2.4.1.Một số quy trình công nghệ đang được áp dụng 1.Nhà máy bia Việt Nam (VBL)
2.Nhà máy bia Sài Gòn – Củ Chi.
Nước thải Lưới lọc thô Hố bơm chìm Thiết bị lọc rác tinh
Bể UASB
Aerotank Lắng ly tâm
Hồ cá Sân phơi bùn
Hố gom nước Bể nén bùn
Khuấy trộn Bể trung hoà Hoá chất điều chỉnh pH
Dưỡng khí Bùn tuần hoàn
Nước hồi lưu Nước hồi lưu
Nước thải
Thiết bị lược rác tinh Bể điều hoà
Aerotank Bể lắng Trạm bơm
Bể UASB
Bể trung gian Thiết bị lược rác
thô
Thiết bị trộn tĩnh Hoá chất điều chỉnh
pH Khuấy trộn
Dưỡng khí
Thiết bị đốt khí
Nước tuần hoàn
Biogas
Bùn tuần hoàn
Bể nén bùn
Thiết bị keo tụ bùn Máy ép bùn Bùn dư
Polymer Bể khử trùng
Ngăn thu nước-h03
Bể chứa nước sau xử lý
Ngăn thu nước-h04
Clorine
Nước sau xử lý đạt TCVN Hồ cá
Nước sau xử lý chưa đạt
Nước thải
Thiết bị lược rác tinh Bể điều hoà
Aerotank Bể lắng Trạm bơm
Bể UASB
Bể trung gian Thiết bị lược rác
thô
Thiết bị trộn tĩnh Hoá chất điều chỉnh
pH Khuấy trộn
Dưỡng khí
Thiết bị đốt khí
Nước tuần hoàn
Biogas
Bùn tuần hoàn
Bể nén bùn
Thiết bị keo tụ bùn Máy ép bùn Bùn dư
Polymer Bể khử trùng
Ngăn thu nước - h03 Ngăn thu nước -
h04
Clorine
Hồ cá
Nước sau xử lý chưa đạt
Nhà máy bia Sabmiller.
2.4.2.Phân tích công nghệ Ưu nhược điểm của hệ thống xử lý
Các hệ thống sử lý đều có ưu nhược điểm riêng hệ thống xử lý hiếu khí và hệ thống xử lý kị khí
So với hệ thống xử lý hiếu khí, hệ thống xử lý kị khí có những ưu và nhược điểm sau:
Ưu điểm:
Đầy đủ các quy trình của hệ thống xử lý
Tiêu thụ rất ít năng lượng trong quá trình vận hành. Trong trường hợp nước thải được xử lý ở nhiệt độ từ 25-35oC thì năng lượng yêu cầu trong khoảng từ 0.05-0.1 kWh/m3 nước thải (0.18-0.36 MJ/m3) (Lettinga và ctv., 1998).
Có khả năng sinh bùn trong quá trình xử lý kỵ khí thấp hơn nhiều so với bùn được tạo ra trong quá trình hiếu khí, vì vậy mà giảm chi phí xử lý bùn thải. Lượng bùn thải trong quá trình xử lý kỵ khí còn được giảm thấp nếu giảm nồng độ photphat trong nước thải. Lượng bùn kỵ khí này dễ ổn định hơn và quá trình khử nước thực hiện cũng dễ hơn so với bùn hiếu khí.
Bể chứa nước sau xử lý
Nước sau xử lý đạt TCVN
Nhu cầu dinh dưỡng (N, P) cho hệ thống thấp hơn hệ thống xử lý hiếu khí do sự tăng trưởng và sinh sản của vi sinh vật kỵ khí thấp hơn vi sinh vật hiếu khí.
Có khả năng chịu được tải trọng cao: những hệ thống kỵ khí hiện nay có thể xử lý với hiệu suất từ 85-90% COD với tải trọng hữu cơ đầu vào khoảng 30g COD/L/ngày ở 30oC và 50g COD/L/ngày ở nhiệt độ 40oC với nước thải có nồng độ chất hữu cơ trung bình (Nguồn: Tôn Thất Lãng, (2003). Mô hình xử lý kỵ khí tốc độ cao và ứng dụng trong xử lý nước thải).
Có khả năng sinh năng lượng có ích (CH4). Mức độ sinh khí methane phụ thuộc vào tốc độ phân hủy COD đầu vào.
Bùn kỵ khí có thể bảo quản trong một thời gian dài (hơn 1 năm) mà không cần nuôi dưỡng bằng dưỡng chất. Hoạt tính của bùn vẫn giữ nguyên khi bùn được giữ ở nhiệt độ nhỏ hơn 15oC. Do đó, có thể sử dụng lượng bùn dư của hệ thống này làm nhân cho hệ thống khác và giảm thời gian vận hành hệ thống.
Vốn đầu tư để xây dựng hệ thống xử lý kỵ khí không nhiều.
Tốn ít diện tích hơn hệ thống xử lý hiếu khí và thời gian sử dụng dài hơn hệ thống hiếu khí.
Nhược điểm:
Hệ thống xử lý cồng kềnh tốn diện tích lớn
Do sự tăng trưởng chậm của vi khuẩn kỵ khí nên giai đoạn khởi động của hệ thống kỵ khí thường mất nhiều thời gian (6-12 tuần).
Bản chất hóa học và vi sinh học của quá trình phân hủy kỵ khí rất phức tạp. Do đó, còn thiếu những chuyên gia có khả năng thiết kế và vận hành hệ thống một cách có hiệu quả nên có nhiều hệ thống đã xây dựng nhưng hiệu suất xử lý thấp.
Vi khuẩn tạo khí mêtan có độ nhạy cao với một số chất hóa học nhất định (những chất hydrocarbon có nguồn gốc halogen, một số hợp chất hữu cơ có Nitơ, CN- và ion tự
do của kim loại nặng). Trong một số trường hợp những chất này biểu thị độc tính, hoặc làm cản trở sự sinh trưởng, phát triển của những vi khuẩn tạo khí mêtan.
Khi xử lý nước thải có hợp chất chứa sunfur, quá trình xử lý kỵ khí thường tạo thành khí H2S với mùi hôi khó chịu. Lượng khí này có thể thải ra môi trường cùng dòng thải với những hệ thống xử lý kị khí có thiết kế chưa đạt. Đối với những hệ thống xử lý kỵ khí hoàn chỉnh, luôn kèm theo hệ thống thu hồi khí sinh học, và xử lý khí H2S trong dòng thải.
Ưu nhược điểm các phương pháp kỵ khí
Quá trinh Ưu điểm Nhược điểm
Hồ kỵ khí - giá Rẻ
- Hầu như không đòi hỏi quản lý thường xuyên, bảo trì, vận hành đơn giản
- Cần có một diện tích rất lớn .
- Gây mùi thối rất khó chịu.
- Không thu hồi được khí sinh học sinh ra .
Phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn
- Thích hợp nước thải có hàm lượng SS cao.
- Đảm bảo tính chất nước thải (vật chất, PH, nhiệt độ) đồng đều trong thiết bị.
Thể tích thiết bị lớn để đạt SRT cần thiết .
- Sự xáo trộn trở nên khó khi hàm lượng SS quá lớn
- tải trọng thấp Tiếp xúc kỵ khí Thích hợp với nước thải
có hàm lượng SS từ trung bình đến cao.
- Tải trọng trung bình . - Vận hành tương đối phức tạp
Lọc kỵ khí Vận hành tương đối đơn giản.
- Phù hợp cho các loại nước thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao .
- Không phù hợp với loại nước thải có hàm lượng SS cao .
- Dễ bị bít kín . UASB Vốn đầu tư và chi phí
vận hành thấp.
- Thiết bị đơn giản, chiếm ít diện tích.
- Phù hợp cho các loại nước thải có hàm lượng
Không phù hợp với loại nước thải có hàm lương SS cao
COD từ thấp đến cao . - Có thể đạt được tải trọng rất cao .
Bể UASB được ứng dụng rộng rãi hơn các công nghệ khác do nguyên lý quá trình được xem là thuận tiện và đơn giản nhất. UASB có khả năng xử lý nước thải hữu cơ với tải trọng cao, nhưng ít tốn năng lượng. Hiệu quả xử lý cao từ 60 – 90 % theo COD. Thiết bị đơn giản, chiếm ít diện tích. Lượng bùn sinh ra ít. Có khả năng giữ bùn lâu dài và ít thay đổi hoạt tính khi không hoạt động. Cơ sở lựa chọn phương án 2 : Hiệu quả xử lý nước thải chủ yếu là ở các công trình phản ứng sinh học.
Để xử lý nước thải ở một số công ty bị ô nhiễm hữu cơ cao ngày càng được ưa chuộng và tăng nhanh vì những ưu điểm nổi bật của chúng:
- Ít tiêu hao năng lượng trong quá trình hoạt động.
- Giá thành vận hành thấp hơn các công trình khác.
- Tự sản sinh ra năng lượng có thể thu hồi sử dụng dưới dạng Biogas.
Thêm vào đó, các hệ thống xử lý kị khí sản sinh ra ít bùn thải hơn các công trình hiếu khí, trung bình khoảng từ 0,03 ÷ 0,15g bùn VSS trên 1g BOD được khử. Điều này làm cho chúng ngày càng trở nên ưa chuộng vì rằng việc thải hồi bùn thừa đang là một vấn đề hết sức nan giải đối với các hệ thống xử lý hiếu khí. Sự duy trì sinh khối trong các hệ thống xử lý kị khí với tỉ lệ cao cho phép vận hành hệ thống xử lý ở các tải trọng hữu cơ cao và do đó làm giảm đáng kể khối tích của các công trình. Mặt khác, việc lựa chọn bể Aerotank vì khi so sánh 2 bể ta thấy:
Bể aerotank Bể lọc sinh học
Sử dụng phương pháp xử lý bằng vi - Sử dụng phương pháp xử lý bằng vi
sinh
- Quản lý đơn giản –
Dễ khống chế các thông số vận hành - Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh vật - Cấu tạo đơn giản hơn bể lọc sinh học - Không tốn vật liệu lọc
- Cần cung cấp không khí thường xuyên cho vi sinh vật hoạt động
- Phải có chế độ hoàn lưu bùn về bể Aerotank
- Không gây ảnh hưởng đến môi trường
- Hiệu quả xử lý COD, BOD, SS khi ra khỏi bể Aerotank tốt hơn bể lọc sinh học
sinh
- Quản lý đơn giản
- Khó khống chế các thông số vận hành
- Cần có thời gian nuôi cấy vi sinh vật, hình thành màng vi sinh vật
- Cấu tạo phức tạp hơn bể Aerotank - Tốn vật liệu lọc
- Áp dụng phương pháp thoáng gió tự nhiên, không cần có hệ thống cấp không khí
- Không cần chế độ hoàn lưu bùn - Đối với vùng khí hậu nóng ẩm, về mùa hè nhiều loại ấu trùng nhỏ có thể xâm nhập vào phá hoại bể. Ruồi muỗi sinh sôi gây ảnh hưởng đến công trình và môi trường sống xung quanh
- Hiệu quả xử lý COD, BOD, SS khi ra khỏi bể lọc sinh học không bằng bể Aerotank