Đang tải... (xem toàn văn)
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÙN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ. 4 I.Nguồn gốc, thành phần tính chất của bùn 4 I.1.Nguồn gốc phát sinh bùn 4 I.2.Thành phần và tính chất của cặn bùn 4 II.Các phương pháp xử lý bùn 5 II.1.Mục đích xử lý bùn 5 II.2.Các quá trình xử lý bùn 6 III.Các công trình xử lý bùn tiêu biểu: 7 III.1.Làm đặc (nén bùn): 7 III.1.1.Bể nén bùn li tâm: 8 III.1.2.Bể nén bùn bằng tuyển nổi 9 III.2.Tách nước 10 III.2.1.Sân phơi bùn (drying bed) 11 III.2.2.Máy ép bùn dây đai (belt press) 12 III.2.3.Máy lọc cặn chân không 14 III.2.4.Máy lọc cặn ly tâm: (centrifuge filter) 16 III.3.Chuyển hóa: 17 III.3.1.Bể tự hoại: (septic tank) 17 III.3.2.Bể lắng 2 vỏ: (two compartment Imhoff tank) 18 III.3.3.Bể metan 21 PHẦN II: QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ TRONG XỬ LÝ BÙN 22 I.Tổng quan về xử lý sinh học kỵ khí 22 II.Các giai đoạn phân hủy kỵ khí 22 II.1.Quá trình thủy phân: 22 II.2.Quá trình acid hóa: 23 II.3.Quá trình acetat hóa: 23 II.4.Quá trình methane hóa: 24 III.Các sản phẩm trong bể kỵ khí 25 III.1.Khí: 25 III.2.Lớp bọt váng: 25 III.3.Lớp nước mặt: 26 III.4.Bùn ổn định: 27 IV.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí 27 IV.1.Điều kiện kỵ khí: 28 IV.2.Nhiệt độ: 28 IV.3.pH: 30 IV.4.Chất dinh dưỡng: 32 IV.5.Các chất độc: 32 PHẦN III: BỂ METHANE 35 I.Phân loại 35 I.1.Theo giai đoạn xử lý: 35 I.2.Theo tốc độ xử lý: 35 I.3.Theo hình dáng: 37 I.4.Theo nắp thu khí 39 II.Cấu tạo bể methane 40 II.1.Thân bể: 41 II.2.Nắp bể 41 II.3.Thiết bị hâm nóng 42 II.4.Thiết bị khuấy trộn: 44 II.5.Đường ống: 45 III.Nguyên lý hoạt động: 46
Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ – Q TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ TRONG XỬ LÝ BÙN Type the abstract of the document here The abstract is typically a short summary of the contents of the document Type the abstract of the document here The abstract is typically a short summary of the contents of the document.] GVHD: GS.TS LÂM MINH TRIẾT LỚP: CH CNMT K2011 -1- TP.HCM, 11/2011 Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn MỤC LỤC PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÙN VÀ CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ - I Nguồn gốc, thành phần tính chất bùn - I.1 Nguồn gốc phát sinh bùn - I.2 Thành phần tính chất cặn bùn - II Các phương pháp xử lý bùn - II.1 Mục đích xử lý bùn - II.2 Các trình xử lý bùn - III Các cơng trình xử lý bùn tiêu biểu: - III.1 Làm đặc (nén bùn): - III.1.1 Bể nén bùn li tâm: - III.1.2 Bể nén bùn tuyển - III.2 Tách nước - 10 III.2.1 Sân phơi bùn (drying bed) - 11 III.2.2 Máy ép bùn dây đai (belt press) - 12 III.2.3 Máy lọc cặn chân không - 14 III.2.4 Máy lọc cặn ly tâm: (centrifuge filter) - 16 III.3 Chuyển hóa: - 17 III.3.1 Bể tự hoại: (septic tank) - 17 III.3.2 Bể lắng vỏ: (two compartment Imhoff tank) - 18 III.3.3 Bể metan - 21 PHẦN II: QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ TRONG XỬ LÝ BÙN - 22 I Tổng quan xử lý sinh học kỵ khí - 22 II Các giai đoạn phân hủy kỵ khí - 22 II.1 Quá trình thủy phân: - 22 II.2 Quá trình acid hóa: - 23 II.3 Q trình acetat hóa: - 23 II.4 Q trình methane hóa: - 24 III Các sản phẩm bể kỵ khí - 25 III.1 Khí: - 25 III.2 Lớp bọt váng: - 25 III.3 Lớp nước mặt: - 26 III.4 Bùn ổn định: - 27 IV Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình phân hủy kỵ khí - 27 IV.1 Điều kiện kỵ khí: - 28 IV.2 Nhiệt độ: - 28 IV.3 pH: - 30 IV.4 Chất dinh dưỡng: - 32 IV.5 Các chất độc: - 32 PHẦN III: BỂ METHANE - 35 I Phân loại - 35 I.1 Theo giai đoạn xử lý: - 35 I.2 Theo tốc độ xử lý: - 35 I.3 Theo hình dáng: - 37 I.4 Theo nắp thu khí - 39 - -2- Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn II II.1 II.2 II.3 II.4 II.5 III Cấu tạo bể methane - 40 Thân bể: - 41 Nắp bể - 41 Thiết bị hâm nóng - 42 Thiết bị khuấy trộn: - 44 Đường ống: - 45 Nguyên lý hoạt động: - 46 - -3- Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÙN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ I Nguồn gốc, thành phần tính chất bùn I.1 Nguồn gốc phát sinh bùn Các trình xử lý nước thải dân dụng nước thải công nghiệp dẫn đến việc tách chất gây nhiễm chuyển chúng sang pha tích nhỏ (bùn) Các trình thường áp dụng tách pha rắn khỏi nước thải lắng, gạn, tuyển nổi, lọc Dùng q trình hóa học để tách chất gây ô nhiễm dạng keo tụ, tạo bơng, kết tủa Dùng q trình sinh học để phân huỷ chất hữu gây ô nhiễm Như sau trình xử lý làm nước thải, nước tái sử dụng lại bùn tạo thành thải Việc xử lý thải bùn khó lượng bùn lớn, thành phần khác nhau, độ ẩm cao bùn khó lọc Giá thành xử lý thải bùn chiếm khoảng 25 - 50% tổng giá thành quản lý chất thải Hình 1: Sơ đồ khái quát nguồn gốc phát sinh bùn I.2 Thành phần tính chất cặn bùn Rác giữ lại song chắn rác, lưới chắn rác có kích thước lớn 10 mm, nghiền nhỏ có độ ẩm ban đầu rác P1 = 80% đến độ ẩm sau nghiền P2 = 94 – 95 % -4- Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Sau bể lắng 1: Là lượng cặn lơ lửng giữ lại bể lắng Độ ẩm cặn sau lắng 97,5% sau chúng nén dần hố tập trung đến độ ẩm 92-95% Do thành phần khơng hồ tan có sẵn nước thải nên chúng gọi cặn sơ cấp (cặn tươi) Trong cặn có 65-70% thành phần hữu cơ, nhiều vi sinh vật vi sinh vật gây bệnh Sau xử lý sinh học: gồm bùn hoạt tính dư sau bể aeroten bùn màng sinh vật sau bể lọc sinh học gọi chung bùn thứ cấp Đặc điểm: có độ ẩm cao từ 99,4 - 99,7%, kích thước tương đối đồng nhất, thành phần hữu chiếm 70-75%, có chứa nhiều trứng giun sán, vi khuẩn gây bệnh Nồng độ, mg/L Khoảng dao Giá trị đặc động trưng 5.000 - 100.000 40.000 4.000 - 100.000 15.000 1.200 - 14.000 2.000 2.000 - 30.000 6.000 5.000 - 80.000 30.000 100 - 1.000 700 100 - 800 400 50 - 800 250 100 - 1.000 300 Các tiêu Chất rắn tổng cộng Chất rắn lơ lửng Chất rắn lơ lửng bay BOD5 COD Tổng Nito N-NH3 Tổng Photpho Kim loại nặng (Fe, Zn, Al) Bảng 1: Đặc tính bùn tự hoại nước thải sinh hoạt II Các phương pháp xử lý bùn II.1 Mục đích xử lý bùn Giảm khối lượng hỗn hợp bùn cặn cách tách nước có hỗn hợp bùn cặn để giảm kích thước cơng trình xử lý giảm thể tích cặn phải vận chuyển tới nơi tiếp nhận Phân huỷ chất hữu dễ bị thối rữa, chuyển chúng thành chất hữu ổn định hợp chất vô dễ dàng tách nước không gây tác động xấu đến môi trường nơi tiếp nhận Bùn tách thành phần hữu vô phương pháp thủy lực: chất vô nặng lắng xuống, chất hữu nhẹ lên Các chất vô tận dụng để sản xuất vật liệu xây dựng, chất hữu xử lý phương pháp sinh học tận dụng cho việc làm phân bón -5- Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn II.2 Các q trình xử lý bùn Trong cơng nghệ xử lý thải bùn có q trình sau: Điều hòa Làm đặc Tách nước Chuyển hóa Vận chuyển Thải bùn Bùn Thay đổi cấu trúc bùn liên kết ẩm Làm đặc Chuyển hóa Tách nước Sấy Vận chuyển Thải ngồi Thải bùn Hình 2: Sơ đồ quy trình xử lý bùn Cặn tươi từ bể lắng đợt dẫn đến bể metan để xử lý Một phần bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt dẫn trở lại bể aeroten để tiếp tục xử lý, phần cịn lại (bùn hoạt tính dư) dẫn đến bể nén bùn để làm giảm độ ẩm thể tích, sau dẫn đến bể metan để tiếp tục xử lý Đối với trạm xử lý sử dụng bể biophin với trình vi sinh vật dính bám, bùn lắng từ bể lắng đợt gọi màng vi sinh vật dẫn trực tiếp đến bể metan -6- Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Cặn khỏi bể thường có độ ẩm cao (96-97%) Để giảm thể tích cặn làm nước ứng dụng cơng trình xử lý điều kiện tự nhiên (sân phơi bùn, hồ chứa bùn) điều kiện nhân tạo (thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị li tâm cặn…) Độ ẩm cặn sau xử lý đạt 55-75% Để tiếp tục giảm thể tích cặn thực sấy nhiệt với nhiều dạng khác nhau: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải… Sau sấy, độ ẩm 25 – 30% cặn dạng hạt dễ dàng vận chuyển Đối với trạm xử lý nước thải công suất nhỏ, việc xử lý cặn tiến hành đơn giản hơn: nén sau làm nước sân phơi cặn cát III Các cơng trình xử lý bùn tiêu biểu: III.1 Làm đặc (nén bùn): Mục đích: Giảm sơ độ ẩm bùn hoạt tính dư từ bể lắng cách lắng (nén) học để đạt độ ẩm thích hợp (94 – 96%), tạo điều kiện thuận lợi cho trình xử lý bùn phía sau, giảm chi phí khâu xử lý bùn Phương pháp: Phương pháp nén bùn trọng lực: bể nén bùn trọng lực (gồm bể nén bùn li tâm bể nén bùn kiểu lắng đứng) Phương pháp nén bùn tuyển khí hịa tan: bể nén bùn tuyển Phương pháp nén bùn máy li tâm: máy nén bùn li tâm -7- Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn III.1.1 Bể nén bùn li tâm: Hình 3: Bể nén bùn li tâm 1-Ống dẫn hỗn hợp bùn nước vào; 2-Vách ngăn hướng dòng; 3-Bộ phận truyền động; 4-Máng cưa thu nước; 5-Hệ thống gạt bùn; 6-Hố thu bùn; 7Ống xả bùn; 8-Máng vòng thu nước; 9-Hành lang công tác; 10-Ống dẫn nước tách bùn Cấu tạo: Bể có cấu tạo giống bể lắng li tâm So với bể lắng li tâm bể nén bùn trọng lực có cơng suất dàn gạt bùn lớn hơn, độ dốc đáy lớn Chiếu cao công tác bể thường từ 3.3m – 3.7m Đường kính bể đến 21 – 24m Buồng phân phối -8- Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn trung tâm có đường kính 20% đường kính bể có chiều cao từ – 1,25 m Độ dốc đáy bể từ 1:6 đến 1:4 Tải trọng thủy lực bể nén bùn trọng lực từ – 33 m3/m2.ngày Nguyên lý hoạt động: Bùn loãng từ bể lắng đợt (độ ẩm 99.4 – 99.7%) đưa vào ống phân phối bùn trung tâm bể Dưới tác dụng trọng lực, bùn lắng kết chặt lại Trong bể đặt máy gạt bùn để gạt bùn đáy bể hố thu bùn Sau nén, bùn rút đáy bể bơm hút bùn để dẫn đến cơng trình xử lý (bùn đạt độ ẩm 96 – 97%) Lượng nước tách từ bùn trình nén thu máng cưa vòng đặt phần bể từ dẫn bể điều hịa để tiếp tục xử lý lần Trong trình vận hành phải giữ lại lớp bùn đáy bể nén bùn để giúp bùn kết chặt nhanh Chiều cao lớp bùn giữ lại bể lấy từ 0.6m – 2.4m Thời gian lưu bùn từ 0.5 đến ngày III.1.2 Bể nén bùn tuyển Cấu tạo: Hình 4: Bể nén bùn tuyển Nguyên lý họat động: Tuyển trình làm đặc bùn sục vào bùn dịng khí phân tán dạng bọt nhỏ Các hạt bùn không thấm ướt dính vào bọt với bọt lên -9- Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn bề mặt chất lỏng hớt Để thay đổi tính thấm ướt hạt giữ cho hạt nhỏ bền khơng dính vào với thành bọt lớn làm giảm suất trình người ta cho thêm tác nhân trợ polyme để đính hạt bùn với bọt khí với bọt lên bề mặt Để tạo bọt khơng khí dùng phương pháp sục khí, hút chân khơng, điện phân dung dịch, sinh học (do phát triển hoạt động sống vi sinh vật đun nóng bùn tới 35 -550C) Bể nén bùn tuyển áp dụng nhiều nhà máy xử lý nước thải có tải trọng cặn lên đến m2 diện tích bể lớn bể trọng lực, nồng độ cặn cô đặc cao bể trọng lực, giá thành xây dựng quản lý rẻ III.2 Tách nước Mục đích: Làm giảm độ ẩm cặn từ bể metan (độ ẩm 96 – 97%) cặn từ bể tiếp xúc để đạt đến độ ẩm cần thiết (55 – 80%) để thuận lợi cho vận chuyển xử lý Tăng giá trị nhiên liệu bùn Phương pháp: Lọc chân không: máy lọc trống Lọc ly tâm: máy li tâm bùn Lọc ép: lọc qua lớp cát – sỏi – than; sân phơi bùn; máy ép băng tải Sấy nhiệt: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải… Lựa chọn phương pháp để làm nước cặn phụ thuộc nhiều yếu tố: mặt bằng, điều kiện đất đai, địa chất thủy văn, kinh tế xã hội… - 10 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn tính chúng thường trung hòa muối lưu huỳnh (sulphide) tạo thành muối khơng tan Trong nhóm chất độc phụ thuộc vào nồng độ, calcium (Ca) sodium (Na) hai chất quan trọng, đặc biệt chúng thêm vào bể phản ứng dạng kiềm (ví dụ dạng vơi hay soda) Vi khuẩn methane thích nghi tốt với nồng độ cao ion kim loại kiềm hay kiềm thổ - 34 - Các công trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn PHẦN III: BỂ METHANE Bể metan cơng trình xây dựng để lên men (ổn định kỵ khí) loại bùn cặn nước thải Sản phẩm trình lên men chủ yếu CH4 ( chiếm khoảng 60% lượng khí tạo thành, ngồi cịn có: CO2, NH3, ) gọi bể metan Khí tận dụng làm nhiên liệu Các loại cặn dẫn vào bể metan: Cặn tươi từ bể lắng đợt Bùn hoạt tính dư màng vi sinh Rác nghiền I Phân loại I.1 Theo giai đoạn xử lý: Bể kỵ khí giai đoạn (bể đơn): gồm loại tốc độ chậm loại có tốc độ cao (có đun nóng khuấy trộn) Thể tích bể thường lớn để có khơng gian vừa phân hủy bùn vừa lắng bùn Thời gian lưu bùn thường 30 – 60 ngày Cơng trình xử lý nước thải có công suất nhỏ 4.000 m3 /ngày thường dùng loại bể lý kinh tế vận hành đơn giản Bể kỵ khí giai đoạn (bể kép): có tốc độ phân hủy cao hiệu bể giai đoạn, thể tích bể nhỏ Hệ thống gồm bể, bể thứ có chức phân hủy bùn (có thiết bị đun nóng khuấy trộn, có nắp cố định), bể thứ hai có chức tạo mơi trường tĩnh để lắng bùn (khơng cấp nhiệt khuấy trộn, có nắp trôi nổi) Thời gian lưu khoảng 15 – 20 ngày I.2 Theo tốc độ xử lý: Bể kỵ khí tốc độ thường (tiêu chuẩn): - 35 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Hình 14: Bể kỵ khí tốc độ thường Bể kỵ khí tốc độ cao: Hình 15: Bể kỵ tốc độ cao - 36 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn I.3 Theo hình dáng: Bể kỵ khí hình trụ: Hình 16: Bể kỵ khí hình trụ Bể kỵ khí hình chữ nhật - 37 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Hình 17: Bể kỵ khí hình chữ nhật Bể kỵ khí hình trứng: xuất Đức từ năm 1950 sử dụng rộng rãi Châu Âu từ sớm Mục đích việc thiết kế bể dạng hình trứng để giảm thiểu nhu cầu vệ sinh bể Thành bể có độ dốc lớn phía đáy để cặn khơng thể tích tụ Phần chóp đỉnh bể nhỏ để giữ lớp bọt phía dạng lỏng thiết bị khuấy trộn đưa ngồi qua cửa hớt bọt Đầu phun khí lắp thành bể dùng để hạn chế dính bám chất vào thành bể để tăng khả khuấy trộn cần thiết - 38 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Hình 18: Bể kỵ khí hình trứng I.4 Theo nắp thu khí Bể có nắp cố định Hình 19: Bể kỵ khí có nắp cố định - 39 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Bể có nắp trơi nổi: Hình 20: Bể kỵ khí có nắp trơi II Cấu tạo bể methane Hình 21: Cấu tạo bể methane 1-Ống dẫn hỗn hợp cặn; 2-Ống xả cặn lên men; 3-Ống tháo cạn bể; 4-Ống xả nước bùn độ sâu khác nhau; 5-Thiết bị hâm nóng cặn; 6-Ống dẫn nóng; 7-Máy trộn kiểu chân vịt; 8-Ống dẫn khí đốt; 9-Xả khí đốt vào khí quyển; 10-Nút kiểm tra; 11-Ống tràn; 12-Lớp phủ ngoài: xỉ, gạch, lớp phủ mềm, lớp cách nhiệt ngồi Gồm thành phần chính: Bể Nắp bể Thiết bị hâm nóng cặn Thiết bị trộn Đường ống - 40 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn II.1 Thân bể: Bể methane thường có dạng hình trịn hay hình chữ nhật mặt bằng, xây gạch, bê tông cốt thép thép có lớp cách nhiệt ngồi Bể chơn phần đất xây đất Đáy bể có dạng hình nón hay hình chóp đa giác Phía bể có nắp đậy với phần chóp thu khí Bể hình trụ thường có tỷ lệ đường kính đáy với chiều cao 1:0.8 hay 1:1 II.2 Nắp bể Nắp bể phần quan trọng cấu trúc bể kỵ khí, vừa có chức ngăn khơng cho khơng khí bên ngồi vào bể, thu khí, vận hành thiết bị trộn, đồng thời điều hòa áp suất bên bể Đối với bể hình trụ, người ta thường làm nắp trơi nổi, cịn bể hình hộp thường làm nắp cố định Bể có nắp cố định: Hình 22: Cấu tạo nắp bể cố định Nắp bể thiết kế bê tông, bê tông cốt thép thép Loại bể có dạng: dạng chơn hẳn vào lịng đất thường thấy vùng có nhiệt độ lạnh; dạng xây dựng mặt đất thường thấy nơi có nhiệt độ cao Ưu điểm: giá thành xây dựng thấp Nhược điểm: áp lực khí không đồng Nhiều áp suất cao dễ gây cháy nổ nguy hiểm - 41 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Bể có nắp trơi nổi: Hình 23: Cấu tạo nắp bể trơi Nắp bể thiết kế chế tạo thép Đường kính nắp bể thường nhỏ đường kính bể để trồi lên tụt xuống theo áp lực khí tạo thành Khi khí tạo nhiều, áp suất buồng khí lớn, nắp tự động dâng lên, khí tạo nắp lại hạ xuống Khi thiết kế người ta thường tính tốn cho nắp bể ln ln có phần ngập nước để giữ khí Để điều chỉnh nắp bể, người ta có sẵn vật nặng có trọng lượng khác bên cạnh Khi khí tạo mạnh, người ta chất vật nặng lên để phần nắp không bị bật ra, làm không bị khí Cịn lượng khí ít, người ta lấy vật nặng nắp tạo khoảng trống cần thiết để giữ khí Ưu điểm: tạo áp lực ổn định suốt q trình lên men sử dụng khí Nhược điểm: giá thành cao tốn nhiều chi phí cho việc tạo nắp trôi kim loại II.3 Thiết bị hâm nóng Để tạo mơi trường thuận lợi cho lên men kỵ khí, mơi trường bể cịn làm ấm thông qua trao đổi nhiệt với thiết bị hay chất dẫn nhiệt đặt bên hay bên bể Các phương pháp hâm nóng: - 42 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Bộ trao đổi nhiệt đặt bên bể: dùng bể kỵ khí thời kỳ đầu, phương pháp khó để kiểm tra làm thiết bị Dẫn nóng trực tiếp vào bùn: thiết bị đơn giản lại làm loãng bùn bể cần 100% nước cất từ nồi Chi phí để tạo loại nước cất tốn Bộ trao đổi nhiệt đặt bên bể: phương pháp phổ biến Đốt lửa tạo khí nóng dẫn vào bùn Hình 24: Sơ đồ hâm nóng cặn thiết bị đốt nóng Hình 25: Sơ đồ thiết bị trao đổi nhiệt bên ngồi - 43 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Hình 26: Sơ đồ thiết bị trao đổi nhiệt bên II.4 Thiết bị khuấy trộn: Để trì tiếp xúc sinh khối bùn bể, tạo độ đồng bùn, tăng tốc độ chuyển hóa tạo sản phẩm khí ngăn ngừa đóng rắn lớp váng bề mặt, bể kỵ khí thường áp dụng biện pháp khuấy trộn Các phương pháp khuấy trộn: Bơm ngoại tuần hoàn Trộn giới bên bể: phương tiện cánh quạt, tuabin cánh trộn hay thiết bị tương tự ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp - 44 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Hình 27: Sơ đồ thiết bị trộn giới Tuần hồn khí bên bể: Hình 28: Sơ đồ thiết bị trộn tuần hồn khí II.5 Đường ống: Hệ thống đường ống vận hành ra, vào bể bao gồm: Ống Ống Ống Ống Ống Ống Ống Ống dẫn hỗn hợp cặn vào bể xả cặn lên men tháo cạn bể xả nước bùn độ sâu khác dẫn nóng dẫn khí đốt xả khí đốt vào khí tràn - 45 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Khí đốt tạo có độ ẩm lớn, có khả ăn mịn thiết bị, mạng lưới ống dẫn khí đốt cần lựa chọn loại vật liệu ống chịu khả ăn mòn chúng III Nguyên lý hoạt động: Bùn dẫn vào bể qua đường ống Bùn bể khuấy trộn nhờ thiết bị khuấy trộn, trình khuấy trộn tạo điều khiện cho vi sinh vật tiếp xúc với chất hữu cơ, đồng thời giúp giải phóng chất khí nhanh Vi sinh vật phân giải bùn tạo khí metan, CO2 số loại khí khác, khí bay lên thu hồi qua thiết bị thu hồi khí Thiết bị hâm nóng cặn dẫn nóng cung cấp nhiệt, tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật phát triển Cần lưu ý khí tạo q trình chuyển hóa nhiều giai đoạn Trong bể methane, lớp váng tập trung pha lỏng pha khí thường ngăn cản khí từ pha lỏng sang pha khí Do đó, vận hành bể methane cần phải giảm lượng váng nhiều tốt, dùng biện pháp học để phá vỡ lớp váng Đối với bể methane có dung tích đến 1000 m3 việc khuấy bùn bể thực máy bơm cặn, bể có dung tích 1000 – 4000 m3 dùng máy thủy lực, bể 4000 m3 dùng thiết bị khuấy chân vịt Khi vận hành người ta thường lấy nước liên tục bổ sung nước thải vào Do đó, lượng cặn tạo liên tục Có lớp bùn cặn: lớp bùn cặn lơ lửng phía lớp bùn cặn lắng xuống đáy bể Người ta lấy lượng cặn bể liên tục theo chu kì để tăng khả phân hủy chất hữu tăng thể tích hữu ích bể Khi xả cặn lên men, mực bùn bể methan hạ xuống, áp suất mặt thống giảm tạo nên chân khơng Do gây nên tượng hút khơng khí vào tạo với khí CH4 thành hỗn hợp dễ gây nổ Vì vậy, cần thiết phải điều chỉnh áp lực cột khí đốt mức 0.1 – 0.2m cột nước Bùn cặn sau q trình lên men (bùn cặn chín) có màu đen sunfua sắt, chất hữu dễ gây thối rửa bị phân hủy, vi khuẩn gây bệnh khơng cịn, trứng giun sán bị tiêu diệt điều kiện lên men nóng Nhiệt độ yếu tố quan trọng trình lên men bể metan Nhiệt độ cao, thời gian lên men giảm Lưu ý: loại vi khuẩn kỵ khí lên men mêtan có nhóm: nhóm ưa ấm với nhiệt độ tối ưu 30-350C, nhóm ưa nóng với nhiệt độ tối ưu 50-550C Trong bể metan chế độ lên men ấm, thời gian lên men 20-45 ngày, chế độ lên men nóng 10-20 ngày - 46 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Lên men nóng có ưu điểm: cặn chín đều, dung tích bể bé, hầu hết trứng giun sán bùn cặn bị tiêu diệt, để đảm bảo nhiệt độ cần thiết , bùn cặn sấy nóng hệ thống cấp nhiệt, bể lắp đặt đất để ổn định nhiệt độ cân áp suất Các yếu tố kìm hãm trình lên men bể metan chất hoạt tính bề mặt, kim loại nặng, thay đổi pH, oxi chất độc cho trình lên men metan - 47 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn TÀI LIỆU THAM KHẢO Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải thị & cơng nghiệp – Tính tốn thiết kế cơng trình, Nxb Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh PGS.TS Hoàng Huệ, Xử lý nước thải – Đại học Kiến trúc Hà Nội TS Trịnh Xuân Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, Nxb Xây dựng Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan, Giáo trình cơng nghệ mơi trường – Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Adrianus van Haandel & Jeroen van der Lubbe, Handbook biological waste water treatment, 09/2007 Chuck Zickefoose & R.B Joe Hayes, Operations Manual Anaerobic Sludge Digestion – EPA 430/9-76-001 - 48 - ... - 36 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn I.3 Theo hình dáng: Bể kỵ khí hình trụ: Hình 16: Bể kỵ khí hình trụ Bể kỵ khí hình chữ nhật - 37 - Các cơng trình xử lý bùn. .. dư 1-4 12 - 20 Bùn từ bể lăng đợt phân hủy kỵ khí 3-7 25 - 35 Bùn từ bể lăng đợt bùn hoạt tính dư phân hủy kỵ khí 3-6 20 - 25 Bùn hoạt tính dư phân hủy kỵ khí 3-4 12 - 20 Bùn từ bể lắng đợt bùn. .. tốc độ xử lý: Bể kỵ khí tốc độ thường (tiêu chuẩn): - 35 - Các cơng trình xử lý bùn Q trình sinh học kỵ khí xử lý bùn Hình 14: Bể kỵ khí tốc độ thường Bể kỵ khí tốc độ cao: Hình 15: Bể kỵ tốc