BỂ bùn kỵ KHÍ DÒNG CHẢY từ dưới lên ( DÒNG CHẢY NGƯỢC ) –UASB

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN  BÀI TIỂU LUẬN MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP Tên chuyên đề: BỂ BÙN KỴ KHÍ DÒNG CHẢY TỪ DƯỚI LÊN ( DÒNG CHẢY NGƯỢC ) –UASB BÌNH DƯƠNG, THÁNG 11/ 2012 MỤC LỤC CHƯƠNG I: MỞ ĐẤU 12 1.3.2 Các tiêu đánh giá định lượng độ nhiễm bẩn hữu cơ: 14 CHƯƠNG II: CÔNG NHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ 16 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ: .16 Quá trình phân hủy kỵ khí trình phân hủy sinh học chất hửu điều kiện Oxy Phân hủy kị khí chia làm trình: .16 1.Thủy phân Polymer: 16 Thủy phân Protein .16 Thủy phân Polysaccharide 16 Thủy phân chất béo 16 2.Lên men amino acid đường 16 3.Phân hủy kỹ khí acid béo mạch dài rượu .16 4.Phân hủy kỵ khí acid béo dễ bay (ngoại trừ acid acetic) .16 5.Hình thành khí methane từ acid acetic 16 6.Hình thành khí methane từ hydrogen CO2 16 Các trình họp thành giai đoạn, xảy đồng thời trình phân hủy kị khí chất hữu .16 1)Thủy phân 16 Trong giai đoạn này, tác dụng enzyme vi khuẩn tiết ra, phức chất chất không tan (polysaccharide, proteins, lipids) chuyển hóa thành phức đơn giản chất hòa tan (đường, amino acid, acid béo) 16 Giai đoạn thường xảy chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt bùn, đặc tính dễ phân hủy chất Chất béo thủy phân chậm 16 2)Acid hóa 16 Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa chất hòa tan thành chất đơn giản acid béo dễ bay hơi, rượu, acid lactic, methanol, CO2, H2,NH3,H2S va2 sinh khối Sự hình thành acid làm pH giảm xuống đến 4.0 .16 3)Acetic hóa .16 Vi khuẩn tạo khí H2 chuyển hóa sản phẩm giai đoạn acid hóa thành acetate, CO2, H2, sinh khối 16 4)Methane hóa 16 Đây giai đoạn cuối Quá trình phân hủy kị khí Acid acetic, CO2, H2, acid formic methanol chuyển hóa thành methane, CO2, sinh khối .16 Phản ứng tạo thành methane xảy sau: 16 CO2 + 4H2A  CH4 + 4A + H2O 16 Trong đó, H2A chất hữu chứa hydro 16 Cũng xảy phản ứng khác (khi có hydro) 16 CO + 3H2  CH4 + H2O 16 4CO + 4H2O  3CO2 + CH4 16 Methane tạo thành phân rã acid acetate: 17 CH3COOH  CH4 + CO2 17 CO2 + 4H2  CH4 + 2H2O 17 Ngoài ra, trình xử lý nước thải công nghiệp chứa SO42-, điều kiện kị khí, vi khuẩn khử sunfat khử SO42- thành H2S sau: .17 5AH2 + SO42-  5A + H2S + 4H2O 17 Bên cạnh có trình nitrat hóa: 17 6H2A + 2NO3-  6A + 6H2O + N2 17 Quá trình chuyển hóa vật chất điều kiện kị khí mô tả Hình bên 17 17 Trong giai đoạn thủy phân, acid hóa acetic hóa COD dung dịch không giảm, COD giảm giai đoạn methane hóa 17 17 Hình 1: Quá trình phân hủy chất hữu kỵ khí 17 Ngược với trình hiếu khí, xử lý nước thải phân hủy kị khí, tải trọng tối đa không bị hạn chết không cần cung cấp oxy Nhưng công nghệ xử lý kị khí, cần lưu ý yếu tố sau: 18 Duy trì sinh khối vi khuẩn nhiều tốt 18 Tạo tiếp xúc đủ nước thải với sinh khối vi khuẩn .18 2.2 CÁC CÔNG NGHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ 18 Hình : Sơ đồ dạng trình kị khí ứng dụng rộng rãi thực tế: 18 18 CHƯƠNG III: QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ – UASB 22 3.1 TỔNG QUAN VỀ BỂ UASB: 22 Bể UASB bể sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn (UASB viết tắt cụm từ Upflow anaerobic sludge blanket) gọi với nhiều tên tùy theo quy mô xử lý như, lò phản ứng UASB, bể UASB, quy mô phòng thí nghiệm thường gọi cột UASB .22 UASB thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cao thành phần chất rắn thấp Nồng độ COD đầu vào giới hạn mức 100 mg/l, SS > 3.000mg/l không thích hợp để xử lý UASB 22 3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ UASB 22 Loại bể UASB thiết kế Lettinga cộng viên vào 1983 Netherlands Loại bể UASB thích hợp cho việc xử lý chất thải có hàm lượng hữu cao thành phần chất rắn thấp Bể UASB gồm khu vực: khu vực phân hủy khu vực lắng Trong khu vực phân hủy chia thành lớp: Lớp bùn đặc đáy cột lớp thảm bùn hầm, khu vực lắng chứa dung dịch lỏng phía Nước thải nạp vào bể UASB từ đáy hầm (từ lên) khống chế vận tốc phù hợp (v50.000 mg/l, cần pha loãng nước thải tuần hoàn nước thải đầu .24 5)Khả phân hủy sinh học nước thải 24 Khả phân hủy sinh học nước thải xác định cách cho lượng COD định lượng trước vào mô hình tĩnh theo dõi lưỡng khí methane sinh lượng COD lại thời gian dài khoảng 40 ngày Khi đánh giá dễ dàng khả phân hủy sinh học nước thải .24 6)Chất dinh dưỡng 24 Nhu cầu dinh dưỡng cho sinh trưởng vi khuẩn kị khí thường thấp so với vi khuẩn hiếu khí 24 Hàm lượng tối thiểu nguyên tố dinh dưỡng đa lượng tính theo tỷ lệ (COD/Y) : N : P : S = (50/Y : : : 1) Trong Y hệ số sản lượng tế bào phụ thuộc vào nước thải Nước thải không dễ acid hóa có Y = 0.15; nước thải dễ acid hóa có Y = 0.03 24 7)Hàm lượng cặn lơ lửng 24 Công nghệ UASB không thích hợp nước thải có hàm lượng SS lớn Khi nồng độ cặn lơ lửng lớn 3000 mg//l, cặn khó phân hủy sinh học thời gian lưu ngắn tích lũy dần bể gây trở ngại cho trình phân hủy nước thải Tuy nhiên, lượng cặn bị trôi khỏi bể không gây trở ngại 24 8)Các điều kiện khác 24 Bùn kị khí có tính lắng tốt 24 Có phân tích khí- rắn nhằm tránh rửa trôi bùn khỏi bể Phần lắng phía có thời gian lưu nước đủ lớn, phân phối thu nước hợp lý hạn chế dòng chảy rối Khi hạt bùn tách khí đến vùng lắng lắng xuống trở lại ngăn phản ứng .25 Hệ thống phân phối nước đầu vào đảm bảo tiếp xúc tốt nước thải vào với bùn sinh học Mặt khác, khí biogas sinh tăng cường xáo trộn nước thải bùn, vật không cần khuất khí 25 3.5 Ưu điểm nhược điểm việc xử lý nước thải công nghệ UASB .25 3.5.1 Ưu điểm 25 Lượng bùn sinh ít, giảm chi phí xử lý .25 Không tiêu tốn nhiều lượng 25 Thiết bị phản ứng tương đối đơn giản giảm diện tích công trình 25 Chi phí vận hành, bảo dưỡng xây dựng thấp 25 Không đòi hỏi cung cấp oxy .25 Sản xuất lượng hữu ích ví dụ khí methane 25 Có thể ứng dụng cho hệ thống xử lý lớn nhỏ 25 Lượng chất dinh dưỡng vi lượng đòi hỏi thấp 25 Có khả hoạt động nhiệt độ thấp (100C) 25 Có thể điều chỉnh nhiệt độ lò phản ứng đến nhiệt độ mong muốn để nâng cao hiệu xử lý 25 Cho phép vận hành với tải trọng chất hữu cao, khó phân hủy 25 3.5.2 Nhược điểm .25 Thời gian khởi động ban đầu kéo dài, phải từ 8-10 tuần tùy theo loại bùn hoạt tính sử dụng 25 Đòi hỏi phải có kinh nghiệm thực tết vận hành hệ thống xử lý nước thải ứng dụng công nghệ UASB 25 Vi khuẩn kị khí nhạy cảm với hợp chất hóa học độc toluene, axeton, benzene, đặc biệt nhạy cảm với crom (Cr3+/Cr6+) đồng 25 Dễ bị sốc tải chất lượng đầu vào biến động 25 Bị ảnh hưởng chất độc hại .25 Khó hồi phục sau thời gian ngưng hoạt động 25 3.6 Quá trình phát triển công nghệ UASB .26 Công nghệ UASB sử dụng rộng rãi lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp từ trước năm 1997 Lò phản ứng UASB thông thường thích hợp xử lý loại nước thải có nồng độ COD cao với tải trọng từ khoảng 10 đến 15Kg COD/m3/ ngày Vì công nghệ UASB đánh giá công nghệ hoàn chỉnh 26 Tuy nhiên với mục tiêu hướng đến việc đạt hiệu xuất xử lý cao làm xuất mô hình UASB thức hai với lớp bùn kĩ khí lò phản ứng dày gọi tắt EGSB (Expand Granular Sludge Bed) có trình lưu thông tuần hoàn bên gọi IC (Interal Circulation) Đây xem thành công lớn việc cải tiến lò phản ứng UASB Sau đời, lò phản ứng UASB cải tiến ứng dụng rộng rãi nhiều năm qua 26 Mặt khác, để đáp ứng nhu cầu ngày cao lĩnh vực xử lý nước thải, lò phản ứng UASB lại cải tiến lên bậc, Chính nhờ cải tiến mà ta kiểm soát nhiệt độ lò phản ứng Từ tạo điều kiện nhiệt độ thích hợp cho trình phát triển vi sinh vật, nâng cao hiệu xử lý Tuy nhiên, với việc xử lý lượng nước thải lớn hơn, lượng biogas sinh nhiều hơn, điều dẫn đến khuynh hướng gây tượng trào bùn từ lò phản ứng UASB 26 Để giải vấn đề trên, dạng lò phản ứng UASB lại nghiên cứu Kết quả, người ta đưa dạng lò phản ứng UASB có chia ngăn bên có gắn thiết bị tách khí rắn (Gas Solid Separator – GSS) Với dạng lò phản ứng UASB này, lượng bùn trì cao, đồng thời đảm bảo hiệu suất xử lý lượng biogas thu 26 Ngày phát triển công nghiệp, đặc biệt công nghiệp thực phẩm dẫn đến việc tạo lượng nước thải hỗn tạp khổng lồ Chính vậy, việc xử lý nước thải ngày gặp nhiều khó khăn Có nhiều phát minh nghiên cứu đưa nhiều công nghệ kỹ thuật nhằm đem lại hiệu xử lý ngày cao cho vấn đề nước thải Và công nghệ UASB xem hoàn chỉnh đáp ứng rộng rãi không hiệu xử lý cao mà bời ưu điểm kinh tế kỹ thuật vận hành 26 Hình : dạng bể UASB sử dụng thực tế 26 CHƯƠNG IV: MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ỨNG DỤNG .27 4.1 Ứng dụng xử lý nước thải chăn nuôi 27 4.1.1 Tổng quan nước thải ngành chăn nuôi 27 Ngành chăn nuôi không cung cấp phần lớn lượng thịt tiêu thụ hàng ngày mà nguồn cung cấp phân hửu cho trồng Trong năm gần đây, ngành chăn nuôi có nhiều phát triển tăng nhanh số lượng chất lượng góp phần vào tăng trưởng kinh tế Bên cạnh mặt tích cực , vấn đề ô nhiễm môi trường nghành chăn nuôi gây người quan tâm Tốc độ phát triển nghành chăn nuôi ngày tăng lượng chất thải chăn nuôi đưa vào môi trường ngày nhiều ảnh hưởng đến nguồn đất, nước, không khí cách ngiêm trọng 27 Nước thải chăn nuôi nguồn nước thải đặc trưng, có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán….Nguồn nước có nguy gây ô nhiễm đến nguồn nước mặt, nước ngầm Bên cạnh đó, có nhiều loại khí tạo NH3, CO2, CH4, H2S… Các loại khí gây ô nhiễm môi trường không khí ảnh hưởng đến đời sống người Vì vậy, xử lý nước thải ngành chăn nuôi quan trọng cần quan tâm 27 + Thành phần nước thải chăn nuôi 27 + Hàm lượng hợp chất hửu cơ, vô cơ, cặn lơ lửng cao 27 + Hàm lượng N P cao 27 + Nước hải chăn nuôi chứa nhiều vi trùng, vi rus trứng ấu trùng , giun sán gây bệnh 27 Các thông số ô nhiễm đặc trưng nước thải chăn nuôi thể bảng sau 27 4.1.2 Quy trình công nghệ áp dụng 28 4.1.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ áp dụng 28 28 4.1.2.2 Thuyết minh qui trình công nghệ .28 Nước thải đưa vào hố thu qua song chắn rác nhằm loại bỏ phần rác có kích thước lớn, rác từ thu gom đem xử lý Sau nước thải đưa vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng nồng độ chất gây ô nhiễm Sau đó, nước thải bơm đến bể lắng I để tách phần chất hữu dễ lắng Bùn thu bơm bể nén bùn Nước thải tiếp tục qua bể UASB Tại bể UASB, vi sinh vật kỵ khí dạng lơ lửng phân hủy chất hữu có nước thải thành chất vô dạng đơn giản khí CO2, CH4, H2S… Nước thải sau tách bùn khí dẫn sang bể Aerotank Tại diễn trình phân hủy hiếu khí hợp chất hữu Bể thổi khí liên tục nhằm trì điều kiện hiếu khí cho vi sinh vật phát triển Sau nước thải dẫn sang bể lắng II, diễn trình phân tách nước thải bùn hoạt tính Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải phía dẫn qua hồ sinh học để xử lý tiếp Nước thải sau qua hồ sinh học đạt tiêu chuẩn loại B thải nguồn tiếp nhận 28 4.2 Ứng dụng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn 29 4.2.1 Tổng quan nước thải ngành sản xuất tinh bột sắn 29 Các thành phần hữu tinh bột, protein, xenluloza, pectin, đường có nguyên liệu củ sắn tươi nguyên nhân gây ô nhiễm cao cho dòng nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn Nước thải sinh từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có thông số đặc trưng: pH thấp, hàm lượng chất hữu vô cao, thể qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), TSS cao, chất dinh dưỡng chứa N, P, số nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ cao thành phần vỏ sắn lõi củ sắn có chứa Cyanua (CN-) chất độc hại có khả gây ung thư 29 Trong nhà máy Chế biến Tinh bột, thành phần nước thải sinh chủ yếu từ bóc vỏ, rửa củ, băm nhỏ lắng lọc nguồn ô nhiễm Trên sở việc lấy mẫu phân tích thành phần nước thải thực hai công đoạn riêng biệt kết hợp hai công đoạn 29 Tính chất nước thải ngành tinh bột sắn mang tính chất acid có khả phân hủy sinh học Đặc biệt với loại nước thải khoai mì có chứa HCN acid có tính độc hại Khi ngâm khoai mì vào nước HCN tan vào nước theo nước thải 29 4.2.1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ áp dụng 30 30 4.2.2.2 Thuyết minh sơ đồ .31 Bể lắng cát: Có nhiệm vụ loại bỏ cát, mảng kim loại,… nguyên liệu, nước thải vệ sinh nhà xưởng Nước thải từ khu vực sản xuất theo mạng lưới thoát nước riêng chảy vào bể lắng cát trạm xử lý Tại đây, để bảo vệ thiết bị hệ thống đường ống công nghệ phía sau, song chắn rác thô lắp đặt trước bể lắng cát để loại bỏ tạp chất có kích thước lớn khỏi nước thải Bể lắng cát giữ lại phần lớn hạt cát có kích thước lớn 0,2mm bao gồm hạt cát rời phần cát dính lớp vỏ gỗ, tránh ảnh hưởng đến máy bơm thiết bị công trình sau Trong nước thải chế biến tinh bột sắn thường có hàm lượng cát đáng kể, công nghệ xử lý nước thải cần thiết phải có bể lắng cát Nước thải sau qua bể lắng cát tự chảy vào hầm tiếp nhận 31 Nước thải trước đến bể điều hòa qua lưới chắn rác tinh Lưới chắn rác tinh có nhiệm vụ loại bỏ sơ sợi sắn, lớp váng bọt rác có kích thước nhỏ 10mm .31 Bể điều hòa: dao động nồng độ lưu lượng nước thải ảnh hưởng đến chế độ công tác mạng lưới công trình xử lý, đặc biệt quan trọng với công trình hóa lý, sinh học với việc làm ổn dịnh nồng độ nước thải giúp giảm nhẹ kích thước công trình xử lý hóa lý, đơn giản hóa công nghệ xử lý tăng hiệu xử lý nước thải công trình xử lý Tại bể điều hoà nhờ trình khuấy trộn cấp khí giúp ổn định lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm như: BOD5, COD, pH, CN-…tại nước thải bơm sang bể phản ứng 31 Bể trung hòa: Nước thải công nghệ chế biến tinh bột sắn có pH thấp, công đoạn trình lên men axit tinh bột Do đó, trước tiến hành xử lý sinh học (yêu cầu pH từ 6.5 – 8.5) hay trình hóa lý thường yêu cầu pH trung tính cần tiến hành trung hòa để tạo điều kiện thích hợp cho vi sinh phát triển tốt 31 Bể phản ứng: hóa chất keo tụ châm vào bể với liều lượng định kiểm soát chặt chẽ bơm định lượng hóa chất Dưới tác dụng hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn lắp đặt bể, hóa chất keo tụ hòa trộn nhanh vào nước thải, hình thành cặn nhỏ li ti khắp diện tích bể 31 Bể keo tụ tạo bông: Hỗn hợp nước thải tự chảy qua bể keo tụ tạo Dưới tác dụng chất trợ keo tụ hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, cặn li ti chuyển động, va chạm, dính kết hình thành nên cặn có kích thước khối lượng lớn gấp nhiều lần cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho trình lắng bể lắng Hỗn hợp nước cặn bể keo tụ tạo tự chảy sang bể lắng .31 Bể lắng 1: Bể lắng có chức loại bỏ chất lắng mà chất gây tượng bùn lắng nguồn tiếp nhận, tách dầu mỡ chất khác, giảm tải trọng hữu cho công trình xử lý phía sau Phần bùn nước thải giữ lại đáy bể lắng Lượng bùn bơm qua bể chứa bùn 31 Bể UASB: Phần nước sau tách bùn bơm bể phản ứng kỵ khí UASB, bên cạnh việc phân huỷ phần lớn chất hữu CN- phân huỷ đáng kể đây, nhằm giảm đến mức thấp nồng độ CN- trước dẫn vào bể lọc sinh học Bể UASB thường áp dụng xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cao nước thải ngành tinh bột sắn Nước thải nạp từ phía đáy bể, qua lớp bùn hạt, trình xử lý nước thải xảy chất hữu tiếp xúc với bùn hạt Đặc tính quan trọng bùn từ bể UASB vận tốc lắng bùn cao, nhờ vận hành thiết bị kỵ khí với vận tốc ngược dòng từ lên cao Khi vận hành giai đoạn đầu tải trọng chất hữu không cao vi sinh vật acid hóa tạo acid béo dễ bay với vận tốc nhanh nhiều lần so với tốc acid thành acetate tác dụng vi khuẩn acetate làm giảm pH môi trường, ức chế vi khuẩn methane hóa Tải trọng hữu tăng dần vi khuẩn thích nghi Vì vậy, với hệ thống UASB tải trọng chất hữu đạt cao giai đoạn hoạt động ổn định Bùn từ bể lắng bùn dư từ bể UASB dẫn đến sân phơi bùn, nhằm giảm độ ẩm khối lượng bùn để dễ dàng vận chuyển bãi thải 32 Bể lọc sinh học: Màng sinh học hiếu khí hệ VSV tuỳ tiện, màng lớp vi khuẩn hiếu khí, lớp sâu bên màng vi khuẩn kỵ khí Phần cuối màng động vật nguyên sinh số vi khuẩn khác Vi sinh màng sinh học oxy hoá chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng lượng Chất hữu tách khỏi nước, khối lượng màng sinh học tăng lên Màng vi sinh chết trôi theo nước khỏi bể lọc sinh học Để trì điều kiện hiếu khí hay kỵ khí bể phụ thuộc vào lượng oxy cấp vào Nhưng thực tế bể tồn trình hiếu, thiếu kỵ khí Do hiệu khử nitơ photpho bể lọc tương đối cao 32 Tiếp đó, nước thải dẫn đến cụm hồ sinh học, phần CN- nitơ, photpho, BOD5, COD, SS lại khử hồ sinh học Nước thải sau qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009, loại B thải nguồn tiếp nhận 32 4.2.3 Đánh giá ưu, nhược điểm công nghệ 32 a Ưu điểm: 32 · Công nghệ đề xuất phù hợp với đặc điểm, tính chất nguồn nước thải; 32 · Nồng độ chất ô nhiễm sau quy trình xử lý đạt quy chuẩn hành; .32 · Diện tích đất sử dụng tối thiểu 32 · Công trình thiết kế dạng modul, dễ mở rộng, nâng công suất xử lý 32 b Nhược điểm: 32 · Nhân viên vận hành cần đào tạo chuyên môn; 32 · Chất lượng nước thải sau xử lý bị ảnh hưởng công trình đơn vị trạm không vận hành yêu cầu kỹ thuật; .32 · Bùn sau trình xử lý cần thu gom xử lý định kỳ .32 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN 33 Xử lý nước thải nhu cầu thiết nước ta Hiện nước, hầu hết doanh nghiệp, nhà máy có hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) đa số HTXLNT nhà máy không xử lý đạt nên lượng nước thải đưa vào môi trường sống ngày ô nhiễm, hậu ô nhiễm dài lâu bù đắp 33 Một công nghệ xử lý nước thải ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghệ xử lý sinh học kỵ khí với bể bùn kỵ khí dòng chảy từ lên (UASB) Công nghệ phù hợp cho việc xử lý loại nước thải công nghệp có nồng độ chất hữu cao công nghiệp rượu bia, mật rỉ đường, sữa, chăn nuôi… có nhiều ưu điểm (đã nêu chương 3) bên cạnh đó, để xây dựng hệ thống xử lý nước thải hiệu cần lưu ý: .33 Việc tư vấn, thiết kế, lắp đặt cần phải sát với tình hình thực tế tính chất nguồn thải, vị trí mặt bố trí hệ thống, chi phí xây dựng bảo trì vận hành, chi phí háo chất kèm theo, chọn lựa phương án tối ưu mặt xây dựng, tài kính kỹ thuật …tránh tình trạng hệ thống không khả thi đưa vào hoạt động gặp khó khăn vận hành… .33 Cần đào tạo nhân viên có trình độ kỹ thuật chuyên môn trình vận hành để hệ thống hoạt động thật hiệu quả, tốn kinh phí bảo vệ tuổi thọ hệ thống .33 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 34 1-Kỹ thuật môi trường – GS.TS Lâm Minh Triết - NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh: 2006 34 10 theo mô hình có các vòi lấy mẫu để đánh giá lượng bùn bể thông qua thí nghiệm xác định mặt cắt bùn * Quá trình kỵ khí sinh trưởng bám dính - Quá trình sinh trưởng dính bám: • Trong quá trình xử lý sinh học, các vi sinh vật chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu phát triển thành màng dính bám hay gắn kết các vật liệu trơ đá, xỉ, gỗ, sành sứ, chất dẻo • Quá trình này gọi là màng sinh học hay màng cố định, xảy các quá trình xử lý nước thải, lọc sinh học đĩa quay sinh học - Lọc kỵ khí (giá thể cố định dòng chảy ngược) • Bể lọc kỵ khí là cột chứa đầy vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh vật kỵ khí sống bám bề mặt Giá thể là sỏi, đá , than, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa… • Dòng nước phân bố từ dưới lên, tiếp xúc với màng vi sinh bám dính bề mặt giá thể Do khả bám dính tốt màng vi sinh dẫn đến lượng sinh khối bể tăng lên và thời gian lưu bùn kéo dài Vì vậy thời gian lưu nước thấp, vận hành tải trọng rất cao - Các loại giá thể: + Đá sỏi thường bị bít tắc các chất lơ lửng màng vi sinh không bám dính giữ lại khe rỗng các viên đá sỏi + Vật liệu nhựa tổng hợp có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao (95%) nên vi sinh dễ bám dính và chúng thường thay dần cho đá, sỏi Tỉ lệ riêng diện tích bề mặt/ thể tích vật liệu thông thường dao động khoảng 100 – 220 m2 /m3 • Trong bể lọc kị khí dòng chảy quanh co đồng thời tích lũy sinh khối nên dễ gây các vùng chết và dòng chảy ngắn Để khắc phục nhược điểm này cần bố trí thêm hệ thống xáo trộn khí biogas sinh thông qua hệ thống phân phối khí đặt dưới lớp vật liệu và máy nén khí biogas • Sau thời gian vận hành dài, các chất rắn không bám dính gia tăng Điều này chứng tỏ hàm lượng SS đầu tăng, hiệu quả xử lý giảm thời gian lưu nước thực tế bể bị rút ngắn lại Chất rắn không bám dính lấy khỏi bể cách xả đáy và rữa ngược 20 - Quá trình kỵ khí bám dính xuôi dòng • Trong quá trình này nước thải chảy từ xuống qua lớp giá thể module Giá thể này tạo nên các dòng chảy nhỏ tương đối thẳng theo hướng từ xuống Đường kính dòng chảy nhỏ xấp xỉ cm Với cấu trúc này tránh tượng bít tắc và tích lũy chất rắn không bám dính và thích hợp cho xử lý nước thải có hàm lượng SS cao - Quá trình kỵ khí tầng giá thể lơ lửng • Nước thải bơm từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc hạt là giá thể cho vi sinh sống bám Vật liệu này có đường kính nhỏ, vậy tỉ lệ diện tích bề mặt / thể tích rất lớn (cát, than hoạt tính hạt…) tạo sinh khối bám dính lớn Dòng tuần hoàn trở lại để tạo vận tốc nước lên đủ lớn cho lớp vật liệu hạt dạng lơ lửng, giản nỡ khoảng 15 – 30% lớn Hàm lượng sinh khối bể tăng lên đến 10.000 – 40.000 mg/l Do lượng sinh khối lớn và thời gian lưu nước quá nhỏ nên quá trình này ứng dụng xử lý nước thải có nồng độ chất hữu thấp nước sinh hoạt 21 CHƯƠNG III: QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ – UASB 3.1 TỔNG QUAN VỀ BỂ UASB: Bể UASB là bể sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn (UASB là viết tắt cụm từ Upflow anaerobic sludge blanket) gọi với nhiều tên tùy theo quy mô xử lý như, lò phản ứng UASB, bể UASB, quy mô phòng thí nghiệm thường gọi là cột UASB UASB thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cao và thành phần chất rắn thấp Nồng độ COD đầu vào giới hạn mức là 100 mg/l, SS > 3.000mg/l không thích hợp để xử lý UASB 3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ UASB Loại bể UASB này thiết kế Lettinga và các cộng viên vào 1983 Netherlands Loại bể UASB này thích hợp cho việc xử lý các chất thải có hàm lượng hữu cao và thành phần chất rắn thấp Bể UASB gồm khu vực: khu vực phân hủy và khu vực lắng Trong khu vực phân hủy chia thành lớp: Lớp bùn đặc dưới đáy cột và lớp thảm bùn hầm, khu vực lắng chứa dung dịch lỏng phía Nước thải nạp vào bể UASB từ đáy hầm (từ dưới lên) và khống chế vận tốc phù hợp (v50.000 mg/l, cần pha loãng nước thải tuần hoàn nước thải đầu 5) Khả phân hủy sinh học của nước thải Khả phân hủy sinh học nước thải xác định cách cho lượng COD định lượng trước vào mô hình tĩnh và theo dõi lưỡng khí methane sinh lượng COD lại thời gian dài khoảng 40 ngày Khi đánh giá dễ dàng khả phân hủy sinh học nước thải 6) Chất dinh dưỡng Nhu cầu dinh dưỡng cho sinh trưởng vi khuẩn kị khí thường thấp so với vi khuẩn hiếu khí Hàm lượng tối thiểu các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng tính theo tỷ lệ (COD/Y) : N : P : S = (50/Y : : : 1) Trong Y là hệ số sản lượng tế bào phụ thuộc vào nước thải Nước thải không dễ acid hóa có Y = 0.15; nước thải dễ acid hóa có Y = 0.03 7) Hàm lượng cặn lơ lửng Công nghệ UASB không thích hợp đối với nước thải có hàm lượng SS lớn Khi nồng độ cặn lơ lửng lớn 3000 mg//l, cặn này khó phân hủy sinh học thời gian lưu ngắn tích lũy dần bể gây trở ngại cho quá trình phân hủy nước thải Tuy nhiên, lượng cặn này bị trôi khỏi bể không gây trở ngại 8) Các điều kiện khác - Bùn kị khí có tính lắng tốt 24 - Có phân tích khí- rắn nhằm tránh rửa trôi bùn khỏi bể Phần lắng phía có thời gian lưu nước đủ lớn, phân phối và thu nước hợp lý hạn chế dòng chảy rối Khi hạt bùn tách khí đến vùng lắng lắng xuống và trở lại ngăn phản ứng - Hệ thống phân phối nước đầu vào đảm bảo tiếp xúc tốt nước thải vào với bùn sinh học Mặt khác, khí biogas sinh tăng cường xáo trộn nước thải và bùn, vật không cần khuất khí - Nước thải chứa độc tố: UASB không thích hợp với loại nước thải có hàm lượng amonia > 2.000 mg/l hàm lượng sulphate > 500 mg/l Khi nồng độ muối cao gây ảnh hưởng xấu đến vi khuẩn methane Khi nồng độ muối nằm khoảng 5.000 – 15.000 mg/l xem là độc tố - Thời gian lưu: Tùy thuộc nước thải và điều kiện môi trường Đủ lâu cho phép các hoạt động trao đổi kỵ khí xảy 3.5 Ưu điểm và nhược điểm của việc xử lý nước thải công nghệ UASB 3.5.1 Ưu điểm - Lượng bùn sinh ít, giảm chi phí xử lý - Không tiêu tốn nhiều lượng - Thiết bị phản ứng tương đối đơn giản và giảm diện tích công trình - Chi phí vận hành, bảo dưỡng và xây dựng thấp - Không đòi hỏi cung cấp oxy - Sản xuất lượng hữu ích ví dụ khí methane - Có thể ứng dụng cho cả hệ thống xử lý lớn và nhỏ - Lượng chất dinh dưỡng và vi lượng đòi hỏi thấp - Có khả hoạt động nhiệt độ thấp (100C) - Có thể điều chỉnh nhiệt độ lò phản ứng đến nhiệt độ mong muốn để nâng cao hiệu quả xử lý - Cho phép vận hành với tải trọng chất hữu cao, khó phân hủy 3.5.2 Nhược điểm - Thời gian khởi động ban đầu kéo dài, phải mất từ 8-10 tuần tùy theo loại bùn hoạt tính sử dụng - Đòi hỏi phải có kinh nghiệm thực tết vận hành hệ thống xử lý nước thải ứng dụng công nghệ UASB - Vi khuẩn kị khí nhạy cảm với hợp chất hóa học độc toluene, axeton, benzene, ngoài đặc biệt nhạy cảm với crom (Cr3+/Cr6+) và đồng - Dễ bị sốc tải chất lượng đầu vào biến động - Bị ảnh hưởng các chất độc hại - Khó hồi phục sau thời gian ngưng hoạt động 25 3.6 Quá trình phát triển công nghệ UASB Công nghệ UASB sử dụng rộng rãi lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp từ trước năm 1997 Lò phản ứng UASB thông thường thích hợp xử lý các loại nước thải có nồng độ COD khá cao với tải trọng từ khoảng 10 đến 15Kg COD/m3/ ngày Vì công nghệ UASB đánh giá là công nghệ khá hoàn chỉnh Tuy nhiên với mục tiêu hướng đến việc đạt hiệu xuất xử lý cao làm xuất mô hình UASB thức hai với lớp bùn kĩ khí lò phản ứng dày gọi tắt là EGSB (Expand Granular Sludge Bed) và có quá trình lưu thông tuần hoàn bên gọi là IC (Interal Circulation) Đây xem là thành công lớn việc cải tiến lò phản ứng UASB Sau đời, lò phản ứng UASB cải tiến ứng dụng rộng rãi nhiều năm qua Mặt khác, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao lĩnh vực xử lý nước thải, lò phản ứng UASB lại cải tiến lên bậc, Chính nhờ cải tiến này mà ta kiểm soát nhiệt độ lò phản ứng Từ tạo điều kiện nhiệt độ thích hợp cho quá trình phát triển vi sinh vật, nâng cao hiệu quả xử lý Tuy nhiên, cùng với việc xử lý lượng nước thải lớn hơn, lượng biogas sinh nhiều hơn, điều này dẫn đến khuynh hướng gây tượng trào bùn từ lò phản ứng UASB Để giải vấn đề trên, dạng lò phản ứng UASB lại nghiên cứu Kết quả, người ta đưa dạng lò phản ứng UASB có chia ngăn bên và có gắn thiết bị tách khí rắn (Gas Solid Separator – GSS) Với dạng lò phản ứng UASB này, lượng bùn trì cao, đồng thời đảm bảo hiệu suất xử lý và lượng biogas thu Ngày phát triển công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp thực phẩm dẫn đến việc tạo lượng nước thải hỗn tạp khổng lồ Chính vậy, việc xử lý nước thải ngày càng gặp nhiều khó khăn Có rất nhiều phát minh và nghiên cứu đưa rất nhiều công nghệ kỹ thuật nhằm đem lại hiệu quả xử lý ngày càng cao cho vấn đề nước thải Và công nghệ UASB xem là khá hoàn chỉnh và đáp ứng rộng rãi không hiệu quả xử lý cao mà bời ưu điểm kinh tế và kỹ thuật vận hành Hình : dạng bể UASB sử dụng thực tế 26 CHƯƠNG IV: MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ỨNG DỤNG 4.1 Ứng dụng xử lý nước thải chăn nuôi 4.1.1 Tổng quan về nước thải ngành chăn nuôi Ngành chăn nuôi không cung cấp phần lớn lượng thịt tiêu thụ hàng ngày mà là nguồn cung cấp phân hửu cho trồng Trong năm gần đây, ngành chăn nuôi có nhiều phát triển mới tăng nhanh số lượng và chất lượng góp phần vào tăng trưởng kinh tế Bên cạnh mặt tích cực , vấn đề ô nhiễm môi trường nghành chăn nuôi gây và mọi người quan tâm Tốc độ phát triển nghành chăn nuôi ngày càng tăng lượng chất thải chăn nuôi đưa vào môi trường ngày càng nhiều ảnh hưởng đến nguồn đất, nước, không khí cách ngiêm trọng Nước thải chăn nuôi là nguồn nước thải đặc trưng, có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán….Nguồn nước này có nguy gây ô nhiễm đến nguồn nước mặt, nước ngầm Bên cạnh đó, có nhiều loại khí tạo NH3, CO2, CH4, H2S… Các loại khí này gây ô nhiễm môi trường không khí ảnh hưởng đến đời sống người Vì vậy, xử lý nước thải ngành chăn nuôi rất quan trọng cần quan tâm + Thành phần nước thải chăn nuôi + Hàm lượng hợp chất hửu cơ, vô cơ, cặn lơ lửng cao + Hàm lượng N và P cao + Nước hải chăn nuôi chứa nhiều vi trùng, vi rus và trứng ấu trùng , giun sán gây bệnh Các thông số ô nhiễm đặc trưng nước thải chăn nuôi thể bảng sau 27 4.1.2 Quy trình công nghệ áp dụng 4.1.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ áp dụng 4.1.2.2 Thuyết minh qui trình công nghệ Nước thải đưa vào hố thu qua song chắn rác nhằm loại bỏ phần rác có kích thước lớn, rác từ thu gom và đem xử lý Sau nước thải đưa vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ các chất gây ô nhiễm Sau đó, nước thải bơm đến bể lắng I để tách phần chất hữu dễ lắng Bùn thu bơm bể nén bùn Nước thải tiếp tục qua bể UASB Tại bể UASB, các vi sinh vật kỵ khí dạng lơ lửng phân hủy các chất hữu có nước thải thành các chất vô dạng đơn giản và khí CO 2, CH4, H2S… Nước thải sau tách bùn và khí dẫn sang bể Aerotank Tại diễn quá trình phân hủy hiếu khí các hợp chất hữu Bể thổi khí liên tục nhằm trì điều kiện hiếu khí cho vi sinh vật phát triển Sau nước thải dẫn sang bể lắng II, diễn quá trình phân tách nước thải và bùn hoạt tính Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải phía dẫn qua hồ sinh học để xử lý tiếp Nước thải sau qua hồ sinh học đạt tiêu chuẩn loại B thải nguồn tiếp nhận 28 4.2 Ứng dụng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn 4.2.1 Tổng quan về nước thải ngành sản xuất tinh bột sắn Các thành phần hữu tinh bột, protein, xenluloza, pectin, đường có nguyên liệu củ sắn tươi là nguyên nhân gây ô nhiễm cao cho các dòng nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn Nước thải sinh từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặc trưng: pH thấp, hàm lượng chất hữu và vô cao, thể qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), TSS rất cao, các chất dinh dưỡng chứa N, P, các số nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao và thành phần vỏ sắn và lõi củ sắn có chứa Cyanua (CN-) chất độc hại có khả gây ung thư NỒNG ĐỘ Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI Bảng chất lượng nước thải sản xuất bột sắn Tính chất nước thải sản xuất tinh bột sắn Trong nhà máy Chế biến Tinh bột, thành phần nước thải sinh chủ yếu từ bóc vỏ, rửa củ, băm nhỏ và lắng lọc là các nguồn ô nhiễm Trên sở này việc lấy mẫu và phân tích thành phần nước thải thực hai công đoạn riêng biệt và kết hợp hai công đoạn này Tính chất nước thải ngành tinh bột sắn mang tính chất acid và có khả phân hủy sinh học Đặc biệt với loại nước thải này là khoai mì có chứa HCN là acid có tính độc hại Khi ngâm khoai mì vào nước HCN tan vào nước và theo nước thải ngoài 29 4.2.1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ áp dụng 30 4.2.2.2 Thuyết minh sơ đồ Bể lắng cát: Có nhiệm vụ loại bỏ cát, mảng kim loại,… nguyên liệu, nước thải vệ sinh nhà xưởng Nước thải từ các khu vực sản xuất theo mạng lưới thoát nước riêng chảy vào bể lắng cát trạm xử lý Tại đây, để bảo vệ thiết bị và hệ thống đường ống công nghệ phía sau, song chắn rác thô lắp đặt trước bể lắng cát để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn khỏi nước thải Bể lắng cát giữ lại phần lớn các hạt cát có kích thước lớn 0,2mm bao gồm hạt cát rời và phần cát dính lớp vỏ gỗ, tránh ảnh hưởng đến máy bơm và thiết bị các công trình sau Trong nước thải chế biến tinh bột sắn thường có hàm lượng cát đáng kể, vậy công nghệ xử lý nước thải cần thiết phải có bể lắng cát Nước thải sau qua bể lắng cát tự chảy vào hầm tiếp nhận Nước thải trước đến bể điều hòa qua lưới chắn rác tinh Lưới chắn rác tinh có nhiệm vụ loại bỏ các sơ sợi sắn, lớp váng bọt và rác có kích thước nhỏ 10mm Bể điều hòa: dao động nồng độ và lưu lượng nước thải ảnh hưởng đến chế độ công tác mạng lưới và các công trình xử lý, đặc biệt quan trọng với các công trình hóa lý, sinh học với việc làm ổn dịnh nồng độ nước thải giúp giảm nhẹ kích thước công trình xử lý hóa lý, đơn giản hóa công nghệ xử lý và tăng hiệu quả xử lý nước thải các công trình xử lý Tại bể điều hoà nhờ quá trình khuấy trộn và cấp khí giúp ổn định lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm như: BOD5, COD, pH, CN-…tại nước thải bơm sang bể phản ứng Bể trung hòa: Nước thải công nghệ chế biến tinh bột sắn có pH thấp, các công đoạn quá trình lên men axit tinh bột Do đó, trước tiến hành xử lý sinh học (yêu cầu pH từ 6.5 – 8.5) hay quá trình hóa lý thường yêu cầu pH trung tính cần tiến hành trung hòa để tạo điều kiện thích hợp cho vi sinh phát triển tốt Bể phản ứng: hóa chất keo tụ châm vào bể với liều lượng nhất định và kiểm soát chặt chẽ bơm định lượng hóa chất Dưới tác dụng hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn lắp đặt bể, hóa chất keo tụ hòa trộn nhanh và vào nước thải, hình thành các cặn nhỏ li ti khắp diện tích bể Bể keo tụ tạo bông: Hỗn hợp nước thải này tự chảy qua bể keo tụ tạo Dưới tác dụng chất trợ keo tụ và hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, các cặn li ti chuyển động, va chạm, dính kết và hình thành nên cặn có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng bể lắng Hỗn hợp nước và cặn bể keo tụ tạo tự chảy sang bể lắng Bể lắng 1: Bể lắng có chức loại bỏ các chất lắng mà các chất này gây tượng bùn lắng nguồn tiếp nhận, tách dầu mỡ và các chất khác, giảm tải trọng hữu cho các công trình xử lý phía sau Phần bùn nước thải giữ lại đáy bể lắng Lượng bùn này bơm qua bể chứa bùn 31 Bể UASB: Phần nước sau tách bùn bơm bể phản ứng kỵ khí UASB, bên cạnh việc phân huỷ phần lớn các chất hữu CN- phân huỷ đáng kể đây, nhằm giảm đến mức thấp nhất nồng độ CN- trước dẫn vào bể lọc sinh học Bể UASB thường áp dụng xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cao nước thải ngành tinh bột sắn Nước thải nạp từ phía đáy bể, qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý nước thải xảy các chất hữu tiếp xúc với bùn hạt Đặc tính quan trọng nhất bùn từ bể UASB là vận tốc lắng bùn khá cao, nhờ vận hành thiết bị kỵ khí với vận tốc ngược dòng từ dưới lên cao Khi vận hành giai đoạn đầu tải trọng chất hữu không quá cao vi sinh vật acid hóa tạo acid béo dễ bay với vận tốc nhanh rất nhiều lần so với tốc các acid này thành acetate dưới tác dụng vi khuẩn acetate làm giảm pH môi trường, ức chế vi khuẩn methane hóa Tải trọng hữu tăng dần vi khuẩn thích nghi Vì vậy, với hệ thống UASB tải trọng chất hữu đạt cao giai đoạn hoạt động ổn định Bùn từ bể lắng và bùn dư từ bể UASB dẫn đến sân phơi bùn, nhằm giảm độ ẩm và khối lượng bùn để dễ dàng vận chuyển bãi thải Bể lọc sinh học: Màng sinh học hiếu khí là hệ VSV tuỳ tiện, ngoài cùng màng là lớp vi khuẩn hiếu khí, lớp sâu bên màng là các vi khuẩn kỵ khí Phần cuối cùng màng là các động vật nguyên sinh và số các vi khuẩn khác Vi sinh màng sinh học oxy hoá các chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và lượng Chất hữu tách khỏi nước, khối lượng màng sinh học tăng lên Màng vi sinh chết trôi theo nước khỏi bể lọc sinh học Để trì điều kiện hiếu khí hay kỵ khí bể phụ thuộc vào lượng oxy cấp vào Nhưng thực tế bể tồn quá trình hiếu, thiếu và kỵ khí Do hiệu quả khử nitơ và photpho bể lọc tương đối cao Tiếp đó, nước thải dẫn đến cụm hồ sinh học, phần CN- nitơ, photpho, BOD5, COD, SS lại khử các hồ sinh học Nước thải sau qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009, loại B thải nguồn tiếp nhận 4.2.3 Đánh giá ưu, nhược điểm công nghệ a Ưu điểm: · Công nghệ đề xuất phù hợp với đặc điểm, tính chất nguồn nước thải; · Nồng độ các chất ô nhiễm sau quy trình xử lý đạt quy chuẩn hành; · Diện tích đất sử dụng tối thiểu · Công trình thiết kế dạng modul, dễ mở rộng, nâng công suất xử lý b Nhược điểm: · Nhân viên vận hành cần đào tạo chuyên môn; · Chất lượng nước thải sau xử lý bị ảnh hưởng công trình đơn vị trạm không vận hành các yêu cầu kỹ thuật; · Bùn sau quá trình xử lý cần thu gom và xử lý định kỳ 32 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN Xử lý nước thải là nhu cầu thiết nước ta Hiện cả nước, hầu hết các doanh nghiệp, nhà máy có hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) đa số các HTXLNT các nhà máy không xử lý đạt nên lượng nước thải đưa vào môi trường sống ngày càng ô nhiễm, hậu quả ô nhiễm dài lâu bù đắp Một công nghệ xử lý nước thải ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực là công nghệ xử lý sinh học kỵ khí với bể bùn kỵ khí dòng chảy từ dưới lên (UASB) Công nghệ này rất phù hợp cho việc xử lý các loại nước thải công nghệp có nồng độ chất hữu cao công nghiệp rượu bia, mật rỉ đường, sữa, chăn nuôi… và có nhiều ưu điểm (đã nêu chương 3) bên cạnh đó, để xây dựng hệ thống xử lý nước thải hiệu quả cần lưu ý: Việc tư vấn, thiết kế, lắp đặt cần phải sát với tình hình thực tế tính chất nguồn thải, vị trí mặt bố trí hệ thống, chi phí xây dựng bảo trì vận hành, chi phí háo chất kèm theo, chọn lựa phương án tối ưu cả mặt xây dựng, tài kính và kỹ thuật …tránh tình trạng hệ thống không khả thi đưa vào hoạt động gặp khó khăn vận hành… Cần đào tạo nhân viên có trình độ kỹ thuật chuyên môn quá trình vận hành để hệ thống hoạt động thật hiệu quả, tốn kinh phí và bảo vệ tuổi thọ hệ thống 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1- Kỹ thuật môi trường – GS.TS Lâm Minh Triết - NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh: 2006 - Giáo trình hóa học nước và nước thải – TS Mai Tuấn Anh (Chủ biên) – NXB Đại học quốc gia, Hồ Chí Minh: 2009 - Báo cáo chuyên đề Công nghệ sinh học Môi trường – Khoa Môi trường Và Tài Nguyên trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM – 2009 - Kỹ thuật xử lý nước thải – Th.S Lâm Vĩnh Sơn – NXB Xây Dựng - Trang Web tham khảo: + http://tailieu.vn + http://www2.hcmuaf.edu.vn + http://www.lenamco.com/xly-nuoc-cap/ky-khi/93-ky-khi 34 [...]... tách khí như thùng quạt gió, khuấy cơ khí hoặc tách khí chân không và có thể thêm chất keo tụ đẩy nhanh quá trình tạo bông - UASB: bể xử lý sinh học kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn (xem chi tiết chương 3) - Mô hình là cột hình trụ tròn gồm hai phần: + Phần phân huỷ + Phần lắng - Nước thải được phân bố vào từ đáy bể và đi ngược lên qua lớp bùn sinh học có mật độ vi khuẩn cao Khí. .. trình xử lý nước thải, như lọc sinh học hoặc đĩa quay sinh học - Lọc kỵ khí (giá thể cố định dòng chảy ngược) • Bể lọc kỵ khí là cột chứa đầy vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh vật kỵ khí sống bám trên bề mặt Giá thể có thể là sỏi, đá , than, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa… • Dòng nước phân bố đều từ dưới lên, tiếp xúc với màng vi sinh bám dính trên bề mặt giá thể Do khả... sinh khối trong bể có thể tăng lên đến 10.000 – 40.000 mg/l Do lượng sinh khối lớn và thời gian lưu nước quá nhỏ nên quá trình này có thể ứng dụng xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ thấp như nước sinh hoạt 21 CHƯƠNG III: QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ – UASB 3.1 TỔNG QUAN VỀ BỂ UASB: Bể UASB là bể sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn (UASB là viết tắt của cụm từ Upflow anaerobic... nước thải (HTXLNT) nhưng đa số các HTXLNT của các nhà máy đều không xử lý đạt nên lượng nước thải đưa vào môi trường sống chúng ta sẽ ngày càng ô nhiễm, hậu quả ô nhiễm dài lâu không thể bù đắp nổi Một trong những công nghệ xử lý nước thải đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực là công nghệ xử lý sinh học kỵ khí với bể bùn kỵ khí dòng chảy từ dưới lên (UASB) Công nghệ... rượu Phân hủy kỵ khí các acid béo dễ bay hơi (ngoại trừ acid acetic) Hình thành khí methane từ acid acetic Hình thành khí methane từ hydrogen và CO2 Các quá trình này có thể họp thành 4 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kị khí chất hữu cơ 1) Thủy phân Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và chất không tan (polysaccharide,... thải và mức độ phân hủy: lượng amoni (NH4 +); lượng nirat (NO3 -), lượng phosphat, lượng sunphat (SO42 -), lượng clorua (Cl -) - Dầu mỡ: bám vào thành ống, gây ảnh hường quá trình oxy hóa và quá trình xử lý nước thải - Kim loại nặng:phần lớn các kim loại nặng trong nước tồn tại dưới dạng ion và gây độc hại đến sức khỏe con người và động vật 14 o Chì (Pb) là kim loại nặng có độc tính đối... KIỆN ĐỂ BỂ UASB HOẠT ĐỘNG TỐT 1) Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình Bể UASB có thể hoạt động ở nhiệt độ ấm (3 0-350C) hoặc nóng (5 0-550C) Nhiệt độ tối ưu cho quá trình hoạt động của bể UASB là 350C Khi nhiệt độ dưới 100C vi khuẩn tạo methane hầu như không hoạt động 2) pH pH tối ưu cho quá trình hoạt động của bể UASB dao động trong phạm vi hẹp, từ 6,5 đến 7,5 Nếu pH giảm... cao như nước thải ngành tinh bột sắn Nước thải được nạp từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý nước thải xảy ra khi các chất hữu cơ tiếp xúc với bùn hạt Đặc tính quan trọng nhất của bùn từ bể UASB là vận tốc lắng của bùn khá cao, nhờ đó có thể vận hành thiết bị kỵ khí với vận tốc ngược dòng từ dưới lên cao Khi vận hành ở giai đoạn đầu tải trọng chất hữu... được tách ra khỏi nước, còn khối lượng của màng sinh học tăng lên Màng vi sinh chết sẽ được cuốn trôi theo nước ra khỏi bể lọc sinh học Để duy trì điều kiện hiếu khí hay kỵ khí trong bể phụ thuộc vào lượng oxy cấp vào Nhưng thực tế trong bể luôn tồn tại 3 quá trình hiếu, thiếu và kỵ khí Do đó hiệu quả khử nitơ và photpho của bể lọc tương đối cao Tiếp đó, nước thải sẽ được dẫn đến cụm... giảm do thời gian lưu nước thực tế trong bể bị rút ngắn lại Chất rắn không bám dính có thể lấy ra khỏi bể bằng cách xả đáy và rữa ngược 20 - Quá trình kỵ khí bám dính xuôi dòng • Trong quá trình này nước thải chảy từ trên xuống qua lớp giá thể module Giá thể này tạo nên các dòng chảy nhỏ tương đối thẳng theo hướng từ trên xuống Đường kính dòng chảy nhỏ xấp xỉ 4 cm Với cấu trúc