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.