XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG VI SINH VẬT
5.2.2. Bể xử lý yếm khí cĩ lớp cặn lơ lửng (UASB).
5.2.2.1. Cấu tạo (Xem hình 5.5)
Hình 5.5. Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bể phản ứng yếm khí UASB 1. Bể điều hịa lưu lượng và trạm bơm nước thải.
2. Bộ phận đo và điều chỉnh pH.
3. Định lượng chất dinh dưỡng N, P nếu cần.
4. Ống dẫn và dàn ống phân phối đều nước thải trong bể. 5. Thể tích vùng phản ứng yếm khí.
6. Cửa tuần hồn lại cặn lắng. 7. Tấm chắn khí.
8. Cửa dẫn hỗn hợp bùn nước sau khi đã tách khí vào ngăn lắng. 9. Thể tích vùng bùn lắng.
10.Máng thu nước.
11.Ống dẫn hỗn hợp khí methane.
12.Ống dẫn nước sang bể xử lý hiếu khí (đợt 2). 13.Thùng chứa khí.
14.Ống dẫn khí đốt. 15.Ống xả bùn dư thừa.
64
5.2.2.2. Quy trình hoạt động.
Nước thải sau khi điều chỉnh pH theo ống dẫn vào hệ thống phân phối đảm bảo phân phối đều nước trên diện tích đáy bể. Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc V=0.6-0.9m/h. Hỗn hợp bùn yếm khí trong bể hấp phụ chất hữu cơ hịa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển hĩa chúng thành khí (khoảng 70-80% là methane, 20-30% là carbonic). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra dịng tuần hồn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng, khi hạt cặn nổi lên trên va phải tấm chắn (7) vỡ ra, khí thốt lên trên, cặn rơi xuống dưới. Hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí ra cửa (8) vào ngăn lắng. Nước thải trong ngăn lắng tách bùn lắng xuống đáy qua cửa (6) tuần hồn lại vùng phản ứng yếm khí. Nước trong dâng lên trên được thu vào máng (10) theo ống (12) dẫn sang bể làm sạch hiếu khí (làm sạch đợt 2). Khí biogas được giàn ống (11) thu về bình chứa (13) rồi theo ống dẫn khí đốt (14) đi ra ngồi.
5.2.2.3. Phân bố bùn trong bể.
Bùn trong bể là sinh khối đĩng vai trị quyết định trong việc phân hủy và chuyển hĩa chất hữu cơ, bùn được chia thành 2 vùng rõ rệt trong bể phản ứng. Ở chiều cao khoảng ¼ bể tính từ đáy lên, lớp bùn hình thành do các hạt cặn keo tụ nồng độ từ 5-7%, trên lớp này là lớp bùn lơ lửng nồng độ từ 1000-3000mg/l gồm các bơng cặn chuyển động giữa lớp bùn đáy và bùn tuần hồn từ ngăn lắng rơi xuống. Trên mặt tiếp giáp với pha khí, nồng độ bùn trong nước bé nhất. Nồng độ cao của bùn hoạt tính trong bể làm việc với tải lượng chất hữu cơ cao. Để hình thành khối bùn hoạt tính đủ nồng độ, làm việc cĩ hiệu quả địi hỏi thời gian vận hành khởi động từ 3-4 tháng. Nếu cấy vi khuẩn tạo acid và vi khuẩn tạo men methane trước với nồng độ thích hợp và vận hành với chế độ thủy lực ≤ ½ cơng suất thiết kế, thời gian khởi động cĩ thể rút xuống từ 2-3 tuần.
Cặn dư thừa định kỳ xả ra ngồi. Lượng cặn dư thừa chỉ bằng 0.15-0.2 hàm lượng COD, tức bằng ½ cặn sinh ra so với khi xử lý hiếu khí. Cặn xả ra ổn định cĩ thể đưa trực tiếp đến thiết bị làm khơ.
5.2.2.4. Quá trình lắng
Hỗn hợp vi sinh yếm khí phân hủy chất hữu cơ trong bể ở tình trạng trộn lẫn giữa 3 pha: khí, nước, bùn. Để đưa nước ra khỏi bể, trước hết phải tách khí ra khỏi hỗn hợp bằng các tấm tách khí đặt nghiêng so với phương ngang ≥ 550 (kích thước và cách bố trí xem hình 4-1). Sau khi tách khí, hỗn hợp bùn nước chảy theo cửa (8) với vận tốc 9-10m/h vào ngăn lắng (9). Thể tích ngăn lắng tính theo thời gian lưu nước ≥ 1 giờ. Cặn rơi xuống đáy hình nĩn của ngăn lắng chảy qua khe (6) trở lại ngăn phân hủy yếm khí (5). Tổng chiều cao ngăn lắng 2m, chiều cao phần lắng ≥ 1 m.
65
5.2.2.5. Chỉ tiêu thiết kế.
Khi thiết kế bể phản ứng yếm khí UASB và bể lọc yếm khí cĩ thể tham khảo số liệu cho trong bảng 5.1, để chọn thơng số thiết kế thích hợp.
Bảng 5.2. Số liệu kỹ thuật từ kết quả vận hành bể UASB và bể lọc yếm khí
Nguồn nước thải Hàm lượng COD
đầu vào (mg/l) nước trong bểThời gian lưu (kgCOD/mTải lượng COD 3.ngày) Hiệu quả khử COD (%)
Nước thải sinh hoạt 500-800 4-10 4-10 70-25
Nhà máy rượu, men rượu
20.000 5-10 14-15 60
Chế biến bột khoai tây 4.500-7.000 5-10 8-9 75-80
Chế biến sữa 3.000-3.400 5-10 12 80
Nhà máy hĩa chất hữu cơ tổng hợp
18.000 5-10 7-9 90
Chế biến rau và hoa quả
8.300 5-10 18 55
Giấy các loại 7.700 5-10 12 80
Chế biến hải sản 2.300-3.000 5-10 8-10 75-80