Công nghệ xử lý nước thải
Trang 1CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
TS Trần Thị Mỹ Diệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP VĂN LANG
KHOA CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
ANAEROBIC DIGESTION
Trang 2Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Single –stage high-rate digestion Single –stage high-rate digestion
Two–stage digestion Two–stage digestion
Separate sludge digestion Separate sludge digestion
Standard-rate digestion Standard-rate digestion
Trang 3Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Single –stage high-rate digestion Single –stage high-rate digestion
Gia nhiệt, khuấy trộn, nạp liệu đồng nhất
và nén bùn trước khi đưa vào thiết bị là
đặc điểm của qt phân hủy bùn kỵ khí tải
trọng cao một giai đoạn
Gia nhiệt, khuấy trộn, nạp liệu đồng nhất
và nén bùn trước khi đưa vào thiết bị là
đặc điểm của qt phân hủy bùn kỵ khí tải
trọng cao một giai đoạn
Bùn phải được bơm liên tục hoặc theo
chu kỳ 30 phút-2 giờ để duy trì điều kiện
ổn định trong thiết bị
Bùn phải được bơm liên tục hoặc theo
chu kỳ 30 phút-2 giờ để duy trì điều kiện
ổn định trong thiết bị
Trang 4Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Single –stage high-rate digestion Single –stage high-rate digestion
Gas storage
CH 4 + CO 2
Sludge inlets
Sludge heater
Sludge outlets
Mixer Fixed cover
Trang 5Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Single –stage high-rate digestion Single –stage high-rate digestion
Đối với các thiết bị nạp liệu theo chu kỳ 8 giờ hoặc 24 giờ, cần tháo bùn đã phân
hủy trước khi nạp bùn mới vào thiết bị
Đối với các thiết bị nạp liệu theo chu kỳ 8 giờ hoặc 24 giờ, cần tháo bùn đã phân
hủy trước khi nạp bùn mới vào thiết bị
Trong thiết bị phân hủy kỵ khí tải trọng
cao không tách riêng nước bề mặt
Trong thiết bị phân hủy kỵ khí tải trọng
cao không tách riêng nước bề mặt
Trang 6Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Two–stage high-rate digestion
Two–stage high-rate digestion
Thường được sử dụng trước đây và ít
được dùng hiện nay
Thường được sử dụng trước đây và ít
được dùng hiện nay
Thiết bị phân hủy tải trọng cao là bể thứ hai trong hệ thống
Thiết bị phân hủy tải trọng cao là bể thứ
hai trong hệ thống
Bể thứ nhất được dùng để lên men,
được gia nhiệt và lắp đặt tb khuấy trộn
Bể thứ nhất được dùng để lên men,
được gia nhiệt và lắp đặt tb khuấy trộn
Bể thứ hai thường không được gia nhiệt
và được dùng như bể ổn định
Bể thứ hai thường không được gia nhiệt
và được dùng như bể ổn định
Trang 7Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Two–stage high-rate digestion Two–stage high-rate digestion
Sludge outlets
Supernatant outlets
Gas storage
Digester gas outlet
Sludge
inlets
Sludge
heater
Sludge outlets
Mixer
Fixed cover
Gas storage
Sludge inlets
Floating cover
Scum layer Supernatant layer Digested sludge
Second stage (stratified) First stage
(completely mixed)
Trang 8Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Two–stage high-rate digestion
Two–stage high-rate digestion
Hệ thống này ít đc dùng vì chi phí xây
dựng lớn và bể thứ 2 không hiệu quả
Hệ thống này ít đc dùng vì chi phí xây
dựng lớn và bể thứ 2 không hiệu quả
Do bùn không lắng tốt nên nước bề mặt
từ bể thứ hai trong hệ thống thường có
hàm lượng chất rắn cao
Do bùn không lắng tốt nên nước bề mặt
từ bể thứ hai trong hệ thống thường có
hàm lượng chất rắn cao
Bùn không lắng tốt là do qt phân hủy
trong bể 1 xảy ra không hoàn toàn và bùn mịn
Bùn không lắng tốt là do qt phân hủy
trong bể 1 xảy ra không hoàn toàn và bùn mịn
Trang 9Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Two–stage high-rate digestion
Two–stage high-rate digestion Dòng nước bề mặt tuần hoàn lại có thể
ảnh hưởng đến HTXLNT nên có thể cần
phải xử lý riêng
Dòng nước bề mặt tuần hoàn lại có thể
ảnh hưởng đến HTXLNT nên có thể cần
phải xử lý riêng
Nếu sử dụng hệ thống này, cần phải thực hiện cân bằng khối lượng chất rắn đối
với dòng tuần hoàn từ bể 2.
Nếu sử dụng hệ thống này, cần phải thực hiện cân bằng khối lượng chất rắn đối
với dòng tuần hoàn từ bể 2.
Trong một số trường hợp, bể 2 cũng
được gia nhiệt và khuấy trộn để bảo đảm bùn đạt trạng thái ổn định trước khi XL
tiếp hoặc khử nước
Trong một số trường hợp, bể 2 cũng
được gia nhiệt và khuấy trộn để bảo đảm bùn đạt trạng thái ổn định trước khi XL
tiếp hoặc khử nước
Trang 10Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Separate sludge digestion Separate sludge digestion
Qt phân hủy bùn từ bể lắng 1 và bùn sinh học được thực hiện trong 2 bể riêng vì
Qt phân hủy bùn từ bể lắng 1 và bùn sinh học được thực hiện trong 2 bể riêng vì
(1) Sử dụng hiệu quả khả năng tách nước tốt của bùn bể lắng 1
(1) Sử dụng hiệu quả khả năng tách nước tốt của bùn bể lắng 1
(2) Qt phân hủy đc áp dụng hiệu quả cho bùn sinh học
(2) Qt phân hủy đc áp dụng hiệu quả cho bùn sinh học
(3) Dễ dàng tạo điều kiện tối ưu cho qt
phân hủy bùn
(3) Dễ dàng tạo điều kiện tối ưu cho qt
phân hủy bùn
Trang 11Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Tính toán thiết kế Tính toán thiết kế Dựa trên thời gian lưu bùn
Dựa trên thời gian lưu bùn
Sử dụng tải trọng thể tích
Sử dụng tải trọng thể tích
Sự phân hủy chất rắn bay hơi
Sự phân hủy chất rắn bay hơi
Sự giảm thể tích quan sát được
Sự giảm thể tích quan sát được
Trang 12Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Tính toán thiết kế dựa trên SRT
Tính toán thiết kế dựa trên SRT
có thể đc ước tính như sau:
có thể đc ước tính như sau:
V 0 , 35 0 103 / 1 ,1 42
V CH4 = tt CH 4 sinh ra ở đk chuẩn (0 o C, 1 atm), m 3 /ngđ
V CH4 = tt CH 4 sinh ra ở đk chuẩn (0 o C, 1 atm), m 3 /ngđ
Q = lưu lượng (m 3 /ngđ)
Q = lưu lượng (m 3 /ngđ)
S o = bCOD trước xử lý (mg/L)
S o = bCOD trước xử lý (mg/L)
S = bCOD sau xử lý (mg/L)
S = bCOD sau xử lý (mg/L)
P x = Lượng bùn sinh ra hàng này (kg/ngđ)
P x = Lượng bùn sinh ra hàng này (kg/ngđ)
Trang 13Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Tính toán thiết kế dựa trên SRT
Tính toán thiết kế dựa trên SRT
Lượng bùn sinh ra hàng ngày có thể đc ước tính như sau:
Lượng bùn sinh ra hàng ngày có thể đc
ước tính như sau:
Q = lưu lượng (m 3 /ngđ)
Q = lưu lượng (m 3 /ngđ)
S o = bCOD trước xử lý (mg/L)
S o = bCOD trước xử lý (mg/L)
S = bCOD sau xử lý (mg/L)
S = bCOD sau xử lý (mg/L)
P x = Lượng bùn sinh ra hàng này (kg/ngđ)
P x = Lượng bùn sinh ra hàng này (kg/ngđ)
SRT k
kg g
S S
YQ P
d
o x
1
/
SRT = Thời gian lưu bùn (ngđ)
SRT = Thời gian lưu bùn (ngđ)
Trang 14Mesophilic Anaerobic Digestion Process
Tính toán thiết kế dựa trên SRT
Tính toán thiết kế dựa trên SRT
Nhiệt độ
SRT (tối thiểu)
SRT (thiết kế)
*Mc Carty (1964) & (1968)
*Mc Carty (1964) & (1968)
Trang 15Mesophilic Anaerobic Digestion Process
BÀI TẬP
BÀI TẬP
Xác định kích thước thiết bị phân hủy kỵ khí để xử lý bùn của trạm xử lý nước thải có Q = 38 000 m 3 /ngđ
Kiểm tra tải trọng thể tích, xác định mức độ ổn định và ước tính lượng khí sinh ra Biết rằng đối với nước thải đã xử lý,
VSS = 0.15 kg/m 3
bCOD = 0.14 kg/m 3
Giả sử bùn có độ ẩm 95%, tỷ trọng 1.02
SRT =10 ngày
E = 70%
y = 0.08 kgVSS/kgbCOD.
K = 0.03 ngđ -1 Bùn chứa đủ N,P cho quá trình phát triển sinh học
Khí chứa 65% CH 4
Xác định kích thước thiết bị phân hủy kỵ khí để xử lý bùn của
trạm xử lý nước thải có Q = 38 000 m 3 /ngđ
Kiểm tra tải trọng thể tích, xác định mức độ ổn định và ước tính
lượng khí sinh ra Biết rằng đối với nước thải đã xử lý,
VSS = 0.15 kg/m 3
bCOD = 0.14 kg/m 3
Giả sử bùn có độ ẩm 95%, tỷ trọng 1.02
SRT =10 ngày
E = 70%
y = 0.08 kgVSS/kgbCOD.
K = 0.03 ngđ -1
Bùn chứa đủ N,P cho quá trình phát triển sinh học
Khí chứa 65% CH 4
Trang 16Mesophilic Anaerobic Digestion Process
BÀI GIẢI BÀI GIẢI
Tính thể tích bùn
Tính thể tích bùn
ngđ
m x
x
05
0 x 1000 02
1
38000 15
.
0
Tính thể tích bể phân hủy
Tính thể tích bể phân hủy
3 1118
10 8
.
QxSRT
Trang 17Mesophilic Anaerobic Digestion Process
BÀI GIẢI
BÀI GIẢI
Tính P x
S o = 0.14 x 38000 = 5320 kg/ngđ
S o = 0.14 x 38000 = 5320 kg/ngđ
S = 5320 x (1-0.7) = 1596 kg/ngđ
S = 5320 x (1-0.7) = 1596 kg/ngđ
P x = 229.2 kg/ngđ
P x = 229.2 kg/ngđ
SRT k
kg g
S S
YQ P
d
o x
1
/
SRT = 10 ngđ
SRT = 10 ngđ
Trang 18Mesophilic Anaerobic Digestion Process
BÀI GIẢI BÀI GIẢI
Tính tải trọng thể tích
Tính tải trọng thể tích
Kg bCOD/m 3 /ngđ = 5320 : 1118 = 4.76
Kg bCOD/m 3 /ngđ = 5320 : 1118 = 4.76
Xác định mức độ ổn định
Xác định mức độ ổn định
S
Px S
S
o
Độ ổn định % = 63.9
Độ ổn định % = 63.9
Trang 19Mesophilic Anaerobic Digestion Process
BÀI GIẢI
BÀI GIẢI
Tính thể tích CH 4
V CH4 = 1359 m3/ngđ
V 0 , 4 0 103 / 1 ,1 42
Tính tổng thể tích khí
Tính tổng thể tích khí
V t-khí = 1359 : 0.65 = 2091 m 3 /ngđ