- Thành phần chủ yếu của nước thải sinh hoạt là chất hữu cơ (chiếm khoảng 58%), ngòai ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm.
5.2.1.1.Bể thổi khí (Aerotank)
XỬ LÝ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC
5.2.1.1.Bể thổi khí (Aerotank)
- Bể thổi khí thường được làm bằng bê tông cốt thép với bề mặt thoáng tiếp xúc với không khí.
- Đối với trạm xử lý công suất 0.22 – 0.44 m3/s nên thiết kế hệ thống gồm 4 bể thổi khí để thuận tiện trong vận hành và bảo trì bảo dưỡng.
- Những trạm xử lý công suất lớn hơn 2.2 m3/s sẽ có từ 6 bể thổi khí trở lên. - Đối với các bể này, chiều cao an toàn của bể thổi khí dao động trong khoảng 1.0 – 1.5 m.
5.2.1.2.Phân loại bể aerotank theo sơ đồ vận hành
- Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục.
- Nồng độ oxy hòa tan trong nước ở bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/L. - Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào:
CxHyOz + O2 Enzyme CO2 + H2O (+∆H)
CxHyOz + NH3 + O2 Enzyme Tế bào vi khuẩn + CO2 + H2O + C5H7NO2 (-∆H)
+ Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật: tỷ lệ F/M
+ Nhiệt độ
+ Tốc độ sinh trưởng và hoạt độ sinh lý của vi sinh vật + Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất + Lượng các chất cấu tạo tế bào
+ Hàm lượng oxy hòa tan
Câu hỏi thảo luận
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Mục đích của phương pháp sinh học khi xử lý nước?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết: Quá trình hiếu khí là gì?
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết: Hiện nay việc sử dụng phương pháp kỵ khí thường được sử
dụng cho ngành nào?
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có ưu điểm gì?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải là gì?
5.2.2. Hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí dạng mẻ (SBR)
- Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn.
- Quá trình xảy ra trong bể theo các bước:
- Khi thiết kế bể SBR, không cần xây dựng bể điều hòa, bể lắng 1 và bể lắng 2. - Nước thải chỉ cần qua song chắn rác, bể lắng cát và bể tách dầu nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể.
- Số lượng bể, thời gian nạp vào từng bể phụ thuộc vào công suất và sự dao động theo thời gian của lượng nước thải.
- Bể SBR luân phiên (liên tục) có thể khử được N và P khi vận hành theo đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và kị khí.
5.2.2.1. Các thông số cần thiết khi tính toán thiết kế
- Đặc tính nước thải
- Thời gian lấy nước vào bể, thời gian thổi khí, thời gian lắng, thời gian xả nước - Thông số động học: F/M, Y
- Nồng độ cặn trong phần chứa bùn
- Thể tích nước được tháo khỏi bể sau mỗi chu kỳ - Chu kỳ xả bùn
5.2.2.2. Các thông số cần xác định
- Dung tích hữu ích của bể
- Lượng bùn tích lũy trong bể (theo chu kỳ xả bùn) - Thể tích chứa bùn trong bể
- Chiều cao an toàn từ lớp bùn đến mực nước phải xả - Chiều cao của lớp nước trong đã lắng trên lớp bùn
- Lượng oxy cần thiết để khử BOD5 và lượng không khí cần vung cấp - Hệ thống cấp khí
5.2.2.3. Các bƣớc tính toán hệ thống SBR
- Thu thập/xác định đặc tính nước thải cần xử lý
- Chọn số lượng bể SBR
- Chọn thời gian thổi khí, thời gian lắng và thời gian xả nước. Tính thời gian xả nước vào hệ thống và tổng thời gian của một chu kỳ. Xác định số chu kỳ trong một ngày
- Từ giá trị tổng số chu kỳ có thể hoạt động trên ngày, xác định thể tích nước thải có thể xử lý trong hệ thống cho mỗi chu kỳ
- Chọn nồng độ MLSS và xác định tỷ lệ thể tích nước nạp vào bể so với tổng thể tích bể. Xác định độ sâu của lớp nước sẽ được xả sau khi lắng. Với giá trị độ sâu tính toán, xác định thể tích chứa bùn
- Xác định thời gian lưu bùn của thể tích SBR đã thiết kế;
- Xác định tổng lượng TKN đã được nitrate hóa
- Tính nồng độ vi sinh vật cần để thực hiện quá trình nitrate hóa và xác định xem thời gian thổi khí đã chọn có đủ để quá trình nitrate hóa xảy ra hiệu quả
- Hiệu chỉnh các giá trị thiết kế cần thiết
- Xác định tốc độ bơm xả nước sau xử lý
- Xác định lượng oxy cần thiết và tốc độ truyền khí trung bình
- Tính tỷ số F/M và tải trọng thể tích theo BOD
- Kiểm tra độ kiềm cần thiết
Câu hỏi thảo luận
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Nguyên tắc hoạt động của SBR?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết: Khi tính toán, thiết kế hệ thống SBR phải biết những thông
số nào?
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết: Quá trình phân hủy bùn trong SBR xảy ra như thế nào?
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Thời gian lắng trong SBR có phụ thuộc vào lưu lượng dòng
vào không? Vì sao?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: Tại sao cần phải có quá trình làm đầy bể sau đó mới cho
qua giai đoạn phản ứng?
5.2.3. Mƣơng oxi hóa
Mương oxi hóa là dạng cải tiến của aerotank khuấy trộn hoàn toàn, làm việc theo chế độ làm thoáng kéo dài, hỗn hợp bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương.
5.2.4. Đĩa tiếp xúc sinh học (RBC)
- Đĩa sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng bằng polystyrene hoặc polyvinylclorua (PVC) lắp trên một trục.
- Các đĩa được đặt ngập trong nước một phần và quay chậm.
- Trong quá trình vận hành, vi sinh vật sinh trưởng, phát triển trên bề mặt đĩa hình thành một lớp màng mỏng bám trên bề mặt đĩa.
- Khi đĩa quay, lớp màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với khí quyển để hấp thụ oxy.
- Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyển oxy và bảo đảm cho vi sinh vật tồn tại trong điều kiện hiếu khí.
Câu hỏi thảo luận
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Mương oxy hóa được cải tiến từ dạng bể gì?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết: Cơ chế hoạt động của mương oxy hóa?
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết: Khi xây dựng mương oxy hóa có thể dùng những loại vật
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Khi xây dựng mương oxy hóa bắt buộc phải có kết cấu gì?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: Các dạng hình của mương oxy hóa?
5.3. Các công trình xử lý kỵ khí [5 tr 105;109]