CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ 9: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN GVH D: PGS. Lâm Minh Triết HVT H: Lê Thị Khuyến NỘI DUNG CHÍNH CÁC DẠNG BÙN THẢI Khí nén Nước thải Song chắn rác Bể lắng cát Bể Aeroten Bể lắng đợt 1 BTH Rác Máy Máy nghiền nghiền rác rác Sân Sân phơi phơi cát cát Cặn tươi Rác sau nghiền Bể Bể lắng lắng bùn bùn Bùn dư Bể Metan Cặn Bể Bể chứa chứa khí khí sv sv Biogas Hơi nóng Khí đốt Nồi Nồi hơi hơi Bể lắng đợt 2 Clo Bể tiếp xúc Cặn được lên men Sân phơi/ ép bùn Nguồn tiếp nhận CÁC DẠNG BÙN THẢI (tt) STT Giai đoạn phát sinh 1 Xử lý cơ học (sau máy nghiền rác) Kích thước lớn, độ ẩm cao Bể Mêtan 2 Bể lắng đợt 1 Dạng căn tươi Bể Mêtan 3 Bể Aeroten/ Bể Arophin Vi sinh vật lơ lững Vi sinh vật dính bám Bể lắng đợt 2 4 Bể lắng đợt 2 Bùn hoạt tính tuần hoàn Bùn dư Bùn tuần hoàn về bể Aeroten Bùn dư về bể Mêtan 5 Bể tiếp xúc Bùn cặn Sân phơi bùn Đặc tính Đi vào công trình tiếp theo CÁC DẠNG BÙN THẢI (tt) ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ XỬ LÝ BÙN   Quá trình phân hủy kỵ khí   Các chất hữu cơ phức tạp (Polysaccharide, Protein, Lipit...) Vi khuẩn phân hủy (Hydrolytic bacteria) Các chất hữu cơ đơn giản (Glucose, Amoni Acid, Acid béo,…) Vi khuẩn lên men tạo acid (Fermentative acidorinic bacteria) Các Alcol (Acetic, Propionic, Lactic, Etanol,..) Vi khuẩn tạo acetat (Acetogenic bacteria) Acetat, CO2, H2 Vi khuẩn tạo mêtan (Methanogens) CH4, CO2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY KỴ KHÍ Yếu tố Ảnh hưởng Nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật thực hiện lên men ấm từ 30 – 350C, và lên men nóng là từ 50 550C Độ pH pH trong quá trình kỵ khí được điều chỉnh ở mức 6,6 – 6,7 tối ưu trong khoảng 7 - 7,2 Độ mặn Độ mặn ở đạt mức tối ưu là nồng độ < 0,3% Quần thể vi sinh vật Quần thể vi sinh vật kỵ khí lấy từ bể UASB, biogas để khởi động công trình Tỷ lệ chất dinh dưỡng Nguyên liệu nạp được phối trộn để tạo được tỷ lệ C : N là 25:1 là tối ưu Sự xáo trộn Sự xáo trộn tạo làm tăng nhanh quá trình sinh khí. Sự xáo trộn làm giảm thiểu sự lắng đọng xuống đáy và tạo bọt, váng trên bề mặt ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ XỬ LÝ BÙN (tt) Công nghệ xử lý bùn kỵ khí CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG Phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn  Bể xáo trộn liên tục, không tuần hoàn bùn  Bể thích hợp xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hoà tan để phân hủy nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ  Thời gian lưu bùn thông thường từ 12- 30 ngày  Tải trọng đặc trưng cho bể này là 0.5 - 0.6 kg vi sinh/m3.ngày Quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic digester process)  Phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn  Lắng hoặc tuyển nổi tách riêng phần cặn sinh học và nước thải sau xử lý  Hàm lượng vi sinh vật khoảng 4000 – 6000 mg/l  Tải trọng chất hữu cơ từ 0.5 đến 10 kg COD/m3.ngày.đêm.  Thời gian lưu nước từ 5 giờ đến 5 ngày CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG (tt) Bể UASB (Upflow Anearobic Sludge Blanket): bể xử lý sinh học dòng chảy ngược Lan can bảo vệ Máng thu nước sau xử lý lý Sàn công tác Máng thu nước dạng răng cưa Ống dẫn khí Thiết bị tách pha rắn-lỏng-khí Vaùch höôùng doøng hình coân Cầu thang Vỏ thiết bị OÁng thoaùt khí Bình haáp thuï khí Hoãn hôïp nöôùc thaûi Lớp bùn kỵ khí Bọt khí Ống bơm nước vào thiết bị Dung dịch NaOH 5% Bộ phận phân phối đều lưu lượng nước Bể UASB (Upflow Anearobic Sludge Blanket): bể xử lý sinh học dòng chảy ngược CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG (tt) Quá trình kỵ khí theo mẻ (SBR) Giai đoạn 1: Đưa nước vào bể Giai đoạn 3: Giai đoạn lắng Giai đoạn 2: Giai đoạn phản ứng Giai đoạn 4: Giai đoạn xả nước ra CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG DÍNH BÁM Lọc kỵ khí (giá thể cố định dòng chảy ngược) Nước thải được phân bố đều dẫn dần từ dưới nước lên tiếp xúc với các màng vi sinh vật bám trên giá thể và thực hiện quá trình oxy hóa sinh học các chất hữu cơ trong nước thải Các vi sinh vật già cổi không còn khả năng dính bám vào giá thể sẽ bị trôi theo dòng nước hoặc khi rửa bể Quá trình kỵ khí tầng giá thể lơ lửng Nước thải được bơm từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc hạt là giá thể cho vi sinh sống bám. Vật liệu có đường kính nhỏ, tỉ lệ diện tích bề mặt/thể tích rất lớn tạo sinh khối bám dính lớn. Dòng ra được tuần hoàn trở lại Hàm lượng sinh khối trong bể có thể tăng lên đến 10000 – 40000 mg/l. CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN THẢI  Bể tự hoại  Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn, xây dựng bằng gạch, bê tông cốt thép, vật liệu composite  Hoàn thành 2 chức năng chính là lắng và phân hủy cặn lắng  Nước thải lưu lại trong bể từ 1 – 3 ngày, qua thời gian 3 - 6 tháng, cặn lắng lên men yếm khí  Dễ vận hành và quản lý, xử lý nước thải tại chỗ cho các khu tập thể  Ứng dụng cho các hộ gia đình hoặc nhóm gia đình có hàm lượng nước thải đến 30m3/ngày.đêm. CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN THẢI (tt)  Bể lắng 2 vỏ  Chức năng như bể tự hoại nhưng với công suất lớn  Phần trên là máng lắng làm nhiệm vụ lắng các chất lơ lửng, thời gian lắng là 1,5 giờ. phần dưới là ngăn lên men cặn lắng  Hiệu quả lắng SS: 40 – 60%, BOD5: 15 – 25%, phân hủy bùn đến 40%  Quá trình phân hủy bùn, nén bùn đến độ ẩm 85 – 90%  Có thể tạo mùi hôi thối khi quản lý kém Bể Mêtan – Khắc phục các nhược điểm của bể lắng 2 vỏ, cho hiệu quả cao nhất trong các công trình xử lý bùn cặn – Ứng dụng với công suất lớn (>10.000 m3/ngày) – Hình dạng: dạng hình trụ, dạng hình chữ nhật, dạng hình trứng, ứng dụng rộng rãi nhất là dạng hình trụ kín có đáy hình nón. – Các loại bể:  Bể mêtan có ngăn trần cố định không ngập nước  Bể mêtan hình trứng  Bể mêtan bậc 2 lộ thiên Sơ đồ cấu tạo bể Mêtan Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bể Mêtan Mặt cắt bể mêtan (Loại trần ngăn cố định không ngập nước) 1- Ống dẫn hổn hợp cặn (cặn tươi, bùn hoạt tính dư, rác đã nghiền); 2- Ống xả cặn lên men; 3- Ống tháo cạn bể; 4- Ống xả nước bùn ở các độ sâu khác nhau; 5- Thiết bị hâm nóng cặn; 6- Ống dẫn hơi nóng; 7- Máy trộn kiểu chân vịt; 8- Ống dẫn khí đốt; 9- Xả khí đốt vào khí quyển; 10- Nút kiểm tra; 11- Ống tràn; 12- Lớp phủ ngoài: xỉ, gạch, lớp phủ mềm, lớp cách nhiệt ngoài cùng Một số dạng bể Mêtan Sơ đồ bể mêtan hình trứng Bể lên men Mêtan Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động làm việc bể Mêtan 1. Nhiệt độ – – – Chế độ lên men ấm: 33 - 350C, làm nóng cặn cần 30 – 40 kg hơi nóng cho 1m3 cặn Chế độ lên men nóng 50 - 550C làm nóng cặn cần 50 - 70kg hơi nóng cho 1m3 cặn Chế độ lên men nóng có thể khử được giun sán trong cặn và liều lượng cặn tăng gấp đôi so với chế độ lên men ấm 3. Sự xáo trộn 2. Liều lượng cặn – – Xác định mức độ phân hủy các chất hữu cơ trong bể mêtan Liều lượng cặn càng nhỏ thì mức độ phân huỷ các chất hữu cơ càng sâu và phần cặn không được lên men càng nhỏ. −Hiệu quả của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ phụ thuộc vào mức độ xáo trộn cặn trong bể mêtan. −Cường độ của quá trình lên men đánh giá qua lượng và thành phần của khí sinh vật tách ra. −Trong điều kiện bể mêtan làm việc bình thường, trong thành phần của khí sinh vật chiếm 62 - 65% CH4, 33 - 34% CO2 và các chất khí khác như nitơ, hydro, oxy chỉ chiếm 2%. BỂ NÉN BÙN Nhiệm vụ Làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư từ bể lắng 2 sau aeroten từ 97,5 – 99,5% đến độ ẩm thích hợp 94 – 96% trước khi dẫn đến bể mêtan với mục đích làm giảm thể tích công trình, hiệu quả lên men kỵ khí tốt hơn, hiệu quả kinh tế tốt hơn. Thời gian nén bùn từ 4 giờ đến 24 giờ Các loại bể nén bùn Bể nén bùn trọng lực Bể tuyển nổi Bể nén bùn ly tâm CÁC CÔNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG BÙN CẶN  Sân phơi bùn  Máy ép bùn  Lọc chân không Bể nén bùn trọng lực  Thiết kế bể cơ bản dựa trên tải trọng bùn  Duy trì điều kiện hiếu khí trong bể, lưu lượng bùn cung cấp duy trì ở mức 24 - 30 m3/ngày.đêm  Thời gian lưu bùn thường dao động trong khoảng 0,5 – 2,0 ngày  Chiều dày lớp bùn trong bể dao động trong khoảng 0,6 - 2,4m, tùy theo nhiệt độ môi trường Bể nén bùn tuyển nổi  Bể nén bùn tuyển nổi cho hiệu quả nén bùn cao gấp 10 - 15 lần so với bể nén bùn trọng lực  Nguyên lý hoạt động của bể nén bùn tuyển nổi bằng khí hòa tan: Khí nén được dẫn vào bể dưới áp lực lớn hòa lẫn vào bùn đến vùng tách bùn, khi đó các bọt khí lôi kéo các hạt bùn ở vùng nén bùn nổi lên hình thành lớp bùn nổi và được thiết bị gạt bùn tập trung về hốc chứa nén bùn để từ đó đưa đi xử lý tiếp theo CÁC CÔNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG BÙN CẶN  Sân phơi bùn o Làm giảm độ ẩm trong bùn cặn của sân phơi bùn từ 97 – 98% xuống còn 80%, thể tích bùn giảm 3 lần o Chiếm diện tích lớn, sinh mùi khó chịu, chịu ảnh hưởng của thời tiết  Máy ép bùn (Máy ép bùn dây đai) o Quá trình lọc ép bùn diễn ra liên tục, thích hợp đối với các trạm xử lý nước thải quy mô nhỏ và vừa. Dễ quản lý vận hành, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp  o o o Thiết bị lọc chân không hình trống Đường kính 3 – 4m, đặt nằm ngang 1/3 đường kính đặt ngập vào thùng chứa bùn Khi trống quay, dưới tác dụng của chân không bùn được hút ép vào bề mặt trống và bám dính một lớp bùn dày 10 - 30mm, đồng thời xảy ra quá trình tách nước ra khỏi bùn [...]... trường Bể nén bùn tuyển nổi  Bể nén bùn tuyển nổi cho hiệu quả nén bùn cao gấp 10 - 15 lần so với bể nén bùn trọng lực  Nguyên lý hoạt động của bể nén bùn tuyển nổi bằng khí hòa tan: Khí nén được dẫn vào bể dưới áp lực lớn hòa lẫn vào bùn đến vùng tách bùn, khi đó các bọt khí lôi kéo các hạt bùn ở vùng nén bùn nổi lên hình thành lớp bùn nổi và được thiết bị gạt bùn tập trung về hốc chứa nén bùn để từ... đưa đi xử lý tiếp theo CÁC CÔNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG BÙN CẶN  Sân phơi bùn o Làm giảm độ ẩm trong bùn cặn của sân phơi bùn từ 97 – 98% xuống còn 80%, thể tích bùn giảm 3 lần o Chiếm diện tích lớn, sinh mùi khó chịu, chịu ảnh hưởng của thời tiết  Máy ép bùn (Máy ép bùn dây đai) o Quá trình lọc ép bùn diễn ra liên tục, thích hợp đối với các trạm xử lý nước thải quy mô nhỏ và vừa Dễ quản lý vận... trọng lực Bể tuyển nổi Bể nén bùn ly tâm CÁC CÔNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG BÙN CẶN  Sân phơi bùn  Máy ép bùn  Lọc chân không Bể nén bùn trọng lực  Thiết kế bể cơ bản dựa trên tải trọng bùn  Duy trì điều kiện hiếu khí trong bể, lưu lượng bùn cung cấp duy trì ở mức 24 - 30 m3/ngày.đêm  Thời gian lưu bùn thường dao động trong khoảng 0,5 – 2,0 ngày  Chiều dày lớp bùn trong bể dao động trong khoảng... 30m3/ngày.đêm CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN THẢI (tt)  Bể lắng 2 vỏ  Chức năng như bể tự hoại nhưng với công suất lớn  Phần trên là máng lắng làm nhiệm vụ lắng các chất lơ lửng, thời gian lắng là 1,5 giờ phần dưới là ngăn lên men cặn lắng  Hiệu quả lắng SS: 40 – 60%, BOD5: 15 – 25%, phân hủy bùn đến 40%  Quá trình phân hủy bùn, nén bùn đến độ ẩm 85 – 90%  Có thể tạo mùi hôi thối khi quản lý kém Bể Mêtan... mg/l CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN THẢI  Bể tự hoại  Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn, xây dựng bằng gạch, bê tông cốt thép, vật liệu composite  Hoàn thành 2 chức năng chính là lắng và phân hủy cặn lắng  Nước thải lưu lại trong bể từ 1 – 3 ngày, qua thời gian 3 - 6 tháng, cặn lắng lên men yếm khí  Dễ vận hành và quản lý, xử lý nước thải tại chỗ cho các khu tập thể  Ứng dụng cho các hộ... - 34% CO2 và các chất khí khác như nitơ, hydro, oxy chỉ chiếm 2% BỂ NÉN BÙN Nhiệm vụ Làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư từ bể lắng 2 sau aeroten từ 97,5 – 99,5% đến độ ẩm thích hợp 94 – 96% trước khi dẫn đến bể mêtan với mục đích làm giảm thể tích công trình, hiệu quả lên men kỵ khí tốt hơn, hiệu quả kinh tế tốt hơn Thời gian nén bùn từ 4 giờ đến 24 giờ Các loại bể nén bùn Bể nén bùn trọng lực...Bể UASB (Upflow Anearobic Sludge Blanket): bể xử lý sinh học dòng chảy ngược CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG (tt) Quá trình kỵ khí theo mẻ (SBR) Giai đoạn 1: Đưa nước vào bể Giai đoạn 3: Giai đoạn lắng Giai đoạn 2: Giai đoạn phản ứng Giai đoạn 4: Giai đoạn xả nước ra CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG DÍNH BÁM Lọc kỵ khí (giá thể cố định dòng... – 90%  Có thể tạo mùi hôi thối khi quản lý kém Bể Mêtan – Khắc phục các nhược điểm của bể lắng 2 vỏ, cho hiệu quả cao nhất trong các công trình xử lý bùn cặn – Ứng dụng với công suất lớn (>10.000 m3/ngày) – Hình dạng: dạng hình trụ, dạng hình chữ nhật, dạng hình trứng, ứng dụng rộng rãi nhất là dạng hình trụ kín có đáy hình nón – Các loại bể:  Bể mêtan có ngăn trần cố định không ngập nước  Bể mêtan... nước  Bể mêtan hình trứng  Bể mêtan bậc 2 lộ thiên Sơ đồ cấu tạo bể Mêtan Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bể Mêtan Mặt cắt bể mêtan (Loại trần ngăn cố định không ngập nước) 1- Ống dẫn hổn hợp cặn (cặn tươi, bùn hoạt tính dư, rác đã nghiền); 2- Ống xả cặn lên men; 3- Ống tháo cạn bể; 4- Ống xả nước bùn ở các độ sâu khác nhau; 5- Thiết bị hâm nóng cặn; 6- Ống dẫn hơi nóng; 7- Máy trộn kiểu chân vịt;... thấp  o o o Thiết bị lọc chân không hình trống Đường kính 3 – 4m, đặt nằm ngang 1/3 đường kính đặt ngập vào thùng chứa bùn Khi trống quay, dưới tác dụng của chân không bùn được hút ép vào bề mặt trống và bám dính một lớp bùn dày 10 - 30mm, đồng thời xảy ra quá trình tách nước ra khỏi bùn  ... XỬ LÝ BÙN (tt) Cơng nghệ xử lý bùn kỵ khí CƠNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG Phân hủy kỵ khí xáo trộn hồn tồn  Bể xáo trộn liên tục, khơng tuần hồn bùn  Bể thích hợp xử lý. .. vùng tách bùn, bọt khí lơi kéo hạt bùn vùng nén bùn lên hình thành lớp bùn thiết bị gạt bùn tập trung hốc chứa nén bùn để từ đưa xử lý CÁC CƠNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG BÙN CẶN  Sân phơi bùn o Làm... gian nén bùn từ đến 24 Các loại bể nén bùn Bể nén bùn trọng lực Bể tuyển Bể nén bùn ly tâm CÁC CƠNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG BÙN CẶN  Sân phơi bùn  Máy ép bùn  Lọc chân khơng Bể nén bùn trọng