ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT 5000 NGÀY.ĐÊM VỚI ỨNG DỤNG M3 CÔNG NGHỆ BÙN HOẠT TÍNH DẠNG MẺ (SBR)

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI CHO KHU CÔNG
NGHIỆP CÔNG SUẤT 5000
M
3
/NGÀY.ĐÊM VỚI ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ BÙN HOẠT TÍNH
DẠNG MẺ (SBR)
HVTH: Nguyễn Thảo Vi - 1280060024
Hà Thị Minh Phúc -201206005
GV: GS.TS. Lâm Minh Triết
CHUYÊN ĐỀ MÔN HỌC:
KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP – NƯỚC THẢI
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƢỜNG & TÀI NGUYÊN
Tháng 4/2013
Nội dung
1. Bản chất của quá trình Vi sinh vật hiếu khí
2. Các loại công trình xử lý sinh học hiếu khí
 Sinh trƣởng lơ lửng (Suspended – Growth)
 Sinh trƣởng dính bám (Attached - growth)
 Các quá trình kết hợp (Combined/ Hybrid)
3. Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải kcn 5000m
3
/ngày.đêm dùng
công nghệ SBR
 Khái quát về KCN
 Vấn đề xử lý nƣớc thải tập trung tại KCN
 Các cơ sở số liệu
 Quy trnh công nghệ xƣ̉ lý nƣớc thải của trạm xử lý nƣớc thải
tập trung

 Tnh ton thiết kế các bể
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bản chất của quá trình Vi sinh
vật hiếu khí
 Sơ đồ tóm tắt quá trình phân hủy chất hữu cơ
của vi sinh vật hiếu khí:



 Quá trình phân hủy hiếu khí:
VSV oxy hóa các chất hữu cơ hòa tan (hoặc ở
dạng các hạt keo phân tán nhỏ  H
2
O, CO
2
và
các chất khí
(CHO)
n
NS + O
2
 CO
2
+ H
2
O + NH
4
+
+H
2

S
+ tế bào VSV + …H
Bản chất của quá trình Vi sinh
vật hiếu khí
Cơ chế quá trình xử lý hiếu khí của VSV:
 Giai đoạn 1: Oxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải
C
x
H
y
O
z
N + (x+y/4+z/3+3/4)O
2
xCO
2
+
[(y-3)/2]H
2
O + NH
3

 Giai đoạn 2: (Quá trình đồng hóa) – Tổng hợp để xây
dựng tế bào
C
x
H
y
O
z

N + NH
3
+O
2
xCO
2
+ C
5
H
7
NO
2

 Giai đoạn 3: (Quá trình dị hóa) – Hô hấp nội bào
C
5
H
7
NO
2
+ 5O
2
xCO
2
+ H
2
O ;
NH
3
+ O

2
H
2
+ HNO
2
HNO
3


Men
Men
Men
Men Men
 Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải
Bể xử lý
hiếu khí
Các VSV phân
hủy CHC, chuyển
hóa BOD vào tế
báo VSV
Bể lắng
Bể chứa bùn
Bùn thải
Bùn tuần hoàn
Hỗn hợp
bùn và
nƣớc thải
Nƣớc
thải
Bản chất của quá trình Vi sinh

vật hiếu khí
Bản chất của quá trình Vi sinh vật
hiếu khí
Chỉ số bùn
Các nguyên tố vi
lƣợng: K, Na, Mg,
Ca, Mn, Fe, Zn,
Cu, S,
Muối vô cơ, SS…
BOD
tp
: N : P
= 100 : 5 : 1
COD : N : P
= 150 : 5 : 1.
Chất độc, KLN
Men phân hủy Nhiệt độ
6.5 < pH < 8.5

Nồng độ oxy
BOD ≤ 1000 (mg/l),
≤ 500 (mg/l) với bể
lọc sinh học
Các yếu tố ảnh hƣởng
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Bùn hoạt tính
Dòng chảy nút thông thường
Bùn HT khuấy trộn hoàn toàn
Thổi khí nhiều bậc (SA)

Oxy tinh khiết cao (HPO)
Bể phản ứng theo mẻ (SBR)
Ổn định tiếp xúc (CS)
Thổi khí kéo dài (EA)
Mương oxy hóa
Thổi khí tốc độ cao
Hồ thổi khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Biến
thể quá
trình

Mô hình dòng
Hệ thống thổi kh
Hiệu suất
loại BOD, %
Đnh gi

Conventional

Dòng
chảy nút

Khí khuếch tán,
thổi khí cơ học

85-95
Sử
dụng cho nước thải sinh hoạt nồng độ thấp.
Quá

trình dễ bị shock tải.
Complete
-mix
Bể phản ứng
khuấy dòng
liên tục

Khí khuếch tán,
thổi khí cơ học

85-95
Các ứng dụng thông thường. Chịu sock tải,
nhưng dễ bị phát triển tảo sợi.

Step
-feed
Dòng chảy nút
Khí
khuếch tán 85-95
Các ứng dụng thông thường cho nhiều loại nước
thải.

Modified
aeration

Dòng chảy nút
Khí
khuếch tán 60-75
Ứng
dụng xử lý bậc trung (thích hợp cho mô tế

bào
)
Contact
stabilization

Dòng
chảy nút

Khí khuếch tán,
thổi khí cơ học

80-90
Áp
dụng để mở rộng các hệ thống cũ.
Extended
aeration

Dòng
chảy nút

Khí khuếch tán,
thổi khí cơ học

75-95
Áp
dụng cho quy mô nhỏ, cần quá trình nitrte
hóa
. Vận hành linh động.
High
-rate

aeration

Bể phản ứng
khuấy dòng
liên tục

Thổi khí cơ học
75-90
Các
ứng dụng thông thường với các máy thổi
turbine
để vận chuyển oxy và điều chỉnh cỡ hạt.
High
purity
oxygen

Bể phản ứng
khuấy dòng
liên tục

Thổi khí cơ học
(turbine phun)

85-95
Dùng
cho các ứng dụng thông thường với nồng
độ
cao và giới hạn về diện tíchx ây dựng. Quá
trình
bền với sốc tải.

Oxidation ditch
Dòng chảy nút
Thổi khí cơ học
(dạng trục ngang)
75-95
Sủ
dụng cho quy mô nhỏ hoặc nơi có diện tích.
Quá
trình linh động.
SBR

Sequencing
batch reactor

Bể phản ứng
khuấy dòng
gián đoạn

Khí khuếch tán
85-95
Sử
dụng cho quy mô nhỏ không có diện tích sẵn
.
Quá
trình linh động và có thể loại N, P.
Đặc điểm vận hành của các quá trình bùn HT
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Bể bùn hoạt tính truyền thống| Activated Sludge

VSV cơ bản trong bể BHT: Vi khuẩn
Alkaligenes – Achromobacter
Enterobacteriaceae
Pseudomonas
Athrobacter baccillus
Cytophaga – Flavobacterium
Pseudomonas – Vibrio aeromonas
Achrobacter
Hỗn hợp các vi khuẩn khác; E-coli, Micrococus
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Bể bùn hoạt tính truyền thống (dòng chảy nút)
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Bể bùn hoạt tính truyền thống (dòng chảy nút)
Điều kiện dòng chảy nút: tất cả phần tử qua bể phải có thời gian lưu như nhau
Cấp khí giảm dần: Đầu vào cần lượng oxy lớn hơn nên phải cung cấp không khí
nhiều hơn, giảm dần ở các ô tiếp theo.
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Bể bùn hoạt tính truyền thống (dòng chảy nút)
Vận hành, thổi khí từng vùng, nạp tải từng bậc linh
hoạt, thích hợp quá trình thiếu và hiếu khí với sinh
khối đơn để loại dinh dưỡng sinh học
Giảm nhu cầu khuấy trộn trên mỗi đơn vị thể tích bể
Lắng tốt hơn
Nhu cầu oxy cao ở đầu vào – giảm dần bởi nạp

theo bậc
Có thể không chịu shock tải tốt.
Chi phí xây dựng cao hơn do bể ngoằn nghèo và
nhiều vách.
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn
 xử lý NT công nghiệp đậm đặc, CHC khó phân hủy
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn toàn
Ưu điểm:
1. Nitrate hóa tốt (COD thấp đều)
2. Có thể xử lý ở tải cao và các hợp chất độc đã pha
loãng.
3. Áp dụng quy mô nhỏ.
Khuyết điểm:
1. Thể tích lớn, chi phí năng lượng cao.
2. Vận hành kém linh hoạt.
3. Kém ổn định sinh khối, trương phồng bùn.
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Thổi khí từng bậc (Nạp nước thải theo bậc)
- 4 ngăn
- Nhu cầu cơ chất = ¼ 𝞢
- Thời gian thổi khí: 4-8 giờ
- Thời gian lưu ở từng ngăn: 4-12 ngày

Cân bằng BOD, ↑hiệu suất Oxy
 ↓80-95% BOD
5

Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Oxy tinh khiết | High purity oxygen (HPO)
- Bể kín, oxy được tuần hoàn.
- Xả bớt khí để giảm CO
2
.
- Đchỉnh pH cẩn thận.
Dòng vào
O
2

Dòng ra
Bùn hoạt tính tuần hoàn (sau lắng)
Bùn dư
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Oxy tinh khiết | High purity oxygen (HPO)
Ưu điểm:
1. Lan truyền oxy nhanh gấp 5 lần so với thổi khí thường.
2. Thể tích nhỏ hơn.
Hạn chế:
1. Vỏ bể, năng lượng sinh O
2

, thiết bị tuần hoàn khí rất đắt tiền.
2. Tích tụ CO
2
ở đầu vào  giảm pH  cần phải thêm kiềm.
3. Không linh hoạt (tất cả các qtrình HK)
4. Quá trình Nitrate khó hiểu biết – pH thấp, HRT ngắn  sinh khối
cao, SRT ngắn
5. Có thể gây khó lắng.
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Bùn hoạt tính theo mẻ | Sequencing batch reactor
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
BHT Ổn định tiếp xúc
 Tăng khả năng lưu chứa bùn so với bể truyền thống
 MLSS : 1500 to 2000 mg/L
T
r
= 4-6 h
Sục khí
T
r
= 0.5 – 2 h
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
BHT Ổn định tiếp xúc
Ưu điểm:

1. Giảm nhu cầu thổi khí với thời gian lưu bể tiếp xúc ngắn.
2. Lắng tốt hơn.
Hạn chế:
1. Vận hành phức tạp
2. Giảm khả năng xử lý các chất hòa tan trong bể tiếp xúc.
3. Loại bỏ ammonia kém.
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
BHT thổi khí kéo dài | Extended aeration
Tương tự BHT dòng chảy nút thông thường, nhưng diễn ra ở pha hô hấp nội bào
của VS  cần tải lượng HC thấp + thời gian thổi khí dài.
SRT = 20-30 ngày
HRT = 24 giờ
MLSS = 2000 - 5000 mg/L
F/M thấp
Không sinh nhiều bùn dư (WAS)
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Mương oxy hóa| Oxidation ditch
- Biến thể của hệ
bùn hoạt tính
sục khí kéo dài.
- Nước tuần
hoàn 0.25 –
0.35 m/s
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Mương oxy hóa pasver, hoạt động gián

đoạn
2-máy thổi khí
- Có hai mương bên hông
- Hoạt động luân phiên aerotank
và lắng
2,7,8 – máy thổi khí;
3- cửa chặn bùn;
4 – hào bên hông số 1;
5 – hào bên hông số 2;
6 – nước thải luân phiên
- Có hai hành lang

lắng nước
luân phiên
1-nước vào;
2-máy thổi khí;
3-cửa bùn;
4-cửa kiểm soát trong mương, làm
việc luân phiên;
5-cửa thải; 6-nước ra
Có bể lắng riêng
4-máy bơm bể tuần hoàn bùn
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Mương oxy hóa| Oxidation ditch
 Ưu điểm:
1. Dành cho quy mô nhỏ (< 2 MGD (5 m
3
/min))

2. Vận hành linh hoạt – có thể dùng loại bỏ N.
3. Quá trình ổn định.
4. Không cần lắng trước – xử lý bùn đơn giản.
5. Lắng tốt.
Hạn chế:
1. Thể tích lớn, thời gian thổi khí dài (HRT > 24 hr)
2. Nhu cầu thổi khí cao do SRT cao.
3. Yêu cầu thiết bị thổi khí cơ học (rotors, turbines lớn) hoặc
máy khuếch tán.
Các loại công trình xử lý sinh học
hiếu khí
Sinh trưởng lơ lửng | Suspended – Growth
Thổi khí tốc độ cao | High-rate aeration
Nồng độ MLSS cao + tải trọng cao
 F/M cao, SRT dài, HRT ngắn
Khuấy trộn thích hợp.