CHƯƠNG 12 CÁC SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Sục khí: - Oxi rất quan trọng trong quá trình sinh khối hoạttính, nếu thiếu oxi, sinh khối sẽ trở nên có màu, cómùi khó chịu và chất lượng nước sau xử lý bị suygiảm, khi đó cần giảm lượn

CHƯƠNG 12

CÁC SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH XỬ

LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP

SINH HỌC

Trước khi tiến hành vận hành toàn bộ hệ

Khởi động hệ thống sinh học

Các thông số cần xem xét: COD, BOD, N, P…

-Thể tích sinh khối: thể tích bùn lắng sau 30 phút

-Chỉ số thể tích sinh khối: SVI(mg/l) = thể tích sinhkhối lắng/ hàm lượng sinh khối

-Tải trọng hữu cơ

Tải sinh khối:

F/M = (COD(kg/m 3 ) x Q(m 3 /ngày))/ V bể(m 3 )x MLSS (kg/m 3 )

Tải trọng nước bề mặt: là lượng nước chảy vào bểlắng trong một giờ trên một mét vuông bể lắng

Thời gian lưu trung bình của sinh khối: tuổi củasinh khối

MCRT(ngày)= MLSS(kg/ 3 ) x thể tích toàn bộ (m 3 )/ sinh khối lấy ra hằng ngày.

Trong quá trình vận hành

ØLưu lượng: quyết định khả năng chịu tải của

hệ thống, tải lượng bề mặt của hệ thống

Ø pH cao do quá trình chuyển hóa N thành

độ kiềm

Ø pH thích hơp 6,5 – 8,5

Kiểm tra thường xuyên BOD và COD tránh hiệntượng thiếu tải và quá tải BOD/COD > 0,5 thíchhợp cho phân hủy sinh học.

Chất dinh dưỡng: N:P đảm bảo tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1, nếu thiếu phải bổ sung

Các chất độc tính: kim loại nặng, dầu mỡ, hàmlượng Cl, sunfat…

Kiểm soát quá trình xử lý.

Tải trọng hữu cơ:

-Tải trọng cao: DO thấp, bùn sáng nâu, lắng kém tạobọt

- Tải trọng hữu cơ thấp: DO cao, bùn lắng nhanh, néntốt, bùn xốp, nâu Xuất hiện lớp mỡ và váng nổi trên

bề mặt

-Tải trọng bề mặt: cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình

lắng Sinh khối trôi ra ngoài

-Tải trọng bề mặt thích hợp: 0,3 – 1 m3/m2/h

Ø Việc sục khí nhằm đảm bảo cung cấp đủ

lượng oxy một cách liên tục (DO>= 2 mg/l) và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.

ØNổi lên bề mặt: khử nitrat sinh ra N2 ,thiếu

dinh dưỡng, xuất hiện vi khuẩn filamentous, hoặc dư dinh dưỡng bùn chết nổi trên bề mặt

Bùn lắng kém:

ØSinh khối phát triển tản mạn: do tải lượng hữu

cơ cao hoặc quá thấp, dư oxi, nhiễm độc

ØSinh khối đông kết: thiếu oxi, thiếu dinh

hưỡng, chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học

Oxi hòa tan

Phụ thuộc vào tải lượng hữu cơ và hàm lượng sinhkhối DO thích hợp: 1- 2 mgO2l

Thiếu oxy sẽ làm giảm hiệu quả xử lý, xuấ hiện vi khuẩn hình que, nấm, giảm khả năng lắng và ứcchế quá trinh nitrat hóa

BOD sau xử lý quá cao do: quá tải, thiếu oxi,

pH thay đổi, khuấy trộn kém

Ø N sau xử lý còn quá cao: công nghệ chưa ổnđịnh, có sự hiện diện các hợp chất N khó phân

hủy, sinh khối bùn trong bể cao, nhiễm độc, vi khuẩn chết

ØN- NH3 cao do: pH không thích hợp (>6,5 hoặc

ØP: yêu cầu ortho photphat: 1-2 mg/l, thiếu phải

bổ sung

-Khi bơm có tiếng kêu lạ cũng cần ngừng

bơm lập tức và tìm ra nguyên nhân để khắcphục sự cố

Sục khí:

- Oxi rất quan trọng trong quá trình sinh khối hoạttính, nếu thiếu oxi, sinh khối sẽ trở nên có màu, cómùi khó chịu và chất lượng nước sau xử lý bị suygiảm, khi đó cần giảm lượng nước thải đầu vào

Các sự cố về dinh dưỡng:

Các chất dinh dưỡng trong nước thải: bao gồm N

và P Trong đó hàm lượng N trong nước thải đầuvào được coi là đủ nếu tổng N trong nước đã xử lý

là 1-2mg/l Nếu cao hơn là hàm lượng N trong

nước thải đã dư thừa

Các vấn đề về sinh khối.

-Sinh khối nổi trên mặt nước: kiểm tra lượnghữu cơ, các chất ức chế

-Sinh khối phát triển tản mạn: thay đổi tải

lượng hữu cơ, DO Kiểm tra các chất độc để

áp dụng biện pháp tiền xử lý hoặc giảm tảihữu cơ

-Sinh khối tạo thành hỗn hợp đặc: tăng tảitrọng, oxy, ổn định pH thích hợp, bổ sung chất dinh dưỡng

Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu trong

bể bùn hoạt tính

Sphaerotilus natans

Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu trong

bể bùn hoạt tính

Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu trong

bể bùn hoạt tính

a) Hồ:

-Hình thành các ao hoặc vũng nước nhỏ trên bề mặtcủa lớp đệm

-Giảm khả năng loại bỏ BOD và TSS

-Xuất hiện mùi khó chịu do điều kiện kị khí tronglớp đệm

-Lớp đệm có lưu lượng khí nghèo

CÁC SỰ CỐ XỬ LÝ SINH HỌC

HIẾU KHÍ

-Tính toán hoạt động của quá trình xử lý sơ cấp

-Kiểm soát quá trình xử lý bùn hoạt tính để làm

giảm lượng BOD

-Tăng tốc độ tuần hoàn để tăng DO vào dòng chảy-Duy trì điều kiện thông khí ở dòng vào hệ thống

SS và BOD sau bể lắng cao:

Khắc phục

-Kiểm tra tải lượng thủy lực và điều chỉnh lưulượng tuần hoàn nếu tải lượng thủy lực quácao

-Điều chỉnh dòng chảy để đảm bảo cân bằngvới sự phân bố

-Kiểm tra thiết bị loại bỏ bùn

-Kiểm tra chiều sâu của lớp bùn và nồng độcác chất trong bùn, điều chỉnh tốc độ loại bỏbùn

a) Lọc nhỏ giọt:

Nguyên nhân:

-Tuần hoàn không hiệu quả

-Điều kiện khô và ẩm gián đoạn Thời tiết ấm

Khắc phục:

-Tăng tốc độ tuần hoàn để duy trì tải trọng thủy lực tốithiểu 0,07m3/m2/.ngày

-Làm sạch các bề mặt thành bể lọc và loại bỏ cỏ dại, bụi cây quanh bể lọc

-Làm khô lớp đệm trong vài giờ

-Làm ngập nước bể lọc trong 24h

CÁC SỰ CỐ XỬ LÝ SINH

HỌC HIẾU KHÍ

Mất nhiệt.Nguyên nhân:

-Tái tuần hoàn làm gia tăng hoặc giảm nhiệt độcác giọt nước

-Gió thịnh hành gây nên sự mất nhiệt

CÁC SỰ CỐ XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ

b) Bể bùn hoạt tính.

Ø Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn

hoạt tính hiếu khí

v Hàm lượng SS đầu vào không quá 150 mg/l

v Hàm lượng dầu không quá 25 mg/l

v pH = 6,5 – 8,5 (tối ưu: 6,5 – 7,5)

v Nhiệt độ 60C – 370C

CÁC SỰ CỐ XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ

b) Bể bùn hoạt tính.

Ø Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ xảy theo

ba giai đoạn.

vGiai đoạn 1: VSV thích nghi, sau đó tăng sinh

khối Nhu cầu oxy tăng dần

vGiai đoạn 2: VSV phát triển ổn định Tốc độ

tiêu thụ oxy ít thay đổi.

vGiai đoạn 3 : tốc độ oxy hóa giảm dần Tốc

độ tiêu thụ oxy tăng do quá trình nitrat hóa

P Hiện tượng lên bùn

P Hiện tượng tạo bọt và váng

P Hiện tượng bùn trương

Bung Bùn Có Sợi

Hiện Tượng Bọt Và Váng

Hiện Tượng Bọt Và Váng

Sự cố Nguyên nhân Hậu quả

Bung bùn Những vi sinh vật bành

trướng khỏi bông bùn

và cản trở việc nén và lắng của bùn

Chỉ số thể tích SVI cao, nước thải ra trong

Giảm tính lắng và tốc độ nén Trên thực tế không

có việc phân tách trong những trường hợp

nghiêm trọng, tạo nên chảy tràn của lớp bùn trong bể lắng đợt 2 Bông bùn điểm Những bông bùn nhỏ,

chẵc, yếu, có cấu hình tạo thành lắng nhanh

Những khối tụ nhỏ hơn lắng chậm

Chỉ số thể tích bùn SVI thấp và nước thải ra đục

SỰ CỐ TRONG BÙN HOẠT TÍNH

Lên bùn Việc khử nitrat trong bể lắng đợt 2

tạo ra những bóng khí Nito, bám dính với những bông bùn hoạt tính

và nổi lên trên bề mặt bể lắng 2

Lớp váng của bùn hoạt tính được tạo thành trên mặt của bể lắng đợt 2

Sự tạo thành bọt

và váng

Những chất hoạt diện bề mặt không bị thoái hóa và sự hiện diện của những loài Nocardia, đôi khi bởi sự hiện diện cả Microthrix parvicella

Lượng lớn bùn nổi của chất rắn trong bùn hoạt tính tới bề mặt của đơn vị

xử lý Bọt được tích lũy và

có thể bị thối Chất rắn có thể chảy tràn vào bể lắng 2

SỰ CỐ TRONG BÙN HOẠT TÍNH

v Hiện tượng lên bùn

— Tăng tỷ lệ bùn tuần hoàn từ bể lắng về bể

Aerotank để giảm thời gian lưu bùn trong bể lắng.

— Tăng nhanh tốc độ rút bùn dư ở bể lắng

— Giảm thời gian lưu bùn để tránh quá trình nitrat hóa

v Hiện tượng bọt và váng

— Có thể khắc phục hiện tượng bọt và váng bằng cách : dùng chlorine phun lên trên bề mặt hay

sử dụng các cation polymer để kiểm soát

v Hiện tượng bùn trương

— Tăng cường sục khí

— Xả bùn dư

— Tạm thời giảm tải trọng thủy lực của bể

— Pha loãng nước thải bằng nước sông, hồ

Ø Các sự cố thường gặp trong quá trình

vpH quá cao hoặc quá thấp

vTrong nước thải đầu vào có chứa độc tố

vSục khí chưa đủ

vKhuấy đảo chưa đủ hoặc do hiện tượng ngắn mạch

Ø Các sự cố thường gặp trong quá trình

vận hành bể bùn hoạt tính

b) Nước thải chứa nhiều chất rắn

Nguyên nhân:

1 Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá lâu

2 Quá trình khử nitơ diễn ra ở bể lắng

vDo sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi (trong điềukiện thời gian cư trú của vi khuẩn ngắn, thiếu N và P, sụckhí không đủ)

vTỉ lệ hoàn lưu bùn quá thấp

Ø Các sự cố thường gặp trong quá trình

Ø pH quá cao hoặc quá thấp: Trung hòa

nước thải đầu vào

Ø Nước thải đầu vào có chứa độc tố: Loại

bỏ các chất độc trong nước thải đầu vào

Hiệu chỉnh các sự cố

Ø Sục khí không đủ: Tăng công suất thiết bị sục, Phân bố lại các ống phân phối khí trong bể

Ø Khuấy đảo không đủ, "mạch ngắn”: Tăng mức

độ sục khí, gắn thêm các đập phân phối nước

Ø Quá trình yếm khí ở bể lắng: Các phương pháp tương tự phương pháp áp dụng để tránh quá trình khử nitơ của bể lắng

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

sinh học kị khí1)Thời gian lưu bùn:

- Thời gian lưu bùn (SRT) là thông số được chọnlàm thông số thiết kế bể phân hủy

-Nếu thời gian lưu bùn trong bể quá ngắn(<10

ngày), sẽ có hiện tượng cạn kiệt vi sinh vật lên

- pH trong hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 6,6 - 7,6 tối ưu trong khoảng 7 - 7,2

-pH của hầm ủ có khi hạ xuống thấp hơn 6,6 do sự

tích tụ quá độ các acid béo do hầm ủ bị nạp quá tải

hoặc do các độc tố trong nguyên liệu nạp ức chế hoạtđộng của vi khuẩn methane

-Trong trường hợp này người ta lập tức ngưng nạp chohầm ủ để vi khuẩn sinh methane sử dụng hết các acid thừa

- Hàm lượng tổng chất rắn bay hơi (VS) của mẫu thểhiện bản chất của chất nền

Các chất gây độc

- Ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát

triển của VSV kị khí

- Một số dẫn suất metean như: CCl4, CHCl3, và

một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn…), các chất

HCHO, SO2… cũng gây độc cho VSV kị khí

Sự khấy đảo hỗn hợp phân hủy

- Khuấy trộn tạo điều kiện cho vi khuẩn tiếp xúc vớichất thải làm tăng nhanh quá trình sinh khí Nó cònlàm giảm thiểu sự lắng đọng của các chất rắn xuốngđáy hầm và sự tạo bọt và váng trên mặt hầm ủ

Các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng

Các chất dinh dưỡng đại lượng cần thiết cho quátrình sinh trưởng và phát triển của VSV

Thông số vận hành các công trình kị khí

Kiểm tra bể UASB

ØKiểm tra thiết bị phân tách bùn khí có được lắp đặtđúng hay không

Ø Kiểm tra van khóa nước có được lắp đặt đúng hay không

ØKiểm tra các điểm thử mẫu có đủ hay không

Ø Chuẩn bị các thí nghiệm theo mẻ: khi vận hành hệthống thì hoạt động này rất quan trọng nhằm xác địnhhoạt động của vi khuẩn methan trong bùn hoạt tính

Kiểm tra nước thải

ØKiểm tra nồng độ các hợp chất hữu cơ trong

Ø Kiểm tra khả năng phân hủy sinh học của

nước thải

- Có thể xác định được khi biết lượng COD trong bểphản ứng và methan sinh ra trong suốt quá trình

phản ứng

Ø Kiểm tra xem nước thải có tình đệm không:

- Kiểm tra khả năng làm môi trường đệm của nước thảibằng cách thêm vào 1 g/l hay 40% COD trong nước

thải khi COD trong nước thải nhỏ hơn 2,5 g/l Khi pH của nước thải ở mức 6,5 hoặc cao hơn

Ø Kiểm tra lượng dinh dưỡng trong nước thải

Có đủ để duy trì sự sinh trưởng của vi khuẩnhay không

Ø Kiểm tra xem nước thải có chứa nồng

độ cao các chất rắn lơ lửng không.

- Trong trường hợp nước thải chứa các chất rắn

lơ lửng với nồng độ cao, hoạt động của bể

UASB không thích nghi được

- Khi nồng độ 3.000 mg/l và các chất rắn này

không có khả năng phân hủy sinh học, chúng

được giữ lại trong bể, hoặc theo dòng chảy ra

ngoài tùy vào kích thước hạt bùn

Ø Kiểm tra nhiệt độ nước thải:

Bể UASB sẽ không thích hợp để xử lý nước thải khinồng độ các chất đạt đến một giá trị tới hạn

Nồng độ NH3 – N = 2.000 mg/l, độ mặn >15.000 mg/l

SO4 > 500mg/l …

Ø Kiểm tra nước thải có chứa chứa chất độc không

Khi nhiệt độ nước thải thấp hơn 200 C cần gia nhiệt

cho hệ thống

Nhiệt độ cao hơn 600C thì khi khởi động hệ thống cầnphải cẩn thận Nhiệt độ thích hợp 20 – 420C

-Khi nồng độ nước thải < 5.000 mg COD/l thì không có vấn đề gì Ngoại trừ khi nướcthải có chứa các chất độc với nồng độ cao.

- Khi nồng độ nước thải > 5 000 mg

COD/l nên pha loãng hoặc tuần hoàn

nước thải khi vận hành

Nồng độ nước thải:

Kiểm tra hoạt tính methan trong

bùn nền ban đầu

-Bắt đầu vận hành bể phản ứng bằng cách

cung cấp tải lượng vào một nửa thể tích bể, với nồng độ tối thiểu là 0,2 kgCOD/m3.ngày Thời gian lưu nước tối thiểu là 24 giờ

-Sau khi chờ trong 5 ngày đầu tiên, kiểm tralượng khí thoát ra có đạt 0,1 m3 /ngày không

-Nếu không đạt, nên dừng cung cấp dòng

vào và chờ đến khi sản lượng khí tạo ra

trong 3 ngày kế tiếp

Lượng axit béo dễ bay hơi (VFA)

-Kiểm tra lượng VFA thấp hơn 3meq/l không Nếukhông, dừng cung cấp dòng vào và chờ khoảng 1 tuần

-Khi đạt đến 8 meq/l thì dừng cung cấp nước thải

và chờ đến khi giá trị này giảm xuống dưới 3

meq/l

-Nên kiểm ra nồng độ VFA 2 ngày một lần

Những vấn đề trong quá trình xử lí

nước thải

— Công trình bị quá tải

— Lượng nước thải đột xuất trở nên quá lớn

— Nguồn cấp điện bị mất

— Không kịp sửa chữa, đại tu

— Cán bộ, công nhân không theo nguyên tắc quản lý kĩ thuật an tòan

Vấn đề trong chế độ làm việc của các quá

trình xử lí nước thải

Cách khắc phục

lớn trong ngày và đêm, thì chỉ được phép xả vào mạng

lưới thoát nước đô thị sau khi đã qua xử lí cục bộ trong

xí nghiệp công nghiệp

bể xử lí

ngột

trong quá trình điều hành các công trình xử lí