Thứ Ba, 28 tháng 5, 2013

Công nghệ xử lý nước thải AOP


Công nghệ xu ly nuoc thai OP (Advanced Oxidation Processes) là một công nghệ được GREE ứng dụng để xử lý triệt để chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong nước thải dựa vào các quá trình oxi hóa nâng cao.





Các quá trình oxi hóa nâng cao được định nghĩa là những quá trình phân hủy oxi hóa dựa vào gốc hydroxyl (OH.) hoạt động tự do, được tạo ra tại chỗ ngay trong quá trình xử lý. Gốc hydroxyl là một trong những tác nhân oxi hóa mạnh nhất được biết từ trước đến nay, gốc này có khả năng phân hủy không chọn lựa mọi hợp chất hữu cơ, dù là hợp chất khó phân hủy nhất, biến chúng thành các hợp chất vô cơ (còn gọi là khoáng hóa) không độc hại như CO2, H2O, các acid vô cơ

Công nghệ xử lý nước thải Biochip MBBR


Công nghệ xu ly nuoc thai  BBR là một trong những công nghệ tiên tiến nhất hiện nay trong quá trình xử lý nước thải. Công nghệ xử lý nước thải MBBR kết hợp ưu điểm của các quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí và quá trình sinh trưởng dính bám sinh học dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ để sinh trưởng và phát triển.






Trên bề mặt của màng sinh học có 1 lớp dịch phân cách màng và hỗn dịch xáo trộn trong bể phản ứng. Chất dinh dưỡng (cơ chất) và oxy từ hỗn dịch khuyếch tán qua lớp dịch vào màng sinh học, trong khi đó, sản phẩm phân hủy sinh học khuếch tán ngược lại từ màng sinh học vào hỗn dịch. Các quá trình khuếch tán “ngược xuôi” này diễn ra liên tục

Công nghệ xử lý nước thải MBR

Công nghệ xu ly nuoc thai MBR là sự kết hợp của cả phương pháp sinh học và lý học. Mỗi đơn vị MBR trong bể xử lý nước thải được cấu tạo gồm nhiều sợi rỗng liên kết với nhau, mỗi sợi rỗng lại cấu tạo giống như một màng lọc với các lỗ lọc rất nhỏ mà một số vi sinh không có khả năng xuyên qua giúp. Điều này giúp loại bỏ các loại vi sinh trong nước thải mà không cần quá trình khử trùng thông thường.



Cơ chế hoạt động của vi sinh vật trong công nghệ MBR cũng tương tự như bể bùn hoạt tính hiếu khí nhưng thay vì tách bùn sinh học bằng công nghệ lắng thì công nghệ MBR lại tách bằng màng.

Vì kích thước lỗ màng MBR rất nhỏ (0.01 ~ 0.2 µm) nên bùn sinh học sẽ được giữ lại trong bể, giúp duy trì mật độ vi sinh cao làm hiệu suất xử lý tăng và tiết kiệm diện tích xây dựng hệ thống xử lý nước thải lên đến 50%. Nước sạch sẽ bơm hút sang bể chứa và thoát ra ngoài mà không cần qua bể lắng, lọc và khử trùng

Công nghệ xử lý nước thải AFBR

1. Giới thiệu chung cong nghe xu ly nuoc thai

Công nghệ AFBR (Advance Fixed Bed Reactor) là một công nghệ được GREE phát triển từ công nghệ FBR (Fixed Bed Reactor) được bổ sung hệ thống sensor cảm biến DO và hệ thống điều khiển tự động hệ thống cung cấp dưỡng khí gíup điều chỉnh hàm lượng oxi trong nước luôn ở nồng độ tối ưu đem lại hiệu quả xử lý vượt trội đồng thời tiết kiệm điện năng tiêu thụ.

Công nghệ FBR (Fixed Bed Reactor) là một công nghệ của GREE được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, sunfit, ammonia, nitơ…

Dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ gây ô nhiễm làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển, hệ thống FBR (Fixed Bed Reactor) áp dụng tích hợp cả 3 quá trình sinh học bùn hoạt tính lơ lửng, quá trình tuỳ nghi khử nitơ phốt pho và quá trình vi sinh vật sinh trưởng ở dạng dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong hệ thống. Điều kiện để áp dụng quá trình FBR (Fixed Bed Reactor) đòi hỏi cần có sự phân lập và phối hợp cộng sinh hiệu quả của 3 chủng vi sinh:

• Chủng vi sinh hoạt tính lơ lửng: achromobacter, alcaligenes, arthrobacter, citromonas, flavobacterium, zoogloea…

• Chủng vi sinh tuỳ nghi: nitrosomonas, nitrobacter, nitrosospira, dethiobacillus, siderocapsa, methanonas, spirillum, denitrobacillus, moraxella, thiobacillus, pseudomonas …

• Chủng vi sinh dính bám: arcanobacterium pyogenes, staphylococcus aureus, staphylococcus hyicus, streptococcus agalactiae, corynebacterium







Trong quá trình vận hành một hệ thống xử lý nước thải, chi phí vận hành đáng kể nhất của là chi phí điện năng và hoá chất tiêu thụ. Hệ thống phân phối khí bọt mịn trong hệ thống AFBR được GREE thiết kế có thể tăng lượng ôxy hoà tan trong nước lên đến 28%. Quá trình thực hiện đạt hiệu quả cao có thể tiết kiệm điện năng tiêu thụ cho hệ thống cung cấp dưỡng khí khoảng 40%. Hơn nữa, AFBR có thể giảm thiểu việc sử dụng hoá chất bằng cách tăng nồng độ MLSS của các chủng vi sinh nuôi cấy.


Hệ thống AFBR của GREE có khả năng điều chỉnh giảm công suất máy thổi khí trong thời gian đầu khi dự án đi vào quá trình hoạt động mà vẫn chưa hoạt động hết công suất giúp tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì luôn ở mức thấp nhất.

2. Phạm vi ứng dụng

Công nghệ AFBR thích hợp ứng dụng trong các lĩnh vực sau:


• Xử lý nước thải cao ốc, khách sạn resort và chung cư nhằm tiết kiệm diện tích xây dựng và giảm chi phí vận hành hệ thống.


• Kết hợp với công nghệ hoá lý và hoá học trong hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp.


• Kết hợp với công nghệ ABNR (Advance Biological Nutrient Removal) xử lý nước thải ngành thực phẩm có hàm lượng hữu cơ cao.
Bảng 1. So sánh ưu và khuyết điểm của các công nghệ xử lý nước thải hiện có

Các công nghệ xử lý nước thải

Ưu điểm

Nhược điểm
Công nghệ hiếu khí truyền thống Aerotank

Vận hành dễ dàng. Quy trình công nghệ đơn giản.

Chiếm nhiều diện tích xây dựng. Chi phí vận hành cao. Lượng bùn dư sinh ra lớn khiến chi phí xử lý bùn thải cao.
Công nghệ AAO (Anerobic Anoxic Oxic)

Khả năng khử chất hữu cơ, Nitơ và Phốt pho tốt.


Quá trình kỵ khí Anerobic phát sinh mùi hôi gây khó khăn trong việc kiểm soát mùi hôi tại những vị trí kín gió như tầng hầm hoặc vị trí để xe tại khu vực dự án.

Công nghệ MBR (Membrane Bio Reactor)

Hoạt động ổn định, hiệu quả khử cặn SS cao. Diện tích lắp đặt hệ thống nhỏ hơn công nghệ Aerotank và AAO.

Chi phí đầu tư ban đầu cao nhất trong các công nghệ hiện có. Chi phí điện năng vận hành cao. Cần phải thay thế màng lọc membrane định kỳ 3-6 tháng trong quá trình vận hành khá tốn kém và phức tạp.


Công nghệ AFBR của GREE

Hệ vi sinh cộng sinh đem lại hiệu quả xử lý tốt. Giảm 30% thể tích so với các công nghệ hiện có giúp giảm diện tích hệ thống, giảm chi phí đầu tư ban đầu. Hệ thống sensor giúp tiết kiệm 40% điện năng tiêu thụ so với các hệ thống khác.


Đòi hỏi cung cấp đúng chủng vi sinh trong quá trình nuôi cấy ban đầu và vận hành.



Hệ thống xử lý nước thải AFBR/ABNR công suất 500m3/ngày được GREE áp dụng thành công tại nhà máy chế biến thủy sản Lenger Seafood.


3. Cơ sở khoa học của công nghệ AFBR


Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa


sinh hóa. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo hình như sau:


• Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật;


• Khuyếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào;


• Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.


Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng.

Quá trình xử lý sinh học trong hệ thống AFBR gồm ba giai đoạn sau:




Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42, … Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm nhiều loại vi khuẩn khác nhau cùng tồn tại.

Quá trình bùn hoạt tính lơ lửng

Quá trình bùn hoạt tính lơ lửng trong hệ thống AFBR với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng. Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào:

• Tỷ số giữa lượng thức ăn (CHC có trong nước thải) và lượng vi sinh vật: tỷ lệ F/M;

• Nhiệt độ;

• Tốc độ sinh trưởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật;

• Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất;

• Lượng các chất cấu tạo tế bào;

• Hàm lượng oxy hòa tan.

Quá trình sinh học tăng trưởng dính bám


Chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi quần thể vi sinh vật dính bám trên lớp vật liệu lọc. Các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 – 0,2 mm và bị phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí. Khi vi sinh vật sinh trưởng và phát triển, bề dày lớp màng tăng lên, do đó lượng oxy sẽ bị tiêu thụ trước khi khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật. Như vậy, môi trường tuỳ nghi được hình thành ngay sát bề mặt vật liệu lọc.


Khi chiều dày lớp màng tăng lên, quá trình đồng hóa chất hữu cơ xảy ra trước khi chúng tiếp xúc với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc. Kết quả là vi sinh vật ở đây bị phân hủy nội bào, không còn khả năng dính bám lên bề mặt vật liệu lọc và bị rửa trôi.




Quá trình khử nitơ (N)


Các hợp chất nitrogen (N) và phosphorus (P) trong nước thải là nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng. Trên thế giới phương pháp phổ biến để loại bỏ P ra khỏi nước thải vẫn là phương pháp lý hoá kết hợp với chi phí xử lý cao.

Quá trình nitrat hoá được diễn ra trong hai bước, bắt đầu bằng ammôniắc được chuyển thành nitrít bởi vi khuẩn Nitrosomonas, sau đó nitrít bị ôxy hoá thành nitrát do vi khuẩn Nitrobacter. Hai loại vi khuẩn này có khả năng tự dưỡng trong hệ thống AFBR và sử dụng nguồn carbon dioxide làm nguồn carbon trong tế bào của chúng theo sơ đồ phản ứng:




Quá trình khử phốtpho (P)

Phốtpho là một nguyên tố chính rất quan trọng trong sự sống của mỗi tế bào, chiếm 1-3% tổng trọng lượng khô của mỗi tế bào vi sinh vật. Đối với con người, phốtpho là thành phần không thể thiếu trong cấu tạo di truyền AND, ARN.

Về mặt môi trường học, phốtpho là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng phú dưỡng hoá, hiện tượng ô nhiễm nguồn nước do sự gia tăng không kiểm soát và sự chết hàng loại của các loại tảo và thuỷ sinh.

Phốtpho còn là nguồn dưỡng chất đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng phát triển và sinh sản của các vi sinh vật trong hệ vi sinh cộng sinh AFBR. Trong hệ thống AFBR dưới tác động của hệ vi sinh cộng sinh, Phốtpho sẽ được chuyển hoá và xử lý.


Việc loại bỏ nitơ & phốtpho theo phương pháp sinh học bằng công nghệ AFBR sẽ mang lại hiệu quả xử lý cao đồng thời tiết kệm chi phí vận hành. Các công trình xử lý dùng dùng công nghệ AFBR cũng gọn nhẹ và dễ hợp khối, mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là đối với các công trình xử lý trong dân dụng và công nghiệp tại Việt Nam trong một tương lai không xa.

Xử lý nước thải của vật nuôi bằng các cây thuỷ sinh

Nước thải từ các trại chăn nuôi chứa khối lượng lớn các nitrogen, phosphorus và những hợp chất vô cơ có thể hoà tan được. Thật khó tách những chất này khỏi nước bằng quét tước hay lọc thông thường.
cay-thuy-sinh

a có thể xử lý chúng một cách hiệu quả bằng sử dụng các loại cây vừa ít chi phí lại vừa không ảnh hưởng môi trường. Hai loài cây hữu hiệu để xử lý nước thải là bèo lục bình (water hyacinth) và cỏ muỗi nước (water dropwort). Thời gian duy trì trong nước (Hydraulic Retention Time- HRT) có tác động nhất của nước thải là khoảng 10 ngày trong ao hồ hay mặt nước thoáng trồng một trong những loài cây thuỷ sinh này.
Giới thiệu về cây
Cỏ muỗi nước (water hyacinth, Oenanthe stolonifera)
Cỏ muỗi nước là loài cây leo lâu năm, còn gọi là cây "cần tây nước" (water celery). Loài bản địa của vùng Đông Nam Á, thân và lá của nó có thể ăn sống hoặc chín như một loại rau. Nó sinh sản theo cách phân chia rễ và sinh trưởng tốt nhất trong môi trường nước nông cho tới sâu 20cm, hoặc các dệ bờ ao và suối.
Bèo lục bình (bèo Nhật Bản, water hyacinth, Eichhorma crassipes)
Bèo lục bình có nguồn gốc Nam Mỹ, sinh trưởng nhanh và nổi trên mặt nước. Hoa màu tím được coi là cây trang trí ở một số nước Châu Á và sau đó trở thành một loài cỏ dại thuỷ sinh chính. Nó có thể tái sinh rất khoẻ và nhan.
Xử lý nước thải
Nước thải của vật nuôi cho chảy vào bể lắng, để chất thải rắn lắng xuống đáy. Sau một vài ngày cho phân nước trong chảy vào bể mở có bèo lục bình hoặc cây cỏ muỗi nước. Mặt nước trong bể này được cây che phủ (mật độ đạt xấp xỉ 400cây/bể).
Nếu là bèo lục bình, thì bể có thể làm sâu tuỳ ý. Còn loài cỏ muỗi nước thì để nước nông một chút, nên phải hạn chế độ sâu của bể xử lý khoảng 30cm. Cỏ muỗi cần thời tiết mát mẻ còn bèo lục bình lại thích thời tiết ấm áp.
Các kích cỡ của bể tuỳ thuộc vào lượng nước thải cần được xử lý. Chẳng hạn, chất thải của 10 con gia súc sẽ khoảng 456lít. Bể sẽ phải là 6m mỗi cạnh và sâu nửa mét

Chủ Nhật, 5 tháng 5, 2013

Chương 8: MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP



7.7. Cơ sở chọn phương pháp XLNT các xí nghiệp công nghiệp
Có thể phân chia NT công nghiệp thành các nhóm sau: NT rất bẩn-đậm đặc, NT ít bẩn,
loãng-nước qui ước sạch, dung dịch công nghệ nguyên thể, nước dùng lại hay dùng trong hệ
thống cấp nước tuần hoàn, NTSH.
Trong điều kiện lý tưởng, ở mỗi xí nghiệp nên có mặng lưới thoát nước riêng biệt để
dẫn và xử lý riêng từng loại NT trên. Song hầu hết các xí nghiệp thiếtkhông thể có hệ thống
thoát nước lý tưởng đó được. Kết quả là: hỗn hợp NT với số lượng nhiều mà không một
phương pháp nào có thể xử lý được.
Vì vậy, khi XLNT công nghiệp phải dùng đến các phương pháp đắt tiền như phương
pháp hóa học thì phải thận trọng để việc chọn lựa phương pháp thích hợp, kinh tế do đó trước
hết cần khảo sát về công nghệ sản xuất, về sự hình thành NT, số lượng và thành phần tính
chất,…với các nội dung sau:
+làm quen với mạng lưới thoát nước bên trong và bên ngoài các phân xưởng SX, lập sơ
đồ mặt bằng của các mạng lưới đó.
+làm quen với dây chuyền công nghệ SX để biết về việc sử dụng và NT của máy móc
công nghệ.
+chọn vị trí để lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh vật, đo lưu lượng NT.
+làm sáng tỏ và có kết luận chung về tình trạng của xí nghiệp





7.8. Sử dụng nước trong SX và NT công nghiệp
Nước sử dụng trong công nghiệp cho nhiều mục đích khác nhau: nước tham gia trực
tiếp hay gián tiếp vào quá trình SX chính gọi là nước kỹ thuật, nước phục vụ sinh hoạt cho con
người làm việc trong xi snghiệp và nước dư phòng hỏa hoạn, sự cố.
Bảng :Phân loại theo mục đích sử dụng
Nước
Nước sinh hoạt Nước kỹ thuật Nước dự phòng
Nước năng lượng Nước làm nguội Nước công nghệ
Nước bổ sung Nước tuần hoàn Nước làm MT Nước rửa Nước tham gia trực
tiếp vào qt SX
34
Số lượng và thành phần NT sẽ phụ thuộc vào loại hình SX. Nguyên nhân của sự khác
nhau đó là:
+Công nghệ SX khác nhau, từ các công đoạn chế biến gia công nguyên liệu đến các
công đoạn hoàn thiện sản phẩm.
+Tính chất nguyên liệu đầu và sản phẩm khác nhau, điều này dẫn đến sự khác nhau về
các chất gây ô nhiễm NT của các loại hình công ngghiệp.
+Phương thức hoạt động của từng cơ sở công nghiệp như làm việc theo chu kỳ hay số
ca làm việc trong ngày.
+Giá thành nước cấp và giá thành xử lý nước ở địa phương, những nới giá thành nước
cao đòi hỏi phải sử dụng tiết kiệm và lượng NT giảm.
Cách tốt nhất để giảm lượng nước cấp là xây dựng hệ thống cấp nước tuần hoàn khép
kín.
7.9. Phương pháp tiếp cận giải quyết vấn đề nước thải công nghiệp
Hướng chính để giảm NT và sự ô nhiễm đối với các nguồn nước là: cần thiết lập hệ
thống khép kín (nhà máy hay khu vực). Ưu điểm: sử dụng hợp lý nước trong các quá trình
công nghẹ, thu hồi tối đa các phần tử có giá trị trong NT, giảm chi phí đầu tư xây dựng và vận
hành, cải thiện điều kiện vệ sinh và giảm ô nhiễm môi trường.
Hướng khác: thiết lập SX không nước thải với nội dung chính:
+Chế biến liên hợp nguyên liệu và vật liệu ban đầu
+Thiết lập các quá trình công nghệ mới để SX và chế biến các sản phẩm không có sự
tham gia của nước.
+Giảm lượng NT và mức độ ô nhiễm bằng cách hoàn thiện các quá trình công nghệ và
thiết bị, sử dụng nguyên liệu không có nước.
+Ứng dụng các máy làm sạch bằng không khí.
+làm sạch toàn diện NT của các cơ sở công nghiệp cũng như NT SH ở các trạm xử lý
cục bộ hay của thành phố để thu được nước có thể sử dụng trong các quá trình công nghệ và
trong các hệ thống cấp nước tuần hoàn.
+Ứng dụng các phương pháp và tiên tiến để làm sạch NT
+Sử dụng tất cả NT sau khi đã làm sạch và làm nguôi trong các quá trình công nghệ
trong các hệ thống tuần hoàn NT.
35
+Duy trì thành phần muối cố định của nước trong hệ thống cấp nước tuần hoàn bằng
cách lấy ra một phần nước với mục đích loại muối một phần hay hoàn toàn phần nước đó và
tuần hoàn nước không có muối vào hệ thống cấp nước tuần hoàn.
Phòng ngừa, giảm lượng NT và các chất gây ô nhiễm nước là phương pháp tích cực và
chủ động. Phương pháp này đi vào bản chất của quá trình công nghệ, kiểm tra quá trình SX,
nguồn nguyên liệu, tìm nguyên nhân, nguồn phát sinh ra NT, từ đó có các biện pháp giải quyết
tận gốc các chất gây ô nhiễm nước, phân luồng các dòng thải gây ô nhiễm và khi cần thiết xử
lý cục bộ các dòng này với một lượng nhỏ.
Ưu: giảm lượng nước sử dụng, giảm lượng NT cần xử lý, giảm tải lượng các chất gây ô
nhiễm, hiệu quả kinh tế cao do giảm cho phí xử lý NT.
Để làm sạch NT công nghiệp có thể sử dụng một trong các loại công trình xử lý sau: xử
lý cục bộ (xử lý tại xưởng), xử lý chung (tại trạm xử lý chung của nhà máy), xử lý tập trung
cho cả thành phố hay khu vực. Trong công nghiệp hóa chất thường ít khi xử lý tập trung.
+Xử lý cục bộ: được dùng để là sạch NT từ các thiết bị hay phân xưởng. Có thể thu jồi
được những chất có giá trị nên người ta thường sử dụng phương pháp làm sạch như lắng, tuyển
nổi, trích ly, chưng, hấp phụ trao đổi ion,...Để xử lý cục bộ, dòng thải cần được phân luồng tốt.
Xử lý cục bộ chỉ cần xử lý lượng NT nhỏ với hàm lượng chất ô nhiễm cao, tránh được hiện
tượng làm loãng với các dòng thải khác trước khi đưa vào xử lý tập trung.
+Xử lý chung: dùng để xử lý NT của toàn nhà máy. Những cơ sở sản xuất hóa chất, hóa
dầu thường được trang bị các công trình xử lý loại này.
+Xử lý tập trung ở thành phố: Nhiệm vụ chính là làm sạch cơ học và sinh học đối với
NT. Nước sau khi xử lý thứ cấp được khử trùng bằng clo hoặc ozon trước khi thải ra nguồn
nước tự nhiên. Bùn cặn sau khi phơi khô có thể làm phân bón nếu giàu N, P, K hoặc chôn lấp,
thiêu hủy. Trạm xử lý tập trung của thành phố dùng để xử lý NT đô thị bao gồm NTSH và
nước thải công nghiệp sau khi đã xử lý cục bộ.
36
7.10. Một số ví dụ
7.10.1. Nước thải trong công nghiệp phân bón hóa học
7.10.1.1. Các công đoạn sản xuất phân đạm, nguồn gốc NT
7.10.1.2. Các công đoạn sản xuất phân lân, nguồn gốc NT
7.10.1.3. Các công đoạn sản xuất phân kali, nguồn gốc NT
7.10.1.4. Đặc điểm chung và ảnh hưởng đến MT của NT của ngành SX phân bón
7.10.1.5. XLNT ngành phân bón
7.10.2. Nước thải trong công nghiệp thuộc da
7.10.2.1. Công nghệ và nguồn phát sinh NT
7.10.2.2. Các phương án XLNT
7.10.3. Nước thải trong công nghiệp dệt nhuộm
7.10.3.1. Công nghệ và nguồn phát sinh NT
7.10.3.2. Các phương án ngăn ngừa và giảmNT
7.10.3.3. Các phương án XLNT
7.10.4. Nước thải trong công nghiệp giấy
7.10.4.1. Công nghệ và nguồn phát sinh NT
7.10.4.2. Các phương án ngăn ngừa và giảmNT
7.10.4.3. Các phương án XLNT
7.10.5. Nước thải trong công nghệ sản xuất bia
7.10.5.1. Công nghệ và nguồn phát sinh NT
7.10.5.2. Các phương án ngăn ngừa và giảmNT
7.10.5.3. Các phương án XLNT
7.10.6. Nước thải trong công nghiệp luyện kim, gia công kim loại
7.10.6.1. Công nghệ và nguồn phát sinh NT
7.10.6.2. Các phương án ngăn ngừa và giảmNT
7.10.6.3. Các phương án XLNT
37
Tài liệu tham khảo:
Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan, Giáo trình công nghệ môi trường,
Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội
Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải đô thị, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 2006
Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước và xử lý nước t hải công nghiệp, Nhà xuất bản
Khoa học và kỹ thuật, 1998
Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất
bản Khoa học và kỹ thuật
Viện Công nghệ môi trường, Sổ tay công nghệ xử lý nước thải công nghiệp,
2009

Chương 7: XỬ LÝ BÙN CẶN NƯỚC THẢI

BÀI GIẢNG MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Giảng viên: Nguyễn Thị Hường
xu ly nuoc thai

7.1. Đặc tính bùn cặn và các phương pháp xử lý bùn cặn
7.1.1. Số lượng, thành phần và tính chất của bùn cặn
Bùn cặn được hình thành:
+Sau xử lý cơ học: Tổng lượng cặn lơ lửng TSS trong NT 50-70 gam/người/ngày.đêm.
Khoảng 25-50 gam cặn/ người/ngày.đêm được giữ lại trong khâu xử lý bậc 1. Độ ẩm của cặn
sau lắng 2h là 97,5% sau đó chúng nén dần trong hố tập trung đến độ ẩm 92-95%. Trung bình
thể cặn lắng này là 0,6-08 lít/ người/ngày.đêm. Do đây là thành phần không hoà tan có sẵn
trong nước thải nên chúng được gọi là cặn sơ cấp. Trong cặn này có 65-70% là thành phần hữu
cơ, nhiều vi sinh vật cả vi sinh vật gây bệnh.
+Sau xử lý sinh học (bùn hoạt tính dư sau bể aeroten hoặc bùn màng sinh vật sau bể lọc
sinh học): bùn thứ cấp. Đặc điểm: 8-32 gam/ người/ngày.đêm phụ thuộc vào dây chuyền
XLNT, độ ẩm 96-99,2%, thể tích bùn có thể đạt 2,5 lít/ người/ngày.đêm, kích thước tương đối
đồng nhất, thành phần hữu cơ chiếm 70-75%, có chứa nhiều trứng giun sán, vi khuẩn gây
bệnh.
Thành phần của bùn cặn rất phức tạp, chứa nhiều chất hữu cơ và các nguyên tố dinh
dưỡng dùng làm phân bón rất tốt. Nhưng lại chứa nhiều chất hữu cơ dễ gây hôi thối làm ô
nhiễm môi trường không khí, chứa nhiều vi khuẩn cả vi khuẩn gây bệnh, độ ẩm lớn, sử dụng
bùn cặn tươi làm phân bón không có lợi và khó vận chuyển.
7.1.2. Các phương pháp xử lý bùn cặn nước thải
Mục đích: - Ổn định bùn cặn, khử các chất hữu cơ dễ gây thối rửa.
- Làm khô bùn cặn để dễ vận chuyển và sử dụng
- Khử độc bùn cặn hoặc thu hồi chất quý
a) Tách nước sơ bộ: làm giảm độ ẩm bùn cặn để các khâu xử lý tiếp theo diễn ra được ổn định
và giảm được khối lượng xây dựng các công trình cũng như tiết kiệm được hóa chất sử dụng
trong quá trình xử lý. Tuy nhiên, nếu giảm quá mức độ ẩm sẽ tạo nên bùn cặn khô, các điều
kiện công nghệ của các công trình ổn định bùn cặn sẽ khó khăn.
b) Quá trình ổn định bùn cặn:đây là quá trình phân hủy sinh hóa các chất hữu cơ của bùn cặn
diễn ra trong điều kiện yếm khí hoặc hiếu khí.
c) Quá trình xử lý sơ bộ bùn cặn: Hai phương pháp xử lý sơ bộ bùn cặn như sau:
+ Xử lý sơ bộ bùn cặn bằng hóa chất:là quá trình đông kết các hạt phân tán tinh và keo
để tạo thành bông cặn lớn, phá hủy và thay đổi các dạng liên kết của nước, thay đổi cấu trúc
30
cặn và khả năng nhả nước của nó. Hóa chất thường dùng là: vôi, phèn sắt FeCl3, phèn nhôm,
các loại polimer khác.
+ Xử lý sơ bộ bùn cặn không dùng hóa chất: sử dụng các biện pháp nhiệt, lắng, keo tụ
điện hóa, phơi nắng,...
7.2. Các công trình lắng đợt 1 kết hợp lên men bùn cặn lắng
7.2.1. Bể tự hoại
Đây là công trình XLNT bậc 1 (xử lý sơ bộ) đồng thời thực hiện 2 chức năng: lắng
nước thải và len men cặn lắng.
Vật liệu: Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn xây dựng bằng gạch, bê tông
cốt thép, vât liệu composite.
Cấu tạo: Bể được chia thành 2, 3 ngăn. Cặn lắng tập trung chủ yếu ở ngăn thứ nhất nên
dung tích ngăn này chiếm khoảng 50-75% dung tích toàn bể, còn lại là ngăn thứ 2 (cũng có thể
thêm ngăn thứ 3). Bể thường sâu 1,5-3,0 m. Chiều sâu lớp nước trong bể: 0,75 – 1,8 m, chiều
rộng nhỏ nhất: 0,9; chiều dài nhỏ nhất: 1,5 m. Các ngăn bể tự hoại được chia làm 2 phần: phần
lắng nước thải (phía trên) và phần lên men cặn lắng (phía dưới). Thể tích bể nhỏ nhất: 2,8 m3,
trong đó thể tích phần lắng không nhỏ hơn 2,0 m3.
Nước thải lưu lại trong bể từ 1-3 ngày. Qua thời gian 3-6 tháng, cặn lắng lên men yếm
khí. Quá trình lên men chủ yếu diễn ra trong giai đoạn đầu là lên men axit, các chất khí tạo ra
trong quá trình phân giải CH4,CO2, H2S,...Cặn trong bể tự hoại được lấy ra định kỳ. Mỗi lần
lấy phải để lại khoảng 20% lượng cặn đã lên men lại trong bể để làm giống men cho bùn cặn
tươi mới lắng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy cặn.
Áp dụng: Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành và quản lý, XLNT tại chỗ cho các khu tập thể,
cụm dân cư dưới 500 người hoặc lưu lượng NT dưới 30 m3/ngày, có khi công trình này còn
kết hợp với các công trình khác như: ngăn lọc sinh học, giếng thấm,...
7.2.2. Bể lắng 2 vỏ
7.2.3. Bể lắng trong kết hợp ngăn lên men
7.3. Bể metan
Bể metan là công trình được xây dựng để lên men (ổn định yếm khí) các loại bùn cặn
trong nước thải. Vật liệu: thép, bê tông cốt thép, dạng hình tròn trên mặt bằng. Có sơ đồ :
31
Sản phẩm của quá trình lên men chủ yếu là CH4 ( chiếm khoảng 60% lượng khí tạo
thành, ngoài ra còn có: CO2, NH3,...) vì vậy được gọi là bể metan. Khí này có thể tận dụng làm
nhiên liệu.
Bùn cặn sau quá trình lên men (bùn cặn chín) có màu đen của sunfua sắt, các chất hữu
cơ dễ gây thối rửa đã bị phân hủy, vi khuẩn gây bệnh hầu như không còn, trứng giun sán bị
tiêu diệt trong điều kiện lên men nóng.
Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng đối với quá trình lên men trong bể
metan. Nhiệt độ càng cao, thời gian lên men càng giảm. Lưu ý: các loại vi khuẩn kỵ khí lên
men mêtan có 2 nhóm: nhóm ưa ấm với nhiệt độ tối ưu 30-35OC, nhóm ưa nóng với nhiệt độ
tối ưu 50-55OC.
Trong bể metan chế độ lên men ấm, thời gian lên men 20-45 ngày, đối với chế độ lên
men nóng thì 10-20 ngày.
Lên men nóng có ưu điểm: cặn chín đều, dung tích bể bé, hầu hết trứng giun sán trong
bùn cặn bị tiêu diệt, để đảm bảo nhiệt độ cần thiết , bùn cặn được sấy nóng bằng hệ thống cấp
nhiệt, bể được lắp đặt dưới đất để ổn định nhiệt độ và cân bằng áp suất.
Các yếu tố kìm hãm quá trình lên men trong bể metan là các chất hoạt tính bề mặt, kim
loại nặng, sự thay đổi pH.
7.4. Nén bùn cặn
Nguyên tắc hoạt động: Bùn sau bể lắng đợt 2 thông thường có độ ẩm 96-99,2% nếu đưa
về bể metan thì độ ẩm lớn, dung tích bể tăng, ảnh hưởng đến hiệu quả lên men cũng như không
kinh tế.
Để tăng cường qúa trình nén bùn cặn, người ta bổ sung thêm hóa chất đông tụ, khi đó
thời gian nén sẽ giảm khoảng 2-3 lần và lượng cặn lơ lửng trong nước bùn giảm theo.
7.5. Làm khô bùn cặn
7.5.1. Sân phơi bùn
Mục đích: có chức năng làm mất nước bùn cặn (độ ẩm còn khoảng 80%) trong điều
kiện tự nhiên. Sau quá trình phơi, do tác động của tia tử ngoại, vi khuẩn gây bệnh còn lại trong
bùn cặn cũng như mùi hôi thối giảm đi.
7.5.2. Làm khô bùn cặn bằng phương pháp cơ học
Đối với các trạm xử lý có công suất lớn không đủ diện tích làm sân phơi bùn, những
vùng khí hậu mưa nhiều,…người ta thường làm khô bùn cặn bằng các thiết bị cơ khí: máy lọc
32
chân không giảm độ ẩm đến 75-80%, máy ép lọc băng tải giảm độ ẩm đến 70-75%, ly tâm làm
giảm độ ẩm đến 65-75%, máy xung lọc giảm độ ẩm đến 82-94%.
7.6. Các bước, phương pháp XLNT và bùn cặn trong NTĐT
Hệ thống XLNT thường bao gồm tổng hợp các phương pháp cơ học, hóa học và hóa lý,
sinh học.
Việc áp dụng các phương pháp trên phụ thuộc vào: tính chất NT, lưu lượng NT, kinh
phí, diện tích, địa hình, mục đích sử dụng của nguồn nước tiếp nhận,...
dụng các biện pháp như diệt khuẩn, khử tiếp các chất bẩn còn lại trong nước thải như:
- Xử lý bùn cặn trong NT: bùn cặn được phơi khô và đổ san nền, rác được nghiền nhỏ
hoặc vận chuyển về bãi chôn lấp. Bùn cặn có thể được dùng để làm phân bón.
- Giai đoạn khử trùng: sau khi làm sạch NT thì đây là giai đoạn bắt buộc đối với một số
loại nước thải hoặc một số dây chuyền công nghệ xử lý trong điều kiện nhân tạo.
Ngoài ra khi trạm XLNT bố trí gần khu dân cư và các công trình công cộng, ở một
khoảng cách nào đó chưa đảm bảo thì cần lưu ý thêm các biện pháp, công trình khử mùi hôi từ
NT.