Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước rác phù hợp trên cơ sở mô hình

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước rác phù hợp sở mô hình ” thực với hƣớng dẫn PGS.TS Đặng Xuân Hiển Đây chép cá nhân, tổ chức Các số liệu, kết luận văn làm thực đánh giá Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung mà trình bày Luận văn Hà Nội, ngày 19 tháng 09 năm 2013 HỌC VIÊN Lê Văn Dần i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Đặng Xuân Hiển, ngƣời quan tâm động viên, giúp đỡ hƣớng dẫn trình thực luận văn Sự tận tình, tâm huyết thầy giúp hoàn thành tốt nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng trang bị cho kiến thức, kinh nghiệm thực tế nhận xét quý báu để có khả hoàn thành luận văn, củng cố kiến thức Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới gia đình bạn bè dành nhiều quan tâm quý báu, giúp đỡ tận tình cho suốt trình làm luận văn chia sẻ, giải khó khăn, vƣớng mắc gặp phải Xin chân thành cảm ơn! Học viên Lê Văn Dần ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT .v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Chất thải rắn sinh hoạt, công nghệ chôn lấp hình thành nƣớc rác .4 1.1.1 Chất thải rắn sinh hoạt 1.1.2 Công nghệ chôn lấp chất thải sinh hoạt .8 1.1.3 Sự hình thành nước rác .9 1.2 Thành phần, tính chất nƣớc rác giới Việt Nam 11 1.2.1 Thành phần, tính chất nước rác giới .11 1.2.2 Thành phần, tính chất nước rác Việt Nam 14 1.2.3 Đặc tính nước rỉ rác cũ lựa chọn để nghiên cứu 18 1.3 Một số sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác giới Việt Nam .19 1.3.1 Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác giới .19 1.3.2 Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước rỉ rác Việt Nam .23 1.3.3 Đề xuất lựa chọn công nghệ xử lý nước rỉ rác phù hợp với điều kiện Việt Nam 30 CHƢƠNG II: CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM 35 2.1 Khái quát phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác 35 2.2 Phƣơng pháp học 36 2.3 Phƣơng pháp hoá học 38 2.3 Phƣơng pháp sinh học .39 2.3.1 Nguyên lý chung trình xử lý sinh học 39 2.3.2 Các trình diễn xử lý nước thải phương pháp sinh học 39 2.3.3 Các công trình làm nước thải phương pháp sinh học .45 CHƢƠNG III: MÔ HÌNH HÓA TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI VÀ CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG LỰA CHỌN CHO XỬ LÝ NƢỚC RÁC 54 iii 3.1 Tìm hiểu chung mô hình hóa 54 3.1.1 Định nghĩa 54 3.1.2 Vai trò mô hình hóa hệ thống 54 3.1.3 Một số nguyên tắc xây dựng mô hình 55 3.2 Mô hình hóa nghiên cứu môi trƣờng 57 3.2.1 Lịch sử phát triển mô hình hóa trình xử lý nước thải 57 3.2.2 Các loại mô hình sử dụng công nghệ môi trường 59 3.2.3 Nh÷ng c«ng thøc m« h×nh 63 3.2.4 Phương pháp trình bày mô hình bùn hoạt tính 65 3.3 Mô hình đƣợc lựa chọn để mô thông số động học 66 3.3.1 Mô hình động học ASM2d 67 3.3.2 Các chương trình ứng dụng mô hình bùn hoạt tính xử lý nước thải 72 3.3.3 Chương trình mô Biowin 75 CHƢƠNG IV: KẾT QỦA NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC RÁC PHÙ HỢP THEO MÔ HÌNH BIOWIN 80 4.1 Các loại mô hình công nghệ sinh học ứng dụng xử lý nƣớc rác 80 4.1.1 Thành phần chất ô nhiễm nước rác sau trình xử lý hóa lý 80 4.1.2 Các loại mô hình công nghệ sinh học ứng dụng xử lý nước rác 81 4.2 Các tiêu chí để đánh giá, lựa chọn 85 4.2.1 Hiệu xử lý công nghệ 86 4.2.2 Tiêu chí kinh tế .86 4.3 Ứng dụng chƣơng trình Biowin để tính toán đánh giá công nghệ 87 4.3.1 Các giả thiết sử dụng đánh giá 87 4.3.2 Chi tiết tính toán nhóm loại hình công nghệ chương trình Biowin 87 4.3.3 Kết mô theo chương trình Biowin .89 4.3.4 Đánh giá lựa chọn công nghệ sở kết tính toán theo Biowin 122 KẾT LUẬN 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 iv DANH MỤC NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT AAO Anerobic Anoxic Aerobic (Yếm khí – Thiếu khí – Hiếu khí) ASM1 Activated Sludge Model No.1 (Mô hình bùn hoạt tính số 1) ASM Activated Sludge Model No.2 (Mô hình bùn hoạt tính số 2) ASM 2d Activated Sludge Model No.2_deni (Mô hình bùn hoạt tính số có khử nitrat PAO) ASM Activated Sludge Model No.3 (Mô hình bùn hoạt tính số 3) BOD Biological Oxy Demand (Nhu cầu oxy sinh học) BCL Bãi chôn lấp BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng COD Chemical Oxy Demand (Nhu cầu oxy hóa học) CTNH Chất thải nguy hại CTR Chất thải rắn CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt DO Dissolved Oxy (Oxy hòa tan) DOana Oxy hòa tan bể yếm khí DOano Oxy hòa tan bể thiếu khí NR Nƣớc rác NRR Nƣớc rỉ rác PAOs Phosphoruse Accumulating Organic (tích lũy photpho hữu cơ) QCVN Quy chuẩn Việt Nam RTSH Rác thải sinh hoạt IAWPRC International Association on Water Pollution Research TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH Trách nhiệm hữu hạn UASB Upflow Anerobic Sludge Blanket (Chảy ngƣợc qua lớp bùn yếm khí) XLNT Xử lý nƣớc thải v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Định nghĩa thành phần CTRSH Bảng 1.2 Lƣợng CTRSH phát sinh đô thị Việt Nam đầu năm 2007 Bảng 1.3 Đánh giá trạng số BCL điển hình Việt Nam Bảng 1.4 Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia giới 12 Bảng 1.5 Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia Châu Á 13 Bảng 1.6 Thành phần nƣớc rỉ rác số quốc gia Châu Á 13 Bảng 1.7: Thành phần nƣớc rác nƣớc [WHO, Mỹ] .14 Bảng 1.8 Thành phần nƣớc rỉ rác số BCL TP Hồ Chí Minh .16 Bảng 1.9: Thành phần nƣớc rác Bãi chôn lấp Nam Sơn-Sóc Sơn-Hà Nội 17 Bảng 1.10 Thành phần, tính chất nƣớc rác cũ BCL .18 Bảng 1.11 Nồng độ nƣớc rỉ rác trƣớc sau xử lý Đức 20 Bảng 1.12 Nồng độ chất ô nhiễm trƣớc sau xử lý 21 Bảng 1.13 Thành phần NRR sau hệ thống xử lý BCL Nam Sơn - Hà Nội 26 Bảng 1.14 Thành phần nƣớc rác trƣớc sau xử lý BCL Gò Cát 28 Bảng 1.15 Nồng độ nƣớc rác trƣớc sau trạm xử lý BCL Phƣớc Hiệp 29 Bảng 1.16 Phƣơng pháp lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc rác 33 Bảng 2.1 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc rác b ng học 37 Bảng 2.2 Các phƣơng pháp hóa học để xử lý nƣớc rác 38 Bảng 3.1: Các mô hình bùn hoạt tính 62 Bảng 3.2 Biểu thức động học ASM2d,  rj ≥ 69 Bảng 3.3 Bảng mô tả biến mô hình ASM2d BioWin .76 Bảng 3.4 Các thông số mặc định mô hình BioWin 77 Bảng 3.5 Giá trị thông số BioWin .78 Bảng 4.1 Nồng độ chất ô nhiễm NR trƣớc sau xử lý hóa lý 80 Bảng 4.2 Nồng độ chất ô nhiễm nƣớc rác cũ trƣớc sau xử lý hóa lý 81 Bảng 4.3 Thông số đầu vào yêu cầu đầu sử dụng cho tính toán .88 Bảng 4.4: Tóm tắt số kết tính phƣơng án cho nƣớc rác với trƣờng hợp nhiệt độ nƣớc thải đầu vào T=210C 103 Bảng 4.5: Tóm tắt số kết tính phƣơng án cho nƣớc rác cũ với trƣờng hợp nhiệt độ nƣớc thải đầu vào T=210C 118 Bảng 4.6: Tổng hợp kết thông số nƣớc rác nƣớc rác cũ (với trƣờng hợp T=170C) .119 Bảng 4.7: Tổng hợp kết thông số nƣớc rác nƣớc rác cũ (với trƣờng hợp T=210C) .121 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các thành phần cân b ng nƣớc ô chôn lấp 10 Hình 1.2 Sơ đồ cân b ng nƣớc 11 Hình 1.3 Quy trình xử lý nƣớc rỉ rác Đức kết hợp sinh học hóa lý 19 Hình 1.4 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác BCL Sudokwon Hàn Quốc 20 Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc rác Bãi chôn lấp Koumyoji - thành phố Ichinomiya - Nhật Bản .21 Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc rác URM - Nova Scotia - Canada 22 Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống xử lý bãi chôn lấp (USEPA) 22 Hình 1.8 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý bãi chôn lấp (USEPA) 23 Hình 1.9 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác bãi chôn lấp Nam Sơn 25 Hình 1.10 Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác bãi chôn lấp Gò Cát .27 Hình 1.11 Hệ thống hồ xử lý nƣớc rỉ rác BCL Phƣớc Hiệp .29 Hình 1.12 Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học ứng dụng xử lý nƣớc rác 31 Hình 1.13 Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học bổ sung tháp tripping trƣớc công đoạn sinh học AOP sau công đoạn sinh học .31 Hình 1.14 Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học bổ sung tháp tripping AOP trƣớc công đoạn sinh học 32 Hình 1.15 Sơ đồ công nghệ hóa lý-sinh học bổ sung AOP trƣớc công đoạn sinh học 32 Hình 1.16 Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học xử lý nƣớc rác 34 Hình 1.17 Sơ đồ công nghệ hóa lý - sinh học xử lý nƣớc rác cũ .34 Hình 2.1: Sơ đồ trình khử phốt nƣớc thải b ng phƣơng pháp sinh học 45 Hình 2.2: Sơ đồ hệ xử lý nƣớc thải đô thị b ng kỹ thuật bùn hoạt tính 48 Hình 2.3: Sơ đồ chế hoạt động màng vi sinh 49 Hình 3.1 Sơ đồ mô tả lý thuyết hai lớp màng trình hấp thụ oxi từ pha khí vào pha lỏng .71 Hình 3.2: Cấu trúc dòng Trạm xử lý ASIM 72 Hình 4.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý sinh học với cụm bể AO - MBR .82 Hình 4.2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý sinh học với cụm bể AO - MBBR 83 vii Hình 4.3: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý sinh học với cụm bể Yếm khí - SBR 84 Hình 4.4: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý sinh học với cụm bể AOO 85 Hình 4.5 Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý công nghệ PA1-1 89 Hình 4.6 Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic công nghệ PA1-1 90 Hình 4.7 Các thông số tính toán bể xử lý MBR công nghệ PA1-1 90 Hình 4.8 Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng cụm công nghệ PA1-1 .91 Hình 4.9 Kết đầu sau xử lý sinh học b ng cụm công nghệ PA1-1 .91 Hình 4.10 Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý b ng công nghệ PA1-2 92 Hình 4.11 Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic công nghệ PA1-2 93 Hình 4.12 Các thông số tính toán bể xử lý MBBR công nghệ PA1-2 93 Hình 4.13 Các thông số tính toán bể lắng công nghệ PA1-2 94 Hình 4.14 Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng cụm công nghệ PA1-2 94 Hình 4.15 Kết đầu sau xử lý sinh học b ng cụm công nghệ PA1-2 .95 Hình 4.16 Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý công nghệ PA1-3 96 Hình 4.17 Các thông số tính toán bể xử lý Anaerobic công nghệ PA1-3 96 Hình 4.18 Các thông số tính toán bể xử lý SBR công nghệ PA1-3 97 Hình 4.19 Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng cụm công nghệ PA1-3 97 Hình 4.20 Kết đầu sau xử lý sinh học b ng cụm công nghệ PA1-3 .98 Hình 4.21 Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý công nghệ PA1-4 99 Hình 4.22 Các thông số tính toán bể xử lý Anaerobic công nghệ PA1-4 99 Hình 4.23 Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic công nghệ PA1-4 100 Hình 4.24 Các thông số tính toán bể xử lý Aerobic công nghệ PA1-4 100 Hình 4.25 Các thông số tính toán bể lắng công nghệ PA1-4 101 Hình 4.26 Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng cụm công nghệ PA1-4 101 Hình 4.27 Kết đầu sau xử lý sinh học b ng cụm công nghệ PA1-4 102 Hình 4.28 Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý công nghệ PA2-1 .104 Hình 4.29 Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic công nghệ PA2-1 105 Hình 4.30 Các thông số tính toán bể xử lý MBR công nghệ PA2-1 .105 Hình 4.31 Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng công nghệ PA2-1 106 Hình 4.32 Kết đầu sau xử lý sinh học b ng công nghệ PA2-1 106 Hình 4.33 Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý b ng công nghệ PA2-2 107 Hình 4.34 Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic công nghệ PA2-2 108 viii Hình 4.35 Các thông số tính toán bể xử lý MBBR công nghệ PA2-2 108 Hình 4.36 Các thông số tính toán bể lắng công nghệ PA2-2 109 Hình 4.37 Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng công nghệ PA2-2 109 Hình 4.38 Kết đầu sau xử lý sinh học b ng công nghệ PA2-2 110 Hình 4.39 Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý công nghệ PA2-3 111 Hình 4.40 Các thông số tính toán bể xử lý Anaerobic công nghệ PA2-3 .111 Hình 4.41 Các thông số tính toán bể xử lý SBR công nghệ PA2-3 112 Hình 4.42 Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng công nghệ PA2-3 112 Hình 4.43 Kết đầu sau xử lý sinh học b ng công nghệ PA2-3 113 Hình 4.44 Dữ liệu đầu vào tính toán trạm xử lý công nghệ PA2-4 114 Hình 4.45 Các thông số tính toán bể xử lý Anaerobic công nghệ PA2-4 .114 Hình 4.46 Các thông số tính toán bể xử lý Anoxic công nghệ PA2-4 115 Hình 4.47 Các thông số tính toán bể xử lý Aerobic công nghệ PA2-4 115 Hình 4.48 Các thông số tính toán bể lắng công nghệ PA2-4 116 Hình 4.49 Khối lƣợng bùn thải sau xử lý b ng công nghệ PA2-4 116 Hình 4.50 Kết đầu sau xử lý sinh học b ng công nghệ PA2-4 117 Hình 4.51: So sánh thông số tính toán phƣơng án công nghệ với nƣớc rác nhiệt độ nƣớc thải 170C 123 Hình 4.52: So sánh hiệu xử lý nƣớc rác b ng công trình xử lý sinh học phƣơng án nhiệt độ nƣớc thải 170C 124 Hình 4.53: So sánh thông số tính toán phƣơng án công nghệ với nƣớc rác cũ nhiệt độ nƣớc thải 170C 125 Hình 4.54: So sánh hiệu xử lý nƣớc rác cũ b ng công trình xử lý sinh học phƣơng án nhiệt độ nƣớc thải 170C 126 Hình 4.55: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc rác phù hợp (Yếm khí – SBR) .127 ix MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, chất lƣợng sống đƣợc cải thiện vấn đề môi trƣờng đƣợc quan tâm, đặc biệt vấn đề rác thải nƣớc thải Rác thải sinh từ hoạt động ngƣời ngày tăng khối lƣợng Hầu hết rác thải nƣớc ta chƣa đƣợc phân loại nguồn, gây nhiều khó khăn quản lý xử lý, đồng thời sinh loại nƣớc thải đặc biệt ô nhiễm nƣớc rỉ rác - phát sinh từ bãi chôn lấp Nƣớc rỉ rác phát sinh từ hoạt động bãi chôn lấp nguồn gây ô nhiễm lớn đến môi trƣờng Nó bốc mùi hôi nặng nề lan tỏa nhiều kilomet, nƣớc rỉ rác ngấm xuyên qua mặt đất làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm dễ dàng gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt Hơn nữa, lƣợng nƣớc rỉ rác có khả gây ô nhiễm nặng nề đến môi trƣờng sống nồng độ chất ô nhiễm có nƣớc cao lƣu lƣợng đáng kể Cũng nhƣ nhiều loại nƣớc thải khác, thành phần (pH, độ kiềm, COD, BOD, NH3, SO4, ) tính chất (khả phân hủy sinh học hiếu khí, kị khí, ) nƣớc rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp thông số quan trọng dùng để xác định công nghệ xử lý, tính toán thiết kế công trình đơn vị, lựa chọn thiết bị, xác định liều lƣợng hoá chất tối ƣu xây dựng qui trình vận hành thích hợp Mặc dù BCL có hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác nhƣng phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác đƣợc áp dụng bộc lộ nhiều nhƣợc điểm nhƣ chất lƣợng nƣớc sau xử lý thƣờng không đạt tiêu chuẩn xả thải (QCVN 25:2009/BTNMT, cột B2), đặc biệt tiêu COD, BOD, N, P, kim loại nặng, tiêu tốn nhiều hóa chất, giá thành xử lý cao, khó kiểm soát, công suất xử lý không đạt thiết kế Nguyên nhân thay đổi nhanh thành phần nƣớc rỉ rác theo thời gian vận hành BCL, với thành phần phức tạp (nồng độ chất hữu khó/không có khả phân hủy sinh học tăng dần nồng độ ammonium tăng đáng kể theo thời gian), không ổn định, việc lựa chọn công Hình 4.48 Các thông số tính toán bể lắng công nghệ PA2-4 - Khối lƣợng bùn thải sau xử lý sinh học b ng cụm bể AOO lựa chọn mô hình công nghệ PA2-4 đƣợc thể hình 4.49: Hình 4.49 Khối lượng bùn thải sau xử lý công nghệ PA2-4 - Kết đầu sau xử lý sinh học b ng cụm bể AOO lựa chọn mô hình công nghệ PA2-4 đƣợc thể hình 4.50: 116 Hình 4.50 Kết đầu sau xử lý sinh học công nghệ PA2-4 - Nhận xét: Kết chạy mô hình cho thấy: + Bể Anaerobic: Thể tích bể VAnaerobic = 3,9 m3; Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết 0,00 mgO2/l/h; Tốc độ truyền oxygen nƣớc OTR = 0,0 kg/h; Lƣợng khí thoát 0,67 m3/h; Năng lƣợng tiêu hao sử dụng để cấp khí 0,0W/m3 + Bể Anoxic: Thể tích bể VAnoxic = 7,3 m3; Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết 1,87 mgO2/l/h; Tốc độ truyền oxygen nƣớc OTR = 0,03kg/h; Lƣợng khí thoát 2,45 m3/h; Năng lƣợng tiêu hao sử dụng để cấp khí 1,63W/m3 + Bể Aerobic: Thể tích bể VAerobic = 14 m3; Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết 33,57 mgO2/l/h; Tốc độ truyền oxygen nƣớc OTR = 0,48kg/h; Lƣợng khí thoát 23,38 m3/h; Năng lƣợng tiêu hao cho cấp khí 17,00W/m3 + Bể lắng: Thể tích bể Vlắng = 4,2 m3 + Khối lƣợng bùn thải sau trình xử lý b ng cụm công nghệ PA2-4 gồm: TSS = 9,74 kg/ngày; VSS = 6,46 kg/ngày + Hiệu sau xử lý trình: NH4+ 7,64 mgN/l; Tổng N 43,14 mgN/l; Tổng P 1,55 mgP/l; Tổng COD 44,1 mg/l Nhƣ tiêu sau hệ thống xử lý hoàn toàn đảm bảo n m giới hạn cho phép theo quy chuẩn QCVN 25:2009/BTNMT, cột B2 117 * Xét với trường hợp nhiệt độ nước rác cũ đầu vào đặc trưng mùa hè T=210C (nhiệt độ thấp Tmin=170C; nhiệt độ cao Tmax=300C) Kết tính toán b ng chƣơng trình Biowin nƣớc rác cũ cho phƣơng án đƣợc tóm tắt bảng 4.5 (Chi tiết tính toán xem phần Phụ lục 1) Bảng 4.5: Tóm tắt số kết tính phương án cho nước rác cũ với trường hợp nhiệt độ nước thải đầu vào T=210C Các phƣơng Xử lý sinh học án b ng cụm bể AO-MBR Xử lý sinh học Xử lý sinh học b ng cụm bể b ng cụm bể Xử lý sinh học b ng bể (PA2-1) AO-MBBR (PA2-2) Yếm khí SBR (PA2-3) AAO (PA2-4) Nhiệt độ T (0C) 21 21 21 21 MLSS (kg/m3) 1,76 + 3,24 = 3,36 + 3,4 = 6,76 1,45 + 1,26 = 2,71 1,71 + 1,7 + 1,68 = 5,09 Tổng thể tích bể (VT) 7,3 + 15 = 22,3 m3 7,3 + 14,4 + 6,3 = 28 m3 OTR (kg/giờ) 0,07 + 0,55 = 0,09 + 0,76 = 0,62 0,85 Lƣợng bùn thải (kg/giờ) 16,35 22,11 3,72 15,84 Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết (mgO2/l/giờ) 2,65 + 62,34 = 64,99 3,22 + 52,06 = 55,28 36,72 2,03 + 35,36 = 37,39 Tổng lƣợng tiêu hao cho cấp khí (W/m3) 2,82 + 61,87 = 64,69 3,94 + 55,08 = 59,02 - 3,36 + 18,24 = 21,6 NH4 (mgN/l) 1,06 1,52 1,7 4,61 Tổng N (mgN/l) 47,97 47,08 37,38 41,24 Tổng P (mgP/l) 3,18 1,96 2,44 1,73 COD (mg/l) 35,6 44,7 42,8 43,9 Các thông số 118 3,9 + 18 = 21,9 3,9 + 7,3 + 14 m3 +6,3= 31,5 m3 0,66 + 0,04 + 0,5 = 0,54 * Nhận xét: Tính toán phƣơng án trƣờng hợp nhiệt độ nƣớc rác cũ đầu vào điều kiện mùa hè (xét 210C) hiệu xử lý chất ô nhiễm nƣớc thải tăng lên đáng kể so với trƣờng hợp nhiệt độ nƣớc rác cũ đầu vào điều kiện mùa đông (xét 170C) 4.3.3.3 Tổng hợp kết nước rác nước rác cũ Kết số thông số công nghệ phƣơng án lựa chọn để xử lý nƣớc rác nƣớc rác cũ đƣợc đƣa bảng 4.6; bảng 4.7: Bảng 4.6: Tổng hợp kết thông số nước rác nước rác cũ (với trường hợp T=170C) Cách tính Nƣớc rác PA xử lý thông số - Xử lý sinh học công nghệ AO-MBR MLSS (kg/m3) Tổng thể tích bể VT (m3) OTR (kg/giờ) Lƣợng bùn thải (kg/giờ) Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết (mgO2/l/giờ) Năng lƣợng cấp khí tiêu hao (W/m3) COD (mg/l) NH4+ (mgN/l) Tổng N (mgN/l) Tổng P (mg/l) - Xử lý sinh học công nghệ AO-MBBR MLSS (kg/m3) Tổng thể tích bể VT (m3) OTR (kg/giờ) Lƣợng bùn thải (kg/giờ) Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết (mgO2/l/giờ) 119 Nƣớc rác cũ 12,67 26,8 1,41 44,42 5,09 22,3 0,59 16,73 126,76 63,2 118,66 106,5 3,75 59,02 3,78 62,09 35,7 2,66 47,8 3,00 13,12 33,6 4,53 64,47 8,19 29,2 0,86 40,54 85 56,51 Năng lƣợng cấp khí tiêu hao (W/m3) 95,44 COD (mg/l) 122,2 NH4+ (mgN/l) 7,02 Tổng N (mgN/l) 57,99 Tổng P (mg/l) 3,24 - Xử lý sinh học công nghệ Yếm khí - SBR MLSS (kg/m3) 7,14 Tổng thể tích bể VT (m3) 26,3 OTR (kg/giờ) 1,52 Lƣợng bùn thải (kg/giờ) 36,09 Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết 70,23 (mgO2/l/giờ) Năng lƣợng cấp khí tiêu hao (W/m3) COD (mg/l) 117,3 + NH4 (mgN/l) 2,92 Tổng N (mgN/l) 49,37 Tổng P (mg/l) 4,49 - Xử lý sinh học công nghệ AAO MLSSR (kg/m3) 13,03 Tổng thể tích bể VT (m ) 37,8 OTR (kg/giờ) 1,24 Lƣợng bùn thải (kg/giờ) 41,82 Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết 71,49 (mgO2/l/giờ) Năng lƣợng cấp khí tiêu hao (W/m3) 42,95 COD (mg/l) 113,3 + NH4 (mgN/l) 3,02 Tổng N (mgN/l) 52,78 Tổng P (mg/l) 3,28 120 58,16 51,1 1,78 48,69 1,51 2,7 21,9 0,57 3,74 31,64 43,2 1,74 40,48 2,56 7,35 31,5 0,51 16,2 33,65 18,63 44,1 7,64 43,2 1,55 Bảng 4.7: Tổng hợp kết thông số nước rác nước rác cũ (với trường hợp T=210C) Nƣớc rác Nƣớc rác cũ 12,39 Tổng thể tích bể VT (m ) 26,8 22,3 OTR (kg/giờ) 1,57 0,62 Lƣợng bùn thải (kg/giờ) 43,29 16,35 Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết (mgO2/l/giờ) 141,88 64,99 Năng lƣợng cấp khí tiêu hao (W/m3) 132,23 64,69 COD (mg/l) 106,5 35,6 NH4+ (mgN/l) 2,83 1,06 Tổng N (mgN/l) 57,86 47,97 Tổng P (mg/l) 4,33 3,18 MLSS (kg/m3) 12,09 6,76 Tổng thể tích bể VT (m3) 33,6 28 OTR (kg/giờ) 1,58 0,85 Lƣợng bùn thải (kg/giờ) 59,1 22,11 Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết (mgO2/l/giờ) 88,93 55,28 Năng lƣợng cấp khí tiêu hao (W/m3) 102,8 59,02 COD (mg/l) 117,9 44,7 NH4+ (mgN/l) 5,61 1,52 Tổng N (mgN/l) 57,35 47,08 Tổng P (mg/l) 5,05 1,96 MLSS (kg/m3) 7,1 2,71 Tổng thể tích bể VT (m3) 26,3 21,9 Cách tính PA xử lý thông số - Xử lý sinh học công nghệ AO-MBR MLSS (kg/m3) - - Xử lý sinh học công nghệ AO-MBBR Xử lý sinh học công nghệ Yếm khí - SBR 121 OTR (kg/giờ) 1,64 0,66 Lƣợng bùn thải (kg/giờ) 33,79 3,72 Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết (mgO2/l/giờ) 75,36 36,72 - - 116,8 42,8 NH4 (mgN/l) 2,67 1,7 Tổng N (mgN/l) 48,59 37,38 Tổng P (mg/l) 2,52 2,44 12,77 5,09 Tổng thể tích bể VT (m ) 37,8 31,5 OTR (kg/giờ) 1,26 0,54 Lƣợng bùn thải (kg/giờ) 42,77 15,84 Tổng lƣợng khí oxygen cần thiết 84,99 37,39 Năng lƣợng cấp khí tiêu hao (W/m3) 45,19 21,6 COD (mg/l) 113,4 43,9 NH4+ (mgN/l) 3,12 4,61 Tổng N (mgN/l) 50,03 41,42 Tổng P (mg/l) 2,29 1,73 Năng lƣợng cấp khí tiêu hao (W/m3) COD (mg/l) + - Xử lý sinh học công nghệ AAO MLSSR (kg/m3) (mgO2/l/giờ)  Nhận xét: Kết tính toán nƣớc rác nƣớc rác cũ phƣơng án công nghệ sinh học thu đƣợc thông số MLSS, Tổng lƣợng oxygen cần thiết, lƣợng bùn thải, lƣợng cấp khí tiêu hao… giảm theo nồng độ chất ô nhiễm nƣớc rác đầu vào trạm xử lý thấp Hiệu xử lý thông số ô nhiễm nƣớc rác nƣớc rác cũ qua phƣơng án công nghệ xử lý đạt hiệu cao đảm bảo quy chuẩn thải theo QCVN 25: 2009/BTNMT, cột B2 4.3.4 Đánh giá lựa chọn công nghệ sở kết tính toán theo Biowin Theo kết tính toán cho thấy phƣơng án xử lý nƣớc rác b ng công nghệ sinh học đạt hiệu cao, thông số đầu n m giới 122 hạn cho phép theo QCVN 25:2009/BTNMT, cột B2 Để lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc rác phù hợp ta đánh giá, so sánh số tiêu chí nhƣ MLSS, thể tích bể, lƣợng bùn thải, lƣợng oxy cần cấp, lƣợng cấp khí tiêu hao hiệu xử lý phƣơng án nƣớc rác mới, nƣớc rác cũ nhiệt độ 170C 210C Với điều kiện nhiệt độ chênh lệch mùa đông mùa hè khác nhau, hiệu xử lý thay đổi (nhƣ tính toán nƣớc rác nhiệt độ 210C có hiệu xử lý chất ô nhiễm nƣớc rác tăng lên đáng kể so với nƣớc rác nhiệt độ 170C) Vì việc so sánh lựa chọn tƣơng tự nên so sánh thông số nƣớc rác nƣớc rác cũ nhiệt độ nƣớc thải 170C * So sánh thông số nước rác nhiệt độ 170C: Hình 4.51: So sánh thông số tính toán phương án công nghệ với nước rác nhiệt độ nước thải 170C 123 140 120 Công nghệ AO-MBR 100 Công nghệ AO-MBBR 80 60 Công nghệ Yếm khí-SBR 40 Công nghệ AAO 20 Tổng N (mgN/l) Tổng COD (mg/l) Tổng P (mg/l) NH4 (mgN/l) Hình 4.52: So sánh hiệu xử lý nước rác công trình xử lý sinh học phương án nhiệt độ nước thải 170C * Nhận xét: Kết tính toán nƣớc rác qua phƣơng án công nghệ xử lý sinh học cho thấy: + Các thông số nhƣ MLSS, lƣợng bùn thải, tổng lƣợng cấp khí, Năng lƣợng cấp khí công nghệ yếm khí-SBR có ƣu điểm (các thông số tính toán cho kết thấp phƣơng án) tức tổng lƣợng cấp khí thấp nên lƣợng tiêu hao cho cấp khí thấp tƣơng đƣơng với chi phí vận hành thấp lƣợng bùn thải tạo thấp kéo theo chi phí xử lý bùn thấp Về thể tích bể V3