g. Quá trình trích ly:
4.1.3.2Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo
a. Bể lọc sinh học:
Bể lọc sinh học (bể Biơphin) là cơng trình XLNT điều kiện nhân tạo nhờ các vi sinh vật hiếu khí. Nước thải dẫn vào bể bằng hệ thống phân phối nước, nước sẽ được lọc qua lớp vật liệu rắn cĩ bao bọc một lớp màng vi sinh vật.
Quá trình xử lý diễn ra khi cho nước thải tưới lên bề mặt của bể và thấm qua lớp vật liệu lọc. Ở bề mặt của lớp vật liệu lọc và các khe hở ở giữa chúng các cặn bẩn được giữ lại và tạo thành màng – gọi là màng vi sinh vật. Lượng oxy cần thiết để oxy hố các chất bẩn hữu cơ cĩ trong nước thải ở bể lọc được cung cấp bằng phương pháp tự nhiên hoặc nhân tạo. Vi sinh vật hấp thụ chất hữu cơ và nhờ cĩ oxy, quá trình oxy hố được thực hiện. Những màng vi sinh vật chết sẽ cùng với nước ra khỏi bể và được giữ lại ở bể lắng đợt II.
Vật liệu lọc là các vật liệu cĩ độ xốp cao, khối lượng riêng nhỏ và bề mặt riêng lớn như đá cuội, đá dăm, vịng gốm, các loại polymer....
Cấu tạo của bể gồm:
♦ Phần chứa vật liệu lọc.
♦ Hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên tồn bộ bề mặt bể ♦ Hệ thống dẫn nước và thu nước sau khi lọc.
♦ Hệ thống phân phối khí
Dựa vào khả năng làm việc của bể mà người ta phân loại bể:
Bể Biơphin nhỏ giọt: Được xây dựng dưới dạng hình trịn hay hình chữ nhật. Nước thải dẫn vào bể bằng một thiết bị phân phối, theo chu kỳ nước được tưới lên tồn bộ bề mặt bể lọc. Nước thải sau khi lọc sẽ chảy vào hệ thống thu nước và được dẫn ra khỏi bể.
Đặc điểm riêng của bể loại này là kích thước của các hạt vật liệu lọc dao động 25 – 30mm và tải trọng tưới nước nhỏ (0.5 – 1m3/m3VLL). Hiệu suất xử lý
theo BOD đạt 90%, được áp dụng cho các hệ thống cĩ cơng suất từ 20 – 1000m3/ngđ.
Bể biơphin cao tải: hoạt động giống bể biơphin nhỏ giọt chỉ khác là ở bể biơphiin cao tải chiều cao cơng tác và tải trọng tưới nước lớn hơn. Vật liệu lọc cĩ kích thước 40–60mm, được áp dụng cho các hệ thống cĩ cơng suất < 50000m3/ngđ.
Ưu điểm của quá trình lọc này:
♦ Xử lý nước cĩ độ nhiễm bẩn cao. ♦ Rút ngắn thời gian xử lý.
♦ Đồng thời cĩ thể xử lý hiệu quả nước cần cĩ quá trình khử nitrat hoặc phản nitrat hố.
Nhược điểm: khơng khí ra khỏi lọc thường cĩ mùi hơi thối và xung quanh lọc cĩ nhiều ruồi muỗi.
b. Bể Aerot a n k .
Bể Aeroten là cơng trình làm bằng bêtơng, bêtơng cốt thép... với mặt bằng thơng dụng là hình chữ nhật. Hỗn hợp bùn và nước thải cho chảy suốt chiều dài của bể.
Nguyên lý cơ bản của phương pháp là tạo điều kiện hiếu khí cho quần thể vi sinh vật cĩ trong nước thải phát triển tạo thành bùn hoạt tính. Để thoả mãn điều kiện này người ta phải sục khí qua hệ thống nén hoặc thổi khí. Nước thải trong bể sẽ được cung cấp khơng khí và lượng oxy sẽ được hồ tan nhiều hơn đảm bảo yêu cầu oxy hố các chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí và tùy nghi. Trường hợp nước nghèo nguồn N và P thì phải bổ sung cho các chất này nhằm đảm bảo cho bùn cĩ hoạt tính, nghĩa là cho bùn tạo thành tốt, cĩ khả năng oxy hố cao các chất hữu cơ.
Cơng nghệ XLNT bằng bể Aerotank là tạo điều kiện hiếu khí và cĩ thể bổ sung một số chất dinh dưỡng thích hợp cho vi sinh vật nước thải phát triển để tạo thành bùn cĩ hoạt tính cao, nếu trong nước thải thiếu các chất này. Để đảm bảo cĩ oxy thường xuyên và nước được trộïn đều với bùn hoạt tính, người ta cung cấp oxy bằng hệ thống thổi khí hoặc cung cấo oxy tinh khiết, kết hợp với hệ thống khuấy trộn.
Theo quá trình nước thải từ bể Aerotank đến bể lắng vi sinh vật tạo bơng và kết lại cùng các chất huyền phù cũng như các vật thể được hấp thụ trong bùn hoạt tính.
Bùn hoạt tính hồi lưu được trộn với nước thải ở đầu vào bể Aerotank. Trong bể Aerotank cĩ thể xây các vách ngăn và nước thải cĩ bùn hoạt tính sẽ chảy theo chiều dài của dịng chảy. Khơng khí được đưa vào đồng đều theo suốt chiều dài của bể Aerotank. Cĩ trường hợp bùn hồi lưu được hoạt hố trong một bể riêng, cĩ bổ sung các chất dinh dưỡng và chế độ sục khí, khuấy trộn thích hợp, sau đĩ mới đưa trở lại bể Aerotank.
Hiệu suất xử lý hiếu khí cĩ thể đạt tới 85 – 95% BOD, loại các hợp chất N tới 40% và coliform tới 60 – 90%.
Quá trình xử lý được thực hiện như quá trình lên men bán liên tục. Quá trình cơng nghệ này cĩ những đặc điểm sau:
♦ Giống vi sinh vật khơng phải là giống thuần khiết mà là quần thể vi khuẩn (chủ yếu) nấm men, nấm mốc, động vật nguyên sinh và một số sinh vật khác (chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng, hoại sinh và hiếu khí).
♦ Bùn hoạt tính gồm cả tế bào chết, tế bào già và các tế bào trẻ hoạt động, phân tán trong nước thải thành các dạng hạt nhỏ.
Nước thải được xử lý bằng bể Aerotank cĩ quá trình như sau:
♦ Hấp phụ các chất hữu cơ hào tan, dạng keo và huyền phù vào trong hoặc trên mặt các hạt bùn hoạt tính.
♦ Các chất hữu cơ được phân hủy đến sản phẩm cuối cùng là CO2, H2O cùng các chất khống và đồng thời tạo thành các tế bào mới của quần thể vi sinh vật hiếu khí. Sự chuyển hố các chất bởi vi sinh vật và kết lắng bùn hoạt tính cĩ sự tham gia các lồi động vật nguyên sinh và các lồi khác cĩ trong nước thải.
♦ Oxy hố amoniac đến nitrit và sau đĩ đến nitrat nhờ vi khuẩn nitrat hố. Trường hợp khơng đủ các chất dinh dưỡng trong nước thải, tế bào vi sinh vật sẽ chết và tự phân. Khơng đủ điều kiện hiếu khí, hoặc ngừng thổi khí, khuấy trộn các hạt bùn sẽ kết lại thành khối và lắng xuống đáy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể (khối lượng nước thải, mức độ ơ nhiễm,vốn...) người ta cĩ thể thiết kế bể Aerotank cĩ các loại hình và trang thiết bị sục khí sẽ khác nhau. Dưới đây là một số loại hình bể Aerotank
Bể
Aerotank thơng thường : nước thải qua chắn rác vào lắng sơ bộ rồi hồ với bùn hồi lưu vào đầu cùng của bể Aerotank. Khơng khí sục đồng đều theo suốt chiều dài của bể. Quá trình xảy ra trong bể gồm sự hấp phụ các cặn vẫn lơ lửng, các tế bào vi sinh vật, kết bơng lại trong bùn hoạt tính mới hình thành và các chất hữu cơ bị oxy hố. Bùn hoạt tính thừa được lấy ra ở bể lắng thứ cấp
Nước thải Sau khi xử lý
Nước thải chưa xử lý
Bùn hồn lưu Bùn thải Hình 4. 3 Hoạt động bể Aerotank thơng thường
Bể
Aerotank theo bậc: đây là phương pháp cải tiến của phương pháp trên. Nước thải sau lắng 1 được đưa vào bể ở nhiều điểm tương ứng, do đĩ nhu cầu oxy sẽ
Bể Aerotank
giảm dần. Quá trình cơng nghệ này được sử dụng cĩ kết quả đối với nước thải thành phố. Với biện pháp thổi khí kéo dài, thời gian nước lưu lại trong bể đủ lớn để oxy hố hồn tồn lượng chất bẩn.
Nước ra Nước
thải vào
Bùn hoạt tính tuần hồn bùn dư Hình 4.4 Bể Aerotank theo bậc
Bể Aerotank cĩ thiết bị khuấy trộn: quá tình xử lý gần như liên tục cho nước thải vào bể Aeroten cĩ thiết bị khuấy trộn. Nước và bùn được quay vịng lại đưa vào bể ở nhiều điểm. Việc cung cấp oxy được thực hiện đồng đều theo chiều dài của bể kết hợp kết hợp với khuấy đảo làm cho các hạt bùn phân tán đều trong nước tiếp xúc với các chất ơ nhiễm làm tăng khả năng oxy hố của cả quá trình.
Bể Aerotank ổn định – tiếp xúc: quá trình xử lý nước được thực hiện qua hai bể : bể ổn định bùn hoạt tính và bể tiếp xúc. Bùn hoạt tính hồi lưu được đưa vào bể ổn định như là giai đoạn nhân giống trong cơng nghệ lên men cơng nghiệp. Khi lượng bùn hoạt tính mới được tạo thành đủ số lượng và đảm bảo độ tuổi sinh lí sẽ được đưa sang bể tiếp xúc với nước thải sau lắng và quá trình oxy hố các chất nhiễm bẩn mới thực sự xảy ra ở bể này. Bể ổn định cịn gọi là bể tái sinh hoặc bể hoạt hố bùn. Sau bể tiếp xúc nước được đưa sang lắng 2 và từ đấy nước ra cĩ chất lượng tốt và bùn hoạt tính được hồi lưu đưa về bể ổn định.
Ưu điểm của phương pháp là giảm 50% lượng thơng khí so với phương pháp hiếu khí cổ điển. Phương pháp này được áp dụng cho xử lý nước cĩ nhiều chất bẩn ở dạng lơ lửng hoặc keo.
Nước thải
bùn hồi lưu bùn thải
Hình 4.5 Bể Aerotank ổn định – tiếp xúc
Bảng 4.2 So sánh hiệu suất của các loại bể Aerotank.
Bể Aeroten
Thơng số Thơng thường Theo bậc khuấy trộnCĩ thiết bị Oån định – tiếp xúc Thời gian lưu nước
(h)
4 – 6 3 – 5 3 – 5 Bể tiếp xúc :