Tài liệu Bài giảng Bùn hoạt tính pdf

Hệ thống bùn hoạt tinh là một trong những hệ thống xử lý thứ cấp để làm sạch nước thải trước khi thấi vào mới trường, Hệ thống bùn hoạt tính được phát mình béi Arden va Lockett 1914, Anh

®iài GiÃN t /Iệ 1ịNốnng mì /foj7 Tthị0

BIEN SOAN: LE HOANG VIỆT

Giúp cho dnh viền nắm vững

Qui trình xử lý nước thấi bằng hệ thống bùn hoạt tính

Cáo cở chế hoạt động của hệ thống xử lý

Các thông số cần thiết để thiết kế qưi trình xử lý

Cách vần hành hệ thống xử lý

Sinh viên phẩi nh toán được kích thước cần thiết cho các bể xử lý

Sinh viền phải xử lý được các sự cố xây ra trong quá trình vận hành

hệ thống xử lý

nhiễm cần phải được

xử lý trước khi thấi

vào mới trường,

Hệ thống bùn hoạt tinh là một trong những hệ thống xử lý

thứ cấp để làm sạch nước thải trước khi thấi vào mới trường,

Hệ thống bùn hoạt tính được phát mình béi Arden va Lockett (1914, Anh), Hiện nay được ứng dụng rất phổ biến trong việc xt

lý nước thầi

Hệ thống bùn hoạt ứnh có nhiều phiên bẩn khác nhau

Khuấy trộn hoàn toàn _ Thông khí giểm dẫn

ba

Nạp nước thải ở nhiều điểm Thông khícđitiến QuitìnhKraus Tiếp xúc, cố định Thôngkhíkếo dài Thông khí cao tốc

Bể phẩn ứng theo chuổi Sử dụng oxy tỉnh khiết Rãnhoxy hoá

Bể kết hợp ritráthoá Niưát hoá độc lập Bể phẩn ứng trục sầu

Bể Sục Khí

(bể bùn hoạt tính)

Ở bể sục khí các vi khuẩn được cung cấp đẩy đổ oxy và các

điều kiện mới trưởng thích hợp khác, Chúng sẽ phần hủy các chất hữu cơ thành CO, H„O và các chất khoáng khác, một phần các chất hữu cơ sẽ được đồng hoá trong tế bào vi khuẩn,

Sau đó, nước thải có chứa các tế bào vi khuẩn sẽ được chuyển sang bể lấng.

Ở bể lắng, người ta tạo điều kiện tốt nhất (về thời gian tổn

lưu, lưu lượng nạp ) để các tế bào vi khuẩn có thể lắng xuống đáy bể lắng, Một phẩn bồn dưới đáy bể lắng sẽ được

hoàn lưu cho bể bồn hoạt tính để duy trì mắt độ sinh khối cao

(vài z1) cho bể này, Phần còn lại sẽ được thải bổ, nước thải ra

khởi bể lắng có ít tế bào vì khuẩn bởn, do đó, BOD của nước

thểi đầu ra sẽ thấp hơn,

Ngoài bai bể trên ra, hệ thống xử lý nước thấi bằng bùn

hoạt nh còn có những thành phẩn khác như song chấn rác,

bể lắng cát, bể điểu lưu, bể lắng sở cấp, bể khử trùng, san

phơi bùn, Một dầy chuyển xử lý tiêu biểu được mồ tỉ trong hình dưới đầy

Vĩ khuẩn sử dụng chất

nến và oxy để oxy hod

các chất nên này và tăng

Vi Khuẩn Vĩ khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu

trong các bể xử lý vì nó chịu trách nhiệm phần hủy các thành phần hữu cở trong nước thai,

Trong các bể bùn hoạt tính một phần chất thẩi

hữu cơ sẽ được các vi khuẩn Hiếu khí và hiếu

khí không bất buộc sử dụng để lấy năng lượng

để tổng hợp các chất hữu cơ còn lại thành tế bảo vi khuẩn mới, Vĩ khuẩn trong bể bùn hoạt

tính thuộc các giống PseuẢomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium và bai loại vì

khuẩn rủ trát hóa là Mirosomonas và

Nitrobacter, Ngoai va cồn có cácloại hình sgi như Sphaerotlus, Beegiatoa, Thiothưix, Lecicothrix va Georrichum,

Nguyên sinh

động vật Ngoài các vi khuẩn các vi dinh vật khác công đóng vai trò quan trọng trong các bể bùn

hoạt tính, Ví dụ như các nguyên sinh động

vật và Rotifer an các vi khuẩn lầm cho nước

thải đầu ra sạch hon vé mat vi sinh,

Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm

4 giai đoạn:

Giai đoạn chậm (lag-pha se); xảy ra khi bể bất đầu đưa vào

hoạt động và bùn của các bể khác được cấy thêm vào bể, Đây

là giai đoạn để các vi khuẩn thích nghỉ với mới trường mới và

bất đầu quá trình phần bảo,

chết

Log Châm

"Thời gian (ngày)

Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm

4 giai đoạn:

Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase} giai đoạn này các tế bào vì khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng, Tốc độ phần bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phần bào và lượng thức ăn trong môi trưởng,

chết

Log Châm

"Thời gian (ngày)

Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm

4 giai đoạn:

Giai đoạn cần bằng (stalionary phase): lúc này mật độ vì

khuẩn được giữ ở một số lượng ổn định, Nguyên nhân của giai

đoạn này là (a) các chất dinh dưỡngcẩn thiết cho quá trình tăng

trưởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, (b) số lượng vi khuẩn sinh ta bing với số lượng vi khuẩn chết đi,

chết

Log Châm

"Thời gian (ngày)

Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm

4 giai đoạn:

Giai đoạn chết (log-death phase): trong giai đoạn này số lượng vỉ

khuẩn chết đi nhiều hơn số lượng vi khuẩn được sinh ra, do đó mắt

độ vì khuẩn trong bể giẩm nhanh, Giai đoạn này có thể do các loài

có kích thườc khả kiến hoặc là đặc điểm của mỗi trường

chết

Log Châm

"Thời gian (ngày)

a- Oxy hóa chất hữu cơ và tổng hợp té bao vi khuẩn:

COHNS + O„ + dưỡng chất

| Vi khuẩn hiếu khí CO; + NH; + C.H;NO¿ + các sản phẩm khác

b- Hồ hấp nội bào:

CHNO; +50, ————> 5CO;+2H,O + NH, + năng lượng

118 160

Quá trình nỉtrát hoá

Quá trình nitrat hóa là quá trình oxy hóa sinh héa ritd của các muối amon đầu tiên thành ritrit và sau đó thành nitrat trong điều kiện thích ứng (có oxy và nhiệt độ trên 4°C)

Nitrosomonas (NH,),CO, +30, = 2HNO,+CO,+3H,0

Nitrobacter 2HNO, + 0, = 2HNO;

Quá trình khử nïtrát hoá

Thiếu khí

No,-N—+ Nyt

Các dưỡng chất về cở chính là N,S,P, K, Mg, Ca, Fe, Na va

Cl, Céc chất vi lượng quan trong gém cé Zn, Mn, Mo, Se, Co,

Cu, Ni, V và W,

Oxygen

cạnh khổng đáng kể, Ứng dụng dé

loại sối, cát khỏi nước thầi Loại bỏ chất tấn trong nước thấi có hàm eens Chamenihericce enn cette

với nhau để tạo thành bồng cận có trọng

lượng lớn hởn do đó, tốc độ lắng nhanh

hơn, Ưng dụng ở bể lắng sở cấp, phần trên của bể lắng thứ cấp,

3, Lắng có trổ ngại _ Lực tưởng tác giữa các hạt đủ lớn để gầy

4 Nén

cần trở tốc độ lắng của hạt bền cạnh nó, Các hạt có khuynh hướng gi vị trí tưởng đối của nó với hạt bên cạnh và các chất tấn có khuynh hướng lắng từng khối, Phiá trên tạo thành một lớp mật ngăn cách giữa chất rấn

và chất lỏng, Ung dụng ở bể lắng thứ cấp

Ham lugng các chất rắn đủ lđn để tạo thành các cấu

trúc, Sự lắng chỉ có thể tiếp tục diễn ra bởi viếc nén các cấu trúc này, Quá trình này chỉ xây ra khi các hạt chất rấn ở dung dịch nước thải phiá trên liên tục lắng

xuống Xẩy ra ở đáy của bể lắng thứ cấp,

Phân tích quả trinh Ming cửa từng hạt riêng lễ

Chúng ta có thể phần tích quá trình lắng bằng định luật của Newton và định luật của Stokes,

Băng định luật Newton ta có thể xác định được vận tốc giới hạn

của các hạt qua việc cần bằng lực đẩy nổi và lực kéo nhám

Fz=(p,- p)g¥

Fg: Lực đẩy nổi

o:tọng lượng tiếng của hạt chất rắn

2: trọng lượng tiếng của chất lồng

`: thể ích của hạt

s: gia tốc trọng trường,

Phân tích quả trinh Ming cửa từng hạt riêng lễ

Phân tích quả trinh Ming cửa từng hạt riêng lễ

Phân tích quả trinh Ming cửa từng hạt riêng lễ

24 3 Cp=——+ +0,34

Nz Ne

Với Nạ là số Reynolds nh bằng cổng thức sau:

”

Với Nạ nhỏ hơn 0,3, phần đầu của biểu thức tính Cọ chiếm ưa

thế, do đó, ta có thể thế phẩn này vào biểu thức tính vận tốc giới

bạn ởphiá trên và ta sẽ co phường trình theo định luật Stokes

2

øŒ- p)đ

18

v

Phân tích quả trinh Ming cửa từng hạt riêng lễ

'Với dòng chẩy phân ting, Stokes cfing tìm ra được phường trình tính lực kéo nhám và phường trình đó được viết như sau

By

37d

Cần bằng lực này với trọng lượng hữu hiệu của hạt, ta cũng có

được phương trình tính vận tốc lắng như phương trình ở phẩn

trước

2

_ 80:~ ø)đ

18

Phân tích quả trình lắng của bông cận

Đối với các nước thải có hàm lượng chất tấn tưởng đổi thấp, các bạ tehất tấn không lắng riêng lễ mà có khuynh hướng kết hợp với nhau để tạo thành các bông cận có khả năng lắng nhanh hởn, Khẩ năng tạo thành các bồng cặn phụ thuộc vào cơ hội tiếp xúc giữa các hạt, lưu lượng nước nạp vào bể, chiều sâu

bể, gradient về vận tốc trong bể, hàm lượng vật chất rấn và

1, Chọn thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể, Các yếu

tế cẩn biết

BOD; cửa nước thấi đầu ra (tiều chuẩn cần đạt)

SS ofa nước thấi đầu ra

Khả nã ng chịu đựng của bể đổi với sự biến động lớn của nước thấi đầu vào (lưu lượng, hầm lượng chất gầy 6 nhiễm)

'Nhụ cầu về năng lượng cho các thiết bị cung cấp khí

'Nhu cầu về dưỡng chất

Tính thời gian tổn lưu tối thiểu cửa vi khuẩn trong bể

Gại thời gian lưu tổn tối thiểu của vi khuẩn trong bể là OM,

6M, là thời gian lưu tổn mã ở đó tốc độ thấi bổ các tế bào vi

khuẩn nhanh hơn tốc độ sinh sẩn cửa chúng trong bể phẩn

ứng (ah ý là ở ØM, thì Sụ » 8),

Ky i; kg

Y: hệ số năng suất tối đa (mg/mg) (tỷ lệ giữa trọng lượng của các tế bảo được tạo thành với trọng lượng của chất nền

bị tiêu thụ đo ở thời điểm cuối của giai doan log)

chết

Log Chậm

Thời gian (ngày)

K¿ hằng số bản vận tốc, nồng độ của chất giới han sinh trưởng ở 1⁄2 tốc độ sinh trưởng cực đại (rọng lượng/ đơn vị thể tích, mg/T) JU: tốc độ sinh trưởng riêng (thời gian '1)

Š: nẵng độ của chất giới hạn sinh trưởng trong dung dịch nuôi cấy (trọng lượng/đơn vị thể tích, mg/L)

k là tếc độ sử dụng chất nền tối đa trên một đơn vị trọng

X¿ hàm lượng WSS trong nước thải đầu ra, mg/L

Q2 Lưu lượng nước thải đầu ra, (m3/d )