Báo cáo chuyên đề Bể bùn hoạt tính hiếu khí Unitank

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG  BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ: BỂ BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ UNITANK Sinh viên thực : ĐẶNG BẢO QUỐC Lớp - 91202045 TRẦN NGUYỄN MỘNG QUYÊN - 91202184 ĐOÀN LÊ QUYÊN - 91202183 : 12090201 Khoá : ĐH 16 Giảng viên hướng dẫn : TS PHẠM ANH ĐỨC Tp Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 11 năm 2014 MỤC LỤC CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ 1.1.Nguyên tắc hoạt động bể sinh học hiếu khí 1.2.Khái quát dạng bể xử lý sinh học bùn hoạt tính hiếu khí .7 1.2.1 Bể bùn hoạt tính truyền thống 1.2.2 Bể Aerotank 1.2.3 Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn 10 1.2.4 Dòng chảy nút (Bể bùn hoạt tính cấp khí giảm dần) .11 1.2.5 Thổi khí nhiều bậc (bể bùn hoạt tính nạp nước thải theo bậc) .11 1.2.6 Mương oxy hóa 12 1.2.7 Bể hiếu khí gián đoạn – SBR (Sequencing Batch Reactor) .13 1.2.8 Bể Unitank 15 1.3 Ưu nhược điểm công nghệ xử lý nước thải sinh học hiếu khí 16 CHƯƠNG 2: BỂ BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ UNITANK 17 2.1 Giới thiệu bể UNITANK 17 2.2 Các giai đoạn xử lý bể Unitank 19 2.2.1 Quy trình áp dụng xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp sinh học Unitank 22 2.2.2 Xử lý nước thải khu công nghiệp công nghệ Unitank 23 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất UNITANK 24 2.2.4 Ưu nhược điểm công nghệ UNITANK 28 2.2.5 Các lĩnh vực ứng dụng .29 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÊ UNITANK 32 3.1 Các công thức tính toán thiết kế bể UNITANK 32 3.2 Ví dụ tính toán thiết kế bể UNITANK 34 CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG UNITANK .37 4.1 Vận hành hệ thống UNITANK 37 4.2 Điều khiển hệ thống UNITANK 38 4.3 Các thông số kiểm soát trình xử lý .39 4.4 Ví dụ hệ thống UNITANK 41 4.4.1 Lưu lượng, đặc tính chất lượng nước: .41 4.4.2 Xử lý nước thải chương trình tuyến đường trình thực tập, nguyên tắc đặc điểm trình 41 4.4.2.1 Quy trình 42 4.4.2.2.Nguyên tắc quy trình đặc điểm 42 4.4.3 Cấu trúc chính, chức năng, kích thước, thiết kế thông số, kiểm soát hoạt động quản lý bảo trì .42 4.4.3.1 Tổng quan xây dựng nhà máy xử lý 43 4.4.3.2 Một số lưu ý 43 4.4.4 Các thông số hoạt động bể UNITANK 43 4.4.5 Các số theo mục đích sử dụng 43 4.4.6 Chi phí đầu tư 44 4.4.7 Vấn đề cần lưu ý dự án: .44 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 45 Danh mục hình Hình 1.1: mối quan hệ trình Hình 1.2: Đồ thị tăng trưởng vi khuẩn bể xử lý Hình 1.3: Đồ thị tăng trưởng tương đối vi sinh vật bể xử lý nước thải Hình 1.6: Bể bùn hoạt tính truyển thống .7 Hình 1.4: Quá trình khử nito Hình 1.5: Quá trình khử phospho Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống xử lý hiếu khí nước thải 10 Hình 1.8: Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn .11 Hình 1.9: Hệ thống bùn hoạt tính nạp nước thải theo bậc 12 Hình 1.10: Mương oxy hóa 13 Hình 1.11: Các bước xử lý chu kỳ hoạt động hệ thống SBR .14 Hình 1.12: Bể SBR 15 Hình 2.1: Cấu hình UNITANK thông thường .17 Hình 2.2: Một dạng cấu hình khác UNITANK .18 Hình 2.3: Quá trình hoạt động bể UNITANK .20 Hình 2.4: Sơ đồ hoạt động Unitank 22 Hình 2.5: Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt Unitank 23 Hình 2.6: Sự gia tăng tốc độ tăng trưởng theo cấp số nhân với gia tăng nồng độ chất, đến tối đa 27 Hình 2.7: Sự ảnh hưởng độc chất đến sinh trưởng vi sinh vật 28 Hình 2.6: UNITANK® multitrain - thành phố Brasilia - Brazil 30 Hình 2.7: UNITANK® đa tầng - nhà máy đường Cam Ranh - Việt Nam 30 Hình 2.8: UNITANK® CƠ BẢN - cấu hình chữ nhật Nhà máy lọc dầu Pemex – Mexico .31 Hình 2.9: UNITANK® NÂNG CAO - cấu hình tròn-Rousselot – Argentina .31 Hình 4.1: Sơ đồ vận hành vi sinh vật bể .39 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa COD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học F/M Food/ Microorganism Tỷ lệ thức ăn/ vi sinh vật MLSS Mixed Liquor Recycled Cặn lơ lửng hỗn hợp bùn MLTSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solids Tổng cặn lơ lửng hỗn hợp bùn MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solids Các chất rắn lơ lửng dễ bay hỗn hợp bùn SRT Solids Retention Time Thời gian lưu bùn ĐẶT VẤN ĐỀ Nước thải xuất phát từ hai nguồn chính: nước thải sinh hoạt người nước thải từ ngành công nghiệp sản xuất Tại Anh, tổng khối lượng nước thải từ ngành công nghiệp khoảng lần so với nước thải sinh hoạt Nếu không xử lý, thải trực tiếp môi trường nguồn tiếp nhận trở nên bị ô nhiễm bệnh truyền qua đường nước lây lan rộng rãi Từ năm đầu kỷ XX biện pháp xử lý sinh học đưa ra, sở để xử lý nước thải toàn giới Nó đơn giản giam hãm vi khuẩn tự nhiên nồng độ cao nhiều bể Những vi khuẩn này, với số động vật nguyên sinh vi sinh vật khác, gọi chung bùn hoạt tính Khái niệm xử lý đơn giản Các vi khuẩn loại bỏ phân tử carbon hữu cách “ăn” chúng Kết vi khuẩn phát triển nước thải làm Nước thải xử lý sau thải vào vùng nước - thường sông biển Để tìm hiều rõ hơn, chuyên đề tìm hiểu công nghệ sử dụng bùn hoạt tính bể UNITANK CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ 1.1 Nguyên tắc hoạt động bể sinh học hiếu khí Nguyên tắc hoạt động công nghệ sử dụng VSV hiếu khí phân hủy chất hữu nước thải có đầy đủ oxy hòa tan nhiệt độ, pH,…thích hợp Quá trình phân hủy chất hữu nhờ VSV gọi trình oxy hóa sinh hóa Để thực trình này, chất hữu hòa tan, chất keo chất phân tán nhỏ nước thải cần di chuyển vào bên tế bào VSV Mặc dù có hàng ngàn phản ứng hóa học liên quan đến trao đổi chất loại vi khuẩn xác định ba trình có liên quan đến xử lý sinh học nước thải Đó là: - Tiêu hóa Hô hấp Tăng trưởng phân chia Các trình đánh giá cao tích hợp mối quan hệ chúng tế bào vi khuẩn biểu thị sau: Hình 1.1: Đại diện loại vi khuẩn cho thấy mối quan hệ trình Hình cho thấy đường tiêu hóa cac bon hữu Một số theo đường trình dị hóa hô hấp kết thúc CO Carbon bị vào hệ thống Carbon hữu lại sau trình đồng hóa theo đường tăng trưởng kết thúc sinh khối Do carbon giử hệ thống Mục đích hô hấp để cung cấp lượng cần thiết cho tăng trưởng trì vi khuẩn Tốc độ trình oxy hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng tạp chất mức độ ổn định lưu lượng nước thải vào hệ thống nước xử lý Ở mổi điểm định, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa chế độ thủy động, hàm lượng oxy nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng nguyên tố vi lượng Các hợp chất hữu sử dụng nguồn cacbon lượng (tăng trưởng dị dưỡng), Quá trình phân hủy chất hữu vi sinh vật hiếu khí mô tả sơ đồ: C10H19O3N + O2 + chất dinh dưỡng → C5H7NO2 + H2O + CO2 + NH4+… Chất hữu sinh khối Nhận điện tử ¼ O2 + H+ + e - → ½ H2 O Nguồn Cacbon Nguồn lượng: cho điện tử 1/50C10H19O3N + 9/25H2O → 9/50CO2 + 1/50NH4+ + 1/50HCO3- + H+ + eTrong điều kiện hiếu khí NH4+ H2S bị phân hủy nhờ trình nitrat hóa, sunfat hóa vi sinh vật tự dưỡng: NH4+ + 2O2  NO3- + 2H+ H2O + H; H2S + 2O2  SO4+ + 2H+ + H Hoạt động vi sinh vật hiếu khí bao gồm trình dinh dưỡng: vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ, chất dinh dưỡng nguyên tố vi lượng kim lọai để xây dựng tế bào tăng sinh khối sinh sản Quá trình phân hủy: vi sinh vật oxy hóa chất hữu hòa tan dạng hạt keo phân tán nhỏ thành nước CO tạo chất khí khác 1.2 Mô tả trình sinh học hiếu khí Quá trình phân hủy chất bẩn hữu công nghệ sinh học hiếu khí trình lên men vi sinh vật điều kiện có oxy sản phẩm CO 2, H2O, NO3- SO42- Trong trình xử lý hiếu khí chất bẩn phức tạp protein, tinh bột, chất béo… bị phân hủy men ngoại bào cho chất đơn giản axit amin, axit béo, axit hữu cơ, đường đơn… Các chất đơn giản thấm qua màng tế bào bị phân hủy tiếp tục chuyển hóa thành vật liệu xây dựng tế bào trình hô hấp nội bào cho sản phẩm cuối CO H2O Cơ chế trình hiếu khí gồm giai đoạn :  Giai đoạn 1: Oxy hóa toàn chất hữu có nước thải để đáp ứng nhu cầu lượng tế bào: CxHyOzN + (x+ y/4 + z/3 + ¾) O2 men > xCO2 + [(y-3)/2] H2O + NH3 Trong bể xử lý sinh học vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu chịu trách nhiệm phân hủy thành phần hữu nước thải Trong bể bùn hoạt tính phần chất hữu vi khuẩn hiếu khí hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy lượng để tổng hợp chất hữu lại thành tế bào vi khuẩn Vi khuẩn bể bùn hoạt tính thuộc giống Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium hai loại vi khuẩn nitrat hóa Nitrosomonas Nitrobacter Ngoài loại hình sợi Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothirix, Lecicothrix Geotrichum Ngoài vi khuẩn vi sinh khác đóng vai trò quan trọng bể bùn hoạt tính Ví dụ nguyên sinh động vật Rotifer ăn vi khuẩn làm cho nước thải đầu mặt vi sinh Khi bể xử lý xây dựng xong đưa vào vận hành vi khuẩn có sẵn nước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển vi khuẩn mẻ cấy vi sinh Trong thời gian đầu, để sớm đưa hệ thống xử lý vào hoạt động gần cho thêm vào bể hình thức cấy thêm vi khuẩn cho bể xử lý Chu kỳ phát triển vi khuẩn bể xử lý bao gồm giai đoạn: • Giai đoạn tiềm phát (lag-phase): xảy bể bắt đầu đưa vào hoạt động bùn bể khác cấy thêm vào bể Đây giai đoạn để vi khuẩn thich nghi với môi trường bắt đầu trình phân bào • Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): giai đoạn tế bào vi khuẩn CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÊ UNITANK Các công thức tính toán thiết kế bể UNITANK 3.1  Tính thể tích bể Thể tích bể xử lý tính sau : V= Trong đó: V - Thể tích bể unitank (m3) Q- lưu lượng nước thải (m3/ngày đêm) S0 - hàm lượng BOD5 nước thải đầu vào (mg/l) Sb- hàm lượng bùn hoạt tính bể unitank, mg/l (kg/m 3) ; trình hoạt động bể, số cần trì mức 3-6 kg/m3 F/m- tỉ lệ khối lượng vi sinh tải lượng bùn bể unitank, (kg BOD5/kg MLSS/ngày đêm) Tùy theo yêu cầu nước thải đầu mà chọn tỉ lệ F/m Bảng Mối liên hệ tỉ lệ F/m vào cấp độ yêu cầu nước thải đầu Tỉ lệ F/m Kg BOD5/ kg MLSS/ngàyđêm 0,0 – 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,5 Hiệu suất xử lý BOD5 % 95 – 90 90 – 85 85 – 50  Tính toán nhu cầu cấp oxy cho bể Nhu cầu cấp ôxy ngày đêm cho qui trình xử lý vi sinh khử nitơ sau: Qo = 1,2*BOD5 + DO*Q + NOD* Trong đó: Qo - Nhu cầu ôxy cho toàn trình xử lý, kg/ngày đêm DO - Hàm lượng ôxy hòa tan bể unitank, mg/l NOD - Nhu cầu ôxy cho trình nitrat hóa khử kg nitơ, kgO 2/kgN Trong tính toán, sử dụng giá trị NOD = 4,3 - 4,7 kgO2/kgN Q – lưu lượng nước thải cần xử lý - khối lượng nitơ cần xử lý ngàyđêm, kgN/ngày BOD5 - nhu cầu ôxy sinh hóa, kg BOD5/ngày đêm, xác định theo cách sau: BOD5 =Q*(S0 - S1) S1 - Hàm lượng BOD5 nước thải xử lý, mg/l kg/m3 S0 - Hàm lượng BOD5 nước thải chưa xử lý, mg/l kg/m3 Giá trị nhu cầu ôxy thực tế xác định theo công thức sau: Qoth=k*Qo =(1,1-1,3)Qo Trong đó: k - hệ số hiệu chỉnh, k = 1,1 - 1,3  Độ sinh trưởng bùn Độ sinh trưởng bùn thông số quan trọng toán thiết kế, xác định theo công thức sau: SA = Trong đó: (SA) - độ sinh trưởng bùn, ngàyđêm; MLSS - tải lượng bùn hoạt tính, kg/ngàyđêm y - số định mức, phụ thuộc vào tỉ lệ F/m Giá trị số chọn theo bảng Bảng Sự phụ thuộc số y bùn hoạt tính vào tỉ lệ F/m Tỉ lệ F/m y kg BOD5/kg MLSS/ngàyđêm kgMLSS/kg BOD5ngày 0,0 – 0,2 0,5 – 0,8 0,2 – 0,4 0,8 – 1,0 0,4 – 0,5 1,0 – 1,3  Thời gian lưu bùn Thời gian lưu bùn (SRT) đóng vai trò quan trọng hệ thống UNITANK SRT = Trong đó, MT tổng khối lượng bùn hệ thống, Md khối lượng bùn thải Trong hầu hết trường hợp, xả bùn liên tục áp dụng trình UNITANK Vì vậy, phương pháp tính toán cụ thể SRT xả bùn liên tục giới thiệu như: SRT(d) = Ở đây, t độ dài thời gian nửa chu kỳ (h); 24 24 ngày Md thông số dễ dàng kiễm soát thông qua hàng loạt bơm từ khu vực lắng M T thông số rắc rối MLSS(Nồng độ bùn) khác hai bể phản ứng tổng khối lượng lắng xác định dễ dàng  Tổng lượng bùn sản sinh Tổng lượng bùn sản sinh tính theo công thức: Gbùn= 0,8(SS)+ 0,3(BOD5) Khi làm thoáng kéo dài Gbùn= 0,7(SS)+ 0,3 (BOD5) Trong : SS : Hàm lượng cặn lơ lửng có nước thải ( Kg/ngày) BOD5 : Hàm lượng BOD5 tính theo (Kg/ngày) Tương đương với độ to Z = 0,3 3.2 Ví dụ tính toán thiết kế bể UNITANK Các thông số thiết kế bể Lưu lượng nước thải xử lý : 60 m3/ngày đêm Các tiêu chất lượng nước chảy đến nhà máy xử lý nước thải: BOD5 ≤ 400mg/L; SS ≤ 400mg/L; COD ≤ 600mg/ L Yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra: BOD5 ≤ 30mg/L; SS ≤ 30mg/L; COD ≤ 120mg / L Lượng BOD5 đầu vào 175 mg/L SS = 120 mg/L BOD5 = 0,65 COD Nhiệt độ nước thải 300C Tỉ lệ BOD toàn phần: N: P = 100: 5:1 Hàm lượng DO trì bể mg/L Hàm lượng N = 8,75 mg/L F/M=0,2 (chọn theo bảng với hiệu suất xử lý BOD5 85-90%) Nồng độ bùn hoạt tính đầu vào bể X=0 - Nhu cầu cấp oxy cho bể Nhu cầu cấp ôxy ngày đêm cho qui trình xử lý vi sinh khử nitơ sau: Qo = 1,2*BOD5 + DO*Q + NOD*= =1,2*[(175-30)*60000/106]+2*10-6*60000+(8,75*60000/106)*4,5=12,922O2/ngđ) Giá trị nhu cầu ôxy thực tế xác định theo công thức sau: Qoth=k*Qo =1,2Qo = 1,2*13 =15,6 O2/ngđ) Thể tích cần cung cấp VO2=(15,6/32)*24=11,7 m3  Nhu cầu không khí cần cung cấp là: Không khí chiếm 20,9% thể tích Oxy Vkk= =56 (m3kk/ngđ) - Tổng lượng bùn thải Tổng lượng bùn sản sinh tính theo công thức: Gbùn= 0,8(SS)+ 0,3(BOD5)= 0,8(7,2) + 0,3(10,5)=8,91 Kg/ngày - Thời gian lưu bùn SRT = =) - Thể tích bể UNITANK V == (m3) Chọn chiều cao xây dựng bể: H=1,2 m Chiều cao bảo vệ bể: Hbv = 0,3 m Vậy chiều cao xây dựng bể Hxd= 1,2+0,3=1,5 m Diện tích bể S= m2 Vậy kích thước bể UNITANK là: LxBxH=6mx2mx1,5m - Tính toán đường kính ống dẫn nước vào khỏi bể UNITANK Trong ống có áp chọn vận tốc v=1 m/s Ta có lưu lượng Q= 60 m3  D= Vậy chọn đường kính ống dẫn nước 30 mm CHƯƠNG VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG UNITANK Vận hành hệ thống UNITANK 4.1 Để vận hành hệ thống UNITANK ta cần tiến hành thao tác: khởi động kỹ thuật, khởi động hệ thống sinh học, • Khởi động kỹ thuật: Kiểm tra hệ thống điện cung cấp cho toàn hệ thống Kiểm tra hóa chất cần cung cấp mực nước bể Kiểm tra kỹ thuật toàn hệ thống (vận hành bơm, sục khí, van, chạy chương trình, ) Đồng thời thực việc thử nước trước vận hành hệ thống nước thải thực tế • Khởi động hệ thống sinh học Để khởi động hệ thống sinh học cần phải có sẳn lượng sinh khối hệ thống xử lý Sinh khối phát triển thông qua việc cấp nước thải liên tục vào bể phản ứng Để tiết kiệm thời gian , cấy vào bể phản ứng sinh khối lấy từ nhà máy xử lý nước thải hoạt động sinh sinh khối vi sinh chuyên biệt Các sinh khối thông thường nuôi cấy từ hệ thống xử lý bùn hoạt tính hoạt động, nguồn sinh khối lấy từ nguồn khác Khi đòi hỏi nhiều thời gian Hàm lượng sinh khối sau cấy nằm khoảng 2g/l Khởi động tải sinh khối thật thấp không vượt giá trị thiết kế Nếu chất lượng nước thải sau xử lý tốt (BOD, COD, Nito), tăng tải trọng Tuy nhiên tăng tải trọng cần đảm bảo hàm lượng sinh khối thích hợp • Các thông số cần xem xét trình vận hành - COD; BOD; MLSS; MLVSS; N (N-NH3; N-NO2; N-NO3; N kiejdahl), P (ortho P, Poly P) Thể tích sinh khối: thể tích bùn lắng sau 30 phút (V Thí nghiệm = 1lít) Chỉ số thể tích sinh khối: SVI (ml/g) = Tải trọng hữu cơ: - Với COD: OLR = Với BOD: OLR = 4.2 Tải sinh khối: F/M = Tải trọng bề mặt: lượng nước chảy vào bể lắng mét vuông bề mặt lắng Vs (m3/m2.h) = Thời gian lưu trung bình sinh khối: tuổi sinh khối MCRT (ngày) = Các thông số vận hành hệ thống Điều khiển hệ thống UNITANK Phương pháp tích hợp bùn hoạt tính trình làm giảm sinh hóa Với thiết bị như: bình Oxi hóa lỏng, điện cực Oxi hóa, máy đo nồng độ chất thải, lưu lượng kế hay pH kế v v giúp điều khiển theo dõi sinh vật xử lí cách đơn giản mà lại chặt chẽ Căn vào chất lượng nước thu lượng nước sau chu trình mà thay đổi ấn định chu kì vận hành, thay đổi điểm dẫn nước để đạt lượng chất thải tương ứng Trong hệ thống loại bỏ chất cặn bã cần thiết, bể chứa thiết bị sục khí, lắp đặt cánh khuấy Căn vào số thị máy để biết lượng Oxi cung cấp cho bể hiếu khí, khởi động máy khuấy để đảm bảo đầy đủ lượng Oxi thay Điều kiện thiếu khí hay yếm khí sơ đồ hình 4.1 biểu thị Hình 4.1: Sơ đồ vận hành vi sinh vật bể Ngoài dựa vào giá trị hóa lỏng Oxi trình yếm khí để kiểm soát hoạt động cánh khuấy nhằm trì lượng Oxi hòa tan phạm vi biến động định Còn thông qua thông số trắc định ORP để dễ dàng điều khiển trình phản ứng hóa, làm cho dòng chất cặn vào trạng thái yếm khí Từ đạt yêu cầu xử lí việc bỏ chất thải 4.3 Các thông số kiểm soát trình xử lý Tải lượng hữu Tải lượng hữu cao: DO thấp; bùn sáng nâu, lắng kém, tạo bọt Tải lượng hữu thấp: DO cao, bùn lắng nhanh, nén tốt, bùn xốp, nâu Xuất lớp mỡ váng bề mặt Tải lượng bề mặt: cao ảnh hưởng đến trình lắng Sinh khối trôi Tải lượng bề mặt thích hợp : 0,3 – m3/m2/h Bùn lắng kém: Nổi mặt: Quá trình khử nitrat, sinh N 2, thiếu dinh dưỡng xuất vi khuẩn filamentous, dư dinh dưỡng, bùn chết bề mặt Sinh khối phát triển tản mạn: tải lượng hữu cao thấp, dư oxy, nhiễm độc Sinh khối đông kết: Thiếu oxy, thiếu dinh dưỡng, chất hữu dễ phân hủy sinh học Oxy hoà tan: Phụ thuộc vào tải lượng hữu hàm lượng sinh khối DO thích hợp: 1-2 mgO2/l Thiếu oxy làm giảm hiệu xử lý, xuất vi khuẩn hình que, nấm, giảm khả lắng ức chế trình nitrat hoá BOD sau xử lý cao do: Quá tải, Thiếu oxy, pH thay đổi, nhiễm độc, xáo trộn N sau xử lý cao do: Công nghệ chưa ổn định Có diện hợp chất N khó phân hủy, Sinh khối bùn bể cao, nhiễm độc, chết vi khuẩn N-NH3 cao do: pH không thích hợp ( 8,5), Tuổi bùn thấp < 10 ngày, DO thấp < mgO2/l, Tải N cao, Hiện diện chất độc, vận hành chưa ổn định, nhiệt độ thấp N-NO3; N-NO2 cao do: pH không thích hợp ( 8,5), Tải N cao, Hiện diện chất độc, vận hành chưa ổn định, nhiệt độ thấp, dư oxy (bể yếm khí), thiếu chất hữu P: Yêu cầu ortho photphat : 1-2 mg/l, Thiếu phải bổ sung  Các thông số kiểm tra trình vận hành Lưu lượng: định khả chịu tải hệ thống tải lượng bề mặt bể lắng Cần đảm bảo lưu lượng ổn định trước vào công trình sinh học F/M : thích hợp khoảng 0,2 – 0,6 Hạn chế tình trạng pH giảm, bùn nổi, lắng Nếu F/M thấp: Vi khuẩn có cấu trúc đặc biệt – nấm, F/M cao: DO thấp, tải, bùn nén, lắng kém, có mùi tanh, hiếu xử lý thấp pH: Thích hợp 6,5 – 8,5 pH cao trình chuyển hoá N thành N-NH3 tốt, khả đệm cao pH thấp: Quá trình nitrat hoá, hàm lượng HCO3- thấp Cần tăng cường hoá chất tăng độ kiềm Cách khắc phục dao động pH cần cung cấp đủ dinh dưỡng, hàm lượng hữu cơ, hạn chế trình phân hủy nội bào, sử dụng hoá chất tăng độ kiềm BOD/COD > 0,5 => Thích hợp cho phân hủy sinh học Kiểm tra thường xuyên BOD COD tránh tượng thiếu tải tải Chất dinh dưỡng: N, P đảm bảo tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1, thiếu, phải bổ sung nguồn từ bên Nước thải sinh hoạt, không cần thiết bổ sung N, P Các chất độc : Kim loại năng, dầu mơ, hàm lượng Cl, sunfat, N-NH3 cao… Ví dụ hệ thống UNITANK 4.4 Địa điểm: Nhà máy xử lý nước thải Khu phát triển công nghệ thành phố Vũ Hán, Trung Quốc Thời điểm khảo sát: 30 tháng năm 2011 đến 08 tháng năm 2011 4.4.1 Lưu lượng, đặc tính chất lượng nước: Đối với nước cấp: - Lưu lượng nước cấp: 1311.3 m3/h pH nước cấp: 6.71 hàm lượng SS: 6.49 Mục tiêu chất lượng nước đầu ra: chất lượng nước đầu nhà máy phải đạt tiêu chuẩn cấp độ B với giá trị sau (đơn vị mg/l) COD: 60 BOD5: 20 SS: 20 pH: 6-9 NH3-N: (15) Chú ý: nhiệt độ bên lớn nhiệt độ tiêu chuẩn 12oC Tổng phospho (TP) : - Thời điểm trước 31 tháng 12 năm 2005 1.5 Thời điểm từ tháng năm 2006 Fecal coliform: 10000 Xử lý nước thải chương trình tuyến đường trình thực tập, nguyên tắc đặc điểm trình 4.4.2.1 Quy trình 4.4.2 Nước thô đưa vào qua màng lưới tách pha rắn lỏng, chất cặn bã có kích thước lớn giữ lại lên Sau thông qua trạm bơm, bùn hoạt tính đưa vào cung cấp cho bể phản ứng Sau đó, thông qua băng tải nước vận chuyển đến bể phản ứng Dưới tác động quạt thông gió thực trình sục khí Cuối nước vận chuyển qua bể lắng thực trình lắng cặn Tại đây, bùn cặn máy bơm vận chuyển thải Tại bể sục khí xảy trình xử lý sinh học bao gồm công đoạn Đầu tiên công đoạn khử nước sau vận chuyển bùn ngoài, thứ hai công đoạn khử trùng clo Sau khử trùng clo nước phải đạt tiêu chuẩn trước thải Bởi nhà máy thiết lập hệ thống tái sử dụng nước, nước sau tiệt trùng thông qua bể trở lại tái sử dụng Sơ đồ dòng chảy trình nhà máy hiển thị đây: 4.4.2.2 Nguyên tắc quy trình đặc điểm Xủ lí nước thải với cấp độ: Cấp độ (xử lí vật lí): loại bỏ 70-80% chất rắn lơ lửng Hoạt động chế độ lưới lọc thô lưới lọc tinh: kiểm soát thời gian kiểm soát mức độ, kiểm soát thời gian thường ưu tiên, bắt đầu thiết lập 30 phút lần Lưới tinh sử dụng để loại bỏ hạt chất rắn lơ lửng lớn hơn, - Cấp độ (xử kí sinh học): loại bỏ chất hữu BOD 80-90% Bể phản ứng mục đích để loại bỏ BOD, COD, hạt cặn lơ lửng Bể có hệ thống sục khí, hệ thống thoáng khí, khử mùi, làm tăng hiệu phản ứng, đẩy nhanh trình tách cặn Do hiệu ứng từ máy sục khí tạo xoáy nước làm tăng diện tích tiếp xúc va chạm cặn làm chúng bám dính từ loại bỏ chất hữu ô nhiễm Sau trình này, hàm lượng chất hữu lại khoảng 5% - Cấp độ (xử lí nâng cao): suy giảm chất hữu N, P,… 4.4.3 Cấu trúc chính, chức năng, kích thước, thiết kế thông số, kiểm soát hoạt động quản lý bảo trì 4.4.3.1 Tổng quan xây dựng nhà máy xử lý Các cấu trúc phần nhà máy Kích thước hiển thị bảng sau: - Xây dựng Số Diện tích Thông số kĩ thuật xây Thời gian Chiều (m2) lượng dựng Kích thước Chiều cao lưu nước sâu hiệu Trạm bơm nước 234.5125 18.25*12.8 5 Buồng kết 171 30*5.7 3’ 2.5 Bể unitank 6436.605 103.9*61.9 6.5 13h Bể khử trùng 516.074 29.9*17.26 4.5 3’ Khu vực lưu trữ 59.69 12.7*4.7 30’ 3.5 4.4.3.2 Một số lưu ý Máy bơm vào hoạt động cần kiểm tra điệp áp, thông số kĩ thuật, rung động âm không bình thường để tránh cố nhiệt độ tăng tải, tràn nguyên liệu… Van đóng mở an toàn ko bị rò rỉ Động máy bơm không làm việc liên tiếp, khoảng thời gian nghỉ hai lần hoạt động 15 phút Bể nên làm thường xuyên, cẩn thận để kiểm tra tránh tình trạng máy bơm bị tắc nghẽn 4.4.4 - - Các thông số hoạt động bể UNITANK Bể unitank sục khí oxy hàm lượng 1.5-3.0 mg/l Thời gian lưu nước 60 phút Nồng độ bùn kiểm soát từ 1,5 ~ 3.0g / l, vượt 4.0g / l phải bổ sung bùn, 1,5g / l phải thực biện pháp cần thiết để thúc đẩy tăng trưởng bùn, loại trừ bùn pH kiểm soát khoảng 6-9 Tỉ lệ bùn kiểm soát: 99.4-99.6% Áp lức nước 6.1-6.15m Những thay thổi mùa hè ảnh hưởng đến chu kì hoạt động 4.4.5 Các số theo mục đích sử dụng Các thiết kế nhà máy sở liệu số chất lượng nước: Thông số Giá trị Tiêu nước đầu chuẩn Nước cấp cho nông nghiệp Nước cấp thành phố Thủy lợi Trước xử Sau xử lí Nước Nước vào đầu hạn hán tưới rau lí COD 400 60 200 300 150 871.98 34.01 BOD5 200 20 80 150 80 282.41 16.03 SS 300 20 150 200 100 554.3 12.66 NH3-N 30 (15) 12 30 30 14.14 2.88 32.94 10.32 9.56 1.03 7.5 7.28 TN TP 20 PH 4.4.6 1.5 6-9 5.5-8.5 10 10 Chi phí đầu tư Chi phí xây dựng nhà máy 70 triệu USD Chi phí nhà máy hoạt động 0,2-0,3 nhân dân tệ nước thải 4.4.7 Vấn đề cần lưu ý dự án: Khi nước cấp lớn trường hợp trời mưa, xử lý nước thải nhà máy có bị tạm ngưng hoạt động môi trường xung quanh tác động xấu đến trình xử lý nước thải Nhà máy cần thực số biện pháp cải thiện khả xử lý nước kiểm soát chặt chẽ lượng nước đầu vào đầu CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Nền kinh tế giới nói chung nước ta nói riêng phát triển với tốc độ nhanh chóng Nhiều nhà máy xí nghiệp tập trung, khu đô thị mới, công trình mới, xây dựng bên cạnh mức sống người ngày cao kéo theo gia tăng nhu cầu sử dụng nước theo lượng nước thải sinh ngày tăng Việc xây dựng trạm xử lý nước thải từ khu dân cư, khu công nghiệp đạt tiêu chuẩn không gây ảnh hưởng nhiều đến môi trường vấn đề quan trọng Với chuyên đề tìm hiểu thêm công nghệ xử lý hiệu với ưu điểm ưu việt, công nghệ cải tiến để ngày tốt Hi vọng tương lai có nhiều công nghệ xử lý nước thải tốt nửa đặc biệt giá thành rẻ, vận hành dễ dàng để công ty hay nhà máy xí nghiệp sợ tốn chi phí mà xả trực tiếp nước thải chưa xử lý môi trường Nhưng điều quan trọng nằm ý thức người, tăng cường ý thức để bảo vệ lấy nơi mà tồn Hết TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] The system handles domestic wastewater biological method Unitank [2] ZHANG Fa-gen1, LIU Jun-xin1, SUI Jun2, Sludge concentration dynamic distribution and its impact on the performance of UNITANK [3] Arun Mittal, Biological Wastewater Treatment [4] 王东 方佩佩 刘立志 涂声亮, 改良型 SBR 工艺之 UNITANK 法 (Phương pháp UNITANK- mô hình tiến công nghệ xử lí nước thải SBR, Vương Đông, Phương Bội Bội Lưu Lập Chí , Đồ Thanh Lượng) [5] Water solutions - UNITANK® - Wastewater treatment [6] 肖晋, 江汉大学文理学院 , 生产实习报告, 部（系) 生物与环境工程 学部 (Xiao Jin, Đại học ARTS Jianghan, Báo cáo Thực hành sản xuất, Bộ (Sở) Khoa sinh học Kỹ thuật Môi trường) [7] UNITANK 污水处理工艺及影响因素 (quá trình xử lí nước thải công nghệ UNITANK yếu tố ảnh hưởng, Du Xiangzhen Link: http://wenku.baidu.com/view/e750920ef78a6529647d53b4.html ) [8] UNITANK 工艺设计总结 (tóm tắt trình thiết kế UNITANK, Weixin Thanh Link: http://wenku.baidu.com/view/f247e2cfa1c7aa00b52acb3c.html ) [9] Peter Spencer Davies B.Sc, Ph.D Strathkelvin Instruments Ltd, The Biological Basis of Wastewater Treatment [10] TS Phạm Anh Đức, Giáo trình trình công nghệ môi trường, Đại học Tôn Đức Thắng [11] Đồng thời hướng dẫn tận tình giáo viên môn thầy Phạm Anh Đức [...]... xử lý trong bể Unitank Hoạt động của bể: Trong quá trình hoạt động, hai trong ba bể là bể sục khí, bể còn lại là bể lắng Sau khi xử lí ở bể thứ nhất, nước thải từ cửa mở ở phần tường chung giữa hai bể đi qua bể kế tiếp, số bùn còn đọng lại ở đáy bể sẽ được đưa ra ngoài Nước thải được dẫn vào bể trái, bể trái trở thành bể sục khí, lúc này bể giữa cũng trở thành bể sục khí còn bể phải là bể lắng, nước... sinh ra một lượng bùn dư và lượng bùn này kém ổn định, do đó đòi hỏi về chi phí đầu tư để xử lý bùn Xử lý nước thải có tải trọng không cao như phương pháp kỵ khí CHƯƠNG 2 2.1 BỂ BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ UNITANK Giới thiệu về bể UNITANK UNITANK là một công nghệ đến từ Bỉ, đó là quá trình xử lý nước thải sinh học kết hợp những ưu điểm của bể phản ứng truyền thống quá trình bùn hoạt tính và bể theo trình tự... oxy lại giảm và quá trình làm việc của bể xử lý kết thúc 1.2.1 Bể bùn hoạt tính truyền thống Trong một nhà máy bùn hoạt tính truyền thống nước thải chủ yếu được xử lý và thích ngi vi sinh vật (bùn hoạt tính hoặc sinh khối) được sục khí trong một chậu hoặc bể Sau một thời gian sục khí đầy đủ, các cụm kết bông bùn hoạt tính rắn được tách ra từ nước thải trong một bể lắng thứ cấp Nước sau đó chảy về phía... được liên tục mà không cần bể lắng riêng và hồi lưu bùn vào bể sục khí Quá trình hoạt động này được tự động hoá hoàn toàn Tùy thuộc vào lưu lượng, tính chất nước thải ban đầu và yêu cầu mức độ xử lý có thể lựa chọn một trong những hệ UNITANK phù hợp như: UNITANK đơn; đôi; một bậc hiếu khí; hai bậc hiếu khí; hai bậc yếm khí hiếu khí • Bản chất các quá trình của xử lý bể Unitank 1/ Oxy hóa chất hữu... dòng chảy bùn lắng phía dưới được trả lại cho các lưu vực sục khí để trộn vói dòng nước thải tiếp theo đi vào bể và phần bùn còn lại được thải ra vào khu vực xử lý bùn của nhà máy xử lý Hình 1.6: Bể bùn hoạt tính truyển thống 1.2.2 Bể Aerotank Aerotank hoạt động dựa trên các chủng vi sinh vật có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh... quát các dạng bể xử lý sinh học bùn hoạt tính hiếu khí Quá trình bùn hoạt tính: Quá trình bùn hoạt tính là sử dụng vi sinh vật để ăn các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải, tạo dòng ra chất lượng cao Nguyên tắc cơ bản đằng sau tất cả quá trình bùn hoạt tính là như quá trình phát triển của vi sinh vật, chúng tạo thành các hạt kết hợp lại với nhau Những hạt này được lắng xuống đáy của bể để lại phía... 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của UNITANK o Bùn hoạt tính Quá trình xử lý hiếu khí chịu ảnh hưởng nồng độ bùn hoạt tính tức phụ thuộc vào chỉ số bùn Chỉ số bùn càng nhỏ thì nồng độ bùn cho vào công trình xử lý càng lớn hoặc ngược lại Bùn hoạt tính có khả năng hấp thụ muối các kim loại nặng Khi hoạt tính sinh học của bùn giảm, bùn sẽ bị trương phồng khó lắng do sự phát triển mãnh liệt của... và tốc độ tuần hoàn bùn hoạt tính: Người vận hành phải duy trì sự tuần hoàn bùn hoạt tính tiếp diễn trong hệ thống Nếu tốc độ này quá thấp, bể hiếu khí có thể bị quá tải thủy lực, làm giảm thời gain thông khí Nồng độ tuần hoàn cũng rất quan trọng bởi vì nó có thể dùng để xác định tốc độ tuần hoàn cần thiết để giữ MLSS cần thiết Tốc độ dòng chảy bùn hoạt tính thải: Bởi vì bùn hoạt tính có chứa các vi... thiết bị và tiêu hao nhiều năng lượng Hệ thống xử lý nước thải trong bể bùn hoạt tính aerotank được mô tả ở hình 1.5 Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống xử lý hiếu khí nước thải Aerotank được phân loại theo: chế độ thủy động lực dòng chảy vào; chế độ làm việc của bùn hoạt tính; cấu tạo Aerotank, 1.2.3 Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn Loại bể bùn này mục đích là để xử lý nước thải công ngiệp có nồng độ đậm đặc,... sâu lớp phủ bùn có thể chịu ảnh hưởng của nhiều điều kiện: nhiệt độ, tính độc trong nước thải,… o DO: Hoạt động của bể bùn UNITANK là một quá trình hiếu khí nên nó đòi hỏi lượng DO phải hiện diện ở mọi thời điểm Lượng DO này phụ thuộc vào BOD dòng vào, tính chất của bùn hoạt tính và yêu cầu xử lý Hàng loạt các chất hóa học, vật lí hóa sinh và các phản ứng khác xảy ra trong hệ thống bùn hoạt tính cần có