Báo cáo chuyên đề bể SBR trong xử lý nước thải

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG  Q TRÌNH CƠNG NGHỆ MƠI TRƢỜNG CHUN ĐỀ BỂ SBR TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI Sinh viên thực ĐẶNG NGUYỄN KIM PHỤNG 91202044 ĐỖ PHAN CÁT PHƢƠNG 91202177 NGUYỄN NGỌC QUÂN 91202179 Giảng viên hƣớng dẫn: PHẠM ANH ĐỨC Tp Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 11 năm 2014 MỤC LỤC KẾ HOẠCH THỰC HIỆN………………………………………………………………4 MỞ ĐẦU CHƢƠNG I QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI BỂ SBR ĐỐI TƢỢNG CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Một số khái niệm công nghiệp xử lý nƣớc thải 1.1.1 Định nghĩa nước thải 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Thành phần - tính chất nước thải 1.1.4 Các thông số quan trọng nước thải 1.2 Quy trình chung xử lý nƣớc thải 1.2.1 Các phương pháp xử lý nước thải 1.2.2 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải CHƢƠNG BỂ SBR (SEQUENCING BATCH REACTOR) TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI 11 2.1 Giới thiệu 11 2.2 Phân loại bể SBR 12 2.2.1 Lƣu lƣợng dòng trung gian 12 2.2.2 Lƣu lƣợng dòng liên tục 13 2.3 Cấu tạo bể 13 2.4Quy trình hoạt động bể 17 2.5 Các thông số đầu vào – đầu 22 2.6 Các trình sinh học diễn bể SBR 23 CHƢƠNG ỨNG DỤNG CỦA BỂ SBR 25 3.1Ƣu điểm nhƣợc điểm bể 25 3.2 Hiệu xử lý bể SBR 27 3.3 Hiện trạng sử dụng bể SBR 27 3.4 So sánh bể SBR với bể khác 27 CHƢƠNG HƢỚNG DẪN THIẾT KẾ BỂ SBR 30 4.1 Tiêu chuẩn SBR 30 4.1.1 Tiền xử lý 30 4.1.2 Chất lượng bùn 31 4.1.3 Tạo bọt 31 4.2 Thiết kế bể SBR 32 4.2.1 Hoạt động hàng loạt nhịp độ dòng chảy 33 4.2.2 Thiết kế máy thổi khí 33 4.2.3 Rút nước 33 4.2.4 Độ dốc đáy 34 CHƢƠNG HƢỚNG DẪN VẬN HÀNH HỆ THỐNG VÀ SỰ CỐ - KHẮC PHỤC SỰ CỐ 35 5.1 Quản lý vận hành 35 5.2 Chi phí vận hành 35 5.3 Chi phí vận chuyển xử lý bùn 35 5.4 Chi phí sử dụng hóa chất 36 5.5 Hƣớng dẫn xử lý cố 36 CHƢƠNG KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, việc xử lý nước thải trở thành vấn đề mang tính thời Do đó, nhiều nhà máy cơng trình xử lý nước thải xây dựng, cải tạo đưa vào vận hành Một cơng trình tiên tiến cơng trình xử lý nước thải bể SBR.Công nghệ sử dụng bể SBR công nghệ xử lý nước đại, thực nhiều chức cơng trình xử lý sinh học khác cơng trình xử lý.Tiết kiệm chi phí xây dựng, lắp đặt, đường ống liên hệ cơng trình khơng gian nhà máy xử lý MỤC TIÊU Mục tiêu chuyên đề tìm hiểu trình làm việc hệ thống bể SBR, phương pháp xử lý nước, tính tốn thiết kế NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN 3.1 Nội dung thực - Thu thập tài liệu hiệu xử lý nước thải công nghệ xử lý nước thải SBR - Thu thập tài liệu thiết kế hệ thống xử lý nước thải bể SBR - Thu thập tài liệu quy trình xử lý sinh học hiếu khí - Thu thập thơng tin trạng sử dụng bể SBR nhà máy 3.2 Phƣơng pháp thực - Phương pháp thu thập thông tin - Phương pháp kế thừa MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá, yếu tố quan trọng cho tồn sức khỏe nhân loại.Đồng thời có vai trò to lớn hoạt động sinh hoạt, sản xuất cộng đồng Hiện bùng nổ dân số phát triển hoạt động sản xuất thiếu quy hoạch định hướng đắn không theo nguyên tắc phát triển bền vững làm cho tài nguyên thiên nhiên bị khai thác cạn kiệt, môi trường bị ô nhiễm trầm trọng Trong đó, nhiễm nguồn nước có ảnh hưởng xấu gây hậu nghiêm trọng đến đời sống, sức khỏe người.Một ngun nhân gây nên tình trạng nước thải không xử lý, làm trước đưa trở lại mơi trường Vì vậy, xử lý nước thải trở thành vấn đề mang tính thời xúc nay, đặt nhiệm vụ cho người làm việc lĩnh vực quản lý, hoạt động mơi trường kỹ thuật phải có chương trình hành động biện pháp thiết thực, kịp thời khắc phục, giải Nằm định hướng phát triển đó, nhiều nhà máy cơng trình xử lý nước thải cải tạo, xây dựng đưa vào vận hành Khơng nằm ngồi xu hướng chung việc ứng dụng kỹ thuật tự động hóa ngành sản xuất đời sống việc ứng dụng tự động hóa vào kỹ thuật mơi trường ngày phổ biến rộng rãi Các cơng trình, nhà máy xử lý nước thải cần tự động hóa để nâng cao suất làm việc, hạn chế ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người vận hành đặc thù môi trường làm việc Nhận thấy quy trình xử lý nhà máy, bể SBR (Sequencing Batch Reactor) cơng trình xử lý sinh học thuộc loại bể hiểu khí mang tính đại, cơng trình xử lý trung tâm hệ thống xử lý nước thải nhà máy Việc tự động hóa điều khiển bể SBR đặt toán thiết thực, có khả ứng dụng rộng rãi cho cơng trình xử lý nước thải sau CHƢƠNG I QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI BỂ SBR ĐỐI TƢỢNG CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Một số khái niệm công nghiệp xử lý nƣớc thải 1.1.1 Định nghĩa nước thải Nước thải chất lỏng thải sau trình sử dụng người bị thay đổi tính chất ban đầu chúng 1.1.2 Phân loại Nước thải thường phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng Đó sở cho việc lựa chọn biện pháp công nghệ xử lý Theo cách phân loại ta có loại nước sau đây:  Nước thải sinh hoạt: nước thải từ khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học sở tương tự  Nước thải sản xuất: nước thải từ hoạt động sản xuất, hoạt động công nghiệp nông nghiệp v.v Ở nước sử dụng loại nguyên liệu thô phương tiện để sản xuất  Nước thải tự nhiên: nước (thường nước mưa) thấm vào hệ thống cống nhiều cách khác  Nước thải đô thị: thuật ngữ chung chất lỏng hệ thống cống thoát thành phố, hỗn hợp loại nước thải kể 1.1.3 Thành phần - tính chất nước thải Thành phần nước thải phân tích theo đặc điểm vật lý, hóa học, sinh vật vi sinh vật a) Theo đặc điểm vật lý: chất bẩn nước thải chia thành:  Các tạp chất không tan dạng lơ lửng, kích thước lớn, với kích thước hạt lớn 10-4mm Chúng dạng huyền phù, nhũ tương kích thước lớn giẻ, vải, giấy, que củi v.v  Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt khoảng 10-4 đến 10-6mm  Các chất bẩn dạng tan có kích thước nhỏ 10-6mm Chúng dạng phân tử phân ly thành ion Nước thải sinh họat có mùi thối khó chịu.Khi vận chuyển đường cống sau khoảng 2-6 thấy xuất mùi hyđrô sunfua, nước có mầu sẫm.Nồng độ chất bẩn cao, nước thải có mầu thấy đục b) Theo đặc điểm hóa học: nước thải chứa hợp chất hóa học dạng vơ cơtừ nước cấp sắt, manhê, canxi, silic v.v nhiều chất hữu sinh hoạt Nước thải vừa xả thường có tính kiềm, dần trở nên có tính axit thối rữa Các chất hữu nước thải xuất xứ từ thực vật, động vật Chất hữu có chia thành chất chứa nitơ (urê, prôtêin, amin, axit amin … ) không chứa nitơ (mỡ, xà phòng, hyđrocacbon, xenlulơ) Trong nước thải, chất bẩn dạng vơ chiếm khoảng 42% có phân bố chủ yếu dạng tan, chất bẩn dạng hữu chiếm 58%, có phân bố nhiều dạng keo không tan c) Theo đặc điểm vi sinh vật: nước thải có chứa nhiều loại vi sinh vật nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn, có lồi vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn … Những loài vi sinh vật chủ yếu đặc trưng cho nước thải sinh hoạt số nước thải sản xuất (lò mổ, nhà máy da, len ) 1.1.4 Các thông số quan trọng nước thải a) Hàm lượng chất rắn: chi tiêu cho phép đo gần lượng bùn khử lắng sơ cấp Hàm lượng chất rắn có nước thải xác định tổng chất rắn lại sau bay mẫu nước bếp cách thủy, cho sấy khơ 103oC b) Hàm lượng oxy hòa tan (Dissolved oxygen - DO): tiểu quan trọng nhất, thải chất thải sử dụng oxy vào nguồn nước, q trình oxy hóa chúng làm giảm nồng độ oxy hòa tan nguồn nước, đe dọa sống loài sinh vật sống nước c) Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand - BOD): tiêu thông dụng để xác định mức độ ô nhiễm nước thải, BOD lượng oxy vi sinh vật sử dụng trình oxy hóa chất hữu cơ, phương trình tổng qt q trình là: Vi khuẩn Chất hữu + O2 CO2 + H2O + tế bào + sản phẩm cố định d) Nhu cầu oxy hóa học(Chemical Oxygen Demand - COD): số biểu thị hóa hàm lượng chất hữu nước thải mức độ ô nhiễm nước tự nhiên COD lượng oxy cần thiết cho q trình oxy hóa hóa học chất hữu mẫu nước thành CO2 nước 1.2 Quy trình chung xử lý nƣớc thải 1.2.1 Các phương pháp xử lý nước thải a) Phương pháp – lý học Phương pháp dùng để loại chất không tan phần chất dạng keo nước thải Các cơng trình xử lý học bao gồm: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể vớt dầu mỡ, bể lọc … Các chất thô que, củi, giấy, giẻ … giữ lại song chắn rác, tạp chất không tan dạng vô cát sỏi, gạch vỡ, thủy tinh … tách khỏi nước bể lắng cát Phần lớn chất không tan hữu giữ lại bể lắng loại Trong chất có trọng lượng riêng lớn trọng lượng riêng nước lắng xuống đáy bể, chất nhẹ nước dầu, mỡ lại lên mặt nước.Sau đó, cặn lắng đáy chất mặt nước lại gạt tập trung lại tách riêng.Đối với chất đặc trưng, tùy thuộc chất chúng dùng bể đặc biệt bể vớt dầu, mỡ.Những loại bể chủ yếu sử dụng với nước thải sản xuất Phương pháp xử lý học thường giai đoạn xử lý sơ trước cho trình xử lý sinh học.Các cơng trình học thường gọi cơng trình xử lý bậc I b) Phương pháp hố học hoá lý Phương pháp chủ yếu dùng để xử lý nước thải sản xuất xử lý cặn bùn Phương pháp hóa học: phương pháp sử dụng hóa chất cho vào nước thải, tạo phản ứng hóa học hóa chất cho vào với chất bẩn nước thải Kết tạo thành chất kết tủa chất tan không độc Điển hình phương pháp hóa học phương pháp trung hòa nước thải chứa kiềm axit, phương pháp keo tụ phương pháp oxy hóa-khử Phương pháp hóa lý: phương pháp thường dùng keo tu, hấp thu, hấp phụ, trích ly, tuyển nổi, bay hơi, đặc, đốt cháy, ozon hóa … c) Phương pháp sinh học (sinh hóa) Phương pháp sử dụng khả sống, hoạt động vi sinh vật để phân hủy, oxy hóa chất bẩn hữu nước thải Đây phương pháp phổ biến kinh tế nay.Phương pháp tiến hành điều kiện tự nhiên điều kiện nhân tạo Các cơng trình xử lý sinh học (trong điều kiện nhân tạo) bao gồm: bể lọc sinh vật (biophin), bể làm thoáng sinh học (aeroten), bể lắng đợt II (trong cơng trình xử lý nước thải bể lắng giai đoạn xử lý học bể lắng đợt I, bể lắng giai đoạn xử lý sinh học gọi bể lắng đợt II) Để q trình xử lý nước thải triệt để, hồn thiện tối ưu, người ta phải sử dụng đến trình xử lý khác khử trùng, xử lý cặn, hút bùn Các cơng trình xử lý trình bao gồm: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể metanten … Các cơng trình xử lý sinh học gọi cơng trình xử lý bậc II Sau cơng trình xử lý bậc II, nước thải qua khử trùng xả nguồn.Ngày nước phát triển, để xử lý triệt để tức khử nốt chất nitrat, phôtphat, sunfat có nước thải gây tượng phù dưỡng, nở hoa nguồn nước người ta dùng cơng trình xử lý bậc III 1.2.2 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải Nguyên tắc yêu cầu xử lý nước Nguyên tắc yêu cầu xử lý nước thải: Dây chuyền công nghệ xử lý tổ hợp cơng trình, nước thải xử lý bước theo thứ tự tách cặn lớn đến cặn nhỏ, chất khơng hòa tan đến chất keo hòa tan, khâu cuối khử trùng Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ toán kinh tế kỹ thuật phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần, tính chất nước thải, mức độ cần thiết làm sạch, yếu tố khác: điều kiện địa phương, lượng, tính chất đất đai, diện tích khu xây dựng trạm xử lý, lưu lượng nước thải, công suất nguồn Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Mơ tả sơ quy trình: Lưu lượng nước thải chảy trạm bơm thay đổi theo giờ, trạm bơm nước thải hoạt động gián đoạn với chu kỳ mở máy 3- lần giờ, bơm dâng nước bể lắng cát đứng, hạt cát có d