Thông số Đơn vị Bể SBR 3
1 2 3 4
Đầu vào COD mg/L 1.250 1.132 1.030 1.198
N - NH4+ mg/L 288 320,3 332,32 322,23 Đầu ra COD mg/L 222,8 220,5 200 216 N - NH4+ mg/L 54,1 54,7 52,4 56,1 Hiệu suất COD (%) 82 81 81 82 N - NH4+ (%) 81 83 84 83 Tải trọng khối lượng COD gCOD/gbun.ngđ 0,096 0,079 0,078 0,092 N - NH4+ gN-NH4+/gbun.ngđ 0,019 0,021 0,022 0,021 Tải trọng thể tích COD gCOD/m3.ngđ 0,781 0,708 0,644 0,749 N - NH4+ gN-NH4+/m3.ngđ 0,180 0,200 0,208 0,201 Hiệu suất xử lý theo tải trọng khối lượng các chất ô nhiễm của bể SBR được thể hiện tại hình 3.21 và 3.22.
Hình 3. 21: Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng khối lượng tải trọng khối lượng
Hình 3. 22: Hiệu suất xử lý N-NH4+ theo
tải trọng khối lượng
Nhận xét: Đối với chất hữu cơ theo COD khi vận hành với tải trọng khối lượng khoảng
0,06 ÷ 0,11 (gCOD/gMLVSS.ngđ) thì hiệu suất xử lý chất hữu cơ (COD) đạt được 78 ÷ 84%.
Đối với chất dinh dưỡng theo N-NH4+ khi vận hành với tải trọng khối lượng khoảng 0,017 ÷ 0,03 (gN-NH4+/gMLVSS.ngđ) thì hiệu suất xử lý chất dinh dưỡng (N-NH4+) đạt được 73 ÷ 84%.
Hiệu suất xử lý theo tải trọng thể tích các chất ơ nhiễm của bể SBR được thể hiện tại hình 3.23 và 3.24.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Hình 3. 23: Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng thể tích trọng thể tích
Hình 3. 24: Hiệu suất xử lý N-NH4+ theo
tải trọng thể tích Nhận xét:
- Đối với chất hữu cơ theo COD khi vận hành với tải trọng thể tích khoảng 0,5 ÷ 0,8 (gCOD/m3.ngđ) thì hiệu suất xử lý chất hữu cơ (COD) đạt được 78 ÷ 84%.
- Đối với chất dinh dưỡng theo N-NH4+ khi vận hành với tải trọng thể tích khoảng 0,16 ÷ 0,21 (gN-NH4+/m3.ngđ) thì hiệu suất xử lý chất dinh dưỡng (N-NH4+) đạt được 73 ÷ 84%.
Kết luận:
- Nồng độ TSS trong nước thải đầu vào cơng trình SBR vượt 3,8 - 6,8 lần so với giá trị khuyến cáo tại [12, 13] do nước thải tự chảy trực tiếp từ cơng trình UASB vào cơng trình SBR đã kéo theo lượng lớn chất rắn và bùn cặn.
- Dựa vào các sổ tay kỹ thuật và giáo trình xử lý nước thải cho thấy hiện tại nhà máy đang vận hành tải trọng rất thấp, tải trọng khối lượng theo COD khoảng 0,06 ÷ 0,11 gCOD/gMLVSS.ngđ và hiệu suất xử lý khoảng 78 ÷ 84%. Mặt khác, các cán bộ quản lý vận hành sợ mất bùn và duy trì nồng độ bùn cao nên việc xả bùn dư trong q trình vận hành rất ít do đó tải trọng xử lý thấp.
- Bể SBR hiện tại chỉ đáp ứng được tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ theo COD dao động trong khoảng 338 ÷ 506kg/ngđ tương đương khoảng 23 ÷ 34% tải lượng theo COD trong khi đó tải lượng ơ nhiễm chất hữu cơ theo COD cần xử lý có dao động rất lớn khoảng 12 ÷ 1.533 kg/ngđ. Mặt khác, tại các thời điểm khảo sát nhà máy chỉ sản xuất đạt khoảng 40 ÷ 50% cơng suất. Như vậy, khi nhà máy hoạt động với 100% cơng suất thì nguy cơ quá tải là hiện hữu và việc xả nước thải sau xử lý vượt nhiều lần so với quy định xả thải của Ban quản lý KCN là việc không thể tránh khỏi sẽ gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất của nhà máy.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
3.3. Kết quả thực nghiệm
3.3.1. Kết quả thực nghiệm 1: Mơ phỏng q trình vận hành cơng trình sinh hóa hiếu khí với chế độ sục khí kéo dài và xả nước theo đợt (SBR) tại nhà máy bằng mơ hình khí với chế độ sục khí kéo dài và xả nước theo đợt (SBR) tại nhà máy bằng mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm.
Nơi dung thực nghiệm: Tiến hành với 1 bể phản ứng có dung tích hữu ích 7L. Bùn hoạt
tính cho vào bể có nồng độ bùn (MLVSS) khoảng 7,5 ÷ 8g/l và nạp vào 1,5L nước thải sau bể UASB ứng với tải trọng khối lượng khoảng 0,1 (gCOD/gMLVSS.ngđ) với chu kỳ vận hành 8 giờ.
a) Sự thay đổi về điều kiện môi trường
Kết quả phân tích sự thay đổi về điều kiện môi trường pH, độ kiềm được thể hiện tại hình 3.25 và 3.26.
Hình 3. 25: pH đầu vào và ra của mơ hình hình
Hình 3. 26: Độ kiềm đầu vào và ra của mơ hình
Nhận xét: Dựa vào kết quả cho thấy pH đầu vào khoảng 8,3 ÷ 8,6 và đầu ra khoảng 5,6
÷ 6,3. Độ kiềm đầu vào khoảng 1.520 ÷ 1.600mgCaCO3/L và đầu ra khoảng 160 ÷ 208 mgCaCO3/L.
Chất lượng nước đầu vào và đầu ra trong quá trình vận hành được thể hiện tại các hình 3.27 đến hình 3.31.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Hình 3. 28: Giá trị BOD5 đầu vào và ra của mơ hình của mơ hình
Hình 3. 29: Giá trị COD đầu vào và ra của mơ hình của mơ hình
Hình 3. 30: Giá trị N-NH4+ đầu vào và
ra của mơ hình
Hình 3. 31: Giá trị P-PO43- đầu vào và ra
của mơ hình Nhận xét: Dựa vào kết quả cho thấy:
- Đối với nồng độ chất rắng lơ lửng TSS đầu vào là 615 ÷ 856mg/L (TB 749,8), đầu ra cịn lại 62 ÷ 104mg/L (TB 75,3) và hiệu suất xử lý TSS đạt 88 ÷ 91%.
- Đối với nồng độ chất hữu cơ theo (BOD5, COD) đầu vào lần lượt là 762 ÷ 926mg/L (TB 855,1) và 1.060 ÷ 1.380mg/L (TB 1.253), đầu ra cịn lại 70 ÷ 101mg/L (TB 82,6) và 138 ÷ 208mg/L (TB 167,1), hiệu suất xử lý 88 ÷ 91% và 84 ÷ 88%.
- Đối với nồng độ chất dinh dưỡng theo (N-NH4+, P-PO43-) đầu vào lần lượt là 233 ÷ 305mg/L (TB 277,8) và 14,9 ÷ 17,5mg/L (TB 16,4), đầu ra cịn lại 42 ÷ 62mg/L (TB 50) và 5,9 ÷ 7,3mg/L (TB 6,7), hiệu suất xử lý 81 ÷ 84% và 56 ÷ 63%.
Hiệu suất xử lý theo tải trọng khối lượng
Hiệu suất xử lý theo tải trọng khối lượng các chất ơ nhiễm của mơ hình được thể hiện tại hình 3.32 và hình 3.33.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Hình 3. 32: Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng khối lượng trọng khối lượng
Hình 3. 33: Hiệu suất xử lý N-NH4+ theo
tải trọng khối lượng
Nhận xét: Đối với chất hữu cơ theo COD khi vận hành với tải trọng khối lượng khoảng
0,06 ÷ 0,13 (gCOD/gMLVSS.ngđ) thì hiệu suất xử lý chất hữu cơ (COD) đạt được 84 ÷ 88%.
Đối với chất dinh dưỡng theo N-NH4+ khi vận hành với tải trọng khối lượng khoảng 0,021 ÷ 0,025 (gN-NH4+/gMLVSS.ngđ) thì hiệu suất xử lý chất dinh dưỡng (N-NH4+) đạt được 80 ÷ 84%.
Kết luận: Dựa vào các số liệu mơ phỏng q trình vận hành hiện tại của nhà máy bằng
mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm cho thấy vận hành tải trọng xử lý thấp, tải trọng khối lượng theo COD khoảng 0,06 ÷ 0,13gCOD/gMLVSS.ngđ và hiệu suất xử lý đạt được 84 ÷ 88%. Như vậy, nhà máy Bắc Đẩu cần tăng tải trọng xử lý chất hữu cơ bằng cách giảm nồng độ bùn và tăng lượng nước cấp vào bể để giảm thiểu tải lượng chất bẩn thải ra ngồi mơi trường.
Các số liệu phân tích thực nghiệm 1 được thể hiện ở phụ lục C.
3.2.2. Kết quả thực nghiệm 2: Xác định các thông số vận hành q trình sinh hóa hiếu khí bằng mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm.
Nội dung thực nghiệm: Tiến hành với 03 bể phản ứng có dung tích hữu ích 7L. Bùn hoạt
tính cho vào 03 bể có nồng độ bùn (MLVSS) khoảng 3 ÷ 3,5g/l. Lượng nước thải sau bể UASB được nạp vào các bể lần lượt là 1,75L, 3,5L và 5,25L tương ứng với tải trọng khối lượng khoảng 0,3; 0,6 và 0,9 gCOD/gMLVSS.ngđ với chu kỳ vận hành 8 giờ.
a) Sự thay đổi về điều kiện môi trường
Kết quả phân tích sự thay đổi về điều kiện mơi trường pH của 03 bể được thể hiện tại hình 3.34.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Hình 3. 34: Giá trị pH đầu vào và ra của 3 bể
Nhận xét: Dựa vào kết quả cho thấy giá trị pH đầu vào 3 bể giống nhau, dao động trong
khoảng 8,3 ÷ 8,6 nhưng đầu ra thì có sự khác nhau tuy thuộc vào từng tải trọng khối lượng. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 6,6 ÷ 6,8. Bể 2 với tải trọng khối lượng 0,46 ÷ 0,65 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 7,1 ÷ 7,7. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,72 ÷ 0,94 gCOD/gMLVSS.ngđ khoảng 7,6 ÷ 8.
Từ kết quả phân tích chất lượng nước, ta có giá trị độ kiềm đầu vào, đầu ra của 03 bể được thể hiện ở hình 3.35.
Hình 3. 35: Độ kiềm vào và ra của 3 bể
Nhận xét: Dựa vào kết quả cho thấy độ kiềm đầu vào 3 bể giống nhau, dao động trong
khoảng 1.520 ÷ 1.642mgCaCO3/L nhưng đầu ra thì có sự khác nhau tùy thuộc vào từng tải trọng khối lượng. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 128 ÷ 190mgCaCO3/L. Bể 2 với tải trọng khối lượng 0,46 ÷ 0,65 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 1.134 ÷ 1.180mgCaCO3/l. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,72 ÷ 0,94 gCOD/gMLVSS.ngđ khoảng 1.242 ÷ 1.330 mgCaCO3/L. Tuy nhiên, độ kiềm bể 1, 2 giảm nhiều so với bể 3 do bể 1, 2 đang vận hành với tải trọng thấp hơn bể 3 thì nồng độ chất hữu cơ trong bể 1, 2 được xử lý hết và chuyển sang q trình nitrat hóa làm cho độ kiềm giảm.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Từ kết quả phân tích chất lượng nước, ta có giá trị TSS đầu vào, đầu ra của 3 bể được thể hiện ở hình 3.36.
Hình 3. 36: Giá trị TSS vào và ra của 3 bể
Nhận xét: Dựa vào kết quả cho thấy giá trị tổng chất rắn lơ lửng đầu vào 3 bể giống
nhau, dao động trong khoảng 615 ÷ 856 mg/L nhưng đầu ra và hiệu suất xử lý thì có sự khác nhau tuy thuộc vào từng tải trọng khối lượng. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 86 ÷ 98mg/L với hiệu suất 85 ÷ 90%. Bể 2 với tải trọng khối lượng 0,46 ÷ 0,65 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 158 ÷ 202mg/L với hiệu suất 73 ÷ 79%. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,72 ÷ 0,94 gCOD/gMLVSS.ngđ khoảng 215 ÷ 287mg/L với hiệu suất 65 ÷ 68%.
Từ kết quả phân tích chất lượng nước, ta có giá trị BOD5 đầu vào, đầu ra của 03 bể được thể hiện ở hình 3.37.
Hình 3. 37: Giá trị BOD5 đầu vào và ra của 3 bể
Nhận xét: Dựa vào kết quả ta thấy giá trị chất hữu cơ theo BOD5 đầu vào 3 bể giống
nhau, dao động trong khoảng 762 ÷ 926 mg/L nhưng đầu ra và hiệu suất xử lý thì có sự khác nhau tuy thuộc vào từng tải trọng khối lượng. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 166 ÷ 178mg/L với hiệu suất 78 ÷ 82%. Bể
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
2 với tải trọng khối lượng 0,46 ÷ 0,65 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 278 ÷ 354mg/L với hiệu suất 58 ÷ 69%. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,72 ÷ 0,94 gCOD/gMLVSS.ngđ khoảng 411 ÷ 482mg/L với hiệu suất 43 ÷ 50%.
Từ kết quả phân tích chất lượng nước, ta có giá trị COD đầu vào, đầu ra của 03 bể được thể hiện ở hình 3.38.
Hình 3. 38: Giá trị COD đầu vào và ra của 3 bể
Nhận xét: Dựa vào kết quả ta thấy giá trị chất hữu cơ theo COD đầu vào 3 bể giống
nhau, dao động trong khoảng 1.060 ÷ 1.380 mg/L nhưng đầu ra và hiệu suất xử lý thì có sự khác nhau tuy thuộc vào từng tải trọng khối lượng. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 269 ÷ 297mg/L với hiệu suất 74 ÷ 79%. Bể 2 với tải trọng khối lượng 0,46 ÷ 0,65 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 404 ÷ 542mg/L với hiệu suất 61 ÷ 64%. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,72 ÷ 0,94 gCOD/gMLVSS.ngđ khoảng 617 ÷ 759mg/L với hiệu suất 41 ÷ 48%.
Từ kết quả phân tích chất lượng nước, ta có giá trị N-NH4+ đầu vào, đầu ra của 3 bể được thể hiện ở hình 3.39.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Nhận xét: Dựa vào kết quả ta thấy giá trị chất dinh dưỡng theo N-NH4+ đầu vào 3 bể
giống nhau, dao động trong khoảng 233 ÷ 305 mg/L nhưng đầu ra và hiệu suất xử lý thì có sự khác nhau tuy thuộc vào từng tải trọng khối lượng. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 84 ÷ 113 mg/L với hiệu suất 63 ÷ 69%. Bể 2 với tải trọng khối lượng 0,46 ÷ 0,65 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 138 ÷ 199mg/L với hiệu suất 35 ÷ 45%. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,72 ÷ 0,94 gCOD/gMLVSS.ngđ khoảng 211 ÷ 279mg/L với hiệu suất 8 ÷ 13%.
Từ kết quả phân tích chất lượng nước, ta có giá trị P-PO43- đầu vào, đầu ra của 3 bể được thể hiện ở hình 3.40.
Hình 3. 40: Giá trị P-PO43- đầu vào và ra của 3 bể
Nhận xét: Dựa vào kết quả ta thấy giá trị chất dinh dưỡng theo P-PO43- đầu vào 3 bể
giống nhau, dao động trong khoảng 15 ÷ 18 mg/L nhưng đầu ra và hiệu suất xử lý thì có sự khác nhau tuy thuộc vào từng tải trọng khối lượng. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 9 ÷11 mg/L với hiệu suất 40 ÷ 44%. Bể 2 với tải trọng khối lượng 0,46 ÷ 0,65 gCOD/gMLVSS.ngđ thì đầu ra khoảng 12 ÷ 14mg/L với hiệu suất 21 ÷ 26%. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,72 ÷ 0,94 gCOD/gMLVSS.ngđ khoảng 14 ÷ 16mg/L với hiệu suất 5 ÷ 7%.
Hiệu suất xử lý theo tải trọng khối lượng
Hiệu suất xử lý theo tải trọng khối lượng các chất ô nhiễm của 3 bể được thể hiện tại hình 3.41 và hình 3.42.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Hình 3. 41: Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng khối lượng tải trọng khối lượng
Hình 3. 42: Hiệu suất xử lý N-NH4+ theo
tải trọng khối lượng Nhận xét:
- Hiệu suất xử lý chất hữu cơ theo COD khác nhau khi vận hành với tải trọng khối lượng thay đổi. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ thì hiệu suất xử lý đạt được 74 ÷ 79% và tải lượng theo COD có khả năng xử lý khoảng 548 ÷ 819kg/ngày. Bể 2 với tải trọng khối lượng 0,46 ÷ 0,65 gCOD/gMLVSS.ngđ thì hiệu suất xử lý đạt được 61 ÷ 64% và tải lượng theo COD có khả năng xử lý khoảng 1.087 ÷ 1.631kg/ngày. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,72 ÷ 0,94 gCOD/gMLVSS.ngđ thì hiệu suất xử lý đạt được 41 ÷ 48% tải lượng theo COD có khả năng xử lý khoảng 1.631 ÷ 2.447 kg/ngày.
- Hiệu suất xử lý chất dinh dưỡng theo N-NH4+ khác nhau khi vận hành với tải trọng khối lượng thay đổi. Bể 1 với tải trọng khối lượng 0,053 ÷ 0,074 gN-NH4+/gMLVSS.ngđ thì hiệu suất xử lý đạt được 63 ÷ 69%. Bể 2 với tải trọng khối lượng 0,1 ÷ 0,15 gN- NH4+/gMLVSS.ngđ thì hiệu suất xử lý đạt được 35 ÷ 45%. Bể 3 với tải trọng khối lượng 0,16 ÷ 0,22 gN-NH4+/gMLVSS.ngđ thì hiệu suất xử lý đạt được 8 ÷ 13%.
Kết luận:
Từ các kết quả khảo sát và thực nghiệm cho thấy:
Hiện tại nhà máy đang vận hành tải trọng rất thấp, tải trọng khối lượng theo COD khoảng 0,06 ÷ 0,11 gCOD/gMLVSS.ngđ, nồng độ bùn MLVSS khoảng 5,8 ÷ 9,4g/L và hiệu suất xử lý khoảng 78 ÷ 84%, lưu lượng vào bể SBR 270 ÷ 405 m3/ngđ như vậy tải