ĐỒ ÁN Thiết kế bể aerotank xử lý nước thải cao su

A tổng quan I giới thiệu Công nghiệp cao su ngày nay là một trong những ngành công nghiệp hàng đầu có tiềm năng phát triển vô cùng to lớn. Cao su được dùng hầu hết trong các lĩnh vực phục vụ cho nhu cầu nhiên liệu công nghiệp và xuất khẩu. Theo xu hướng phát triển chung của thế giới, nhu cầu tiêu thụ cao su ngày càng tăng. Ngoài tiềm năng công nghiệp, cây cao su còn có tác dụng phủ xanh đất, đồi trọc, bảo vệ đất rửa trôi, xói mòn, tránh ô nhiễm cải thiện môi trường.

A TỔNG QUAN :

I GIỚI THIỆU:

Công nghiệp cao su ngày nay là một trong những nghành công nghiệp hàng đầu có tiềm năng phát triển vô cùng to lớn Cao su được dùng hầu hết trong các lĩnh vực phục vụ cho nhu cầu nhiên liệu công nghiệp và xuất khẩu

Theo xu hướng phát triển chung của thế giới, nhu cầu tiêu thụ cao su ngày càng tăng Ngoài tiềm năng công nghiệp, cây cao su còn có tác dụng phủ xanh đất, đồi trọc, bảo vệ đất tránh rửa trôi, xói mòn, tránh ô nhiễm cải thiện môi trường …

Ngành công nghiệp sơ chế mủ cao su đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ giai đoạn sơ chế thủ công tại các nông trại nhỏ, phát triển đến ngày nay với các dây chuyền công nghệ ngày càng hoàn thiện cho ra sản phẩm đồng nhất, chất lượng cao, đạt tiêu chuẩn quốc tế

Nước ta là một trong những nước có tiềm năng phát triển cao su rất lớn Ngành cao su cũng đã được nhà nước và các đối tác nước ngoài quan tâm đầu tư bằng vốn tự có và vốn nước ngoài Đến năm 1997, diện tích trồng cây cao su ở nước ta đạt gần 300.000

ha, với sản lượng khoảng 185.000 tấn Theo qui hoạch tổng thể, với nguồn vốn vay của ngân hàng thế giơi, đến năm 2010 diện tích cây cao su sẽ đạt tới 700.000 ha và sản lượng cao su khoảng 300.000 tấn Hiện nay để chế biến hết số mủ cao su thu hoạch được, hơn 24 nhà máy chế biến mủ cao su với công suất từ 500 đến 12.000 tấn/năm đã được nâng cấp và xây dựng mới tại nhiều tỉnh phía Nam, chủ yếu là tại trung các tỉnh miền Đông Nam Bộ như Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước Bên cạnh đó, một số nhà

máy chế biến mủ cao su cũng đã và đang hình thành bằng nguồn vốn ngân hàng thế giới Những năm gần đây, cao su trở thành một trong những mặt hàng xuất khẩu chiến lược mang lại hàng triệu USD cho đất nước, giải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn công nhân làm việc cho nhà máy và hàng ngàn công nhân làm việc trong các nông trường cao su

Tuy nhiên công nghiệp sơ chế cao su lại gây một số tác động xấu đến môi trường sống Trong quá trình chế biến mủ cao su, nhất là khâu đánh đông mủ (đối với qui trình chế biến mủ nước) và khâu ly tâm mủ (đối với qui trình sản xuất mủ ly tâm) các nhà máy chế biến mủ cao su đã thải ra hàng ngày một lượng lớn nước thải khoảng từ 600 – 1.800 m3 cho mỗi nhà máy với tiêu chuẩn sử dụng nước 20 -30 m3/tấn DRC Lượng nước thải này có nồng độ các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ rất cao như acid acetic, đường, protein, chất béo… Hàm lượng COD đạt đến 2.500 – 35.000 mg/L, BOD từ 1.500 – 12.000 mg/L đã làm ô nhiễm hầu hết các nguồn nước trong khu vực Bên cạnh việc gây

ô nhiễm các nguồn nước ( nước ngầm, nươc mặt), các chất hữu cơ trong nước thải bị phân huỷ kỵ khí tạo thành H2S và mercaptan là những hợp chất không những gây độc và ô nhiễm môi trường mà chúng còn là nguyên nhân gây mùi hôi thối ảnh hưởng đến môi trường và dân cư trong khu vực

II THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA MỦ CAO SU:

Mủ cao su là hỗn hợp keo gồm các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dịch gọi là nhũ thanh Hạt cao su hình cầu có đường kính d< 0,5µm, chúng chuyển động hỗn loạn trong dung dịch Thông thường 1 gram mủ chứa khoảng 7,4.1012 hạt cao su, bao quanh là các protein giữ cho latex ở trạng thái ổn định

Thành phần hóa học của mủ cao su:

+ Caosu : 35 – 40%

+ Protein : 2%

+ Quebrachilol : 1%

+Xà phòng, acid beo : 1%

+ Chất vô cơ : 0,5%

+ Nước : 50 – 60%

III QUI TRÌNH SƠ CHẾ MỦ:

III.1 Phân loại và sơ chế mủ:

Mủ cao su được chia thành nhiều loại: mủ nước (latex), mủ chén, mủ đất … Mủ nước là mủ tốt nhất, thu trực tiếp trên thân cây, mỗi ngày mủ nước được gom vào một giờ qui định Để mủ không bị đông trước khi đem về nhà máy, khi thu mủ người ta cho NH3 vào để chống đông (hàm lượng kháng đông cần thiết chứa NH3 (0,003% – 0,1 %) tính trên cao su khô), tránh sự oxi hóa làm chất lượng mủ nước kém đi

Còn các loại mủ khác như mủ đất, mủ chén, mủ vỏ … được gộp chung lại gọi là mủ tạp (mủ thứ cấp) Đó là mủ rơi vãi xuống đất hoặc sau khi thu mủ nước mủ vẫn còn chảy vào chén, hoặc mủ dính trên vỏ cây … Mủ tạp nói chung rất bẩn lẫn nhiều đất, cát, các tạp chất và đã đông lại trước khi đưa về nhà máy

Mủ tạp được chọn riêng theo sản phẩm, đựng trong giỏ hoặc túi sạch Thông thường ta phân loại riêng mủ chén, mủ dây, mủ vỏ không để lẫn lộn với mủ đất Mủ chén được chia làm nhiều hạng khác nhau, tùy theo kích thước màu sắc Mủ trắng, mủ

bị sẫm màu do oxi hóa, mủ nay cho cao su có chất lượng tốt (tính năng cơ lý cao); với điều kiện được chế biến cẩn thận, sạch sẽ ngay khi lấy mủ, chuyên chở, tồn trữ ở xí nghiệp

III.2 Bảo quản mủ:

- Mủ nước chuyển đến xí nghiệp được đưa vào các bể lắng có kích thước lớn, tại đây mủ được khuấy trộn để làm đồng nhất các loại latex từ các nguồn khác nhau; đây là giai đoạn kiểm tra sơ khởi việc tiếp nhận Ở giai đoạn này, tiến hành do trọng lượng mủ khô và thành phần NH3 còn lại trong mủ

- Mủ tạp dễ bị oxi hóa nếu để ngoài trời, nhất là phơi dưới ánh nắng, chất lượng mủ sẽ bị giảm Khi đem về phân xưởng, mủ tạp được phân loại, ngâm rửa trong các hồ riêng biệt, để tránh bị oxi hóa và làm mất đi một phần chất bẩn Tùy theo phẩm chất từng loại mủ có thể ngâm tối đa là 7 ngày và tối thiểu là 12 giờ Mủ tạp ngoài ngâm nước có thể ngâm trong dung dịch hóa chất (acid clohidric, acid axalic, các chất chống lão hóa) để tránh phân hủy cao su

Các loại mủ dây, mủ đất được nhặt riêng, trướckhi tồn trữ được rửa sạch bằng cách cho qua giàn rửa có chứa dung dịch hóa học, thích hợp để tẩy các chất dơ, loại bỏ tạp chất

III.3 Qui trình công nghệ sơ chế mủ:

Ở Việt Nam hiện nay có 3 công nghệ chính đang áp dụng trong thực tế: công nghệ chế biến mủ ly tâm, công nghệ chế biến mủ cốm và công nghệ chế biến mủ tờ

a Công nghệ chế biến mủ ly tâm:

Mủ nước có khoảng 30% hàm lượng cao su khô (DRC) và 65% nước, thành phần còn lại là các chất phi cao su Các phương pháp đã được triển khai để cô đặc mủ nước từ vườn cây là ly tâm, tạo kem và bốc hơi Trong công nghệ ly tâm do sự khác nhau về tỷ trọng giữa cao su và nước, các hạt cao su dưới dạng serum được tách ra nhờ lực ly tâm để sản xuất ra mủ ly tâm tiêu chuẩn với 60% DRC Mủ ly tâm sau đó được xử lý với các chất bảo quản phù hợp và đưa vào bồn lưu trữ để ổn định tối thiểu từ 20 đến 25 ngày trước khi xuất

Một sản phẩm phụ của công nghệ chế biến mủ cao su là mủ skim (DRC khoảng 6%) Mủ skim thu được sau khi ly tâm được đánh đông bằng acid và được sơ chế thành các tờ crep dày hay sử dụng để sản xuất cao su cốm dưới nhiều dạng khác nhau

b Công nghệ chế biến cao su cốm:

Trong công nghệ này, mủ nước từ vườn cây sau khi được đánh đông bằng acid và mủ đông vườn cây được đưa vào dây chuyền máy sơ chế để đạt kết quả sau cùng là các hạt cao su có kích thước trung bình 3 mm trước khi đưa vào lò sấy Cao su sau khi sấy được đóng thành bành có trọng lượng 33,3 kg hay 35 kg tuỳ theo yêu cầu của khách hàng Phương pháp này cũng được sử dụng để chế biến cao su cốm từ mủ đông phát sinh từ mủ skim

c Công nghệ sơ chế mủ tờ:

Mủ nước từ vườn cây được lọc tự nhiên để loại bớt tạp chất, các mảnh vụn, rác… Mủ sau đó được đổ vào khay đánh đông và được pha loãng để DRC còn khoảng 10%,

pH của mủ nước được giảm xuống còn 4,5 bằng cách sử dụng acid fomic hay acid acetic và mủ nươc thường được để đông đặc qua đêm Sau khi hoàn toàn đông đặc, tấm mủ đông nổi lên trên sẻum và được đưa qua giàn mủ cán tờ Cặp trục cuối của giàn cán có cắt rãnh để tạo lớp nhăn trên tờ mủ Tờ mủ sau đó được phơi cho khô và được đưa vào lò xông để sản xuất mủ tờ xông khói (RSS) Sản phẩm này được phân loại từ RSS1 đến RSS6

Mủ tờ hong khói (ADS) là dạng mủ tờ không xông khói có màu vàng lợt Việc chế biến mủ ADS hoàn toàn giống như chế biến RSS ngoại trừ được sấy không khói Người ta thêm vào 0,04% muối metabíulphit vào mủ nước để giữ màu cao su Nhiệt độ sấy là yêu cầu quan trọng để đạt được màu sáng

Sơ đồ công nghệ sản xuất cao su ly tâm

ĐÁNH ĐÔNG MỦ SKIM

Amoniac

Nước để rửa các phương

tiện tiếp nhận,bồn chứa,sàn

BỒN NGÂM RỬA

Nước rủa

Nước rủa Nước rủa Nước rủa

MỦ NƯỚC VƯỜN CÂY

BỒN NHẬN MỦ

CÁN CREP SỐ 2

CÁN CREP SỐ 3 CÁN CREP SỐ 1

MÁY CÁN CẮT

LÒ SẤY

ĐÓNG BÀNH / ĐÓNG GÓI

CAO SU CỐM

MƯƠNG ĐÁNH ĐÔNG

MÁY BĂM BÚA Nước rửa

Nước pha loãng

Axit foocmic / Axit acetic

Sơ đồ chế biến mủ tờ

ĐÁNH ĐÔNG Acid

MỦ NƯỚC VƯỜN CÂY

d Mô tả qui trình:

+ Mủ đông:

Sau khi đánh đông mủ được đưa qua dàn máy cán để cán mỏng, loại bỏ acid, serum trong mủ Do yêu cầu và nhiệm vụ của từng loại máy nên mỗi máy có chiều sâu và số rãnh của trục khác nhau, khe hở giữa hai trục giảm dần theo thứ tự, số lần cán tùy theo từng loại mủ, để cuối cùng cho ra tờ mủ mịn, đồng đều có độ dày 3 -4 mm Mỗi máy có hệ thống phun nước ngay trên trục cán để làm sạch tờ mủ trong khi cán Sau cùng tờ mủ được chuyển qua máy cán bơm liên hợp tạo hạt

Để xác định lượng acid đánh đông: tính dựa vào hàm lượng cao su khô

Ra khỏi lò sấy, cân khối mủ và ép thành từng bánh ở nhiệt độ 400C, thời gian ép

1 phút Sau đó, chuyển qua máy kiểm tra kim loại Giai đoạn cuối cùng là lấy mẫu kiểm phẩm

+ Đóng kiện:

Bao bánh mủ bằng bao PE, xếp thành kiện, đóng palet, tồn kho

IV THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CAO SU:

Nước thải từ nhà máy chế biến mủ cao su có độ nhiễm bẩn rất cao, ảnh hưởng lớn đến điều kiện vệ sinh môi trường Nước thải ra từ nhà máy với khối lượng lớn gây ô nhiễm trầm trọng đến khu vực dân cư , ảnh hưởng đến sức khỏe, đời sống của nhân dân

trong khu vực Các mùi hôi thối độc hại, hóa chất sử dụng cho công nghệ chế biến cũng ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân và sự phát triển của động thực vật xung quanh nhà máy

Nếu không xử lí triệt để mà xả trực tiếp lượng nước thải vào các nguồn tiếp nhận như sông suối ao, hồ và các tầng nước ngầm thì nó sẽ gây ảnh hưởng nặng đến môi trường xung quanh như :

Ø Chất rắn lơ lửng có thể gây nên hiện tượng bùn lắng và nảy sinh điều kiện

kỵ khí

Ø Các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học chủ yếu là proein, cacbonhydrat,… được tính toán thông qua các chỉ tiêu BOD5 và COD Các hợp chất này có thể gây ra sự suy giảm nguồn oxy tự nhiên trong nguồn nước và phát sinh điều kiện thối rửa Chính điều này dẫn đến sự phát hoại và tiêu diệt các sinh vật nước và hình thành mùi hôi khó chịu

Ø Gây ô nhiễm tầng nước ngầm khi ngấm xuống đất, làm tăng nồng độ NO2 trong nước ngầm, rất nguy hại cho sức khoẻ con người khi sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm

Ø Gây hiện tượng phú dưỡng cho nguồn tiếp nhận do nước thải có hàm lượng N, P rất cao

Ở một số nước công nghiệp cao su phát triển mạnh, việc nguyên cứu các phương pháp xử lý nước thải ở nhà máy chế biến mủ cao su đã được ứng dụng với qui mô lớn và đạt hiệu quả cao Trong điều kiện nước ta hiện nay, việc đầu tư và xây dựng khu xử lí nước thải nhà máy cao su co ý nghĩa quan trọng, nhằm bảo vệ môi trường, cải thiện đời sống con người, động thực vật trong khu vực, đồng thời sử dụng được nguồn nước thải ra phục vụ cho nông nghiệp là việc làm cần thiết

· Thành phần, tính chất của nước thải:

Nước thải đánh đông có nồng độ chất bẩn cao nhất, chủ yếu là các serum còn lại trong nước thải sau khi vớt mủ bao gồm một số hóa chất đặc trưng như acid axetic CH3COOH, protein, đường, cao su thừa; lượng mủ chưa đông tụ nhiều do đó còn thừa một lượng lớn cao su ở dạng keo; pH thấp khoảng 5 – 5,5

Nước thải ở các công đoạn khác (cán, băm,… ) có hàm lượng chất hữu cơ thấp, hàm lượng cao su chưa đông tụ hầu như không đáng kể

Bảng: Thành phần, tính chất công nghệ sơ chế mủ cao su

Nguồn : Thống kê từ Trung tâm công nghệ môi trường -ECO

Đặc trưng cơ bản của các nhà máy chế biến cao su đó là sự phát sinh mùi Mùi hôi thối sinh ra do men phân hủy protein trong môi trường acid Chúng tạo thành nhiều chất khí khác nhau: NH3, CH3COOH, H2S, CO2, CH4, … Vì vậy việc xử lý nước thải nhà máy cao su là một vấn đề quan trọng cần phải được giải quyết

B TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ:

I LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ :

I.1 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ:

Lựa chọn dây chuyền công nghệ là một bước hết sức quan trọng quyết định sự thành công hay thất bại, sự kinh tế, hợp lý cua việc xử lý nước thải

Để lựa chọn dây chuyền công nghệ có thể dựa vào các điều kiện sau :

- Dựa vào lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải

- Yêu cầu mức độ xử lý đạt tiêu chuẩn Viêt Nam TCVN 5945 - 1995

- Các điều kiện tự nhiên, khí tượng và thuỷ văn tại khu vực

- Tình hình thực tế và khả năng tài chính

- Qui mô và xu hướng phát triển

- Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý

- Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì

- Tận dụng tối đa các công trình sẵn có

- Quỷ đất, hồ tự nhiên và diện tích mặt bằng sẵn có của các nhà máy

II.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ:

SONG CHẮN RÁC

BỂ TUYỂN NỔI BỂ ĐIỀU HOÀ

1 Song chắn rác:

Nhiệm vụ: Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn

rác Tại song chắn rác, các tạp vật thô có kích thước lớn được giữ lại Các tạp vật này có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm đường ống hoặc kênh dẫn Ngoài ra, các hợp chất cơ học trong nước còn có tác hại khác như bào mòn đường ống vận chuyển, làm tăng trở lực dòng chảy nên tăng tiêu hao năng lượng của bơm Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện thuận lợi cho cả hệ thống

Ưu điểm:

+ Đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt

+ Giữ lại tất cả các tạp vật lớn

Nhược điểm:

+ Không xử lý, chỉ giữ lại tạm thời các tạp vật lớn

+ Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian

+ Phải xử lý rác thứ cấp

2 Hố thu gom:

Nhiệm vụ: Thu gom nước thải từ các dây chuyền sản xuất và nước thải sinh hoạt

của nhà máy Giúp cho hệ thống xử lý nước hoạt động ổn định và hiệu quả

3 Bể điều hoà:

Trước khi nước thải vào bể điều hoà, cần cho qua lưới lọc để giữ lại những mủ cao su nhỏ, cao su chưa đông nhờ đó có thể tận dụng triêït để mủ cao su Trong quá trình

sơ chế mủ cao su, lượng cao su vụn thải ra theo nước thải chiếm một phần rất lớn vì vậy giai đoạn gạn “cao su rác” không chỉ là giai đoạn bắt buộc trong công nghệ xử lý nhằm

giảm hàm lượng chất bẩn, để tránh phức tạp gây tốn kém cho khâu xử lý tiếp theo, mà còn có thể tận dụng lại lượng cao su này cho quá trình tái sản xuất

Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải nhằm đảm bảo cho các quá trình xử lý tiếp theo

4 Bể tuyển nổi:

Tuyển nổi nhằm tách riêng các hạt rắn – lỏng hay lỏng – lỏng bằng cách tác động lên các hạt có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng trong dung dịch chứa nó Quá trình này được thực hiện bằng cách đưa các bọt khí mịn vào pha lỏng Bọt khí mịn dính bám vào các hạt và lực đẩy nổi đủ lớn đẩy các hạt dính bọt khí lên bề mặt

Quá trình tuyển nổi được sử dụng khi các hạt lơ lửng có vận tốc lắng rất nhỏ, chúng không thể lắng được trong bể lắng

Trong xử lý nước thải, người ta phân biệt các phương pháp tuyển nổi sau:

+ Tuyển nổi bằng cách tách không khí từ dung dịch

+ Tuyển nổi phân tán không khí bằng phương pháp cơ học

+ Tuyển nổi bằng cấp không khí qua đầu khuếch tán bằng vật liệu xốp + Tuyển nổi điện và tuyển nổi hóa học

Tác nhân thông dụng nhất trong các phương pháp tuyển nổi xử lý nước thải là không khí Không khí được cấp vào nước và tạo bọt theo các phương pháp sau:

+ Sục khí vào nước ở áp suất cao, sau đó giảm áp – gọi là tuyển nổi bằng không khí hòa tan

+ Sục khí ở áp suất khí quyển gọi là tuyển nổi bằng không khí

+ Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển sau đó thoát ra khỏi nước ở áp suất chân không gọi là tuyển nổi chân không

Phương pháp tuyển nổi có nhiều ưu điểm nổi bậc sau:

+ Quá trình thực hiện liên tục và có phạm vi ứng dụng rộng rãi

+ Vốn đầu tư và chi phí vận hành không lớn

+ Thiết bị đơn giản

+ Có độ lựa chọn tách các tạp chất

+ Tốc độ quá trình tuyển nổi cao hơn quá trình lắng và có khả năng cho bùn cặn có độ ẩm thấp (90 – 95%)

Phương pháp tuyển nổi được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải của nhiều nghành công nghiệp

5 Bể UASB:

- UASB là bể xử lý sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn, phát triển mạnh

ở Hà Lan Xử lý bằng phương pháp kị khí là phương pháp được ứng dụng để xử lý các loại chất thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao, khả năng phân hủy sinh học tốt, nhu cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng mới

- Vì quá trình phân hủy kị khí dưới tác dụng của bùn hoạt tính là quá trình sinh học phức tạp trong môi trường không có oxi, nên bùn nuôi cấy ban đầu phải có độ hoạt tính methane Độ hoạt tính methane càng cao thì thời gian khởi động (thời gian vận hành ban đầu đạt đến tải trọng thiết kế) càng ngắn Bùn hoạt tính dùng cho bể UASB nên lấy bùn hạt hoặc bùn lấy từ một bể xử lý kị khí là tốt nhất, có thể sử dụng bùn chứa nhiều chất hữu cơ như bùn từ bể tự hoại, phân gia súc hoặc phân chuồng

- Nồng độ bùn nuôi cấy ban đầu cho bể UASB tối thiểu là 10Kg VSS/ m3 Lượng bùn cho vào bể không nên nhiều hơn 60% thể tích bể

- Trước khi vận hành bể UASB cần phải xem xét thành phần tính chất nước thải cần xử lý cụ thể như hàm lượng chất hữu cơ, khả năng phân hủy sinh học của nước thải, tính đệm, hàm lượng chất dinh dưỡng, hàm lượng cặn lơ lửng, các hợp chất độc, nhiệt độ nước thải …

- Khi COD nhỏ hơn 100 mg/L, xử lý nước thải bằng UASB không thích hợp Khi COD lớn hơn 50.000 mg/L, cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước đầu ra

- UASB không thích hợp đối với nước thải có hàm lượng SS lớn Khi nồng độ cặn

lơ lửng lớn hơn 3000 mg/L, cặn này khó có thể phân hủy sinh học được trong thời gian lưu nước ngắn và sẽ tích lũy dần trong bể, gây trở ngại cho quá trình phân hủy nước thải Tuy nhiên, nếu lượng cặn này bị cuốn trôi ra khỏi bể thì không có trở ngại gì Cặn

lơ lửng sẽ lưu lại trong bể hay không tùy thuộc vào kích thước hạt cặn và hạt bùn nuôi cấy Khi kích thước của hai loại cặn này gần như nhau, cặn lơ lửng sẽ tích lại trong bể Khi sử dụng bùn hạt, cặn lơ lửng sẽ dễ dàng bị cuốn trôi ra khỏi bể Đôi khi, lượng cặn

lơ lửng này có thể bị phân hủy trong bể Lúc đó, cần biết tốc độ phân hủy của chúng để tính thời gian lưu cặn trong bể

- UASB không thích hợp với nước thải có hàm lượng amonia lớn hơn 2.000 mg/L hoặc nước thải có hàm lượng sunphate vượt quá 500 mg/L ( tỉ số COD/SO42- < = 5) Bản thân sunphate không gây độc nhưng do vi khuẩn khử sunphate dễ dàng chuyển hóa SO42- thành H2S Khi hàm lượng SO42- không quá cao (hoặc tỉ số COD/SO42- không vượt quá 10), sẽ không ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kị khí

- Dựa vào các yếu tố trên có thể khẳng định sử dụng UASB cho công nghệ sử lý nước thải cao su là hợp lý

- Thời gian lưu nước trong bể thường kéo dài từ 30 - 40 giờ, pH trong khoảng từ 7

- 7,2; nhiệt độ ổn định là 33 - 350C; tải trọng hữu cơ đạt từ 10 - 15 kg/m3/ngày; nồng độ MLSS cần duy trì trong khoảng từ 20 đến 30g/l

6 Bể Aerotank :

Quá trình oxy hoá chất hữu cơ trong bể Aerotank là nhờ các vi sinh vật phân huỷ hiếu khí Để đảm bảo oxy cho các quá trình oxy hoá chất hữu cơ và giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng thì phải luôn luôn duy trì việc cung cấp khí Trong bể Aerotank cần có sự kiểm soát BOD, COD để giữ cho tải trọng bể ổn định và đạt hiệu suất tối ưu

Tính quan trọng của bùn là khả năng tạo bông Khi bông hình thành thì một số vi khuẩn bên trong bị tiêu diệt và phân huỷ Do đó, thời gian lưu nước trong bể aerotank

không lâu quá 12 giờ Bùn hoạt tính có chứa nhiều sinh vật có khả năng oxy hoá các chất hữu cơ có nhiều trong nước thải Số lượng quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần chất thải, hàm lượng các chất thải, lượng oxy hoà tan, chế độ thuỷ động học của bể Mật độ vi khuẩn trong bùn hoạt tính dao động trong khoảng từ 108 – 1012 khuẩn lạc/mg MLSS

Trong bể phản ứng, vi sinh vật thực hiện các biến đổi theo các phương trình sau: Sự oxy hoá tổng hợp:

COHNS + O2 + dinh dưỡng ¾ ¾

VK CO2 + NH3 + C5H7NO2 + các sản phẩm khác

(Chất hữu cơ) (Tế bào vi khuẩn)

Hô hấp nội sinh:

C5H7NO2 + 5O2 ¾ ¾

VK 5CO2 + NH3 + H2O + năng lượng

Quá trình phân huỷ của vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH, nhiệt độ, các chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính đồng nhất của nước thải Do đó cần phải theo dõi các thông số này trong bể aerotank Hiệu quả xử lý BOD của bể aerotank đạt từ 85 – 95%

7 Bể lắng:

Có nhiệm vụ lắng, làm trong nước và cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định Nước thải được dẫn sang hồ hoàn thiện, bùn được tuần hoàn trở lại bể aerotank để ổn định nồng độ MLSS Lượng bùn dư đưa sang bể nén bùn làm phân bón Tốc độ lắng của các bông cặn phụ thuộc vào nồng độ và tính chất của cặn

8 Hồ hoàn thiện:

Nước thải sau khi qua bể lắng nồng độ chất hữu cơ vẫn còn cao được tiếp tục phân huỷ ở hồ hoàn thiện Oxy cung cấp cho quá trình oxy hoá chủ yếu do sự khếch tán không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của tảo, rêu … Thời gian lưu nước trong

hồ từ 3 – 6 ngày Hồ hoàn thiện có thể kết hợp xử lý nước thải với thả bèo nuôi cá Nước thải sau hồ hoàn thiện đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường

9 Ngăn chứa bùn:

Bùn từ bể lắng được dẫn sang ngăn chứa bùn, tại đây một phần bùn hoạt tính sẽ được tuần hoàn trở lại bể aerotank Phần còn lại được nén lại và dẫn sang bể ép bùn

10 Bể nén bùn:

Có nhiệm vụ ép bùn làm giảm thể tích của bùn, tạo điều kiện cho viêïc phơi bùn

11 Sân phơi bùn:

Bùn sau khi được nén trong bể nén bùn sẽ chảy sang sân phơi bùn nhờ áp lực thủy tĩnh Sân phơi tận dụng điều kịên tự nhiên để giảm thể tích và khối lượng cặn Tại sân phơi độ ẩm của cặn giảm xuống là do một phần nước bốc hơi và phần khác ngấm xuống đất Sau một thời gian lưu tại sân phơi bùn được chở đến bãi chôn lấp hợp vệ sinh

B TÍNH TOÁN BỂ AEROTANK:

1 Tính toán bể Aerotank:

v Các thông số thiết kế

 Lưu lượng nước thải Q= 500m3/ngày

 Hàm lượng BOD5 ở đầu vào 250 mg/L

 Hàm lượng COD ở đầu vào 300 mg/L

 Nhiệt độ duy trì trong bể 200C

 Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn nguồn loại B:

q BOD ở đầu ra < 25 mg/L (thấp hơn tiêu chuẩn nguồn loại B)

q Cặn lơ lửng ở đầu ra SSra = 20 mg/L (thấp hơn tiêu chuẩn nguồn loại B) gồm có 65% là cặn có thể phân huỷ sinh học

 Nước thải khi vào bể Aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi ( nồng độ

vi sinh vật ban đầu) X0 = 0

 Nước thải được điều chỉnh sao cho BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1

 Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) với lượng chất rắn lơ lửng (MLSS) có trong nước thải là 0,7

MLSS MLVSS = 0,7 ( độ tro của bùn hoạt tính Z = 0,3)

 Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn ( tính theo chất rắn lơ lửng ) Xr = 7.000 mg/L

 Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính (MLVSS) được duy trì trong bể Aerotank là : X = 3.000 mg/L

 Thời gian lưu bùn trong hệ thống, q c = 10 ngày

 Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 ( BOD hoàn toàn) là 0,68

 Hệ số phân huỷ nội bào, kd = 0,06 ngày-1

 Hệ số sản lượng tối đa ( tỷ số giữa tế bào được tạo thành với lượng chất nền được tiêu thụ ), Y = 0,5 Kg VSS/Kg BOD5

 Loại và chức năng bể : Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh Ưu điểm: không xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho xử lý mủ cao su với các cặn khó lắng

v Tính toán bể Aerotank

Ø Xác định nồng độ BOD 5 hoà tan trong nước thải ở đầu ra

- Sơ đồ làm việc của hệ thống: