• Bể Lọc Sinh Học Cao Tải
Bể lọc sinh học cao tải cĩ cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực. Bể cĩ tải trọng 10 – 20 m3 nước thải / 1m2 bề mặt bể /ngđ. Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha lỗng chúng bằng nước thải đã làm sạch. Bể được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngđ.
• Bể Hiếu Khí Bùn Hoạt Tính – Bể Aerotank
Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hố các chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đĩng vai trị là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bơng cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hố chúng thành các chất trơ khơng hồ tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể khơng đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đĩ phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hồn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các cơng trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể Aerotank hoạt động phải cĩ hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục.
• Quá Trình Xử Lí Sinh Học Kỵ Khí – Bể UASB
a. Quá trình xử lí sinh học kị khí
Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ cĩ trong nước thải trong điều kiện khơng cĩ oxy để tạo ra sản phẩm cuối cùng là khí CH4 và CO2 (trường hợp nước thải khơng chứa NO3- và SO42-). Cơ chế của quá trình này đến nay vẫn chưa được biết đến một cách đầy đủ và chính xác nhưng cách chung, quá trình phân hủy cĩ thể được chia ra các giai đoạn như sau:
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Trúc
Hình 3.1: Sơ đờ chuyển khối vật chất trong điều kiện kỵ khí
Ở 3 giai đoạn đầu, COD của dung dịch hầu như khơng thay đổi, nĩ chỉ giảm trong giai đoạn methane hĩa. Sinh khối mới được tạo thành liên tục trong tất cả các giai đoạn.
Trong một hệ thống vận hành tốt, các giai đoạn này diễn ra đồng thời và khơng cĩ sự tích lũy quá mức các sản phẩm trung gian. Nếu cĩ một sự thay đổi bất ngờ nào đĩ xảy ra, các giai đoạn cĩ thể mất cân bằng. Pha methane hĩa rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH hay nồng độ acid béo cao. Do đĩ, khi vận hành hệ thống, cần chú ý phịng ngừa những thay đổi bất ngờ, cả pH lẫn sự quá tải.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí
Để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý kỵ khí, phải duy trì được trạng thái cân bằng động của quá trình theo 4 pha đã nêu trên. Muốn vậy trong bể xử lý phải đảm bảo các yếu tố sau:
Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình, cần duy trì trong khoảng 30÷350C. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình này là 350C.
pH
pH tối ưu cho quá trình dao động trong phạm vi rất hẹp, từ 6,5 đến 7,5. Sự sai lệch khỏi khoảng này đều khơng tốt cho pha methane hĩa.
Chất dinh dưỡng
Cần đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = (400÷1000):7:1 để vi sinh vật phát triển tốt, nếu thiếu thì bổ sung thêm. Trong nước thải sinh hoạt thường cĩ chứa các chất dinh dưỡng này nên khi kết hợp xử lý nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt thì khơng cần bổ sung thêm các nguyên tố dinh dưỡng.
Độ kiềm
Độ kiềm tối ưu cần duy trì trong bể là 1500÷3000 mg CaCO3/l để tạo khả năng đệm tốt cho dung dịch, ngăn cản sự giảm pH dưới mức trung tính.
Muối (Na+, K+, Ca2+)
Pha methane hĩa và acid hĩa lipid đều bị ức chế khi độ mặn vượt quá 0,2 M NaCl. Sự thủy phân protein trong cá cũng bị ức chế ở mức 20 g/l NaCl.
Lipid
Đây là các hợp chất rất khĩ bị phân hủy bởi vi sinh vật. Nĩ tạo màng trên VSV làm giảm sự hấp thụ các chất vào bên trong. Ngồi ra cịn kéo bùn nổi lên bề mặt, giảm hiệu quả của quá trình chuyển đổi methane.
Đối với LCFA, IC50 = 500÷1250 mg/l. Kim loại nặng
Một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn…) rất độc, đặc biệt là khi chúng tồn tại ở dạng hịa tan. IC50 = 10÷75 mg Cu2+ tan/l. Trong hệ thống xử lý kỵ khí, kim loại nặng thường được loại bỏ nhờ kết tủa cùng với carbonate và sulfide.
Ngồi ra cần đảm bảo khơng chứa các hĩa chất độc, khơng cĩ hàm lượng quá mức các hợp chất hữu cơ khác.
b. Bể UASB
Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đĩ, sau đĩ chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bơng bùn) và các chất bẩn hữu cơ
được tiêu thụ ở đĩ. Các bọt khí metan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẩn ra khỏi bể. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nước thải tiếp theo đĩ sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn. Pha lỏng được dẩn ra khỏi bể, cịn pha rắn thì hồn lưu lại lớp bơng bùn. Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vơ cùng quan trọng khi vận hành bể UASB.
• Bể Sinh Học Theo Mẻ SBR (Sequence Batch Reactor) Bản chất quá trình xử lý sinh học từng mẻ
Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng và tạo các điều kiện cần thiết như mơi trường thiếu khí (khơng cĩ oxy, chỉ cĩ NO3-), kị khí (khơng cĩ oxy), hiếu khí (cĩ oxi, NO3-) để cho vi sinh tăng sinh khối, hấp thụ và tiêu hĩa các chất thải hữu cơ trong nước thải.
Chất thải hữu cơ (C, N, P) từ dạng hịa tan sẽ chuyển hĩa vào sinh khối vi sinh và khi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ cịn lại nước trong đã tách chất ơ nhiễm, chu kỳ xử lý trên lại tiếp tục cho một mẻ nước thải mới.
Quy trình hoạt động của hệ thống xử lý sinh học từng mẻ đơn giản, bao gồm các chuỗi chu kỳ như sau:
_ Nạp nước thải vào bể phản ứng
_ Vừa nạp vừa tạo mơi trường thiếu khí hay kị khí
_ Vừa nạp vừa tạo điều kiện cho vi sinh xử lý chất thải hữu cơ _ Xử lý tách loại chất ơ nhiễm hữu cơ, nitơ, photpho bằng vi sinh _ Để lắng, tách lớp bùn
_ Gạn lấy nước sạch đã xử lý _ Lập lại chu kỳ mới
Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ cĩ những đặc trưng cơ bản sau đây
_ Cho phép thiết kế hệ đơn giản với các bước xử lý cơ bản theo quy trình “từng mẻ” _ Khoảng thời gian cho mỗi chu kỳ cĩ thể điều chỉnh được và là một quy trình cĩ thể
điều khiển tự động bằng PLC.
(1)Làm đầy Làm đầy Metanol NT vào (2) Anaerobic (khuấy) (3) Anaerobic (khuấy)+O2 (4) Anoxic tắt O2+khuấy (6) Tách nước Xả bùn
_ Cơng nghệ kỹ thuật cao, lập trình được và khả năng xử lý vượt mức hứa hẹn và là quy trình xử lý bằng vi sinh đầy triển vọng trong tương lai.
Quá trình hoạt đợng của bể được chia làm 4 giai đoạn chính tạo nên mợt chu kỳ của bể sinh học từng mẻ
a. Giai đoạn làm đầy
b. Giai đoạn phản ứng oxy hĩa sinh hĩa c. Giai đoạn lắng
d. Dẫn nước sau xử lý ra, lấy bớt bùn và để lại 25%
Các quá trình hoạt động chính trong bể sinh học từng mẻ gồm :
- Quá trình sinh học hiếu khí dùng để khử BOD: bởi sự tăng sinh khối của quần thể vi sinh vật hiếu khí được tăng cường bởi khuấy trộn và cung cấp oxy, tạo điều kiện phản ứng ở giai đoạn (b).
- Quá trình sinh học hiếu khí, kị khí dùng để khử BOD cacbon, kết hợp khử nitơ, photpho: bởi sự tăng sinh khối của quần thể vi sinh vật hiếu khí, kị khí. Tăng cường khuấy trộn cho quá trình kị khí, khuấy trộn và cung cấp oxy cho quá trình hiếu khí, khuấy trộn cho quá trình hiếu khí, tạo điều kiện phản ứng cho giai đoạn (b).
Giai đoạn ( b)
- Xảy ra quá trình nitrat hĩa và oxy hĩa chất hữu cơ.
- Xảy ra quá trình khử nitrat.
Đây là quá trình tổng hợp cĩ hiệu quả kết hợp khử BOD cacbon và các chất hữu cơ hịa tan N, P. Trong quá trình khử N cĩ thể tăng cường nguồn cacbon bên ngồi bằng Metanol ở giai đoạn 4.
Các quá trình sinh học trên diễn ra trong bể với sự tham gia của các vi sinh vật trong quá trình oxy hĩa chất hữu cơ, đặc biệt là cĩ sự tham gia của hai chủng loại Nitrosomonas và Nitrobacter trong quá trình nitrat hĩa và khử nitrat kết hợp.
• Bể Khí Sinh Học (Bể Tự Hoại)
Đây là loại bể rất thích hợp và đang được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải chăn nuơi heo ở các vùng nơng thơn Việt Nam và một số nước trên thế giới vì nĩ cĩ rất nhiều ưu điểm:
Kích thước bể metan cĩ thể thay đổi tùy trường hợp: cĩ kích thước nhỏ ở hộ gia đình hay kích thước lớn ở các trại chăn nuơi heo cơng nghiệp.
Khí metan sinh ra được coi là nguồn năng lượng quan trọng: nĩ cĩ thể thay thế than, kể cả nhu cầu điện khí hĩa ở các vùng nơng thơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sử dụng các chất thải và các phụ phẩm trong nơng nghiệp (rơm, rạ,...). Phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, ổn định, các hợp chất chứa nitơ, phospho, kali là những chất cĩ thể tái sử dụng ngay làm phân bĩn trong trồng trọt.
Giảm khoảng 90% kí sinh trùng và các vi sinh vật gây bệnh cho người, gia súc nhờ thời gian lưu trữ lâu.
Giúp khử mùi khĩ chịu của chất thải.
Tuy nhiên bể tự hoại vẫn cịn một số nhược điểm: tuổi thọ của bể ngắn, hiệu quả xử lý BOD thấp, phần cặn cịn chứa nhiều nước rất khĩ vận chuyển hay sự ổn định của chất lượng hỗn hợp khí mêtan.
Khi xây dựng bể cĩ thể chơn sâu dưới lịng đất (ở những vùng cĩ nhiệt độ lạnh) hoặc trên mặt đất (ở những nơi nhiệt độ cao).
Khi vận hành bể, người ta thường lấy nước trong ra liên tục và bổ sung nước thải mới vào. Do đĩ lượng cặn cũng sinh ra liên tục, người ta cĩ thể lấy lượng cặn lắng ở đáy bể ra theo chu kỳ hoặc liên tục.