí phục hồi, hồi phục sau thời gian dài hoạt động nên hoạt động gián đoạn khởi động sau thời gian dài không hoạt động Quá trình khởi động 3-4 tháng bùn vi sinh khó thích ứng với Hiệu suất xử lý không cao Thời gian khởi động lâu để làm việc hết cơng suất Lượng khí sinh phục vào q trình phản ứng vi sinh vật nên khơng ổn định - Khí metan bám dính bề mặt hạt bùn phản ứng lớp bùn kị khí Do cần trang bị thiết bị tách lượng khí khỏi bùn để bùn lắng bể Thông số thiết kế Thông số thiết kế bể: − − − − − pH: 6,7 -7,4 ( tối ưu 7-7,2) Vận tốc V: 0,6-0,9 m/s Chiều cao tối thiểu bể – 6m Chiều cao phần công tác H bể UASB phụ thuộc vào loại nước thải xác định sau: +Các chất hữu hoà tan: H = 10m + Một phần chất hữu hoà tan: H = – 5m + − − COD nước thải 3000mg/lít: H = – 7m Tấm chắn có độ nghiêng > 35 độ với mục đích tách khí khỏi nước dễ dàng Nồng độ bùn bể lên đến 10-40 g/l Bùn bể hình thành vùng: + Vùng đáy có chiều cao 1/4 tính từ đáy chứa cặn keo tụ với nồng độ 5-7% + Phần lớp bùn lơ lửng có nồng độ dao động từ 1-3 g/l.  − Bể UASB sử dụng hàm lượng COD > 50.000 mg/l Thông số thiết kế Điều kiện áp dụng − Bùn nuôi cấy ban đầu: nồng độ tối thiểu 10 kg VSS/m3 Lượng bùn cho vào khơng nên nhiều 60% thể tích bể.  − Chất dinh dưỡng: nồng độ nguyên tố N, P, S tối thiểu tính theo biểu thức sau:  (COD/Y) : N :P : S = (50/Y) : 5: :1 (Y hệ số sản lượng tế bào phụ thuộc vào loại nước thải Nước thải dễ acid hóa Y= 0,03, khó acid hóa Y= 0,15.) Tiêu chuẩn kỹ thuật: - Có thể xử lý lên đến 40kgCOD/m /ngày − COD khoảng từ 1000 – 50000 mg/l − Phù hợp cho tải lượng COD 4500kgCOD/ ngày Thông số thiết kế Tải trọng thể tích bể UASB hoạt động 30 C, hiệu xử lý 85-90% Thông số thiết kế Tải trọng thể tích bể UASB theo nhiệt độ COD hoà tan, hiệu xử lý 85-95%, nồng độ bùn trung bình 25g/L Thơng số thiết kế Thời gian lưu nước áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt bể UASB cao 4m Thông số thiết kế Vận tốc nước chảy từ lên chiều cao bể UASB Tính toán thiết kế - Bài toán 1) Xác định thể tích bể dựa vào tải trọng hữu cơ: Trong đó: Xác định thể tích nước: Vn: thể tích hữu dụng tối thiểu bể ( m ) Q: lưu lượng nước thải vào bể (m /h) S0: Nồng độ COD nước thải trước xử lý (mg/l) Lorg : tải trọng chất hữu ( kgCOD/m ngđ) Trong đó: Hiệu làm sạch:   Vn: thể tích hữu dụng tối thiểu bể ( m ) VL: Tổng thể tích phần chứa hỗn hợp nước thải bể (m ) E: hệ số hữu ích = 0.8-0.9 Tính toán thiết kế - Bài toán 2) Xác định kích thước bể: Tổng chiều cao bể: Trong đó: - A: Diện tích bể ( m ) Q: Lưu lượng nước thải vào bể (m ) v: vận tốc nước từ lên ( m/h ) Đối với bùn hạt v= 1.25-2m/h ( tối đa 6m/h ) Đối với bùn thường v < 0.5m/h ( tối đa 2m/h ) Trong đó: - HT: Tổng chiều cao bể (m) HL: Chiều cao lớp nước bể (m) HG: Chiều cao chiếm chỗ thiết bị tách pha rắn - lỏng – khí (m) Xác định chiều cao mực nước bể: Trong đó: - A: Diện tích bể ( m ) HL: Chiều cao lớp nước bể (m) VL: Tổng thể tích phần chứa hỗn hợp nước thải bể (m ) Tính tốn thiết kế - Bài tốn 3) Xác định thời gian lưu nước: Trong đó: - t: Thời gian lưu nước (h) Q: lưu lượng nước thải vào bể (m /h) VL: Tổng thể tích phần chứa hỗn hợp nước thải bể (m ) 4) Xác định thời gian lưu bùn: Trong đó: - Xe: Lượng MLSS dư ngày Ta lại có cơng thức: Tính tốn thiết kế - Bài tốn Những thông số thiết kế giai đoạn phát triển khác xáo trộn hoàn toàn chất rắn lơ lửng Tính tốn thiết kế - Bài tốn Tính tốn thiết kế - Bài tốn Ví dụ: Tính bể UASB để xử lý nước thải cho nhà máy công suất xử lý: 5000m / ngày Xác định thông số đầu vào bể UASB: pH = 6.9 BOD5 = 1100 mg/l COD = 2000 mg/l Tổng N = 50 mg/l Tổng P = 10 mg/l BOD = 1200mg/l Yêu cầu sau bể UASB: COD lại Chọn Dthu khí = 60 (mm) Bảng thống kê thiết kế STT Thông số thiết kế Đơn vị Gía trị Số lượng bể Chiều dài bể m 16 Chiều rộng bể m Chiều cao bể m 5.5 Diện tích bể m 112 Thời gian lưu nước 5.59 Lượng khí sinh bể m /ngày 3750 Đường kính ống thu khí m 0.06 ... Giới thiệu bể sinh học kỵ khí UASB Nguyên lý hoạt động Ưu điểm, nhược điểm Thông số thiết kế Tính tốn thiết kế ví dụ Giới thiệu bể sinh học kỵ khí UASB Định nghĩa - Bể UASB? ?là dạng bể hoạt động... thải Bể kỵ khí UASB thực tế Giới thiệu bể sinh học kỵ khí UASB Cấu tạo Bể UASB cấu tạo từ phận sau: − Hệ thống cấp nước thải vào bể xử lý − Hệ thống máng thu nước sau xử lý − Hệ thống tách thu khí. .. Xác định lượng khí sinh bể UASB ống thu khí: Lượng khí sinh ra: tổng lượng khí sinh bể khoảng 0.5 m /1kg CODl Qkhí= 0.5 (m /ngày) - Lượng COD cần khử ngày G = 7500 kgCOD/ngày Lượng khí metan chiếm