Bể aerotank làm thoáng kéo dài

Một phần của tài liệu XÂY DỰNG MÔ HÌNH BỂ AEROTANK HOẠT ĐỘNG THEO MẺ (SBR – SEQUENCING BATCH REACTOR) XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT AN (Trang 28)

Lưới chắn rác

Bể Aerotank làm thoáng kéo dài 20 – 30 giờ lưu

nước trong bể

Tuần hoàn bùn hoạt tính

Xả nước ra Nước thải

vào Bể lắng

đợt 2

Định kỳ xả bùn hoạt tính thừa

Hình 2.5: Sơđồ làm việc của bể aerotank làm thoáng kéo dài (Ngun: Trịnh Xuân Lai, 2000)

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 10 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

Bể làm thoáng kéo dài được thiết kế với tải trọng thấp, tỷ số F/M thấp thời gian làm thoáng lớn từ 20 – 30 giờ để hệ vi sinh trong bể làm việc ở giai

đoạn hô hấp nội bào. Bể áp dụng cho các nhà máy xử lý nước thải có công suất nhỏ hơn 3500 m3/ngày. Trong sơ đồ xử lý không xây dựng bể lắng đợt 1, nước chỉ cần qua lưới chắn đi thẳng vào bể. Toàn bộ cặn lắng ở bể lắng 2 được tuần hoàn lại bể aerotank, bùn dư định kỳ xả ra ngoài, bùn dư là bùn đã ổn

định không cần công đoạn xử lý ổn định bùn mà xả thẳng vào sân phơi bùn hoặc thiết bị làm khô bùn (Trịnh Xuân Lai, 2000).

- Tải trọng bùn tính theo BOD5 trên một đơn vị thể tích bể La = 240 g/m3 ngày. - Lượng không khí cấp vào:

+ Bể sâu 1,8 m cần 280 m3/1kg BOD5

+ Bể sâu 2,7 m là 187 m3/1kg BOD5

- Khi làm thoáng bằng thiết bị cơ khí bề mặt cần không ít hơn 2 kg O2/1 kg

BOD5.

2.4.4. Bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh

Hình 2.6: Sơđồ làm việc của bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh (Ngun: Trịnh Xuân Lai, 2000)

Trong bể aerotank khấy trộn hoàn chỉnh, nước thải, bùn hoạt tính, oxy hòa tan được khuấy trộn đều tức thời sao cho nồng độ các chất được phân bố đều ở mọi phân tử trong bể.

Ưu điểm chính của sơ đồ làm việc theo nguyên tắc khuấy trộn hoàn chỉnh là: pha loãng ngay tức khắc nồng độ của các chất độc hại (kim loại

Xả nước ra Bể lắng đợt 2 Xả bùn hoạt tính thừa Máy khuấy bề mặt Tuần hoàn bùn hoạt tính Xả bùn tươi Nước thải vào Bể lắng đợt 1

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

nặng) trong toàn thể tích bể, không xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ

phần nào của bể, áp dụng cho loại nước thải có chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng (Trịnh Xuân Lai, 2000).

2.4.5. Bể aerotank hoạt động theo mẻ (SBR)

Để xử lý nước thải bể aerotank hoạt động theo mẻ (SBR) được thực hiện theo 5 giai đoạn kế tiếp nhau.

Sơđồ làm việc của bể aerotank hoạt động theo mẻ xemhình 2.7.

Hình 2.7: Sơđồ làm việc của bể aerotank hoạt động theo mẻ (Ngun: Trịnh Xuân Lai, 2000)

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 11 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 12 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

Giai đoạn 1: Làm đầy: Nước thải đã qua song chắn rác và bể lắng, tách dầu mỡ, tự chảy hoặc bơm vào bể đến mức định trước bằng rơle phao. Rơle phao phát tính hiệu để tựđộng đóng van hoặc bơm cấp nước vào.

Giai đoạn 2: Sục khí: Hỗn hợp nước thải và bùn được sục khí với thời gian thổi khí đúng thời gian yêu cầu để tiến hành quá trình nitrat hóa và phân hủy chất hữu cơ. Trong giai đoạn này cần tiến hành thí nghiệm để kiểm soát các thông sốđầu vào như: BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH…

để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này.

Giai đoạn 3: Lắng: Các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn. Hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong nước và cô đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ.

Giai đoạn 4: Tháo nước ra: Tháo nước đã được lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp nhận. Ở các nhà máy công suất nhỏ, có thể dùng ống khoan lỗ, đặc dọc 2 thành bểđể lấy nước ra sao cho cặn không bị kéo ra ngoài.

Đồng thời trong quá trình này bùn lắng cũng được tháo ra.

Giai đoạn 5: Chờ nạp mẻ mới: Thời gian chờ phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể

do người thiết kế quyết định. Ở những nhà máy có dòng chảy đều có thể bố trí lịch hoạt động để rút thời gian xuống gần bằng 0.

Khi thiết kế bể aerotank hoạt động theo mẻ SBR, không cần xây dựng bểđiều hòa lưu lượng và chất lượng, không cần xây dựng bể lắng đợt 1 và bể

lắng đợt 2. Nước thải chỉ cần qua song chắn rác, bể lắng cát và tách dầu mỡ

nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Số lượng bể, thời gian nạp vào từng bể phụ

thuộc vào công suất và sự dao động theo giờ của lưu lượng nước thải do người thiết kế tính toán để quyết định. BOD5 của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 20 mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng từ 3 đến 25 mg/l và N-NH3 khoảng từ 0,3 đến 12 mg/l (Trần Đức Hạ, 2006 và Trịnh Xuân Lai, 2000). Ưu điểm của bể: + Cấu tạo đơn giản; + Hiệu quả xử lý cao; + Ít tốn diện tích do không có bể lắng đợt 2 và quá trình tuần hoàn bùn;

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 13 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067 + Khử được các chất dinh dưỡng N, P, dễ vận hành. Sự dao

động lưu lượng nước thải ít ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.

Nhược điểm chính của bể: Là công suất xử lý nước thải nhỏ.

Bng 2.3: Các chỉ tiêu thiết kế hệ aerotank hoạt động theo mẻ (SBR)

Chỉ tiêu thiết kế Giá trị

Tổng thể tích 0,2 - 2 lần lưu lượng trung bình 1 ngày

Số bể ≥ 2

Chiều sâu công tác 3 - 6 m

Tỷ lệ lượng chất bẩn

hữu cơ/lưu lượng bùn 0,04 - 0,2 kg BOD/kg bùn.ngày

Thời gian 1 chu kỳ 4 - 12 giờ

Đặc điểm cấp khí Cấp khí cho bước làm đầy và khuấy trộn bùn với nước thải

Lượng oxy

Cung cấp đủ cho quá trình oxy hóa chất hữu cơ và quá trình nitrat hóa nhưđối với các aerotank truyền thống

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 14 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Đối tượng nghiên cứu

- Nước thải thủy sản của công ty Cổ phần Việt An

- Bể aerotank hoạt động theo mẻ (SBR – sequencing batch reactor).

3.2. Thời gian nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu từ 07/12/2010 đến 20/04/2011

Bng 3.1: Thời gian nghiên cứu

STT Thời gian Nội dung thực hiện Kết quảđạt được

1 5 tuần (07/12/10 - 15/01/11) Lược khảo các tài liệu có liên quan và viết đề cương Nắm được phương pháp thực hiện đề tài 2 4 tuần (16/01/11 – 14/02/11)

Thiết kế và xây dựng mô

hình bể Tạo được mô hình 3 6 tuần (15/02/11 – 30/04/11) Chạy mô hình và ghi nhận kết quả qua các lần phân tích Các số liệu 4 3 tuần (31/04/11 – 20/04/11) Xử lý số liệu, viết báo cáo

Bài báo cáo hoàn chỉnh

3.3. Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng mô hình bể aerotank hoạt động theo mẻ (SBR) để xác định hiệu suất xử lý các thông số SS, COD, BOD5, N-NH4+, PO43- theo thời gian sục khí là 2h, 4h, 6h, 8h, 10h, 12h với nồng độ bùn 30%, 40%.

3.4. Nội dung nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 15 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

- Xác định thành phần và tính chất nước thải trước khi xử lý qua thông số

nhiệt độ, pH, SS, COD, BOD5, N-NH4+, PO43-;

- Phân tích bùn hoạt tính để xác định khả năng lắng của bùn; - Chuẩn bị vật liệu, xây dựng mô hình;

- Vận hành mô hình;

- Xác định thành phần và tính chất nước thải sau xử lý qua thông số SS, COD, BOD5, N-NH4+, PO43-;

- Đánh giá hiệu quả xử lý SS, COD, BOD5, N-NH4+, PO43- theo thời gian xử lý 2h, 4h, 6h, 8h, 10h, 12h ứng với nồng độ bùn 30%, 40%.

3.5. Phương tiện và vật liệu nghiên cứu - Hóa chất phân tích mẫu: - Hóa chất phân tích mẫu:

• pH: Giấy chỉ thị pH

• SS: Giấy lọc

• BOD5: KH2PO4, K2HPO4, Na2HPO4, NH4Cl, MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O, FeCl3.6H2O, MnSO4, KI, NaN3, Na2S2O3.5H2O, Na2CO3, hồ tinh bột, H2SO4.

• COD: K2CrO7, H2SO4, HgSO4, AgSO4, Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O, phenalthroline monohydrate, FeSO4.7H2O.

• N-NH4+: Phenol, methnol, NaClO, Na2[Fe(CN)5NO].2H2O, NaOH, C6H5O7Na3.2H2O, Na3PO4.12H2O, NH4Cl.

• PO4 3-: K(SbO)C4H4O6.1/2H2O, (NH4)6Mo7O24.4H2O, KH2PO4, H2SO4, ascorbic acid, tartaric acid.

- Thiết bị phân tích mẫu: Cân phân tích, tủ sấy, tủ ủ, tủ trữ mẫu, bếp

đun, máy ly tâm, máy đo quang UV – VIS, bộ lọc chân không, bình hút ẩm, nhiệt kế thủy ngân.

- Dụng cụ phân tích mẫu: Pipet, buret, erlen, beaker, giá ống nghiệm, bát sứ, ống COD, bình định mức, ống đong, muỗng múc hóa chất, chai DO.

- Vật liệu làm mô hình: Keo, mica, thùng nhựa, ống nhựa, đá bọt, van.

3.6. Phương pháp nghiên cứu 3.6.1. Phương pháp thu mẫu 3.6.1. Phương pháp thu mẫu

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 16 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

a) Vị trí lấy mẫu

- Nước thải thủy sản đầu vào mô hình: Thu tại ống xả nước thải từ bể

tuyển nổi sang bể aerotank của hệ thống XLNT thủy sản Công ty Cổ phần Việt An.

- Bùn hoạt tính: Thu tại ống xả bùn hoàn lưu từ bể lắng cuối về bể

aerotank của hệ thống XLNT thủy sản Công ty Cổ phần Việt An.

- Nước đầu ra của mô hình: Thu phần nước trong sau khi lắng trong ống

đong 30 phút.

Hình sau đây thể hiện vị trí lấy nước thải và bùn hoạt tính trong hệ thống XLNT Công ty Cổ phần Việt An.

b) Cách bảo quản mẫu

Cách bảo quản mẫu nước theo chỉ tiêu phân tích được trình bài theo bảng sau

đây: Bể lắng Bể khử trùng Bể chứa bùn Nước sau xử lý Hố gom Bể tuyển nổi Bể aerotank Bểđiều hòa Nước thải Nước thải Bùn hoàn lưu Hình 3.1: Hệ thống XLNT của Công ty Cổ phần Việt An

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 17 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

Bng 3.2: Phương thức bảo quản mẫu và thời gian tồn trữ

STT Chỉ tiêu Phương thức bảo quản Thời gian tồn trữ tối đa

1 Nhiệt độ Phân tích ngay sau khi lấy mẫu

2 pH Phân tích ngay sau khi lấy mẫu

3 COD 4oC 6 giờ 4 BOD5 4oC 6 giờ 5 N-NH4+ 4oC, H2SO4, pH < 2 7 ngày 6 PO43- 4oC 48 giờ 3.6.2. Xây dựng mô hình a) Thiết kế mô hình

Trong nghiên cứu này, tôi thiết kế mô hình theo Trịnh Xuân Lai (2000):

Bng 3.3: Một số công thức tính toán mô hình

STT Thông số Công thức Ghi chú

Q: Lượng nước cần xử lý 1 Thể tích bể V =0,6Q 0,6: Thể tích nước xử lý bằng 60% dung tích bể A: Chiều dài bể B: Chiều rộng bể 2 Kích thước bể A x B x H H: Chiều cao bể

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 18 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

b) Chuẩn bị vật liệu xây dựng mô hình

Bng 3.4: Vật liệu làm mô hình

STT Tên thiết bị Vật liệu Ghi chú

1 Bể chứa nước thải vào Thùng nhựa 20 lít

2 Bể SBR Mica 1 bể 30 lít

3 Bể chứa nước thải ra Thùng nhựa 20 lít

4 Bể lắng Thủy tinh 2 ống đong, 1000ml

5 Thiết bị phân phối khí Đá bọt Đường kính khí vào Ø3mm,

bọt khí 0,1 – 1mm, 1 bể 2 đá 6 Van xả bùn, nước Nhựa 7 Ống dẫn nước, khí Ống nhựa 8 Máy bơm khí Tổng hợp Lưu lượng khí 0,038m3/phút c)Mô hình thí nghiệm Hình 3.2: Mô hình bể SBR dự kiến xây dựng Đá bọt thổi khí Máy bơm khí Nước sau xử lý SBR 1 SBR 2 Nước thải Van xả nước Van xả bùn

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 19 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067 * Vận hành mô hình - Cấp bùn hoạt tính cho 2 bể SBR với nồng độ bùn 30% ở thí nghiệm 1 và 40% ở thí nghiệm 2.

- Cho 30 lít nước thải từ bể chứa nước thải lần lượt chảy vào 2 bể SBR. - Sục khí 12h để xáo trộn bùn và khí, trong thời gian sục khí tiến hành

theo dõi DO, nồng độ oxy hòa tan duy trì 4 – 6 mg/l.

- Định kì 2h lấy mẫu trong mỗi bể SBR để lắng 30 phút trong ống đong 1000ml.

- Lấy nước đầu ra để phân tích các chỉ tiêu SS, BOD5, COD, N-NH4+, PO43-

Dựa vào nồng độ đầu vào và đầu ra của các thông số, xác định được hiệu suất xử lý SS, BOD5, COD, N-NH4+, PO43- theo thời gian sục khí 2h, 4h, 6h, 8h, 10h, 12h qua 2 thí nghiệm.

3.6.3. Cách tiến hành thí nghiệm

1) Phân tích nước thải đầu vào và bùn hoạt tính

2) Khảo sát hiệu suất xử lý SS, BOD5, COD, N-NH4+, PO43- theo thời gian sục khí 2h, 4h, 6h, 8h, 10h, 12h

* Thí nghiệm 1(TN1): Nồng độ bùn 30%

Bước 1: Chuẩn bị 30 lít nước thải thủy sản; Bước 2: Chuẩn bị bùn hoạt tính;

Bùn lấy từ công ty đem về sục khí khoảng 3h đểổn định bùn

Bước 3: Lần lượt cấp bùn hoạt tính vào bể 1 4,5 lít và bể 2 4,5 lít, nồng

độ bùn trong bể là 3000mg/l;

Bước 4: Bậc máy thổi khí;

Bước 5: Lần lượt cấp nước thải vào bể 1, bể 2 mỗi bể 15 lít, lưu lượng là 0,75lít/phút;

Bước 6: Định kỳ cách 2h lấy nước thải trong 2 bể ra để lắng 30 phút trong 2 ống đong;

Bước 7: Lấy phần nước trong phân tích các chỉ tiêu SS, BOD5, COD, N- NH4+, PO43-;

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 20 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

Bước 8: Sau 12h, tắt máy thổi khí, rửa mô hình.

* Thí nghiệm 2 (TN2): Nồng độ bùn 40%

Bước 1: Chuẩn bị 30 lít nước thải thủy sản;

Bước 2: Lần lượt cấp bùn hoạt tính vào bể 1 6 lít và bể 2 6 lít, nồng độ

bùn trong bể là 4000mg/l ;

Bước 3: Bậc máy thổi khí;

Bước 4: Lần lượt cấp nước thải vào bể 1, bể 2 mỗi bể 15 lít, lưu lượng là 0,75lít/phút;

Bước 5: Định kỳ cách 2h lấy nước thải trong 2 bể ra để lắng 30 phút trong 2 ống đong;

Bước 6: Lấy phần nước trong phân tích các chỉ tiêu SS, BOD5, COD, N - NH4+, PO43-;

Bước 7: Sau 12h xử lý, ngưng chạy mô hình;

Bước 8: Rửa mô hình.

3.6.4. Phương pháp phân tích

Bng 3.5: Các thông số và phương pháp phân tích

STT Thông số Đơn vị Phương pháp phân tích

1 Nhiệt độ oC Nhiệt kế

2 pH Xác định bằng giấy chỉ thị pH

3 SS mg/l Phương pháp trọng lượng (lọc qua giấy

lọc sợi thủy tinh, Ø = 47mm)

4 COD mg/l Phương pháp bicromat

5 BOD5 mg/l Phương pháp winkler

6 N - NH4+ mg/l Phương pháp Indophenol blue

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 21 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

3.6.5. Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm ứng dụng Microsoft Excel để xử lý số liệu đã phân tích.

Khóa luận tốt nghiệp DH8MT

GVHD: Th.s Trần Thị Hồng Ngọc 22 SVTH: Trần Thị Vàng – DMT072067

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Kết quả thiết kế và xây dựng mô hình 4.1.1. Kết quả thiết kế 4.1.1. Kết quả thiết kế Bng 4.1: Kết quả tính toán bể SBR STT Thông số Kết quả Đơn vị 1 Thể tích 1 bể V = 0,025m3 m3 2 Chiều dài bể A = 0,4m m 3 Chiều rộng bể B = 0,3m m 4 Chiều cao bể H = 0,25m m 4.1.2. Kết quả xây dựng

Một phần của tài liệu XÂY DỰNG MÔ HÌNH BỂ AEROTANK HOẠT ĐỘNG THEO MẺ (SBR – SEQUENCING BATCH REACTOR) XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT AN (Trang 28)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(59 trang)