ỨNG DỤNG CỦA BỂ USBF TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

LỜI MỞ ĐẦU
Chúng ta đang sống trong một thời kỳ mà nguồn nước sạch ngày càng thiếu
thốn,vệ sinh môi trường đang bị ô nhiễm nặng nề, đó là những vấn đề khá
nóng bỏng và đáng quan tâm trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam. Sự
phát triển nhanh chóng của các làng nghề, các ngành công nghiệp và dịch
vụ, quá trình đô thị hoá và tập trung dân cư nhanh chóng là những nguyên
nhân gây nên hiện trạng quá tải môi trường. Nước thải không được xử lý
hoặc xử lý không đầy đủ được xả trực tiếp vào sông và kênh rạch gây nên
hiện tượng ô nhiễm nguồn nước trầm trọng.
Hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng trong công nghệ
xử lý nước thải. Nhưng phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học đang
được sử dụng phổ biến nhất trong hầu hết các hệ thống xử lý. Thường thì
một hệ thống xử lý được đánh giá bởi hiệu quả của việc xử lý như khả năng
loại bỏ BOD, nito hay phospho…, khả năng áp dụng của chúng như giá
thành của hệ thống, giá thành của một m
3
nước được xử lý hay độ phức tạp
của công nghệ và quá trình vận hành, bảo dưỡng thiết bị…
Công nghệ lọc dòng ngược bùn sinh học USBF (Upflow Sludge Blanket
Filter) được thiết kế dựa trên trên mô hình động học xử lý BOD, nitrate hoá
(nitrification) và khử nitrate hóa (denitrification) của Lawrence và McCarty,
Page 1 of 37
Inc. lần đầu tiên được giới thiệu ở Mỹ những năm 1990 sau đó được áp dụng
ở châu Âu từ những năm 1998 trở lại đây. Mô hình công nghệ USBF , là
công nghệ cải tiến của quá trình bùn hoạt tính trong đó kết hợp ba quá trình
Anoxic, Aeration và lọc sinh học dòng ngược trong một đơn vị xử lý nước
thải. Đây chính là điểm khác với hệ thống xử lý bùn hoạt tính kinh điển,
thường tách rời ba quá trình trên nên tốc độ và hiệu quả xử lý thấp. Với sự
kết hợp này sẽ đơn giản hoá hệ thống xử lý, tiết kiệm vật liệu và năng lượng
chi phí cho quá trình xây dựng và vận hành hệ thống. Đồng thời hệ thống có
thể xử lý nước thải có tải lượng hữu cơ, N và P cao.

Page 2 of 37
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BIO-USBF
1.1 MÔ TẢ CÔNG NGHỆ BIO-USBF
Công nghệ Bio-USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration) được cải tiến từ
qui trình bùn hoạt tính cổ điển kết hợp với quá trình anoxic và vùng lắng bùn
lơ lững trong một công trình xử lý sinh học. Là một hệ thống kết hợp nên
chiếm ít không gian và các thiết bị đi kèm. Quy trình USBF được thiết kế để
khử BOD, nitrate hóa/ khử nitrtate và khử phốtpho.
Để khử carbonate, vùng anoxic được xem như vùng lựa chọn mà ở đó sự
pha trộn dòng thải sẽ làm tăng khả năng lắng và khống chế quá trình tăng
trưởng vi sinh vật.
Để nitrate hóa, khử nitrate và khử phospho, vùng anoxic có thể đảm đương
được vai trò này. Trong qui trình này, NH
3
-N bị oxy hóa thành nitrite và sau
đó thành nitrate bởi vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter trong từng vùng
sục khí riêng biệt. Nitrate được tuần hoàn trở lại vùng anoxic và được khử
liên tục tối đa. Trong phản ứng này BOD đầu vào được xem như nguồn
carbon hay nguồn năng lượng để khử nitrate thành những phân tử nitơ.
Page 3 of 37
Hình 1.1: Bể USBF
Sự khử phospho cơ học trong qui trình này tương tự trong chu trình phospho
và cải tiến từ qui trình Bardenpho. Trong qui trình USBF, sự lên men của
BOD hòa tan xảy ra trong vùng kỵ khí hay vùng anoxic. Sản phẩm của quá
trình lên men cấu thành thành phần đặc biệt của vi sinh vật có khả năng lưu
giữ phospho. Trong giai đoạn xử lý hiếu khí, Phospho hòa tan được hấp thu
bởi phospho lưu trữ trong vi sinh khuẩn (Acinetabacter) mà chúng đã sinh
trưởng trong vùng anoxic. Phospho sau đồng hóa sẽ được loại bỏ khỏi hệ
thống như xác vi sinh hay bùn dư. Khối lượng và hàm lượng phospho loại

bỏ phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ BOD/P trong nước thải đầu vào.
Công nghệ Bio-USBF được thiết lập trên nguyên lý bể lắng dòng chảy lên
có lớp bùn lơ lững (upflow sludge blanket clarifier). Ngăn này có dạng hình
Page 4 of 37
thang, nước thải sau khi được xáo trộn đi từ dưới đáy bể lắng qua hệ thống
vách ngăn thiết kế đặc biệt mà ở đó xảy ra quá trình tạo bông thủy lực. Bể
lắng hình thang tạo ra tốc độ dâng dòng chảy ổn định trên toàn bề mặt từ đáy
đến mặt trên bể lắng, điều này cho phép sự giảm gradient vận tốc dần dần
trong suốt bể lắng.
1.2. ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT
- Có thể xử lý bất kỳ nguồn nước thải: thành phố, nông nghiệp và công
nghiệp.
- Có thể được thiết kế cho Hội đồng quản trị (và / hoặc COD) loại bỏ, cũng
như quá trình nitrat hóa, khử và loại bỏ phốt pho.
- Có thể được tùy chỉnh để đáp ứng đặc trưng của dòng vào và các thông số
nước thải.
- Khả năng thích ứng dao động từ 300 - 150.000 tấn
- Hệ thống mô-đun cho phép phân cấp và mở rộng.
- Quá trình này là sự thay đổi của quá trình bùn hoạt tính truyền thống.
- Quá trình này rất đơn giản, sinh học và thân thiện môi trường.
- Năng lượng tiêu thụ và nhu cầu bảo trì là tối thiểu - số ít bộ phận chuyển
động.
- Các hoạt động chỉ yêu cầu giám sát danh nghĩa và nhân sự.
- Thấp chi phí vận hành tổng thể - năng lượng, biên chế và bảo trì.
Page 5 of 37
1.3. CẤU TẠO BỂ USBF
Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo bể USBF
Chú thích:
Các chữ số chỉ kích thước (cm)
(A) : Mương thu nước đầu vào;

(B) : Ngăn thiếu khí;
(C) : Ngăn hiếu khí;
(D) : Ngăn USBF;
(E) : Các thanh sục khí;
Page 6 of 37
(G) : Ống thu bùn;
I, II, III: Các điểm lấy mẫu ngăn thiếu khí, hiếu khí và sau quá trình xử lý;
IV : Vị trí tuần hoàn bùn
Cấu tạo của bể USBF : Bể gồm 3 module chính: ngăn thiếu khí
(anoxic),ngăn hiếu khí (aerobic) và ngăn lọc bùn sinh học dòng ngược
(USBF). Mương chảy tràn thu nước đầu vào nhằm hạn chế tác động của
dòng vào đối với ngăn thiếu khí và tăng hiệu quả xáo trộn giữa dòng nước
thải đầu vào và bùn tuần hoàn. Mương chảy tràn và thu nước đầu ra, ống thu
bùn, bộ phận sục khí… Các thiết bị cần thiết bao gồm: 1 máy bơm định
lượng bơm nước thải đầu vào, 1 máy bơm bùn, 1 máy khuấy và 1 máy thổi
khí.
1.4. QUÁ TRÌNH VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG
1.4.1. Quá trình hoạt động
Nước thải chảy từ một nguồn thu (hoặc nước thải chính) thông qua một màn
chắn để hệ thống máng tách cặn thô và hơn nữa để lắng cát. Dòng chảy là
chia thêm thành bốn dòng chảy bằng cơ khí nước thải trước khi xử lý thông
qua các kênh phân phối cho các lò phản ứng sinh học để xử lý.
Hệ thống USBF tiên tiến cho các nhà máy xử lý nước thải sử dụng công
nghệ sinh học của quá trình kích hoạt tải thấp với nitrat hóa / khử và
Page 7 of 37
dephosphorin hóa sử dụng thống nhất đình chỉ bùn hoạt tính. Việc tách bùn
hoạt tính từ rượu hỗn hợp được thực hiện bằng cách tăng lưu lượng bùn lọc
(USBF). Tất cả quá trình xử lý và tách bùn sinh học được cung cấp trong các
lò phản ứng sinh học tích hợp nhỏ gọn (IBR). Các IBR chứa ba vùng sinh
học liên tiếp:

- Vùng khử hay vùng anoxic (A)
- Vùng khí nitrat hóa zoneor (B)
- Vùng kỵ khí hay vùng tách (C)
Hình 1.3: Các vùng sinh học của bể USBF
Khu kỵ khí và khử nitơ được trộn lẫn bởi máy trộn cơ khí, trong khu vực
nitrat hóa là một hệ thống sục khí với hiệu suất truyền oxy rất cao cung cấp
cung cấp oxy và trộn. Áp lực không khí được cung cấp bởi máy thổi. USBF
được xây dựng tách trong khu vực trong quá trình nitrat hóa và cung cấp các
dòng chảy của nước được xử lý. Bùn tách ra từ USBF tách cùng với nitrat từ
khu vực nitrat hóa được quay trở vùng khử nitơ, và rượu hỗn hợp từ cuối
vùng khử được tái tuần hoàn đến vùng yếm khí. Các dòng nước thải vào khu
Page 8 of 37
vực kỵ khí nơi nó đáp ứng với bùn hoạt tính tuần hoàn từ vùng khử. Phốt
pho tích lũy sinh vật trong bùn hoạt tính trong điều kiện yếm khí một số chất
từ nước thải và phát sinh phốt pho tích tụ. Hỗn hợp từ khu vực kỵ khí sau đó
chảy vào vùng khử, nơi sinh vật hiếu khí tuỳ ý trong bùn hoạt tính được lấy
oxy từ nitrat tái tuần hoàn cho quá trình oxy hóa và tiêu thụ một số chất từ
nước thải. Bởi quá trình này, nitrat được chuyển đổi thành khí nitơ, được
phát hành vào không khí, và do đó làm giảm nồng độ nitơ tổng số trong
nước. Hỗn hợp từ khu vực khử sau đó chảy vào khu vực nitrat hóa, trong đó
tiến hành quá trình oxy hóa và tiêu thụ còn lại các chất hữu cơ trong nước
thải và amoni bị oxy hóa bởi vi khuẩn nitrat hóa để nitrat, mà sau đó được
tái tuần hoàn để khử như mô tả ở trên.
Trong quá trình xử lý sinh học, bùn hoạt tính lơ lững do đó nhiều lần tiếp
xúc với nitrat, khử Nitơ và điều kiện kỵ khí. Việc bốc bùn thấp kết hợp với
nhiều lần thay đổi điều kiện oxic, thiếu oxy và kỵ khí trong các phản ứng
sinh học bên trong vòng tuần hoàn khép kín và sự kết hợp của một hành
động lựa chọn sinh học (nước thải cơ học trước khi điều trị đầu tiên vào
khoang kỵ khí của các phản ứng sinh học), kết quả trong việc hình thành rất
cụ thể trong bùn hoạt tính. Sản phẩm này được kích hoạt bùn có chỉ số khối

lượng bùn thấp thường ít hơn 100 ml /g đối với trường hợp xử lý nước thải.
Page 9 of 37
Việc đưa de-nitrat hóa trong quá trình tranh luận vòng lặp phục hồi sau khi
giảm độ pH của nó do quá trình nitrat hóa, và giảm tổng hàm lượng nitơ.
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mô hình USBF
Bùn dư thừa, đó là xây dựng trong quá trình, không ngừng loại bỏ khỏi quá
trình bùn trước chất làm đặc. Các nước trên bề mặt chảy trở lại kích hoạt
thông qua một đường ống tràn trong khi bùn trước dầy được bơm vào bể bùn
giữ. Bể này được brokenly ga để giữ bùn trong điều kiện và phòng ngừa giữ
phát hành oxic phốt pho, và trong giai đoạn ngoài giờ có tiến thêm bùn dày
lên bằng cách bơm nước nổi trở lại kích hoạt.
1.4.2. Nguyên tắc hoạt động của công nghệ USBF
Page 10 of 37
Hình 1.5: sơ đồ nguyên tắc hoạt động công nghệ
USBF
Giai đoạn đầu tiên: Trong giai đoạn này, dòng vào được nhập vào hệ thống
để lắng sơ cấp. Đối với giai đoạn này, ít nhất là giảm 60% nồng độ TSS dự
kiến.
Giai đoạn thứ hai: Trong giai đoạn này, chảy đến liệu (sau khi sục khí) đã
được nhập vào hệ thống loại bỏ đặc biệt cho cacbon hữu cơ. Quá trình nitrat
hóa cũng có thể được thực hiện trong giai đoạn này. Thời gian lưu nước có
thể về 2-8 h.
Giai đoạn thứ ba: Trong giai đoạn này, nước thải đã bước vào giai đoạn sau
khi thông khí và khử nitrat hóa. Nitrat có thể được chuyển đổi sang nitro-gen
khí trong giai đoạn này.
Page 11 of 37
Giai đoạn thứ tư: Trong giai đoạn này, nước thải đã được thông qua từ các
thiết bị tách và được lọc từ một tấm ngăn bùn.
Giai đoạn thứ năm: Trong giai đoạn này, nước thải trước khi giải quyết đã
được thông qua từ các kênh đã được dặt dải phân cách và sau đó được thải ra

hệ thống.
Hình 1.6
- Nước với bùn ở dưới cùng đến khu vực phân tách.
- Tốc độ giảm cho đến khi hình thành lớp bùn bởi sự tích tụ của các hạt bùn
bằng độ bám dính.
- Lớp bùn trở thành cố định và tạo thành phương tiện lọc
- Phía trên cùng của tấm chăn bùn tạo thành một bề mặt ngang dưới mức nước
- Xử lý nước thải được thu hồi trên bề mặt lớp bùn
Các kết quả trong xử lý nước thải cho thấy BOD của nước thải cuối cùng tại
HRT khác nhau - số giờ thổi không khí; thấp hơn 20 mg / l có hiệu quả loại
bỏ của họ lên đến 82%. COD của nước thải cuối cùng tại HRT khác nhau là
Page 12 of 37
thấp hơn 23 mg / l có hiệu quả loại bỏ của họ lên đến 85%. Kết quả của
BOD, COD, TSS, và độ đục của nước thải cho các giai đoạn khác nhau của
xử lý nước thải được thể hiện trong hình ảnh. Trong hầu hết các trường hợp,
nồng độ TSS trong nước thải đã được ít hơn 1 mg / l và một trong những lý
do chính là hình thành các cục máu đông bùn nhỏ gọn trong dải phân cách
lắng đọng trầm tích của hệ thống. Hiện tượng này làm giảm khả năng của
bùn thoát ra khỏi hệ thống.
Tỷ lệ loại bỏ COD và BOD
Hình 1.7: Biểu đồ loại bỏ BOD5 sinh học phụ thuộc vào số giờ thổi HRT
không khí
Page 13 of 37
Hình 1.8: Biểu đồ loại bỏ COD sinh học phụ thuộc vào số giờ thổi HRT
không khí
CHƯƠNG 2:
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF
2.1. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ USBF
Bể được thiết kế nhằm kết hợp các quá trình loại bỏ carbon (COD, BOD),
quá trình nitrat hoá/khử nitrat và quá trình loại bỏ dinh dưỡng (N và P).

Nước thải được loại bỏ rắn, sau đó, được bơm vào mương chảy tràn thu
nước đầu vào cùng trộn lẫn với dòng tuần hoàn bùn. Hỗn hợp nước thải và
bùn hoạt tính chảy vào ngăn thiếu khí. Ngăn này có vai trò như là ngăn chọn
lọc thiếu khí (Anoxic Selector) thực hiện hai cơ chế chọn lọc động học
Page 14 of 37
(Kinetic Selection) và chọn lọc trao đổi chất (Metabolism Selection) để làm
tăng cường hoạt động của vi sinh vật tạo bông nhằm tăng cường hoạt tính
của bông bùn và kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi gây vón
bùn và nổi bọt. Quá trình loại bỏ C, khử nitrat và loại bỏ P diễn ra trong
ngăn này. Sau đó, nước thải chảy qua ngăn hiếu khí nhờ khe hở dưỡi đáy
ngăn USBF. Ở đây oxy được cung cấp nhờ các ống cung cấp khí qua một
máy bơm. Nước thải sau ngăn hiếu khí chảy vào ngăn USBF và di chuyển tử
dưới lên, ngược chiều với dòng bùn lắng xuống theo phương thẳng đứng.
Đây chính là công đoạn thể hiện ưu điểm của hệ thống do kết hợp cả lọc và
xử lý sinh học của chính khối bùn hoạt tính. Phần nước trong đã được xử lý
phía trên chảy tràn vào mương thu nước đầu ra. Một phần hỗn hợp nước thải
và bùn trong ngăn này được tuần hoàn trở laị ngăn thiếu khí.
Page 15 of 37
Hình 2.1: Nguyên tắc hoạt động bể USBF
2 NH
3
+ 3 O
2
Nitrosomonas
2 HNO
2
+ 2H
2
O
2 HNO

2
+ O
2
Nitrobacter
2HNO
3
Hoặc:
(NH
3
)
2
CO
3
+ 3O
2
2HNO
2
+ CO
2
+ 3H
2
O
2 HNO
2
+ O
2
2HNO
3
Tốc độ của giai đoạn một xảy ra nhanh gấp 3 lần so với giai đoạn hai. Bằng
thực nghiệm người ta chứng minh lượng oxy tiêu hao để oxyhóa 1mg nitơ

của muối amon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O
2
, ở giai đoạn tạo nitrat là
4,5 mg O
2
. Sự có mặt của nitrat trong nước thải phản ánh mức độ khoáng
hóa hoàn thành các chất bẩn hữu cơ.
Quá trình nitrat hóa có một ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật xử lý nước
thải. Trước tiên nó phản ánh mức độ khoáng hóa các chất hữu cơ như đã
trình bày ở trên. Nhưng quan trọng hơn là quá trình nitrat hóa tích lũy được
một lượng oxy dự trữ có thể dùng để oxy hóa các chất hữu cơ không chứa
nitơ khi lượng oxy tự do (lượng oxy hòa tan) đã tiêu hao hoàn toàn cho quá
trình đó.
Page 16 of 37
2.2. QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT
Quá trình khử nitrat là quá trình tách oxy khỏi nitrit, nitrat dưới tác dụng của
các vi khuẩn yếm khí (vi khuẩn khử nitrat). Oxy được tách ra từ nitrit và
nitrat được dùng lại để oxy hóa các chất hữu cơ. Lượng oxy được giải phóng
trong quá trình khử nitrit N2O3 là 2,85 mg oxy/1mg nitơ. Nitơ được tách ra
ở dạng khí sẽ bay vào khí quyển.
Quy trình USBF có khả năng khử BOD5 đến dưới 5 mg/l, TSS dưới 10
mg/l, Nitơ tổng cộng dưới 1.0 mg/l và phospho tổng cộng dưới 0.5 ÷ 2.0
mg/l. Quá trình đặc biệt khử phospho đến 0.2 - 0.5 mg/l có thể thực hiện
được bằng cách thêm muối kim loại trong vùng hiếu khí ngay thời điểm
dòng thải bắt đầu vào vùng lắng. Các loại muối có thể sử dụng như muối
nhôm (Al2(SO4)3.14H2O), Aluminate natri (Na2O.Al2O3), Chlorua sắt
(FeCl3), (FeCl2), Sulfate sắt (FeSO4.&H2O) hay Sulfate sắt 3 (Fe2(SO4)3).
Khi phần lớn phospho trong qui trình USBF (> 80%) bị hấp thu bằng
phương pháp sinh học, một hàm lượng muối kim loại keo tụ không đáng kể
đưa vào hệ thống sẽ không phát sinh nhiều bùn thải.

Ví dụ: Khử phospho bằng FeSO
4
xảy ra theo hai phản ứng sau:
Kết tủa phospho
3 FeSO
4
+ 2PO
4
3-
Fe
3
(PO
4
)
2
+ 3SO
4

2-
Page 17 of 37
Fe
3+
+ 3HCO
3
-
Fe(OH)
3
Theo hai phản ứng trên, đểloại bỏ2 mg/l PO4-3, theo lý thuyết sẽsinh ra 6
mg/l bùn.Trong thực tế5 mg/l bùn được sinh ra khi khử1 mg/l PO4-3. Đối
với nước thải đầu vào có 240 mg/l BOD và tốc độsinh trưởng bùn là 0.6 lbs

TSS/lb BOD khử, và sử dụng FeSO4 để khử 2 mg/l PO4 -3, Tổng lượng bùn
sinh ra sẽ chiếm khoảng 7%.
Qui trình USBF được thiết lập trên nguyên lý bể lắng dòng chảy lên có lớp
bùn lơ lửng (Upflow Sludge Blanket Clarifier). Ngăn này có dạng hình
thang, nước thải sau khi được xáo trộn đi từ dưới đáy bể lắng qua hệ thống
vách ngăn thiết kế đặc biệt mà ở đó xảy ra quá trình tạo bông thủy lực. Bể
lắng hình thang tạo ra tốc độ dâng dòng chảy ổn định trên toàn bề mặt từ đáy
đến mặt trên bể lắng, điều này cho phép sự giảm gradient vận tốc dần dần
trong suốt bể lắng.
2.3. ƯU ĐIỂM CỦA BỂ USBF
- Giảm chi phí đầu tư
USBF kết hợp tất cả các công đoạn xử lý vào một bể làm giảm kích thước
các bể và giảm chi phí đầu tư công trình.
Page 18 of 37
- Chi phí vận hành và bảo trì thấp
Với thiết kế gọn, tối thiểu hóa các động cơ, các thiết bị cơ động, vận hành
theo chế độ tự chảy sẽ hạn chế việc giám sát quá trình và hạn chế đến mức
tối đa chi phí vận hành và bảo trì.
- Hiệu suất xử lý cao
Với thiết kế gọn, là công nghệ thiết kế nhằm khử chất hữu cơ dạng carbon
(BOD, COD) và chất dinh dưỡng (N, P) nên chất lượng nước thải sau khi
xử lý luôn đảm bảo tiêu chuẩn thải theo yêu cầu nhất là hàm lượng chất
dinh dưỡng mà các công trình xử lý sinh học thông thường khác khó đạt
được Nồng độ BOD
5
và TSS sau xử lý nhỏ hơn 10 mg/l và N-NH
3
nhỏ hơn
0.5 mg/l. USBF xử lý chất hữu cơ dạng carbon và cả Ni tơ và phốtpho.
- Lượng bùn thải bỏ ít

Hệ thống được thiết kế với tuổi bùn tối thiểu là 25 ngày nên lượng bùn sản
sinh ít hơn với hệ thống sinh học hiếu khí thông thường.
- Hạn chế mùi
Dưới điều kiện phân hũy hiếu khí và nồng độ bùn lớn làm giảm những
tác nhân gây mùi. Bể USBF có thể lắp đặt tại những khu vực đông dân cư
mà không sợ ảnh hưởng bởi mùi.
- Thay đổi thể tích linh động
Bể lắng hình côn trong bể tạo không gian trống để các phản ứng khác xảy
Page 19 of 37
ra chung quanh và bản thân bể lắng cũng có thể thay đổi thể tích linh động,
tác động lên thể tích của các công đoạn còn lại. Bể USBF cũng có thể chịu
được sự quá tải lưu lượng, khi lưu lượng tăng cao, lớp bùn họat tính dâng
cao hình thành diện tích lọc lớn hơn nên cũng ít ảnh hưởng đến chất lượng
nước đầu ra.
- Thiết kế theo đơn nguyên
Do kết hợp nhiều quá trình xử lý trong một công trình nên USBF gần
như một công trình thiết kế hoàn chỉnh, mặt khác có kiểu dáng là hình
khối chữ nhật nên rất thuận tiện để thiết kế t hành từng đơn nguyên. Việc
đơn nguyên hóa công trình giúp việc thiết kế công trình linh động hơn về
mặt bằng, công suất hệ thống. Chính vì kiểu dáng đơn giản nên có thể thiết
kế công nghệ BF để cải tạo các công trình cũ hay lắp đặt trong những
không gian có sẵn.
- Tăng cường khả năng làm khô bùn
Sự gia tăng tuổi bùn trong hệ thống sẽ cải thiện cấu trúc đặc tính cơ học làm
cho quá trình làm khô bùn xảy ra nhanh hơn.
- Không cần bể lắng đợt 1
Công nghệ USBF thường không cần bố trí bể lý đợt 1 phía trước. Đối với
các hệ thống lớn chỉ cần trang bị hệ thống sàng rác, loại cát để đảm bảo cho
yêu cầu xử lý sinh học.
Page 20 of 37

- Tiết kiệm mặt bằng sử dụng
Công nghệ USBF kết hợp tất cả các quá trình khử nitrat, nitrat hóa, lắng và ổ
định bùn trong một công trình làm giảm kích thước chung của công trình
dẫn đến tiết kiệm mặt bằng sử dụng.
Page 21 of 37
CHƯƠNG 3:
ỨNG DỤNG CỦA BỂ USBF
3.1 ỨNG DỤNG CỦA BỂ
3.1.1 Giới thiệu
Ngày nay, vấn đề xử lý nước thải đang được xem xét từ quan điểm khác
nhau ở các nước phát triển và đang phát triển. Quan điểm chính của các
nước công nghiệp là việc tái sử dụng nước thải và phát triển pháp luật và các
tiêu chuẩn cứng nhắc cho xử lý chất thải cho môi trường. Đối với thái độ
này với, họ cố gắng sử dụng các quy trình xử lý nước thải hiện đại với khả
năng hơn. Mặt khác, quan điểm chính của các nước đang phát triển để xử lý
nước thải cho công tác phòng chống các bệnh truyền nhiễm trong cộng đồng
nhân loại. Khi nghe, trong các nước đang phát triển, các quá trình chính là
vẫn còn các quá trình mà chỉ có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm với số
lượng lớn nước thải cụ thể là các chất hữu cơ và các mầm bệnh. Tuy nhiên,
các quốc gia nên cố gắng sử dụng các quy trình xử lý nước thải hiện đại. bể
USBF mà là một thay đổi mới của bùn hoạt tính được xem như là một công
nghệ xuất sắc cho xử lý nước thải thành phố. Nó cũng được tuyên bố là lý
tưởng để sử dụng trong cải tạo nước, xử lý nước thải công nghiệp và các nhà
máy hiện có sự chỉnh.Tại quá trình USBF, bùn mà đi vào một vùng anoxic
Page 22 of 37
được rút ra bởi trọng lực vào một khoang thông khí và sau đó xuống đáy của
lắng USBF, từ nơi nó tràn. Phần còn lại sau đó được tái chế từ các máy bơm
không vận dưới sử dụng, mà không cần năng lượng do cấu hình vòng lặp nội
bộ. Qui trình USBF bao gồm một số đơn vị. Đây là sàng lọc thô, bơm,
buồng sạn, lắng sơ cấp, kích hoạt (thông khí và lắng thứ cấp, quá trình nitrat

hóa và khử nitơ), khử trùng và khử nước. Việc thiết kế và hoạt động của quá
trình USBF có thể được thực hiện hoặc trong một giai đoạn duy nhất hoặc
trong hai giai đoạn. Trong quá trình USBF giai đoạn hai, điều kiện yếm khí
cần thiết để loại bỏ P-sinh học được cung cấp bởi Imhoff xe tăng và 2 giờ
giữ nước thải ở giai đoạn đầu hoạt động. Tuy nhiên, trong một giai đoạn
USBF, xe tăng Imhoff được di dời và P-loại bỏ được thực hiện bằng cách bổ
sung vôi. Kể từ khi hệ thống này tất cả các quy trình cần thiết được tích hợp
vào một phản ứng sinh học, kích thước thiết bị và chi phí có thể được giảm
đáng kể so với những thay đổi khác của bùn hoạt tính.
Mục đích chính của dự án này, đã được hoàn thành vào năm 2006, là xác
định các điều kiện điều trị tốt nhất cho chất hữu cơ loại bỏ từ nước thải sinh
hoạt bằng cách sử dụng quy trình USBF một tầng.
3.1.2. Vật liệu và phương pháp
Page 23 of 37
Một giai đoạn duy nhất được sử dụng cho dự án này là lò phản ứng bốn ngăn
được làm từ swoij thủy tinh có độ dày 4mm. khối lượng nước tổng thể của
lào phản ứng này là 4L, các ngăn như sau:
- 1: lắng sơ cấp
- 2: quá trình khử nito
- 3: sục khí
- 4: dải phân cách cho lắng thức
Các đơn tầng USBF lò phản ứng sử dụng cho dự án này là một lò phản ứng
bốn ngăn được làm từ sợi thủy tinh 4 mm độ dày. Khối lượng chất lỏng tổng
thể của lò phản ứng này là 4 L. ngăn như sau: 1 lắng sơ cấp, 2 khử nitơ, khí
3 và 4 dải phân cách cho lắng thức. Hình. 1 cho thấy sơ đồ của hệ thống thí
nghiệm. Các hoạt động của năm bước xử lý cần thiết cho quá trình USBF đã
thực hiện được bằng cách sử dụng lò phản ứng đơn giản này. Các giai đoạn
như sau:
Giai đoạn đầu tiên: Trong giai đoạn này, dòng vào được nhập vào hệ thống
để lắng sơ cấp. Đối với giai đoạn này, ít nhất là giảm 60% nồng độ TSS dự

kiến.
Giai đoạn thứ hai: Trong giai đoạn này, chảy đến nguyên liệu (sau khi sục
khí) đã được nhập vào hệ thống loại bỏ đặc biệt cho cacbon hữu cơ. Quá
trình nitrat hóa cũng có thể được thực hiện trong giai đoạn này. Thời gian
lưu nước khoảng 2-8 h.
Page 24 of 37
Giai đoạn thứ ba: Trong giai đoạn này, nước thải đã bước vào giai đoạn sau
khi thông khí và khử nitrat hóa. Nitrat có thể được chuyển đổi thành khí nitơ
(N2) trong giai đoạn này.
Giai đoạn thứ tư: Trong giai đoạn này, nước thải đã được thông qua từ các
thiết bị tách và được lọc từ một tấm lọc bùn.
Giai đoạn thứ năm: Trong giai đoạn này, nước thải trước khi giải quyết đã
được thông qua từ các kênh đã được đặt trên dải phân cách và sau đó được
thải ra từ hệ thống
Như đã đề cập ở trên, dòng vào vào hệ thống đã được nhập vào bộ phận sục
khí, sau khi đi từ sơ cấp lắng và đơn vị khử và sau đó nó đã được thông qua
từ dải phân cách của lưu vực lắng. Dòng vào để tách các giai đoạn lắng trở
lại bộ phận khử bởi một máy bơm điện sau khi quá trình nitrat hóa. Tỉ lệ lợi
nhuận lý nước thải cho đơn vị khử đã được điều chỉnh vào khoảng 3 đến 5
lần dòng vào cho đơn vị sục khí. Các sục khí cần thiết đã được thực hiện bởi
hai máy bơm hồ như vậy là lượng oxy hòa tan được giữ lâu dài khoảng 2-3
mg / l. Để chuẩn bị bọt khí oxy cần thiết, hai bộ khuếch tán với khả năng
chuyển oxy cao đã được sử dụng.
Thích ứng của khối lượng sinh vật với các mẫu nước thải tổng hợp đã được
bắt đầu sau khi thực hiện, và chức năng này được tiếp tục khoảng hai tuần.
Page 25 of 37