QLVH hệ thống xử lý nước thải bằng pp sinh học

quản lí và vận hành hệ thống xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học tiết kiệm giảm rủi ro chú ý bùn hoạt tính. ao sinh học. sinh học hiếu khí, màng sinh học, bùn hoạt tính, hồ sinh ọc, xử lí nước thải bằng phương pháp hóa học , và bằng phương pháp sinh học

Quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải

bằng phương pháp sinh học

Giáo viên hướng dẫn : Ngô Quý Quyền Sinh viên thực hiện: 1 Hoàng Văn Anh

2 Ngô Quang Trọng

Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải nhuộm vải

Mở đầu

1.Tổng quan về phương pháp sinh học trong xử lý nước thải

Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất

khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng

Sản phẩm của các quá trình phân hủy này là khí CO2, H2O, N2, ion sulfite…

Các điều kiện nước thải đưa vào xử lý sinh học

 Không có chất độc làm chết hoặc ức chế hoàn toàn hệ vi sinh vật trong nước thải

 Chất hữu cơ có trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn cacbon và

năng lượng cho vi sinh vật

 BOD/COD > 0,5

Cơ chế

Phân loại

2.Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

(CHO)nNS + O2 → CO2 + H2O + NH4+ + H2S + Tế bào vi sinh vật+ ∆H

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí tự nhiên

Ao hồ sinh học hiếu khí

Là loại ao nông 0,3 ÷ 0,5m có quá

trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ

chủ yếu nhờ các VSV hiếu khí

Cánh đồng tưới và bãi lọc

Thường sử dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt do chứa N:P:K = 5:1:2 phù hợp cho phát triển thực vật

Nhằm xử lý nước thải đồng thời tận dụng nước thải làm nguồn phân bón

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo

tốc độ tiêu thụ oxy gần như ít thay

đổi Chính giai đoạn này các chất

bẩn hữu cơ bị phân hủy nhất

GĐ 3 : Sau 1 thời gian khá dài tốc

độ oxy hoá cầm chừng và có chiều

hướng giảm

Ưu điểm

Nhược điểm

 Hiệu quả xử lý cao và hiệu quả

 Loại bỏ các chất hữu cơ

 Giảm thiểu tối đa mùi hôi

 Nhu cầu oxy sinh hóa lớn (BOD) loại bỏ ô nhiễm cung cấp một dòng nước chất lượng tốt

 Quá trình oxy hóa và nitrat hóa đạt được

 Môi trường xử lý hiếu khí loại bỏ rất nhiều mầm bệnh chứa trong nước thải nông nghiệp

 Ổn định bùn

 Khả năng loại bỏ ~ 97% chất rắn lơ lửng

 Quá trình xử lý nước thải sử dụng rộng rãi nhất

 Không loại bỏ được màu của nước thải

 Tốn năng lượng

 Giảm việc trông coi

 Tiết kiệm năng lượng

Nhược điểm:

o Dễ bị tắc nghẽn

o Rất nhạy cảm với nhiệt độ

o Không khống chế được quá trình

thông khí, dễ bốc mùi

o Bùn dư không ổn định

o Khối lượng vật liệu tương đối nặng

nên giá thành xây dựng cao

Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước

Ưu điểm:

 Chiếm ít diện tích

 Không cần phải rửa lọc

 Dễ dàng phù hợp với nước thải pha

Nhược điểm:

 Làm tăng tổn thất tải lượng, giảm lượng nước thu hồi

 Tổn thất khí cấp cho qúa trình, vì phải tăng lưu lượng khí không chỉ đáp ứng cho nhu

Đĩa quay sinh học

Là công trình của thiết bi xử lý nước thải bằng kỹ thuật màng lọc sinh học dựa trên

sự gắn kết của VSV trên bề mặt của vật liệu

Mương oxy hóa là một dạng cải tiến của Aerotan khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính

Thường sử dụng đối với nước thải có độ ô nhiễm bẩn cao BOD20 = 1000 ÷ 5000mg/l

Mương oxy hóa

SBR (sequencing batch reactor): Bể phản ứng theo mẻ là dạng công trình xử lí nước thải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí, nhưng 2 giai đoạn sục khí và lắng diễn ra gián đoạn trong cùng một kết cấu.

Làm đầy – Sục khí - Lắng - Chắt – Nghỉ

Bể SBR

3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí

Phương pháp xử lý sinh học kỵ khí tự nhiên

Bể UASB

UASB được thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức min là 100mg/l, nếu SS > 3000mg/l không thích hợp để xử lý bằng UASB

Quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (Upflow Anaerobic

Sludge Blanket -UASB);

 Không tốn nhiều năng lượng

 Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỷ thuật phức tạp

  Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao , nhưng lượng bùn không sản sinh không nhiều giảm chi phí xử lý

  Loại bỏ chất hữu cơ với lượng lớn,hiệu quả

  Xử lý BOD trong khoảng 600 à 150000 mg/l đạt từ 80-95%

Lọc kỵ khí

 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process).

Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process)

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí kết hợp kỵ khí (MBR)

Đây là loại ao hồ phổ biến trong thưc tế Đó là loại kết hợp có hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có điều ở trong nước và phân hủy kỵ khí ( sản phẩm chủ yếu là CH4) cặn lắng ở vùng đáy.

Ưu điểm

 Tiết kiệm diện tích

 Thời gian lưu nước ngắn

 Cơ chế vận hành đơn giản, không tốn nhân công

 Có thể sử dụng cho nhiều loại bể hiếu khí và kỵ khí

 Nếu nhà máy nâng công suất thì công nghệ vẫn sử dụng bình thường chỉ cần thêm modul

Nhược điểm

 Dễ bị tắc

 Cần làm sạch màng định kỳ

4.Quản lý và Vận hành hệ thống xử lý hiếu khí

a Khởi động kỹ thuật

• Kiểm tra hệ thống điện

cung cấp cho toàn bộ hệ

• Kiểm tra hệ thống điện

cung cấp cho toàn bộ hệ

Thông thường, để khởi động

hệ thống sinh học thì cần phải

có sẵn lượng sinh khối trong các hệ thống xử lý Sinh khối

có thể phát triển tự phát thông qua việc cấp nước thải liên tục vào bể phản ứng Để tiết kiệm thời gian, cách tốt nhất là cấy vào bể phản ứng sinh khối được lấy từ nhà máy

xử lý nước thải đang hoạt động hoặc sinh khối của VSV chuyên biệt    

b Khởi động hệ thống sinh học

Thông thường, để khởi động

hệ thống sinh học thì cần phải

có sẵn lượng sinh khối trong các hệ thống xử lý Sinh khối

có thể phát triển tự phát thông qua việc cấp nước thải liên tục vào bể phản ứng Để tiết kiệm thời gian, cách tốt nhất là cấy vào bể phản ứng sinh khối được lấy từ nhà máy

xử lý nước thải đang hoạt động hoặc sinh khối của VSV chuyên biệt    

Các thông số kiểm tra trong quá trình vận hành

Lưu lượng

F/M (tỷ lệ thức ăn cho VSV)

pH

BOD/COD

Chất dinh dưỡng (BOD5:N:P) Các chất độc

pH

SVL

Một số vấn đề khác xảy ra sau khi xử lý

Một số vấn đề khác xảy ra sau khi xử lý

Tình trạng này xảy ra là do quá tải, thiếu oxy,

pH thay đổi, nhiễm độc, xào trộn kém.

Là do công nghệ chưa ổn định, có sự hiện

diện các hợp chất N khó phân hủy, sinh khối

bùn trong bể cao, nhiễm độc, chết vi khuẩn.

Là do pH không thích hợp (<6,5 hoặc > 8,5), tải N cao, hiện diện chất độc, vận hành chưa ổn định, nhiệt độ thấp

Một số vấn đề khác xảy ra sau khi xử lý

Một số vấn đề khác xảy ra sau khi xử lý

Tải lượng Hữu cơ không đều

Những sự cố hư hỏng thường gặp

Sự cố với máy bơm

Sự cố khi sục khí Các vấn đề đóng/mở van

Các sự cố về dinh dưỡng Các sự cố về sinh khối

Kiểm tra nguồn điện

Kiểm tra cánh quạt Cần có bơm dự trữ

Cần phải giảm ngay lưu lượng

cấp nước thải vào hoặc ngưng

hẳn

Tổng hàm lượng Nito trong nước đã xử lý là 1 – 2mg/l

 Sinh khối nổi lên mặt nước: Kiểm tra tải

lượng hữu cơ, các chất ức chế

 Sinh khối phát triển tản mạn: Thay đổi

tải lượng hữu cơ, DO

 Sinh khối tạo thành hỗn hợp đặc: Tăng

tải trọng, oxy, ổn định pH thích hợp

• Bổ sung lượng VSV bằng cách bổ sung bùn hoạt tính

Nguyên nhân :Nước thải chứa nhiều chất hoạt động bề mặt, quá tải

Sự cố bùn mịn, bùn lắng chậm, nước thải sau lắng 30 phút có màu vàng

  Nguyên nhân: Bùn vi sinh bị mất hoạt tính (bùn mịn) do vi sinh vật thiếu thức ăn  (chất hữu cơ) Vi sinh vật thiếu thức ăn nên bùn vi sinh không phát triển, bùn rất mịn

Khắc phục:

 Tăng lưu lượng nước cần xử lý

 Bổ sung thêm các chất hữu cơ tự nhiên

Hiện tượng bùn nổi trong bể lắng

Nguyên nhân: Trong nước thải chứa nhiều VSV oxy hóa Amoni thành Nitrat

Khi bùn lắng NO3- bị tiêu thụ oxy chuyển thành N2 làm bùn nhẹ hơn

Khắc phục

 Tăng lượng bùn tuần hoàn, hạn chế các vùng chết

 Kiểm tra tính chất của nước thải đầu vào, kiểm tra hiệu quả xử lý Nitrat (khử Nitrat) tại bể vi sinh thiếu khí (Anoxic)

Các thông số cần kiểm tra

Kiểm tra bể UASB

Kiểm tra các thiết bị phân tách bùn, khí

Kiểm tra van khóa nước

 Kiểm tra các điểm thử mẫu có đủ hay không Trung binh số lượng mẫu thử vào khoảng 4 – 6 điểm dọc theo chiều dài của bể

 Chuẩn bị các thí nghiệm theo mẻ: khi vận hành hệ thống thì hoạt động này rất quan trọng nhằm xác định hoạt động của vi khuẩn methan trong bùn hoạt tính.

Kiểm tra nước thải

 Kiểm tra nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải Khi nồng độ COD

> 50.000 mg/l thì có thể pha loãng được nước thải hoặc tuần hoàn dòng thải.

 Kiểm tra khả năng phân hủy sinh học của nước thải

 Kiểm tra xem tính đệm của nước thải

 Kiểm tra nồng độ chất dinh dưỡng trong nước thải có đủ để duy trì sự sinh trường của vi khuẩn hay không

 Kiểm tra xem nước thải có chứa nồng độ cao các chất lơ lửng hay không

 Kiểm tra nhiệt độ nước thải: Nhiệt độ thích hợp để vận hành là 20 °C

- 42 °C.

 Một số sự cố và cách xử lý trong bể kỵ khí (UASB)

Hiện tượng: Bùn nổi từng tảng trong bể.

Nguyên nhân:

 Do máy khuấy trộn không khuấy trộn hoạt động không tốt

 Lượng bùn tuần hoàn ít

 Hiện tượng bùn trôi khỏi bể gây ra thiếu bùn

 Bùn thiếu vi sinh dạng sợi (VK kết bông bùn)

 Bể xây quá tải

Nguyên nhân:

6.Kết luận

 Mỗi phương pháp xử lý nước thải nêu trên đều có những ưu nhược điểm riêng Cần phụ thuộc vào hoàn cảnh mà lựa chọn phương pháp tối ưu nhất

 Khi xảy ra sự cố thì cần có những giải pháp kịp thời tránh hậu quả xấu