1. Khởi động hệ thống.
Hệ thống xử lý bao gồm 04 bể với kích thước khác nhau có sử dụng vật liệu xử lý hỗ trợ (than), thiết bị sục khí, tùy thuộc vào nhu cầu và yêu cầu xử lý của chủ cơ sở. Nước thải sản xuất của các hộ gia đình được pha loãng theo tỷ lệ từ 1:2 đến 1:3 (1 nước thải, 2 đến 3 nước sạch) việc pha loãng nước thải sẽ làm cho các vi sinh vật phát triển nhanh hơn.
- Chế phẩm sinh học Dùng với liều lượng 2 – 10 ppm/ngày tuỳ theo nồng độ COD, BOD trong nước thải. Lượng vi sinh được tính toán dựa vào thể tích bể, liều lượng nuôi cấy trong thời gian 20 - 30 ngày.
- Trên thị trường có rất nhiều loại chế phẩm sinh học có thể sử dụng, đối với mỗi loại sẽ có cách sử dụng cụ thể khác nhau. Tuy nhiên đặc điểm chung của các loại chế phẩm sinh học là Gồm vi sinh vật: Bacillus sp, Lactobacillus sp, Streptomyces sp, Saccharomyces sp, Aspergillus sp, Nitrobacter sp, Nitrosomonas sp…có vai trò phân hủy mạnh mẽ các chất hữu cơ như: xenluloz, tinh bột, protein, lipit, pectin, kitin…Có khả năng tiêu diệt vi trùng gây bệnh làm cho vi trùng gây bệnh không tồn tại lâu dài và phát triển trong môi trường nước.
- Danh mục 1 số loại chế phẩm có thể sử dụng như: + Chế Phẩm Sinh Học Xử Lý Nước Thải BIO-EM.
+ Chế phẩm sinh học xử lý môi trường WEVIRO. + Men Vi Sinh – JUMBO-A
+ Và một số các chế phẩm có công dụng tương tự.
* Bước 1:
- Đối với bể kỵ khí
Đối với bể kỵ khí sử dụng ½ gói 1kg chế phẩm Bio-S cho dung tích bể 0,7-1m3.
Sau khi bổ sung chế phẩm sinh học vào bể kỵ khí cần bơm cấp nước thải vào bể đến dung tích tối đa để tiến hành quá trình ủ vi sinh khởi tạo lớp màng sinh học đầu tiên. Thời gian ủ từ 22 đến 24h. Sau quá trình ủ tiến hành bơm nước thải theo lưu lượng thiết kế.
- Đối với bể hiếu khí.
Đối với bể hiếu khí sau 24h ủ vi sinh tại bể kỵ khí. Tiến hành bơm nước thải trực tiếp từ bề điều hòa lên qua bể kỵ khí sang bể hiếu khí đến dung tích lưu trữ tối đa thì dừng. Sử dụng 1 gói 1kg chế phẩm Bio-EM cho 6m3 bể. Đối với bể kỵ khí
Sau bổ sung chế phẩm sinh học vào bể, ta ngừng cấp nước từ bể lỵ khí sang bể hiếu khí để tiến hành quá trình ủ từ 20 đến 24h, trong thời gian ủ vẫn cần sử dụng xục khí 24/24.
* Bước 2:
Sau 48h quá trỉnh ủ vi sinh tại cả 2 bể hiếu khí và kỵ khí hoàn thiện ta tiến hành cấp nước thải vào hệ thống để thực hiện nuôi cấy vi sinh trong các bể theo điều kiện thực tế và tiến hành theo dõi chất lượng nước tại các bể.
Đối với bể kỵ khí thời gian khởi động đến lúc đạt mức độ vi sinh cần thiết khoảng 20 ngày. Thời gian này có thể thay đổi tùy thuộc vào chủng vi sinh và thành phần vi sinh nuôi cấy ban đầu.
Đối với bể hiếu khí thời gian khởi động đến lục đạt mật độ vi sinh cần thiết khoảng 23 ngày. Thời gian này có thể thay đổi tùy thuộc vào chủng vi sinh và thành phần vi sinh nuôi cấy ban đầu.
Nước thải ra khỏi hệ thống xử lý trong thời gian này vẫn chứa thành phần các chất ô nhiễm cao hơn quy chuẩn cho phép, tuy nhiên giai đoạn này chỉ thực hiện trong thời gian khoảng 30 ngày nên trong quá trình khởi động bể nước thải sau xử lý vẫn được thải vào hệ thống thoát nước chung của khu vực.
2. Vận hành hệ thống
Nước thải được cấp định kỳ theo hoạt động của hộ gia đình vào hệ thống. Tại bể điều hòa có lắp hệ thống van phao tự động đóng khi có nước thải trong bể điều hòa và ngắt khi bơm hết nước. Việc sử dụng van phao là rất cần thiết do hoạt động sản xuất của hộ gia đình cá nhân không liên tục phụ thuộc vào thời tiết.
Nước thải sản xuất tự chảy vào bể Điều hòa. Các loại rác được tách khỏi nước thải trước khi đi vào bể điều hòa. Tại đây nước thải được điều hòa lưu lượng trước khi đi vào hệ thống xử lý. Bể Điều hòa nước thải có chức năng làm đồng đều nồng độ các chất gây ô nhiễm và để tránh bị vi khuẩn yếm khí hoạt động gây mùi hôi.
Nước thải trong bể Điều hòa được bơm Định lượng bơm sang bể xử lý Kỵ khí có lớp bùn lơ lửng. Tại đây các vi sinh vật họat động (được cấy ban đầu khi hệ thống mới vận hành) phân hủy các chất hữu cơ thích hợp. Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ có trong nước thải bằng vi sinh tại bể thiếu khí xảy ra theo các bước sau:
+ Nhóm vi sinh vật tự nhiên có sẵn trong nước thải phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như monosacarit, amoni axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh vật hoạt động
+ Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ (axit axetic). Nhóm vi khuẩn thiếu khí tạo axit là nhóm axit focmơ.
+ Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hóa hydro và axit axetic thành khí mêtan và khí cacbonic. Nhóm vi khuẩn này được gọi là mêtanfocmơ (nhóm này có nhiều trong dạ dày của động vật nhai lại, được cấy vào nước thải tại bể
Thiếu khí).
Môi trường thích hợp nhất cho các nhóm vi sinh vật hoạt động trong bể UASB có giá trị pH nằm trong khoảng 6,6 - 7,6; nhiệt độ trong khoảng 270C - 380C.
Nước thải có độ pH thích hợp (đã được điều chỉnh tại bể Điều hòa) phải được phân phối đều trên toàn bộ diện tích đáy bể, nước thải đi từ dưới lên với vận tốc 0,6 - 0,9 m/s. Hỗn hợp bùn kỵ khí trong bể hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí (chủ yếu là khí mêtan và khí cacbonic).
Ngoài ra quá trình khử NO3- cũng diễn ra tại modun kỵ khí này. Tổng thời gian xử lý trong bể kỵ khí là 12 tiếng.
Nước thải từ bể xử lý Kỵ khí sẽ tự chảy sang bể Hiếu khí.
Bể Hiếu khí được lựa chọn thiết kế là loại bể xử lý hiếu khí liên tục (bắt đầu từ mođun này sẽ được thiết kế theo nguyên tắc bình thông nhau để không sử dụng bơm, tiết kiệm kinh phí đầu tư và giảm chi phí thường xuyên khi hệ thống vận hành).
Nước thải có chứa các chất hữu cơ hòa tan và các chất lơ lửng đi vào bể phản ứng hiếu khí, khi ở trong bể các vi khuẩn sẽ cư trú ở các chất lơ lửng, trưởng thành, sinh sản và dần phát triển lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính (bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và các vi sinh vật sống khác). Các vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn sau đó chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới. Quá trình chuyển hóa thực hiện theo các bước xen kẽ và nối tiếp nhau. Một vài loại vi khuẩn phân hủy hợp chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp sau khi chuyển hóa thải ra các hợp chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản hơn, một số loại vi khuẩn khác dùng các chất này làm thức ăn và lại thải ra các hợp chất có cấu trúc đơn
giản hơn nữa, quá trình cứ tiếp tục cho đến khi chất thải cuối cùng không thể làm thức ăn cho bất cứ loại vi khuẩn nào khác và như vậy tải lượng ô nhiễm trong nước thải cũng không còn.
Các bước xử lý trong bể Hiếu khí:
1. Đưa nước vào bể (Filling): Nước từ bể Kỵ khí sẽ tự động chảy sang bể Hiếu khí đến mức nhất định.
2. Giai đoạn phản ứng (reaction): sục khí để tiến hành quá trình nitrit hóa, nitrat hóa và phân hủy chất hữu cơ. Trong gia đoạn này sẽ xảy ra quá trình phân hủy hiếu khí cơ chất đầu vào và nitrat hóa.
3. Giai đoạn lắng (Settling):Các hạt bùn có kích thước lớn được lắng nhờ trọng lực và nước nổi trên bề mặt tạo lớp phân cách bùn nước đặc trưng.
4. Giai đoạn xả nước ra (Discharge): Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến giai đoạn khử tiếp theo. Bùn lắng trong bể được định kỳ xả ra sân phơi bùn. Bùn từ sân phơi bùn có thể sử dụng làm phân bón cho cây trồng hoặc thu gom cùng với rác thải sinh hoạt, rác thải sản xuất.
Tổng thời gian xử lý của bể Hiếu khí là 10 tiếng (Các giai đoạn diễn tra trong bể như: nước đi vào từ bể Kỵ khí từ dưới lên; giai đoạn phản ứng; giai đoạn nước đi ra khỏi bể). Thời gian của mỗi giai đoạn sẽ được điều chỉnh cho phù hợp với thực tế nước thải khi hệ thống được đưa vào vận hành.
Nước sau giai đoạn 4 được tháo sang bể Lắng. Bể Lắng (gồm 3 lớp vật liệu lọc: than dáy 15cm, cát dày 20cm, đá sỏi dày 20cm). Tại đây, các cặn bẩn sẽđược giữ lại trong lớp vật liệu lọc.
Nước sau lọc được bổ sung hóa chất khử trùng nhằm tiêu diệt các vi khuẩn và mầm bệnh có hại trước khi xả vào nguồn tiếp nhận.
3. Một số lưu ý khi khởi động hệ thống
Nước thải được bơm liên tục từ bể điều hòa lên hệ thông cụm các bể xử lý theo lưu lượng đã tính toán.
Bể điều hòa được thiết kế sao cho phù hợp với yêu cầu tiêu thoát của hộ gia đình, mục tiêu thu gom được hết lượng nước thải sản xuất. Nước thải sản xuất phải được phân tách với nước thải sinh hoạt trước khi đi vào hệ thống. Chất tẩy rửa trong nước thải sinh hoạt có thể làm chết hệ thống vi sinh.
b. Đối với bể kỵ khí:
Do tính chất là bể kín có lớp vật liệu lọc lơ lửng nên việc quan sát sự phát triển màng lọc trên lớp vật liệu lọc là khó khăn. Ta có thể theo dõi gián tiếp qua các tiêu chí như lượng bùn lắng phát sinh ở đáy bể qua van xả bùn và mùi hôi từống thoát khí trên bể kỵ khí. Sau khi khởi động từ 3 đến 5 ngày thấy phát sinh bùn đen ở đáy bể và khí thoát ra khỏi bể có mùi hôi đặc trưng.
Khi mới khởi động nước thải ra khỏi bể kỵ khí sẽ mang theo 1 số tạp chất từ lớp vật liệu lọc sử dụng. Nếu hiện tượng này phát sinh liên tục sau 5 ngày khởi động, cần phải xem xét lại hệ thống lưới và giá đỡ của lớp vật liệu lọc trong bể kỵ khí để điều chỉnh sao cho lớp vật liệu lọc phải được cố định không bị trôi theo nước sang bể hiếu khí.
Có thể sẽ có hiện tượng hình thành màng trắng tại bể kỵ khí nếu quá trình bơm bị gián đoạn từ 0,5 đến 1 ngày, việc gián đoạn này có thể làm chậm tốc độ phát triển của vi sinh vật trong bể kỵ khí.
c. Đối với bể hiếu khí:
Đây là bể xử lý không có nắp. Nên có thể quan sát trực quan về chất lượng nước. Khi mới khởi động bể nước sẽ có mầu đục, xám đen do nước vừa được chuyền từ bể kỵ khí sang. Sau thời gian từ 3 đến 5 ngày quan sát ở thành bể, nếu có hiện tượng bám dính của các bông bùn mầu nâu là hệ thống vi sinh vật phát triển bình thường. Tốc độ phát triển vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nên sẽ có hệ thống phát triển nhanh, hệ thống phát triển chậm. Trung bình từ 20 đến 30 ngày. Khi đạt đến mức độ tiêu chuẩn nước trong bể sẽ có mầu nâu đặc trưng.
Riêng đặc thù đây là bể hở không có nắp đậy nên có thể phát sinh rêu ở thành bể làm giảm mầu của chất lượng nước. Có thể có thêm mầu xanh của riêu trong nước thải đầu ra của hệ thống xử lý.
Đối với bể hiếu khí cần phải được xục khí liên tục 24/24 trong giai đoạn khởi động là cực kỳ cần thiết. Việc xục khí liên tục sẽ làm cho vi sinh vật hiếu khí phát triển tốt hơn, giảm số lượng vi sinh vật phân hủy kỵ khí gây mùi.
d. Đối với bể lắng cát:
Nước thải từ bể hiếu khí chảy qua bể lọc cát có thể mang theo các tạp chất bong ra từ bể Kỵ khí, và bùn phát sinh từ bể hiếu khí.
Thường xuyên lưu ý quan sát nước trong bể lọc cát, tránh hiện tượng tắc hệ thống dẫn tới trào nước ra xung quanh.
Do nước thải từ bể hiếu khí mang theo bùn nên chỉ từ 5 đến 7 ngày là lượng bùn phát sinh có thể làm tắc hệ thống lọc cát. Như vậy cần theo dõi để có thểđảo xới, lớp cát và rửa lọc cho phù hợp.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ