ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT 5000 NGÀY.ĐÊM VỚI ỨNG DỤNG M3 CÔNG NGHỆ BÙN HOẠT TÍNH DẠNG MẺ (SBR)

Các loại công trình xử lý sinh học hiếu khíBùn hoạt tính Dòng chảy nút thông thường Bùn HT khuấy trộn hoàn toàn Thổi khí nhiều bậc SA Oxy tinh khiết cao HPO Bể phản ứng theo mẻ SBR

Trang 1

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU CÔNG

NGHIỆP CÔNG SUẤT 5000

CHUYÊN ĐỀ MÔN HỌC:

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP – NƯỚC THẢI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VIỆN MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN

Tháng 4/2013

Trang 2

Nội dung

1 Bản chất của quá trình Vi sinh vật hiếu khí

2 Các loại công trình xử lý sinh học hiếu khí

 Sinh trưởng lơ lửng (Suspended – Growth)

 Sinh trưởng dính bám (Attached - growth)

 Các quá trình kết hợp (Combined/ Hybrid)

 Tính toán thiết kế các bể

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 3

Bản chất của quá trình Vi sinh vật hiếu khí

 Sơ đồ tóm tắt quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí:

 Quá trình phân hủy hiếu khí:

VSV oxy hóa các chất hữu cơ hòa tan (hoặc ở dạng các hạt keo phân tán nhỏ  H2O, CO2 và các chất khí

(CHO)nNS + O2 CO2 + H2O + NH4 + +H2S

+ tế bào VSV + …H

Trang 4

Bản chất của quá trình Vi sinh vật hiếu khí

Cơ chế quá trình xử lý hiếu khí của VSV:

 Giai đoạn 1: Oxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải

Trang 5

 Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải

Bể xử lý hiếu khí

Các VSV phân hủy CHC, chuyển hóa BOD vào tế báo VSV

Bể lắng

Bể chứa bùn

Bùn thải Bùn tuần hoàn

Hỗn hợp bùn và nước thải

Nước

thải

Bản chất của quá trình Vi sinh

vật hiếu khí

Trang 6

Bản chất của quá trình Vi sinh vật

Các yếu tố ảnh hưởng

Trang 7

Các loại công trình xử lý sinh học hiếu khí

Bùn hoạt tính Dòng chảy nút thông thường

Bùn HT khuấy trộn hoàn toàn Thổi khí nhiều bậc (SA)

Oxy tinh khiết cao (HPO)

Bể phản ứng theo mẻ (SBR)

Ổn định tiếp xúc (CS) Thổi khí kéo dài (EA) Mương oxy hóa

Thổi khí tốc độ cao

Hồ thổi khí

Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth

Trang 8

Biến thể quá

trình Mô hình dòng Hệ thống thổi khí Hiệu suất

loại BOD, % Đánh giá

Conventional Dòng chảy nút Khí khuếch tán,

Khí khuếch tán, thổi khí cơ học 85-95

Các ứng dụng thông thường Chịu sock tải, nhưng dễ bị phát triển tảo sợi

Step-feed Dòng chảy nút Khí khuếch tán 85-95 Các ứng dụng thông thường cho nhiều loại nước

Thổi khí cơ học 75-90 Các ứng dụng thông thường với các máy thổi

turbine để vận chuyển oxy và điều chỉnh cỡ hạt

High purity

oxygen

Bể phản ứng khuấy dòng liên tục

Thổi khí cơ học (turbine phun) 85-95

Dùng cho các ứng dụng thông thường với nồng

độ cao và giới hạn về diện tíchx ây dựng Quá trình bền với sốc tải

Oxidation ditch Dòng chảy nút Thổi khí cơ học

Khí khuếch tán 85-95 Sử dụng cho quy mô nhỏ không có diện tích sẵn

Quá trình linh động và có thể loại N, P

Đặc điểm vận hành của các quá trình bùn HT

Trang 9

Bể bùn hoạt tính truyền thống| Activated Sludge

VSV cơ bản trong bể BHT: Vi khuẩn

Trang 10

Bể bùn hoạt tính truyền thống (dòng chảy nút)

Trang 11

Các loại công trình xử lý sinh học

hiếu khí

Điều kiện dòng chảy nút: tất cả phần tử qua bể phải có thời gian lưu như nhau

Cấp khí giảm dần: Đầu vào cần lượng oxy lớn hơn nên phải cung cấp không khí

nhiều hơn, giảm dần ở các ô tiếp theo

Trang 12

Vận hành, thổi khí từng vùng, nạp tải từng bậc linh hoạt, thích hợp quá trình thiếu và hiếu khí với sinh khối đơn để loại dinh dưỡng sinh học

Giảm nhu cầu khuấy trộn trên mỗi đơn vị thể tích bể Lắng tốt hơn

Nhu cầu oxy cao ở đầu vào – giảm dần bởi nạp theo bậc

Có thể không chịu shock tải tốt

Chi phí xây dựng cao hơn do bể ngoằn nghèo và nhiều vách

Trang 13

Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn

 xử lý NT công nghiệp đậm đặc, CHC khó phân hủy

Trang 14

Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn

Ưu điểm:

1. Nitrate hóa tốt (COD thấp đều)

2. Có thể xử lý ở tải cao và các hợp chất độc đã pha

Trang 15

Thổi khí từng bậc (Nạp nước thải theo bậc)

- 4 ngăn

- Nhu cầu cơ chất = ¼ 𝞢

- Thời gian thổi khí: 4-8 giờ

- Thời gian lưu ở từng ngăn: 4-12 ngày

Cân bằng BOD, ↑hiệu suất Oxy

 ↓80-95% BOD 5

Trang 16

Oxy tinh khiết | High purity oxygen (HPO)

- Bể kín, oxy được tuần hoàn

Trang 17

Oxy tinh khiết | High purity oxygen (HPO)

Ưu điểm:

1 Lan truyền oxy nhanh gấp 5 lần so với thổi khí thường

2 Thể tích nhỏ hơn

Hạn chế:

1 Vỏ bể, năng lượng sinh O2, thiết bị tuần hoàn khí rất đắt tiền

2 Tích tụ CO2 ở đầu vào  giảm pH  cần phải thêm kiềm

3 Không linh hoạt (tất cả các qtrình HK)

4 Quá trình Nitrate khó hiểu biết – pH thấp, HRT ngắn  sinh khối

cao, SRT ngắn

5 Có thể gây khó lắng

Trang 18

Bùn hoạt tính theo mẻ | Sequencing batch reactor

Trang 19

Trang 20

Trang 21

hiếu khí

BHT thổi khí kéo dài | Extended aeration

Tương tự BHT dòng chảy nút thông thường, nhưng diễn ra ở pha hô hấp nội bào của VS  cần tải lượng HC thấp + thời gian thổi khí dài

Trang 22

Mương oxy hóa| Oxidation ditch

Trang 23

hiếu khí

Mương oxy hóa pasver, hoạt động gián

đoạn

2-máy thổi khí - Có hai m ương bên hông

- Ho ạt động luân phiên aerotank

và lắng 2,7,8 – máy thổi khí;

3- cửa chặn bùn;

4 – hào bên hông số 1;

5 – hào bên hông số 2;

6 – nước thải luân phiên

- Có hai hành lang  lắng nước luân phiên

Trang 24

Mương oxy hóa| Oxidation ditch

 Ưu điểm:

1 Dành cho quy mô nhỏ (< 2 MGD (5 m 3 /min))

2 Vận hành linh hoạt – có thể dùng loại bỏ N

3 Quá trình ổn định

4 Không cần lắng trước – xử lý bùn đơn giản

5 Lắng tốt

Hạn chế:

1 Thể tích lớn, thời gian thổi khí dài (HRT > 24 hr)

2 Nhu cầu thổi khí cao do SRT cao

3 Yêu cầu thiết bị thổi khí cơ học (rotors, turbines lớn) hoặc máy khuếch tán

Trang 25

Thổi khí tốc độ cao | High-rate aeration

Nồng độ MLSS cao + tải trọng cao

 F/M cao, SRT dài, HRT ngắn

Khuấy trộn thích hợp

Trang 26

Hồ thổi khí | Aerated lagoon

Trang 27

Loại bỏ BOD carbon (nitrate hóa)

Nhu cầu oxy = 0.7 – 1.4 lần lượng BOD5 được loại bỏ

1920, cải tiến từ hồ ổn định tùy nghi

Tương tự quá trình BHT thổi khí kéo dài thông thường (HRT=10 ngày)

Theo sau là Lắng và tuần hoàn Bùn

Chiều sâu từ 20-30cm; BOD: 250 – 300 kg/ha.ngày

Trang 28

hiếu khí

Khử N, P; tích lũy KLN;

Vận chuyển oxy và giải phóng oxy tự do,

Giảm tải lượng ô nhiễm,

Tạo MT thuận lợi cho VSV tăng trưởng, là nguồn DD cho các loài thủy sinh vật

+ VK phân hủy các CHC  CO2 +H2O +

acid hữu cơ (yếm khí)

+ Tảo: tổng hợp nguyên sinh chất, giải

phóng oxy

+ Oxy cho vi khuẩn: từ nước + nhân tạo

+ Hiện tượng lắng cặn

Hồ thổi khí | Aerated lagoon

Trang 29

Sinh trưởng dính bám | Attached - Growth

Sinh trưởng dính bám

Lọc sinh học Lọc sinh học ngập nước

Lọc sinh học với lớp vật liệu hạt

cố định Lọc nhỏ giọt Đĩa tiếp xúc sinh học quay (RBC)

Trang 30

hiếu khí

Lọc sinh học | Biological filter

 Định nghĩa: Thiết bị lọc sinh học là thiết bị được bố trí đệm và cơ cấu phân phối nước cũng như không khí

 Trong thiết bị lọc sinh học, nước thải được lọc qua lớp vật liệu bao phủ bởi màng vi sinh vật

 Các vi khuẩn trong màng sinh học thường có hoạt tính cao hơn vi khuẩn trong bùn hoạt tính

 Vật liệu đệm là vật liệu có độ xốp cao, khối lượng riêng nhỏ và bề mặt riêng phần lớn như sỏi, đá, ống nhựa, sợi nhựa, xơ dừa

Trang 31

Lọc sinh học | Biological filter

Trang 32

hiếu khí

Đĩa quay sinh học

Lắng 1 Nước thải

Nguyên thuỷ

Bùn để tái

xử lý hoặc

bỏ đi Chi tiết đĩa

Lắng 2

Nước thải đã

từ với tốc độ 1 – 3 vòng/phút

Khử BOD và Nitrat rất hiệu quả Ứng dụng RBC: sử dụng nhiều

để xử lý nước thải chế biến thủy sản

Trang 33

Lọc nhỏ giọt

Bể lọc sinh học nhỏ giọt rất đa dạng gồm các loại:

+ Lọc sinh học nhỏ giọt quay;

+ Biophin nhỏ giọt gồm các nửa ống hình trụ được bố trí ngang thành hàng song song với nhau và có bề mặt lõm quay lên;

+ Bể lọc sinh học thô; xử lý nước thải triệt để, thường có hình trụ hoặc chữ nhật

Trang 34

hiếu khí

Lọc sinh học với lớp vật liệu là các hạt cố định

 Đây là phương pháp cải tiến của phương pháp lọc sinh học với vật liệu lọc ngập trong nước

 Các hạt vật liệu này có tên là Biolite (L, P, F) có kích cỡ từ 1 – 4mm, khối lượng hạt từ 1,4 – 1,8 g/cm 3 , có đặc điểm chung là trạng thái bề mặt rất ưa thích cho vi khuẩn dính bám, ít bị vỡ vụn và chịu được axit

 Các vật liệu này có 2 nhiệm vụ: làm giá mang màng sinh học (các vi

sinh vật) và có tác dụng lọc

 Thích hợp cho việc xử lý nước sạch sinh họat, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp (các loại nước thải này cần phải xử lý sơ bộ, đặc biệt là qua lắng trước khi cho vào lọc)

Trang 35

Lọc sinh học với lớp vật liệu là các hạt cố định

BIOFOR

BIODROF

NITRAZUR

Bể lọc sinh học với chiều hỗn hợp dòng khí -

nước đi từ dưới lên trên

Lọc sinh học với chiều dòng khí - nước đi từ trên xuống dưới

Lọc có hòa tan trước không khí hoặc oxy kỹ thuật vào nước

Lọc sinh học với lớp vật liệu lọc dạng hạt được chia thành

Trang 36

Lọc nhỏ giọt

Thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt quay

Trang 37

Đĩa tiếp xúc sinh học quay (RBC)

Đĩa quay sinh học

Trang 38

Kết hợp | Combine - Hybrid

Kết hợp

Lọc nhỏ giọt / tiếp xúc rắn Lọc nhỏ giọt / Bùn hoạt tính

Lọc nhỏ giọt / lắng / bùn hoạt tính

Biostyr (hiếu + kị khí)

Trang 39

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải

KCN 5000m3/ngày.đêm dùng SBR

 Khái quát về KCN

 KCN giả định: tiếp nhận đầu tư của các xí nghiệp công nghiệp hỗn hợp, có cơ cấu ngành nghề: sản xuất linh kiện điện tử, dệt, may mặc, thiết bị văn phòng, bao bì, thực phẩm…, có các dịch vụ tích hợp…

 Sự ra đời và hoạt động của KCN: gắn liền với việc phát sinh một lượng nước thải khá lớn có nguy cơ ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến chất lượng nước

BTNMT yêu cầu KCN xây dựng Trạm xử lý nước thải tập trung, đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận loại A QCVN 40:2011/BTNMT

 Thông tư số 08/2009/TT-BTNMT về việc ban hành Quy

định quản lý và bảo vệ môi trường khu kinh tế, khu công nghệ cao, khu công nghiệp và cụm công nghiệp

Trang 40

 Vấn đề xử lý nước thải tập trung tại KCN

trên tổng lưu lượng nước thải của từng nhà máy xí nghiệp

thải của trạm xử lý nước thải tập trung: đầu vào:

cao hơn cột C, TCVN 5945:2005; đầu ra: cột A, QCVN 40:2011/BTNMT

 Công suất thiết kế TXL: 5000m3/ngày; tính chất

NT: COD = 800 mg/l, BOD5 = 500 mg/l, SS = 400

mg/l, các chỉ tiêu còn lại lấy theo cột C, TCVN 5945:

2005

Trang 41

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải KCN 5000m3/ngày.đêm dùng SBR

Chỉ tiêu Đơn vị TCVN 5945:2005

Cột C

QCVN 40:2011 Cột A

Trang 42

Chỉ tiêu Đơn vị TCVN 5945:2005

Cột C

QCVN 40:2011 Cột A

Clorua (không áp dụng khi xả vào

Trang 43

 Các cơ sở số liệu

Thông số ô nhiễm đầu vào của nước thải tại Trạm xử lý nước thải tập trung

THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ TÍNH TOÁN

Trang 44

 Quy trình công nghệ xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải tập trung

Trang 45

Sơ đồ công nghệ đề xuất cho Trạm

xử lý nước thải tập trung KCN –

Nước thải đầu vào 5000m 3 /ngày

Máy thổi khí Chlorine

Trang 46

 Thuyết minh công nghệ

 NT theo hệ thống thoát

nước dẫn chảy tự nhiên

qua song chắn rác thô

(>5mm) vê ̀ bể tiếp nhận

Trang 47

 NT được bơm qua thiết

Trang 48

 NT được bơm đến Cụm bể keo tụ - tạo bông: loại

bỏ hàm lượng chất rắn lơ lửng… trong nước

thải trước khi xử lý sinh học

Trang 49

 NT tự chảy qua Bể

lắng bùn hóa lý: phân

tách hỗn hợp nước và

bùn; NT đi từ dưới lên

trên qua ống trung

tâm, bùn sẽ lắng

xuống và được gom lại

bơm qua bể nén bùn

Trang 50

 Thuyết minh

công nghệ

 Phần nước trong được

dẫn sang bể chứa trung

gian và bơm qua bể

SBR Tại bể SBR, hệ

thống sục khí giúp

khuếch tán và hòa tan

oxy vào nước: vi khuẩn

HK sẽ oxy hoá hầu hết

các hợp chất hữu cơ có

trong nước thải

Trang 51

Cần phải có nhiều bể hoạt động đồng thời

Công suất xử lý thấp (do hoạt động theo mẻ)

Người vận hành phải có kỹ thuật cao

Linh động

Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị mà không cần tháo nước cạn bể

Có thể điều khiển hoàn toàn tự động

TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử P, nitrat hóa và khử nitrat cao

Quá trình kết bông tốt do không có hệ thống gạt bùn cơ khí

Ít tốn diện tích do không có bể lắng 2 và quá trình tuần hoàn bùn

Chi phí đầu tư thấp và vận hành thấp (do hệ thống motor, cánh khuấy…

hoạt động gián đoạn)

Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả lắng cao

Có khả năng nâng cấp hệ thống

Trang 52

 Thông số thiết kế: Công suất thiết kế Q, Lưu lượng trung bình theo

giờ, Qtb, hàm lượng các thông số đầu vào, Thời gian lưu bùn trung bình, Tỉ số F/M, Tải trọng thể tích, Nồng độ MLSS, Nồng độ cặn đặc trong phần chứa bùn phía dưới bể

Chọn số lượng chu kỳ hoạt động cho các bể, Thời gian hoạt động của 1 chu kỳ/1 bể, Thời gian tích nước vào bể, Thời gian phản ứng

và sục khí, Thời gian lắng tĩnh, Thời gian xả nước, Thời gian chờ…

ra mỗi ngày

tan – DO, Kiểm soát bùn, Tỷ số F/M và MLSS , Chỉ số MLSS, Tạo bọt , Mùi - Màu

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	1,86 MB