Giáo trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 1 (ngành kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải cao Đẳng)

QCVN 40:2011/BTNMT -QUY CHUÀN KĀ THUÀT QUâC GIA VÀ N¯àC THÀI CÔNG NGHIàP Cßt A BÁng 1 quy định giá trị C của các thông sã ô nhißm trong n°ác thÁi công nghiáp khi xÁ vào ngußn n°ác đ°ợc d

Bà XÂY DþNG

TR¯âNG CAO ĐÀNG XÂY DĀNG Sâ 3 CTC1

GIÁO TRÌNH

XĀ LÝ N¯âC THÀI BÀNG PH¯¡NG PHÁP HÓA HàC VÀ SINH HàC 1

NGÀNH: KĀ THU¾T THOÁT N¯âC VÀ XĀ LÝ N¯âC THÀI

TRÌNH Đà: CAO ĐÂNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐXD1 ngày…….tháng….năm ………… của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Xây dựng số 1

LäI GIâI THIÞU

Giáo trình <Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 1= cung cấp

nhÿng ki¿n thức vÁ quá trình xử lý n°ác thÁi b¿ng ph°¡ng pháp sinh hßc trong

điÁu kián tā nhiên và nhân t¿o, là mßt trong nhÿng nßi dung quan trßng nhất trong

ch°¡ng trình đào t¿o ngành Kā thuÁt thoát n°ác và xử lý n°ác thÁi trình đß Cao

đÁng, ph¿n ti¿p sau là giáo trình <Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và

sinh học 2= Giáo trình gßm 4 ch°¡ng vÁ các nßi dung: táng quan, ph°¡ng pháp

màng sinh hßc, ph°¡ng pháp bùn ho¿t tính, ph°¡ng pháp bùn ho¿t tính đặc biát

Giáo trình do các giÁng viên trong Bß môn Cấp n°ác và Thoát n°ác, thußc khoa

QuÁn lý Xây dāng và đô thị, tr°ãng Cao đÁng Xây dāng sã 1 biên so¿n Chúng tôi

rất mong đ°ợc sā góp ý của các đßng nghiáp và b¿n đßc để giáo trình đ°ợc hoàn

thián h¡n

Trân trßng cÁm ¡n!

Tham gia biên so¿n

1 Chủ biên: Vũ Linh HuyÁn Trang

2 L°¡ng Thị Ph°¡ng ThÁo

Mục lục

Ch°¢ng 1: Tổng quan vÁ xā lý n°ãc thÁi bÁng ph°¢ng pháp sinh hác 7

1.1 C¡ så và nhiám vụ 7

1.1.1 Phân loại vi sinh theo khả năng chuyển hóa chất ( nguồn năng lượng, hydro, cacbon), điều kiện môi trường, điều kiện sống 15

1.1.2 Quá trình phân hủy chất hữu cơ của các bon, ni tơ và phốt pho 17

1.2 Phân lo¿i các ph°¡ng pháp sinh hßc 21

1.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo 21

1.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên 24

Ch°¢ng 2 : Xā lý n°ãc thÁi bÁng ph°¢ng pháp màng sinh hác 37

2.1 Qui trình kā thuÁt 37

2.2 Bể lßc cã định 38

2.2.1 Bể xử lý cố định nhỏ giọt (Lọc nhỏ giọt) 38

2.2.2 Bể xử lý cố định nhúng ngập 42

2.3 Bể lßc xoay nhúng ngÁp 43

2.3.1 Đĩa quay sinh học 43

2.3.2.Thiết bị nhúng dạng bản 45

2.4 Giá thể chuyển đßng tā do 45

2.4.1 Giá thể lơ lửng (Trọng lượng khoảng 1g/cm 3 ) 45

2.4.2 Giá thể đảo trộn/ trôi (Trọng lượng > 1 g/cm 3 ) 46

2.5 Công nghá k¿t hợp 46

2.5.1 Giá thể lơ lửng kết hợp với lọc sinh học 46

2.5.2 Kết hợp giữa màng sinh học và bùn hoạt tính 46

Ch°¢ng 3: Xā lý n°ãc thÁi sinh ho¿t bÁng ph°¢ng pháp bùn ho¿t tính (trong nguyên t¿c dòng chÁy liên tục) 49

3.1 Qui trình kā thuÁt 49

3.1.1 Cơ sở lý thuyết 49

3.1.2 Mô tả quy trình xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính 51

3.1.3 Phân hủy các chất hữu cơ 54

3.1.4 Xử lý Nitơ 54

3.1.5 Xử lý Phốt-pho 57

3.1.6 Thành phần và tính chất bùn hoạt tính 58

3.1.7 Các chu trình cơ bản của công nghệ bùn hoạt tính 59

3.2 Aeroten cấp khí nén từ đáy 60

3.2.1 Cấp khí dạng ống 61

3.2.2 Cấp khí dạng màng 62

3.2.3 Cấp khí dạng đĩa 62

3.3 Aeroten cấp khí bÁ mặt 63

3.3.1 Khuấy ly tâm bề mặt 63

3.3.2 Guồng quay trục ngang 64

3.4 Aeroten cấp khí d¿ng tia 64

3.4.1 Hệ thống cấp khí có thiết bị đảo trộn từng phần 65

3.4.2 Bể có thiết bị cấp khí xoắn ốc 65

3.5 Tính toán công trình 66

3.5.1 Tính toán hệ thống bùn 66

3.5.2 Tính toán hệ thống cấp khí 66

3.5.3 Tính toán các đại lượng TS bùn , V bùn , I SV , tải trọng thể tích bể, tải trọng bùn, lưu lượng bùn dư, lưu lượng bùn tuần hoàn và đánh giá 66

3.6 Các sā cã th°ãng gặp khi vÁn hành công trình 69

3.6.1 Khái niệm, nguyên nhân, quy trình xử lý sự cố vận hành 69

3.6.2 Một số sự cố thường gặp 71

Ch°¢ng 4: Xā lý n°ãc thÁi sinh ho¿t bÁng ph°¢ng pháp bùn ho¿t tính đặc bißt (nit¢rát hóa, khā nit¢, phát pho) 75

4.1 Quá trình Nit¡rát hóa và khử nit¡ 75

4.1.1 Điều kiện 75

4.1.2 Cách thức hoạt động của quá trình khử nitơ 76

4.2 Quá trình khử phãt pho 80

4.2.1 Điều kiện 81

4.2.2 Cách thức hoạt động của quá trình khử phố pho 82

4.3 Các công trình xử lý Nit¡, Phãt pho 93

4.3.1 Công nghệ bể SBR 93

4.3.2 Bể ASBR 100

4.3.3 Bể MBR 103

4.4 Các sā cã c¿n chú ý khi vÁn hành công trình khử Nit¡ và Phãt pho 111

Tài lißu tham khÁo 116

GIÁO TRÌNH

XĀ LÝ N¯âC THÀI BÀNG PH¯¡NG PHÁP HÓA HàC VÀ SINH HàC 1

Tên môn hác: X ā lý n°ãc thÁi bÁng ph°¢ng pháp hóa hác và sinh hác 1

Mã môn hác: MH21

Vß trí, tính chất của môn hác:

- Vị trí: Môn hßc đ°ợc phân bã vào năm thứ hai

- Tính chất: Là môn hßc chuyên ngành bắt bußc

- Ý nghĩa và vai trò của môn hßc/mô đun: Là môn hßc chuyên ngành cung cấp ki¿n thức vÁ quá trình xử lý n°ác thÁi b¿ng ph°¡ng pháp sinh hßc trong điÁu kián

tā nhiên và nhân t¿o, là mßt trong nhÿng nßi dung quan trßng nhất trong ch°¡ng trình đào t¿o

- VÁ kā năng:

+ NhÁn bi¿t đ°ợc cấu t¿o các bß phÁn và nguyên lý ho¿t đßng của từng công trình + Tính toán mßt sã thông sã c¡ bÁn của công trình

- VÁ năng lÿc tÿ chủ và trách nhißm:

+ NhÁn thức đ°ợc ý nghĩa của môn hßc đãi vái chuyên ngành

+ Có thái đß làm viác tā giác,

+ Khoa hßc, cÁn thÁn

Ch°¢ng 1: Tổng quan vÁ xā lý n°ãc thÁi bÁng ph°¢ng pháp sinh

hác

Giãi thißu: Ch°¡ng 1 bao gßm các khái niám c¡ bÁn n°ác thÁi, xử lý n°ác thÁi, quá

trình xử lý n°ác thÁi b¿ng ph°¡ng pháp sinh hßc

Mục tiêu: Trình bày đ°ợc:

- Trình bày đ°ợc sā c¿n thi¿t của quá trình xử lý sinh hßc

- Nguyên lý ho¿t đßng của vi sinh vÁt trong các công trình xử lý sinh hßc đãi

v ái n°ác thÁi sinh ho¿t

Nái dung chính:

1.1 C¢ sç và nhißm vụ

Mßt dây chuyÁn công nghá xử lý n°ác thÁi đ°ợc thể hián trong ví dụ sau:

Mô tÁ tổng quát qui trình xā lý n°ãc thÁi

Qui trình xử lý n°ác thÁi bao gßm các b°ác sau:

N°ác thÁi phát sinh từ các ngußn thÁi khác nhau đ°ợc d¿n vÁ hã b¡m Song chắn rác thô đ°ợc lắp đặt trên kênh d¿n n°ác vào hã b¡m nh¿m tách bá rác hay chất l¡ lửng kích th°ác lán (>10mm) có khÁ năng phá hủy há thãng b¡m Rác đ°ợc giÿ l¿i trên song chắn sẽ đ°ợc thÁi bá định kì mßt cách hợp vá sinh

Hệ thống bơm nước thải đầu vào (T101)

T¿i đây, n°ác thÁi đ°ợc b¡m sang Bể điÁu hòa b¿ng há thãng b¡m đặt chìm trong bể

Song chắn rác tinh

N°ác thÁi từ hã b¡m đ°ợc b¡m lên song chắn rác tinh 2mm để lo¿i hã rác hay chất l¡ lửng

có kích th°ác nhá (> 2mm) Ph¿n rác sau song chắn sẽ đ°ợc thu gom tā đßng vào các thùng chứa rác bên d°ái và thÁi bá định kì

Bể điều hòa (T102)

N°ác thÁi đ°ợc b¡m từ hã b¡m sẽ chÁy qua há thãng lßc rác tinh d¿ng trãng quay tr°ác khi đá vào hã điÁu hòa N°ác thÁi đ°ợc điÁu hòa l°u l°ợng và nßng đß các chất ô nhißm, 9và d°ái tác dụng của khí nén từ máy thái khí, các chất rắn l¡ lửng trong n°ác thÁi sẽ tránh quá trình ràng cặn Từ hã điÁu hòa n°ác thÁi sẽ đ°ợc b¡m sang bể keo tụ b¿ng há thãng b¡m chìm đặt trong hã

Bể tạo bông (T104)

N°ác thÁi từ hã keo tụ đ°ợc ti¿p tục d¿n qua bể t¿o bông T°¡ng tā nh° bể keo tụ, t¿i bể t¿o bông, polymer anion sẽ đ°ợc châm vào để kích thích quá trình t¿o thành các bông cặn lán h¡n Polymer này có tác dụng hình thành các <c¿u nãi= liên k¿t các bông cặn l¿i vái nhau t¿o thành các bông cặn có kích th°ác lán h¡n nh¿m nâng cao hiáu quÁ của bể lắng phía sau N°ác thÁi từ bể t¿o bông sẽ đ°ợc d¿n qua bể lắng s¡ cấp nh¿m tách các bông cặn

D¿u mỡ å d¿ng nái sẽ đ°ợc tách khái n°ác mßt cách dß dàng thông qua quá trình nái dāa trên sā chênh lách tỉ trßng giÿa các h¿t d¿u và n°ác; ph¿n d¿u mỡ å d¿ng nhũ t°¡ng sau khi qua quá trình chỉnh pH và keo tụ t¿o bông, các h¿t nhũ t°¡ng sẽ bị phá vỡ và k¿t hợp l¿i thành các h¿t d¿u có kích th°ác lán h¡n nên sẽ dß dàng nái lên bÁ mặt của bể lắng 1 Láp váng nái này sẽ đ°ợc g¿t và thu gom vào hã chứa váng nái

Bùn lắng 1 sẽ đ°ợc b¡m định kỳ sang bể chứa bùn để án định tr°ác khi b¡m sang máy ép bùn Bùn này chứa nßng đß chất rắn cao (2-3%); vì vÁy nó có thể đ°ợc b¡m trāc ti¿p sang

bể chứa bùn mà không c¿n thi¿t phÁi nén

Trong há thãng xử lý n°ác thÁi, bể tách d¿u không đ°ợc thi¿t k¿ đßc lÁp båi vì nßng đß d¿u mỡ khoáng rất thấp Sau bể keo tụ t¿o bông, d¿u sẽ nái lên trên bÁ mặt bể lắng 1 t¿o thàng váng d¿u, t¿i đây d¿u mỡ đ°ợc lo¿i bá thủ công b¿ng cách thu vào bể gom, sau đó b¡m sang bể chứa bùn

PhÁn ứng nh° sau: C10H19O3N + 10NO-3 4> 5N2 ↑+ 10CO2↑+ 3H2O + NH3↑ + 10OH

-Bể hiếu khí (T202A, B):

Oxy đ°ợc cung cấp để ôxi hóa BOD và ammonia BOD đ°ợc chuyển hóa thành t¿ bào mái

và carbon dioxide Amoniac đ°ợc chuyển hóa thành nitrite và sau đó nitrite sẽ nhanh chóng chuyển hóa sang nitrate C¡ ch¿ của quá trình sinh hßc å bể này nh° sau:

Ammonia (NH4-N) đ°ợc oxy hoá thành nitrite (NO2-N): NH4+ 1.5O2 4> NO2- + H2O + 2H+ Nitrite đ°ợc oxy hoá thành (NO3-N): NO2 + 0.5O2 4> NO3-

VÁ táng thể, giai đo¿n này không hÁ có sā giÁm nßng đß nit¡ táng trong n°ác thÁi (bao gßm NH4+, NO2- và NO3-) Nit¡ táng chỉ giÁm å giai đo¿n thi¿u khí do sā chuyển hóa từ NO3- sang N2↑ N°ác thÁi từ bể hi¿u khí đ°ợc tu¿n hoàn vÁ bể thi¿u khí và 1 ph¿n tā chÁy đ¿n bể lắng 2

Bể lắng 2 (T203)

Quá trình xử lý sinh hßc sẽ làm gia tăng liên tục l°ợng bùn vi sinh trong bể đßng thãi l°ợng bùn ban đ¿u sau thãi gian sinh tr°ång phát triển sẽ giÁm khÁ năng xử lý chất ô nhißm trong n°ác thÁi và ch¿t đi Do đó, bể lắng sinh hßc đ°ợc thi¿t k¿ để thu gom l°ợng bùn này và giÿ l¿i l°ợng bùn có khÁ năng xử lý tãt để tu¿n hoàn vÁ l¿i bể thi¿u khí Ph¿n n°ác trong sau lắng đ°ợc thu l¿i b¿ng há thãng máng thu n°ác đ°ợc bã trí trên bÁ mặt bể và ti¿p tục đ°ợc d¿n sang bể khử trùng

4 Xā lý hoàn thißn

Bể khử trùng (T301)

T¿i Bể khử trùng, n°ác thÁi đ°ợc hòa trßn vái chất khử trùng b¿ng há thãng b¡m định l°ợng nh¿m tiêu diát Coliforms Há vách ngăn trong Bể khử trùng t¿o điÁu kián xáo trßn hoàn toàn n°ác thÁi vái chất khử trùng N°ác sau xử lý đ¿t tiêu chuÁn môi tr°ãng và đ°ợc

xÁ vào ngußn ti¿p nhÁn g¿n nhất - Hß hoàn thián

đß của há vi sinh vÁt chỉ thị: trứng giun và coliform Viác lo¿i bá conforms thông th°ãng

là quy trình xử lý chÁm nhất, vì vÁy đó là tiêu chí chính cho viác thi¿t k¿ hß hoàn thián

5 Xā lý bùn

Bể nén bùn (T401)

Bể nén bùn là c¿n thi¿t để làm tăng hàm l°ợng chất rắn trong bùn và giÁm khãi l°ợng n°ác Quá trình này giúp giÁm thiểu tÁi cho quá trình khử n°ác của bùn trong máy ép bùn băng tÁi Váng nái trên bÁ mặt của bể nén bùn sẽ đ°ợc tu¿n hoàn vÁ hã b¡m để tái xử lí

Bể chứa bùn (T402)

Vì máy ép bùn băng tÁi ho¿t đßng gián đo¿n, nên c¿n thi¿t phÁi xây dāng hã chứa bùn để hiáu chỉnh thể tích bùn giÿa quy trình tách n°ác và qui trình nén bùn

Bể chứa bùn đ°ợc trang bị há thãng sục khí nh¿m ngăn chặn sā phát triển của vi sinh vÁt

kỵ khí, mùi hôi phát sinh từ bể này đ°ợc cô lÁp tãt

Máy ép bùn băng tÁi

Bùn từ bể chứa bùn đ°ợc bom vào máy ép bùn băng tÁi để tách n°ác Polymer sẽ đ°ợc châm vào nh° là chất phụ trợ nh¿m liên k¿t các h¿t bùn l¿i vái nhau để quá tình tách n°ác đ°ợc dß dàng hon và hiáu quÁ hon vái các h¿t bùn nhá Bánh bùn sau khi ép có thể dß dàng đóng bao và vÁn chuyển đ¿n bãi chôn lấp để xử lý N°ác từ quá trình ép bùn sẽ chÁy vÁ hã b¡m T101 để tái xử lý

Một số thông số c¡ bản trong xử lý n°ớc thải

TOC: các bon hÿu c¡ táng sã, mg/l

COD: nhu c¿u oxy hóa hßc, mg/l

BOD: nhu c¿u oxy sinh hßc, mg/l

Tÿ lá COD/BOD: biểu thị l°ợng chất thÁi hÿu c¡ trong n°ác thÁi có thể bị phân hủy b¿ng các vi sinh vÁt: thông th°ãng, COD/BOD n¿m trong khoÁng 2-3,5; COD/BOD<2: đß phân hủy cao, COD/BOD>3,5: khó phân hủy

DO: oxy hòa tan, mg/l Là chỉ sã đo l°ợng oxy từ không khí hòa tan vào trong n°ác DO phụ thußc nhiát đß, đß sâu, ho¿t chất bÁ mặt

Nhiát đß: rất quan trßng trong quá trình chuyển hóa chất, nhiát đß n°ác thÁi tăng 6-100C thì tãc đß quá trình sinh hóa tăng gấp đôi

Đß kiÁm: mg CaCO3/lit, là th°ác đo khÁ năng chãng l¿i sā thay đái pH của n°ác thÁi b¿ng axit, th°ãng n°ác thÁi có đß kiÁm > 100mg/l

Đß pH: biểu thị nßng đß axit hoặc kiÁm của n°ác

Táng phãt pho: trong n°ác thÁi th°ãng tßn t¿i d¿ng phãt phát Có thể tßn t¿i d¿ng dung dịch, d¿ng h¿t, hoặc trong c¡ thể sinh vÁt d°ái n°ác

Nito: gßm Nito vô c¡: NH4-N, NO3-N, NO2-N và N hÿu c¡

(DFS): TFS = SFV+ DFS

Các ph°¡ng pháp xử lý:

Xử lý sinh hßc: phù hợp lo¿i bá chất hÿu c¡

Xử lý hóa lý: phù hợp lo¿i bá chất vô c¡

Xử lý sinh hßc sau khi lo¿i bá các chất đßc hoặc chất khó phân hủy

Các chất ô nhiễm chính trong n°ớc thải:

- Thi¿u khí: oxy liên k¿t; phù hợp quá trình: khử Nitrat

- Kị khí: Không có oxy; phù hợp quá trình: Bio-P, ủ bùn

Quá trình xử lý phụ thußc các y¿u tã, điÁu kián nh°: l°ợng vi sinh vÁt, ngußn dinh d°ỡng, l°ợng oxy, nhiát đß, pH

Các bậc xử lý n°ớc thải, bùn thải

Xử lý s¡ bß và xử lý bÁc 1: tách chất rắn lán b¿ng ph°¡ng pháp c¡ hßc (song chắn rác, l°ái chắn rác, bể lắng

Xử lý bÁc 2 (sinh hßc): phân hủy và chuyển hóa chất hÿu c¡ nhã vi sinh vÁt

Xử lý bÁc 3 (xử lý triát để): lo¿i bá các hợp chất N, P

Khử trùng: lo¿i bá virut, vi khuÁn gây bánh

Xử lý bùn cặn: bùn cặn chứa nhiÁu n°ác, nhiÁu chất hÿu c¡ gây thãi rÿa, c¿n xử lý

Các c¡ sở pháp lý trong xử lý n°ớc thải

XLNT phÁi đÁm bÁo các quy chuÁn, tiêu chuÁn hián hành

A1 - Sử dụng cho mục đích cấp n°ác sinh ho¿t (sau khi áp dụng xử lý thông th°ãng), bÁo tßn đßng thāc vÁt thủy sinh và các mục đích khác nh° lo¿i A2, B1 và B2

A2 - Dùng cho mục đích cấp n°ác sinh ho¿t nh°ng phÁi áp dụng công nghá xử lý phù hợp hoặc các mục đích sử dụng nh° lo¿i B1 và B2

B1 - Dùng cho mục đích t°ái tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu c¿u chất l°ợng n°ác t°¡ng tā hoặc các mục đích sử dụng nh° lo¿i B2

B2 - Giao thông thuÿ và các mục đích khác vái yêu c¿u n°ác chất l°ợng thấp

Cßt A BÁng 2 quy định giá trị C của các thông sã ô nhißm trong n°ác thÁi sinh ho¿t, n°ác thÁi đô thị khi xÁ ra ngußn n°ác đ°ợc dùng cho mục đích cấp n°ác sinh ho¿t;

Cßt B BÁng 2 quy định giá trị C của các thông sã ô nhißm trong n°ác thÁi sinh ho¿t, n°ác thÁi đô thị khi xÁ ra ngußn n°ác không dùng cho mục đích cấp n°ác sinh ho¿t;

QCVN 40:2011/BTNMT -QUY CHUÀN KĀ THUÀT QUâC GIA VÀ N¯àC THÀI CÔNG NGHIàP

Cßt A BÁng 1 quy định giá trị C của các thông sã ô nhißm trong n°ác thÁi công nghiáp khi xÁ vào ngußn n°ác đ°ợc dùng cho mục đích cấp n°ác sinh ho¿t;

Cßt B BÁng 1 quy định giá trị C của các thông sã ô nhißm trong n°ác thÁi công nghiáp khi

xÁ vào ngußn n°ác không dùng cho mục đích cấp n°ác sinh ho¿t;

N¿u n°ác thÁi có các chỉ tiêu v°ợt quá thì c¿n xử lý để đÁm bÁo quy định

Ví dụ mßt sã chỉ tiêu n°ác thÁi t¿i mßt sã nhà máy t¿i Viát Nam

Nghị định 155/2016/NĐ-CP có hiáu lāc 01/02/2017 quy định:

ĐiÁu 13 Vi ph¿m các quy định vÁ xÁ n°ác thÁi có chứa các thông sã môi tr°ãng thông th°ãng vào môi tr°ãng

2 Hành vi xÁ n°ác thÁi v°ợt quy chuÁn kā thuÁt vÁ chất thÁi từ 1,1 l¿n đ¿n d°ái 1,5 l¿n hoặc xÁ n°ác thÁi v°ợt quy chuÁn kā thuÁt vÁ chất thÁi d°ái 1,1 l¿n trong tr°ãng hợp tái ph¿m, vi ph¿m nhiÁu l¿n bị xử ph¿t nh° sau:

y) Ph¿t tiÁn từ 270.000.000 đßng đ¿n 300.000.000 đßng trong tr°ãng hợp thÁi l°ợng n°ác thÁi từ 5.000 m³/ngày (24 giã) trå lên

3 Hành vi xÁ n°ác thÁi v°ợt quy chuÁn kā thuÁt vÁ chất thÁi từ 1,5 l¿n đ¿n d°ái 03 l¿n bị

xử ph¿t nh° sau: y) Ph¿t tiÁn từ 650.000.000 đßng đ¿n 700.000.000 đßng trong tr°ãng hợp thÁi l°ợng n°ác thÁi từ 5.000 m³/ngày (24 giã) trå lên

4 Hành vi xÁ n°ác thÁi v°ợt quy chuÁn kā thuÁt vÁ chất thÁi từ 03 l¿n đ¿n d°ái 05 l¿n bị

Vi sinh vÁt là các sinh vÁt đ¡n bào hoặc đa bào, nhân s¡ hoặc nhân thāc, có kích th°ác rất nhá và th°ãng chỉ quan sát đ°ợc qua kính hiển vi Vi sinh vÁt bao gßm cÁ vi khuÁn, virus, nấm, tÁo và nguyên sinh đßng vÁt

Đặc điểm của vi sinh vÁt là:

- Kích th°ác rất nhá bé, th°ãng đ°ợc đo b¿ng micromet;

- Hấp thu nhiÁu và chuyển hóa nhanh;

- Sinh tr°ång nhanh và phát triển m¿nh so vái các sinh vÁt khác;

- Năng lāc thích ứng m¿nh, dß phát sinh bi¿n dị;

- Chủng lo¿i nhiÁu: Sã l°ợng và chủng lo¿i vi sinh vÁt thay đái theo thãi gian

- Phân bã rßng: Vi sinh vÁt phân bã å khắp mßi n¡i trên trái đất, ngay cÁ å nhÿng điÁu kián khắc nghiát nhất nh° miáng núi lửa, Nam cāc, đáy đ¿i d°¡ng,

Vsv đ°ợc ứng dụng nhiÁu trong y hßc, ch¿ bi¿n thāc phÁm, … và trong xử lý n°ác thÁi

Có 4 lo¿i môi tr°ãng sãng tā nhiên của vsv: Môi tr°ãng đất, môi tr°ãng n°ác, môi tr°ãng không khí (không khí không phÁi là môi tr°ãng sãng của vsv, nh°ng trong không khí có rất nhiÁu bụi trên đó có vsv bám vào) và môi tr°ãng sinh vÁt

Trong phòng thí nghiám, ng°ãi ta sử dụng các môi tr°ãng nuôi cấy: là dung dịch (đặc hay láng) chứa các chất dinh d°ỡng c¿n thi¿t cho sinh tr°ång và sinh sÁn của vi sinh vÁt, bao gßm:

+Môi tr°ãng tā nhiên: Đây là lo¿i môi tr°ãng chứa các chất hÿu c¡ khác nhau không bi¿t

rõ thành ph¿n hóa hßc vì vÁy còn đ°ợc gßi là môi tr°ãng không xác định vÁ mặt hóa hßc Môi tr°ãng tā nhiên chứa dịch chi¿t thịt bò, hoặc dịch chi¿t nấm men

+> Ví dụ: Môi tr°ãng m¿ch nha, môi tr°ãng cao thịt Pepton

+Môi tr°ãng táng hợp: Đây là lo¿i môi tr°ãng bi¿t rõ vÁ các thành hóa hßc nên còn đ°ợc gßi là môi tr°ãng xác định Môi tr°ãng chứa các dung dịch pha loãng của hóa chất tinh khi¿t, không có nấm men, đßng vÁt hoặc mô thāc vÁt, th°ãng đ°ợc sử dụng cho các mục đích nghiên cứu h¡n là sÁn xuất

+> Ví dụ: Môi tr°ãng Gause sử dụng trong x¿ khuÁn

+Môi tr°ãng bán táng hợp: Môi tr°ãng tā nhiên nh° mßt sã thành ph¿n hóa hßc đã đ°ợc xác định rõ

1.1.1.3 Phân loại vi sinh vật theo các kiểu dinh dưỡng

Trong môi tr°ãng có ôxi phân tử, mßt sã vi sinh vÁt ti¿n hành hô hấp hi¿u khí Còn khi môi tr°ãng không có ôxi phân tử, thì vi sinh vÁt ti¿n hành lên men hoặc hô hấp kị khí

Hô hấp là mßt hình thức hóa dị d°ỡng các hợp chất cacbohiđrat

Là quá trình chuyển hóa kị khí dißn ra trong t¿ bào chất, chất cho electron và chất nhÁn electron đÁu là phân tử hÿu c¡

-SÁn phÁm: Chất hÿu c¡

vd: R°ợu, bia, dấm, sÿa chua

1.1.2 Quá trình phân hủy chất hữu c¡ của các bon, ni t¡ và phốt pho

Các quá trình xử lý sinh hßc n°ác thÁi vÁ c¡ bÁn dißn ra t°¡ng tā nh° nhÿng quá trình tā làm s¿ch trong ngußn n°ác mặt tā nhiên Thông qua viác cung cấp c°ỡng bức ôxy và tăng mÁt đß vi sinh vÁt mức nhất định, quá trình xử lý sẽ đ°ợc tăng c°ãng rất m¿nh mẽ và thãi gian c¿n thi¿t để xử lý sẽ đ°ợc rút ngắn xuãng còn vài giã ä đó, các chất hÿu c¡ vái sā phân hủy nhanh h¡n và chuyển hóa nhiÁu h¡n thành sinh khãi để sau đó tách ra trong b°ác lắng thứ cấp Chất hÿu c¡ và dinh d°ỡng trong n°ác thÁi là ngußn thức ăn cho các c¡ thể sãng nhá bé (vi sinh vÁt)

Chúng hấp thụ nhÿng ph¿n tử nhá vái kích th°ác phù hợp vào t¿ bào và tiêu hóa chúng nhã enzym Các chất hÿu c¡ phân tử l°ợng lán cũng bị phân tách nhã enzym Các sÁn phÁm phân tách không sử dụng của vi sinh vÁt này có thể đ°ợc các vi sinh vÁt khác ti¿p nhÁn làm ngußn thức ăn và ti¿p tục phân tách SÁn phÁm cuãi cùng chỉ còn các liên k¿t đ¡n giÁn nh° n°ác, carbonic và các muãi d°ái d¿ng Nitorat, sunphat …Ng°ãi ta gßi đây

là quá trình khoáng hóa các chất hÿu c¡

Sā phát triển của vi sinh vÁt phụ thußc vào thành ph¿n thức ăn

Bên c¿nh các chất hÿu c¡, các chất dinh d°ỡng khác nh° Nit¡, Phãt pho hay môt lo¿t các d°ỡng chất và nguyên tã vi l°ợng khác cũng c¿n thi¿t cho ho¿t đßng sãng của vi sinh vÁt Trong n°ác thÁi sinh ho¿t chứa nhÿng chất này vái tÿ lá khoÁng C:N:P=20:4:1 N°ác thÁi công nghiáp ng°ợc l¿i có thể có thành ph¿n thay đái, ít dinh d°ỡng, vì vÁy có thể phÁi bá sung Phãtpho hoặc Nit¡

Do n°ác thÁi có các thành ph¿n khác nhau, phù hợp nhất cho quá trình xử lý là mßt qu¿n

thể sãng của các vi sinh vÁt, quần thể sinh vật hỗn hợp

Phân hủy liên k¿t Cacbon

Các chất hÿu c¡ có cấu trúc liên k¿t Cacbon Các chất hÿu c¡ dß bị vi khuÁn phân hủy là hydrat Cacbon, Protein và chất béo Đây là các chất bị chuyển hóa đ¿u tiên trong quá trình

xử lý n°ác thÁi

B¿ng thí nghiám tĩnh, các quá trình phân hủy xÁy ra trong nhà máy xử lý có thể đ°ợc °ác đoán dāa trên đ°ãng biểu thị BOD5 (Hình 4.31) Dißn bi¿n đ¿u tiên là sā tăng tr°ång m¿nh

mẽ của các vi khuÁn phân hủy Cacbon và theo đó nhu c¿u Ôxy tăng theo đ°ãng dãc đứng Khi các chất hÿu c¡ đã chuyển hóa h¿u h¿t, trong môi tr°ãng thi¿u thức ăn cho vi sinh vÁt phân hủy chất hÿu c¡, chúng sử dụng các chất dā trÿ trong t¿ bào để chuyển hóa thành năng l°ợng và đßng thãi trå thành thức ăn của sinh vÁt ăn vi khuÁn

Xā lý Nit¢

Nit¡rat hóa

Sau quá trình oxy hóa các chất hÿu c¡, sā chuyển hóa các các hợp chất Nit¡ có thể thāc hián båi các lo¿i vi khuÁn đặc tr°ng (Hình 4.31) Để chuyển hóa chúng, c¿n l°ợng Ôxy nhiÁu gấp 4 l¿n so vái khi oxy hóa các chất hÿu c¡ Trong n°ác thÁi sinh ho¿t, Nit¡ (N) ph¿n lán có ngußn gãc từ n°ác tiểu, d°ái d¿ng urê do con ng°ãi thÁi ra Urê và Nit¡ hÿu c¡ đã bắt đ¿u phân hủy thành nit¡ amoni (NH4-N) trong cãng thoát n°ác Quá trình này gßi là amon hóa Tuy¿n đ°ãng tái tr¿m xử lý càng dài, quá trình này dißn ra càng triát để Trong b°ác xử lý c¡ hßc, N hÿu c¡ ti¿p tục chuyển thành NH4-N, vì vÁy trong đ¿u ra của

bể lắng s¡ cấp ph¿n lán Nit¡ å d¿ng nit¡ amoni (Hình 4.32) Táng của nit¡ hÿu c¡ và nit¡ amoni đ°ợc gßi là nit¡ Kjeldahl:

TKN=N hÿu c¡ + NH4-N

Ng°ợc vái các liên k¿t Cacbon (chất hÿu c¡), nit¡ amoni không bị phân hủy, mà bị oxy hóa thành Nitrit (NO2-N) và Nit¡rat (NO3-N)

NH4+ + 2O2 → NO3- + H2O + H+

Quá trình này gßi là nit¡rát hóa

Trong kā thuÁt xử lý n°ác thÁi, ng°ãi ta chỉ sử dụng ph¿n Nit¡ trong các hợp chất nit¡ để tính toán, nghĩa là ammonium-nit¡ (NH4-N) hoặc Nit¡rat nit¡ (NO3-N) tính b¿ng mg N/l vái các giá trị sau:

Do đó, điÁu kián để nit¡rat hóa bên c¿nh có đủ l°ợng ôxy và nhiát đß n°ác thÁi cao, là sā phân hủy h¿u h¿t các chất hÿu c¡, nghĩa là thãi gian sục khí đủ dài vái tÁi l°ợng bùn thấp Nh° vÁy tuái bùn sẽ cao Trong môi tr°ãng này, các vi khuÁn nit¡rat hóa sinh tr°ång chÁm

l¿i và có thể phát triển å giai đo¿n sục khí sau Nh° vÁy, tuái bùn là thông sã đo của quá trình nit¡rát hóa Hình 4.32 cho thấy mãi quan há giÿa tuái bùn và sā giÁm NH4-N dāa trên kinh nghiám vÁn hành công trình xử lý n°ác thÁi

Khā Nit¢rat

Nit¡rát hình thành trong quá trình Nit¡rát hóa tác đßng tái ngußn n°ác d°ái d¿ng muãi dinh d°ỡng, vì vÁy c¿n phÁi đ°ợc lo¿i bá khái n°ác thÁi Quá trình này có thể xÁy ra khi n°ác thÁi chứa các chất hÿu c¡ cùng vái bùn tu¿n hoàn chứa Nit¡rát hoặc n°ác đ¿u ra chứa Nit¡rát đ°ợc đ°a vào chung mßt bể Vi khuÁn phân hủy Cacbon trong bùn sẽ tách ôxy c¿n cho sā sãng của chúng từ nit¡rát, khi trong n°ác không có ôxy hòa tan Quá trình này gßi là quá trình khử nit¡rat Khí Nit¡ thoát vào không khí

4 NO3- + 4 H+ + 5C → 2 N2 (↑) + 2 H2O + 5 CO2

Để thāc hián quá trình này là phÁi có ngăn bể phía tr°ác bể bùn ho¿t tính, trong đó không khí không đ°ợc thái vào và không có n°ác chứa Ôxy cấp vào (vùng thi¿u khí) Ngoài ra, phÁi có càng nhiÁu càng tãt các chất hÿu c¡ dß phân hủy sinh hßc đ°ợc đ°a vào vùng bể này Các chất này là ngußn thức ăn cho vi khuÁn dị d°ỡng Các quy trình xử lý Nit¡ khác nhau đ°ợc mô tÁ trong mục 4.3.4 3 khử Nit¡

Quá trình khử Nit¡rat vÁ mặt vÁn hành có °u điểm: ti¿t kiám mßt ph¿n năng l°ợng thái khí đ°ợc sử dụng để Nit¡rát hóa, quá trình khử nit¡rat không mong muãn t¿i bể lắng thứ cấp đ°ợc lo¿i bá, thể tích bể điÁu hòa giÁm và tính chất lắng của bùn ho¿t tính cũng đ°ợc cÁi thián

Cân bÁng Nit¢

Các quá trình chuyển hóa Nit¡ xÁy ra trong m¿ng l°ái thoát n°ác và trong tr¿m xử lý n°ác thÁi tu¿n tā theo nhÿng b°ác riêng k¿ ti¿p nhau nêu trên Hình 4.33

Đãi vái n°ác thÁi sinh ho¿t, nßng đß Nit¡ trong n°ác thô TKN= N hÿu c¡ + NH4-N n¿m trong khoÁng từ 50 - 60 mg/l Trong đó, vÁ nguyên tắc, hàm l°ợng NH4-N lán h¡n N hÿu c¡ Tÿ lá giÿa N hÿu c¡ và NH4-N phụ thußc vào quá trình ammon hóa trong m¿ng l°ái thoát n°ác Thông th°ãng n°ác thÁi sinh ho¿t không chứa NO3-N N¿u có, thì nguyên nhân n¿m å đâu đó, ví dụ do l°ợng n°ác l¿ từ ngußn n°ác ng¿m bị ô nhißm nit¡rat xâm nhÁp nhiÁu Tuy nhiên sā Ánh h°ång từ n°ác thÁi công nghiáp cũng có thể là nguyên nhân Sau xử lý c¡ hßc, tÿ lá giÿa N hÿu c¡ và NH4-N thay đái do nit¡ ammon tăng lên KhoÁng 5mg/l TKN đ°ợc giÿ l¿i trong bùn s¡ cấp Khi quá trình xử lý sinh hßc chỉ chuyển hóa

Cacbon, khoÁng 10 mg/l TKN chuyển vào bùn d° Quá trình chuyển hóa TKN thành NO3

-N 3 nghĩa là quá trình -Nit¡rat hóa 3 chỉ bắt đ¿u trong bể xử lý sinh hßc tÁi l°ợng thấp Táng TKN + NO3-N không đái là 40 mg/l Sā tách bá thāc sā của Nit¡ ra khái n°ác thÁi xÁy ra thông qua quá trình khử nit¡rat trong b°ác xử lý sinh hßc, trong đó Nit¡ d°ái d¿ng khí N2bay vào không khí Nit¡ còn l¿i trong điÁu kián này gßm l°ợng nhá N hÿu c¡, NH4-

N và NO3-N Hàm l°ợng NO2-N không đáng kể Vái quá trình xử lý Nit¡ hiáu quÁ, Ntáng

nhá h¡n 12 mg/l

Để làm rõ h¡n, các b°ác xử lý đ°ợc đ¡n giÁn hóa trong các ph°¡ng trình cân b¿ng và biểu

đß hóa TÁi l°ợng đỉnh có thể xÁy ra do l°ợng n°ác bùn từ b°ác xử lý bùn (cô đặc bùn, tách n°ác bùn) cũng nh° sā pha loãng mßt ph¿n, ví dụ do n°ác l¿ và n°ác m°a, nhÿng l°ợng n°ác này, ng°ợc l¿i, có thể làm giÁm thiểu nßng đß Nit¡, không đ°ợc đÁ cÁp å đây Nßng đß Nit¡ chủ y¿u phụ thußc vào sā dao đßng thông th°ãng của các thành ph¿n ô nhißm trong n°ác thÁi

Hiáu quÁ của quá trình Nit¡rat hóa và khử Nit¡rat cũng thay đái, phụ thußc vào nhiát đß của các quá trình xử lý sinh hßc

Trong tr°ãng hợp không có sã liáu phân tích n°ác thÁi, để thi¿t k¿ mßt tr¿m xử lý, có thể tính toán vái giá trị 11 g TKN mßt ngày cho 1 ng°ãi (ATV-DVWK-A 131 [35]) Vái giÁ thi¿t l°ợng n°ác thÁi mỗi ngày là 200 l (bao gßm cÁ n°ác dịch vụ), sẽ cho ra nßng đß tính toán:

11.000 mg TKN/(ng°ãi ∙ ngày) : 200 l/(ng°ãi ∙ ngày) = 55 mg/l

Táng Nit¡ bao gßm cÁ Nit¡ hÿu c¡ ( N táng ) Tuy nhiên trong n°ác thÁi đ¿u ra theo quy định vÁ n°ác thÁi (AbwV) và các quy chuÁn xÁ n°ác thÁi (AbwAG) đ°ợc định nghĩa là táng của NH4-N, NO3-N và NO2-N Trong khu vāc dân c°, theo phụ lục 1 của AbwV t¿i cấp đß 4 (10.001 đ¿n 100.000 ng°ãi), giá trị yêu c¿u của Ntáng t¿i n°ác đ¿u ra là 18 mg/l phÁi đ°ợc tuân thủ Vái tr¿m å cấp đß 5 (lán h¡n 100.000 ng°ãi) giá trị yêu c¿u là 13 mg/l

Hấp thụ Phát-pho sinh hác c°ỡng bức

Vi khuÁn c¿n thức ăn để hình thành các t¿ bào Do đó, mßt ph¿n nhất định các liên k¿t Phãt-pho và Nit¡ hòa tan trong n°ác thÁi đ°ợc sử dụng cho mục đích này và tích lũy trong sinh khãi

Trong n°ác thÁi, Phãt-pho luôn tßn t¿i d°ái d¿ng các liên k¿t hóa hßc vái các nguyên tã khác, ví dụ vái Ôxy d°ái d¿ng PO4 (Phãt-phát) Khi có sā chuyển đái liên tục giÿa các điÁu kián y¿m khí và hi¿u khí, vi khuÁn có thể ti¿p nhÁn Phãt-pho nhiÁu h¡n bình th°ãng,

cụ thể là tái 5% khãi l°ợng khô Nguyên tắc này đ°ợc sử dụng để khử P b¿ng ph°¡ng pháp sinh hßc Trong bể đặt phía tr°ác hoặc trong mßt ph¿n của bể bùn ho¿t tính, điÁu kián y¿m khí đ°ợc t¿o ra Ph¿n phía sau đ°ợc thái khí là ph¿n hi¿u khí, mßt l°ợng P cao sẽ đ°ợc bùn ho¿t tính hấp thụ Trong khu vāc y¿m khí xÁy ra hián t°ợng tái hòa tan photpho vào n°ác Nh° vÁy trái ng°ợc vái đ¿u vào, nßng đß Phãt-pho cao h¡n hÁn trong ngăn y¿m khí

và thấp h¡n hÁn trong ph¿n hi¿u khí của bể ho¿t tính (hình 4.34) Phãt-phát đ°ợc tách khái n°ác thÁi đ°ợc rút ra khái chu trình theo bùn d°

Ph át-phát tái hòa tan và hấp thụ

1.2 Phân lo¿i các ph°¢ng pháp sinh hác

Xử lý n°ác thÁi b¿ng ph°¡ng pháp sinh hßc thāc chất là lợi dụng sā sãng và và ho¿t đßng của các vi sinh vÁt có khÁ năng chuyển hoá nhÿng hợp chất hÿu c¡ Các chất hÿu c¡ sau khi phân hủy trå thành n°ác, nhÿng chất vô c¡ hay các khí đ¡n giÁn

Có 2 lo¿i công trình xử lý n°ác thÁi b¿ng ph°¡ng pháp sinh hßc:

- Xử lý trong điÁu kián tā nhiên

- Xử lý trong điÁu kián nhân t¿o

Nhiám vụ của các công trình xử lý là t¿o điÁu kián sãng và ho¿t đßng tãt nhất cho các vi sinh vÁt để phân hủy các chất hÿu c¡ đ°ợc nhanh chóng

1.2.1 Xử lý n°ớc thải bằng ph°¡ng pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

1.2.1.1 Công nghệ màng lọc (XLNT bằng phương pháp lọc dính bám)

Cơ chế XLNT bằng phương pháp lọc dính bám

Công nghệ màng sinh học là công nghá có giá thể, trên đó vi sinh vÁt c° trú và phát triển

thành màng sinh hßc (vi sinh vÁt sinh tr°ång dính bám) VÁ nguyên tắc, công trình xử lý n°ác thÁi b¿ng màng sinh hßc vÁn hành liên tục Đây là nhÿng bể có giá thể đ°ợc lắp đặt

cã định, trên đó vi sinh vÁt sẽ c° trú và thāc hián quá trình phân hủy hóa sinh các chất ô nhißm

Trong bể xử lý vái giá thể cã định n°ác thÁi chÁy nhá gißt qua đó Quá trình thái khí thāc hián nhã cấp khí tā nhiên hoặc nhân t¿o Lßc sinh hßc là lo¿i công nghá đ¡n giÁn, vái chi phí vÁn hành và bÁo d°ỡng không cao

- B ể sinh học giá thể cố định nhúng ngập

Bể xử lý vái màng sinh hßc trên giá thể gắn cã định và ngÁp trong n°ác thÁi đ°ợc bão hòa oxy b¿ng cấp khí c°ỡng bức Tr°ác khi vào bể, n°ác thÁi phÁi qua b°ác tiÁn xử lý c¡ hßc

để lo¿i bá các chất rắn và x¡ sợi B°ác xử lý sau lßc sinh hßc ngÁp n°ác là lắng thứ cấp

để lo¿i bá sinh khãi d° Các bể lßc sinh hßc bao gßm mßt hoặc nhiÁu bể trong đó giá thể đ°ợc lắp đặt ngÁp n°ác Khí thái từ phía d°ái Bùn hình thành trong bể cã định nhúng ngÁp sẽ liên tục lo¿i bá

- Bể lọc sinh học: Bể xử lý vái màng sinh hßc có láp đám cã định là giá thể làm b¿ng các

h¿t, t¿i đây quá trình lßc và hấp thụ sinh hßc xÁy ra đßng thãi Trong bể lßc sinh hßc dòng n°ác có thể đ°ợc thi¿t k¿ chÁy xuôi hoặc chÁy ng°ợc Giá thể có thể đ°ợc x¿p mßt hoặc nhiÁu láp và có thể có trßng l°ợng riêng nặng h¡n hoặc nhẹ h¡n n°ác

Các đĩa hoặc khãi giá thể đ°ợc gắn xung quanh mßt trục và nhúng mßt ph¿n hoặc toàn bß vào n°ác thÁi Láp màng sinh hßc bám trên bÁ mặt giá thể trong quá trình quay sẽ luân phiên chuyển đái giÿa môi tr°ãng không khí và môi tr°ãng n°ác thÁi Chúng đ°ợc cung cấp d°ái d¿ng:

Thi¿t bị quay nhúng ngÁp mà dián tích dính bám của chúng không phÁi d¿ng đĩa Chúng hình thành từ nhÿng ãng l°ái nhāa đ°ợc hàn vái nhau, sắp x¿p song song vái mßt trục hoặc từ nhÿng giÁi nhāa đ°ợc định hình quấn xung quanh mßt trục ngang

Thi¿t bị quay nhúng ngÁp làm từ nhiÁu bÁn nhẵn hoặc có cấu trúc b¿ng polypropylene đ°ợc x¿p trên trục n¿m ngang, chúng đ°ợc x¿p song song vái nhau và cách nhau khoÁng

2 cm Đ°ãng kính đĩa có thể tái 3,5 m

Công nghá xử lý n°ác thÁi vái giá thể vi sinh vÁt dính bám di đßng nhã khuấy trßn c¡ hßc và/hoặc thái khí trong bể

Là nhÿng bể trong đó giá thể chuyển đßng có trßng l°ợng riêng t°¡ng tā nh° môi tr°ãng n°ác xung quanh nó Trong bể luôn duy trì tr¿ng thái khuấy trßn hoàn toàn nhã sā di chuyển của n°ác và/hoặc thái khí để giá thể giÿ å tr¿ng thái l¡ lửng Trong công trình này

có lắp đặt bß phân tách, th°ãng là các l°ái, t¿i đ¿u ra của bể để giÿ l¿i giá thể

Là bể xử lý trong đó giá thể di đßng có trßng l°ợng riêng khác vái trßng l°ợng riêng của môi tr°ãng n°ác xung quanh Các giá thể đ°ợc nén chặt để tr°¡ng nå tăng thể tích gấp 2 l¿n khi vÁn hành Chúng có nßng đß sinh khãi và hiáu quÁ phân hủy cao Nh°ợc điểm giÁi pháp này là nhu c¿u năng l°ợng lán để đÁm bÁo viác sử dụng trong tr°ãng hợp dián tích mặt b¿ng nhá hẹp

1.2.1.2 Sự tác động của tốc độ dòng chảy (XLNT bằng phương pháp bùn hoạt tính)

Cơ chế XLNT bằng phương pháp bùn hoạt tính

Bùn ho¿t tính là tÁp hợp nhÿng vi sinh vÁt tā hình thành khi thái không khí vào n°ác thÁi

Đó là nhÿng vi sinh vÁt khoáng hóa có khÁ năng hấp phụ và oxy hóa các chất hÿu c¡ trong n°ác thÁi vái sā có mặt của oxy Nh° vÁy khi ti¿p xúc vái n°ác thÁi, bùn ho¿t tính sẽ thu hßi các chất hÿu c¡ có trong n°ác Vi sinh vÁt sẽ tiêu thụ các chất hÿu c¡ để sãng và ho¿t đßng đßng thãi tăng lên vÁ sã l°ợng Trong các quá trình đó có enzym và coenzym tham gia và t¿o thành mßt lo¿t các hợp chất trung gian chứa C, H, O, N, S… Để ho¿t hóa enzym c¿n phÁi có mßt l°ợng nhá các nguyên tã khoáng nh° canxi, magiê, sắt, mangan, đßng, kẽm… C¿n phÁi có mßt l°ợng lán phãt pho và nito để t¿o thành axit amin và protein của t¿ bào Để quá trình sinh hóa dißn ra bình th°ãng, tất cÁ các nguyên tã trên đÁu phÁi chứa vái mßt l°ợng c¿n thi¿t N°ác thÁi sinh ho¿t đáp ứng đ°ợc yêu c¿u này K¿t quÁ của quá trình là l°ợng bùn ho¿t tính tăng lên và t¿o thành khí các bonic và n°ác

* Các công trình XLNT bằng phương pháp bùn hoạt tính

Bể Aeroten

N°ác thÁi sau xử lý s¡ bß còn chứa ph¿n lán các chất hÿu c¡ d¿ng hòa tan cùng các chất l¡ lửng đi vào aeroten Các chất l¡ lửng làm n¡i vi khuÁn bám vào để c° trú, sinh sÁn và phát triển, d¿n thành các h¿t cặn bông Các h¿t này d¿n d¿n to và l¡ lửng trong n°ác, đó chính là bùn ho¿t tính Bùn ho¿t tính chứa các chất hÿu c¡ hấp phụ từ n°ác thÁi và là n¡i c° trú cho các vi khuÁn cùng các sinh vÁt bÁc thấp khác, nh° nguyên sinh đßng vÁt sãng

và phát triển Trong n°ác thÁi, hợp chất hÿu c¡ hòa tan dß dàng bị vi sinh vÁt phân hủy nhất Ti¿p đó là các hợp chất hÿu c¡ khó bị phân hủy hoặc hợp chất ch°a hòa tan, hoặc d¿ng keo

Để bùn ho¿t tính và n°ác thÁi ti¿p xúc vái nhau liên tục và tãt ng°ãi ta phÁi khuấy trßn b¿ng khí nén hoặc các thi¿t bị c¡ giái khác Để các vi sinh vÁt khoáng hóa sãng và ho¿t đßng bình th°ãng phÁi th°ãng xuyên cung cấp oxy Oxy sẽ đ°ợc sử dụng trong các quá trình sinh hóa, sā khu¿ch tán tā nhiên qua mặt thoáng cÁu n°ác trong bể không đÁm bÁo

đủ l°ợng oxy c¿n thi¿t Vì vÁy c¿n phÁi bá sung l°ợng khí thi¿u hụt b¿ng ph°¡ng pháp nhân t¿o nh° thái khí nén

Tuỳ theo nguyên lý làm viác và ch¿ đß thuÿ đßng hßc trong công trình mà ng°ãi ta có chia

ra các cách để phân lo¿i bể aeroten Ví dụ nh° theo ch¿ đß thuÿ đßng hßc trong công trình,

ta có aeroten trßn, bể aeroten làm viác theo mẻ , aeroten đÁy

Mương oxy hóa (Oxidation Ditch)

Công nghá xử lý sinh hßc m°¡ng oxy hóa là mßt d¿ng cÁi ti¿n của Aerotank khuấy trßn hoàn chỉnh làm viác trong điÁu kián hi¿u khí kéo dài nh¿m tăng c°ãng xử lý nit¡, photpho bên c¿nh xử lý các chất hÿu c¡ có trong n°ác thÁi.nhiÁu khu dân c° Công nghá M°¡ng oxy hóa đang đ°ợc ứng dụng để xử lý n°ác thÁi sinh ho¿t t¿i mßt sã nhà máy å Viát Nam nh°: nhà máy xử lý n°ác thÁi R¿ch Bà tỉnh Bà Rịa 3 Vũng Tàu, nhà máy xử lý n°ác thÁi Gia Sàng tỉnh Thái Nguyên, nhà máy n°ác thÁi 2A thành phã Quy Nh¡n,…

1.2.2 Xử lý n°ớc thải bằng ph°¡ng pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

Quy trình xử lý n°ác thÁi trong điÁu kián tā nhiên giãng nh° viác sử dụng n°ác thÁi trong nông nghiáp để t°ái tiêu có từ x°a Tr°ác đây ph°¡ng pháp này đ°ợc sử dụng th°ãng xuyên, tuy nhiên theo thãi gian vái sā gia tăng l°ợng n°ác thÁi, dián tích khu t°ái tiêu bị quá tÁi và do sā tích bùn trên bÁ mặt, khÁ năng thấm giÁm đi nên nó không đ°ợc phá bi¿n Đặc biát å g¿n các thành phã, dián tích đất nông nghiáp h¿n ch¿ nên các quy trình xử lý trong điÁu kián nhân t¿o ngày càng chi¿m °u th¿

Do k¿t quÁ ho¿t đßng sãng của rong tÁo và thāc vÁt n°ác, ôxy tā do l¿i đ°ợc t¿o thành và hoà tan trong n°ác rßi l¿i đ°ợc vi sinh vÁt sử dụng trong điÁu kián hi¿u khí để trao đái chất Sā ho¿t đßng của rong tÁo không phÁi là bß phÁn trßng y¿u của quá trình, mà chỉ t¿o điÁu kián thuÁn lợi, tức là ngußn cung cấp ô xy cho quá trình mà thôi Vai trò chủ y¿u å đây v¿n là vi sinh vÁt Tuy nhiên mßt sã tác giÁ v¿n cho r¿ng quá trình phân huÿ các chất hÿu c¡ dißn ra do k¿t quÁ cßng sinh của vi sinh vÁt và rong tÁo Suy cho cùng điÁu đó phụ thußc vào cấu t¿o và chiÁu sâu của hß

Hß sinh vÁt có thể sử dụng nh° mßt công trình đßc lÁp để xử lý n°ác thÁi hoặc để

xử lý triát để n°ác thÁi sau các công trình xử lý sinh hßc khác

Māc n°ác d°ái đất có ý nghĩa quy¿t định vái chi phí xây dāng và khÁ năng áp dụng hß sinh hßc Vái māc n°ác ng¿m cao hoặc đất có tính thấm lán thì viác chãng thấm cho hß rất quan trßng Có thể tăng c°ãng chãng thấm cho hß b¿ng đất sét pha hoặc đất sét, lắp đặt Folie hoặc láp chãng thấm khác KhÁ năng tā chãng thấm b¿ng tích bùn khó có thể đ¿t đ°ợc đãi vái hß xử lý n°ác thÁi ô nhißm thấp trong các lo¿i đất s¿n

Hồ sinh học thổi khí tự nhiên

và theo đó phân hủy các chất ô nhißm trong n°ác thÁi

Dián tích bể mặt hß càng lán thì hiáu quÁ xử lý càng án định Thãi gian l°u n°ác trong hß

từ nhiÁu ngày đ¿n nhiÁu tu¿n Hß thái khí tā nhiên đ°ợc thi¿t k¿ vái dián tích tiêu chuÁn

từ 5 đ¿n 10 m2/ng°ãi, có nghĩa , thãi gian l°u n°ác trong hß từ 20 đ¿n 50 ngày

Đß sâu của hß khoÁng 1 m đ¿n 1,5 m Sā đÁo trßn và chi¿u sáng của khãi n°ác phụ thußc vào đß sâu của hß Vái đß sâu đ¿n 0,5 m láp n°ác trong hß có đủ ôxy, nhiát đß và chất dinh d°ỡng cho quá trình xử lý sinh hßc n°ác thÁi ä láp n°ác sâu h¡n nÿa sẽ hình thành các vùng hi¿u khí và kỵ khí Để đ¿t đ°ợc dòng chÁy triát để trong hß, các vách d¿n h°áng dòng th°ãng đ°ợc lắp đặt

Vái kích th°ác đủ lán, giá trị BOD5 trong n°ác đ¿u ra vào mùa đông có thể <30 mg/l Chỉ trong tr°ãng hợp tăng vßt bất th°ãng (ví dụ chÁy vào từ bể hoặc h¿m ủ phân bị cấm) có thể d¿n tái sā giÁm chất l°ợng của đ¿u ra Hß nhá dián tích tiêu chuÁn từ 15 m2/ng°ãi trå lên có thể khử đ°ợc Nit¡

N¿u xÁ n°ác thÁi ra ngußn ti¿p nhÁn có tính nh¿y cÁm thì nhÿng yêu c¿u chất l°ợng n°ác

sẽ nghiêm ngặt h¡n, vì vÁy vấn đÁ này c¿n phÁi đ°ợc l°u ý khi thi¿t k¿ hß, ví dụ b°ác nãi ti¿p của hß sinh hßc sẽ là bãi lßc trßng cây Båi vì trong nhÿng tháng mùa hè, sā ô nhißm cấp hai do tÁo là vấn đÁ lán Bãi lßc đ°ợc đÁ xuất là bãi cát/sái trßng lau sÁy đ°ợc đặt đ¿u

ra của hß bÁc cuãi

Hồ sinh học thổi khí cưỡng bức

Để tăng hiáu quÁ xử lý n°ác thÁi của hß sinh hßc thái khí tā nhiên hoặc để giÁm dián tích xây dāng, các quá trình phân hủy chất hÿu c¡ có thể đ°ợc gia tăng nhã thái khí nhân t¿o hoặc đÁo trßn c°ỡng bức Các hß sinh hßc thái khí c°ỡng bức đ°ợc xây dāng cho sã l°ợng dân trên 5.000 ng°ãi

Trong tr°ãng hợp thái khí c°ỡng bức, hß lắng phía tr°ác có thể không c¿n thi¿t Cấu t¿o lo¿i hß này t°¡ng tā nh° hß không thái khí, tuy nhiên å đß sâu từ 2,5 m đ¿n 3 m hß đ°ợc đÁo trßn tãt h¡n và tÁn dụng oxy Trong t¿ng mặt để tránh sóng đánh vào bã ng°ãi ta đặt các bó cây, tấm nhāa hoặc g¿ch bê tông Phụ thußc vào thi¿t bị thái khí, c¿n gia cã đáy trong khu vāc có dòng chÁy m¿nh Để tách các chất l¡ lửng c¿n mßt hß lắng thứ cấp riêng hoặc ít nhất là mßt vùng lắng thứ cấp trong hß Bùn sinh ra phụ thußc vào kiểu vÁn hành

và mức đß ô nhißm của hß Thông th°ãng l°ợng bùn sinh ra nhá nên khoÁng vài năm mái hút mßt l¿n

Trong hß, ôxy chủ y¿u đ°ợc đ°a vào nhã các thi¿t bị thái khí, tuy nhiên sā khu¿ch tán qua

bÁ mặt cũng góp ph¿n cung cấp Ôxy cho hß Khác vái hß thái khí tā nhiên, , tÁi l°ợng thể tích và thãi gian l°u n°ác có tính quy¿t định để thi¿t k¿ hß thái khí c°ỡng bức Giá trị đ°ợc chßn để thi¿t k¿ là tÁi l°ợng thể tích BR,BOD f 25 g/(m3 ∙ ngày)

H ồ sinh hác thổi khí c°ỡng bức(thổi khí bÁng chußi áng)

Bên c¿nh thi¿t bị thái khí chuỗi (hình 4.38) có cÁ nhÿng thi¿t bị thái khí thi¿t k¿ riêng cho

hß Các lo¿i máy khuấy bÁ mặt (hình 4.39), máy sục khí d¿ng jet, gußng quay, thái khí đÁo trßn chìm, cung cấp khí nén,… cũng đ°ợc áp dụng để cấp khí cho hß sinh hßc

H ồ xā lý n°ãc thÁi vãi máy thổi khí nổi ( máy thßi khí trục nghiêng Fa Fuchs,

Ma-yen)

Để thái khí c°ỡng bức c¿n ngußn đián Năng l°ợng tiêu thụ và chi phí bÁo d°ỡng cao h¡n là há quÁ không tránh đ°ợc của ph°¡ng án sử dụng máy móc Tuy nhiên, thông qua sā điÁu chỉnh cấp khí có thể kiểm soát đ°ợc sā ho¿t đßng của hß sinh hßc Nhã thể tích lán và khÁ năng điÁu chỉnh oxy, sā dao đßng nßng đß và thành ph¿n ô nhißm của n°ác thÁi đ¿u vào trong thãi gian ngắn không Ánh h°ång đ¿n hiáu quÁ xử lý n°ác thÁi trong hß Nhã kiểm tra đ°ợc ch¿

đß bÁt tắt theo thãi gian của máy thái khí nên đ¿t đ°ợc sā phù hợp vái đß ô nhißm và hiáu quÁ phân hủy của hß Vào thãi gian ban đêm và sáng sám, khi

sā ti¿p nhÁn Ôxy từ thāc vÁt thủy sinh giÁm, máy thái khí phÁi ho¿t đßng liên tục để đÁm bÁo điÁu kián hi¿u khí trong hß

Hß sinh hßc thái khí đ°ợc ứng dụng cho cÁ các lo¿i n°ác thÁi nßng đß chất hÿu c¡ cao nh° n°ác thÁi nhà máy bia, nhà máy r°ợu, đß hßp hoặc cÁ n°ác rỉ

từ bãi chôn lấp rác

Mßt sã hß sinh hßc thái khí có quá trình tu¿n hoàn bùn ho¿t đßng giãng nh° mßt bể bùn ho¿t tính xử lý n°ác thÁi có

đß ô nhißm thấp hián nay đang đ°ợc giái thiáu ứng dụng

Các hß thái khí có thể có kích th°ác nhá h¡n n¿u có thể thāc hián viác <thu gom= bùn vào mßt bể trung gian để b¡m trå l¿i hß ä đây, bùn không đ°ợc lắng, có nghĩa là phÁi có sā đÁo trßn để phÁi đÁm bÁo tình tr¿ng khuấy trßn

Nh°ợc điểm å đây là vái giÁi pháp này sẽ không còn tính đ¡n giÁn trong vÁn hành và sā

an toàn của quy trình xử lý trong điÁu kián tā nhiên

Hồ xử lý nước thải với công trình xử lý sinh học cưỡng bức tiếp theo

Hß sinh hßc có bể lßc sinh hßc các lo¿i hoặc các thi¿t bị t°¡ng tā khác lắp đặt trong b°ác

xử lý sinh hßc đ°ợc xây dāng trong điÁu kián dián tích h¿n ch¿, trong khu vāc khí hÁu không thuÁn lợi hoặc n°ác thÁi sÁn xuất là thành ph¿n chủ y¿u Hß sinh hßc vái công trình

xử lý sinh hßc c°ỡng bức k¿t nãi cũng đ°ợc sử dụng trong tr°ãng hợp phÁi tuân thủ quy định nghiêm ngặt vÁ bÁo vá ngußn n°ác,

Hß lắng và hß lắng cuãi đ°ợc giÿ l¿i å đó làm các hß xử lý đ¡n giÁn Kích th°ác các bể lßc sinh hßc giãng nh° trong các quy trình thông th°ãng Khi thi¿t k¿ lāa chßn thi¿t bị vÁn hành nhÿng công trình xử lý nhá th°ãng xuyên phÁi chú ý tái tình tr¿ng l°ợng n°ác thÁi đ¿u vào ít

Bảo dưỡng và hút bùn

Hß sinh hßc c¿n đ°ợc kiểm tra và bÁo d°ỡng mßt đ¿n hai l¿n mßt tu¿n; kiểm tra bá sung sau nhÿng c¡n m°a lán Do có trang bị máy móc, chi phí bÁo d°ỡng đãi vái hß thái khí c°ỡng bức lán h¡n đãi vái hß thái khí tā nhiên; hß c¿n đ°ợc kiểm tra và thāc hián đo đ¿c đÁu đặn N¿u không có n¡i cất giÿ công cụ lao đßng quan trßng nh° xe chå dụng cụ, thi¿t

bị hút bùn,… thì nhÿng hß xử lý đ¡n giÁn nhất cũng không thể tßn t¿i Chất l°ợng n°ác

hß phÁi đ°ợc quan trắc th°ãng xuyên nhã các phòng thí nghiám do đ¡n vị quÁn lý vÁn hành trang bị hoặc phòng thí nghiám của mßt nhà máy xử lý n°ác thÁi khác

Các chất l¡ lửng bị nhÿng tấm vách h°áng dòng của hß giÿ l¿i c¿n đ°ợc n¿o bá đÁu đặn Mỗi tu¿n mßt l¿n các hã ga, m°¡ng n°ác và đÁp tràn đ°ợc kiểm tra và vá sinh Đß cao của mức bùn trong hß, đặc biát trong hß lắng, c¿n đ°ợc xác định hàng tháng

Hình 4.40: H ồ sinh học thổi khí cưỡng bức

Do thãi gian l°u n°ác trong hß lâu , d¿n tái sā xuất hián rất nhiÁu tÁo và bèo tấm vào nhÿng mùa nóng trong năm Ôxy t¿o ra cung cấp cho hß nên có tác dụng tích cāc đãi vái quá trình xử lý n°ác thÁi, tuy nhiên khi bị ch¿t đßt ngßt chúng gây nên hián t°ợng thi¿u hụt Ôxy Do có thể gây ô nhißm thứ cấp ngußn n°ác , tÁo phÁi đ°ợc tách và không cho trôi ra khái hß cùng vái n°ác thÁi Nhã vào các tấm chắn đặt ngÁp cuãi hß, l°ợng tÁo trôi

có thể đ°ợc giÁm thiểu Các phân tích m¿u n°ác không chứa tÁo đ°ợc mô tÁ trong ph¿n Phân tích chất l°ợng n°ác

Bèo tấm tÁp trung trên bÁ mặt và ngăn cÁn sā khu¿ch tán ánh sáng và h¿n ch¿ cung cấp oxy quang hợp, t°¡ng tā nh° sā đóng băng bÁ mặt vào mùa đông Sā cã này dißn ra trong thãi gian ngắn, nên vái thãi gian l°u n°ác lán, chúng có thể chấp nhÁn đ°ợc Cá mßc m¿nh ven bã hß phÁi đ°ợc nhá bá, th°ãng là hai l¿n mßt năm Cây hoặc cá đ°ợc cắt bá không đ°ợc ném l¿i vào hß

Mußn nhất khi đß cao của bùn b¿ng mßt ph¿n t° mức n°ác ban đ¿u thì c¿n phÁi thāc hián hút bùn T¿i hß lắng c¿n phÁi có đ°ãng ãng chÁy tắt qua để trong thãi gian hút bùn, n°ác thÁi đ¿u vào đ°ợc đ°a vào hß ti¿p theo Quanh hß lắng phÁi có đ°ãng cho xe hút bùn đi l¿i Vái hß rßng, phÁi có đ°ãng dãc để đ°a thi¿t bị hút bùn xuãng hß

Tr°ác khi hút bùn, láp n°ác phía trên đ°ợc b¡m vào mßt hß khác Công viác này phÁi đ°ợc ti¿n hành chÁm rãi để hß này không bị quá tÁi Bùn trong hß lắng c¿n đ°ợc hút hàng năm Để không phát tán mùi hôi và rút ngắn thãi gian l°u n°ác không đ°ợc để đß sâu bùn v°ợt quá mßt ph¿n ba māc n°ác hß Sā tích lũy bùn trong hß sinh hßc có hoặc không có thái khí quá nhá nên công tác hút bùn chỉ c¿n thāc hián sau vài năm

Bùn hút b¿ng xe hút bùn hoặc xe bßn chân không, sau đó có thể sử dụng trong nông nghiệp Bián pháp bơm bùn trên dây kéo qua hß cũng đ°ợc sử dụng Trong hß lán, máy hút hoặc

máy xúc cũng nh° xe xích ch¿y đ¿m l¿y cũng có thể sử dụng (hình 4.42) ĐÁ phòng h° h¿i đáy hß c¿n cân nhắc khi sử dụng máy xúc to và nặng (hình 4.43) Khi hút phÁi để l¿i mßt láp bùn máng khoÁng vài cm t¿o điÁu kián khåi đßng mái quá trình lên men bùn trong hß lắng

Chú ý trong quá trình hút bùn b Áng xe tÁi tráng lãn

Quá trình n¿o vét bùn đ°ợc thāc hián tãt nhất vào mùa thu Trong thãi gian này, bùn đ°ợc phân hủy tãt và đ°a đi bón rußng là phù hợp Bùn có thể đ°ợc rÁi đÁu trāc ti¿p d°ái d¿ng bùn °át lên rußng đã gặt và cày lấp lên N¿u không sử dụng đ°ợc trong nông nghiáp, bùn lắng có thể cân nhắc để sử dụng vào các mục đích khác Để theo dõi hß sinh hßc c¿n có nhÁt ký vÁn hành ghi l¿i các quy trình xử lý trong điÁu kián tā nhiên [3]

Thāc chất của quá trình xử lý là: khi lßc n°ác thÁi qua đất, các chất l¡ lửng và keo

sẽ bị giÿ l¿i å láp trên cùng Nhÿng vi sinh vÁt sẽ sử dụng ô xy của không khí qua các khe đất và chuyển hoá các chất hÿu c¡ thành các hợp chất khoáng TÁp hợp các vi sinh vÁt này

sẽ t¿o thành láp màng bao bßc lấy các h¿t đất Nh° vÁy sā có mặt của ô xy là điÁu kián c¿n thi¿t cho quá trình dißn ra bình th°ãng

Ch¿ đß trao đái ô xy å nhÿng láp đất trên cùng (0,2  0,3 m) là thuÁn lợi nhất, nên

å đó quá trình ô xy hoá các chất hÿu c¡ và quá trình nitrat hoá sẽ dißn ra m¿nh nhất Càng sâu xuãng d°ái, l°ợng ô xy càng giÁm và cuãi cùng xuất hián mßt vùng y¿m khí ä đó quá trình ô xy hoá các chất hÿu c¡ hoà tan thấm xuãng chỉ dißn ra nhã quá trình khử nitrat vì

å vùng y¿m khí n°ác thÁi chứa mßt l°ợng dā trÿ nitrat khá lán

Ph°¡ng pháp xử lý n°ác thÁi trên đất đã có từ lâu nhất là từ giÿa th¿ kÿ 19 khi công nghiáp và các đô thị phát triển, l°ợng n°ác thÁi tăng nhiÁu thì nó càng đ°ợc sử dụng rßng rãi Song do l°ợng n°ác thÁi tăng lên không ngừng, đòi hái nhiÁu dián tích để xây dāng cánh đßng t°ái Cuãi th¿ kÿ 19 đ¿u th¿ kÿ 20 rußng đất l¿i trå nên đắt đá nên bußc ng°ãi

ta phÁi nghiên cứu các ph°¡ng pháp xử lý nhân t¿o để ti¿t kiám đất đai

Hiáu suất xử lý n°ác thÁi trên cánh đßng t°ái, cánh đßng lßc sẽ giÁm nhiÁu vÁ mùa đông vì å nhiát đß thấp các quá trình sinh hoá dißn ra chÁm

Khi chßn các ph°¡ng pháp xử lý n°ác thÁi và vị trí các công trình xử lý, tr°ác tiên phÁi xét khÁ năng sử dụng n°ác thÁi sau khi xử lý phục vụ cho nông nghiáp Chỉ khi không

có khÁ năng đó (theo điÁu kián địa ph°¡ng, yêu c¿u vá sinh và kinh t¿ kā thuÁt) ng°ãi ta mái xử lý b¿ng ph°¡ng pháp sinh hoá nhân t¿o Trong điÁu kián kinh t¿ xã hßi n°ác ta, nên k¿t hợp giÁi quy¿t xử lý n°ác thÁi vái phát triển kinh t¿ nông nghiáp ngo¿i thành, c¡

så cung cấp sÁn phÁm nông nghiáp cho thành phã sẽ có nhiÁu thuÁn lợi

Nh° vÁy khi xây dāng cánh đßng t°ái phÁi tuân theo 2 mục đích:

a/ Vá sinh (xử lý n°ác thÁi) b/ Kinh t¿ nông nghiáp( sử dụng n°ác thÁi để t°ái và các bùn cặn trong n°ác thÁi để bón rußng)

- Cánh đồng t°ãi:

Có hai lo¿i cánh đßng t°ái:

* Cánh đßng t°ái công cßng - Chức năng chủ y¿u là xử lý n°ác thÁi, còn phục vụ cho nông nghiáp chỉ là thứ y¿u Có thể xÁ n°ác thÁi ra cánh đßng vái l°u l°ợng cho phép tãi đa đãi vái cây nông nghiáp Cánh đßng này do các c¡ quan quÁn lý công trình công cßng quÁn

lý

* Cánh đßng t°ái nông nghiáp - trong đó phục vụ nông nghiáp và xử lý n°ác thÁi là nhÿng mục tiêu thãng nhất Lo¿i cánh đßng này xây dāng å khu nông nghiáp do nông trang, nông tr°ãng, hợp tác xã quÁn lý

Viác xÁ n°ác thÁi ra đó không phụ thußc thãi vụ và điÁu kián thuÿ văn L°ợng n°ác thÁi t°ái trên các cánh đßng này trong ngày đêm th°ãng không lán (520 m3/ha) Để xây dāng các cánh đßng này ng°ãi ta phÁi s¡ bß san b¿ng các khu đất (chỉ c¿n san b¿ng các mÁnh nhá mà thôi) do đó ph¿m vi sử dụng các cánh đßng này t°¡ng đãi rßng rãi Tuy nhiên v¿n bị h¿n ch¿ vì tá chức quÁn lý gặp nhiÁu khó khăn

N°ác thÁi sinh ho¿t chứa nhiÁu vi khuÁn gây bánh và trứng giun sán Vì vÁy khi xây dāng và quÁn lý cÁ hai lo¿i cánh đßng trên phÁi tuân theo nhÿng yêu c¿u vá sinh nhất định, cụ thể là cấm không đ°ợc dùng n°ác thÁi ch°a qua xử lý để t°ái các lo¿i rau ăn sãng Khi s¡ bß lắng n°ác thÁi có thể giÿ l¿i đ°ợc 50-60% táng sã vi khuÁn cùng vái các chất l¡ lửng å d¿ng cặn lắng Nh° vÁy n°ác thÁi sau khi lắng không nguy hiểm lắm vÁ mặt vi khuÁn Xử lý n°ác thÁi b¿ng ph°¡ng pháp sinh hoá nhân t¿o có thể giÁm tái 90 - 95% l°ợng vi khuÁn vì vÁy dùng n°ác đó để t°ái thāc t¿ không đáng lo ng¿i

Sā phát triển bánh giun sán qua rau là vấn đÁ tr¿m trßng đáng lo h¡n cÁ Trứng giun sán l¿n vào đất và rau, có khÁ năng sãng và ho¿t đßng trong thãi gian dài Đặc biát trứng giun kim giÿ đ°ợc tính chất xâm nhÁp trong đất tái 1-1,5 năm Trong n°ác thÁi sau khi lắng có thể giÁ tái 50 - 60% trứng giun sán å các bể lắng ngang vái tãc đß dòng chÁy 1

mm/sec - giÁm đ°ợc 95% Xử lý cặn lắng å nhiát đß cao (50 -55o) sẽ tiêu diát đ°ợc trứng giun sán

Nßng đß các nguyên tã dinh d°ỡng (nit¡, phôtpho, kali) trong n°ác thÁi tuỳ thußc vào tiêu chuÁn thÁi n°ác Trong đó nit¡: 15 - 60 mg/l ; phôtpho 3 - 12 mg/l và kali 6 - 25 mg/l Nhÿng nguyên tã này chủ y¿u å d¿ng hoà tan, mßt ph¿n å d¿ng l¡ lửng Thí dụ: đãi vái nit¡ - 85% å d¿ng hoà tan, 15% å d¿ng l¡ lửng Đãi vái phôtpho là 60% và 40% Kali 95% và 5%

Tÿ lá các nguyên tã dinh d°ỡng c¿n có thāc vÁt N: P : K trong n°ác thÁi là 5: 1: 2 trong khi đó å phân chußng là 2: 1: 2 Nh° vÁy n°ác thÁi là mßt ngußn phân bón tãt có l°ợng nit¡ cao, thích hợp vái sā phát triển của thāc vÁt

N°ác thÁi công nghiáp cũng có thể dùng để t°ái (n¿u không chứa các chất đßc hoặc chứa vái hàm l°ợng không Ánh h°ång đ¿n sā phát triển của thāc vÁt) Táng l°ợng muãi không đ°ợc quá 4 -5 g/l, trong đó muãi dinh d°ỡng phÁi 2g/l

* Cánh đồng lác: Cánh đßng lßc là nhÿng mÁnh rußng đ°ợc san b¿ng hoặc dãc

không đáng kể và đ°ợc ngăn cách b¿ng nhÿng bã đất N°ác thÁi đ°ợc phân phãi vào nhÿng mÁnh rußng đó nhã m¿ng l°ái t°ái và sau khi lßc qua đất l¿i đ°ợc qua mßt m¿ng l°ái khác để tiêu đi Vị trí các cánh đßng này phÁi chßn å nhÿng khu đất thoai thoÁi vái

đß dãc không quá 0,02 ä nhÿng n¡i thấp, bị ngÁp vÁ mùa lũ không nên xây dāng nhÿng cánh đßng này Không đ°ợc xây dāng chúng å nhÿng n¡i có m¿ch n°ác ng¿m cao Nhÿng cánh đßng này phÁi đặt å cuãi dòng n°ác ng¿m, cách nhÿng công trình thu n°ác cấp không d°ái 200m đãi vái đất á sét nhẹ, 300 m đãi vái đất á cát và 500 m đãi vái đất cát

Cánh đßng phÁi n¿m å cuãi h°áng gió và cách vùng dân c° mßt khoÁng nhất định tuỳ thußc vào lo¿i cánh đßng và l°ợng n°ác thÁi Đãi vái cánh đßng lßc phÁi cách vùng dân c° là 300m n¿u l°ợng n°ác thÁi d°ái 5000 m3/ngđ; 500m n¿u l°ợng n°ác thÁi từ 5000 đ¿n

50000 m3/ngđ; 1000m n¿u l°ợng n°ác thÁi trên 50000 m3/ngđ Đãi vái cánh đßng t°ái thì khoÁng cách đó (vùng bÁo vá) lấy nhá h¡n 100m

Chung quanh cánh đßng th°ãng trßng nhÿng lo¿i cây °a n°ác.ChiÁu rßng khoÁng đất trßng cây nên b¿ng 10-20 m, tuỳ thußc vào khoÁng cách từ cánh đßng đ¿n vùng dân c°

Đất để xây dāng cánh đßng tãt nhất là lo¿i đất cát hoặc á cát Cũng có thể xây dāng

å đất á sét hoặc đất đen nh°ng khi đó phÁi giÁm l°ợng n°ác thÁi Đất á sét nặng và đất sét không nên dùng để xây dāng nhÿng cánh đßng này vì chúng kém thấm n°ác

N¿u māc n°ác ng¿m n¿m cách mặt đất từ 1,5 m trå lên và đất dß thấm n°ác thì có thể không phÁi xây dāng há thãng tiêu n°ác Đ°¡ng nhiên điÁu này còn tuỳ thußc vào tÁi trßng n°ác thÁi nhiÁu hay ít

Ô xy tiêu thụ cho quá trình khoáng hoá các chất hÿu c¡ chủ y¿u lấy từ không khí

Để trao đái ô xy trong đất đ°ợc tãt phÁi xÁ n°ác thÁi vào cánh đßng theo chu kì

Đãi vái cánh đßng lßc thãi gian giÿa hai l¿n xÁ dao đßng trong khoÁng từ 5 đ¿n 10 ngày Đãi vái cánh đßng t°ái thãi gian đó tuỳ thußc vào ch¿ đß t°ái cây

Để tránh ứ đßng bùn trong các lỗ háng của đất, cÁn trå không khí thấm vào đất, n°ác thÁi không đ°ợc chứa nhiÁu d¿u mỡ Muãn vÁy tr°ác khi xÁ n°ác ra cánh đßng ng°ãi

ta phÁi lắng s¡ bß n°ác thÁi Dián tích c¿n thi¿t của cánh đßng t°ái và cánh đßng lßc đ°ợc xác định theo tÁi trßng tiêu chuÁn - tức là l°ợng n°ác thÁi có thể xử lý đ°ợc trên 1ha dián tích cánh đßng trong mßt khoÁng thãi gian nhất định

TÁi trßng tiêu chuÁn phụ thußc vào nhiÁu y¿u tã nh° đặc tính của đát, năng lāc ô xy hoá (NO), khÁ năng lßc, đß rỗng của đất, lo¿i cánh đßng, lo¿i cây trßng, đặc tính và nßng

đß của các chất bÁn trong n°ác thÁi, điÁu kián khí hÁu và thuÿ văn

TÁi trßng tiêu chuÁn phụ thußc vào ch¿ đß n°ác - không khí của cánh đßng Đß Ám tãi °u của đất để cây trßng phát triển là 40 - 60% đß rỗng (đß ngÁm n°ác) của đất - nghĩa

là khoÁng mßt nửa sã lỗ háng trong đất là n°ác, còn mßt nửa là không khí

Khi đß rỗng của đất là 30% và đß Ám tãi °u của nó là 50% thì thể tích trong láp đất cát d¿y 1m là 1500 m3/ha Vái tÁi trßng tiêu chuÁn 100 m3/ha.ngđ thì mỗi đợt n°ác thÁi chÁy vào b¿ng 6-7% l°ợng n°ác dā trÿ có trong đất và sẽ đÁy mßt l°ợng n°ác nh° vÁy từ trong đất vào há thãng tiêu

Tính từ khi n°ác vào đ¿n khi ra khái cánh đßng và vào há thãng tiêu, mỗi đợt n°ác thÁi sẽ ti¿p xúc vái đất mßt thãi gian khoÁng 6-12 ngày n¿u không kể đ¿n l°ợng n°ác bay h¡i và do đßng thāc vÁt hút đi ĐiÁu này giÁi thích vì sao hiáu suất xử lý n°ác thÁi å cánh đßng t°ái, cánh đßng lßc khá cao

Khi xác định dián tích của cánh đßng t°ái c¿n phân biát các lo¿i tiêu chuÁn (m3/ha) sau:

- TÁi trßng tiêu chuÁn trung bình ngày đêm là l°ợng n°ác thÁi trung bình ngày đêm t°ái trên 1ha dián tích cánh đßng trong suãt mßt khoÁng thãi gian nhất định - th°ãng

là 1 năm

- TÁi trßng tiêu chuÁn t°ái theo vụ - là l°ợng n°ác thÁi t°ái cây trong thãi gian 1 vụ

- TÁi trßng tiêu chuÁn mỗi l¿n t°ái - là l°ợng n°ác t°ái mỗi l¿n

- TÁi trßng tiêu chuÁn bón - là l°ợng n°ác c¿n thi¿t đãi vái mỗi lo¿i cây trßng xuất phát từ khÁ năng bón rußng của n°ác thÁi

TÁi trßng tiêu chuÁn của mỗi l¿n t°ái chỉ có thể xác định đ°ợc khi tính đ¿n tất cÁ nhÿng y¿u tã khí hÁu , thuÿ văn và kā thuÁt trßng cây ĐÁm bÁo yêu c¿u vá sinh

BÁng 2.10 Sã liáu vÁ tiêu chuÁn t°ái đãi vái cánh đßng t°ái công cßng và đất á cát

Bảng 2.10.Tiêu chuẩn tưới đối với một số loài rau quả

Lo¿i cây trßng Tiêu chuÁn t°ái m3/ha Bắp cÁi sám và xúp l¡

Riêng nit¡ có mßt ph¿n bay vào không khí Từ đó ta thấy vái tiêu chuÁn t°ái theo

vụ là 2500 - 8000 m3/ha thì l°ợng phãt pho, đặc biát là kali cùng vái n°ác thÁi thấm vào đất sẽ không đủ cho cây trßng Mặt khác không phÁi lúc nào cũng tăng tiêu chuÁn t°ái

đ°ợc, vì khÁ năng thấm lßc của đất chỉ có h¿n Nßng đß các chất dinh d°ỡng sẽ giÁm khi tăng tiêu chuÁn thÁi n°ác và khi có thêm n°ác thÁi sÁn xuất chÁy vào

Khi xác định dián tích c¿n thi¿t của cánh đßng lßc ng°ãi ta phÁi tính đ¿n khÁ năng thấm lßc của đất å ph¿m vi cánh đßng và điÁu kián khí hÁu å vùng đó Hián t¿i å n°ác ta v¿n ch°a có các sã liáu vÁ tÁi trßng tiêu chuÁn trên cánh đßng t°ái, cánh đßng lßc Vì vÁy vấn đÁ này c¿n phÁi đ°ợc đặt ra và nghiên cứu

- Phân phái n°ãc thÁi ra cánh đồng

Để d¿n n°ác thÁi ra cánh đßng, ng°ãi ta xây dāng mßt m¿ng l°ái m°¡ng máng đặc biát

Để tiêu n°ác sau khi lßc s¿ch (n¿u c¿n theo điÁu kián đất đai) ng°ãi ta dùng m¿ng l°ái ãng ng¿m có lỗ Để tián quÁn lý, ng°ãi ta chia cánh đßng thành các ô - thửa riêng biát b¿ng các bã ngăn (hình2.34)

Kích th°ác mỗi ô thửa tuỳ thußc vào chức năng của cánh đßng và mßt lo¿t điÁu kián khác (địa hình, đặc tính đất, táng dián tích cánh đßng, điÁu kián c¡ giái hoá các công viác trên cánh đßng v v )

Đãi vái cánh đßng t°ái công cßng mỗi ô thửa th°ãng có dián tích 5-8 ha, vái tÿ lá các c¿nh hình chÿ nhÁt là 7:5  1:4 Cánh đßng lßc có tÁi trßng n°ác lán h¡n thì dián tích mỗi ô thửa th°ãng chßn nhá h¡n

Hình 2.34 S¡ đồ quy hoạch bố trí cánh đồng t°ới công cộng

1.M°¡ng chính và máng phân phãi 2.Máng, rãnh phân phãi trong các ô

3.M°¡ng tiêu n°ác 4.âng tiêu n°ác 5.Đ°ãng đi

Đãi vái nhÿng cánh đßng nhá kích th°ác các ô đ°ợc xác định sao cho sã ô không d°ái 3 Để có thể có c¡ khí hoá viác xử lý đất ng°ãi ta th°ãng chßn chiÁu dài mỗi ô thửa

là 300 - 1500

m, n¿u chiÁu dài mỗi ô thửa quá lán thì m¿ng l°ái phân phãi sẽ đắt h¡n ChiÁu rßng mỗi

ô thửa cũng không v°ợt quá mßt giái h¿n nhất định (100 - 200 m n¿u d¿n n°ác vào từ hai bên) Giái h¿n này xác định theo điÁu kián địa hình, đất đai và ph°¡ng pháp t°ái Đãi vái nhÿng lo¿i đất nhẹ nên chßn chiÁu rßng mỗi ô thửa nhá h¡n so vái nhÿng lo¿i đất nặng Khi chiÁu rßng quá lán sẽ gây khó khăn trong viác t°ái n°ác đÁu trên toàn bß dián tích

Thông th°ãng chiÁu dài các ô thửa th°ãng đặt dßc theo đ°ãng đßng mức, vì vÁy n¿u các thửa quá rßng và dãc thì công tác đất khi san b¿ng sẽ lán Cao đß giÿa hai bã phân chia các ô thửa (theo h°áng dãc) không đ°ợc chênh lách quá 1m để tránh hián t°ợng n°ác thấm qua bã và gây vỡ bã

Hình 2.35.a.S¡ đồ mạng l°ới b T°ới theo luống

1. M¿ng l°ái phân phãi 2 Rãnh phân phãi trong mỗi ô thửa 3.Luãng

4 Máng phân phãi phụ 5 Rãnh n°ác

Đãi vái các lo¿i cây nh° lúa, ngô, cá thì phân phãi n°ác theo giÁi (hình 2.36)

Hình 2.36 T°ới theo giải

1.Rãnh d¿n n°ác trong mỗi thửa

2 M°¡ng phân phãi đ¿n các ô thửa 3.Bã t¿m thãi

2

1

Ngoài ra å cánh đßng lßc ng°ãi ta còn dùng ph°¡ng pháp xÁ tràn ngÁp Cũng có thể t°ái n°ác theo kiểu phun m°a, song chỉ nên dùng ph°¡ng pháp này đãi vái n°ác thÁi

đã qua xử lý sinh hßc trong điÁu kián nhân t¿o

Để phân phãi đÁu n°ác trong mỗi ô thửa ng°ãi ta th°ãng quy ho¿ch sao cho chúng

có đß dãc theo chiÁu dßc và chiÁu ngang Đß dãc tuỳ thußc đặc tính của đất Đất càng dß thấm đß dãc càng phÁi lán (bÁng 2.11)

Bảng 2.11 Độ dốc theo chiều dọc và chiều ngang của các ô thửa trên cánh đồng lọc

0,002 0,003 0,004 Khi đß dãc nhá, đất dß thấm, n°ác có thể không chÁy đ¿n tÁn cùng ô thửa Khi đất chắc đß dãc lán l°ợng n°ác chủ y¿u sẽ tÁp trung å cuãi thửa, phía bã đãi dián vái rãnh t°ái

N°ác thÁi thấm lßc qua đáy và thành bên mỗi luãng N¿u trßng cây trên luãng thì cây sẽ hút n°ác do mao d¿n từ rãnh lên luãng hoặc do rß cây đâm sâu xuãng d°ái đất

- Cánh đồng t°ãi nông nghißp

N°ác thÁi của thành phã, thị trấn, xí nghiáp công nghiáp n¿u không chứa các chất đßc hoặc chứa vái nßng đß nhá h¡n mức đß cho phép, là mßt ngußn lợi rất quí đãi vái nông nghiáp N°ác để t°ái, cặn để bón

Vì vÁy cánh đßng t°ái nông nghiáp vừa để phục vụ cho nông nghiáp vừa để xử lý n°ác thÁi Nó đ°ợc qui ho¿ch å nhÿng vùng đất của hợp tác xã nông nghiáp, hoặc nông tr°ãng, nông trang ngo¿i thành Viác xây dāng nhÿng cánh đßng đó sẽ do c¡ quan vá sinh

và uÿ ban nông nghiáp trung °¡ng quy¿t định

Theo ch¿ đß t°ái ng°ãi ta phân biát hai lo¿i: cánh đßng quanh năm thu nhÁn n°ác thÁi và cánh đßng t°ái chỉ thu nhÁn n°ác thÁi theo mùa Chßn lo¿i cánh đßng nào là tuỳ thußc đặc điểm thoát n°ác của vùng

Khi thu ho¿ch, gieo h¿t hoặc vÁ mùa m°a ng°ãi ta l¿i dā trÿ n°ác thÁi trong các đ¿m l¿y (hß nuôi cá, hß sinh vÁt, hß điÁu hoà) hoặc xÁ ra cánh đßng cá, cánh đßng trßng cây °a n°ác hay vùng dā trÿ hß điÁu hoà để thu nhÁn n°ác thÁi khi có sā cã xÁy ra trên màng l°ái t°ái tiêu cã định hoặc nhÿng lúc m°a to, lâu vái t¿n suất 5% đßng thãi để thu n°ác m°a sau 45 phút đ¿u

Tr°ác khi xÁ ra cánh đßng n°ác thÁi sinh ho¿t cũng phÁi qua xử lý s¡ bß: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng đợt I VÁ đêm và nhÿng lúc l°u l°ợng lán nhất n°ác sẽ chÁy qua các bể điÁu hoà tính vái thoài gian n°ác l°u l¿i trong đó là 6-8 giã

Sau khi ra khái bể lắng n°ác thÁi sẽ nhã b¡m hoặc tā chÁy ra nhÿng "điểm chỉ huy" của cánh đßng rßi ti¿p theo ra m¿ng l°ái phân phãi giãng nh° å các đßng t°ái công cßng

1.2.2.3 Hồ hoàn thiện

Hß hoàn thián đ°ợc xây dāng để cÁi thián chất l°ợng n°ác thÁi đ¿u ra từ đ¡n vị xử lý cuãi cùng là Bể khử trùng, chất l°ợng n°ác sau xử lý đáp ứng các tiêu chuÁn và yêu c¿u pháp

lý D° l°ợng hợp chất hÿu c¡ và hàm l°ợng chất rắn l¡ lửng đ°ợc giÁm thiểu, tuy nhiên nhiám vụ chính của hß hoàn thián là cÁi thián chất l°ợng vá sinh b¿ng cách đo đ¿c nßng

đß của há vi sinh vÁt chỉ thị: trứng giun và coliform Viác lo¿i bá conforms thông th°ãng

là quy trình xử lý chÁm nhất, vì vÁy đó là tiêu chí chính cho viác thi¿t k¿ hß hoàn thián Khác vái hß sinh hßc để xử lý n°ác thÁi ch°a xử lý hoặc chỉ qua xử lý c¡ hßc ä đây, n°ác thÁi sau bể lßc nhá gißt hoặc bể bùn ho¿t tính đ°ợc ti¿p nhÁn vào hß xử lý triát để Đôi khi hß cuãi cùng của dãy hß sinh hßc thái khí c°ỡng bức đ°ợc vÁn hành nh° là mßt hß xử

lý triát để Hß xử lý triát để đ°ợc cấp n°ác đã qua xử lý sinh học Đãi vái ngußn ti¿p nhÁn

nh¿y cÁm hoặc vái nhÿng yêu c¿u cao vÁ chất l°ợng n°ác thÁi sau xử lý thì hß xử lý triát

để là quy trình đ¡n giÁn và đáng tin cÁy để cÁi thián chất l°ợng đ¿u ra của tr¿m xử lý n°ác thÁi b¿ng bián pháp sinh hßc H¡n nÿa, trong hß này n°ác thÁi sau xử lý sẽ có đ°ợc sā cÁi thián vÁ mặt vá sinh 3 giÁm sã l°ợng m¿m bánh Lợi ích nÿa là khÁ năng điÁu hòa lán của lo¿i hß này Sā dao đßng của nßng đß ô nhißm đ¿u ra ít xuất hián å hß bÁc cuãi Đß sâu láp n°ác trong hß từ 1 m đ¿n 2 m Trong điÁu kián đủ dián tích, vái lý do sinh thái, đß sâu của n°ác có thể chßn là 0,5 m Thãi gian l°u n°ác ít nhất là 1 đ¿n 2 ngày Khi h°áng tái

sā giÁm thiểu chất dinh d°ỡng hoặc sã l°ợng m¿m bánh, thãi gian l°u n°ác đ°ợc đÁ xuất kéo dài h¡n, nhiÁu nhất là 5 ngày TÁi l°ợng bÁ mặt của BOD5 c¿n nhá h¡n 5 g/(m2 ∙ ngày)

CÂU HàI ÔN TÀP

1. Môi tr°ãng hi¿u khí, thi¿u khí, kị khí là gì?

2. Các quá trình phân hủy chất hÿu c¡ chủ y¿u là gì?

3. Liát kê các công trình xử lý n°ác thÁi b¿ng ph°¡ng pháp sinh hßc trong điÁu kián nhân t¿o?

Ch°¢ng 2 : Xā lý n°ãc thÁi bÁng ph°¢ng pháp màng sinh hác

Giãi thißu: Ch°¡ng 2 bao gßm các nßi dung vÁ quá trình xử lý n°ác thÁi b¿ng

ph°¡ng pháp màng sinh hßc: quy trình kā thuÁt, cấu t¿o, nguyên lý ho¿t đßng, nguyên tắc vÁn hành

Mục tiêu: Trình bày đ°ợc:

- Trình bày đ°ợc nguyên lý ho¿t đßng của vi sinh vÁt

- Trình bày đ°ợc cấu t¿o và ho¿t đßng của các bể ho¿t đßng theo kiểu màng sinh hßc

Nái dung chính:

2.1 Qui trình kā thuÁt

Công nghá màng sinh hßc là công nghá có giá thể, trên đó vi sinh vÁt c° trú và phát triển thành màng sinh hßc (vi sinh vÁt sinh tr°ång dính bám) VÁ nguyên tắc, công trình xử lý n°ác thÁi b¿ng màng sinh hßc vÁn hành liên tục Đây là nhÿng bể có giá thể đ°ợc lắp đặt cã định, trên đó vi sinh vÁt sẽ c° trú và thāc hián quá trình phân hủy hóa sinh các chất ô nhißm

Trong bể xử lý vái giá thể cã định n°ác thÁi chÁy nhá gißt qua đó Quá trình thái khí thāc hián nhã cấp khí tā nhiên hoặc nhân t¿o Lßc sinh hßc là lo¿i công nghá đ¡n giÁn, vái chi phí vÁn hành và bÁo d°ỡng không cao

Quá trình xử lý sinh hßc n°ác thÁi theo quy trình bùn ho¿t tính bao gßm phân hủy các chất hÿu c¡ theo COD/ BOD5 , lo¿i bá Nit¡ và Phãt-pho ngày càng đ¿t hiáu quÁ cao

do sā phát triển khoa hßc công nghá ä đây, bể lắng thứ cấp (nghĩa là phân tách giÿa bùn

ho¿t tính và n°ác sau xử lý) đóng vai trò rất lán đãi vái hiáu quÁ của quá trình: giÿ l¿i chất rắn để không bị trôi theo n°ác đ¿u ra làm tăng hàm l°ợng COD và P (mục 4.3.5) Hiáu quÁ của bể lắng thứ cấp có Ánh h°ång tái thi¿t k¿ và vÁn hành của bể bùn ho¿t tính Hàm l°ợng TS lán h¡n trong bể bùn ho¿t tính sẽ cho phép dùng bể bùn ho¿t tính nhá h¡n, nh°ng sau đó phÁi ti¿p nãi b¿ng bể lắng cuãi lán h¡n hoặc b¿ng mßt kā thuÁt phân tách hiáu quÁ khác

Vái mục đích này, kā thuÁt màng lßc xuất phát từ xử lý n°ác thÁi công nghiáp trå nên phá bi¿n Màng lßc là mßt tấm ngăn có lỗ nhá để các ph¿n tử có kích th°ác tái mức phân tử bị giÿ l¿i N°ác thÁi đ°ợc đ°a vào d°ái áp suất (0,5 đ¿n 2,5 bar), vuông góc vái màng (kā thuÁt lßc chặn), nhÿng ph¿n tử đ°ợc giÿ l¿i sẽ t¿o nên láp màng lßc (hình 4.95b) Để màng không bị tắc, nó này phÁi đ°ợc làm s¿ch sau khoÁng thãi gian nhất định Khi đó ng°ãi ta phÁi ngừng quá trình lßc và b¡m n°ác s¿ch qua màng theo h°áng ng°ợc l¿i Quy trình này phù hợp vái n°ác thÁi chứa hàm l°ợng nhá chất rắn Để áp dụng cho n°ác thÁi có hàm l°ợng TS cao và thay th¿ cho bể lắng thứ cấp, mßt quy trình khác đ°ợc đÁ xuất N°ác thÁi đ°ợc đ°a vào song song vái màng (kā thuÁt lßc tr°ợt), mßt ph¿n của n°ác thÁi đi qua láp màng và thành ph¿n đ°ợc giÿ l¿i t¿o nên màng lßc máng,

nó bị rửa trôi mßt ph¿n nhã dòng n°ác thÁi chÁy tràn qua Do đó, láp màng chỉ c¿n đ°ợc phun rửa sau nhÿng khoÁng thãi gian dài Nhÿng màng nh° vÁy đ°ợc sử dụng thay cho

bể lắng thứ cấp hoặc ti¿p nãi sau bể bùn ho¿t tính hoặc tích hợp trong bể bùn ho¿t tính theo nhÿng cách khác nhau

*¯u điểm của kā thuÁt màng lßc là n°ác đ¿u ra (n°ác lßc)có hàm l°ợng chất rắn không hòa tan nhá, thÁm chí trong n°ác còn không chứa m¿m bánh Vái đặc tính đó, lßc màng là quy trình xử lý n°ác thÁi tiên ti¿n Đãi vái quy trình thông th°ãng, để đ¿t đ°ợc hiáu quÁ xử lý nh° là màng lßc, ng°ãi ta phÁi bã trí ti¿p sau bể lắng thứ cấp là các công trình lßc cát và chi¿u tia UV hoặc ôzon hóa Ngoài ra, do hàm l°¡ng bùn trong bể bùn ho¿t tính cao (khoÁng 10 kg TS/m3), bể bùn ho¿t tính có thể đ°ợc xây nhá h¡n so vái bể bùn ho¿t tính truyÁn thãng

*Nh°ợc điểm của công nghá lßc màng là là chi phí màng lßc lán, nhu c¿u năng l°ợng để t¿o áp suất đßng hßc và để cấp Ôxy (vái hàm l°ợng TS cao) lán, vÁn hành há thãng đßi hái ng°ãi có kinh nghiám Công nghá này có mức đß xử lý cao nên ít tr°ãng hợp yêu c¿u

2.2 Bể lßc cã định

2.2.1 Bß xÿ lý cß đßnh nhß gißt (Lßc nhß gißt)

Thi¿t bị lßc nhá gißt 3 L°ợc đß c¡ bÁn

Tu¿n hoàn bùn từ bể lắng thứ cấp vÁ bể lắng s¡ cấp

Bể lßc sinh hßc

Bể lßc sinh hßc chủ y¿u đ°ợc sử dụng để xử lý n°ác thÁi sinh ho¿t có l°ợng dinh d°ỡng án định Giá trị BOD5 trong n°ác thÁi để bể ho¿t đßng tãt vào khoÁng 150 mg/l

Bể cũng có thể xử lý mßt ph¿n n°ác thÁi công nghiáp có nßng đß chất hÿu c¡ cao

Công nghá lßc sinh hßc có nhÿng °u điểm sau đây:

-Tãn ít năng l°ợng, chủ y¿u nhã chênh lách māc n°ác để t°ái n°ác thÁi lên bÁ mặt bể

-Không t¿o nên bùn tr°¡ng nå

-Thể tích bể lắng thứ cấp nhá h¡n khoÁng 25% so vái trong bể bùn ho¿t tính

-Bùn sinh hßc có khÁ năng tách n°ác tãt

Tuy nhiên bể lßc sinh hßc cũng có nhÿng nh°ợc điểm:

-Dß bị tắc nghẹt

-Yêu c¿u dián tích lán

-Thãi gian l°u n°ác lán t¿i b°ác lắng s¡ cấp

-KhÁ năng điÁu khiển quá trình xử lý h¿n ch¿

Đá nhá từ xỉ núi lửa hoặc nhÿng tấm nhāa có hình d¿ng khác nhau có thể sử dụng làm giá thể của bể lßc (hình 2.2)

VÁt liáu nhāa đắt h¡n đá dăm, cußi sái Tuy nhiên, chúng l¿i có khÁ năng bÁn vÿng đãi vái n°ác thÁi

ho¿t hóa cao, dß lắp đặt và khi chßn đ°ợc vÁt liáu phù

hợp cũng có thể tránh tắc nghẹt

T ÿ lß tuần hoàn n°ãc thÁi

Để giÿ cho nßng đß BOD5 å mức 120 đ¿n 150 mg/l t¿i đ¿u vào của bể lßc sinh hßc, phù hợp cho quá trình xử lý n°ác thÁi, và đÁm bÁo lāc rửa trôi đủ m¿nh, c¿n thi¿t b¡m tu¿n hoàn n°ác thÁi đ¿u ra quay l¿i bể Đ°¡ng nhiên cùng vái đó là chi phí năng l°ợng sẽ tăng lên Nhã vào sā điÁu chỉnh phù hợp của dòng chÁy tu¿n hoàn , l°ợng cấp đ¿u vào sẽ đÁu

và đß đ¿u ra sẽ án định

S ÿ t¿o bùn thÁi

Khãi l°ợng bùn ch¿t sẽ thấp h¡n khi tÁi l°ợng thể tích giÁm, vì trong bể lßc sinh hßc tÁi l°ợng thấp, mßt ph¿n đßng vÁt nguyên sinh sẽ bị phân hủy nhã c¡ ch¿ tā diát L°ợng bùn cũng không cã định ĐiÁu này xÁy ra đặc biát vái nhÿng bể lßc sinh hßc tÁi l°ợng thấp L°ợng bùn thÁi hình thành có thể tính toán theo kinh nghiám nh° sau :

BÁng: Nhÿng giá trị theo kinh nghiám của bùn sÁn sinh trong bể lßc sinh hßc

Phân hủy các liên k¿t Cacbon

Hiáu suất xử lý của bể lßc sinh hßc phụ thußc chủ y¿u vào tÁi l°ợng thể tích BR

[kg] BOD5/ (m3 ∙ ngày) và tÁi l°ợng bÁ mặt [qA] m3/ (m2 ∙ h) Bên c¿nh đó, hiáu quÁ

xử lý chất hÿu c¡ trong n°ác thÁi còn phụ thußc vào lo¿i giá thể, đß cao láp giá thể

Hiáu suất rửa trôi phụ thußc vào cách t°ái, hình d¿ng cấu trúc giá thể, nßng đß n°ác thÁi

Vái tÁi l°ợng thể tích cao, (BR > 0,8 kg BOD5/ (m3 ∙ ngày)), hiáu quÁ xử lý theo BOD5 và COD h¿n ch¿, khÁ năng xử lý nit¡ bị giÁm Trong tr°ãng hợp BR = 0,4 kg

BOD5/ (m3 ∙ ngày) quá trình phân hủy ti¿p tục các liên k¿t Cacbon có thể dißn ra triát để

Chuyển hóa Nit¢

l/ng°ãi ∙ ngày