Tiểu luận: Quy trình hoạt động công nghệ của bể USBF

Tiểu luận: Quy trình hoạt động công nghệ của bể USBF tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớ...

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG  MÔN HỌC: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHỆ CỦA BỂ USBF Sinh viên thực NGUYỄN ĐÌNH THÀNH 91202203 LÊ THỊ THU THANH 91202201 91202202 VĂN THỊ THU THANH Giảng viên hướng dẫn: TS PHẠM ANH ĐỨC Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIO-USBF 1.1 MÔ TẢ CÔNG NGHỆ BIO-USBF 1.2 ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT 1.3 CẤU TẠO BỂ USBF 1.4 QUÁ TRÌNH VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 1.4.1 Quá trình hoạt động 1.4.2 Nguyên tắc hoạt động công nghệ USBF CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF 12 2.1 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF 12 2.2 QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT 13 2.3 ƯU ĐIỂM CỦA BỂ USBF 15 CHƯƠNG 3: 17 ỨNG DỤNG CỦA BỂ USBF 17 3.1 ỨNG DỤNG CỦA BỂ 17 3.1.1 Giới thiệu 17 3.1.2 Vật liệu phương pháp 18 3.1.3 Kết 20 3.1.4 Thảo luận 21 3.2 So sánh USBF loại bể khác .23 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN .26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 LỜI MỞ ĐẦU Chúng ta sống thời kỳ mà nguồn nước ngày thiếu thốn,vệ sinh môi trường bị ô nhiễm nặng nề, vấn đề nóng bỏng đáng quan tâm toàn giới Việt Nam Sự phát triển nhanh chóng làng nghề, ngành công nghiệp dịch vụ, trình đô thị hoá tập trung dân cư nhanh chóng nguyên nhân gây nên trạng tải môi trường Nước thải không xử lý xử lý không đầy đủ xả trực tiếp vào sông kênh rạch gây nên tượng ô nhiễm nguồn nước trầm trọng Hiện có nhiều phương pháp khác sử dụng công nghệ xử lý nước thải Nhưng phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học sử dụng phổ biến hầu hết hệ thống xử lý Thường hệ thống xử lý đánh giá hiệu việc xử lý khả loại bỏ BOD, nito hay phospho… khả áp dụng chúng giá thành hệ thống, giá thành m3 nước xử lý hay độ phức tạp công nghệ trình vận hành, bảo dưỡng thiết bị… Công nghệ lọc dòng ngược bùn sinh học USBF (Upflow Sludge Blanket Filter) thiết kế dựa trên mô hình động học xử lý BOD, nitrate hoá (nitrification) khử nitrate hóa (denitrification) Lawrence McCarty, Inc lần giới thiệu Mỹ năm 1990 sau áp dụng châu Âu từ năm 1998 trở lại Mô hình công nghệ USBF, công nghệ cải tiến trình bùn hoạt tính kết hợp ba trình Anoxic, Aeration lọc sinh học dòng ngược đơn vị xử lý nước thải Đây điểm khác với hệ thống xử lý bùn hoạt tính kinh điển, thường tách rời ba trình nên tốc độ hiệu xử lý thấp Với kết hợp đơn giản hoá hệ thống xử lý, tiết kiệm vật liệu lượng chi phí cho trình xây dựng vận hành hệ thống Đồng thời hệ thống xử lý nước thải có tải lượng hữu cơ, N P cao CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIO-USBF 1.1 MÔ TẢ CÔNG NGHỆ BIO-USBF Công nghệ Bio-USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration) cải tiến từ qui trình bùn hoạt tính cổ điển kết hợp với trình anoxic vùng lắng bùn lơ lững công trình xử lý sinh học Là hệ thống kết hợp nên chiếm không gian thiết bị kèm Quy trình USBF thiết kế để khử BOD, nitrate hóa/ khử nitrtate khử phốtpho Để khử carbonate, vùng anoxic xem vùng lựa chọn mà pha trộn dòng thải làm tăng khả lắng khống chế trình tăng trưởng vi sinh vật Để nitrate hóa, khử nitrate khử phospho, vùng anoxic đảm đương vai trò Trong qui trình này, NH3-N bị oxy hóa thành nitrite sau thành nitrate vi khuẩn Nitrosomonas Nitrobacter vùng sục khí riêng biệt Nitrate tuần hoàn trở lại vùng anoxic khử liên tục tối đa Trong phản ứng BOD đầu vào xem nguồn carbon hay nguồn lượng để khử nitrate thành phân tử nitơ Hình 1.1: Bể USBF Sự khử phospho học qui trình tương tự chu trình phospho cải tiến từ qui trình Bardenpho Trong qui trình USBF, lên men BOD hòa tan xảy vùng kỵ khí hay vùng anoxic Sản phẩm trình lên men cấu thành thành phần đặc biệt vi sinh vật có khả lưu giữ phospho Trong giai đoạn xử lý hiếu khí, Phospho hòa tan hấp thu phospho lưu trữ vi sinh khuẩn (Acinetabacter) mà chúng sinh trưởng vùng anoxic Phospho sau đồng hóa loại bỏ khỏi hệ thống xác vi sinh hay bùn dư Khối lượng hàm lượng phospho loại bỏ phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ BOD/P nước thải đầu vào Công nghệ Bio-USBF thiết lập nguyên lý bể lắng dòng chảy lên có lớp bùn lơ lững (upflow sludge blanket clarifier) Ngăn có dạng hình thang, nước thải sau xáo trộn từ đáy bể lắng qua hệ thống vách ngăn thiết kế đặc biệt mà xảy trình tạo thủy lực Bể lắng hình thang tạo tốc độ dâng dòng chảy ổn định toàn bề mặt từ đáy đến mặt bể lắng, điều cho phép giảm gradient vận tốc suốt bể lắng 1.2 ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT - Có thể xử lý nguồn nước thải: thành phố, nông nghiệp công nghiệp - Có thể thiết kế cho Hội đồng quản trị (và / COD) loại bỏ, trình nitrat hóa, khử loại bỏ phốt - Có thể tùy chỉnh để đáp ứng đặc trưng dòng vào thông số nước thải - Khả thích ứng dao động từ 300 - 150.000 - Hệ thống mô-đun cho phép phân cấp mở rộng - Quá trình thay đổi trình bùn hoạt tính truyền thống - Quá trình đơn giản, sinh học thân thiện môi trường - Năng lượng tiêu thụ nhu cầu bảo trì tối thiểu - số phận chuyển động - Các hoạt động yêu cầu giám sát danh nghĩa nhân - Thấp chi phí vận hành tổng thể - lượng, biên chế bảo trì 1.3 CẤU TẠO BỂ USBF Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo bể USBF Chú thích: Các chữ số kích thước (cm) (A) : Mương thu nước đầu vào; (B) : Ngăn thiếu khí; (C) : Ngăn hiếu khí; (D) : Ngăn USBF; (E) : Các sục khí; (G) : Ống thu bùn; I, II, III: Các điểm lấy mẫu ngăn thiếu khí, hiếu khí sau trình xử lý; IV : Vị trí tuần hoàn bùn Cấu tạo bể USBF : Bể gồm module chính: ngăn thiếu khí (anoxic),ngăn hiếu khí (aerobic) ngăn lọc bùn sinh học dòng ngược (USBF) Mương chảy tràn thu nước đầu vào nhằm hạn chế tác động dòng vào ngăn thiếu khí tăng hiệu xáo trộn dòng nước thải đầu vào bùn tuần hoàn Mương chảy tràn thu nước đầu ra, ống thu bùn, phận sục khí… Các thiết bị cần thiết bao gồm: máy bơm định lượng bơm nước thải đầu vào, máy bơm bùn, máy khuấy máy thổi khí 1.4 QUÁ TRÌNH VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 1.4.1 Quá trình hoạt động Nước thải chảy từ nguồn thu (hoặc nước thải chính) thông qua chắn để hệ thống máng tách cặn thô để lắng cát Dòng chảy chia thêm thành bốn dòng chảy khí nước thải trước xử lý thông qua kênh phân phối cho lò phản ứng sinh học để xử lý Hệ thống USBF tiên tiến cho nhà máy xử lý nước thải sử dụng công nghệ sinh học trình kích hoạt tải thấp với nitrat hóa / khử dephosphorin hóa sử dụng thống đình bùn hoạt tính Việc tách bùn hoạt tính từ rượu hỗn hợp thực cách tăng lưu lượng bùn lọc (USBF) Tất trình xử lý tách bùn sinh học cung cấp lò phản ứng sinh học tích hợp nhỏ gọn (IBR) Các IBR chứa ba vùng sinh học liên tiếp: - Vùng khử hay vùng anoxic (A) - Vùng khí nitrat hóa zoneor (B) - Vùng kỵ khí hay vùng tách (C) Hình 1.3: Các vùng sinh học bể USBF Khu kỵ khí khử nitơ trộn lẫn máy trộn khí, khu vực nitrat hóa hệ thống sục khí với hiệu suất truyền oxy cao cung cấp cung cấp oxy trộn Áp lực không khí cung cấp máy thổi USBF xây dựng tách khu vực trình nitrat hóa cung cấp dòng chảy nước xử lý Bùn tách từ USBF tách với nitrat từ khu vực nitrat hóa quay trở vùng khử nitơ, rượu hỗn hợp từ cuối vùng khử tái tuần hoàn đến vùng yếm khí Các dòng nước thải vào khu vực kỵ khí nơi đáp ứng với bùn hoạt tính tuần hoàn từ vùng khử Phốt tích lũy sinh vật bùn hoạt tính điều kiện yếm khí số chất từ nước thải phát sinh phốt tích tụ Hỗn hợp từ khu vực kỵ khí sau chảy vào vùng khử, nơi sinh vật hiếu khí tuỳ ý bùn hoạt tính lấy oxy từ nitrat tái tuần hoàn cho trình oxy hóa tiêu thụ số chất từ nước thải Bởi trình này, nitrat chuyển đổi thành khí nitơ, phát hành vào không khí, làm giảm nồng độ nitơ tổng số nước Hỗn hợp từ khu vực khử sau chảy vào khu vực nitrat hóa, tiến hành trình oxy hóa tiêu thụ lại chất hữu nước thải amoni bị oxy hóa vi khuẩn nitrat hóa để nitrat, mà sau tái tuần hoàn để khử mô tả Trong trình xử lý sinh học, bùn hoạt tính lơ lững nhiều lần tiếp xúc với nitrat, khử Nitơ điều kiện kỵ khí Việc bốc bùn thấp kết hợp với nhiều lần thay đổi điều kiện oxic, thiếu oxy kỵ khí phản ứng sinh học bên vòng tuần hoàn khép kín kết hợp hành động lựa chọn sinh học (nước thải học trước điều trị vào khoang kỵ khí phản ứng sinh học), kết việc hình thành cụ thể bùn hoạt tính Sản phẩm kích hoạt bùn có số khối lượng bùn thấp thường 100 ml /g trường hợp xử lý nước thải Việc đưa de-nitrat hóa trình tranh luận vòng lặp phục hồi sau giảm độ pH trình nitrat hóa, giảm tổng hàm lượng nitơ Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động mô hình USBF Bùn dư thừa, xây dựng trình, không ngừng loại bỏ khỏi trình bùn trước chất làm đặc Các nước bề mặt chảy trở lại kích hoạt thông qua đường ống tràn bùn trước dầy bơm vào bể bùn giữ Bể brokenly ga để giữ bùn điều kiện phòng ngừa giữ phát hành oxic phốt pho, giai đoạn có tiến thêm bùn dày lên cách bơm nước trở lại kích hoạt 1.4.2 Nguyên tắc hoạt động công nghệ USBF Hình 1.5: sơ đồ nguyên tắc hoạt động công nghệ USBF Giai đoạn đầu tiên: Trong giai đoạn này, dòng vào nhập vào hệ thống để lắng sơ cấp Đối với giai đoạn này, giảm 60% nồng độ TSS dự kiến​ ​ Giai đoạn thứ hai: Trong giai đoạn này, chảy đến liệu (sau sục khí) nhập vào hệ thống loại bỏ đặc biệt cho cacbon hữu Quá trình nitrat hóa thực giai đoạn Thời gian lưu nước 2-8 h Giai đoạn thứ ba: Trong giai đoạn này, nước thải bước vào giai đoạn sau thông khí khử nitrat hóa Nitrat chuyển đổi sang nitro-gen khí giai đoạn Giai đoạn thứ tư: Trong giai đoạn này, nước thải thông qua từ thiết bị tách lọc từ ngăn bùn Giai đoạn thứ năm: Trong giai đoạn này, nước thải trước giải thông qua từ kênh dặt dải phân cách sau thải hệ thống Hình 1.6 - Nước với bùn đến khu vực phân tách - Tốc độ giảm hình thành lớp bùn tích tụ hạt bùn độ bám dính - Lớp bùn trở thành cố định tạo thành phương tiện lọc - Phía chăn bùn tạo thành bề mặt ngang mức nước - Xử lý nước thải thu hồi bề mặt lớp bùn Các kết xử lý nước thải cho thấy BOD nước thải cuối HRT khác - số thổi không khí; thấp 20 mg/l có hiệu loại bỏ họ lên đến 82% 10 Hình 2.1: Nguyên tắc hoạt động bể USBF NH3 + O2 Nitrosomonas HNO2 + 2H2O HNO2 + O2 Nitrobacter 2HNO3 Hoặc: (NH3)2 CO3 + 3O2 2HNO2 + CO2 + 3H2O HNO2 + O2 2HNO3 Tốc độ giai đoạn xảy nhanh gấp lần so với giai đoạn hai Bằng thực nghiệm người ta chứng minh lượng oxy tiêu hao để oxyhóa 1mg nitơ muối amon giai đoạn tạo nitrit 343 mg O2, giai đoạn tạo nitrat 4,5 mg O2 Sự có mặt nitrat nước thải phản ánh mức độ khoáng hóa hoàn thành chất bẩn hữu Quá trình nitrat hóa có ý nghĩa quan trọng kỹ thuật xử lý nước thải Trước tiên phản ánh mức độ khoáng hóa chất hữu trình bày Nhưng quan trọng trình nitrat hóa tích lũy lượng oxy dự trữ dùng để oxy hóa chất hữu không chứa nitơ lượng oxy tự (lượng oxy hòa tan) tiêu hao hoàn toàn cho trình 2.2 QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT Quá trình khử nitrat trình tách oxy khỏi nitrit, nitrat tác dụng vi 13 khuẩn yếm khí (vi khuẩn khử nitrat) Oxy tách từ nitrit nitrat dùng lại để oxy hóa chất hữu Lượng oxy giải phóng trình khử nitrit N2O3 2,85 mg oxy/1mg nitơ Nitơ tách dạng khí bay vào khí Quy trình USBF có khả khử BOD5 đến mg/l, TSS 10 mg/l, Nitơ tổng cộng 1.0 mg/l phospho tổng cộng 0.5 ÷ 2.0 mg/l Quá trình đặc biệt khử phospho đến 0.2 - 0.5 mg/l thực cách thêm muối kim loại vùng hiếu khí thời điểm dòng thải bắt đầu vào vùng lắng Các loại muối sử dụng muối nhôm (Al2(SO4)3.14H2O), Aluminate natri (Na2O.Al2O3), Chlorua sắt (FeCl3), (FeCl2), Sulfate sắt (FeSO4.H2O) hay Sulfate sắt (Fe2(SO4)3) Khi phần lớn phospho qui trình USBF (> 80%) bị hấp thu phương pháp sinh học, hàm lượng muối kim loại keo tụ không đáng kể đưa vào hệ thống không phát sinh nhiều bùn thải Ví dụ: Khử phospho FeSO4 xảy theo hai phản ứng sau: Kết tủa phospho FeSO4 + 2PO43- Fe3(PO4)2 + 3SO4 2- Fe 3+ + 3HCO3- Fe(OH)3 Theo hai phản ứng trên, đểloại bỏ2 mg/l PO4-3, theo lý thuyết sẽsinh mg/l bùn.Trong thực tế5 mg/l bùn sinh khử1 mg/l PO4-3 Đối với nước thải đầu vào có 240 mg/l BOD tốc độsinh trưởng bùn 0.6 lbs TSS/lb BOD khử, sử dụng FeSO4 để khử mg/l PO4 -3, Tổng lượng bùn sinh chiếm khoảng 7% Qui trình USBF thiết lập nguyên lý bể lắng dòng chảy lên có lớp bùn lơ lửng (Upflow Sludge Blanket Clarifier) Ngăn có dạng hình thang, nước thải sau xáo trộn từ đáy bể lắng qua hệ thống vách ngăn thiết kế đặc biệt mà xảy trình tạo thủy lực Bể lắng hình thang tạo tốc độ dâng dòng chảy ổn định toàn bề mặt từ đáy đến mặt bể lắng, điều cho phép giảm gradient vận tốc suốt bể lắng 14 2.3 ƯU ĐIỂM CỦA BỂ USBF - Giảm chi phí đầu tư USBF kết hợp tất công đoạn xử lý vào bể làm giảm kích thước bể giảm chi phí đầu tư công trình - Chi phí vận hành bảo trì thấp Với thiết kế gọn, tối thiểu hóa động cơ, thiết bị động, vận hành theo chế độ tự chảy hạn chế việc giám sát trình hạn chế đến mức tối đa chi phí vận hành bảo trì - Hiệu suất xử lý cao Với thiết kế gọn, công nghệ thiết kế nhằm khử chất hữu dạng carbon (BOD, COD) chất dinh dưỡng (N, P) nên chất lượng nước thải sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn thải theo yêu cầu hàm lượng chất dinh dưỡng mà công trình xử lý sinh học thông thường khác khó đạt Nồng độ BOD5 TSS sau xử lý nhỏ 10 mg/l N-NH3 nhỏ 0.5 mg/l USBF xử lý chất hữu dạng carbon Ni tơ phốtpho - Lượng bùn thải bỏ Hệ thống thiết kế với tuổi bùn tối thiểu 25 ngày nên lượng bùn sản sinh với hệ thống sinh học hiếu khí thông thường - Hạn chế mùi Dưới điều kiện phân hũy hiếu khí nồng độ bùn lớn làm giảm tác nhân gây mùi Bể USBF lắp đặt khu vực đông dân cư mà không sợ ảnh hưởng mùi - Thay đổi thể tích linh động Bể lắng hình côn bể tạo không gian trống để phản ứng khác xảy chung quanh thân bể lắng thay đổi thể tích linh động, tác động lên thể tích công đoạn lại Bể USBF chịu tải lưu lượng, lưu lượng tăng cao, lớp bùn họat tính dâng cao hình thành diện tích lọc lớn nên ảnh hưởng đến chất lượng nước đầu 15 - Thiết kế theo đơn nguyên Do kết hợp nhiều trình xử lý công trình nên USBF gần công trình thiết kế hoàn chỉnh, mặt khác có kiểu dáng hình khối chữ nhật nên thuận tiện để thiết kế t hành đơn nguyên Việc đơn nguyên hóa công trình giúp việc thiết kế công trình linh động mặt bằng, công suất hệ thống Chính kiểu dáng đơn giản nên thiết kế công nghệ BF để cải tạo công trình cũ hay lắp đặt không gian có sẵn - Tăng cường khả làm khô bùn Sự gia tăng tuổi bùn hệ thống cải thiện cấu trúc đặc tính học làm cho trình làm khô bùn xảy nhanh - Không cần bể lắng đợt Công nghệ USBF thường không cần bố trí bể lý đợt phía trước Đối với hệ thống lớn cần trang bị hệ thống sàng rác, loại cát để đảm bảo cho yêu cầu xử lý sinh học - Tiết kiệm mặt sử dụng Công nghệ USBF kết hợp tất trình khử nitrat, nitrat hóa, lắng ổ định bùn công trình làm giảm kích thước chung công trình dẫn đến tiết kiệm mặt sử dụng 16 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA BỂ USBF 3.1 ỨNG DỤNG CỦA BỂ 3.1.1 Giới thiệu Ngày nay, vấn đề xử lý nước thải xem xét từ quan điểm khác nước phát triển phát triển Quan điểm nước công nghiệp việc tái sử dụng nước thải phát triển pháp luật tiêu chuẩn cứng nhắc cho xử lý chất thải cho môi trường Đối với thái độ với, họ cố gắng sử dụng quy trình xử lý nước thải đại với khả Mặt khác, quan điểm nước phát triển để xử lý nước thải cho công tác phòng chống bệnh truyền nhiễm cộng đồng nhân loại Khi nghe, nước phát triển, trình trình mà loại bỏ chất gây ô nhiễm với số lượng lớn nước thải cụ thể chất hữu mầm bệnh Tuy nhiên, quốc gia nên cố gắng sử dụng quy trình xử lý nước thải đại bể USBF mà thay đổi bùn hoạt tính xem công nghệ xuất sắc cho xử lý nước thải thành phố Nó tuyên bố lý tưởng để sử dụng cải tạo nước, xử lý nước thải công nghiệp nhà máy có chỉnh Tại trình USBF, bùn mà vào vùng anoxic rút trọng lực vào khoang thông khí sau xuống đáy lắng USBF, từ nơi tràn Phần lại sau tái chế từ máy bơm không vận sử dụng, mà không cần lượng cấu hình vòng lặp nội Qui trình USBF bao gồm số đơn vị Đây sàng lọc thô, bơm, buồng sạn, lắng sơ cấp, kích hoạt (thông khí lắng thứ cấp, trình nitrat hóa khử nitơ), khử trùng khử nước Việc thiết kế hoạt động trình USBF thực giai đoạn hai giai đoạn Trong trình USBF giai đoạn hai, điều kiện yếm khí cần thiết để loại bỏ P-sinh học cung cấp Imhoff xe tăng giữ nước thải giai đoạn đầu hoạt động Tuy nhiên, giai đoạn USBF, xe tăng Imhoff di dời P-loại bỏ thực cách bổ sung vôi Kể từ hệ thống tất quy trình cần thiết tích hợp vào phản ứng sinh học, 17 kích thước thiết bị chi phí giảm đáng kể so với thay đổi khác bùn hoạt tính Mục đích dự án này, hoàn thành vào năm 2006, xác định điều kiện điều trị tốt cho chất hữu loại bỏ từ nước thải sinh hoạt cách sử dụng quy trình USBF tầng 3.1.2 Vật liệu phương pháp Một giai đoạn sử dụng cho dự án lò phản ứng bốn ngăn làm từ swoij thủy tinh có độ dày 4mm khối lượng nước tổng thể lào phản ứng 4L, ngăn sau: - 1: lắng sơ cấp - 2: trình khử nito - 3: sục khí - 4: dải phân cách cho lắng thức Các đơn tầng USBF lò phản ứng sử dụng cho dự án lò phản ứng bốn ngăn làm từ sợi thủy tinh mm độ dày Khối lượng chất lỏng tổng thể lò phản ứng L ngăn sau: lắng sơ cấp, khử nitơ, khí dải phân cách cho lắng thức Hình cho thấy sơ đồ hệ thống thí nghiệm Các hoạt động năm bước xử lý cần thiết cho trình USBF thực cách sử dụng lò phản ứng đơn giản Các giai đoạn sau: Giai đoạn đầu tiên: Trong giai đoạn này, dòng vào nhập vào hệ thống để lắng sơ cấp Đối với giai đoạn này, giảm 60% nồng độ TSS dự kiến Giai đoạn thứ hai: Trong giai đoạn này, chảy đến nguyên liệu (sau sục khí) nhập vào hệ thống loại bỏ đặc biệt cho cacbon hữu Quá trình nitrat hóa thực giai đoạn Thời gian lưu nước khoảng 2-8 h Giai đoạn thứ ba: Trong giai đoạn này, nước thải bước vào giai đoạn sau thông khí khử nitrat hóa Nitrat chuyển đổi thành khí nitơ (N2) giai đoạn 18 Giai đoạn thứ tư: Trong giai đoạn này, nước thải thông qua từ thiết bị tách lọc từ lọc bùn Giai đoạn thứ năm: Trong giai đoạn này, nước thải trước giải thông qua từ kênh đặt dải phân cách sau thải từ hệ thống Như đề cập trên, dòng vào vào hệ thống nhập vào phận sục khí, sau từ sơ cấp lắng đơn vị khử sau thông qua từ dải phân cách lưu vực lắng Dòng vào để tách giai đoạn lắng trở lại phận khử máy bơm điện sau trình nitrat hóa Tỉ lệ lợi nhuận lý nước thải cho đơn vị khử điều chỉnh vào khoảng đến lần dòng vào cho đơn vị sục khí Các sục khí cần thiết thực hai máy bơm hồ lượng oxy hòa tan giữ lâu dài khoảng 2-3 mg/l Để chuẩn bị bọt khí oxy cần thiết, hai khuếch tán với khả chuyển oxy cao sử dụng Thích ứng khối lượng sinh vật với mẫu nước thải tổng hợp bắt đầu sau thực hiện, chức tiếp tục khoảng hai tuần Vào cuối giai đoạn thích ứng, bùn lắng hình thành dải phân cách coi hoàn toàn ổn định nhỏ gọn với mật độ khoảng 1,03 kg/l Các thông số kỹ thuật nước thải đầu vào tổng hợp để thí điểm USBF sau: BOD5 = 250 mg/l COD = 277 mg/l TSS = mg/l Hợp chất sử dụng việc chuẩn bị mẫu nước thải sữa đặc khô TSS giống nước máy USBF thí điểm đưa vào hoạt động ba lần sục khí khác (HRT 6, với gia tăng BOD5 chảy đến 1,5 lần) Trong tất giai đoạn, tuổi bùn điều chỉnh để khoảng 20 d nồng độ MLSS MLVSS giữ khoảng 6000 8000 mg/l Lấy mẫu thử nghiệm dòng vào USBF thí điểm thực sau thời gian thích ứng Trong nghiên cứu này, thông số đo mẫu nước thải chảy đến vị trí thí điểm USBF bao gồm BOD5 CODvà TSS Phân tích thông số có tất thực theo thủ tục 19 mô tả phương pháp chuẩn tất thực theo thủ tục mô tả phương pháp chuẩn 3.1.3 Kết Các kết thu bốn giai đoạn trình bày hình 1.7 1.8 Bảng 3.1 Hình 1.7 cho thấy BOD nước thải cuối HRT khác nhau, nhỏ 20 mg/l có hiệu loại bỏ họ lên đến 82% Hình 1.8 cho thấy COD nước thải cuối HRT khác thấp 23 mg/l có hiệu loại bỏ họ lên đến 85% Kết BOD, COD, TSS, độ đục nước thải cho giai đoạn khác xử lý nước thải thể Bảng 3.1 Trong hầu hết trường hợp, nồng độ TSS nước thải mg/l lý hình thành cục máu đông bùn nhỏ gọn dải phân cách lắng hệ thống Hiện tượng làm giảm khả bùn thoát khỏi hệ thống Bảng 3.1: Kết xử lý nước thải Giai đoạn hoạt động Thử nghiệm/ mẫu tb Giai đoạn HTR =6h BOD5 (mg/l) 25 22 24 20 22.75 COD (mg/l) 28 25 27 23 25.75 TSS (mg/l) 0.9 0.6 0.8 0.7 0.75 Độ đục (NTU) 1.1 0.8 0.9 0.8 0.9 BOD5 (mg/l) 31 27 24 24 26.25 COD (mg/l) 34 30 27 26 29.25 TSS (mg/l) 0.9 0.8 0.9 0.9 Độ đục (NTU) 1.5 1 1.125 BOD5 (mg/l) 120 145 155 148 142 COD (mg/l) 132 160 170 162 156 Giai đoạn HTR= 4h Giai đoạn HTR = 2h 20 TSS (mg/l) 1.8 1.9 1.8 1.8 1.825 Độ đục (NTU) 2.5 2 2.125 Giai đoạn (HRT = BOD5 (mg/l) 32 31 30 30 30.75 cách tăng BOD5 COD (mg/l) COD chảy đến 375 TSS (mg/l) 416 mg/l, tương ứng) Độ đục (NTU) 36 35 34 33 34.5 0.8 0.9 0.9 0.9 1 1 Nước thải thô: COD = 277 mg/l, BOD5 = 250 mg/l 3.1.4 Thảo luận Cho đến nay, liệu có sẵn hoạt động USBF hạn chế Mosquera-Corral et al nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy đóng hộp cá sử dụng USBF Kết rõ ràng cho thấy loại bỏ đáng kể hợp chất hữu nitơ cộng với sản xuất khối lượng lớn khí mêtan giai đoạn kỵ khí điều trị Fernández et al sử dụng trình USBF xử lý nước thải thành phố Các kết nghiên cứu cho thấy tính khả thi trình USBF từ kỹ thuật quan điểm kinh tế Như thể hình 1.7, 1.8, hiệu suất xử lý hai BOD5 COD tăng lên cách tăng thời gian lưu giữ nước thải lò phản ứng Về mặt này, tìm thấy tỷ lệ loại bỏ BOD5 cải thiện từ 75% (bằng cách áp dụng HRT h) đến 92% giai đoạn việc áp dụng HRT h Sự khác biệt cao chủ yếu thích ứng tăng MLSS với đặc điểm nước thải tổng hợp với tăng trưởng vi khuẩn vùng hiếu khí Cần lưu ý nghiên cứu này, HRT tối thiểu cần thiết để đạt đến loại bỏ chấp nhận BOD5 từ nước thải cuối để đáp ứng tiêu chuẩn xả thải h, so với HRT h nồng độ BOD5 không đạt đến 128 mg/l Chúng kết luận trình USBF giai đoạn không nên vận hành giai đoạn sục khí nhỏ h Tương tự h giai đoạn sục khí, giai đoạn áp dụng HRT h 21 khác biệt đáng kể BOD5 hiệu suất xử lý mẫu khác Điều tỷ giá cố định hữu tải điều kiện môi trường thống nhất, trộn thường xuyên sục khí công ty Cuối cùng, thể hình 1.7, 1.8, giai đoạn h HRT cách tăng BOD5 ban đầu lên 1,5 lần, hiệu xử lý cải thiện theo thời gian từ ban đầu 45,4% đến khoảng 88% cho mẫu cuối Một lần nữa, tỷ lệ loại bỏ BOD5 trì gần không đổi bốn mẫu cuối cùng, lý nêu cho giai đoạn trước liên quan đến hiệu suất hệ thống xử lý COD Với kết cho thấy giảm tối đa 94% cách áp dụng HRT Làm nào-bao hết, hiệu điều trị cao khoảng 90% đạt giai đoạn áp dụng h HRT Vì tất mẫu nước thải sử dụng thí nghiệm chuẩn bị tổng hợp, ảnh hưởng trình USBF TSS giải thích cách dễ dàng Kết chắn cho thấy nồng độ TSS nước thải hệ thống xử lý chưa vượt 2,8 mg/l Bằng cách so sánh với nồng độ ban đầu, tăng nhẹ TSS sau điều trị thường ký hiệu nên quy cho xuất MLSS nước thải thức Về mà chăn bùn hình thành trình USBF đủ dày đặc để ngăn chặn rò rỉ chất rắn lơ lửng thực tế, vấn đề hình thành lớp bùn tốt không đáng kể, TSS hiệu xử lý thấp hệ thống 33% coi đủ để đáp ứng tiêu chuẩn hành quy định quan bảo vệ môi trường So sánh kết nghiên cứu với trình khác trình USBF lựa chọn đầy hứa hẹn cho xử lý nước thải nước Naghizadeh et al điều tra việc thực phản ứng sinh học sợi rỗng màng để xử lý nước thải thành phố Hiệu xử lý trình cho COD, tổng nitơ Kejeldahl (TKN), nitơ tổng số (TN) tổng phốt (TP) xác định tương ứng 99,3, 98,1, 85,5 52,0% Trong năm gần đây, hàng loạt chuỗi phản ứng (SBR) công nghệ nghiên cứu nhiều cho xử lý nước thải hoạt động thích hợp Theo Mahvi et al., hiệu suất xử lý BOD5, COD, TSS, TKN, TN TP từ nước thải 22 sinh hoạt theo quy trình SBR thu phạm vi tương ứng 96,8-97,7, 93,094,9, 96,7-99,0, 69,0-85,4, 57.9 -71,4 55,9-68,5%, 3.2 SO SÁNH USBF VÀ CÁC LOẠI BỂ KHÁC USBF UASB Định Là công trình xử lý Là bể xử lý sinh học nghĩa sinh học cải tiến từ dòng chảy ngược qua qui trình bùn hoạt tính tầng bùn kỵ khí cổ điển kết hợp với trình anoxic vùng lắng bùn lơ lững Theo quy tình mẻ liên tục Cấu tạo - Anoxic - Aeration - Lọc sinh học dòng ngược Đặc điểm - Xử lý nước thải có - Xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu tải lượng hữu cơ, N cao, chất rắn thấp P cao - Xử lý nhiều loại nước thải có chấ hữu nito cao - Xử lí chất ô nhiểm có nồng độ thấp Hiệu suất - Hiệu suất 85% - Hiệu suất loại BOD thấp (do phát triển vsv hình sợi) - Nồng độ cao - COD sau xử lý [...]... phân cách lắng đọng trầm tích của hệ thống Hiện tượng này làm giảm khả năng của bùn thoát ra khỏi hệ thống Tỷ lệ loại bỏ COD và BOD Hình 1.7: Biểu đồ loại bỏ BOD5 sinh học phụ thuộc vào số giờ thổi HRT không khí Hình 1.8: Biểu đồ loại bỏ COD sinh học phụ thuộc vào số giờ thổi HRT không khí 11 CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF 2.1 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF Bể được thiết kế nhằm kết hợp... nồng độ bùn lớn làm giảm những tác nhân gây mùi Bể USBF có thể lắp đặt tại những khu vực đông dân cư mà không sợ ảnh hưởng bởi mùi - Thay đổi thể tích linh động Bể lắng hình côn trong bể tạo không gian trống để các phản ứng khác xảy ra chung quanh và bản thân bể lắng cũng có thể thay đổi thể tích linh động, tác động lên thể tích của các công đoạn còn lại Bể USBF cũng có thể chịu được sự quá tải lưu lượng,... lắng, điều này cho phép sự giảm gradient vận tốc dần dần trong suốt bể lắng 14 2.3 ƯU ĐIỂM CỦA BỂ USBF - Giảm chi phí đầu tư USBF kết hợp tất cả các công đoạn xử lý vào một bể làm giảm kích thước các bể và giảm chi phí đầu tư công trình - Chi phí vận hành và bảo trì thấp Với thiết kế gọn, tối thiểu hóa các động cơ, các thiết bị cơ động, vận hành theo chế độ tự chảy sẽ hạn chế việc giám sát quá trình... dụng - Mắc tiền - Do hệ thống hoạt động theo mẻ, nên cần phải có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau - Công suất xử lý thấp ( do hoạt động theo mẻ) - Người vận hành phải có kỹ thuật cao Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao, xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cặn 25 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN USBF là công nghệ được nhiều chuyên gia... thải hiện đại bể USBF mà là một thay đổi mới của bùn hoạt tính được xem như là một công nghệ xuất sắc cho xử lý nước thải thành phố Nó cũng được tuyên bố là lý tưởng để sử dụng trong cải tạo nước, xử lý nước thải công nghiệp và các nhà máy hiện có sự chỉnh Tại quá trình USBF, bùn mà đi vào một vùng anoxic được rút ra bởi trọng lực vào một khoang thông khí và sau đó xuống đáy của lắng USBF, từ nơi nó... dữ liệu có sẵn trên hoạt động USBF còn hạn chế Mosquera-Corral et al nghiên cứu về xử lý nước thải của một nhà máy đóng hộp cá sử dụng USBF Kết quả rõ ràng đã cho thấy loại bỏ đáng kể các hợp chất hữu cơ và nitơ cộng với sản xuất một khối lượng lớn khí mêtan do giai đoạn kỵ khí chính của điều trị này Fernández et al được sử dụng quá trình USBF xử lý nước thải thành phố Các kết quả của nghiên cứu này... tuần hoàn bùn Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính chảy vào ngăn thiếu khí Ngăn này có vai trò như là ngăn chọn lọc thiếu khí (Anoxic Selector) thực hiện hai cơ chế chọn lọc động học (Kinetic Selection) và chọn lọc trao đổi chất (Metabolism Selection) để làm tăng cường hoạt động của vi sinh vật tạo bông nhằm tăng cường hoạt tính của bông bùn và kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi gây vón... Nguyên tắc hoạt động bể USBF 2 NH3 + 3 O2 Nitrosomonas 2 HNO2 + 2H2O 2 HNO2 + O2 Nitrobacter 2HNO3 Hoặc: (NH3)2 CO3 + 3O2 2HNO2 + CO2 + 3H2O 2 HNO2 + O2 2HNO3 Tốc độ của giai đoạn một xảy ra nhanh gấp 3 lần so với giai đoạn hai Bằng thực nghiệm người ta chứng minh lượng oxy tiêu hao để oxyhóa 1mg nitơ của muối amon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O2, ở giai đoạn tạo nitrat là 4,5 mg O2 Sự có mặt của nitrat... lượng do cấu hình vòng lặp nội bộ Qui trình USBF bao gồm một số đơn vị Đây là sàng lọc thô, bơm, buồng sạn, lắng sơ cấp, kích hoạt (thông khí và lắng thứ cấp, quá trình nitrat hóa và khử nitơ), khử trùng và khử nước Việc thiết kế và hoạt động của quá trình USBF có thể được thực hiện hoặc trong một giai đoạn duy nhất hoặc trong hai giai đoạn Trong quá trình USBF giai đoạn hai, điều kiện yếm khí cần thiết... giờ giữ nước thải ở giai đoạn đầu hoạt động Tuy nhiên, trong một giai đoạn USBF, xe tăng Imhoff được di dời và P-loại bỏ được thực hiện bằng cách bổ sung vôi Kể từ khi hệ thống này tất cả các quy trình cần thiết được tích hợp vào một phản ứng sinh học, 17 kích thước thiết bị và chi phí có thể được giảm đáng kể so với những thay đổi khác của bùn hoạt tính Mục đích chính của dự án này, đã được hoàn thành ... 1.4.1 Quá trình hoạt động 1.4.2 Nguyên tắc hoạt động công nghệ USBF CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF 12 2.1 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF 12 2.2 QUÁ... sinh học phụ thuộc vào số thổi HRT không khí 11 CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF 2.1 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF Bể thiết kế nhằm kết hợp trình loại bỏ carbon (COD, BOD), trình nitrat... QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT 13 2.3 ƯU ĐIỂM CỦA BỂ USBF 15 CHƯƠNG 3: 17 ỨNG DỤNG CỦA BỂ USBF 17 3.1 ỨNG DỤNG CỦA BỂ 17 3.1.1 Giới thiệu