Thiết kế kĩ thuật hệ thống xử lý nước rỉ rác bãi rác cũ bằng phương pháp sinh học công suất 400 m3/ngày

Thuyết minh quy trình công nghệ

Cuối cùng nước được đưa qua hồ hoàn thiện để ổn định tính chất của nước trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Bùn lắng được thải bỏ từ các bể SBR khử BOD và nitrat hoá với bể SBR khử nitrat hoá sẽ được đưa vể bể nén bùn trọng lực để giảm độ ẩm của hỗn hợp bùn còn 95%. Sau đó hỗn hợp bùn vừa được nén sẽ tiếp tục được khử nước ở sân phơi bùn.

Nhiệm vụ các công trình đơn vị

Hồ này thực chất là một hồ sinh học tự nhiên, được tính toán thiết kế với thời gian lưu nước trong hồ là 1,5 ngày. Bùn ở bể SBR nitrat hoá và SBR khử nitrat được bơm đưa về bể nén bùn trọng lực nhằm giảm độ ẩm của bùn. Nước từ quá trình thấm của dung dịch bùn sẽ được thu gom bằng hệ thống ống đặt trong lớp sỏi đỡ của sân phơi và được dẫn về hầm bơm để tiếp tục quá trình xử lý.

Các hồ chứa nước rỉ rác cũ có tác dụng giống như một bể điều hoà, thành phần trong nước rỉ rác đã ổn định nên ta chỉ cần bơm nước từ các hồ đến trạm xử lý. Độ dốc đặt thanh chắn so với phương thẳng đứng, độ Vận tốc dòng chảy trong mương phía trước SCR, m/s Tổn thất áp lực cho phép, mm. Chiều dài đoạn kênh trước song chắn, m Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn, m Chiều dài phần đặt song chắn rác, m.

Bể SBR khử BOD và nitrat hoá : Các thông số thiết kế ban đầu

Đối với các trạm xử lý nước thải bằng quá trình bùn hoạt tính chỉ số thể tích bùn dao động từ 80 – 150 ml/g (theo Trịnh Xuân Lai- tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- trang 95). Cộng thêm 20% chất lỏng trên phần bùn lắng để chất rắn không di chuyển ra ngoài bởi thiết bị rút nước.  OU là công suất hoà tan của oxy vào nước thải của bể phản ứng tính theo gam oxy cho 1 m3 không khí.

 h là độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí, h = 4m (thiết bị phân phối xem như đặt sát bể, bỏ qua chiều cao của giá đỡ). Chọn ống dẫn nước vào bằng nhựa PVC có đường kính D = 250 mm m- Thiết bị rút nước trong bể: (Decanter). Các hệ thống này đuợc nối với ống dẫn nước ra bằng nhựa dẻo có thể uốn cong theo sự lên xuống của thiết bị.

Việc thiết kế này đảm bảo cho việc tháo nước ra khỏi bể chỉ xảy ra ở phần trên với một độ sâu thích hợp và chỉ trong phạm vi đường kính của phao, tránh việc các chất nổi trên bề mặt không bị kéo vào dòng nước ra. Khi chuyển hoá 1 mg ammonia thì có 7,01 mg kiềm bị khử (Theo Trịnh Xuân Lai- Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải- trang 76). Mục đích của việc hoà tan NaOH là chuyển NaOH từ dạng khan sang dạng dung dịch với nồng độ NaOH là 50 g/l để thuận tiện cho việc châm NaOH vào bể SBR khử BOD và nitrat hoá bằng bơm định lượng.

Trong một ngày hoạt động của trạm xử lý sẽ có tối đa 3 bể SBR khử BOD và nitrat hoá bắt đầu hoạt động vì các bể này hoạt động cách nhau 9 giờ. Trong quá trình khử nitrat ta cần bổ sung thêm chất hữu cơ để vi khuẩn khử nitrat tiêu thụ vì trong nước thải ở giai đoạn này hầu như chứa các chất hữu cơ trơ khó phân huỷ sinh học. Trong một ngày hoạt động của trạm xử lý thì bể SBR khử nitrat hoạt động tối đa là 3 mẻ.

Lượng bùn sinh ra là do vi khuẩn khử nitrat có tốc độ sinh trưởng nhanh, hệ số sản lượng lớn hơn vi khuẩn nitrat hoá.

Nhiệm vụ các công trình xử lý ở phương án 2

Nước rỉ rác từ các hồ chứa được bơm về trạm xử lý được đưa qua song chắn rác nhằm loại bỏ các rác thô nhằm bảo vệ các công trình xử lý tiếp theo. Sau khi qua song chắn rác nước được phân phối vào các vùng phản ứng thiếu khí của bể phản ứng sinh học khử nitrat từng bậc. Ở đây nitơ và BOD trong nước thải sẽ từng bước được xử lý để đạt tiêu chuẩn đầu ra.

Sau đó nước sẽ được đưa qua bể lắng II nhằm giữ lại bùn trong nước thải được sinh ra từ quá trình phản ứng tạo sinh khối trước đó, đồng thời bùn cũng được tuần hoàn một phần về lại bể phản ứng sinh học khử nitơ từng bậc để duy trì nồng độ bùn cần thiết cho quá trình xử lý. Cuối cùng nước được đưa qua hồ xử lý bổ sung để ổn định tính chất của nước trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.

Song chắn rác

 h là chiều sâu của lớp nước ở song chắn lấy bằng độ đầy của mương dẫn. Vì nước từ hố chứa được bơm trong 9 giờ nên hầm bơm còn có nhiệm vụ chứa nước để phân phối nước qua bể sinh học khử nitơ từng bậc. Ở hầm bơm ta đặt 4 bơm chìm với lưu lượng bơm khác nhau để phân phối nước vào các vùng thiếu khí của bể sinh học khử nitơ từng bậc.

 Bể được chia làm 4 phần, với mỗi phần gồm có 2 vùng phản ứng: hiếu khí và thiếu khí. Trong quá trình khử nitrat trong vùng thiếu khí ta cần bổ sung thêm chất hữu cơ để vi khuẩn khử nitrat tiêu thụ vì trong nước rác cũ thì nồng độ chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học rất ít. Khối lượng sinh khối vi khuẩn tự dưỡng, mảnh vụn tế bào và sinh khối của vi khuẩn nitrat hoá tính theo MLVSS sẽ bằng khối lượng của chúng tính theo MLSS nhân với 0,85.

Bậc Lưu lượng vào mỗi bậc phản ứng từ vùng phản ứng trước đó hoặc lưu lượng tuần hoàn. Nitrgen dòng vào = nitrogen dòng ra + tốc độ nitrat hoá Cân bằng vật chất cho bậc 1. Lượng nitrat được cung cấp vào mỗi vùng thiếu khí của các bậc phản ứng 2, 3, 4 bằng tốc độ nitrat hoá (Rn) của bậc phản ứng trước đó cộng với lượng nitrat không được loại bỏ trong những vùng thiếu khí của bậc phản ứng trước đó.

Đối với vùng thiếu khí của bậc phản ứng 1, lượng nitrat thêm vào bằng nồng độ nitrat dòng ra nhân với lưu lượng dòng tuần hoàn. Đối với dung dịch bước đầu tiên để xác định khả năng khử nitrat cho mỗi giai đoạn thiếu khí bằng cách tính toán tỷ số F/Mb cho mỗi bậc phản ứng để suy ra được tốc độ khử nitrat đặc trưng cho mỗi bậc phản ứng. Vì trong vùng thiếu khí ta có bổ sung thêm chất dinh dưỡng để tạo điều kiện cho quá trình khử nitrat xảy ra, nồng độ BOD5 trong vùng thiếu khí là S0 = 4851 g/m3 vì vậy nồng độ MLSS, MLVSS, nồng độ sinh khối vi khuẩn tự dưỡng…đều được tính toán lại như mục e ở trên.

Sau khi xác định đươc F/Mb ta tra đồ thị 8.23 trang 755 sách Wastewater Engineering Treatment and Reuse ta suy ra được tốc độ khử nitrat đặc trưng (SDNR) ở 200C.