1. Tiền xử lý
Nớc thải từ nhà máy bia dợc chảy vào hố bơm bằng hệ thống cống. Trớc khi xử lý bằng phơng pháp sinh học, nớc thải đợc chảy qua sàng chắn rác để loại bỏ những vật có kích thớc lớn (chai, nhãn mác ) có thể làm ảnh h… ởng đến quá trình xử lý và gây hỏng thiết bị.
Từ hố bơm nớc thải đợc bơm vào bể điều hoà, bể điều hoà có tác dụng lu giữ và hoà trộn nớc thải với thời gian lu khoảng 6 giờ. Bể đợc lắp bộ điều khiển và đo mức, máy khuấy trộn pH dòng vào đợc điều chỉnh bằng axit HCl hoặc xút NaOH (phụ thuộc vào độ pH của nớc thải nhà máy).Đây là thông số rất quan trọng trong giai đoạn xử lý ban đầu và đợc kiểm soát liên tục bằng đầu đo pH lắp trên dòng vào bể metan. Trong trờng hợp cần thiết NaOH hoặc HCl đợc bổ sung. HCL đợc bổ sung vào bể, NaOH bổ sung vào bể bằng hai đờng: một đờng vào bể và một đờng bổ sung trên đờng ống đầu vào bể metan. Giá trị pH đợc đặt trong khoảng trung tính đến axit nhẹ phụ thuộc vào sự tiến triển của quá trình khởi động và hiệu quả xử lý của hệ thống.
Chế độ tự động pH đợc đo và điều chỉnh từng bớc biến thiên theo pH của nớc ở đầu ra của bể metan (bằng pH dòng tuần hoàn).
Hệ thống này cho phép tối thiểu lợng NaOH tiêu thụ và điều chỉnh chính xác giá trị pH nằm trong giá trị an toàn trong mọi thời điểm.
Trong trờng hợp hệ thống không giữ đợc pH của bể metan nằm trong khoảng cài đặt, bơm cấp nớc cho bể metan ngừng hoạt động. Trong thời gian này, nếu mức nớc trong bể điều hoà sẽ tăng lên nớc sẽ theo đờng ống tràn sang bể sục khí.
Trong trờng hợp khẩn cấp NaOH và HCl có thể đợc bổ sung bằng tay từ tăng chứa.
Độ pH lý tởng của bể điều hoà nằm trong khoảng từ 4.5-9.
Hàm lợng COD phải đợc chuyển hoá tới mức cao nhất có thể thành VFA, có nghĩa là tỷ số VFA/COD thấp nhất 0,3 có thể tăng lên 0,4.
2. Xử lý yếm khí
Từ bể điều hoà nớc thải đợc bơm vào bể metan (UASB) đây là thiết bị chính trong hệ thống xử lý và là thiết bị tốt nhất cho loại nớc thải này.
Nớc thải đợc trộn với một phần dòng tuần hoàn và đi vào bể metan với một giá trị lu lợng ổn định thông qua hệ thống phân phối dòng vào dới đáy bể. Lu lợng này đợc điều khiển bằng các van điều chỉnh và đợc điều khiển theo mức của bể điều hoà, để giữ cho vận tốc dòng ngợc trong bể metan không đổi, một van điều chỉnh đợc lắp đặt trên dòng tuần hoàn về bể metan để bù lại lợng nớc thiếu hụt do sự biến thiên của lu lợng dòng vào.
Bể UASB đợc trang bị một bộ phận tách 3 pha đặc biệt ở trên mặt bể, sau khi qua lớp đệm là bùn metan hoạt tính, hỗn hợp bùn –nớc đi qua thiết bị phân tách 3 pha kết quả sẽ thu đợc nớc đã lắng bùn, khí sinh học, bùn.
Do ít có sự khuấy trộn cơ học nên bùn tập hợp lại tạo thành bông bùn và các hạt nhỏ. Dòng tuần hoàn rất cần thiết để bổ sung bùn hoạt tính và chống cho bông bùn bị lắng xuống đáy.
Bộ phận tách 3 pha bao gồm các tấm lợn sóng chắn song song để ngăn chặn sự mất mát của bông bùn metan hoạt tính có kích thớc nhỏ, qua đó giảm đợc thời gian khởi động của hệ thống.
Bùn d sẽ theo dòng ra khỏi bể metan (tới xử lý hiếu khí) hoặc có thể định kỳ rút ra ở dới bể vì thế sẽ cho chất lợng dòng ra tốt hơn (giảm TSS,COD, BOD) và giảm đợc tải lợng xử lý hiếu khí. Bùn d không phải rút ra trong năm đầu khi hệ thống vận hành và thậm chí cả những năm tiếp theo nếu COD trung bình của nớc thải thấp hơn 2000mg/l. Bùn yếm khí đặc (5% chất khô) và ổn định và có thể thải thẳng ra môi trờng hoặc có thể dùng để gây men trong giai đoạn khởi động của các bể metan mới khác.
khí biogas (CH4 + CO2) đợc sinh ra mang đốt bỏ nhng có thể tái sử dụng cho xuống nồi hơi.
Tại bể metan pH duy trì 7,0-7,8 nhiệt độ từ 30-380C, VFA lớn nhất là 5000mg/l. Hiệu suất chuyển hoá BOD5 đạt 90%.
3. Xử lý hiếu khí
Dòng ra của xử lý yếm khí đợc tràn sang bể sục khí (là bể ximăng hình chữ nhật đợc lắp giàn sục khí ) sự sục khí cung cấp O2 cần thiết cho quá trình oxy hoá sinh học. ở điều kiện bình thờng xử lý hiếu khí không cần bổ sung dinh dỡng vì nớc thải của dòng ra từ bể metan đã có đủ dinh dỡng. Nếu cần thiết có thể bổ sung amoniumphotphat hoặc urê.
Từ bể sục khí nớc thải đợc xử lý bằng bùn hoạt tính vi khuẩn hiếu khí sẽ chuyển hoá hầu hết các hợp chất có khả năng xử lý sinh học thành cacbondioxit CO2 và tạo nên tế bào vi khuẩn mới. Quá trình chuyển hoá này vi khuẩn tiêu thụ oxy hoà tan trong nớc.
Để đảm bảo lợng oxy hoà tan, bể cần sục khí theo phơng pháp cơ học c- ỡng bức, để đảm bảo yêu cầu này giàn thông khí đợc lắp đặt, khí d thừa đợc thông tự nhiên nên bể mặt nớc.
Ngoài ra sự sục khí còn có tác dụng hoà trộn nớc trong bể để đảm bảo sự tiếp xúc tốt giữa bông bùn hoạt tính (tập hợp vi khuẩn) và nớc thải.
ở bể sục khí hàm lợng: TSS: 3000mg/l, VSS: 2250mg/l, hiệu suất chuyển hoá BOD: 79-87%
Dòng ra của bể sục khí chảy tràn sang bể lắng tại đây bùn đợc lắng và tách ra khỏi hỗn hợp lỏng (nớc + bùn). Bùn đợc thu vào tâm của bể lắng bằng các cánh gạt bùn đợc kết nối với cầu quay chậm chạp quanh bể. Bùn lắng đợc bơm ra ngoài hoặc tuần hoàn trở lại bể sục khí bằng bơm bùn tuần hoàn cho đến khi đạt đợc hỗn hợp bùn lỏng theo yêu cầu (3000mg/l).
Bùn d (nếu có) đợc rút ra và có thể tuần hoàn trở lại bể điều hoà để tiếp tục xử lý bằng bể metan hoặc thải bỏ.
Nớc sau đó đợc đa sang bể lắng sau đó đợc xả trực tiếp ra điểm xả cuối cùng, bùn đợc thải ra xe của công ty vệ sinh đô thị.
Phần V: tính toán một số thiết bị chính