Bài thuyết trình xử lý bùn thải

Giới thiệu3 Bùn thải của nhà máy xử lý nước và nước thải là hỗn hợp của nước và cặn lắng có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân hủy, dễ bị thối rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc

GVHD: PGS TS Nguyễn Thị LoanSVTH:

Hoàng Thị Lan Anh Nguyễn Thu Hiền Nguyễn Văn Trung

1

XỬ LÝ BÙN THẢI

Giới thiệu

3

Bùn thải của nhà máy xử lý nước và nước thải là hỗn hợp của nước và cặn lắng có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân hủy, dễ bị thối rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho môi trường vì thế cần có biện pháp xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận [1]

Nguồn phát sinh ra bùn thải [2] gắn với phân loại

5

Tính chất bùn thải [4]

6

 Bùn thải thường là hỗn hợp huyền phù khó lọc.

 Bùn thải từ bể lắng 1 của hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ

chưa được phân hủy hoàn toàn Còn bùn thải thu được từ bể lắng 2 là bùn hoạt tính

có dạng bông, các chất hữu cơ đã được phân hủy 1 phần Trong các loại thải này

chứa rất nhiều VSV

 Trong bài thảo luận này sẽ tập trung nghiên cứu những đặc tính và phương pháp xử lý bùn thải từ quá trình xử lý nước thải sinh hoạt:

Quy trình xử lý bùn thải [1]

8

Làm đặc →Xử lý ổn định bùn →Loại nước giảm độ ẩm từ 99% xuống 80 – 75% thành cặn tương đối đặc và khô →Kiểm tra hàm lượng các chất dinh dưỡng và các chất độc hại (kim loại nặng) →Nếu cho phép thì xử lý tinh để làm phân bón hay cải tạo đất hoặc không được thì đưa đến nơi chôn lấp

Các phương pháp xử lý bùn cặn [1]

9

Làm đặc bùn

10

Là quá trình làm tăng nồng độ bùn bằng cách loại bỏ một phần nước ra khỏi hỗn hợp,

làm cho khối lượng vận chuyển và thể tích các công trình ở giai đoạn sau giảm đi

Để làm đặc bùn thường dùng một số công trình như bể làm đặc bằng lắng trọng lực, bể

tuyển nổi, lọc ly tâm, lọc qua băng tải…

Bể làm đặc bùn bằng trọng lực

11

Làm đặc bùn bằng tuyển nổi

12

Nguyên tắc:

Khi ta thổi khí vào hỗn hợp bùn cặn với một áp suất cao và sau đó giảm áp suất này

xuống đến áp suất bình thường của không khí, khí sẽ tạo ra những bọng nhỏ li ti, dính

bám vào các hạt bông cặn, làm cho tỷ trọng của chúng nhỏ đi và chuyển động lên phía

trên, nổi trên mặt nước [4]

Bể làm đặc bùn bằng tuyển nổi

14

Ổn định sinh học [6]

16

 Ổn định sinh học bao gồm hai phương pháp:

 Phân giải yếm khí

 Phân giải hiếu khí

 Phân giải yếm khí ưa nhiệt là phương pháp được sử dụng rộng rãi trên thế giới

 Phân hủy hiếu khí thường dùng trong ổn định bùn dư sinh học loại bỏ các chất dinh dưỡng sinh học trong bùn

Phân giải yếm khí

17

 Quá trình phân giải yếm khí là quá trình lên men không có mặt oxy, sản phẩm cuối

cùng của quá trình phân giải là CO2 và CH4

 Quá trình này thường được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ 30-37oC và thời gian

kéo dài khoảng 30 ngày pH trong lên men yếm khí gần pH trung tính

Bể lắng kết hợp lên men phân hủy bùn Imhoff

Phân giải hiếu khí [4]

19

Thực chất là quá trình làm thoáng bằng cách sục khí vào hỗn hợp bùn cặn trong một thời gian

dài, vi khuẩn hoạt động ở giai đoạn hô hấp nội bào để oxy hóa các chất hữu cơ chứa trong tế

bào

Các chất hữu cơ này sẽ bị oxy hóa thành CO2, H2O, NH4+, NH4+ lại tiếp tục bị oxy hóa thành NO3- Lượng chất hữu cơ giảm, cặn trở nên ổn định

Bể ổn định bùn hiếu khí làm việc theo mẻ

20

Bể ổn định bùn hiếu khí làm việc liên tục

21

 Liều lượng Clo từ 600 – 4800 mg/l tùy thuộc vào nồng độ và tính chất của bùn.

 Phương pháp này không làm giảm thể tích bùn, bùn có mùi Clo

Ổn định hóa học

23

Dùng vôi

 Cho lượng vôi đủ để nâng pH ≥ 12, ở môi trường này vi khuẩn không sống được do

đó bùn không bị phân hủy, không có mùi và không gây độc hại

 Người ta thường dùng vôi bột chưa tôi để đạt kết quả khả quan nhất Ta có thể cho vôi vào trước hoặc sau quá trình ép khô

 Nếu cho vôi trước, lượng vôi sẽ tiêu tốn nhiều, đòi hỏi phải có một máy khuấy trộn Người ta trộng đều vôi và bùn trong 30 phút rồi bơm chúng lên máy làm khô

 Nếu cho vôi vào sau khi ép khô sẽ tiết kiệm được lượng vôi nhưng bùn khó làm khô

và không ổn định

Loại nước ra khỏi bùn thải

24

Loại bỏ nước để giảm độ ẩm xuống 70 – 80% tức tăng nồng độ cặn khô từ 20 – 30% với

mục đích:

 Giảm khối lượng vận chuyển ra bãi thải

 Bùn khô dễ đưa đi chôn lấp hay cải tạo đất hơn bùn nước.

 Giảm lượng nước bẩn có thể thấm vào nước ngầm ở bãi thải.

 Ít gây mùi khó chịu và ít độc tính.

Loại nước ra khỏi bùn thải

25

Có nhiều loại thiết bị loại nước khỏi bùn, một số loại thông dụng phù hợp với điều kiện nước ta hiện nay:

 Sân phơi bùn

 Máy lọc bùn chân không

 Máy lọc ép băng tải

 Máy ép cặn ly tâm

Sân phơi bùn

26

Sân phơi bùn được thiết kế thành từng ô rồi đổ một lớp sỏi trên bề mặt đáy của các ô phơi bùn Đáy ô phơi bùn phải thiết kế cao hơn mực nước ngầm để dễ thoát nước và thu nước

Quá trình làm khô bùn xảy ra qua hai gai đoạn:

 Ở giai đoạn 1: Nước được lọc qua lớp cát và sỏi

 Ở giai đoạn 2: Nước được bốc hơi thông qua bề mặt rộng của ô phơi bùn do nhiệt ánh sáng mặt trời

Máy lọc bùn chân không

27

 Phương pháp làm khô bùn này khá tốn kém

 Thiết bị lọc gồm vỏ trống lọc hình trụ nằm ngang, bên trong trống lọc được máy bơm

chân không từ 300 – 650 mm Hg Bên ngoài mặt trống là áp lực khí trời, bên trong là

chân không nên nước đi qua vải lọc vào trong còn cặn được giữ lại trên mặt trống,

cặn được làm khô đến 70 – 80%

Máy lọc bùn chân không

28

Máy lọc ép băng tải

29

Hệ thống bao gồm máy bơm bùn từ bể cô đặc đến thùng hòa trộn hóa chất keo tụ và

định lượng bùn Ở đây, nước được lọc theo nguyên tắc trọng lực Sau đó bùn đi qua một

cần gạt để bùn được phân phối đều trên băng tải, từ đó bùn qua trục ép bằng áp lực tăng

dần

Máy lọc ép băng tải

30

Máy ép bùn ly tâm

31

Làm khô bùn theo nguyên tắc lắng và ép bùn bằng lực ly tâm

Máy ép ly tâm đang được dùng phổ biến ở các nhà máy xử lý nước thải vì:

 Vốn đầu tư ít, chi phí quản lý thấp

 Hệ thống kín mùi, chiếm ít diện tích, không phải thường xuyên theo dõi.

Máy ép bùn ly tâm

32

Sấy khô – Thiêu đốt [3]

33

Sấy khô: là việc cho bốc hơi lượng nước có trong khe hở của bùn Có thể sấy khô

từng phần hay hầu như toàn bộ bùn

Thiêu đốt: không những loại bỏ toàn bộ nước ở các kẽ hở mà còn đốt cháy các chất

hữu cơ có trong bùn Đây là phương pháp thu được chất thải có khối lượng nhỏ nhất: tro

chỉ gồm các chất vô cơ của bùn

Làm tăng giá trị bùn bằng nuôi giun

36

Là việc nuôi giun đất trên bánh bùn có thể được trộn với chất thải có mỡ của trạm lọc

Lượng giun sinh trưởng tùy thuộc vào chất hữu cơ ổn định ở mức độ sản phẩm gọi là

“phân giun”

Cần chú ý bảo đảm các yếu tố oxy, độ ẩm, nhiệt độ vì giun đất rất nhạy cảm với những

điều này

Tạo chất độn nhẹ

37

Các chất độn nhẹ nói chung là các sản phẩm tự nhiên (nham thạch núi lửa, puzôlan) hay các sản phẩm sản xuất từ đất sét đặc biệt đã sấy nóng hay còn gọi là tro bay của các nhà máy luyện kim

Quy trình:

Khử nước và sấy khô từng phần →Thêm tro →Vo viên các khối kết tụ → Sấy khô → Thiêu kết các khối kết tụ → Làm lạnh → Nghiền vụn và ổn định chất độn →Sàng

Làm phân bón cho đất

38

Bùn cặn thu được sau khi xử lý ổn định và tách nước còn chứa một số chất dinh dưỡng có lợi cho cây trồng, có thể dùng làm chất cải tạo đất, tuy vậy chất dinh dưỡng trong cặn có hàm lượng thấp lại không đủ thành phần nên không thể thay phân bón

Để có thể thu được phân bón từ bùn cặn của nước thải phải qua các giai đoạn xử lý, loại bỏ các kim loại nặng, thành phần gây độc (nếu có) và chế biến tinh nên chi phí cao, không có hiệu quả cao

Tính toán thiết kế công trình xử lý bùn thải – Bể ổn định

2 Tải trọng cặn trên đơn vị thể tích bể tính theo cặn hữu cơ 1,6 – 4,8 kg/m3.ngày

5 Lượng oxy hòa tan cần duy trì trong hỗn hợp 1 - 2 mg/l

6 Lượngcặnhữucơbịphânhủytrongbể 40 – 50 %

Q: Lưu lượng trung bình của hỗn hợp cặn đi vào bể(m3/ ngày)

Xc: Nồng độ cặn trong hỗn hợp đi vào bể(mg/L)

Y: Số phần trăm cặn tươi trong hỗn hợp cặn(theo số thập phân)

Sc: Nồng độ BOD5 trong dung dịch cặn tươi(mg/L)

X: Nồng độ cặn trong bể ổn định hiếu khí(mg/L)

Kd: Hằng số phân hủy(L/ngày) thường từ 0,05- 0,07

P: Tỷ lệ cặn hữu cơ trong cặn ở bể ổn định(theo số thập phân)

: Tuổi của cặn hay thời gian lưu cặn trong bể(ngày) phụ thuộc vào nhiệt độ nước và

số phần trăm lương cặn hữu cơ sẽ bị phân hủy

Quy trình và các phương xử lý bùn bao gồm: Làm đặc bùn, Ổn định bùn, Loại nước và Xử lý

bùn sau khi đã khử nước.

Kết luận

42

 Ngoài việc mang đi chôn lấp hay thải bỏ có thể ứng dụng những phương pháp ủ phân

compost, nuôi giun, làm chất độn hay làm phân bón cho bùn đã khử nước

 Liệt kê các công nghệ xl bùn, công nghệ nào phổ biến nhât

Tài liệu tham khảo

43

1. Trịnh Xuân Lai (2013), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng.

2. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2006), Giáo trình Công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa

học và Kỹ thuật.

3. Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường (2009), Sổ tay xử lý nước tập 2, NXB Xây

Dựng.

4. Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thùy Dương (2003), Công nghệ sinh học môi trường,

Tập 1: Công nghệ xử lý nước thải, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

Tài liệu tham khảo

44

5. Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thùy Dương (2003), Công nghệ sinh học môi trường, Tập 2:

Xử lý chất thải rắn hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

6 Clever Vitorio Andreoli, Marcos von Sperling, Fernando Fernanders (2007), Sludge Treatment

and Disposal, Caxton Street, London.

7 http://hrpc.com.vn/vn/xu-ly-bun-thai-nguy-hai_175.html

45