Xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ SBR dòng vào liên tục có sử dụng giá thể

Trang iv TÓM TẮT Nghiên cứu sử dụng công nghệ SBR với dòng đầu vào liên tục ICEAS - SBR để xử lý nước thải thuộc da.. Trang X DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AOB Ammonium Oxidation Bacteria -

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯƠNG TRỌNG DANH

XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA BẰNG CÔNG NGHỆ SBR

DÒNG VÀO LIÊN TỤC CÓ SỬ DỤNG GIÁ THỂ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

MÃ NGÀNH: 60 52 03 20

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 8 năm 2016

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Trương Trọng Danh

Ngày, tháng, năm sinh: 06/04/1991

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

MSHV: 7140476 Nơi sinh: Khánh Hoà

Mã ngành: 60 52 03 20

I TÊN ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA BẰNG CÔNG NGHỆ SBR DÒNG VÀO LIÊN TỤC CÓ SỬ DỤNG GIÁ THỂ

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Thiết kế mô hình ICEAS

Nghiên cứu hiệu quả xử lý của mô hình ICEAS với các tải trọng 0.5; 1.0; 1.5 kg COD/m 3 ngày (không có giá thể) và tải trọng 1.5; 2.0 kg COD/m 3 ngày (có giá thể)

Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình đối với các chỉ tiêu COD, NH4-N, TKN, TN

Thực hiện thí nghiệm lắng và rút nước để khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến khả năng lắng của bùn và nồng độ đầu ra

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/08/2015

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2016

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG

Tp HCM, ngày 15 tháng 08 năm 2015

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Tác giả xin gửi lời cảm ơn các thầy cô trong khoa Môi Trường và Tài Nguyên, Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh; đã truyền đạt nhũng kiến thức quý báu, những kiến thức quý báu đó là nền tảng vững chắc cho tôi thực hiện luận văn này Tác giả xin cảm ơn các thầy, cô, anh, chị ở phòng Thí nghiêm Khoa Môi Trường

và Tài Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả thực hiện đề tài khi mô hình thí nghiệm được hoạt động tại đây

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha, mẹ và các bạn tôi, những người đã động viên, tạo động lực và đồng hành cùng tôi suốt quá trình thực hiện luân văn

Chân thành cảm ơn!

TP HCM, Tháng 8 năm 2016

Trương Trọng Danh

Trang iv

TÓM TẮT

Nghiên cứu sử dụng công nghệ SBR với dòng đầu vào liên tục (ICEAS - SBR)

để xử lý nước thải thuộc da Mô hình cấu tạo bằng acrylic với thể tích 20 L, nghiên cứu

đã khảo sát hiệu suất xử lý COD và Nitơ đến tải trọng 2.0 kg COD/m3.ngày Ngoài ra,

ở giai đoạn 2 của thí nghiêm có bổ sung thêm giá thể PVA để so sánh hiệu suất xử lý giữa các điều kiện hoạt động Nghiên cứu chỉ ra rằng khi tải trọng tăng thì hiệu quả xử

lý COD, NH4-N, TKN giảm trong khi hiệu suất xử lý TN tăng Ở tải trọng 1.5 kg COD/m3.ngày, với điều kiện có hoặc không có giá thể, hiệu suất xử lý đạt được như sau: COD 83.57% và 79.17%, NH4-N 53.01% và 41.48%, TKN 54.01% và 43.33%, TN 51.48% và 41.72% Giá thể PVA đã giúp tăng hiệu suất xử lý các chất Ngoài ra, nghiên cứu cũng chứng tỏ lưu lượng đầu vào chảy liên tục có ảnh hưởng đến nồng độ các chất đầu ra nhưng không ảnh hưởng đến khả năng lắng của bùn

Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong

ABSTRACT

A continuous-flow sequencing batch reactor known as the intermittent cycle extended aeration system - sequencing batch reactor (ICEAS - SBR) was used to investigate the treatability of the tannery wastewater A model made from poly acrylic with a capacity of 20 liters was utilized to evaluate COD and nitrogen removal while the loading rate increased up to 2.0 kg COD/m3.day The polyvinyl alcohol (PVA) media was used to compare with the non-media condition It is shown that when loading rate increased, the COD, NH4-N, TKN removal efficiency decreased while the TN one increased At the loading rate of 1.5 kg COD/m3.day with or without media, the removal efficiency was 83.57% and 79.17% COD, 53.01% and 41.48% NH4-N, 54.01% and 43.33% TKN, 51.48% and 41.72% TN, respectively It proved that PVA media helped increasing the removal efficiency On the other hand, it is illustrated that the continuous influent flow had influence on effluent sustances’ concentration whereas it didn’t have any effects on sludge settlement

Trang vi

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập -Tự do - Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Họ và tên học viên: Trương Trọng Danh MSHV: 7140476

Ngày tháng năm sinh: 06/04/1991 Giới tính: Nam Nơi sinh: Khánh Hoà Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Tên đề tài: Xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ SBR dòng vào liên tục có sử dụng giá thể

Ngày bắt đầu: 15/08/2015 Ngày hoàn thành: 30/06/2016

Cán bộ hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Tấn Phong

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Những kết quả và số liệu trong luận văn chưa được ai công bố dưới bất cứ hình thức nào Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Nhà trường về sự cam đoan này

HCM, ngày 08 tháng 7 năm 2016

Trương Trọng Danh

Trang vii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT iv

LỜI CAM ĐOAN vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT X DANH MỤC HÌNH ẢNH xii

DANH MỤC BẢNG xiv

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC, THỰC TIỄN VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 3

1.5.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

1.5.3 Tính mới của đề tài 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 5

2.1

TÔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THUỘC DA 5

2.1.1 Thành phần, tính chất nước thải thuộc da: 5

2.1.2 Thông tin về công ty Đặng Tư Ký: ố 2.1.3 Công ty Đặng Tư Ký và hiện trạng xử lý: 6

2.1.4

Các thông số chính của nước thải thuộc da 11

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SBR VÀ GIÁ THỂ DI ĐỘNG 14

2.2.1 Công nghệ xử lý theo mẻ SBR: 14

2.2.2 Quá trình nitrat hóa 16

Trang viii

2.2.3 Quá trình khử Nitrat 18

2.2.4 Sử dụng giá thể di động trong xử lý nước thải 20

2.3 TÔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ICEAS: 21

2.3.1 Giới thiệu về các công nghệ cải tiến từ công nghệ SBR 21

2.3.2 ICEAS: 25

2.3.3 Một số thông số thiết kế và vận hành bể ICEAS: 27

2.3.4 So sánh giữa công nghệ ICEAS và SBR: 28

2.4 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN: 31

CHƯƠNG III: MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

3.1 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM: 33

3.1.1 Thiết kế mô hình: 33

3.1.2 Mô hình thí nghiệm: 35

3.1.3 Giá thể 36

3.1.4 Sinh khối: 37

3.1.5 Nước thải: 37

3.1.6 Điều kiện vận hành: 37

3.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH: 38

3.2.1 Đo giá trị pH, DO và TDS: 38

3.2.2 ĐogiátrịCOD: 38

3.2.3 ĐogiátrịNitơKjeldahlTKN: 39

3.2.4 Đo hàm lượng Amonia NH4-N: 39

3.2.5 Hàm lượng NitratNƠ3-N: 40

3.2.6 Hàm lượng Nitrit NƠ2-N: 40

3.2.7 Chỉ số bùn lắng SVI: 40

3.2.8 Hàm lượng MLSS: 41

3.2.9 Hàm lượng MLVSS: 41

3.3 THÍ NGHIỆM LẮNG VÀ RÚT NƯỚC: 42

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

4.1 GIAI ĐOẠN THÍCH NGHI CỦA MÔ HÌNH ICEAS: 46

4.2 GIAI ĐOẠN VẬN HÀNH 47

4.2.1 Khả năng xử lý COD: 48

4.2.2 Khả năng xử lý NH4-N: 50

4.2.3 Khả năng xử lý TKN: 53

Trang

ix

4.2.4 Khả năng xử lý TN: 55

4.2.5 Nhận xét chung 58

4.2.6 Sinh khối bùn: 59

4.3 THÍ NGHIỆM LẮNG 60

4.4 THÍ NGHIỆM RÚT NƯỚC 61

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

5.1 KẾT LUẬN: 63

5.2 KIẾN NGHỊ: 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

PHỤ LỤC

Trang X

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AOB Ammonium Oxidation Bacteria - Vi khuẩn oxy hóa ammonia

ASBR Anaerobic Sequencing Batch Reactor - Be SBR kị khí

BOD Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hoá

bsCOD biodegradable soluable COD - COD hòa tan dễ phân hủy sinh học

CASS

Cyclic Activated Sludge System - Hệ thống xử lý bùn hoạt tính tuần hoàn

CENTENMA Trung tâm công nghệ môi trường Tp.HCM

COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học

DAT Demand Aeration Tank - Bể sục khí liên tục

Demand Aeration Tank - Intermittent Aeration Tank - công nghê DAT- IAT

DAT-IAT

DO Dissolved Oxygen - Oxy hòa tan

HRT Hydraulic Retention Time - Thời gian lưu nước

IAT Intermittent Aeration Tank - Be sục khí gián đoạn

Intermittent Cycle Extended Aeration System - B1-' SBR dòng vào ICEAS

liên tục IDEA Intermittent Decanted Extended Aeration - Công nghệ IDEA

MLSS Mixed liquor suspended solids

MLVSS Mixed liquor volatile suspended solids

Trang X

NOB Nitrite Oxidation Bacteria - Vi khuẩn oxy hóa ammoni thành niừat

Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong

Trang xi

SBR Sequencing Batch Reactor - B^ phản ứng theo mẻ

ss Suspended Solids - Chất rắn lơ lửng

TKN Total Kjedahl Nitrogen - Tổng nitơ Kjedahl

TN Total Nitrogen - Tổng nitơ

TSS Total Suspended Solids - Tổng chất rắn lơ lửng

alternative biological treatment - ƯNited TANK (Công nghệ ƯNITANK

UNITANK) VFA Volatile fatty acids (Acid béo dễ bay hơi)

vss Volatile Suspended Solids

Trang xii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Đặng Tư Ký 8

Hình 2.2: Sơ đồ các pha của bể SBR 16

Hình 2.3: Chu trình chuyển hóa Nitơ 19

Hình 2.4: Một số loại giá thể 20

Hình 2.5: Các quá trình xử lý trên giá thể 20

Hình 2.6: Sơ đồ các pha của CASS 22

Hình 2.7: cấu tạo bể IDEA 22

Hình 2.8: Mô hình DAT- IAT 23

Hình 2.9: Sơ đồ các pha của bể ƯNITANK 24

Hình 2.10: Sơ đồ pha của bể SBR kị khí 24

Hình 2.11: Pha phản ứng của bể ICEAS 26

Hình 2.12: Pha lắng của bể ICEAS 26

Hình 2.13: Pha rút nước bể ICEAS 27

Hình 2.14: Nước đầu ra có ss thấp 30

Hình 2.15: Một ví dụ về hệ thống rút nước của ICEAS 30

Hình 3.1: cấu tạo mô hình nghiên cứu 34

Hình 3.2: Mô hình nghiên cứu ttong phòng thí nghiệm 35

Hình 3.3: PVA trước khi sử dụng 36

Hình 3.4: PVA sau khi sử dụng 1 tháng 36

Hình 3.5: Bề mặt bên ttong giá thể PVA 36

Trang xiii

Hình 4.1: Các thông số ở giai đoạn thích nghi 46

Hình 4.2: Hiệu suất xử lý COD 48

Hình 4.3: Tổng hợp hiệu suất xử lý COD 50

Hình 4.4: Hiệu suất xử lý NH4-N 51

Hình 4.5: Tổng hợp hiệu suất xử lý NH4-N 52

Hình 4.6: Hiệu suất xử lý TKN 53

Hình 4.7: Tổng hợp hiệu suất xử lý TKN 54

Hình 4.8: Hiệu suất xử lý TN 55

Hình 4.9: Tổng hợp hiệu suất xử lý TN 55

Hình 4.10: Nồng độ NO2-N và NO3-N đầu vào và đầu ra 57

Hình 4.11: Thí nghiệm rút nước 62

Trang

14

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Đặc tính nước thải thuộc da ố

Bảng 2.2: Thành phần nước thải thuộc da của công ty Đặng Tư Ký 9

Bảng 2.3: Một số thông số vận hành bể ICEAS 28

Bảng 4.1: Bảng tóm tắt về MLSS và MLVSS (2 giai đoạn) 59

Bảng 4.2: Bảng tóm tắt về MLSS và MLVSS (giai đoạn 2) 59

Bảng 4.3: Kết quả thí nghiệm lắng 60

Trang 1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong những năm đầu thế kỉ 21, tốc độ công nghiệp hoá của Việt Nam ngày càng phát triển, nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành công nghiệp phát triển mạnh Vì thế, hàng ngày lượng nước thải không nhỏ được thải ra nguồn tiếp nhận

mà chưa qua hệ thống xử lý

Nước thải ngành thuộc da cũng không nằm ngoài sự ảnh hưởng tới môi trường

và sức khoẻ cộng đồng Để có một tấm da thành phẩm, từ một tấm da sống nguyên liệu phải hải qua một quá trình biến đổi hoá lý phức tạp, sử dụng nhiều nước, hoá chất, chất tổng hợp, chất tự nhiên Hỗn hợp các hoá chất dư thừa, các sản phẩm chuyển hoá từ chúng và các cặn bã ở dạng hoà tan hay phân tán trong nước cùng tạo ra các chất thải lỏng, chất thải rắn và chất thải khí Ở mỗi công đoạn khác nhau thì dòng thải đều có đặc trưng về thành phần chất ô nhiễm riêng: công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, tẩy lông thì nước thải mang tính kiềm Trong công đoạn làm xốp, thuộc thì nước thải lại mang tính axit

Hầu hết nước thải sau hệ thống xử lý chất lượng thải đầu ra không ổn định đặc biệt là hàm lượng nitơ, photpho trong nước thải cao Bên cạnh đó, chi phí vận hành cho các công nghệ xử lý nitơ, photpho trong nước thải hiện tại còn khá cao, chủ yếu liên quan đến nhu cầu cung cấp oxy và các thành phần hữu cơ Vì vậy, việc tìm kiếm một giải pháp thích hợp để xử lý nitơ, photpho trong nước thải là đáng được quan tâm

Công nghệ SBR dòng vào liên tục - ICEAS (Intermittent Cycle Extended Aeration System) là công nghệ cải tiến từ công nghệ SBR, được bắt đầu nghiên cứu ở

Úc từ những năm 80 (Ouyang., 1995) Hiện tại, công nghệ ICEAS được phát triển bới công ty SANITAIRE và đã có gần 1000 bể ICEAS được lắp đặt trên toàn thế giới (SANITAIRE, 2015) Tuy nhiên, công nghệ ICEAS lại chưa được phổ biến ở Việt Nam Với dòng vào liên tục, ICEAS có thể khắc phục được những nhược điểm do đầu vào gián đoạn của SBR truyền thống như: ổn định nồng độ sinh khối trong bể, giảm lưu

Trang 2

lượng bơm đầu vào,

Ngoài ra, các công trình xử lý sinh học với các loại giá thể đang được ứng dụng rộng rãi nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của các hệ thống hiện tại Ưu điểm của giá thể sinh học là nâng cao sinh khối bùn, chất lượng bùn cũng như tốc độ xử lý ở cộng đồng sinh khối trên bề mặt giá thể

Đề tài “Xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ SBR dòng vào liên tục có sử dụng giá thể” được thực hiện với mục đích kết hợp các giải pháp xử lý nước thải trong cùng một bể phản ứng có thể xử lý nước thải nhiễm hữu cơ và các chất dinh dưỡng nhằm giảm chi phí xử lý so với các công trình trước đó nhằm góp phần vào nâng cao giá trị sản xuất của các doanh nghiệp thuộc da

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

• Đánh giá hiệu suất xử lý COD, NH4-N, TKN, TN của mô hình nghiên cứu tại các tải trọng khác nhau

• Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến khả năng lắng của bùn và nồng

độ đầu ra

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

• Đối tượng nghiên cứu: Nước thải thuộc da ở bể lắng 1 (sau keo tụ) của

Công ty thuộc da Đặng Tư Ký (KCN Lê Minh Xuân)

• Phạm vi nghiên cứu: Nước thải thuộc da chứa thành phần hữu cơ (BOD5, COD)

và dinh dưỡng cao

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

• Nghiên cứu hiệu quả xử lý các chỉ tiêu COD, NH4-N, TKN, TN của mô hình ICEAS với các tải ửọng 0.5; 1.0; 1.5 kg COD/m3.ngày (không có giá thể PVA)

và tải ửọng 1.5; 2.0 kg COD/m3.ngày (có giá thể PVA) với thời gian lưu 12h, chu kỳ 8h tương ứng với pha sục khí, khuấy trộn 711, pha lắng 0.5h, pha rút nước 0.5h

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành chế biến thuộc da đa dạng đang gặp bài toán cần giải quyết hiện nay là xử lý chất hữu cơ

và dinh dưỡng với công nghệ kết hợp và giá thành hợp lý

1.5.3 Tính mới của đề tài

Tuy đã có gần 1000 bể ICEAS được xây dựng trên toàn thế giới, tuy nhiên, hầu hết các bể chủ yếu xử lý nước thải tập trung hoặc sinh hoạt và cũng chưa có nghiên cứu nào về việc sử dụng ICEAS để xử lý nước thải thuộc da Ngoài ra, công nghệ ICEAS cũng chưa phổ biến ở Việt Nam Mô hình nghiên cứu sử dụng giá thể di động với diện tích bề mặt riêng lớn làm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải,

vi sinh vật dính bám lên giá thể làm tăng mật độ sinh khối so với quá trình lơ lửng thông thường Do đó, đây sẽ là một đề tài mới và hứa hẹn có tính thực tiễn cao

Trang 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VÈ NƯỚC THẢI THUỘC DA

2.1.1 Thành phần, tính chất nước thải thuộc da:

Đặc trưng nước thải sản xuất gồm:

+ Rửa, ngâm (hồi tươi): Nước thải nhiễm BOD, COD, ss, cr

+ Ngâm vôi, Tẩy lông, rửa, Nạo bạc nhạc, Rửa vôi, Rửa: Nước thải có độ kiềm, BOD, Sunphit, ss cao

+ Ngâm axít: Nước thải nhiễm axit, DS

+ Thuộc Crom: Nước thải nhiễm axit, Crom

+ Rửa: Nước thải nhiễm axit, Crom

+ Nhuộm ăn dầu: Nước thải nhiễm Crom, dầu, màu, BOD, COD, ss

+ Hãm và rửa: Nước thải nhiễm màu, BOD

- Nhìn chung nước thải thuộc da chứa nhiều hóa chất tổng hợp như thuốc nhuộm, dung môi hữu cơ, hàm lượng TS, ss, độ màu, chất hữu cơ cao

- Nước thải thuộc da phức tạp do đặc tính của nó là tập hợp của nhiều dòng thải có tính chất khác nhau, có thể phản ứng với nhau:

+ Các dòng thải mang tính kiềm là nước thải từ công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử lông

+ Nước thải của công đoạn làm xốp, thuộc Crom mang tính axit

Do đó, cần phải phân riêng dòng thải xử lý sơ bộ trước khi xử lý chung, cụ thể là tách riêng dòng ngâm vôi chứa Suníĩt và dòng thuộc da chứa Crom

COD của nước thải khá cao, tỷ lệ BOD/COD lớn, có thể áp dụng biện pháp xử lý sinh học Tuy nhiên, cần tiến hành xử lý hóa lý nhằm loại ss và các chất độc hại trước khi vào công trình xử lý sinh học

Trang 5

Bảng 2.1 Đặc tính nước thải thuộc da (Lương Đức Phẩm, 2007)

Công đoạn

Lượng nước thải m3/tấn da pH TS (g/L) ss (g/L) BOD5(mg/L) Hồi tươi 2.5-4.0 7.5-8.0 8-28 2.5-4 1100-2500 Ngâm vôi 6.5 -10 10-12.5 16-45 4.5-6.5 6000 - 9000 Khử vôi 7.0-8.0 3.0-9.0 1.2-12 0.2-1.2 1000 - 2000 Thuộc tannin 2.0-4.0 5.0-6.8 8-50 5-20 6000 -12000 Làm xốp 2.0-3.0 2.0-4.0 16-45 0.6-6 600 - 2200 Thuộc Crom 4.0-5.0 2.6-3.2 2.4-12 0.3-1 800 -1200 Dòng tổng 30-35 7.5-10 10-25 1.2-6 2000 - 3000

2.1.2 Thông tin về công ty Đặng Tư Ký:

- Tên công ty: Công ty TNHH Thuộc da Đặng Tư Ký

- Tên quốc tế: DANG TƯ KY LEATHER co., LTD

- Địa chỉ: H25 - 26 - 27 - 24A đường số 3, khu công nghiệp Lê Minh Xuân, xã Lê Minh Xuân, huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh

- Giấy phép kinh doanh số: 0302825247; ngày cấp 19/12/2002

- Ngày hoạt động: 01/02/2003

2.1.3 Công ty Đặng Tư Ký và hiện trạng xử lý:

Trang 6

I

Trang 7

Chà láng

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Đặng Tư Ký

- Căn cứ trên dây truyền sản xuất và đặc điểm, tính chất của dòng thải trong quá trình thuộc

da, ta có thể chia nước thải thuộc da thành các dòng thải chính là:

> Dòng thải chứa vôi - sunfua (có tính kiềm); Đây là dòng thải thu được từ quá trình tẩy lông, ngâm vôi, rửa vôi Nước thải có độ kiềm, BOD, sunphua, ss cao

> Dòng thải chứa Crôm (có tính axit); Đây là dòng thải thu được từ quá trình thuộc da, thuộc lại Nước thải có tính axit, hàm lượng Crôm khá cao, TDS lớn

> Nước thải rửa da và các dòng thải khác: Đây là dòng thải thu được từ các quá trình rửa da, thành phần nước thải chủ yếu chứa BOD, COD, ss

> Công đoạn hồi tươi: Các chất gây ô nhiễm gồm mỡ, bạc nhạc, diềm da, cặn vôi, lông

là các chất thải rắn Chất thải lỏng có hàm lượng BOD, COD, ss, cr, sunfua cao

> Công đoạn thuộc: các axit, muối Crôm, chất thuộc, hàm lượng BOD, COD, ss

> Hoàn thành ướt: ép nước, bào, xẻ da, trung hòa, thuộc lại, nhuộm ăn dầu: mùn bào, diềm da, nước chứa Crôm, tannin, chất chống mốc, BOD, COD, ss

> Hoàn thành khô: sấy, hồi ẩm, vò mềm, hau chuốt Chất thải chứa kim loại nặng , cặn bã chất trau chuốt

- Nhìn chung nước thải thuộc da chứa nhiều hóa chất tổng hợp như thuốc nhuộm, dung môi hữu cơ, hàm lượng TS, ss, độ màu, chất hữu cơ cao

- Lượng nước thải mỗi ngày:

Trang 8

> Nước thải sản xuất: 50 m3/ngàyđêm

> Nước thải sinh hoạt: 10 m3/ngàyđêm

Bảng 2.2: Thành phần nước thải thuộc da của công ty Đặng Tư Ký (sau

• Hiện trạng xử lý nước thải thuộc da:

Công ty sử dụng công nghệ aerotank truyền thống Nước thải thuộc da được phân thành hai dòng xử lý sơ bộ trước khi gom chung để xử lý:

a Đối vói dòng nước thải chứa Crom (1):

+ Nước thải theo hệ thống thoát nước riêng đi qua song chắn rác và lưới chắn rác đến bể tiếp nhận Song chắn rác và lưới chắn ráccó tác dụng loại bỏ cặn bẩn, các tạp chất thô và mịn

+ Nước thải tiếp tục được bơm đến bể trộn có châm định lượng FeSO4 và nâng pH tạo môi trường kiềm nhằm tạo ra phản ứng khử Cr6+ thành Cr3+

+ Nước thải được cho qua bể lắng để loại bỏ kết tủa Cr3+ dưới dạng Cr(OH)3 Sau

đó, nước thải được đưa đến bể điều hòa để tiếp tục công đoạn xử lý chung

b Đối vói dòng nước thải ngâm vôi và các dòng thải khác (2):

+ Nước thải ngâm vôi có hàm lượng Suníĩt không cao nên được gom chung với các

Trang 9

dòng thải từ công đoạn khác để xử lý

+ Nước thải được cho qua song chắn rác và lưới chắn rác đế bể tiếp nhận SCR và lưới chắn rác dùng để loại bỏ cặn bẩn, thịt mỡ, các tạp chất mịn

+ Nước thải tiếp tục được bơm lên bể điều hòa để thực hiện công đoạn xử lý chung

c Giai đoạn xử lý chung hai dòng nước thải (1) và (2):

- Tại bể điều hòa nước thải được sục khí nhằm oxy hóa Suníĩt thành Sunfat, làm ổn định nước thải về lưu lượng và nồng độ

- Tiếp theo nước thải được cho qua bể trộn có châm định lượng phèn và điều chỉnh về pH thích hợp cho quá trình keo tụ tạo bông

- Nước thải tiếp tục chảy qua bể keo tụ tạo bông kết hợp với bể lắng 1 để tạo phản ứng keo

tụ loại bỏ độ màu, kết tủa cặn lơ lửng và các hợp chất lắng được

- Nước thải được cho qua bể lọc sinh học hiếu khí nhằm tiếp tục xử lý BODs, COD, mùi hôi trong nước thải,

- Sau khi xử lý ở bể sinh học hiếu khí nước thải tiếp tục chảy sang bể lắng đợt 2 để loại bỏ bùn hoạt tính

- Sau cùng nước thải được cho qua bể khử trùng được châm định lượng Clo để diệt khuẩn nước xử lý Sau khi ra khỏi bể khử trùng nước thải đạt tiêu chuẩn 40:2011 loại A, B rồi thải

Trang

10

loãng, bay hơi, thông khí trong quá trình vận hành bãi chôn lấp Thông thường pH ttong bãi chôn lấp tăng cao vào mùa khô và giảm nhẹ vào mùa mưa

vi sinh vật

Nước thải với độ kiềm và pH cao sẽ tích lũy canxi carbonate (CaCO3) dẫn đến tăng

độ cứng trong nước Ngoài ra, trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí với sự hiện diện của

vi sinh vật tự dưỡng (oxy hóa ammonium thành nitrite và nitrate), bicarbonate có vai trò như cơ chất (cung cấp nguồn carbon cho các dạng tế bào) cũng như khả năng đệm

c Chất rắn lơ lửng

Chất rắn lơ lửng trong nước thải thuộc da thường không cao, dao động trong khoảng

100 - 200 mg/L Các chất rắn lơ lửng thường là vật chất hữu cơ như xác vi sinh vật, tảo Nồng độ chất rắn lơ lửng thấp dẫn đến sinh khối hữu cơ thấp Tuy nhiên, đó là nguyên nhân gây ra độ đục cao vì màu đen của chúng Khi thải bỏ vào môi trường mà không xử lý, chúng

sẽ ngăn cản ánh sang và do đó hạn chế quá trình quang hợp của các loài thực vật thủy sinh

Trang

11

d Acid béo dễ bay hoi (Volatile fatty acids - VFA)

VFAs là sản phẩm trung gian của quá trình phân hủy kị khí Chúng là các aicd béo

có phân tử lượng thấp VFA được tạo ra nhờ nhóm vi sinh vật ttong giai đoạn acid hóa sau giai đoạn thủy phân Chính vì vậy VFA được xem như chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (easily-biodegraded COD), hoặc còn có thể đánh giá bằng BOD Phân tích BOD mất thời gian dài và kết quả thường không ổn định do nhiều nguyên nhân, đặc biệt đối với nước thải thuộc dạ Giá trị của VFA thường chuyển đổi sang acid acetic Theo khuyến cáo của International Water Association thì COD (bao gồm chất khó và dễ phân hủy sinh học) thay thế cho BOD (Henze et al., 2000)

ẹ Các họp chất nitơ

Trong nước thải thuộc da, các hợp chất nitơ thường là nitơ hữu cơ (protein, acid amine), ammonia/ammonium (tỷ số NH3/NH4 phụ thuộc vào nhiệt độ và pH của nước thải), nitrate (NOg) và nitrite (NỘTuy nhiên, thường trong nước thải thuộc da hàm lượng nitrite

và nitrate rất thấp, gần bằng 0

Quá trình chuyển hóa các dạng nitơ trong nước thường là: thủy phân các hợp chất hữu cơ cao phân tử (protein, lipid, hydrate carbon ) thành acid amin (alanine, aspartic acid, y-aminobutyric, glutamine, glycine), ammoniạ Một phần ammonia được sử dụng để tổng hợp nên tế bào vi sinh vật Tại một số nguồn thải của bãi chôn lấp, nếu điều kiện môi trường thích hợp ammonia sẽ bị oxy hóa thành nitrite và nitrate sau đó nitrate sẽ bị khử thành nitơ phân tử trong không khí

Pha làm đầy: Trong pha này, nước thải được bơm và chảy tràn vào hệ thống, nước

thải vào sẽ mang theo một hàm lượng thức ăn cho các vi khuẩn trong bùn hoạt tính, tạo ra một môi trường cho phản ứng sinh hóa xảy ra Pha làm đầy có thể được vận hành ở 3 chế

độ khác nhau: làm đầy tĩnh, làm đầy khuấy trộn, làm đầy sục khí

• Làm đầy tĩnh: Nước thải đưa vào bể ở trạng thái tĩnh (không có quá trình khuấy trộn

và sục khí) Trạng thái này thường áp dụng trong công trình không cần quá trình nitrat hóa và quá trình phản nitrat và những công trình lưu lượng nước thải thấp để tiết kiệm năng lượng, chi phí vận hành, bảo dưỡng

• Làm đầy có khuấy ttộn thì giúp điều hòa nồng độ, ổn định thành phần nước thải, đồng thời xảy ra các quá trình oxy hóa cơ chất trong điều kiện thiếu khí, tăng hiệu quả xử lí nitơ trong nước thải

• Làm đầy có thổi khí nhằm duy trì vùng hiếu khí trong bể Tạo điều kiện cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển mạnh mẻ, ttong bể xảy ra quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ, loại bỏ một phần BOD, COD trong nước thải Tạo điều kiện cho quá trình nitrat hóa xảy ra

Pha phản ứng: Sau khi cho nước vào bể, hệ thống bơm nước thải vào sẽ ngừng hoạt

động, thay vào đó hệ thống sục khí và khuấy ửộn sẽ được hoạt động luân phiên để tiến hành quá trình nitrit hóa, niửat hóa và phân giải các hợp chất hữu cơ Thời gian, thứ tự của 2 quá trình sục khí và khuấy trộn sẽ phụ thuộc vào nồng độ các chất cần xử lý Trong pha này, không có nước thải vào trong bể vì vậy thề tích nước thải và tải trọng hữu cơ không được

Trang

13

bổ sung, quá trình sục khí được duy trì, các vi sinh vật hiếu khí sẽ oxy hóa các hợp chất hữu

cơ để sinh trưởng và phát triển và loại bỏ các hợp chất hữu cơ Pha này xảy ra quá trình nitrat hóa, ammoniac có trong nước thải sẽ được chuyển hóa thành nitrit và nitrat

Pha lắng: Các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trình lắng diễn ra trong môi

tường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ Trong pha này, các bông bùn đã được hình thành sẽ được lắng xuống đáy bể, đồng thời xảy ra quá trình phản nitrat, nitrat

và nitrit được tạo ra ở pha trên sẽ bị khử thành nitơ

Pha xả nước: Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến công trình tiếp

theo, đồng thời trong quá trình này bùn cũng được tháo ra

Pha nghỉ: Thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo (Thông thường, pha này thường bị bỏ

qua)

Sewoge

Wơr«

Hình 2.2: Sơ đồ các pha của bể SBR

2.2.2 Quá trình nitrat hóa

Nitrat hóa lần lượt bao gồm 2 bước nitrat hóa ammonium và nitrat hóa nitrit nhờ vào

2 chủng vi khuẩn tự dưỡng: Vi khuẩn oxy hóa ammonia (AOB) và vi khuẩn oxy hóa nitrit (NOB) Trong bước nitrat hóa ammonium, Nitrosomonas là loại được tìm thấy nhiều nhất trong nhóm AOB và các loại khác, bao gồm Nitrosococcus và Nitrosospira (Gerardi, 2002),

Trang

14

Trong bước kế tiếp là Nitrit hóa, Nitrobacter là loại được tìm thấy nhiều nhất trong nhóm NOB và các loại khác, bao gồm Nitrospina, Nitrococcus và Nitrospira (Gerardi, 2002) Quá trình thông thường được chỉ ra trong các phản ứng năng lượng như sau:

- Bước oxy hóa Ammonium:

- Bước oxy hóa Nitrit:

Vi sinh vật sinh trưởng và duy tn bởi năng lượng nhận được từ các phản ứng này Phản ứng toàn bộ về năng lượng được mô tả ở phản ứng (2.3):

NH4 + + 2Ơ 2 ->NO 3- + 2H + + H2O (2.3)

Hơn nữa, hợp chất C5H7O2N đại diện cho các tế bào vi khuẩn và việc hình thành

tế bào vi khuẩn được mô tả ở phản ứng (1-04) (Tchobanoglous, 1991):

MZ4++1,83Ơ2 + 1,98HCƠ3‘ >0,Ơ21C 5H2N02 + 0.98MY + l,041í?2ơ + l,88tt2CƠ3

(2.4) Lượng hóa chất yêu cầu cho quá trình này có thể được tính toán dựa vào phản ứng 1-04 xấp xỉ cần khoảng 4,2mg O2 để oxy hóa lmg NH3-N oxy hóa thành lmg NO3-N Trong quá trình loại bỏ nitơ truyền thống, một lượng độ kiềm lớn được tiêu thụ (8,63mg HCŨ3' hoặc 7,lmg CaCŨ3 trên lmg NH4-N bị oxy hóa) (Gerardi, 2002)

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitrat hóa:

• Oxy hòa tan (DO): Nồng độ DO = 4-7 mg/1, tốc độ nitrat hóa diễn ra tốt, nếu DO là 1,0 mg/1 thì tốc độ này chỉ bằng 90% tốc độ ở nồng độ DO cao hơn

• pH: Tốc độ nittat hóa cực đại khi pH nằm ttong khoảng 7,2 - 9,0 và giảm tuyến tính khi pH < 7,2

Trang

15

• Nồng độ amoni: Quá trình oxy hóa amoni bị ức chế khi nồng độ amoni trong khoảng 5-20mg/l

2.2.3 Quá trình khử Nitrat

Khử Nitrat là quá trình chuyển Nitrat thành Nitơ tự do thông qua nitrit và các chất trung gian khác dưới điều kiện thiếu khí Việc chuyển hóa này có thể đạt được do một vài loại vi khuẩn như Achromobacter, Aerobacter, Bacillus, Micrococcus, Proteus, v.v (Tchobanoglous, 1991) Quá trình này đòi hỏi nguồn cacbon (ví dụ methanol, etanol, acetate, glucose) cho sự phát triển của vi khuẩn do chúng là vi khuẩn dị dưỡng Do đó, giá thành xử lý sẽ tăng cao, nhất là khi nước thải có hàm lượng nitơ cao và nguồn cacbon hữu

cơ có trong nước thải thấp (ví dụ lg N-NŨ3 sẽ cần tiêu tốn 2,47g methanol) Việc giảm Nitrat này bao gồm 2 bước chính: Nitrat chuyển thành Nitrit và Nitrit chuyển thành một số sản phản trung gian trước khi được khử thành khí Nitơ

Phương trình của quá trình khử nitrat sử dụng nguồn cacbon là methanol diễn ra như sau : (Tchobanoglous, 1991)

• Bước 1: Phản ứng năng lượng sử dụng methanol làm chất nhận electron

6 NO3 + CH3OH -ì 6 NO2 + 2 CO2 + 4 H2O (2.6)

• Bước 2: Phản ứng tổng hợp sinh khối

NO3 + 1.08 CH3OH + 0.24 H2CO3

• Phản ứng năng lượng sử dụng methanol, nitơ amoni làm chất nhận electron:

NO3- + 2.5 CH3OH + 0.5 NH4+ + 0.5 H2CO3

Trang

16

0.5 C5H7O2N + 0.5 N2 + 4.5 H2O + HCO3- (2.8)

Giống như quá trình nitrat hóa, có một vài yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat

Sự hiện diện của oxy tự do sẽ cản ưở sự hoạt động hệ thống enzim cần cho quá trình khử nitrat Thông thường thì giá trị pH tăng lên trong suốt quá trình khử nitrat thành khí nitơ do tạo ra độ kiềm pH thích hợp cho quá trình này dao động từ 7 đến 8 tùy thuộc vào vi khuẩn tham gia vào quá trình khử nitrat Tốc độ loại bỏ nitrat và tốc độ sinh trưởng của vi sinh cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, và nhiệt độ thích hợp là từ 35 - 50°C Hơn nữa, vi sinh vật rất nhạy cảm với sự thay đổi của nhiệt độ (Tchobanoglous, 1991)

Nguyên lý của các quá trình chuyển hóa Nitơ bao gồm: Nitrat hóa, khử Nitrat truyền thống và các quá trình mới được thể hiện như hình 2.3

Hĩnh 2.3; Chu trình chuyển hóa Nitơ

Trang

17

2.2.4 Sử dụng giá thể di động trong xử lý nước thải

Quy trình màng sinh học đã được chứng minh xử lý đạt hiệu quả cao đối với carbon hữu cơ và nitơ trong đó khắc phục được những hạn chế của quá trình bùn hoạt tính thông thường (Helness and 0degaard, 1994) Màng sinh học được tạo thành hên giá thể đặc biệt

có lợi khi giữ được các sinh vật chậm phát triển (như các vi khuẩn nitrat và khử nitrat hóa)

Cả hai quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa được thực hiện ngay hên một màng sinh học Những mô hình xử lý bằng sinh học giá thể di động được giới thiệu đầu tiên khoảng 20 năm trước đây và hở nên phổ biến tại châu Âu (Rusten B et al., 1995) Bể sinh học giá thể di động được ứng dụng dựa hên những ưu điểm như nhỏ gọn, ổn định, hiệu quả xử lý cao và hoạt động đơn giản Giá thể sinh học di động còn được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải có nồng độ hữu cơ và dinh dưỡng cao (X.J Wang et al., 2006)

Hĩnh 2.5; Các quá trình xử lý ttên giá thể

Nguyên tắc của quá trình này là sinh khối phát triển bám dính ttên các giá thể trong điều kiện kị khí, thiếu khí hoặc hiếu khí Các giá thể thường được làm bằng những vật liệu trơ với mật độ lên đến 1 g/cm3, cho phép chúng di chuyển dễ dàng trong nước Các phản ứng sinh học này là phản ứng hỗn hợp, tăng sinh khối bùn và thể tích hiệu dụng của bể phản ứng vì vậy đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi

Quá trình phản ứng dựa trên nguyên tắc của quá trình sinh học với phương pháp làm

Hĩnh 2.4' Một số loại giá thể

Trang

18

gia tăng sinh khối vi sinh vật và tạo nên đa dạng các dạng vi sinh vật trong giá thể (lớp

ngoài cùng - hiếu khí, lóp trung gian - thiếu khí, lớp trong cùng - kị khí) Các giá thể lơ lửng

trong bể phản ứng tương tự như một thiết bị phản ứng tầng sôi cho phép các giá thể tiếp xúc

một cách tốt nhất với nước thải Quá trình này còn áp dụng để loại bỏ phospho sinh học

(Helness and 0degaard, 1999) Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng bể sinh học bùn

hoạt tính giá thể di động sở hữu những đặc điểm vượt trội như tạo ra sinh khối cao, chịu tải

hữu cơ COD cao, xử lý được các chất dinh dưỡng, giảm thể tích các bể phản ứng sinh học

trong các hệ thống xử lý nước thải

2.3 TỔNG QUAN VÈ CÔNG NGHỆ ICEAS:

2.3.1 Giói thiệu về các công nghệ cải tiến từ công nghệ SBR

Từ quá trình SBR thông thường, người ta còn cải tiến thành các quá trình khác:

a ICEAS (Intermittent Cycle Extended aeration System): là bể SBR cải tiến với dòng

vào liên tục Từ 5 pha của bể SBR thông thường, số pha của ICEAS được rút lại chỉ

còn 3 pha: Phản ứng, lắng và rút nước

b CASS (hay CAST, CASP) (Cyclic Activated Sludge System hoặc - Technology

hay -Process): Hệ thống này cũng là tiền thân của ICEAS, được phát minh bởi Slater

(Slater N.J and Goronszy M.C., 1994) So với ICEAS, bể phản ứng phụ của CASS

nhỏ hơn, và CASS có đường hoàn lưu bùn trở lại bể phản ứng phụ

Trang

19

Hình 2.6: Sơ đồ các pha của CASS

c IDEA (Intermittent Decanted Extended Aeration): Tương tự như CASS, IDEA

có dòng đầu vào liên tục, sục khí tuần tự và có hệ thống tuần hoàn bùn Bể phản ứng phụ của IDEA được chia ra thành hai bể (thiếu khí và kị khí), mỗi bể nhỏ đều có hệ thống tuần hoàn bùn; nước đầu vào được đưa vào ở giữa

Hình 2.7: cấu tạo bể IDEA (Robert w c et al, 1999)

1 i 1 rji Aijrwic*

Trang

20

d DAT-IAT (Demand Aeration Tank (DAT) and Intermittent Aeration Tank

(LAT)) Đây là hệ thống kết hợp giữa hệ thống bùn hoạt tính thông thường và

SBR DAT- IAT được chia ra làm 2 bể DAT và IAT Bể DAT được sục khí và

có đầu vào liên tục (giống aerotank) còn IAT thì giống như một bể SBR thu nhỏ

với đủ 4 pha (điền, phản ứng, lắng, rút)

Hình 2.8; Mô hình DAT- IAT (Wu et al, 2011) (Chú thích: (1) Bơm đầu vảo; (2) Tuần hoàn bùn; (3) Sục khí; (4) Máy thổi khí; (5)

Van khí; (6) Hệ thống điều khiển; (7) Van điện; (8) Giá thể)

e UNITANK (alternative biological ừeatment - UNited TANK) Bể UNITANK

được chia làm 3 bể nhỏ, ngăn bằng các vách ngăn thông nhau ở phía dưới O

các giai đoạn chính, nước thải được phân phối vào bể 1 hoặc 3, bể 2 sục khí

Trong khi bể 1 và 2 sục khí thì bể 3 lắng (và ngược lại 2, 3 sục khí thì bể 1 lắng)

Trang

21

Hình 2.9: Sơ đồ các pha của bể ƯNITANK

f ASBR (Anaerobic sequencing batch reactor): Be SBR kị khí hoạt động tương tự

như bề SBR thông thường, tuy nhiên lại vận hành trong điều kiện kị khí, được phát minh bời Dague (1992)

Grii đeặri Iri JiiGI g iilii ni ứ ha i

Gi:;i đru;n difnh Ihti nhfll

Láng Sục khi Sill: khi

Nưởt thổi

Giai doạ-1 ehfnh ttiử hai

• Cần ít nhất 2 bể hoạt động hoặc cần bể điều hòa

• Khi thiết kế 2 bể mà cần phải ngừng 1 bể để bảo dưỡng, rất khó để bể còn lại hoạt động độc lập

• Dòng đầu vào và tải trọng thay đổi liên tục trong ngày nên có thể diễn ra tình trạng quá tải hoặc thấp tải trong bể

• Hệ thống kiểm soát bể dựa vào chiều cao mực nước trong bể và do mực nước trong bể thay đổi nhiều, nên ảnh hưởng đến thời gian phản ứng thực tế

• Nguồn carbon đầu vào bị ngắt quãng, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý

Vì vậy, để khắc phục những điểm yếu trên, người ta đã tìm ra công nghệ ICEAS Quá trình ICEAS là quá trình cải tiến của quá trình SBR, được bắt đầu nghiên cứu ở úc vào những năm 80 (Ouyang., 1995) Hiện tại, công nghệ ICEAS được phát triển bới công ty SANITAIRE và đã có gần 1000 bể ICEAS được lắp đặt trền toàn thế giới (SANITAIRE, 2015) Quá trình ICEAS cho phép quá trình nạp nước đầu vào trong suốt toàn bộ các pha (kể cả pha lắng và pha rút nước) Và như vậy, ICEAS làm giảm số lượng pha từ 5 xuống 3 Ngoài ra, nếu hệ thống cần có quá trình khử nitrate thì nên thêm quá trình thiếu khí

Thông thường, bể SBR có thể kéo dài thời gian làm đầy khi cho phép việc vừa làm đầy vừa sục khí (pha làm đầy kiểu sục khí) Tuy nhiên, SBR thông

Trang

23

thường không cho phép vừa làm đầy vừa lắng hoặc vừa làm đầy vừa rút nước Và ICEAS giải quyết vấn đề trên bằng cách thêm 1 vách ngăn trong bể phản ứng

ICEAS chỉ có 3 pha chính:

Hình 2.11: Pha phản ứng của bể ICEAS

Pha phản ứng: Tương tự như SBR, pha phản ứng sẽ diễn ra quá trình khuấy trộn

và sục khí đồng nước nước thải chảy liên tục vào ngăn tiền phản ứng Trong bể lúc này

sẽ xảy ra các quá trình hiếu khí, thiếu khí kết hợp, yếm khí

Hĩnh 2.12: Pha lắng của bể ICEAS

Trang

24

Pha lắng- Ngưng sục khí hoàn toàn, các bông bùn sẽ được lắng xuống đáy bể

(nước thải đầu vào vẫn chảy vào ngăn tiền phản ứng)

Hình 2.13: Pha rút nước bể ICEAS

Pha rút nước: Rút nước ra khỏi hệ thống (nước thải vẫn chảy vào ngăn tiền phản

ứng) Bùn dư sẽ được bơm ra định kĩ trong giai đoạn này

2.3.3 Một số thông số thiết kế và vận hành bể ICEAS:

a Thông số thiết kế cơ bản: (Nguyễn Văn Phước, 2014)

• Tỷ lệ F/M: 0.05 đến 0.12 lb BOD/lb MLSS/ngày

• SVI (sau lắng 30 phút): 150 đến 200

• Thời gian lưu nước (HRT): 0.35 - 0.6 ngày

• Thời gian lưu bùn (SRT): 25 ngày

b Thông số vận hành