BỂ BÙN HOẠT TÍNH VÀ BỂ SBR

I.TỔNG QUAN VỀ BỂ AEROTANK VÀ BỂ SBRBể Aerotank và bể SBR là công trình nhân tạo xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, trong đó người ta cung cấp ôxi và khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính.I.TỔNG QUAN VỀ BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBRHệ vi sinh vật1.Vi khuẩn2 .Nấm 3 .Protozoa

Chủ đề 3 : Bể bùn hoạt tính(Aeroten)

và bể SBR

GVHD : TS.Đặng Viết Hùng Sinh viên thực hiện :

1.Hà Hoàng Tuấn 2.Trương Trọng Danh 3.Lê Vinh Phúc

I.TỔNG QUAN BÙN HỌAT TÍNH VÀ BỂ SBR

II NGUYÊN LÝ CỦA BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBR

III.TÍNH TOÁN BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBR

IV.CÁC THIẾT BỊ TRONG BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBR V.CATOLOG

NỘI DUNG

Bể Aerotank và bể SBR là công trình nhân tạo xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, trong đó

người ta cung cấp ôxi và khuấy trộn

nước thải với bùn hoạt tính

I.TỔNG QUAN VỀ BỂ AEROTANK VÀ BỂ SBR

Chất hcơ O 2 Dinh dưỡng CO 2

Phần không phân hủy sinh học

Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ

1.Oxy hóa và tổng hợp tế bào

I.TỔNG QUAN VỀ BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBR

Phần không phân hủy sinh học

Phân hủy nội bào:

H 2 O N,P

I.TỔNG QUAN VỀ BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBR

Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ

Quá trình khử nitơ và nitrat hóa

Hợp chất hữu cơ chứa nitơ

NH4+

Sinh khối tế bào

vi sinh vật

Tế bào sống và tế bào chết theo bùn ra

Tế bào vi sinh vật

1.Vi khuẩn

Vi khuẩn chiếm phần chủ yếu trong bông bùn hoạt tính.Vi khuẩn

hoạt động sẽ oxy hóa chất hưu cơ và để chuyển hóa chất dinh dưỡng

2.Nấm

Bùn hoạt tính thường không thuận lợi cho sự phát triển của nấm

.Nhưng cũng có một số loại có thể phát triển ở điều kiện pH thấp , chất thải nhiều nitơ

3.Protozoa

Protozoa là vi sinh vật chủ yếu ăn vi khuẩn.Việc săn bắt vi khuẩn đó

có thể làm giảm đáng kể khi có sự hiện của chất độc.Thí dụ ,

Aspidisca costata săn bắt vi khuẩn trong bùn hoạt tính bị giảm khi có cadmium

Bể aeroten là công trình làm bằng bêtông, bêtông cốt

thép…với mặt bằng thông dụng là hình chữ nhật

Hỗn hợp bùn và nước thải cho chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng lượng oxi hoà tan cũng như quá trình oxi hoá các chất bẩn hữu cơ

có trong nước thải và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng

II NGUYÊN LÝ CỦA BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBR

A BỂ AEROTEN

Giai đoạn 2: bùn hoạt tính khôi phục khả năng oxy hoá, đồng thời oxy hoá tiếp những hợp chất hữu

cơ chậm oxy hoá

Giai đoạn 3: giai đoạn nitơ hoá và các muối amoni

II NGUYÊN LÝ CỦA BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBR

A BỂ AEROTEN

Theo chế độ làm việc của

BHT

Theo tải trọng

BOD

Theo số bậc cấu tạo

• Aeroten có

ngăn hoặc bể tái sinh (hoạt hóa) bùn hoạt tính tách riêng

• Loại không có

ngăn bùn hoạt tính tách riêng

• Aeroten tải

trọng cao

• Aeroten tải

trọng trung bình

Phân loại bể Aeroten

II NGUYÊN LÝ CỦA BỂ AEROTEN VÀ BỂ SBR

A BỂ AEROTEN

1.Aeroten tải trọng thấp

2.Aeroten tải trọng bậc một

3.Aeroten tải trọng cao nhiều bậc

4.Aeroten có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt

1- Aeroten tải trọng thấp (aeroten truyền thống)

Bể lắng 1 Aeroten Nước thải

Bùn tuần hoàn

Xử lý bùn

Bùn dư

Bể lắng 2

Sơ đồ bể aeroten tải trọng thấp

Nước thải sau khi được

lắng ở bể lắng 1 được

trộn đều với bùn hoạt

tính hồi lưu ở ngay đầu

2- Aeroten tải trọng cao một bậc

Bể lắng 2

Bể lắng 1 Aeroten Nước vào

Bùn tuần hoàn Bùn cặn

3- Aeroten tải trọng cao nhiều bậc

Bể lắng 2

Bể lắng 1

Nước vào

Bùn hoàn lưu Bùn cặn

3- Aeroten tải trọng cao nhiều bậc

Bể lắng 2

Bể lắng 1

Nước vào

Bùn hoàn lưu Bùn lắng Thu hồi và xử lý bùn

Ngăn đầu tiên thì lượng BOD giảm rất

nhanh, các ngăn còn lại thì thực hiện

quá trình khử nitrat

Nếu lượng oxi không hòa tan hết sẽ

được tuần hoàn lại

3- Aeroten tải trọng cao nhiều bậc

Bể aeroten nhiều bậc nằm ngang, không khí được phân phối đều khắp theo chiều dài bể

Bể aeroten nhiều bậc đứng, người ta chỉ phân phối không khí

ở những ngăn đầu

Kiểu thiết kế này thích hợp cho loại nước thải có BOD > 500 mg/L, chất rắn lơ lửng trong bể < 150 mg/L

4- Aeroten có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính ổn định

Bùn hồi lưu được đưa vào ngăn tái sinh

Nước thải từ bể lắng 1 được trộn đều với bùn tái sinh đã ổn định đưa vào ngăn tiếp xúc

Sau khi xử lí hỗn hợp bùn-nước đi sang bể lắng đợt 2

Bùn thu được ở bể lắng đợt 2 sẽ hồi lưu vào ngăn tái sinh

Bùn dư đem ra ngoài để xử lý

5- Aeroten tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn

Bể lắng 1

Bùn thải

Không khí vào

Bùn tuần hoàn Bùn tuần hoàn

Thu hồi và xử lí bùn

Sơ đồ bể aeroten tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn

5- Aeroten tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn

Nhiều bể aeroten được thiết kế xen kẽ những bể lắng bùn nhằm tăng nhanh việc khử BOD và đặc biệt là khử nitrat

Nhờ viêc thiết kế tách rời những bể aeroten mà việc điều khiển chế độ thổi khí và kiểm soát quá trình dễ dàng hơn

Chi phí năng lượng điện ít hơn các loại khác

Hiệu suất xử lý BOD đạt 70-75%

lưới chắn rác

bể aerotank thông khí kéo dài

Bùn tuần hoàn

Bùn dư

bể lắng 2

nước ra

6- Aeroten thông khí kéo dài

Bể aeroten thông khí kéo dài

6- Aeroten thông khí kéo dài

Aeroten thông khí kéo dài được dùng để xử

lý nước thải có tỉ số F/M (tỉ số giữa BOD 5 trong nước thải và bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp

Công suất thích hợp cho aeroten loại này là

vào

7- Aeroten thông khí cao có khuấy đảo hoàn chỉnh

Bể hiếu khí có tốc độ thông khí cao và khuấy

đảo hoàn chỉnh

Lý tưởng để xử lý nước thải có độ ô nhiễm

cũng như nồng độ lơ lửng cao

Aeroten loại này sẽ có thời gian làm việc ngắn

Ưu điểm: Pha loãng ngay tức khắc nồng độ

chất ô nhiễm

Không xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ

Thích hợp cho xử lý các loại nước có tải trọng

cao

Tính toán và thiết kế bể Aerotank

Chỉ số Đơn vị Giá trị đầu vào Giá trị đầu ra Lưu lượng m3/ng.đ 500

Giả sử hiệu suất xử lý là 90% và có 60% cặn lơ lửng

phân hủy sinh học

Các thông số tính toán cơ bản cho Aerotank xáo trộn hoàn toàn(xử lý nước thải đô thị và

công nghiệp-tính toán thiết kế công trình-Lâm Minh Triết)

Thời gian lưu bùn: θc = 5- 15 ngày

Tỷ số F/M : 0.2-0.6 kg/kg.ngày

Tải trọng thể tích : 0.8-1.92 kgBOD5/m3.ngày Nồng độ MLSS : 2500-4000mg/l

Tỷ số thể tích trên lưu lượng giờ :W/Q= 3-5h

MLVSS:MLSS=0.8

1.Tính toán BOD5 hòa tan trong nước ở đầu ra 2.Tính hiệu quả xử lý

3.Xác đinh thể tích bể Aerotank

4.Thời gian lưu của bể

5.Xác định kích thước bể Aerotank

6.Tính toán lượng bùn dư thải ra mỗi ngày

7.Xác đinh lưu lượng bùn thải

8.Xác đinh lưu lượng bùn tuần hoàn

1.Xác đinh BOD5 của nước thải đầu vào và đầu ra của bể aerotank

BOD 5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra : 0.6*30=18mg/l

Vậy lượng oxy cần thiết : 18mg/l*1.42mgoxy/mg tế bào =25mg/l BOD 5 của chất rắn lơ lửng đầu ra : 25*0.68=17mg/l

Vậy BOD 5 của chất rắn lơ lửng=27-17=10mg/l

2.Hiệu quả tính theo BOD5 hòa tan:

X: nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt

tính.đối với nước thải sinh hoạt có thể lấy X=3500mg/l

Kd: hệ số phân hủy nội bào Kd=0.06 ngày -1

4.Thời gian lưu của bể

139.28

* 24 6.68 500

Chiều dài L của bể :

6.Tính toán lượng bùn dư thải ra mỗi ngày

Hệ số sản lượng quan sát(Yobs) là

Lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo VSS là:

Pvss =Yobs * Q * (BOD5 vào – BOD5 10)gBOD5/m3*10^-3kg/g=48.75kgVSS/ngày

ra)=0.375*500*(270-Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS là:

48.75

61 / à 0.8

ss

Lượng cặn dư hằng ngày cần phải xả đi:

Qb là lưu lượng bùn dư cần xử lý (m3/ngày)

Q là lưu lượng nước thải(m3/ngày)

3

139.28*3500 (10*500* 24)

10.5 / d 10*3500

b

8.Xác đinh tỷ số tuần hoàn bằng cách viết pt vật chất đối với bể Aerotank

Q,So

Qth , Xth

Qb , X

Qr , XrQ+Qth , X

8.Xác đinh tỷ số tuần hoàn bằng cách viết pt vật chất đối với bể

Aerotank

QX0 +QthXth=(Q+Qth)X

Q: lưu lượng nước thải

Qth : lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn

X0: nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào Aerotank,mg/l

X : nồng độ VSS ở bể Aerotank , X=3500mg/l

Xth : nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn , Xth=8000mg/l Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xth , do đó trong phương trình cân bằng vật chất ở trên có thể bỏ qua đại lượng QX0

Chia 2 vế cho Q , đặt Q th /Q=A

Suy ra AxX th =X+AX

Hay : A= 0.78

Kiểm tra tỉ số F/M và tải lượng hữu cơ:

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép (0.2-0.6kgBOD5/kgVSS.ngày) Tải trọng thể tích

Giá trị này nằm trong khoảng thông số cho phép(0.8-1.92)

2.3 Bể phản ứng theo mẻ (SBR)

Là dạng công trình XLNT dựa trên PP bùn hoạt tính, nhưng 2 giai đoạn sục khí và lắng diễn ra gián đoạn trong cùng một bể

Hệ thống SBR dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao

Các giai đoạn xử lý của SBR

1 Làm đầy (Filling)

2 Phản ứng (Reaction)

3 Lắng (Settling)

4 Xả nước ra (Discharge)

•Giai đoạn làm đầy: đưa nước thải vào bể 3 chế độ : tĩnh , khuấy trộn, sục khí

•Giai đoạn phản ứng: ngừng đưa nước, thực hiện khuấy trộn

và sục khí.cần kiểm tra các thông số đầu vào

•Giai đoạn lắng : ngừng sục khí , lắng trong môi trường tĩnh hoàn toàn.Thời gian lắng<2h

•Giai đoạn xả : tháo nước đến công trình xử lý tiếp theo ( bằng ống khoan lỗ hoặc phao thu nước )bùn rút ra ngoài đáy bể

•Giai đoạn chờ : chờ để nạp mẻ mới(có thể bỏ qua)

Ưu nhược điểm

-điều khiển hoàn toàn tự động

-TSS ra thấp, khử photpho và nitrat hóa và khử nitrat hóa cao -kết bông tốt do không có hệ thống gạt bùn cơ khi

-Ít tốn diện tích (không có bể lắng và tuần hoàn bùn)

-Chi phí đầu tư và vận hành thấp

-Hiệu quả lắng cao

TÍNH TOÁN SBR Nhóm mình sẽ trình bày kỹ ở phần word

TÓM TẮT NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NHỮNG SỰ CỐ TRONG BÙN HOẠT

TÍNH

Khuấy đảo chưa đủ hoặc do hiện tượng ngắn mạch

Nước thải chứa nhiều chất rắn Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá

lâu Quá trình khủ nito diễn ra ở bể lắng

Do sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi

Tỉ lệ hoàn lưu bùn quá thấp

Mùi Sục khí không đủ

Quá trình yếm khí xảy ra ở bể lắng

vào

pH quá cao hoặc quá thấp Xây thêm bể điều lưu

Trung hòa nước thải đầu vào Nước thải đầu vào có chứa độc tố Xây dựng thêm bể điều lưu

Loại bỏ các chất độc trong nước thải đầu vào Sục khí không đủ Tăng công suất thiết bị sục

Phân bố lại các ống phân phối khí trong bể Khuấy đảo không đủ mạch ngắn Tăng mức độc sục khí

Gắn thêm các dập phân phối nước Quá trình khử nito ở bể lắng Giảm thời gian giữ bùn trong bể lắng bằng cách

tăng tỉ lệ hoàn lưu Gắn thêm gàu múc bùn Tăng lượng bùn thải

V CATALOG(công ty Vững Phát)

máy thổi khí hàn quốc

Lưu lượng: 1 - 140 m3/min

Đĩa phân phối khí

- Lưu lượng: 30 - 80 l/phút- Đường

TÀI LiỆU THAM KHẢO

1.Vi sinh vật môi trường( Đỗ Hồng Lan Chi , Bùi Lê Thanh

Khiết, Nguyễn Thị Thanh Kiều, Lâm Minh Triết)

2.Xử lý nước thải đô thị (Trần Đức Hạ)

3.Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình(Lâm Minh Triết)

4.Bài giảng quá trình sinh học của TS Lê Hoàng Nghiêm

Cảm ơn các bạn và thầy

đã lắng nghe