xu ly nuoc thai

* 1980 Hệ thống lọc sinh học được sử dụng để xử lý các chất khí độc và các hợp chất hữu cơ bay hơi của các ngành công nghiệp... Nguyên lý hoạt động: _ Lọc sinh học sử dụng vi sinh vật

BỂ - THÁP LỌC SINH HỌC

I

IV

ỨNG DỤNG CỦA BỂ - THÁP LỌC SINH HỌC TẠI VIỆT NAM

GIỚI THIỆU VỀ LỌC SINH HỌC

1 Khái niệm lọc sinh học

_ Lọc sinh học là phương pháp “tái sinh nước” nhờ vào các vi

khuẩn dị dưỡng bám trên các giá thể

_ Lọc sinh học được thiết lập rất tốt trong công nghệ điều khiển ô

nhiễm ở Đức và Hà Lan và nó cũng thu hút được sự quan tâm ở

Bắc Mỹ

_ Lọc sinh học có thể xử lý những phân tử khí hữu cơ- những hợp

chất hữu cơ bay hơi (Volatile Organic Compound- VOC's) hoặc các

hợp chất cacbon, hay những chất khí độc vô cơ- amoniac hay H2S

*1970 Hệ thống lọc sinh học đạt được những thành quả cao ở

Đức

* 1980 Hệ thống lọc sinh học được sử dụng để xử lý các chất khí độc và các hợp chất hữu cơ bay hơi của các ngành công nghiệp

* 1990 Hiện nay, hơn 500 hệ thống lọc sinh học đang hoạt động tại Đức, Hà Lan và phổ biến rộng ở Mỹ

QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ

THÁP LỌC SINH HỌC

1 Nguyên lý hoạt động:

_ Lọc sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy những hợp chất hữu

cơ ( hoặc biến đổi những hợp chất vô cơ) thành cac-bon-nic, nước

và muối Khi hệ thống lọc sinh học được lắp đặt, vi sinh vật đã có sẵn trong nguyên liệu mà ở đó nó được sử dụng như một lớp lọc

_ Các màng sinh học là tập thể các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí và kỵ khí tuỳ tiện Các vi khuẩn hiếu khí được tập trung ở phần lớp ngoài của màng sinh học

CH4,CO2,

…

Oxy của không khí

Nước thải chứa chất dinh dưỡng + oxy hoà tan

Vi khuẩn

hiếu khí

Sản phẩm phân huỷ Hô hấpHợp chất hữu cơ

Vi khuẩn yếm khí Lên men Axit, rượu

CO2, H2O, NH3

Bề mặt vật cứng

SƠ ĐỒ MÀNG SINH VẬT (BIOFILM)

Nước tuần hoàn

Bể lắng đợt

2

Xã xặn trở lại bể lắng 1

Xã nước

ra nguồn tiếpnhận

Xã cặn ra khu

xử lý cặn

1 Một số mô hình cơ bản:

Nước

thải vào

Xã nước ra nguồn tiếp nhận

Bể lắng đợt

2

Bể lọc sinh học

Nước tuần hoàn

Xã cặn Nước

thải vào

Ưu và khuyết điểm của hệ thống lọc sinh học

Khuyết điểm

* Hệ thống lọc sinh học không thể xử lý được các chất ô nhiễm

có khả năng hấp phụ thấp và tốc độ phân hủy sinh học chậm ví

dụ như các hợp chất hữu cơ bay hơi có chứa chlor

* Các nguồn ô nhiễm có nồng độ hóa chất cao cần các hệ thống lớn và diện tích lớn để lắp đặt hệ thống lọc sinh học

* Nguồn gây ô nhiễm có mức độ phóng thích chất ô nhiễm biến động cao sẽ gây ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật cũng như hiệu suất xử lý của chúng

*Thời gian để cho các vi sinh vật thích nghi với môi trường và tạo thành các màng sinh học (biofilm) có thể kéo dài hàng tuần đến hàng tháng, đặc biệt là đối với việc xử lý các chất hữu cơ bay hơi

MỘT SỐ LOẠI BỂ - THÁP LỌC SINH HỌC

1 Bể lọc sinh học nhỏ giọt:

a Nguyên lý hoạt động:

_ Nước thải được phân phối đều trên bề mặt nguyên liệu

lọc (hoạt động như giá bám cho vi khuẩn) theo kiểu nhỏ giọt hoặc phun tia Lượng không khí cần thiết cho quá trình được cấp vào nhờ quá trình thông gió tự nhiên qua bề mặt hở phía trên và hệ thống thu nước phía dưới của bể lọc

c Phân loại:

Bể lọc vận tốc nhanh

Bể lọc hai pha

Bể lọc vận tốc

chậm

Có hình trụ hoặc chữ nhật, nước thải được nạp theo chu kỳ, chỉ có khoảng 0,6 ¸ 1,2 m nguyên liệu lọc ở phía trên có bùn vi sinh vật còn lớp nguyên liệu lọc ở phía dưới có các vi khuẩn nitrat hóa Hiệu suất khử BOD cao và cho ra nước thải chứa lượng nitrat cao Tuy nhiên cần phải lưu ý đến vấn đề mùi hôi và sự phát triển của ruồi Psychoda Nguyên liệu lọc thường

dùng là đá sỏi, xỉ

Bể lọc vận tốc trung

bình và nhanh

Thường có hình trụ tròn, lưu lượng nạp chất hữu cơ cao hơn, nước thải được bơm hoàn lưu trở lại bể lọc và nạp liên tục, việc hoàn lưu nước thải giảm được vấn đề mùi hôi và sự phát triển của ruồi Psychoda Nguyên

liệu lọc thường sử dụng là đá sỏi, plastic

Bể lọc cao tốc

Có lưu lượng nạp nước thải và chất hữu cơ rất cao, khác với bể lọc vận tốc nhanh ở điểm có chiều sâu cột lọc sâu hơn do nguyên liệu lọc làm bằng plastic, do đó

nhẹ hơn so với đá sỏi

Bể lọc hai pha

Thường sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất

ô nhiễm cao và cần nitrat hóa đạm trong nước thải Giữa 2 bể lọc thường có bể lắng để loại bỏ bớt chất rắn sinh ra trong bể lọc thứ nhất Bể lọc thứ nhất dùng để khử BOD của các hợp chất chứa carbon, bể thứ hai chủ

yếu cho quá trình nitrat hóa

c Yếu tố ảnh hưởng đến bể lọc sinh học nhỏ giọt :

Loại nguyên liệu làm giá bám và chiều cao của cột nguyên liệu này :

- Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ

- Hiệu suất thông khí

- Tỉ lệ hoàn lưu

- Cách sắp xếp các cột lọc

- Cách phân phối lưu lượng nước

3 Một số yếu tố cần thiêt để bể lọc hoạt động tốt:

+ Độ ẩm

+ Nhiệt độ

+ Mức oxy

+ pH

Độ ẩm

Độ ẩm là yếu tố thiết yếu cho hệ thống lọc sinh học làm việc hiệu quả nhất Vi sinh vật cần một môi trường ẩm Từ việc nguyên liệu lọc có khuynh hướng khô đi bởi dòng khí, do đó hệ thống lọc sinh học phải có một trạng thái ổn định để làm ẩm khí trước khi đi vào nguyên liệu lọc

Nhiệt độ

Vi sinh vật hoạt đồng tốt nhất giữa 30 và 40 độ C Ở một khía cạnh nào đó nó có thể có ích cho một hiệu quả tốt hơn bao gồm những phương pháp cho sự điều khiển bậc nhiệt độ

Mức Oxy

Từ việc phần lớn sự phân hủy là hiếu khí, oxy là vô cùng quan trọng trong một quá trình lọc sinh học Trên thực tế, oxy không được sử dụng trực tiếp ở dạng khí, nhưng vi sinh vật sử dụng oxy có mặt ở dạng hòa tan trong màng sinh học Trong một số trường hợp của chất gây ô nhiễm nhất định, oxy nên được thêm vào

pH nơi mà vi sinh vật có thể hoạt động hiệu quả nhất là khoảng

7 Vì vậy pH của khí bẩn phải được duy trì xung quanh giá trị này

2 Tháp phản ứng sinh học lọc và tự làm sạch

_ Tháp tự làm sạch mà không cần đến sự tác động từ bên ngoài

Trong khi nồng độ oxy hòa tan trong nước có trị số mg/l rất thấp, thì nhu cầu oxy sinh hoá (BOD) và hoá học (COD) của các nước thải lại rất cao với chỉ số thường nằm trong khoảng từ 1.000 đến 10.000 mg/l

_ Tháp lọc sinh học gồm các ống lắng vi sinh chảy nhỏ giọt sử dụng vật liệu hình cầu nhẹ có đường kính từ 0.5-15mm làm giá thể vi sinh, các viên hình cầu nhỏ, rất nhẹ, bề mặt có độ nhám thích hợp giúp các vi sinh vật có thể dính bám và sinh sống và phát triển trên bề mặt các giá thể một cách tối ưu, các sinh vật nuôi cấy tuỳ thuộc theo yêu cầu của nguồn nước cần xử lý, các vi sinh

có hoạt tính rất cao Nước thải chảy dòng nhỏ giọt từ trên xuống dưới qua các vật liệu mang vi sinh, và từ hướng đối lưu với hướng của nước thải, không khí bên ngòai được thổi vào trong hệ thống bằng hệ thống khi tinh, các phân tử ô xy sẽ hoà tan với các tinh thể nước mà không làm xáo trôn dòng chảy hay ảnh hưởng đến sự phát triển của màng vi sinh

Ưu điểm nổi bật của Tháp lọc phản ứng lọc sinh học chảy nhỏ giọt là hoạt tính sinh học rất cao và ổn định, có khả năng tự làm sạch, không cần phải bảo trì, tuỳ theo nguồn nước thải cần xử lý để nuôi cáy các gia thể vi sinh cho phù hợp Áp dung cho cả hai nguồn nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp (đối với nước thải công nghiệp xử lý sinh học ở giải đoạn cuối nhằm hấp thụ nitơ

mà phương pháp hoá học chưa thực hiên được

3 Xử lý nước thải bằng công nghệ lọc màng MBR

Quy trình xử lý bể sinh học bằng màng MBR (Membrane Bio Reactor) có thể loại bỏ chất ô nhiễm và vi sinh vật rất triệt để nên hiện nay được xem là công nghệ triển vọng nhất để xử lý nước thải

MBR là kỹ thuật mới xử lý nước thải kết hợp quá trình dùng màng với hệ thống bể sinh học thể động bằng quy trình vận hành SBR sục khí 3 ngăn và công nghệ dòng chảy gián đoạn MBR là sự cải tiến của quy trình xử lý bằng bùn hoạt tính, trong đó việc tách cặn được thực hiện không cần đến bể lắng bậc 2

Nhờ sử dụng màng, các thể cặn được giữ lại trong bể lọc, giúp cho nước sau xử lý có thể đưa sang công đoạn tiếp

Ưu điểm của kỹ thuật dùng màng lọc tách:

•Không cần bể lắng và giảm kích thước bể nén bùn

•Không cần tiệt trùng nhờ đã khử triệt để coliform

•Công trình được tinh giản nhờ sử dụng chỉ một bể phản ứng để khử N & P mà không cần bể lắng, bể lọc và tiệt trùng

•Trong điều kiện thay đổi đột ngột, hệ thống được điều chỉnh cho

ổn định bằng kỹ thuật không sục khí – sục khí – không sục khí

•Khắc phục được các yếu điểm (nén bùn và tạo bọt) trong phương pháp bùn hoạt tính (dùng màng khử hiệu quả Nutrient và E.coli)

•Dễ kiểm soát và bảo trì bằng hệ thống tự động

theo hoặc xả bỏ / tái sử dụng được ngay

ỨNG DỤNG CỦA BỂ - THÁP LỌC SINH HỌC

TẠI VIỆT NAM

1 Xử lý nước thải bệnh viện bằng bể lọc sinh học:

_ Công nghệ đã được ứng dụng thành công tại bệnh viện đa khoa

khu vực Mê Linh, giúp giải quyết ô nhiễm môi trường tại các bệnh viện tuyến huyện Mô hình này dễ xây dựng, lắp đặt, vận hành, bảo quản, giá thành rẻ, rất phù hợp với các bệnh viện

_ Theo kết quả điều tra, trung bình một ngày đêm, một bệnh viện tuyến huyện thải ra môi trường khoảng 21,34m3 nước thải sinh hoạt; 14,1m3 nước thải bệ tự hoại và 11,5m3 nước thải trong quá trình khám chữa bệnh và điều trị; trong đó có 20% nước thải nguy hại.

2 Bể lọc sinh học nhỏ giọt - giải pháp hữu hiệu xử lý nước thải chăn nuôi:

_ Với phương pháp đưa nước thải Bioga hoặc nước thải chăn nuôi

về bể thu gom, trong bể lắp hệ thống máy khuấy để tăng cường tiếp xúc, nâng cao hiệu suất phản ứng Nước thải để lưu trong bể

từ 60-80 giờ nhằm hạn chế phát tán mùi và giảm các chất nitơ và phốtpho Sau đó nước thải được đưa sang ngăn lắng để giữ lại bùn

vi sinh, phần nước trong được bơm lên bể lọc sinh học nhỏ giọt

_ Nguồn nước này sẽ được tuần hoàn về bể phân hủy hiếu khí để tăng cường khả năng loại bỏ các hợp chất nguy hại, tiếp tục đưa sang ao sinh học và thải ra môi trường Đặc biệt bùn vi sinh được tận dụng bón cho cây trồng hiệu quả, đảm bảo sản phẩm nông nghiệp sạch

The end