- Aeroten 1 bậc - Aeroten 2 bậc
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 44 2.2.2.3. Cấu trúc dòng chảy -Aeroten đẩy - Aeroten trộn Aeroten kiểu hỗn hợp. 2.2.2.4. Theo PP làm thoáng .
Sau đây giới thiệu một số Aeroten đại diện thƣờng dùng trong xử lý nƣớc thải.
Bể Aeroten truyền thống:
Nƣớc thải sau lắng 1 đƣợc trộn đều với bùn hoạt tính hồi lƣu ở ngay đầu bể Aeroten. Lƣợng bùn hồi lƣu so với lƣợng nƣớc thải có đô ô nhiêm trung bình khoảng 20-30%. Dung tích bể tính tán sao cho khi dùng khí nén sục khối nƣớc trong bể sau 6- 8h, hoặc làm thoáng bề mặt bằng khuấy cơ học trong 9-12h đã đảm bảo hiệu suất xử lý tới 80-95%.
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 45
Với Aerooten kiểu này thƣờng dùng để xử lý nƣớc thải có BOD00mg/l. Lƣợng
không khí cấp cho Aeroten làm việc: 55-65m3
không khí cho 1kg BOD. Chỉ số thể tích của bùn là 50-150ml/g. Tuổi của bùn là 3-15 ngày.
Aeroten kiểu này cần có ngăn trong bể hoặc ngoài để hoạt hoá bùn hoạt tính. Ngăn hay bể phục hồi bùn hoạt tính còn gọi là ngăn tái sinh hoặc ngăn hoạt hoá. Nồng độ bùn sau khi phục hồi đạt 7-8g/l (trong bể aeroten làm việc chỉ cần ở nồng độ bùn 2- 3g/l).
Aeroten tải trọng cao:
Nƣớc thải đi vào bể có độ nhiễm bẩn cao, thƣờng là BOD>500mg/l. Tải trọng trên bùn hoạt tính là 400-1000mgBOD/g bùn (không tro) trong một ngày đêm. Nƣớc sau khi xử lý sơ bộ đƣợc trộn đềuvới bùn hồi lƣu ( lƣợng bùn khoảng 10-20%) rồi vào bể aeroten. Nồng độ bùn hoạt tính trong bể <=1000mg/l. Sau 1-3giờ sục khí đã khử đƣợc 60-65%BOD và nƣớc ra đã có thể đạt loại C hoặc gần loại B.
Bể loại này thƣờng áp dụng đẻ xử lý nƣớc thải công nghiệp chế biến thịt, sữa. Các loại bể truyền thống hoặc thông thƣờng có thể thực hiện hiếu khí kéo dài và khử BOD gần nhƣ hoàn toàn. Trong các loại bể này các chất hữu cơ hoà tan dễ phân huỷ sẽ bị vi sinh vật hấp thụ rồi phân huỷ tiếp sau.
2.2.3. Sơ đồ xử lý nƣớc thải ở bể Aeroten
Sơ đồ 1: Xử lý hoàn toàn bằng phƣơng pháp sinh học ở bể Aeroten một bậc không có ngăn phục hồi bùn hoạt tính.
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 46
Sơ đồ 2: Xử lí hoàn toàn bằng phƣơng pháp sinh học ở bể Aeroten một bậc có ngăn phục hồi bùn hoạt tính.
Ở bể Aeroten chỉ thực hiện quá trình ôxy hoá những chất hữu cơ dễ bị ôxy hoá. Hỗn hợp bùn và nƣớc thải tới bể lắng đợt II, bùn từ bể lắng đợt II cho tuần hoàn trở lại bể Aeroten qua ngăn phục hồi bùn. Ở đây quá trình ôxy hoá lại tiếp tục diễn ra với những chất hữu cơ khó bị ôxy hoá, đồng thời phục hồi khả năng hoạt tính của bùn.
Nồng độ bùn ở ngăn phục hồi rất cao ( 7-8 gr/l) so với nồng độ của nó ở bể Aeroten (1-3gr/l).
Dung tích của ngăn phục hồi bùn lấy bằng 25-50% tổng dung tích của bể Aeroten.
Sơ đồ 3: Xử lí sinh học hoàn toàn nƣớc thải ở trong bể Aeroten – trộn hai bậc không có ngăn phục hồi bùn hoạt tính. Bậc II dung để xử lí thêm.
Sơ đồ 4: Xử lí sinh học hoàn toàn ở bể Aeroten hai bậc có ngăn phục hồi bùn hoạt tính. Ngăn phục hồi ở đây đóng vai trò đảm bảo thêm cho tính an toàn của hệ thống.
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 47
Sơ đồ 5: Xử lí sinh học không hoàn toàn ở bể Aeroten sức chứa cao (cao tải) không có ngăn phục hồi.
Theo tài liệu nghiên cứu của Viện AKX thì có hai chế độ sử dụng bể Aeroten. Bùn hoạt tính hoàn toàn khi xử lí ở bể Aeroten thƣờng có tuổi lớn từ 3-7 ngày (bùn già) và có khả năng chứa tải trọng theo BOD không lớn hơn 0,5 kg tính trên 1 kg chất hữu cơ trong ngày. Bùn hoạt tính ở bể Aeroten cao tải có tuổi lớn nhỏ hơn 0,5 ngày (bùn non), có thể chứa tải trọng trên bùn lớn hơn 1,3 kg BOD tính trên 1kg chất khô hữu cơ trong ngày. Chi phí năng lƣợng ít hơn các loại khác. Hiệu suất xử lí theo
BOD20 có thể đạt tới 70-75%.
Sơ đồ 6: Xử lý nƣớc thải ở trên Aeroten – trộn, Aeroten kết hợp đẩy – trộn.
Tăng sức mạnh của bể Aeroten có thể đạt đƣợc bằng cách làm điều hoà tốc độ
tiêu thụ ôxy trên cả chiều dài của bể. Để đạt đƣợc mục đích đó ta cho nƣớc và bùn hoạt
tính đổ vào bể Aeroten ở nhiều vị trí khác nhau. Có hai trƣờng hợp:
Trƣờng hợp Aeroten trộn: Khoảng cách giữa các vị trí xả nƣớc và bùn lấy bằng 3-4m. Nƣớc đã xử lý thu về máng đặt đối diện.
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 48
Trƣờng hợp Aeroten đẩy- trộn, nƣớc thải xả vào 4 vị trí ở nửa đầu của bể. Ở vị trí đầu xả 10% tổng lƣu lƣợng nƣớc, ở vị trí 2 và 3 mõi nơi 35%, còn ở vị trí 4 xả 20%. Bùn hoạt tính đƣa vào tại mỗi điểm ở đầu, còn nƣớc đã xử lý thu về máng đặt ở cuối bể.
Loại bể này chủ yếu dùng để xử lý nƣớc thải có nồng độ nhiễm bẩn cao và thành phần tính chất thay đổi thất thƣờng.
Sơ đồ 7: Xử lý sinh học nƣớc thải trên Aeroten – lắng. Nguyên tắc làm việc tƣơng tự nhƣ bể Aeroten trộn, nhƣng bể lắng đợt II hợp khối với Aeroten. Bùn đƣợc tách ra khỏi nƣớc thảikhông bằng cách lắng trọng lực, mà thực hiện khi nƣớc đi qua lớp chất lơ lửng.
2.2.4. Cấu tạo bể Aeroten.
2.2.4.1. Bể Aeroten kiểu hành lang
Cấu tạo: Đây là những bể bằng bê tông cốt thép thƣờng là hình chữ nhật trên mặt bằng gồm một hay nhiều ngăn. Mỗi ngăn có một hay nhiều hành lang. Các hành lang ngăn cách bằng các tƣờng dọc lơ lửng không kéo dài tới tƣờng đối diện. Nƣớc thải chảy nối tiếp theo các hành lang. Tiết diện của mỗi hành lang có thể là hình chữ nhật
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 49
hoặc hình vuông. Chiều sâu H của bể thƣờng lấy từ 3-5m. Chiều rộng hành lang B<= 2H, chiều dài bể lấy không nhỏ hơn 10B.
Hình 8: Sơ đồ mặt cắt những khoang trong bể Aeroten
Ghi chú: 2. Thành bể 3. Ống dẫn khí nén 4. Nƣớc vào 5. Nƣớc ra 6. Tấm bản phân tán khí 6,7,8. Hành lang nƣớc chảy.
* Ứng dụng: Bể Aeroten kiểu một hành lang chỉ dùng với các trạm xử lý nhỏ và làm việc theo sơ đồ không phục hồi bùn tuần hoàn. Nƣớc sau khi lắng ở bể lắng đợt I và bùn hoạt tính tuần hoàn từ bể lắng đợt II đều cho vào đầu hành lang (máng phân phối nƣớc ở phía trên, còn máng phân phối bùn ở phía dƣới).
Bể Aeroten hai hành lang thƣờng có ngăn phục hồi bùn hoạt tính. Dung tích ngăn phục hồi lấy bằng 50% tổng dung tích của hệ thống, tức là dùng một hành lang làm ngăn phục hồi. Loại bể này thƣờng dùng đối với các trạm nhỏ và trung bình.
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 50
Bể Aeroten 3 hành lang làm việc thuận tiện khi không có phục hồi bùn hoạt tính song cũng có thể dùng một hành lang làm ngăn phục hồi,dung tích chiếm 33%.
Bể Aeroten 4 hành lang có nhiều ƣu điểm-làm việc với bất kỳ sơ đồ công nghệ nào. Dung tích ngăn phục hồi có thể chiếm 25-75% dung tích tổng cộng.
Việc phân phối đều không khí trong lớp nƣớc ở bể có ý nghĩa lớn. vì công suất thiết bị làm thoáng, hệ số sử dụng không khí và chi phí quản lý trạm đều phụ thuộc vào yếu tố đó.
Để phân phối không khí trong bể Aeroten ngƣời ta dùng các tấm xốp, ống đục lỗ,ống xốp hoặc các tấm xốp hình vòng tròn, hình nón .v..v… Phổ biến nhất là phƣơng pháp phân phối không khí qua tấm xốp. Không khí dẫn theo đƣờng ống tới máng khí có nắp đậy bằng các tấm xốp. N hững tấm xốp thƣờng bố trí thành hành lang ở hai bên tƣờng bể. Những bọt khí phụt khỏi các tấm xốp vào lớp nƣớc trong bể và tạo cho hỗn hợp nƣớc bùn một chuyển động vòng xoắn(hình 3-29). Diện tích của các tấm xốp chiếm 6-10% diện tích đáy bể.
Mỗi tấm xốp thƣờng có kích thƣớc 0,3*0,3*0,04m và chế tạo từ nhiều vật liệu khác nhau: oxy nhôm hỗn hợp với keramzit, đá thạch anh,than cốc,bakelít và bột thuỷ tinh rồi nung nóng chảy. Trứơc khi đặt vào máng phải chọn các tấm xốp có độ rỗng nhƣ nhau.
Dùng tấm xốp để tạo bọt không khí có nhiều ƣu điểm so với ống đục lỗ, hệ số sử dụng không khí lớn hơn 1,75 lần. Song có nhƣợc điểm là: chất bẩn, bụi trong không khí, rỉ sắt hoặc okenlin trong ống thép đen cũng có thể vít kín các lỗ rỗng của tấm xốp. Ngoái ra,còn có các vi khuẩn phát triển trong đó. Do đó sẽ làm tăng sức cản thuỷ lực một cách nhanh chóng.
2.2.4.2. Bể Aeroten lắng kết hợp
* Cấu tạo: Bể Aeroten- lắng đƣợc phân tách làm 2 phần (ngăn) bằng vách tƣờng lơ lửng không đến đáy: ngăn làm thoáng và ngăn lắng .
Nƣớc dẫn vào ngăn làm thoáng theo kiểu phân tán nhƣ ở bể Aeroten-trộn. Sau khi trộn với bùn hoạt tính, nƣớc thải đƣợc tiếp xúc với không khí và các quá trình sinh hoá xảy ra, nứớc đã đƣợc xử lý chuyển qua ngăn lắng. Ở đây nƣớc đi qua lớp cặn lơ
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 51
lửng và để lại các tạp chất không hoà tan. Để cặn lơ lửng không bị phá vỡ và bị trôi theo nƣớc thải ra khỏi ngăn lắng thì vận tốc nƣớc dâng không đƣợc vƣợt quá 0,4-0,5 mm/s.
Đặc điểm của bể Aeroten-lắng kết hợp là liều lƣợng bùn hoạt tính cao (4-5gr/l).
Khả năng chuyển tải trên 1m3
bể Aeroten-lắng cao hơn 20-30% so với bể Aeroten thông thƣờng. Tuy nhiên, loại bể này làm việc không đƣợc ổn định và quản lý phức tạp.
Mặt cắt A_A
Hình 9: Cấu tạo bể Aeroten lắng kết hợp
Ghi chú: 1-mƣơng dẫn nƣớc vào; 2- mƣơng phân phối nƣớc trên; 3-mƣơng phân phối
nƣớc dƣới; 4-mƣơng dẫn nƣớc ra; 5-mƣơng phân phối bùn; 6-ống phân phối khí; 7- phai chắn; 8-cửa đƣa nƣớc vào; 9-hố thu cặn; 10-điukê phân phối bùn hoạt tính.
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 52
2.3.TỔNG HỢP VÀ SO SÁNH CÁC THIẾT BỊ
Nội dung
Các thiết bị
Ƣu điểm Nhƣợc điểm Ứng dụng
Bể lắng
ngang
- Hiệu quả lắng tốt - Khó thu cặn Dùng cho trạm xử lý
có công suất trên
15000m3/ngđ Bể lắng đứng - Dễ thu cặn, cặn thu đƣợc có nồng độ cao
- Chiều cao công tác lớn Dùng cho trạm xử lý có công suất đến 20000m3/ngđ Bể lắng li tâm - Lắng tốt - Tạo ra cặn có nồng độ thấp Dùng cho trạm xử lý có công suất trên
20000m3/ngđ Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc - Rẻ tiền, dễ vận hành - Mức độ xử lý ô nhiễm cao - Chế độ tƣới phụ
thuộc vào nhiều yếu tố: khí hậu, thuỷ văn, chế độ cây trồng - Phải tƣới liên tục suốt năm
Áp dụng cho các vùng khí hậu khác nhau, cho mỗi loại đất
Hồ sinh học
- Xử lý đơn giản nhất và đã đƣợc áp dụng từ thời xa xƣa - Không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tƣ ít, chi phí hoạt - Thời gian xử lý khá dài. - Đòi hỏi mặt bằng rộng - Quá trình xử lý phụ thuộc vào nhiều
- Hồ kị khí: làm sạch sơ bộ nƣớc thải trƣớc khi đƣa vào hồ hiếu kị khí, thích hợp nhất với những vùng có nhiệt độ về
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 53
động rẻ tiền, quản lý phức tạp và hiệu quả cũng khá cao - Bảo trì vận hành đơn giản, không đòi hỏi có ngƣời quản lý thƣờng xuyên
vào điều kiện thời tiết tự nhiên, nhiệt độ thấp của mùa đông sẽ kéo dài thời gian và hiệu quả làm sạch hoặc gặp mƣa sẽ làm tràn ao hồ gây ô nhiễm các đối tƣợng khác - Ngoài ra các ao hồ sinh học, đặc biệt là ao hồ kị khí thƣờng sinh ra các mùi hôi thối khó chịu làm ảnh hƣởng đến môi truờng sống xung quanh
mùa đông trên 150
C
- Hồ hiếu kị khí:
làm sạch nƣớc thải
đã đƣợc làm sạch sơ
bộ ở bể lắng, bể tự
hoại, kị khí, hoặc
nƣớc thải chƣa đƣợc
làm sạch
Bể lọc sinh
học nhỏ
giọt
- Rút ngắn đƣợc thời
gian xử lý
- Đồng thời có thể
xử lý hiệu quả nƣớc
cần có quá trình khử
nitrat hoặc phản ứng
nitrat hóa
- Không khí ra khỏi
lọc thƣờng có mùi
hôi thối và xung
quanh lọc có nhiều
ruồi muỗi
Xử lý sinh học hoàn
toàn ở các trạm có
công suất từ
20-1000m3/ngày
đêm
Bể Biôphin
cao tải
- Có thể xử lý hoàn
toàn hay không
hoàn toàn - Không khí ra khỏi lọc có mùi hôi Dùng cho những trạm có công suất có nhỏ hơn hoặc có thể
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 54 lớn hơn 50000m3/ngđ Bể Aeroten - Dễ vận hành - Hiệu suất xử lý cao - Công nghệ đơn giản - Vận hành đơn giản - Có khả năng chịu đựng đƣợc sự thay đổi lớn về thành phần và lƣu lƣợng nƣớc thải - Không xử lý nƣớc thải có hàm lƣợng nitrit, nitrat - Diện tích xây dựng lớn Làm sạch nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học hoàn toàn
hay không hoàn
toàn
Bể mêtan
- Có thể giải phóng nitơ, giảm gây ô
nhiễm NO3 - (nitơrat) cho nƣớc mặt và nƣớc ngầm - Thƣờng để lại mùi khi xử lý, - Trong quá trình vận hành khó kiểm soát Phân huỷ cặn lắng của nƣớc thải sinh hoạt và sản xuất
SVTH: Hoàng Thị DiệuHương 55
KẾT LUẬN
Sau 2 tháng tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với quá trình tìm kiếm thu thập các tài liệu nay tôi đã hoàn thành xong đề tài “Tổng quan quy trình xử lí nƣớc thải đô thị bằng phƣơng pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo”.
Trong quá trình làm đề tài này tôi đã đƣợc bổ sung thêm kiến thức về các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải đô thị. Tôi nhận thấy:
- Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học có hiệu quả xử lý triệt để, hơn hẳn biện pháp xử lý cơ học, không mang lại ảnh hƣởng xấu hoặc biến đổi bất lợi khác cho môi trƣờng. Chất lƣợng nƣớc đầu ra sạch hơn và có tính chất nhƣ nƣớc tự nhiên.
- Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo đạt đƣợc hiệu quả xử lí cao, đáp ứng mục đích đƣa dòng thải vào vòng tuần hoàn tự nhiên của vật chất. Kết quả của quá trình xử lý là các chất thải đƣợc chuyển hóa hoàn toàn thành dòng thải sạch (đủ tiêu chuẩn).
- Tiết kiệm kinh phí trong việc xử lý nƣớc thải. Chi phí cho các biện pháp sinh học thƣờng thấp hơn chi phí cho các biện pháp xử lý khác. Bên cạnh đó chi phí quản lý cũng thấp do việc quản lý đơn giản hơn.
- Các công trình xử lí dễ vận hành, công nghệ đơn giản, hiệu suất xử lí cao. - Hồ sinh học dùng xử lý các loại nƣớc thải công nghiệp, sinh hoạt và cả nƣớc thải chăn nuôi có hàm lƣợng chất hữu cơ ô nhiễm cao.
Do vốn kiến thức còn ít, kinh nghiệm chƣa nhiều tài liệu không đầy đủ nên trong quá trình thực hiện đề tài không tránh những thiếu sót…
Rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến phê bình của thầy cô và các bạn để những đề tài sau của tôi sẽ đƣợc thực hiện tốt hơn.Tôi xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện
