Công nghệ xử lý
Hệ thống xử lý nước thải cảng cá Tắc Cậu công suất 500m3/ngày
Th2
Thuyết minh quy trình công nghệ
Bể điều hòa
Trước khi vào bể nước thải sẽ chảy qua giỏ chắn rác để loại bỏ các loại rác có kích thước lớn hơn 2mm. Sau đó, nước thải sẽ chảy vào bể điều hoà. Rác sau khi được tách sẽ được gom vào thùng chứa và định kỳ được hợp đồng thu gom với rác thải sinh hoạt.
Nhiệ m vụ : điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ nước thải.
Lưu lượng và nồng độ nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: thời gian thải, lưu lượng thải cũng như tải trọng chất bẩn có trong nước thải.
Cụ thể như khi nồng độ hoặc lưu lượng tăng lên đột ngột:
Các công trình đơn vị hóa lý sẽ làm việc kém hiệu quả và nếu muốn ổn định được cần phải thay đổi lượng hóa chất thường xuyên điều này gây khó khăn cho quá trình vận hành.
Các công trình đơn vị xử lý sinh học, nếu lưu lượng và nồng độ thay đổi đột ngột sẽ gây sốc tải trọng đối với vi sinh vật thậm chí gây tình trạng vi sinh chết hàng loạt, làm cho công trình mất hẳn tác dụng.
Đó là lý do của việc cần xây dựng bể điều hòa.
Việc điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ sẽ giúp đơn giản hóa công nghệ xử lý, tăng hiệu quả xử lý và giảm kích thước các công trình đơn vị một cách đáng kể.
Để thực hiện quá trình ổn định nồng độ, bể điều hòa có lắp đặt máy thổi khí (dùng chung với máy thổi khí của bể sinh học) và đĩa phân phối khí
Bể kỵ khí UASB
UASB là viết tắc của cụm từ Upflow anearobic sludge blanket, tạm dịch là bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí.
UASB được thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức min là 100mg/l, nếu SS>3000mg/l không thích hợp để xử lý bằng UASB. Xử lý nước thải UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ được phân phối từ dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp (v<1m/h). Cấu tạo của bể UASB thông thường bao gồm: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha. Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí , tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi tầng vi sinh này. Hệ thống tách pha phía trên bê làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và khí, qua đó thì các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo.
Hiệu suất của bể UASB bị phụ thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ, pH, các chất độc hại trong nước thải…. Với NT bia, quá trình lên men Acid xảy ra nhanh chóng vì vậy vào bể UASB chỉ thực hiện công việc lên men methane, mà điều kiện để quá trình này xảy ra tốt là pH >6 (tôt nhất là 7.5), như vậy chỉ cần điều chỉnh pH là Okie… trong khi đó, nếu các NT khác thì vấn đề này không dễ chút nào, vì bể UASB vừa lên men acid vừa len men methane, mà khi quá trình lên men acid xảy ra pH giảm rất thấp..dễ dẫn đến hiên tượng khó chịu trong công nghệ UASB “Lên men chua”. Và tđây là lí do thiết thực nhất mà tại sao sử dụng UASB trong XLNT bia, rượu.
Bùn nuôi cấy ban đầu: nồng độ tối thiểu là 10 kg VSS/m3. Lượng bùn cho vào không nên nhiều hơn 60% thể tích bể.
– Hàm lượng chất hữu cơ: COD 50.000mg/l thì cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước thải đầu ra.
– Chất dinh dưỡng: nồng độ nguyên tố N, P, S tối thiểu có thể tính theo biểu thức sau:
(COD/Y) : N 😛 : S = (50/Y) : 5: 1 :1
Y là hệ số sản lượng tế bào phụ thuộc vào loại nước thải. Nước thải dễ acid hóa Y= 0,03, khó acid hóa Y= 0,15.
– Hàm lượng cặn lơ lửng: nước thải có hàm lượng SS lớn không thích hợp cho mô hình này. SS > 3.000 mg/l khó phân hủy sinh học sẽ lưu lại trong bể sẽ ngăn cản quá trình phân hủy nước thải.
– Nước thải chứa độc tố: UASB không thích hợp với loại nước thải có hàm lượng amonia > 2.000 mg/l hoặc hàm lượng sulphate > 500 mg/l. Khi nồng độ muối cao cũng gây ảnh hưởng xấu đến vi khuẩn methane. Khi nồng độ muối nằm trong khoảng 5.000 – 15.000 mg/l thì có thể xem là độc tố.
3-Ưu điểm nổi bật của bể UASB:
Xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ rất cao, COD= 15000mg/l.
Hiệu suất xử lý COD có thể đến 80% Yêu cầu về dinh dưỡng (N, P) của hệ thống của công nghệ sinh học kỵ khí thấp hơn hệ thống xử lý hiếu khí do sự tăng trưởng và sinh sản của vi sinh vật kỵ khí thấp hơn vi sinh vật hiếu khí. Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống Hệ thống xử lý kỵ khí tiêu thụ rất ít năng lượng trong quá trình vận hành.
– Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải;
– Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát
Ứng dụng cho hầu hết tất cả các loại nước thải có nồng độ COD từ mức trung bình đến cao: thủy sản fillet, chả cá Surimi, thực phẩm đóng hộp, dệt nhuộm, sản xuất bánh tráng, sản xuất tinh bột…
- Bể Anoxic
Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate NO3- thành nitơ dạng khí N2 được thực hiện nhằm đạt chỉ tiêu cho phép của nitơ. Quá trình sinh học khử nitơ liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử dụng nitrate hoặc nitrite như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy, trong điều kiện không có DO hoặc dưới nồng độ DO giới hạn. Phản ứng diễn ra như sau:
C10H19O3N + 10NO3- → 5N2↑ + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 100H-
Phản ứng rút gọn như sau: NO3– → NO2– → N2↑
Quá trình chuyển hóa này được thực hiện bởi vi khuẩn khử nitrate chiếm khoảng 10-80% khối lượng vi khuẩn (bùn). Tốc độ khử nitơ đặc biệt dao động 0,04 đến 0,42 g N-NO3-/g MLVSS/ngày, tỉ lệ F/M càng cao tốc độ càng lớn.
Để khử nitrat hiệu quả tại bể xử lý thiếu khí (Anoxic) có lắp đặt máy khuấy trộn chìm nhằm đảm bảo nước thải luôn được khuấy trộn.
- Bể sinh học hiếu khí
Bể xử lý sinh học hiếu khí là công trình đơn vị xử lý những chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học. Khi bể hoạt động ổn định, mật độ vi sinh vật (bùn hoạt tính hiếu khí) rất cao, nhờ vậy mà hiệu quả xử lý cũng tăng lên đáp ứng được sự thay thông số nồng độ hoặc lưu lượng nước thải đầu vào.
Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng. Vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas và Nitrobacter.
Quá trình xử lý trong bể Biofor được mô tả ngắn gọn như:
o Oxy hóa các chất hữu cơ:
CxHyOz + O2 Enzyme CO2 + H2O + H
o Tổng hợp tế bào mới:
CxHyOz + NH3 + O2 Enzyme Tế bào vi khuẩn
o Phân hủy nội bào:
C5H7NO2 + 5O2 Enzyme 5CO2 + 2H2O + NH3 H
Ngoài xử lý chất hữu cơ, bể xử lý sinh học hiếu khí Aeroten còn có nhiệm vụ khử amoni (NH4+) thành nitrat (NO3-) và lượng nitrat (NO3-) này sẽ được tuần hoàn về bể Anoxic để khử nitrat (NO3-) thành ni tơ.
Quá trình ni trát hoá diễn ra như sau:
NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O
Vì trong nước thải sinh hoạt hàm lượng amoni (NH4+) rất cao nên để xử lý amoni (NH4+) hiệu quả trong dây truyền công nghệ nhất thiết phải có quá trình xử lý sinh học thiếu khí (Anoxic) và quá trình xử lý sinh học hiếu khí (Aeroten).
Để đảm bảo hiệu quả của quá trình xử lý. Nồng độ oxy hòa tan của nước thải trong bể Aeroten cần được luôn luôn duy trì ở giá trị 2 mg/l bằng hệ thống phân phối khí và máy thổi khí.
Ghi chú: Để tăng hiệu quả xử lý (khử ni trát) của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, nước thải trong bể aeroten sẽ được tuần hoàn về bể Anoxic.
Diện tích xây dựng nhỏ.
Ít nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ, có thể hoạt động ở nhiệt độ từ 40 – 43oC.
Dễ vận hành và kiểm soát.
o DO hoạt động: 2 ppm
o pH từ 6.5 – 7.8
o SV30 không cần phải kiểm soát
Chi phí điện năng thấp.
Quy trình ổn định: Có khả năng chịu sốc tải tốt hơn. Một lượng lớn chất hữu cơ được loại bỏ trong bể MBBR nên công suất máy thổi khí của bể sinh học phía sau cũng
giảm hơn.
Thời gian sử dụng của vật liệu lâu, tối thiểu 15 năm nên đảm bảo vật liệu không bị hư
trong thời gian sử dụng, bùn ổn định do đã bám trên bề mặt vật liệu.
Khi cần bảo trì bảo dưỡng chỉ cần vớt vật liệu ra bên ngoài, sục khí để duy trì tại một bể khác, sau đó sẽ hoàn trả lại bể đã bảo dưỡng.
Tỷ lệ khử – COD: 200 kg/m3d
Tỷ lệ khử – BOD: 400 kg/m3d
Tỷ lệ khử – N: 20 kg/m3d
Nước sau khi ra khỏi bể sinh học hiếu khí sẽ tự chảy theo sự chênh lệch cao độ sang bể lắng để tiếp tục quá trình xử lý.
Bể lắng
Bằng cơ chế của quá trình lắng trọng lực kết hợp tấm lắng lamella, bể lắng có nhiệm vụ tách cặn vi sinh từ bể xử lý sinh học hiếu khí mang sang. Bùn lắng ở đáy ngăn lắng sẽ được bơm bùn bơm tuần hoàn về bể xử lý sinh học hiếu khí để bổ sung lượng bùn theo nước đi qua ngăn lắng. Phần bùn dư sẽ được chuyển định kỳ về ngăn chứa phân của bể tự hoại. Còn nước trong trên mặt bể lắng sẽ chảy tràn sang bể khử trùng. Trong trường hợp nồng độ ôi nhiễm bể điều hòa tăng lên làm quá trình vi sinh sau chưa kịp đáp ứng thì ta tiến hành bơm bùn bể lắng về bể điều hòa nhằm xử lý sơ bộ trước.
Nước có chứa bông bùn vi sinh vào bể lắng sẽ di chuyển theo chiều từ dưới lên theo các tấm lắng lamen, trong quá trình di chuyển các cặn lắng (bùn vi sinh) sẽ va chạm vào nhau và bám vào bề mặt tấm lắng lamen. Khi các bông bùn kết dính với nhau trên bề mặt tấm lắng lamen đủ nặng và thắng được lực đẩy của dòng nước đang di chuyển lên thì bông bùn sẽ trượt xuống theo chiều ngược lại và rơi xuống đáy bể lắng (hay hố thu cặn), từ đó theo chu kỳ được bơm bùn bơm tuần hoàn về bể xử lý hiếu khí, phần bùn dư sẽ bơm về bể chứa bùn.
– Với nguyên lý hoạt động như vậy, tấm lắng lamen phát huy tác dụng nhờ vào các bề mặt tiếp xúc của các tấm lắng, càng tăng bề mặt tiếp xúc của tấm lắng thì hiệu quả lắng bùn càng cao, giúp tăng hiệu quả sử dụng dung tích bể và giảm được thời gian lắng.
– Khi chiều cao lắng thấp và tải trọng lắng lớn khả năng lắng trọng lực không hiệu quả do dòng nước đến máng tràn nhanh sẽ lôi cuốn các hạt cặn theo. Việc thêm tấm lắng lamella sẽ giúp tăng sự va đập của các hạt cặn, giảm được thành phần tốc độ thẳng đứng của dòng nước và các hạt cặn sẽ kết dính với nhau và lớn dần lên rồi rơi xuống đáy bể lắng. Kết quả là tăng hệ số sử dụng dung tích và giảm được thời gian lắng.
Bể khử trùng
Phần nước trong sau bể lắng sẽ tự chảy qua bể khử trùng trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
NaOCl (javen)/Ca(OCl)2 là chất khử trùng được sử dụng phổ biến do hiệu quả diệt khuẩn cao và giá thành tương đối rẻ.
