Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ Câu 1 Nguyên lý làm việc của bể metan, cơ chế xử lý bùn của bể metan Bể metan là quá trình phát triển các công trình xử lý cặn, đó là công trình thường có mặt bằ.
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ Câu 1: Nguyên lý làm việc bể metan, chế xử lý bùn bể metan Bể metan q trình phát triển cơng trình xử lý cặn, cơng trình thường có mặt hình trịn hay hình chữ nhật, đáy hình nón hay hình chóp đa giác có nắp đậy kín nắp đậy làm chóp mũ để thu khí - cặn bể metan khuấy trộn sấy nóng nhờ thiết bị đặc biệt - Căn vào nhiệt độ trình lên men mà người ta phân biệt: trình lên men ấm (10-430) q trình lên men nóng (>430) a Cơ chế xử lý bùn Ở bể metan bùn xử lý theo q trình phân hủy kị khí hữu tổ hợp vi sinh vật, gồm giai đoạn: + Giai đoạn 1: lên men kiềm + Giai đoạn 2: lên men axit Các nhóm vsv phân hủy sunfat sử dụng dấm để lên men, nồng độ sunfat bùn cặn cao vsv làm việc hiệu quả, nồng độ sunfat > 0,5mg/l kìm hãm lên men Hiệu trình phân hủy kỵ khí bùn cặn bể metan đánh giá mức độ phân hủy hợp chất hữu cơ, số lượng thành phần khí sinh ra, hiệu xác định thành phần hỗn hợp bùn cặn, thông số công nghệ bể metan ( % nạp liệu, nhiệt độ, nồng độ bùn cặn nạp) Ngoài yếu tố khác chế độ nạp, lấy bùn, khuấy trộn ảnh hưởng tới trình phân hủy kị khí b Nguyên lý làm việc bể metan Bùn cặn sau từ bể lắng I, II nạp vào bể metan ống dẫn hỗn hợp cặn Tại bể metan, sau bùn cặn nạp vào xảy trình lên men nhờ vi sinh vật Trong trình lên men nhiệt độ điều chỉnh phù hợp nhờ thiết bị hâm nóng cặn khuấy trộn máy trộn, đảm bảo trình diễn tối ưu Trải qua thời gian lên men phân hủy, nước từ bể nén bùn chảy theo ống xả nước bùn độ sâu khác Khí sinh theo ống khí đốt xả ngồi thu lại tái chế làm lượng Lượng bùn cặn cịn lại theo ống tháo cặn bể ngồi đem đến cơng trình tiếp Thêm: Sản phẩm trình lên men chủ yếu CH4 (chiếm khoảng 60% lượng khí tạo thành, ngồi cịn có: CO2, NH3, ) gọi bể metan Khí tận dụng làm nhiên liệu Bùn cặn sau q trình lên men (bùn cặn chín) có màu đen sunfua sắt, chất hữu dễ gây thối rửa bị phân hủy, vi khuẩn gây bệnh khơng cịn, trứng giun sán bị tiêu diệt điều kiện lên men nóng Nhiệt độ yếu tố quan trọng trình lên men bể metan Nhiệt độ cao, thời gian lên men giảm Lưu ý: loại vi khuẩn kỵ khí lên men mêtan có nhóm: nhóm ưa ấm với nhiệt độ tối ưu 30-35OC, nhóm ưa nóng với nhiệt độ tối ưu 50-55OC Trong bể metan chế độ lên men ấm, thời gian lên men 20-45 ngày, chế độ lên men nóng 10-20 ngày Lên men nóng có ưu điểm: cặn chín đều, dung tích bể bé, hầu hết trứng giun sán bùn cặn bị tiêu diệt, để đảm bảo nhiệt độ cần thiết , bùn cặn sấy nóng hệ thống cấp nhiệt, bể lắp đặt đất để ổn định nhiệt độ cân áp suất Các yếu tố kìm hãm trình lên men bể metan chất hoạt tính bề mặt, kim loại nặng, thay đổi pH Câu 2: Cơ chế hoạt động biofil Bao gồm: Lọc sinh học cao tải, lọc sinh học nhỏ giọt a Lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học nhỏ giọt loại bể lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập nước Biôphin nhỏ giọt thường dùng để xử lý sinh hóa nước thải hồn tồn với hàm lượng BOD nước sau xử lý đạt 15 mg/l Vị trí lọc nhỏ giọt hệ thống xử lý nước thải ô nhiễm: Trong hầu hết hệ thống xử lý nước thải nay, lọc nhỏ giọt thường xếp bể lắng thứ cấp hệ thống làm nước Ưu điểm bể lọc sinh học nhỏ giọt ● Q trình oxi hóa diễn nhanh, điều rút ngắn đáng kể thời gian xử lí ● Điều chỉnh thời gian lưu nước tốc độ dòng chảy cách tốt ● Xử lí hiệu nước địi hỏi cần phải có q trình khử nitrat phản nitrat hóa ● Nước khỏi bể lọc sinh học thường bùn cặn bể aroten ● Tải trọng thủy lực cao, có khả chịu thay đổi đột ngột từ nước đầu vào Nhược điểm bể lọc sinh học nhỏ giọt ● Khơng khí khỏi bể lọc thường có mùi thối ● Những khu vực xung quanh bể thường có nhiều ruồi muỗi ● Chi phí đầu tư, bảo trì cao ● Thường xuyên xảy tượng tắc nghẽn nước thải b Lọc sinh học cao tải Nguyên lý: Các vật liệu lọc có độ rỗng diện tích bề mặt tiếp xúc lớn Nước từ hệ thống phân phối nước đến vật liệu lọc chảy thành lớp mỏng qua khe hở vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học sau làm nhờ vinh sinh vật màng - Các chất hữu phân hủy hiếu khí sinh CO2 nước, phân hủy kị khí sinh CH4 CO2 làm tróc màng khỏi vật mang, bị nước theo - Trên mặt giá vật liệu lọc lại hình thành màng Hiện tượng lặp lặp lại nhiều lần→BOD nước thải bị vi sinh vật sử dụng làm chất dinh dưỡng bị phân hủy kị khí hiếu khí→nước thải làm - Nước sau xử lí lọc sinh học thường chứa nhiều chất lơ lửng mảnh vỡ màng sinh học theo, cần phải đưa vào lắng lưu thời gian thích hợp để lắng cặn Do hệ thống thu dẫn nước làm nhiệm vụ Ưu điểm - Rút ngắn thời gian xử lý - Đồng thời xử lý hiệu nước thải qua trình khử nitrat phản nitrat hóa - Giảm việc trơng coi - Tiết kiệm lượng, khơng khí cấp hầu hết thời gian lọc làm việc cách lưu thơng tự nhiên từ cửa thơng gió vào lớp vật liệu Nhược điểm - Khơng khí khỏi lọc thường có mùi thối xung quanh lọc có nhiều ruồi muỗi - Hiệu suất làm nhỏ với khố lượng tải - Dễ bị tắc nghẽn - Rất nhạy cảm với nhiệt độ - Không khống chế q trình thơng khí, dễ bốc mùi - Chiều cao hạn chế - Bùn dư không ổn định - Vì khối lượng vật liệu tương đối nặng, nên kéo giá thành xây dựng cao Câu 3: Cơ chế chuyển hóa chất hữu bể biofilter aeroten có giống khác ● Bể Biofilter Q trình sinh học xi hóa nhờ vi sinh vật, viết sau: Hợp chất gây ô nhiễm + Oxi -> CO2+ H2O + nhiệt + sinh khối Tại nhờ vi sinh vật tiến hành trình phân hủy hiếu khí kị khí chất hữu có nước, chất hữu phân hủy hiếu sinh khí CO2 nước, phân hủy kị khí sinh CH4 và CO2 làm tróc màng khỏi vật mang, bị nước đi, lớp vật liệu lọc lại hình thành màng sinh học Hiện tượng lặp lặp lại, kết BOD nước thải bị vi sinh vật sử dụng chất dinh dưỡng, bị phân hủy kị khí hiếu khí, nước thải làm Vi sinh vật sống lớp màng sinh học ẩm , mỏng, nơi bao bọc xung quanh phần tử nguyên liệu lọc Khí bẩn khuyếch tán hệ thống lọc hấp thụ bên màng sinh học Thực tế vị trí mà q trình xi hóa thực Các chất bẩn không luân chuyể cố định đến nguyên liệu lọc ● Bể Aerotank là bể phản ứng sinh học hiếu khí Bể Aerotank hoạt động dựa chủng vi sinh xử lý nước thải có khả oxi hóa khống hóa chất hữu có nước thải Cơ chế hoạt động bể Aerotank: Quá trình xử lý sinh học trải qua giai đoạn chủ yếu sau: + Vi sinh vật oxy hóa chất hữu có nước thải: Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, trình phân hủy xảy nước thải tiếp xúc với bùn điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm cung cấp đủ lượng oxy cách liên tục trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng + Tổng hợp sản sinh tế bào mới: Vi sinh vật phát triển cách phân đôi Thời gian cần để phân đôi tế bào thường gọi thời gian sinh sản, dao động từ 20 phút đến ngày + Q trình chuyển hóa chất Oxi hóa tổng hợp tế bào: Chất hữu + O2 => CO2 + H2O + tế bào + sản phẩm trung gian Trong môi trường nước, q trình oxy hóa sinh học xảy vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan COD lượng oxy cần thiết để oxy hóa hợp chất hóa học nước bao gồm vơ hữu Toàn lượng oxy sử dụng cho phản ứng lấy từ oxy hòa tan nước DO Tiếp theo diễn trình khử nito nitrat hóa Hợp chất hữu chứa nito NH4+, sinh khối tế bào vi sinh vật, tế bào sống tế bào chết theo bùn Do trình thủy phân enzyme vi khuẩn q trình đồng hóa khử nito tạo khí NO3, NO2, O2 chúng vào khơng khí Để trình Aerotank diễn thuận lợi phải tiến hành khuấy trộn hồn tồn để nén sục oxi tinh khiết Câu 4: Khi chọn xử lý sinh học theo điều kiện tự nhiên Xử lý nước thải phương pháp sinh học là phương pháp dựa hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh để xử lý nước thải, xử lý chất hữu cơ, chất bẩn có nước thải Cơ chế xử lý nước thải phương pháp sinh học lợi dụng vi sinh vật có nước thải sử dụng hợp chất hữu cơ và số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng tạo ra năng lượng Từ có sản phẩm q trình phân hủy khí CO2, H2O, N2, ion sulfite… Các phương pháp xử lý nước thải phương pháp sinh học là công nghệ dễ vận hành, chi phí thấp thân thiện với mơi trường Và mục đích rõ ràng phương pháp này là khử chất hữu có trơng nước thải (COD BOD) Phương pháp xử lý sinh học tự nhiên: - Ao hồ sinh học hiếu khí: Là loại ao nơng 0,3 ÷ 0,5m có q trình oxy hóa chất bẩn hữu chủ yếu nhờ VSV hiếu khí Nguyên lý hoạt động: Oxy từ khơng khí dễ dàng khuyếch tán vào lớp nước phía trên ánh sáng mặt trời chiếu rọi, làm tảo phát triển, tiến hành quang hợp thải ra oxy - Cánh đồng tưới bãi lọc: Thường sử dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt chứa N : P : K = : : phù hợp cho phát triển thực vật Nhằm xử lý nước thải đồng thời tận dụng nước thải làm nguồn phân bón Nguyên tắc hoạt động: dựa khả giữ cặn mặt đất, nước thấm qua đất qua lọc, đất chứa VSV hiếu khí với lượng oxy có lổ hỏng mao quản lớp đất mặt Áp dụng: Quy mô vừa nhỏ: Khu dân cư, phân tán ( khơng có hệ thống nước tập trung), có đủ diện tích đất Câu 5: Bể lắng cát, thơng số tính tốn ● Vị trí: Nằm phía sau song chắn rác, đặt trước bể điều hòa ● Mục đích: Bể lắng cát dùng để loại bỏ tạp chất vô không tan nước chủ ́u cát Ngồi cịn loại bỏ sỏi, xỉ vật liệu rắn có trọng lượng riêng lớn Việc tách cát để tránh lắng cát cho cơng trình phía sau hoạt động bình thường ● Ngun lí hoạt động: Các hạt cát, xỉ, sỏi có tỉ trọng lớn chảy bể lắng ngang chìm xuống, xuống hố lắng cát Nước sau qua bể lắng cát loại bỏ cát ● BLC lấy cát thủ cơng giới ● Tính toán: - Lượng cát giữ lại M = 0,02× Số dân = (l/ngđ) =(m3/ngđ) - Chiều dài cơng tác bể: L = K × 1000× H n ×V Uo Trong đó: Theo TCVN 7957:2008 Uo – độ lớn thủy lực hạt (mm/s K – hệ số tỷ lệ Uo:U Hn – chiều cao tính tốn bể lắng cát ngang V – vận tốc chuyển động dịng nước thải bể - Diện tích tiết diện ướt W: W = Qmax (m2) V max × N Trong Qmax – lưu lượng lớn theo Vmax =0,3 (m/s) W - Chiều ngang tổng cộng bể lắng cát ngang: B = H (m) n - Chiều ngang ngăn bể lắng cát ngang: b = - Chiều cao lớp cát bể lắng cát ngang: hc = B (m) s ố ng ă n W c × t N × P× t = = L×B L×B (m) Trong N – dân số khu dân cư P – Lượng cát tính tốn giữ lại bể, P = 0,02 (l/người.ngđ) t – Chu kỳ xả cát, t ≤ (ngđ) - Chiều cao xây dựng bể lắng cát ngang: Hxd = Hn + hc + hbv Câu 6: Sự khác bể biofil aeroten, quy trình chế chức ❖ Giống Nước sau xử lý học chứa phần lớn chất hữu dạng hòa tan chất lơ lửng, bề biofil aeroten xừ lý chất hữu nhờ vào vi sinh vật ❖ Khác - Bể biofil: Bể hoạt động dựa vào sinh trưởng vi sinh vật cố định lớp màng bám lớp vật liệu lọc Nước thải tưới từ xuống qua lớp vật liệu lọc, chảy thành lớp mỏng qua khe hở vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học bề mặt vật liệu lọc Tại nhờ vi sinh vật tiến hành q trình phân hủy hiếu khí kị khí chất hữu có nước, chất hữu phân hủy hiếu sinh khí CO2 nước, phân hủy kị khí sinh CH4 và CO2 làm tróc màng khỏi vật mang, bị nước đi, lớp vật liệu lọc lại hình thành màng sinh học Hiện tượng lặp lặp lại, kết BOD nước thải bị vi sinh vật sử dụng chất dinh dưỡng, bị phân hủy kị khí hiếu khí, nước thải làm - Bể aeroten: Quá trình phân huỷ xảy nước thải tiếp xúc với bùn điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm đảm bảo yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy cách liên tục Và trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng Các chất lơ lửng nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản phát triển, làm tăng dần trọng lượng hạt cặn hình thành hạt cặn Các hạt to lơ lửng nước Vi khuẩn vi sinh vật sống dùng chất (BOD) chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành chất trơ khơng hịa tan hình thành tế bào Trong Aeroten lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau tách khỏi nước bể lắng đợt hai Một phần bùn tuần hoàn trở lại bể Aeroten để tham gia xử lý nước thải theo chu trình Câu 7: Nguyên tắc hoạt động bùn hoạt tính Bùn hoạt tính hỗn hợp vi sinh vật phân hủy chất hữu thành nước, CO2 hợp chất khác Sau phân hủy, chất rắn lơ lưng lại dễ dàng lắng nước Bùn hoạt tính bơng cặn có màu nâu sẫm chứa chất hữu hấp thụ từ nước thải, nơi cư trú để phát triển vô số vi khuẩn vi sinh vật khác Vi khuẩn vi sinh vật sống dùng chất (BOD) chất dinh dưỡng (N, P), làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành chất trơ khơng hịa tan thành tế bào Q trình chuyển hóa thực theo bước xen kẽ nối tiếp Nguyên tắc hoạt động bùn hoạt tính gồm giai đoạn: - Giai đoạn 1: Tại bể sinh học hiếu khí (bể aeroten) trình vi sinh vật ngưng tụ, oxy hóa phân hủy chất hữu - Giai đoạn 2: Sau xử lý bể aeroten, tới bể lắng II cho phép phân tách chất rắn từ môi trường chứa chất rắn lơ lửng khỏi nước - Giai đoạn 3: Sau khỏi bể lắng, bùn hoạt tính tách khỏi bể lắng đưa trở lại điểm bắt đầu q trình Phần bùn cịn lại chứa nhiều vi sinh tái sử dụng Câu 8: Trình bày giống khác gữa bể lắng I bể lắng II ❖ Giống nhau: nhằm loại bỏ chất lơ lửng có nước thải Ở chất lơ lửng có tỷ trọng lớn tỷ trọng nước lắng xuống đáy, chất có tỷ trọng nhỏ tỷ trọng nước mặt nước thiết bị gạt cặn máng thu chất sau dẫn đến hố tập trung ❖ Khác nhau: Bể lắng đợt I đặt trước cơng trình sinh học, bể lắng đợt II đặt sau cơng trình sinh học - Bể lắng I: có nhiệm vụ lắng hạt cặn lơ lửng có sẵn nước thải - Bể lắng II: lắng hạt cặn tạo từ q trình keo tụ tạo bơng hay q trình xử lý sinh học Câu 9: Cơ sở lựa chọn phương án xử lý nước thải, sở tính toán Lựa chọn phương pháp xử lý nước thải dựa vào sở tính tốn: - Phải xác định lưu lượng nước thải, xác định tính chất thành phần nước thải - Xác định nồng độ chất ô nhiễm: TSS, BOD5 N-NH4, P-P2O5 - Xử lý nước đảm bảo tiêu chuẩn, quy chuẩn quan quản lý Xử lý nước thải phương pháp sau: ❖ Phương pháp xử lý học: q trình lắng, q trình lọc Mục đích: Loại bỏ/tách chất không tan, rác, cát ❖ Phương pháp xử lý sinh học: Mục đích: Loại bỏ chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, khoáng chất, vi khuẩn gây bệnh ❖ Phương pháp hóa học: khử trùng nước ... tiếp xúc không ngập nước Biôphin nhỏ giọt thường dùng để xử lý sinh hóa nước thải hoàn toàn với hàm lượng BOD nước sau xử lý đạt 15 mg/l Vị trí lọc nhỏ giọt hệ thống xử lý nước thải ô nhiễm: Trong... chọn xử lý sinh học theo điều kiện tự nhiên Xử lý nước thải phương pháp sinh học là phương pháp dựa hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh để xử lý nước thải, xử lý. .. sẵn nước thải - Bể lắng II: lắng hạt cặn tạo từ q trình keo tụ tạo bơng hay q trình xử lý sinh học Câu 9: Cơ sở lựa chọn phương án xử lý nước thải, sở tính tốn Lựa chọn phương pháp xử lý nước thải