tổng quan về các quá trình sinh học trong xử lý nước thải thủy sản

MỤC ĐÍCH THỰC HIỆN Mục tiêu chính của đề tài là tìm hiểu tổng quan về các quá trình sinh học được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản nhằm đề xuất được các phương án

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

Giáo viên huớng dẫn : Trần Thị Tường Vân

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Dư Khương MSSV: 0811110036 Lớp: 08CSH1

TP Hồ Chí Minh, 2011

LỜI CAM ĐOAN

Là sinh viên năm cuối của trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ, nay được vinh dự làm bài khóa luận tốt nghiệp để hoàn tất chương trình học của mình và ra trường Em rất tự hào khi mình là người được thực hiện bài khóa luận này, do đó em thấy mình phải có trách nhiệm thực hiện tốt bài khóa luận này, em xin cam đoan không sao chép nội dung bài khóa luận của người khác dưới bất kỳ hình thức nào Những số liệu và nội dung trong bai làm này đều được cho phép thu thập một cách trung thực

Vì những lý do trên, em thấy mình phải có trách nhiệm thực hiện đúng với những gì đã cam đoan như trên, thực hiện đúng và không có bất cứ sai phạm gì

Sinh viên thực hiện Nguyễn Dư Khương

PHẦN MỞ ĐẦU

ĐẶT VẤN ĐỀ

Với đường bờ biển dài 3.260 km, Việt Nam được xem là nước có tài nguyên biển khá đa dạng và phong phú Với thuận lợi đó, hàng năm ngành đánh bắt, nuôi trồng, chế biến thuỷ hải sản chiếm tỷ trọng khá lớn trong kiêm ngạch xuất khẩu của Việt Nam Đấy là minh chứng cho giá trị vô giá mà biển Việt Nam mang lại

Với quy mô đánh bắt mở rộng và nhu cầu nuôi trồng thuỷ sản không ngừng gia tăng, trước những đòi hỏi về nguồn lương thực thực phẩm đó, các

cơ sở sản xuất chế biến mặt hàng thuỷ sản cũng được xây dựng ngày càng nhiều, không những ở các khu vực có các ngư trường lớn mà còn ở cả các vùng lân cận, các khu dân cư, khu đô thị

Nhiều yếu tố tích cực mà mô hình sản xuất này mang lại đã góp phần giải quyết công ăn việc làm cho cộng đồng, đảm bảo lương thực, thực phẩm cho trong nước và xuất khẩu… đều đã được thừa nhận Tuy nhiên, phải nhìn nhận một vấn đề còn tồn tại là nạn ô nhiễm môi trường mà hoạt động này tác động là khá lớn Với đặc tính dòng thải là giàu hữu cơ, nhiều nitơ, photpho… Đồng thời, về cảm quan mùi rất khó chịu cho cộng đồng, nước thải phát sinh

từ hoạt động chế biến thuỷ sản này đã được nhận định là nguy hiểm cho môi trường và cho sinh thái, đặc biệt là hệ sinh thái thuỷ vực – khi mà hầu hết sông ngòi hiện nay là nơi tiếp nhận nguồn thải Và khi đó, con người cũng sẽ

đặc tính của nước thải thủy sản thì sử dụng phương pháp sinh học để xử lý là phù hợp nhất

Xuất phát từ những nhận thức đó, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ của cá nhân vào công tác quản lý kỹ thuật dòng thải, em đã chọn thực

hiện đề tài “Tổng Quan Về Các Quá Trình Sinh Học Trong Xử Lý Nước

Thải Thủy Sản”

MỤC ĐÍCH THỰC HIỆN

Mục tiêu chính của đề tài là tìm hiểu tổng quan về các quá trình sinh học được

ứng dụng trong xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản nhằm đề xuất được các phương án xử lý nước thải chế biến thủy sản phù hợp, hiệu quả và mang tính kinh tế

NỘI DUNG THỰC HIỆN

Nội dung tìm hiểu của đề tài bao gồm các phần sau:

- Đặc tính và nguồn gốc phát sinh của nước thải chế biến thủy sản

- Tác động của nước thải chế biến thủy sản đến môi trường

- Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải nói chung và nước thải chế biến thủy sản nói riêng

- Tổng quan về vi sinh vật trong xử lý nước thải

- Đề xuất các phương án xử lý nước thải thủy sản

- Thu thập một số công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản được

áp dụng trong thực tiễn

PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

Đề tài được thực hiện dựa trên các phương pháp sau:

- Phương pháp thu thập tài liệu: dữ liệu được thu thập từ các kết quả nghiên cứu, các tài liệu và các trang web có liên quan

- Phương pháp phân tích, tổng hợp, đánh giá và lựa chọn phương án

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THỦY SẢN Ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản đã và đang đem lại những lợi nhuận không nhỏ cho nền kinh tế Việt Nam nói chung và của người nông dân nuôi trồng thủy hải sản nói riêng Nhưng bên cạnh những lợi ích mà nó mang lại như giảm đối nghèo, tăng trưởng GDP cho quốc gia thì nó cũng để lại những hậu quả thật khó lường đối với môi trường sống của chúng ta Hậu quả

là các con sông, kênh rạch nước bị đen bẩn và bốc mùi hôi thối một phần là

do việc sản xuất và chế biến thủy hải sản thải ra một lượng lớn nước thải có mùi hôi tanh vào môi trường mà không qua bất kỳ giai đoạn xử lý nào Chính điều này đã gây ảnh hưởng rất lớn đối với con người và hệ sinh thái gần các khu vực có lượng nước thải này thải ra

1.1 ĐẶC TÍNH VÀ NGUỒN GỐC PHÁT SINH CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN

1.1.1 Đặc tính

Giống như hầu hết các loại nước thải khác, nước thải trong chế biến thủy sản có chứa hỗn hợp các chất gây ô nhiễm, hầu hết là chất hữu cơ Đặc điểm của ngành chế biến thủy hải sản là có lượng chất thải lớn Các chất thải

có đặc tính dễ ươn hỏng và dễ thất thoát thâm nhập vào dòng nước thải Nước thải trong chế biến thuỷ hải sản có hàm lượng chất hữu cơ cao vì trong đó có dầu, protein, chất rắn lơ lửng và chứa lượng photphat và nitrat Dòng thải từ chế biến thuỷ sản còn chứa những mẫu vụn thịt, xương nguyên liệu chế biến, máu chất béo, các chất hoà tan từ nội tạng cũng như những chất tẩy rửa và các tác nhân làm sạch khác Trong đó có nhiều hợp chất khó phân hủy

Mức độ ô nhiễm của nước thải tùy thuộc vào sự có mặt của một số yếu

tố, nhưng quan trọng nhất là phương pháp chế biến là loài thủy sản được chế biến Nếu chỉ xem xét cùng một dạng hoạt động sản xuất, quy trình hoạt động của mỗi nhà máy, xí nghiệp cũng có ảnh hưởng lớn đến đặc tính của nước thải nhưng hầu hết chúng có các đặc tính chung là:

- pH thường nằm trong giới hạn từ 6,5 – 7,5 do có quá trình phân huỷ đạm và thải ammoniac

- Có hàm lượng các chất hữu cơ dạng dễ phân huỷ sinh học cao Giá trị BOD5 thường lớn, dao động trong khoảng 300 – 2000 mg/l, giá trị COD nằm trong khoảng 500 – 3000 mg/l

- Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao từ 200 – 1000 mg/l

- Hàm lượng lớn các protein và chất dinh dưỡng, thể hiện ở hai thông

số tổng Nitơ (50 – 200 mg/l) và tổng Photpho (10 – 100 mg/l)

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh

Theo báo cáo của Bộ Thủy sản (1998), lượng nước thải trung bình từ 1 tấn sản phẩm là 15m3, trong khi sản lượng thủy sản năm 2008 lên đến 1.676.000 tấn, và đang tăng thêm theo từng năm Nguồn nước thải bắt nguồn

từ các công đoạn sản xuất như:

- Sơ chế nguyên liệu bao gồm rửa, mổ, rã đông

- Quá trình hấp luộc

- Quá trình ngâm thủy sản

1.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI THỦY HẢI SẢN

Ngành chế biến thuỷ sản là một ngành công nghiệp phát triển mạnh Bên cạnh những đóng góp to lớn, ngành công nghiệp này cũng nảy sinh ra nhiều vấn đề về môi trường, đặc biệt là nước thải sản xuất, ngành đã tạo ra một lượng nước thải lớn có nguy cơ làm ô nhiễm môi trường cao Với các chủng loại nguyên liệu tương đối phong phú, đối với điều kiện nước ta nên các thành phần nước thải thuỷ sản cũng khá phức tạp và đa dạng bao gồm 3 loại nước thải: Nước thải sản xuất, nước thải vệ sinh công nghiệp và nước thải sinh hoạt trong đó nước thải sản xuất có mức độ ô nhiễm cao hơn cả tuỳ theo đặc tính của nguyên liệu sử dụng mà nước thải có tính chất khác nhau Nước thải sản xuất chế biến thuỷ sản chứa chủ yếu là chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và có thành phần chủ yếu là protein và chất béo, trong hai thành phần này chất béo khó bị phân huỷ bởi vi sinh vật Nước thải của xí nghiệp chế biến thuỷ sản có hàm lượng COD dao động từ 1600 – 2300 mg/l, hàm lượng BOD5cũng khá lớn từ 1200-1800mg/l trong nước thường chứa các vụn thủy sản và các vụn này rất dễ lắng Hàm lượng Nitơ thường rất cao chứng tỏ mức độ ô nhiễm chất dinh dưỡng rất cao (50 – 120mg/l) Ngoài ra trong nước thải thuỷ hải sản có chứa các thành phần chất hữu cơ khi phân huỷ tạo ra các sản phẩm trung gian của sự phân huỷ các axit béo không bão hoà tạo mùi rất khó chiụ

và đặc trưng làm ô nhiễm về mặt cảm quan và ảnh hưởng sức khỏe công nhân trực tiếp làm việc

Đặc điểm của ngành chế biến thuỷ hải sản là có lượng chất thải lớn Các chất thải có đặc tính dễ ươn hỏng và dễ thất thoát theo đường thâm nhập vào dòng nước thải

Đối với các khâu chế biến cơ bản, nguồn thải chính là khâu xử lý và bảo quản nguyên liệu trước khi chế biến, khâu rã đông, làm vệ sinh thiết bị nhà xưởng Đối với hoạt động đóng hộp, ngoài các nguồn ô nhiễm ở các khâu như trên còn có khâu rót nước sốt, nước muối, dầu Các nguồn thải chính từ sản

xuất bột cá và dầu cá là nước máu từ khâu bốc dỡ và bảo quản cá vào thời điểm dòng thải đậm đặc nhất là khâu ly tâm nước ngưng tụ các thiết bị cô đặc Nước trong chế biến thuỷ hải sản có hàm lượng chất hữu cơ cao vì trong

đó có dầu, protein, chất rắn lơ lửng và chứa lượng photphat và nitrat Dòng thải từ chế biến thuỷ sản còn chứa những mẫu vụn thịt xương nguyên liệu chế biến, máu chất béo, các chất hoà tan từ nội tạng cũng như những chất tẩy rửa

và các tác nhân làm sạch khác Trong đó có nhiều hợp chất khó phân huỷ Qua phân tích 70 mẫu nước thuỷ tại các cơ sở chế biến hải sản có quy mô công nghiệp tại địa bàn tỉnh Vũng Tàu nhận thấy hàm lượng COD của các cơ

sở dao động từ 283 mg/l – 21.026 mg/l; trong khi tiêu chuẩn Việt Nam đối với nước thải được phép thải vào nguồn nước biển quanh bờ sử dụng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh có lưu lượng thải từ 50 m3 – 500 m3 / ngày là < 100 mg/l Nước thải của phân xưởng chế biến thủy hải sản có hàm lượng COD dao động từ 500 – 3000 mg/l, giá trị điển hình là 1500 mg/l; hàm lượng BOD5dao động trong khoảng từ 300 – 2000 mg/l, giá trị điển hình là 1000 mg/l Trong nước thường có các mảnh vụn thuỷ sản và các mảnh vụn này dễ lắng, hàm lượng chất rắn lơ lửng dao động từ 200 – 1000 mg/l, giá trị thường gặp là 500mg/l Nước thải thuỷ sản cũng bị ô nhiễm chất dinh dưỡng với hàm lượng Nitơ khá cao từ 50 – 200 mg/l, giá trị thường gặp là 100mg/l; hàm lượng photpho dao động từ 10 – 100 mg/l, giá trị điển hình là 30 mg/l Ngoài ra trong nước thải của ngành chế biến thuỷ hải sản còn chứa thành phần hữu cơ

mà khi bị phân huỷ sẽ tạo các sản phẩm trung gian của sự phân huỷ của các acit béo không bão hoà, tạo mùi rất khó chịu và đặc trưng, gây ô nhiễm về mặt cảnh quan và ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân làm việc

Bảng 1.1 Các thông số ô nhiễm đặc trưng đối với nước thải chế biến thuỷ

sản của một số nhà máy chế biến đông lạnh

(Nguồn: Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trường tháng 8/2007) Bảng 1.2.Tải lượng ô nhiễm nước thải của một số nhà máy CBTS

Tải lượng ô nhiễm T

Công suất (TSP/

Ngành chế biến hải sản là một trong những ngành công nghiệp gây ô nhiễm nhiều nhất cho môi trường đặc biệt là môi trường nước Nước thải chế biến thuỷ sản chứa chất hữu cơ và chất dinh dưỡng (N, P) cao, tạo điều kiện

cho các vi sinh vật gây bệnh phát triển như: vi khuẩn thương hàn, tả, lỵ, siêu

vi trùng gan,… và một số loài nấm gây bệnh cho da, đồng thời làm tăng lượng tảo trong nước (hiện tượng phú dưỡng-eutrophy) Loại nước thải này có nguy

cơ gây ô nhiễm trầm trọng cho môi trường xung quanh nếu không được xử lí đúng mức Ngoài ra nước thải chế biến thuỷ sản còn chứa dầu mỡ sinh ra từ quá trình chế biến cá có nhiều dầu Một đặc điểm quan trọng khác là hầu hết các nhà máy chế biến thuỷ sản đề nằm ở ven biển, ngoại trừ thành phố Hồ Chí Minh, nên đều thiếu nước ngọt để chế biến Vì vậy một số nhà máy dùng trực tiếp nước biển cho một số công đoạn trong quá trình chế biến như xả đá, mổ

xẻ và rửa nguyên liệu Do đó lượng nước thải này ít nhiều có độ mặn Dưới đây là thành phần nước thải của nhà máy chế biến cá khô muối

Bảng 1.3 Thành phần nước thải nhà máy chế biến cá khô muối

Số liệu Bảng 1.3 cho thấy việc chế biến cá khô muối sản sinh ra một

lượng nước thải có chứa nồng độ muối rất cao, từ 17 cho đến 46 g/l Nước thải với hàm lượng muối cao như vậy khiến cho các tế bào vi khuẩn tham gia trong quá trình xử lý nước thải bị ức chế, bị mất nước, do áp lực thẩm thấu dẫn đến hiệu suất xử lý giảm Vì vậy ngoài vấn đề ô nhiễm chất hữu cơ, một

vấn đề đặc biệt khác cần phải quan tâm trước khi thiết lập một hệ thống kiểm soát ô nhiễm là việc nước thải của là việc nước thải của quá trình chế biến hải sản chứa hàm lượng muối (Na+, Cl-, SO42-) rất cao, khiến cho việc xử lý trửo nên khó khăn

Rõ ràng ô nhiễm môi trường nước nói chung và ô nhiễm chất hữu cơ do các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, nhất là công nghiệp chế biến thuỷ sản trong điều kiện nhiễm mặn đã đạt đến mức đặc biệt nghiêm trọng, đòi hỏi phải có nghiên cứu xử lý nhằm đảm bảo môi trường

1.3 TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN ĐẾN MÔI TRƯỜNG

Nước thải chế biến thuỷ sản có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực

Đối với nước ngầm tầng nông, nước thải chế biến thuỷ sản có thể thấm xuống đất và gây ô nhiễm nước ngầm Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi trùng rất khó xử lý thành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt

Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thải chế biến thuỷ sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường

và thủy sinh vật, cụ thể như sau:

1.3.1 Các chất hữu cơ

Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thuỷ sản chủ yếu là dễ bị phân hủy Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng

độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản

mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

1.3.2 Chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè…

1.3.3 Chất dinh dưỡng (N, P)

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thuỷ sinh, nghề nuôi trồng thuỷ sản, du lịch và cấp nước

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá, từ 1,2  3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1 mg/l

1.3.4 Vi sinh vật

Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính

khe hở của các song thay đổi

Bảng 2.1 Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác

(Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991)

công

Cào rác cơ giới

Kích thước của các thanh

Bề dày( cm)

Bề bản( cm)

0,511,52 2,54 3,81

0.51 1,52 2,54 3,81

Độ nghiêng song chắn rác theo trục

thẳng đứng (độ)

2.1.2 Bể lắng cát:

Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sạn, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải Trong nước thải, bản thân chúng không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này Vì vậy trong các trạm xử

lý nhất thiết phải có bể lắng cát

Bể lắng cát thường đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn rác có lợi hơn cho việc quản lý bể Ở đây phải tính toán như thế nào cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần loại bỏ lắng xuống còn các chất hữu

cơ lơ lững khác trôi đi

Bể lắng cát được áp dụng lâu đời nhất là bể lắng cát chuyển động dọc theo dòng chảy, trong bể này ta khống chế vận tốc dòng chảy để tạo điều kiện cho các hạt cát, sỏi lắng xuống còn các hạt hữu cơ khác sẽ theo dòng chảy trôi

ra ngoài Vận tốc dòng chảy được khống chế ở mức 0,3 m/ s, nhằm tạo dủ thời gian để các hạt cát lắng xuống đáy bể Với vận tốc này hầu hết các hạt chất hữu cơ đều được đưa ra khỏi bể và vẫn ở trạng thái lơ lửng Thông thường thì các bể này được thiết kế để lắng các hạt có kích thước lớn hơn 0,15mm Chiều dài bể phụ thuộc vào chiều sâu cần thiết để lắng các hạt ở vận tốc thiết kế, diện tích mặt cắt đứng của bể được điều chỉnh vận tốc dòng chảy

và số bể Cần phải hạn chế dòng chảy rối xảy ra ở đầu vào và đầu ra của bể, người ta đề nghị tăng chiều dài lý thuyết lên 50% để thoả mãn vấn đề này

Bảng 2.2 Các giá trị thiết kế bể lắng cát

Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991

Chú ý thời gian tồn lưu nước nếu quá nhỏ sẽ không đảm bảo hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ có các chất hữu cơ lắng Các bể lắng thường được trang

bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường ray để cơ giới hoá việc xả cặn

thiên

thông dụng Thời gian lưu tồn nước ( giây)

3,2 - 4,2 2,0 - 3,0

30 - 40

2 Dm - 0,5 L

60 1,0

3,8 2,5

36

Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần

xử lý để đảm bảo hiệu quả cho các quá trình xử lý sinh học phía sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở những giờ cao điểm rồi phân phối lại cho các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống xử lý sinh học phía sau

Các lợi ích của bể điều lưu như sau:

Bể điều lưu làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do đó nó hạn chế hiện tượng “shock” của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các

bể sinh học Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật Trong thực tế bể điều lưu được xây dựng lớn hơn thể tích thiết kế 10

20% để phòng ngừa các trường hợp không tiên đoán được sự cố biến động hàng ngày của lưu lượng, trong một số hệ thống xử lý người ta có thể bơm, hoàn lưu một số nước thải về bể điều lưu

2.1.4 Bể tuyển nổi :

Bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗn hợp nước thải và cô đặc bùn sinh học Trong xử lý nước thải, bể tuyển nổi được sử dụng chủ yếu để loại các chất lơ lửng và cô đặc bùn sinh học Lợi điểm chủ yếu của bể tuyển nổi là nó có thể loại các hạt chất rắn nhỏ, có vận tốc lắng chậm trong một thời gian ngắn Bể tuyển nổi gồm có các loại:

- Bể tuyển nổi theo trọng lượng riêng

- Bể tuyển nổi bằng phương pháp điện phân

- Bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao

- Bể tuyển nổi bằng sục khí

- Bể tuyển nổi theo kiểu tạo chân không

Trong phạm vi đề tài, ta chọn bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí

ở áp suất cao

Theo cách này không khí được hoà tan vào nước thải ở áp suất cao vài atm, sau đó nước thải được đưa trở lại áp suất thường của khí quyển Lúc này không khí trong nước thải sẽ phóng thích trở lại vào áp suất khí quyển dưới dạng các bọt khí nhỏ Các bọt khí này sẽ bám vào các hạt chất rắn tạo lực nâng các hạt chất rắn này nổi lên bề mặt của bể, sau đó các chất rắn này được loại bỏ bằng các thanh gạt

2.1.5 Bể lắng sơ cấp:

Bể lắng làm nhiệm vụ tách các chất lơ lửng còn lại trong nước thải (sau khi qua bể lắng cát) có tỷ trọng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước dưới dạng lắng xuống đáy bể hoặc nổi lên trên mặt nước Thông thường bể lắng có

ba loại chủ yếu: bể lắng ngang (nước chuyển động theo phương ngang), bể lắng đứng (nước chuyển động theo phương thẳng đứng), và bể lắng ly tâm (nước chuyển động từ tâm ra xung quanh) thường có dạng hình tròn trên mặt bằng Ngoài ra, còn một số dạng bể lắng khác như bể lắng nghiêng, bể lắng được thiết kế nhằm tăng cường hiệu quả lắng

Trước khi đi vào giai đoạn xử lí sinh học, hàm lượng chất rắn lơ lững trong nước thải SS 150mg/l

Chiều cao của bể : 3.084m  h  4.572m (Trịnh Xuân Lai, 2000)

Bảng 2.3 Vài giá trị của hằng số thực nghiệm a,b ở t20 0 c

( Nguồn Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải của Trịnh Xuân Lai)

Bảng 2.4 Hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm sau khi qua bể lắng sơ cấp

Bảng 2.5 Một số giá trị tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp hình trụ tròn

Xử lý nước thải bằng bể bùn hoạt tính bao gồm bể chứa khí và bể lắng,

vi sinh vật kết bông được tách ra ở bể lắng và hoàn lưu lại bể hiếu khí để duy trì nồng độ cao của vi sinh vật có hoạt tính, lượng bùn thừa được tách ra đưa vào bể nén bùn hay các công trình xử lý bùn khác để đảm bảo có oxy thường xuyên và trộn đều nước thải với bùn hoạt tính, cần phải cung cấp khí cho bể hiếu khí bằng hệ thống sục khí

Bể bùn hoạt tính là một qui trình xử lý sinh học hiếu khí trong bể không

có giá bám cho vi khuẩn

Việc loại bỏ BOD, keo tụ, các hạt keo không lắng và cố định các chất hữu cơ được thực hiện bởi vi sinh vật, chủ yếu là các vi khuẩn Các vi sinh vật được sử dụng để chuyển hóa các hạt keo và các chất hữu cơ thành các chất khí

và các tế bào vi khuẩn mới Do đó các tế bào vi khuẩn có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng riêng của nước nó có thể tách khỏi nước thải bằng phương pháp lắng trọng lực

Thời gian lưu của nước thải, chế độ nạp nước và các chất hữu cơ trong

bể phản ứng: Theo số liệu của Mỹ, thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể theo thể tích bể 5  15 ngày, thời gian lưu tồn nước trong bể 4  8 giờ

Hiệu suất sục khí và tỷ lệ thức ăn trên vi sinh vật (F/M) nên giữ trị số DO=1,5  4mg/l tại mọi khu vực trong bể, trên 4mg/l không tăng hiệu suất mà còn tốn điện Đối với F/M lớn hơn 0,3 mg/l, lượng không khí cần thiết 3055m3/kgBOD5 được xử lý ( hệ thống tạo bọt khí), 2436m3/kgBOD5 được

xử lý (hệ thống sục khí tạo bọt mịn) Nếu F/M nhỏ hơn 0,3mg/l lượng không khí cần thiết sẽ tăng lên Thông thường khi sử dụng hệ thống bơm nén khí với

hệ thống khuếch tán khí người ta cần 3,7515m3 không khí trên 1m3 nước thải Đối với các thiết bị cơ khí khấy đảo để sục khí cần 11,5kgO2/kgBOD5được xử lý, theo thực nghiệm ở bể bùn hoạt tính khuấy hoàn chỉnh cho thấy giá trị F/M nằm trong khoảng 0,21,0

2.1.7 Bể lắng thứ cấp:

Bể lắng thứ cấp dùng để loại bỏ các tế bào vi khuẩn nằm ở dạng các bông cặn Bể lắng thứ cấp có hình dạng cấu tạo gần giống với bể lắng sơ cấp, tuy nhiên thông số thiết kế về lưu lượng nạp nước thải trên một đơn vị diện tích bề mặt của bể khác rất nhiều Ta có thể tham khảo các thông số thiết kế theo bảng sau

Loại bể xử lý

Bảng 2.6 Các thông số tham khảo để thiết kế bể lắng thứ cấp

Lưu lượng nạp nước

m3/m2.d

Lưu lượng nạp chất rắn kg/m2h

đỉnh

Trung bình

Tải đỉnh

Chiều sâu của bể

m Bùn hoạt tính thông

Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991

2.1.8 Bể khử trùng:

Để hoàn thành công đoạn xử lý nước thải dùng clorine Nước thải và dung dịch clor (phân phối qua ống châm lổ hoặc suốt chiều ngang của bể trộn) được cho vào bể trộn trang bị một máy khuấy vận tốc cao, thời gian lưu tồn của nước thải và dung dịch clorine trong bể không ngắn hơn 30 giây Sau đó nước thải đã trộn lẫn với dung dịch clorine được cho chảy qua bể tiếp xúc được chia thành những kênh dài và hẹp theo đường gấp khúc

Thời gian tiếp xúc giữa clorine và nước thải từ 1545 phút, ít nhất phải giữ được 15 phút ở tải đỉnh Bể tiếp xúc chclorine thường được thiết kế theo

kiểu plug_flow Tỷ lệ dài:rộng từ 10:1 đến 40:1 Vận tốc tối thiểu của nước thải từ 24,5m/phút để tránh lắng bùn trong bể

2.1.9 Sân phơi bùn:

Bùn thải ra từ bể tuyển nổi, bể lắng sơ cấp và bể lắng thứ cấp được đưa

ra sân phơi bùn Sân phơi bùn được coi là một công đoạn làm khô bùn, làm giảm ẩm độ bùn xuống còn khoảng 7080% , nghĩa là hàm lượng vật chất khô trong bùn tăng lên đến 2030% Vì diện tích đệm của nhà máy lớn nên thích hợp cho thiết kế sân phơi bùn

Đáy sân phơi bùn thường làm bằng bêtông cốt thép để đảm bảo cách ly nước rỉ từ bùn vào nước ngầm và có mái che di động tránh nước mưa đổ vào Chỉ tiêu thiết kế làm giảm ẩm độ bùn xuống còn 75%

 Chiều dày lớp bùn là 8cm( thời gian phơi 3 tuần)

 Chiều dày lớp bùn là 10cm( thời gian phơi 4 tuần)

 Chiều dày lớp bùn là 12cm( thời gian phơi 6 tuần)

Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học:

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không hoà tan có trong nước thải

và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý

cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-50% theo BOD

Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa để lắng vừa

để phân huỷ cặn lắng

lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh

Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, đông tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc,

2.2.1 Phương pháp keo tụ và đông tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation)

2.2.1.1 Phương pháp keo tụ

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

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, ete, xenlulozơ, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

2.2.1.2 Phương pháp đông tụ

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau :

Me3+ + HOH  Me(OH)2+ + H+ Me(OH)2+ + HOH  Me(OH)+ + H+ Me(OH)+ + HOH  Me(OH)3 + H+

Me3+ + 3HOH  Me(OH)3 + 3 H+Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặc hoặc hỗn hợp của chúng Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá lý, giá thành, nồng độ tạp chất trong nước, pH

Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al(OH)2Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O Thường sunfat nhôm làm chất đông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5, tan tốt trong nước, sử dụng dạng khô hoặc dạng dung dịch 50% và giá thành tương đối rẻ

Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO3).2H2O, Fe(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O và FeCl3 Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10 -15%

2.2.2 Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong

xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt

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

2.2.3 Hấp phụ

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

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

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

2.2.4 Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước

Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit, những chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và chúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion gọi là các ionit lưỡng tính

Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, M, các hợp chất của Asen, Photpho, Cyanua và các chất phóng xạ

Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau… vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxyt khó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm, crôm, ziriconi… Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử

2.2.5 Các quá trình tách bằng màng

Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau Việc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của

các hợp chất đó qua màng Người ta dùng các kỹ thuật như: điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương tự khác

Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thẩm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lọc Màng lọc cho các phân tử dung môi đi qua và giữ lại các chất hoà tan Sự khác biệt giữa hai quá trình là

ở chỗ siêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ như các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét ) Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để khử các vật liệu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất cao

2.2.6 Phương pháp điện hoá

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nước thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông tụ điện và điện thẩm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua nước thải

Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy phương pháp này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước

 Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

 Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải

 Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

2.3.1 Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện

tự nhiên

Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người ta xử lí nước thải trong ao, hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh đồng lọc )

2.3.1.1 Hồ sinh vật

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là

hồ oxy hoá, hồ ổn định nước thải, xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ không được thấp hơn 6oC

Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

a) Hồ sinh vật hiếu khí

Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn từ 0,5-1,5m

b) Hồ sinh vật tuỳ tiện

Có độ sâu từ 1.5 – 2.5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai quá trình: Oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ Trong hồ sinh vật tùy tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương

hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất

c) Hồ sinh vật yếm khí

Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn

kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản, dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ

có thể lên đến 70% Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc

2.3.1.2 Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong

đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn

2.3.2 Tổng quan về xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo

2.3.2.1 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc

Quá trình oxy hóa chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở

bể lắng đợt 2 Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hóa diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa plastic, xỉ vòng gốm,

đá Granit…

a) Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bể lọc sinh học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau:

 Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu

kỳ tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thu nước và được dẫn ra khỏi bể Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể

 Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá… đường kính trung bình 20–30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5–1,5 m3/m3 vật liệu lọc/ngàyđêm) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1.5–2m Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngàyđêm

b) Bể lọc sinh học cao tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng 10 – 20 m3 nước thải/1m2 bề mặt bể/ngàyđêm Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngàyđêm

2.3.2.2 Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào

bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong

bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

2.3.2.3 Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor)

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng và tạo các điều kiện cần thiết như môi trường thiếu khí (không có oxy, chỉ có NO3-), kị khí (không có oxy), hiếu khí (có oxi, NO3-) để cho vi sinh tăng sinh khối, hấp thụ và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải

Chất thải hữu cơ (C,N,P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinh khối vi sinh và khi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ còn lại nước trong đã tách chất ô nhiễm, chu kỳ xử lý trên lại tiếp tục cho một mẻ nước thải mới

2.3.2.4 Quá trình xử lý sinh học kỵ khí:

Quá trình xử lý sinh học kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học các chất hữu

cơ có trong nước thải trong điều kiện không có oxy để tạo ra sản phẩm cuối cùng là khí CH4 và CO2 (trường hợp nước thải không chứa NO3- và SO42-)

Cơ chế của quá trình này đến nay vẫn chưa được biết đến một cách đầy đủ và chính xác nhưng cách chung, quá trình phân hủy có thể được chia ra các giai đoạn như sau: