Thiết kế lò đốt bùn nguy hại từ nhà máy xử lý nước thải công suất 4000 m3h

Đặt vấn đềỞ nước ta hiện này, hoạt động sản xuất tại các khu công nghiệp, khu chế xuấthầu hết là đa ngành nghề nên bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải tậptrung có thành phần p

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ LÒ ĐỐT BÙN NGUY HẠI

TỪ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG

SUẤT 4000 m3/hGVHD: PGS TS Đặng Vũ Bích Hạnh

Tp Hồ Chí Minh, 12/2021

MỤC LỤC

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN NGUY HẠI CỦA CÁC

1.2 Bùn từ các trạm xử lý nước thải tập trung của KCN 81.3 Các kiến thức cơ bản về bùn thải công nghiệp 13CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 172.1 Xử lý bùn trong xử lý nước thải bằng nén bùn, tách nước 17

4.1.1 Tính toán lượng không khí cần thiết để đốt cháy 1kg dầu FO-RU 31

4.1.2 Tính lượng sản phẩm cháy và thành phần của chúng 324.3 Xác định nhiệt độ thực tế và tính cân bằng nhiệt của lò 35

4.3.1 Xác định nhiệt độ cháy lý thuyết của dầu FO – RU 35

4.3.3 Tính toán cân bằng nhiệt và nhiệt lượng tiêu hao 37

Bảng 7 Thành phần nhiên liệu FO-RU theo kmol 33

Bảng 9 Thành phần chất thải rắn tính theo lượng kmol 34Bảng 10 Lượng và thành phần của sản phẩm cháy 35Bảng 11 Hàm nhiệt của 1m3 không khí và các khí ở nhiệt độ khác nhau và áp

Bảng 12 Thông số kỹ thuật của gạch Samot chọn để xây lò 40

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Ở nước ta hiện này, hoạt động sản xuất tại các khu công nghiệp, khu chế xuấthầu hết là đa ngành nghề nên bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải tậptrung có thành phần phức tạp, chứa nhiều thành phần nguy hại, thông số vàthành phần nguy hại biến động dẫn đến việc khó kiểm soát, và trong nhiềutrường hợp, kết quả lấy mẫu phân tích để phân định theo quy chuẩn kỹ thuậtmôi trường về ngưỡng chất thải nguy hại không mang tính đại diện Do có khốilượng phát sinh lớn nên lượng bùn thải từ các khu công nghiệp nêu trên tiềm ẩnnguy cơ gây ô nhiễm môi trường nếu không có biện pháp kiểm soát phù hợp,đặc biệt bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải tập trung của các khucông nghiệp, khu chế xuất có các ngành nghề sản xuất thuộc lĩnh vực sản xuất,điều chế hóa chất vô cơ, hữu cơ; xử lý che phủ bề mặt, gia công kim loại

Bùn thải đang rơi vào hiện trạng thừa thu gom, thiếu xử lý, thực tế không phảitất cả các bùn thải này đều được xử lý theo quy chuẩn kỹ thuật đã được banhành Các cơ sở sản xuất kinh doanh thường thu gom sau đó xả bỏ tại một nơi

vô định, thường là những khu vực hẻo lánh, dân cư thưa thớt nhằm giảm bớtchi phí xử lý bùn thải cho doanh nghiệp, mặc kệ hậu quả nghiêm trọng xảy racho môi trường cũng như sức khỏe con người

Vì vậy, việc thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý bùn thải đạt chất lượng, khônglàm tổn hại đến môi trường là phần rất quan trọng đối với các trạm xử lý nướcthải tập trung hiện nay

2 Nhiệm vụ của đồ án

Đồ án môn học giải quyết các nội dung sau:

✔ Tìm hiểu về đặc tính bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải tập trung của khucông nghiệp

✔ Đề xuất quy trình công nghệ xử lý

✔ Nghiên cứu tính toán thiết kế các công trình đơn vị

✔ Thực hiện bản vẽ thiết kế autocad

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN NGUY HẠI CỦA

CÁC NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG.

1 Bùn công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh

Thành phố Hồ Chí Minh là một trong những trung tâm kinh tế lớn nhất cảnước, là nơi tập trung phát triển của nhiều KCN, KCX với các nhà máy, cơ sởsản xuất hoạt đồng ở nhiều ngành nghề khác nhau Đi đôi với sự phát triểncông nghiệp đó, lượng chất thải phát sinh tất yếu cũng sẽ gia tăng rất nhanhchóng (Phước và cộng sự, 2006) Theo kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiêncứu đề xuất biện pháp xử lý, quản lý bùn thải các KCN tại TP.HCM” năm 2009cho thấy:

Tổng lượng bùn phát sinh từ các KCN, KCX tại TP.HCM khoảng1.153,85 tấn/tháng, trong đó lượng bùn từ các đơn vị thành viên là884,46 tấn, cao gấp 3,28 lần so với lượng bùn từ các trạm xử lý nướcthải tập trung của KCN (269,39 tấn/tháng)

Trong các KCN, KCX, lượng bùn phát sinh nhiều nhất tại KCN HiệpPhước (292,11 tấn/tháng), kế đến là KCN Tây Bắc Củ Chi (202,55tấn/tháng)

Trong các ngành công nghiệp, lượng bùn chủ yếu phát sinh từ cácngành: Thực phẩm (330,62 tấn/tháng); thuộc da (307,56 tấn/tháng); cơkhí - kim loại (183,25 tấn/tháng) Trong đó, bùn thực phẩm phát sinhnhiều nhất tại KCN Tây Bắc Củ Chi (168,8 tấn/tháng, chiếm 51% tổnglượng bùn thực phẩm của toàn thành phố), bùn thuộc da phát sinhnhiều nhất tại KCN Hiệp Phước (chiếm 71% tổng lượng bùn thuộc da),bùn cơ khí - kim loại phát sinh nhiều nhất tại KCX Tân Thuận (44,75tấn/tháng, chiếm 24,4% tổng lượng bùn cơ khí - kim loại)

Dựa vào biểu đồ 1 ta có thể thấy khối lượng bùn thải của ngành chế biếnthức ăn gia súc chiếm tỉ trọng cao nhất (37%), kế đến là ngành xi mạ (35%) và

cơ khí (21%)

Thành phần nước thải xi mạ chứa hàm lượng cao các muối vô cơ và kimloại nặng Tùy theo kim loại mạ mà nguồn ô nhiễm có thể là Cu, Zn, Cr, Ni,

CN, Fe… Các chất hữu cơ ít có trong nước thải xi mạ, chủ yếu là chất tạobông, chất hoạt động bề mặt (các muối vô cơ, polyme) Nhìn chung, bùn ngành

cơ khí xi mạ có hàm lượng carbon, dinh dưỡng thấp, hàm lượng kim loại nặngcao

Hình 1 Tương quan khối lượng bùn thải giữa các ngành công nghiệp

Nguồn: Nghiên cứu đề xuất biện pháp xử lý, quản lý bùn thải các KCN tại

TP.HCM

Do đó có thể tận dụng để thu hồi kim loại nặng bằng công nghệ thích hợp.Ngành chế biến thực phẩm: Thành phần nước thải chế biến thực phẩm baogồm chủ yếu các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, không chưa thành phầnđộc hại vô cơ Công nghệ xử lý nước thải thường là xử lý sinh học: baogồm phân hủy sinh học kị khí, hiếu khí hoặc hồ sinh học Do đó, bùn từ hệthống xử lý nước thải là bùn sinh học, chứa chủ yếu các chất hữu cơ, dinhdưỡng, có thể sử dụng trong sản xuất phâm compost

Giấy - sản phẩm từ giấy: Các nhà máy giấy chủ yếu là sản xuất giấy táisinh, thành phần ô nhiễm trong nước thải xeo giấy là xenlulozo và các chấthữu cơ dễ phân hủy sinh học và không chứa các kim loại nặng nên bùnphát sinh cũng không chứa các thành phần này

Ngành thuộc da: Bùn xử lý nước thải ngành công nghiệp thuộc da phát sinh

từ ba công đoạn chính: lắng, tách dầu mỡ; xử lý hóa lý; xử lý sinh học

- Đối với dòng thải chứa crom: xử lý cơ học để loại bỏ rác cặn và điềuhòa lưu lượng và nồng độ Xử lý hóa học để khử crom VI thành crom III

và được loại bỏ ra khỏi nước thải bằng phương pháp kết tủa;

- Đối với dòng thải chứa dầu mỡ: xử lý sinh học: loại bỏ dầu mỡ, cặnrác; điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải Xử lý hóa lý - keo tụ tạo bông:

loại bỏ các chất ô nhiễm như các chất hữu cơ Cả hai dòng thải trên saukhi được xử lý riêng lẻ sẽ cùng được đưa đến giai đoạn xử lý sinh học

để loại bỏ các chất ô nhiễm còn lại trong nước thải bao gồm: xử lý sinhhọc hiếu khí - bùn hoạt tính

Dệt nhuộm: Nước thải dệt nhuộm có thành phần rất đa dạng và phức tạpbao gồm: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngậm,chất tạo môi trường, tinh bột, chất oxy hóa,… Bùn xử lý nước thải dệtnhuộm bao gồm hai loại chính: bùn hóa lý và bùn sinh học Trong đó, bùnhóa lý chứa các hợp chất keo tụ, polyme, kim loại nặng và các thành phầnhữu cơ Bùn sinh học chứa chủ yếu các chất hữu cơ, chất tạo màu và một

số hợp chất còn lại sau xử lý hóa lý

Ngành điện tử: thành phần trong bùn thải của ngành sản xuất điện tử, ngoàicác thành phần hữu cơ polyme, còn có các kim loại bán dẫn, đắt hiếm Đặcbiệt một số kim loại có độc tính rất cao cũng được sử dụng nhiều trong sảnxuất như: As, Se, Sb, Hg…

Sơn, mực in: thành phần trong bùn thải của ngành sản xuất sơn, mực in chủyếu là hơi dung môi, các hợp chất dễ bay hơi, kim loại nặng (Zn)… chấttạo màng (nhựa) Thêm vào đó là các chất đóng rắn, phụ gia, màu và thuốcnhuộm và các thành phần khác

Ngành thuốc bảo vệ thực vật: nước thải thuốc trừ sâu là một trong số cácnguồn thải độc hại, khó xử lý bởi thành phần nước thải chứa các hợp chấthữu cơ mạch vòng nhóm clo, nhóm P khó phân hủy sinh học Tại các công

ty sản xuất thuốc trừ sâu, lượng nước thải này không nhiều nhưng độc tính

lại rất cao Hầu hết lượng bùn thải từ quá trình sản xuất thuốc trừ sâu đềuđược xếp vào danh mục chất thải nguy hại.

1.2 Bùn từ các trạm xử lý nước thải tập trung của KCN.

Bùn trạm xử lý nước thải tập trung KCN bao gồm hai loại: bùn hóa lý và bùnsinh học Trong số 12 trạm XLNT tập trung được đề cập chỉ có KCN Lê MinhXuân tách tiêng hai loại bùn trên Tổng khối lượng bùn phát sinh từ các trạmXLNT của các KCN trung bình khoảng 292 tấn/tháng Khối lượng bùn thải cụthể của từng trạm XLNT tiêu biểu được trình bày trong bảng 1

Bảng 1 Khối lượng bùn phát sinh từ các trạm XLNT tập trung của các khu

KCN Vĩnh Lộc

KCN Tân Tạo

KCX Linh Trung 1

KCN Lê Minh Xuân 1

KCN Lê Minh Xuân 2

1,5.10 4

2,3.10 4

1,1.10 3

2,9.10 4

7,5.10 6 5,4.10 6

KCN Cát Lái 2

KC N Bình Chiể u

KCX Tân Thuậ n

KC X Linh Trun

g 2

KCN Tây Bắc Củ Chi

KCN Tân Thới Hiệp

5,3.10 5

64.10 4

KCN Tân Bình: trạm XLNT tập trung của KCN Tân Bình hoạt động ởcông suất 1200 m3/ngày đêm, xử lý nước thải bằng hệ thống SBR Có gần100% nhà máy đấu nối thoát nước thải vào mạng lưới chung Các loại hìnhcông nghiệp được đầu tư trong KCN gồm chế biến thực phẩm, dệt may, sảnxuất bao bì nhựa… Tuy có một số nhà máy dệt nhuộm, nhưng lưu lượngthải thấp nên ảnh hưởng không lớn đến thành phần của bùn thải KCN.KCN Hiệp Phước: KCN Hiệp Phước là KCN nặng, chất thải nhiều, độchại, xử lý phức tạp, có diện tích sử dụng lớn, gắn liền với vận tải thủy (kho,cảng), đóng, sửa chữa phương tiện giao thông đường biển KCN tập trungcác loại hình sản xuất gây ô nhiễm nặng như xi mạ, thuộc da Hiện mới chỉ

có 59% nhà máy thực hiện đấu nối nước thải vào mạng lưới thu gomchung Trạm xử lý nước thải KCN Hiệp Phước hiện đang vận hành vớicông suất 3000 m3/ngày đêm (2019), lượng bùn thải sinh ra khoảng 45tấn/tháng

KCN Cát Lái 2: KCN Cát Lái 2 là KCN ít ô nhiễm Hệ thống XLNT côngsuất 600m3/ngày đêm (2009) và vận hành ổn định Tất cả các nhà máytrong KCN đã đấu nối nước thải vào mạng lưới thu gom chung

KCX Tân Thuận: KCX Tân Thuận gồm các ngành công nghiệp nhẹ, dệt,may, điện tử và thực phẩm cao cấp KCX đã hoàn chỉnh mạng lưới thu gomnước thải, đưa toàn bộ nước thải của các nhà máy về trạm XLNT tập trungvới công suất 10000m3/ngày đêm (2021)

KCX Linh Trung 1: KCX Linh Trung 2 tập trung các loại hình: cơ khí,điện, điện tử, vật liệu xây dựng, dệt nhuộm… Công suất hoạt động củatrạm XLNT tập trung khoảng 4000m3/ngày đêm (2009) và lượng bùn sinh

ra khoảng 30 tấn/tháng

KCN Tây Bắc Củ Chi: KCN Tây Bắc Củ Chi tập trung ngành công nghiệpgây ô nhiễm môi trường như cơ khí, lắp ráp điện tử, may, dệt, nhựa, cao su,nhôm, sành sứ, thủy tinh, chế biến lương thực thực phẩm Trạm XLNT tậptrung của KCN công suất thiết kế 3000m3/ngày đêm, hoạt động ổn định ở

công suất 2500m3/ngày đêm (2009) 98% nhà máy đã đấu nối nước thảivào mạng lưới thu gom chung.

KCN Tân Thới Hiệp: KCN Tân Thới Hiệp tập trung các ngành côngnghiệp không gây ô nhiễm Trạm XLNT tập trung của KCN được thiết kếcông suất 2.000m3/ngày đêm, đang hoạt động với công suất 1.200m3/ngàyđêm Hầu hết các doanh nghiệp đã thực hiện đấu nối nước thải vào mạnglưới thu gom chung

1.3 Các kiến thức cơ bản về bùn thải công nghiệp

Các trạm xử lý nước thải tạo ra bùn thải từ các công đoạn xử lý sơ bộ, xử lý bậc

2 và bậc 3 Bùn thường có hàm lượng khoảng vài gam trên lít và dễ phân hủysinh học Bùn thải từ các công đoạn xử lý khác nhau sẽ có thành phần và tínhchất khác nhau Có thể chia bùn thải của trạm xử lý nước thải thành các loại:bùn sơ cấp, bùn thứ cấp, bùn hỗn hợp và bùn hóa học Lượng chất thải như ráccác loại, cát, dầu mỡ từ các công đoạn tiền xử lý nước thải như rác, tách dầu

mỡ không được xem là bùn, thường được đem chôn lấp “Bùn đã phân hủy” làthuật ngữ dùng để chỉ bùn đã qua quá trình phân hủy kị khí hoặc hiếu khí đểgiảm hàm lượng ẩm, ổn định các chất hữu cơ, giảm mùi, mầm bệnh và thể tíchbùn Bùn đã phân hủy có các đặc tính khác so với bùn thô chưa qua xử lý.Bùn sơ cấp:

Bùn sơ cấp phát sinh từ quá trình lắng sơ bộ để loại bỏ các chất rắn có thể lắngđược trong nước thải Trong một trạm xử lý nước thải với bể lắng sơ cấp và hệthống bùn hoạt tính kiểu truyền thống, bùn sơ cấp chiếm khoảng 50% bùn tổng

số tính theo trọng lượng khô Hàm lượng chất rắn trong bùn sơ cấp dao độngtrong khoảng 2-7% So với bùn sinh học và bùn hóa học, bùn sơ cấp có thể táchnước nhanh chóng tạo thành bánh bùn khô hơn, cho tỉnh lệ thu giữ chất rắn caohơn và ít cần điều hòa bùn hơn Tuy nhiên, bùn sơ cấp có đặc điểm dễ bị thốirữa và phát sinh mùi khi lưu trữ

Bùn thứ cấp:

Bùn thứ cấp sinh ra từ các công trình xử lý nước thải bằng tác nhân sinh họcnhư bể bùn hoạt tính, bể bùn hoạt tính có màng lọc (MBR), lọc sinh học và đĩa

quay sinh học (RBC) Ở các trạm xử lý nước thải có lắng sơ cấp, bùn thứ cấpchủ yếu là bùn sinh học Bùn thứ cấp chứa các vi sinh vật và cả các chất rắnchưa được lắng tại bể lắng sơ cấp Bùn thứ cấp của các trạm xử lý nước thảikhông có lắng sơ cấp có thể chứa cả các vật liệu thô và nặng như cát, sợi, bắp,hạt ngũ cốc, bã cà phê…

Bùn thứ cấp từ các công trình bùn hoạt tính có hàm lượng chất rắn trongkhoảng 0,4-1,5%, từ các lọc sinh học nhỏ giọt trong khoảng 1-4% Bùn thứ cấpkhó tách nước hơn bùn sơ cấp

Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến nồng độ bùn là khả năng lắng của chấtrắn trong nước thải đi vào bể lắng 2 Bùn lắng tốt là loại bùn già có chỉ số thểtích bùn (SVI) < 100 Bùn có SVI < 150 thường lắng kém

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng lắng gồm:

- Tính chất sinh học của chất thải rắn Lượng vi sinh vật dạng sợi nhiều sẽ làmbùn khó lắng

- Diện tích bề mặt bể lắng

- Tải trọng chất rắn vào bể lắng

- Hạn chế của thiết bị phân phối nước và thu bùn,

- Nước thải thô không qua lắng 1 đi vào bể bùn hoạt tính sẽ dẫn đến nồng độbùn cao hơn Trường hợp dùng hóa chât để xử lý P và SS cũng sẽ làm cho chấtrắn lơ lửng nặng hơn và dẫn đến nồng độ bùn cao hơn

Nén bùn là quá trình rất quan trọng giúp làm giảm thể tích và tăng hàm lượngchất rắn của bùn So với bùn sơ cấp, bùn hoạt tính chứa ít dầu mỡ và xenlulozohơn, nhưng có hàm lượng N, P và protein cao hơn Hàm lượng P nghiêng vềcon số cao hơn trong khoảng dao động ở các trạm xử lý nước thải xử lý P bằngphương pháp sinh học Độ kiềm của bùn hoạt tính trong khoảng 580-1100 mgCaCO3/l và pH trong khoảng 6,5 - 8,0 Hàm lượng axit hữu cơ trong khoảng1100-1700 mgHAc/l

Bảng 3 Đặc tính độ khô của bùn sau từng phương pháp xử lý

Phương pháp xử lý

nước thải

Tỉ trọng chất rắn

Tỉ trọng bùn

Lượng chất rắn (kg/10 3 m 3 ) Khoảng dao

động

Giá trị điển hình

(a)Nước thải không qua xử lý sơ cấp

(b)Chất rắn phát sinh thường được loại bỏ trong bể lắng sơ cấp

(c)Không đáng kể

(d)Bao gồm bùn sinh học từ xử lý bậc 2

Nguồn: Metcalf and Eddy, 2003

Lượng vi khuẩn chỉ thị và các mầm bệnh trong bùn sơ cấp, bùn hoạt tính vàbùn hỗn hợp chưa qua xử lý trình bày trong bảng 3 Lắng sơ cấp và xử lý bằngbùn hoạt tính rất hiệu quả trong việc loại bỏ các vi sinh vật khỏi nước thải vàđưa chúng vào bùn Lắng sơ cấp loại được 30-70% vi sinh vật trong nước thải,còn xử lý bằng bùn hoạt tính có thể làm giảm 90-99% vi sinh vật trong nước

thải Trong bùn hoạt tính, đa phần vi khuẩn là các loại tạo bông bùn, nhưngcũng có các vi sinh vật dạng sợi.

Bảng 4 Hàm lượng chất rắn trong bùn các loại

Các loại bùn

Hàm lượng chất rắn (% khối lượng khô) Khoảng dao động Giá trị điển hình

Bùn thải hoạt tính không có bùn sơ

CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN 2.1 Xử lý bùn trong xử lý nước thải bằng nén bùn, tách nước

2.1.1 Nén bùn

Nén bùn là làm tăng hàm lượng chất rắn và làm giảm thể tích bằng cách loại bỏmột phần nước tự do Bùn nén vẫn ở dạng lỏng và bơm được Nén bùn giúpgiảm tải trọng thể tích và tăng hiệu quả cho các bước xử lý tiếp theo (như phânhủy, tách nước)

Các phương pháp nén bùn phổ biến nhất hiện nay là nén trọng lực, tuyển nổi và

ly tâm đều có ưu điểm và nhược điểm riêng

● Bể nén trọng lực

Nén trọng lực là phương pháp sử dụng đơn giản và phổ biến nhất đê nén bùn

xử lý nước thải Bể nén trọng lực có cấu trúc tương tự như bể lắng thôngthường trong xử lý nước thải nhưng có sàn dốc hơn Bùn loãng ( hỗn hợp

bùn-nước) được đưa vào ống cấp bùn ở tâm bể Dưới tác dụng của trọng lựcbùn sẽ lắng và kết chặt lại Sau khi lắng bùn sẽ được rút ra ở đáy bể bằng bơmhút bùn để dẫn đến công trình xử lý tiếp theo Lượng nước tách từ bùn qua quátrình nén được thu bằng máng răng cưa vòng đặt ở phần trên của bể và từ đóđược đưa về bể điều hòa để tiếp tục xử lý một lần nữa.

Ưu điểm: Dễ vận hành, chi phí vận hành thấp, ít tiêu thụ năng lượng,thích hợp cho trạm xử lý nhỏ, không cần điều hòa hóa chất

Nhược điểm: Đồi hỏi mặt bằng lớn, không ổn định và hiệu quả thấp khinén bùn hoạt tính (tạo bùn, 2-3%), phát sinh mùi

Hình 2 Cấu tạo bể nén bùn trọng lực

● Bể nén tuyển nổi

Tuyển nổi khí hòa tan đượ xử dụng cho bùn có tốc độ lắng thấp, thường sửdụng để nén bùn hoạt tính dư tuyển nổi khí hòa tan thường sủ dụng từ 100-130kwh/tấn bùn khô Tuyển nổi khí hòa tan sử dụng hiệu quả nhất khi nén bùnhoạt tính

Bể tuyển nổi là một thiết bị dùng để tách và loại bỏ các chất rắn hòa tan (TDS)

từ chất lỏng dựa trên những thay đổi trong độ tan của khí áp khác nhau Khôngkhí được hòa tan dưới áp lực trong một chất lỏng sạch và bơm trực tiếp vào bể

tuyển nổi Sau khi vào bể, áp suất không khí được tạo ra và kết hợp với chấtlỏng, mà sẽ trở thành siêu bão hòa với các bong bóng khí có kích thước Micro.Các bong bóng không khí li ti sản xuất một lực hấp dẫn cụ thể bám dính vàocác phần tử rắn lơ lững trong nước và nâng các hạt lơ lửng nổi lên bề mặt chấtlỏng, tạo thành một lớp bùn nổi được loại bỏ bởi dàn cào ván bùn mặt Chất rắnnặng lắng xuống đáy hồ và cũng được cào gom lại và hút ra ngoài bằng bơmhút bùn để đưa về khu xử lý bùn xử lý.

Bể tuyển nổi dùng phương pháp gắn các hạt chất thải khí Tất cả các bong bóngbám dính các chất rắn là rất mong manh và bất ổn trong các đơn vị nổi phảiđược giữ ở mức tối thiểu để ngăn chặn sự suy giảm về hiệu suất hoạt động

Ưu điểm: Dễ vận hành, nén bùn hoạt tính tốt hơn (tạo bùn, 3-5%) néntrọng lực, yêu cầu mặt bằng ít hơn nén bùn trọng lực, không cần hóachất hoặc cần ở liều lượng nhỏ, ít phát sinh H2S

Nhược điểm: Không thích hợp với chế độ thay đổi, tiêu thụ nhiều nănglượng, chi phí vận hành cao hơn nén bùn trọng lực, yêu cầu mặt bằngnhiều hơn các biện pháp nén bùn cơ học khác, không hiệu quả lắm khi

xử lý bùn sơ cấp thô

2.1.2 Tách nước

Tách nước giúp giảm thể tích nhiều hơn nén bùn Thường các biện pháp táchnước áp dụng sau khi đã ổn định bùn Bùn nồng độ ban đầu 4% sau khi táchnước có nồng độ 20%, sẽ giảm chỉ còn 1/5 thể tích ban đầu

Các phương pháp tách nước thường được sử dụng là ly tâm, lọc ép dây đai, sânphơi bùn

● Máy ép bùn ly tâm

Chất lỏng khi vào máy ép bùn ly tâm sẽ chịu áp lực của buồng máy sẽ đẩycáchạt thô chưa xử lý chảy vào lồng quay máy ép bùn ly tâm Trải qua quá trìnhcánh quạt gia tốc, dưới sự tác động của lực ly tâm bùn được tách ra, nước trongbùn thải sẽ được đẩy qua buồng thu nước và qua bộ lọc ở đáylồng quay Khiđược xử lý xong chất lỏng sẽ được đưa ra ngoài Phần còn lại trong máy là cặn

bùn sẽ được chuyển từ phễu nhỏ sang phễu lớn bằng trục vít quay và được đẩy

ra ngoài thùng chứa lớn để thực hiện tẩy rửa

Ưu điểm: Yêu cầu mặt bằng ít, khởi động và ngưng vận hành nhanh,không yêu cầu có thêm người vận hành, kiểm soát mùi tốt

Nhược điểm: Chí phí đầu tư khá cao, tiêu thụ nhiều năng lượng, phảikhử cặn trong bùn đầu vào, cần bảo trì định kỳ, nồng độ bùn đầu ra cao

● Máy lọc ép dây đai

Được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới Lọc ép dây đai có hai dây đai

di động, bốn quá trình diễn ra khi lọc ép dây đai là điều hòa, nén trọng lưc, nén

áp lực thấp và nén áp lực cao Bùn được bổ sung polymer trước khi đưa lên dâyđai Sau khí nén trọng lực bùn đi vào phần dưới của thiết bị và bị nén giữa haidây đai đi qua một loạt các trục quay Thường dây đai được rửa ở hai điểmkhác nhau để làm sạch bùn Nước tách từ bùn và nước rửa từ dây đai được dẫn

bể đều có những công dụng khác nhau và chúng sẽ thành quy trình để hỗ trợcho hoạt động xử lý nước

Công dụng chính của sân phơi bùn là giảm thể tích và khối lượng của cặn để sửdụng làm phân bón Độ ẩm của cặn được giảm xuống do một phần nước bốchơi và phần khác ngấm xuống đất

Ưu điểm: Chi phí thấp khi có sẵn đất, ít tiêu thụ năng lượng, cần ít hoặckhông dùng hóa chất, yêu cầu vận hành và kỹ năng vận hành thấp

Nhược điểm: Mặt bằng lớn, bùn đầu vào phải là bùn đã ổn định, khithiết kế cần xem xét ảnh hưởng của thời tiết, cần nhiều nhân lực để thugom bánh bùn, có thể phát sinh mùi

2.2 Xử lý bùn bằng phương pháp sinh học

● Xử lý bùn bằng phương pháp phân hủy hiếu khí

Là quá trình oxy hóa và phân hủy các thành phần hữu cơ có trong bùn bằng visinh vật Được diễn ra trong các bẻ hở hoặc kín với sự hiện diện của oxy Quátrình này tạo ra một sản phẩn ổn định, làm giảm khối lượng và thể tích bùncũng như số lượng của vi sinh vật gây bệnh

Quá trình phân hủy hiếu khí của bùn có thể xem là sự nối tiếp liên tục của quátrình bùn hoạt tính Khi cơ chất tan (thức ăn) bị oxy hóa hoàn toàn bởi sự giatăng số lượng vi sinh vật, các vi sinh vật bắt đầu tiêu thụ tế bào chất của chính

nó để lấy năng lượng cho việc duy trì tế bào Hiện tượng này gọi là hô hấp nộibào, là phản ứng chủ yếu trong qua trình phân hủy hiếu khí

Ưu điểm: Chi phí đầu tư thấp, sản phẩm cuối không có mùi, dễ vậnhành, phù hợp với bùn giàu dinh dưỡng và phù hợp để sản xuất phânbón, vận hành an toàn hơn quá trình kỵ khí vì không phát sinh biogas dễcháy nổ và giảm mùi

Nhược điểm: Chi phí vận hành cao vì phải sử dụng năng lượng để cungcấp oxy, không thu được khí metan, một loại khí có giá trị cao, quá tìnhphụ thuộc vào nhiệt độ,hiệu quả quá trình giảm khi nhiệt độ môi trườnggiảm, quá trình cũng bị ảnh hưởng bởi nồng độ chất rắn, loại bùn, vị trí

và loại sục khí khuấy trộn

● Xử lý bùn bằng phương pháp phân hủy kị khí

Quá trình biến đổi chất rắn hữu cơ trong bùn trong điều kiện không có oxy, tạosản phẩm cuối cùng là các chất ở dạng khí như: khí metan, khí CO2và các khíkhông có hại Việc giảm khối lượng rắn và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh cũng

là quá trình phân hủy kị khí hoàn thành

Phân hủy kị khí bao gồm nhiều giai đoạn nói tiếp nhau của cá phản ứng hóahọc và sinh hóa kể cả enzime và hỗn tạp các vi sinh vật Quá trình bao gồm bapha phân hủy nói chung: thủy phân, axit hóa, metan hóa.

Ưu điểm: Khí metan sinh ra là nguồn năng lượng có ít, giảm sinh khốibùn thông qua việc chuyển đổi hợp chất hữu cơ cơ bản thành metan, khí

CO2 và nước, bùn phân hủy không phát sinh mùi khó chịu; chất rắn sinhhọc được phân hủy có chứa chất dinh dưỡng như N, P và hợp chất hữu

cơ nàycó thể được dùng để cải thiện độ phì nhiêu và kết cấu đất

Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao, kích thước lớn; các thiết bị phản ứnglớn đòi hỏi thời gian lưu nước hơn 10 ngày để việc ổn định bùn có hiệuquả; các vi sinh vật tham gia quá trình kị khí thường nhạy cảm vớinhững thay đổi nhỏ của môi trường xung quanh; quá trình tạo ra dòngphụ chất lượng thấp

Ưu điểm: Phân compost có hàm lượng chất dinh dưỡng phong phú vàphù hợp với nhiều mục đính sử dụng; phân compost là ra đạt tiêu chuẩnloại A và có thể bán cho nhà phân phối và người dân; yêu cầu thiết bị vàvận hành đơn giản; kiểm soát được mùi hôi

Nhược điểm:

2.3 Xử lý bùn bằng thiêu đốt

Phương pháp thiêu đốt là phá hủy hoàn toàn cấu trúc chất rắn hữu cơ trong bùnbằng nhiệt nhờ quá trình cháy hoàn toàn các phần tử có thể cháy được trongbùn Bùn sau khi tách nước sẽ bắt lửa ở nhiệt độ 420-500 độ C khi có sự hiện