hướng dẫn HTXLNT-Module 4+6

, bảo dưỡng hệ thống và khắc phục sự cố Bao gồm 8 modul - hướng dẫn chi tiết và cụ thể giúp người đọc hiểu một cách rõ ràng và đầy đủ nhất mọi khía cạnh của hệ thống xử lý nước thải

MODULE 4:

CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC

SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ BÙN HOẠT TÍNH CẢI TIẾN

C-Tech

NƯỚC THẢI VÀO

NGĂN THU NƯỚC

SCR BỂ TÁCH CÁT

BỂ SBR

HỆ THỐNG XỬ LÝ BÙN

NƯỚC SAU XỬ LÝ DECANTERS

BƠM BÙN TUẦN HOÀN

SELECTOR

BƠM BÙN THẢI

SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Bể SBR

Bể SBR cải tiến

SFC-IESE

5

1 Bể SBR (Sequency Batch Reactor):

+ Hoạt động gián đoạn chứ không liên tục như bể Aeroten truyền thống và cũng không cần thêm bể lắng;

+ Chu trình lặp lại theo mẻ tuần hoàn bao gồm các công đoạn: điền đầy, sục khí, lắng, thu nước, giai đoạn chờ (nếu có);

+ Chu kỳ theo mẻ thường từ 2 đến 6 lần một ngày trong mỗi bể SBR;

2 Bể SBR cải tiến (C-tech):

+ Được phát triển dựa trên công nghệ SBR

+ Bùn hoạt tính được tuần hoàn lại ngăn Selector, trộn cùng với dòng nước thải đầu vào

BỂ SBR VÀ BỂ SBR CẢI TIẾN

+ Ngăn selectror được thiết kế đặc biệt có thể tự đảo trộn dòng nước và có nồng độ bùn hoạt tính đậm đặc, tránh việc lắng đọng cục bộ, duy trì hàm lượng bùn ở mức độ cực lớn nhằm:

• Tạo điều kiện bẻ gẫy các liên kết hữu cơ khó phân hủy thành các mạch ngắn dễ phân hủy;

• Duy trì môi trường thiếu khí/yếm khí, tạo điều kiện cho quá trình phân hủy N và P diễn ra mãnh liệt;

• Tránh hiện tượng trương nở bùn hay phát triển của vi sinh vật dạng sợi nên tốc độ lắng của bông bùn cao nhất, vì vậy thời gian lắng của công nghệ C-Tech chỉ bằng ½ so với các công nghệ khác

BỂ SBR VÀ BỂ SBR CẢI TIẾN (tiếp)

Thời gian của chu kỳ (%)

Cấp khí

cấp bùn hoạt tính tuần hoàn

(Bật – Tắt)

+ Giai đoạn 1: T = 0,5 – 2,0h, từ khi bắt đầu trộn bùn hoạt tính với nước thải Phần lớn hợp chất hữu cơ được hấp phụ vào bùn hoạt tính và bắt đầu quá trình oxy hoá HCHC dễ phân huỷ Sinh khối bùn tăng mạnh, tốc độ tiêu thụ oxy tăng rõ rệt Nồng độ BOD giảm 40 – 70%

+ Giai đoạn 2: T = 3 – 6h, diễn ra khi hầu hết HCHC trong nước thải được hấp phụ hết Sinh khối bùn tăng đến mức cao nhất, BOD giảm mạnh Cuối giai đoạn, bắt đầu diễn ra quá trình Nitrat hoá (tạo NO3-), tốc độ tiêu thụ oxy giảm mạnh

+ Giai đoạn 3: T = 8 – 12h, diễn ra khi trong nước thải hầu như không còn BOD Vi khuẩn bắt đầu quá trình oxy hoá nội bào, cường độ tiêu thụ oxy nhỏ, kéo dài Sinh khối bùn giảm dần cho đến khi hầu hết các chất hữu cơ tích luỹ trong tế bào vi khuẩn đã được oxy hoá hết (thường gọi đây là giai đoạn thổi khí kéo dài)

CÁC GIAI ĐOẠN XỬ LÝ CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI

Nước thải được điền đầy vào trong bể Ở đây các chất ô nhiễm trong nước thải được xử lý bởi các tác nhân là vi sinh vật (bùn hoạt tính) và được cấp khí từ máy thổi khí thông qua hệ thống phân phối khí dạng bọt mịn được lắp đặt dưới đáy bể

Quá trình cấp khí diễn ra trong thời gian đầu của chu kỳ nhằm cung cấp đủ lượng oxy cần thiết cho quá trình cũng như khuấy trộn tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật với chất ô nhiễm Hệ thống đo lường và điều khiển sẽ giúp người vận hành nắm bắt được nhu cầu sử dụng oxy của hệ thống từ đó quyết định mức độ hoạt động của các máy thổi khí sao cho vẫn đạt hiệu quả xử lý đồng thời tiết kiệm chi phí điện năng cho quá trình xử lý

Sau thời gian sục khí vừa đủ, ngừng cấp không khí vào bể và để lắng, tại pha này diễn ra quá trình khử Nitơ mãnh liệt

Việc thiết kế dựa trên các thông số chính sau:

- Lưu lượng nước thải cần xử lý (Q);

- Tính chất nước thải đầu vào;

- Yêu cầu chất lượng đầu ra;

- Diện tích chiếm đất;

- Vị trí và khoảng cách ly;

- Điều kiện kinh tế;

- Số lượng bể SBR

 Xác định thể tích bể và số bể vận hành luân phiên;

 Xác định số chu kỳ hoạt động trong một ngày;

 Xác định thời gian vận hành một chu kỳ của bể SBR:

o Thời gian làm đầy

 Xác định thông số liên quan đến thiết kế như MLSS;SVI;SRT…

CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ BẢN

a Xác định kích thước bể và số bể vận hành luân phiên:

V thể tích một bể (m3)

Q là lưu lượng NT cần xử lý (m3/ngày)

N là số lượng bể hoạt động luân phiên (bể)

Q V

N



b Số chu kỳ làm việc của bể:

Phụ thuộc vào số bể và thời gian hoạt động của các pha trong bể

n: số chu kỳ làm việc lặp lại (lần) T: thời gian làm việc của bể trong một ngày (giờ) t: thời gian để hoàn thành một chu kỳ XLNT

T n

t



CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ BẢN:

Thời gian cụ thể cho từng pha phụ thuộc vào tính chất nước thải đầu vào và yêu cầu

xử lý Lựa chọn pha làm việc cho các bể sao cho một bể đang ở pha điền nước thì các bể khác ở pha khác Ví dụ về pha làm việc cho 4 bể SBR:

Basin - 1 Settling Decanting

Basin - 2 Decanting Settling

Basin - 3 Settling Decanting

Basin - 4 Aeration Settling Decanting Aeration

, m3 m3T

H D

V = D Qh (m3/h)

CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ BẢN (tiếp):

Chú ý: Khí cấp cho ngăn Selector rất nhỏ, chỉ đủ khuấy trộn sao cho bùn không bị lắng xuống đáy nên không cần tính toán

e Xác định lượng bùn hoạt tính trong bể:

Cần theo dõi chặ chẽ lượng bùn hoạt tính hình thành trong bể SBR hay SBR cải tiến Bùn trong bể thường có tuổi bùn từ 3-15 ngày, độ hoạt tính của bùn giảm dần theo thời gian Đánh giá khả năng lắng và chất lượng của bùn hoạt tính theo chỉ tiêu SV/SVI, được xác định như sau:

SV: thể tích bùn lắng (ml/l) MLSS: nồng độ chất rắn lơ lửng (mg/l)

Tỷ số SV/SVI càng nhỏ thì khả năng lắng của bùn càng nhanh và cao

CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ BẢN (tiếp):

SS1000

SVI 

f Các thông số khác liên quan đến thiết kế:

* Xác định thời gian lưu bùn trong bể SBR (SRT)

SRT là thông số rất quan trọng bởi vì nó ảnh hưởng không chỉ đến quá trình vận hành , mà còn thể tích bể, sản lượng bùn và nhu cầu oxy cung cấp Trong thiết kế này SRT được quyết định bởi phương trình sau :

Trong thiết kế này, SRT = 14,36 ngày nằm khoàng giá trị cơ bản của bể SBR đủ để loại bỏ BOD và N

Tốc độ gạn nước được tính bằng thể tích bể đầy chia cho thời gian gạn nước Tốc

độ này được sử dụng để tính kích cỡ bơm gạn nước phao Hệ thống này sẽ nổi lên bề mặt nước và trong khi rút nước, sẽ rút nước khỏi bể cách mặt nước 0,3m Điều này sẽ giảm thiểu lượng chất rắn nổi trôi ra Bơm sẽ được định thời gian để rút một lượng nước và sau đó sẽ tắt để tránh thải chất thải rắn

CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ BẢN (tiếp):

MLSS = Q * CCOD/X (mg/l) Q: lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày)

CCOD: nồng độ COD có trong nước thải (mg/l) X: hàm lượng MLSS duy trì trong bể, X= 2.500-4.000 mg/l

a Chất lượng và lưu lượng nước thải đầu vào:

Nhằm duy trì sự ổn định cho hệ thống thì chất lượng và lưu lượng nước thải đầu vào không được vượt quá khoảng giá trị thiết kế

b Độ pH: Nằm trong khoảng 5,5-8

b Nồng độ oxy hoà tan (DO):

- Trong các hệ thống xử lý hiếu khí, oxy được cung cấp liên tục để đáp ứng nhu cầu oxy cho quá trình oxy hóa

- Thiếu ôxy hòa tan cũng là một trong những nguyên nhân làm phồng bùn

do vi khuẩn dạng sợi phát triển

- Hiệu suất sử dụng O2 trong công trình xử lý phụ thuộc không chỉ vào phương thức cấp khí, công suất thiết bị, áp lực nén

- Đối với bể SBR nồng độ DO hòa tan tối ưu trong bể là 1,5-2 mg/l

CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH

e Chất lượng nước thải đầu ra:

Tùy thuộc vào yêu cầu của từng nhà máy cụ thể mà kiểm tra các thông số đầu

ra khác nhau Các thông số thường kiểm soát là: COD, BOD, TN, TP Đối với các nước thải đô thị thì nước thải sau xử lý theo QCVN 40:2011/BTNMT

f Thông số khác:

* Tỷ lệ F/M:

- Nếu F/M >1, tức là dư thừa dinh dưỡng nên vi khuẩn sinh trưởng nhanh, khó

tự hủy và thời gian tạo nha bào giảm dẫn đến khả năng tạo bông kém, nước đục và bùn khó lắng

- Nếu F/M <<1, tức là thiếu dinh dưỡng, khi đó các vi khuẩn dạng sợi phát triển làm xốp bùn dẫn đến khả năng lắng bùn kém

CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH (tiếp)

1 Kiểm tra kỹ thuật

- Người vận hành phải kiểm tra tình trạng hoạt động của tất cả các loại thiết bị trên hệ thống

- Mở tất cả các van trên đường ống máy thổi khí ra đến các bể C-Tech

- Hạ decanter đến mức nước không tràn bể( điều chỉnh theo thực tế)

- Chuyển các thiết bị máy tách rác, van cửa file, bơm hồi lưu, máy thổi khí sang chế độ vận hành tự động trên bàn điều khiển hệ thống PLC

- Cắt điện bơm bùn thải để tránh lượng bùn trong bể C-Tech bị bơm thải bỏ cho đến khi lượng vi sinh vật được phân lập đủ

- Kiểm tra bằng mắt thường và đảm bảo không có các vật cản vướng vào các thiết bị: máy tách rác, cào cát bể lắng cát, decanter bể C-Tech, van cửa file, vv

KHỞI ĐỘNG BỂ SBR VÀ SBR CẢI TIẾN

2 Khởi động thủy lực

Yêu cầu bơm nước thải hoạt động;

Nước thải qua tách rác, lắng cát và bắt đầu chảy lần lượt vào bể C-Tech

Khi nước thải đạt độ cao 0,5m, khởi động hệ thống vận hành tự động;

Thực hiện các chỉ dẫn tự động xuất hiện trên màn hình hệ thống điều khiển PLC;

3 Khởi động phân lập vi sinh và vận hành toàn bộ hệ thống

Sau khi hệ thống sục khí đã bắt đầu hoạt động, người vận hành cần cho tiến hành quá trình kiểm soát / phân lập vi sinh vật ở bể C-Tech Về nguyên tắc, vi sinh vật sẽ tự động được phân lập trong các bể C-Tech và thời gian để phân lập tự nhiên khoảng 1 – 3 tháng, tùy thực tế nước thải đầu vào Trong trường hợp cần đẩy nhanh quá trình phân lập vi sinh vật, các thủ tục tiến hành như sau:

KHỞI ĐỘNG BỂ SBR VÀ SBR CẢI TIẾN (tiếp)

- Bổ sung chất keo tụ nếu xét thấy cần thiết cho quá trình lắng

- Hàng ngày phân tích xác định nồng độ COD và lưu lượng trung bình, lượng MLSS cần duy trì trong các bể Khi lượng MLSS trong bể đạt được theo yêu cầu, đóng điện các bơm bùn thải của bể SBR cho hoạt động bình thường

KHỞI ĐỘNG BỂ SBR VÀ SBR CẢI TIẾN (tiếp)

1 Hoạt động bảo dưỡng thường xuyên (hàng ngày hoặc hàng tuần)

Kiểm soát nhiệt độ;

Kiểm tra về độ ồn và những tiếng động bất thường;

Kiểm soát rò rỉ dầu, tra dầu mỡ theo các hướng dẫn của nhà sản xuất và

kế hoạch thời gian xác định;

Kiểm tra các bulông định vi và các chốt bulông khác;

Các hoạt động kiểm tra chức năng

2 Kiểm tra hàng tháng

Công tác làm vệ sinh các trang thiết bị và các phụ kiện xung quanh;

Kiểm soát chức năng các trang thiết bị;

Kiểm tra các thiết bị dự phòng đảm bảo duy trì hoạt động liên tục của hệ thống

1 Hỏng hóc về thiết bị Kiểm tra nguồn cấp điện, nếu gặp sự cố thì sửa chữa

hoặc thay thế phụ tùng cần thiết

2 Nước thải trong bể sẫm màu,

phát sinh mùi

Kiểm tra nồng độ oxi hòa tan;

Kiểm tra tình trạng hoạt động của thiết bị sục khí;

Giảm tải lượng bề mặt, tăng cường sục khí

4 Nồng độ Nitơ sau xử lý cao Kiểm tra sự hiện hiện của hợp chất N khó phân hủy;

Sinh khối trong bể cao, tuổi bùn thấp, sục khí không ổn định cần điều chỉnh lại cho phù hợp;

5 Nồng độ BOD sau xử lý cao,

sinh khối chảy tràn làm gia tăng lượng cặn lơ lửng trong nước thải đầu ra

Giảm Q đầu vào, bổ sung chất dinh dưỡng (nếu cần), duy trì nồng độ DO theo yêu câì cho toàn vị trí của bể; Kiểm tra quy trình vận hành và điều chỉnh phù hợp

6 Hiện tượng bùn nổi nhiều trên

mặt nước trong quá trình lắng (trương nở bùn) do sự phát triển quá mức của các vi sinh vật dạng sợi (Filamentous) do:

Thay đổi pH; Tỷ lệ BOD:N:P không đảm bảo; nồng độ DO <

2 mg/l…

- Cho thêm các hóa chất keo tụ;

- Giảm tỷ số F/M hay tăng tuổi bùn

- Tăng cấp khí (nếu DO<2 mg/l)

- Điều chỉnh thông số SVI<150

- Bổ sung chất dinh dưỡng

7 Hiện tượng bùn thối: thường là

đen hoặc vàng tối, nổi lên trên

bể trong quá trình lắng do vi sinh vật bị chết

- Khuấy sục hoàn toàn và bùn dư được bơm thường xuyên

- Nếu lưu lượng nước thải quá thấp, cần phải vệ sinh bằng sục khí bể selector

8 Bùn nhỏ lơ lửng trong nước thải

sau xử lý (thông số SVI <150 nhưng dòng ra thì đục)

Giảm sự khuấy trộn trong bể bằng cách điều chỉnh van cấp khí hoặc các thong số DO trên màn hình điều khiển Tăng lưu lượng thải bùn, giảm bùn hồi lưu để tăng F/M

MỘT SỐ TRỤC TRẶC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC (tiếp)

6 Sự tạo bọt bể xử lý sinh học Duy trì nồng độ MLSS trong bể cao hơn bằng cách tăng

lưu lượng bùn hồi lưu

Giảm cung cấp khí trong thời gian lưu lượng đầu vào thấp nhưng vẫn duy trì mức DO không nhỏ hơn 2mg/l

7 Khi số lượng vi sinh vật

Nocardia trở nên dư thừa, vi sinh vật có thể hình thành một lớp váng hoặc bọt dày đặc, màu nâu đen trên bề mặt bể

Tăng F/M bằng cách giảm MLSS trong bể xử lý sinh học

Dùng cách phun nước dọc theo bể thông khí để làm tan bong bóng

8 Váng bọt màu nâu đen bền

vững trong bể xử lý sinh học mà phun nước vào cũng không thể phá vỡ ra

Tăng lưu lượng bùn thải để tăng F/M Tăng lên ở tốc độ vừa phải và phải kiểm tra cẩn thận Giảm lưu lượng bùn hồi lưu

9 Bùn trong bể xử lý sinh học có

xu hướng trở nên đen

Tăng sự thông khí và duy trì thông số DO>2mg/l

Kiểm tra hệ thống ống thông khí có bị rò rỉ; đầu phân phối khí có bị tắc

MỘT SỐ TRỤC TRẶC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC (tiếp)

+ Duy trì bình thường các thông số vận hành

11 Hiện tượng có các dải bùn chạy dài:

+ Điều chỉnh pH( pH  7)

12 Các hiện tượng bùn nổi trong quá trình lắng:

 Hiện tượng có các đám bùn nhỏ (đám đầu đinh)

 Do xuất hiện dầu mỡ

+ Tăng lưu lượng bùn thải + Loại bỏ dầu mỡ và thực hiện tách triệt để dầu mỡ ở bể lắng

MỘT SỐ TRỤC TRẶC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC (tiếp)

13 Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải sau

khi lắng cao do lượng bùn dư quá nhiều

Tăng lưu lượng thải bùn

14 Có hiện tượng rêu do hiệu suất lắng thấp,

thời gian lắng ngắn

Điểu chỉnh tăng thời gian lắng

15 Nồng độ BOD tăng cao:

+ Do sục khí chưa đủ + Lượng bùn hoạt tính thấp + Xuất hiện thành phần kim loại nặng; các chất dung môi; dung dịch phenol; xyanua…

+ Do tải trọng bùn thấp, sẽ xảy ra hiện tượng bùn tụ thành đám nhỏ, nổi lên rồi trôi theo nước trong quá trình tách nước khỏi bể

xử lý sinh học

+ Tăng thời gian sục khí + Giảm lượng bùn thải + Xác định chính xác chất gây ô nhiễm và tìm biện pháp loại bỏ

+ Tăng lượng bùn dư, giảm thời gian lưu giữ bùn

MỘT SỐ TRỤC TRẶC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC (tiếp)

16 Nồng độ NH3 cao ở đầu ra:

+ Nồng độ Oxy thấp trong quá trình sục khí;

+ Nồng độ oxy tại các khu vực bể không đều

+ Xuất hiện thành phần nước thải công nghiệp ảnh hưởng quá trình

xử lý + Thời gian lưu giữ bùn quá thấp + Quá trình khử ni tơ chưa đạt yêu cầu

+ Tỷ lệ chất hữu cơ/Ni tơ quá thấp

+ Tăng hàm lượng oxy trong quá trình sục khí + Điều chỉnh đầu phân phối khí phù hợp

+ Tìm cách hạn chế sự ảnh hưởng bằng cách duy trì sự ổn định của pH; tăng cường quá trình ni tơ hoá

+ Tăng hàm lượng bùn trong bể xử lý sinh học + Điều chỉnh và tăng thời gian ni tơ hoá

+ Bổ sung cacbon từ bên ngoài

Một số trục trặc thường gặp và cách khắc phục (tiếp)

1 Trục trặc khác trong các Nhà máy xử lý nước thải???

2 Làm thế nào để duy trì hàm lượng bùn hoạt tính trong bể SBR và SBR cải tiến???

MODULE 6: KIỂM SOÁT MÙI

• Không phát sinh ô nhiễm không khí;

• Đảm bảo an toàn vệ sinh môi trường cho khu vực dân cư lân cận;

• Phù hợp với quy chuẩn Việt Nam về mùi và khoảng cách an toàn (QCXDVN 07:2010/BXD);

• Đảm bảo an toàn cho công nhân trong quá trình vận hành

Các công nghệ xử lý mùi

Hấp phụ Lọc sinh học Rửa khí

• Than bùn, sơ dừa, cây thạch nam, đá núi lửa, rễ cây…

• Vật liệu được giữ ẩm nhờ hệ thống giàn tưới được điều khiển bởi van điện từ

• Bơm nước tuần hoàn hoạt động tự động theo mực nước trong bể Bơm ngừng khi nước bể cạn Bơm có 3 chế độ: 0 = tắt , A= auto; 1= chay (chỉ khi bảo dưỡng)