CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP
CHUYÊN ĐỀ 9:

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN

GVH
D: PGS. Lâm Minh Triết
HVT
H: Lê Thị Khuyến


NỘI DUNG CHÍNH


CÁC DẠNG BÙN THẢI
Khí
nén

Nước thải

Song chắn
rác

Bể lắng cát

Bể Aeroten

Bể lắng

đợt 1
BTH

Rác

Máy
Máy
nghiền
nghiền rác
rác

Sân
Sân phơi
phơi
cát
cát

Cặn
tươi

Rác sau nghiền

Bể
Bể
lắng
lắng
bùn
bùn

Bùn

dư

Bể Metan
Cặn

Bể
Bể chứa
chứa
khí
khí sv
sv

Biogas

Hơi
nóng

Khí đốt

Nồi
Nồi
hơi
hơi

Bể lắng
đợt 2
Clo

Bể tiếp xúc

Cặn được lên
men

Sân phơi/ ép
bùn

Nguồn tiếp
nhận


CÁC DẠNG BÙN THẢI (tt)
STT

Giai đoạn
phát sinh

1

Xử lý cơ học (sau
máy nghiền rác)

Kích thước lớn, độ ẩm cao Bể Mêtan

2

Bể lắng đợt 1

Dạng căn tươi

Bể Mêtan

3

Bể Aeroten/ Bể
Arophin

Vi sinh vật lơ lững
Vi sinh vật dính bám

Bể lắng đợt 2

4

Bể lắng đợt 2

Bùn hoạt tính tuần hoàn
Bùn dư

Bùn tuần hoàn về bể
Aeroten
Bùn dư về bể Mêtan

5

Bể tiếp xúc

Bùn cặn

Sân phơi bùn

Đặc tính

Đi vào công trình
tiếp theo


CÁC DẠNG BÙN THẢI (tt)


ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ
XỬ LÝ BÙN
 

Quá trình phân hủy kỵ khí

 

Các chất hữu cơ phức tạp
(Polysaccharide, Protein,
Lipit...)
Vi khuẩn phân hủy (Hydrolytic bacteria)

Các chất hữu cơ đơn giản
(Glucose, Amoni Acid, Acid béo,…)
Vi khuẩn lên men tạo acid
(Fermentative acidorinic bacteria)

Các Alcol
(Acetic, Propionic, Lactic, Etanol,..)
Vi khuẩn tạo acetat (Acetogenic bacteria)

Acetat, CO2, H2
Vi khuẩn tạo mêtan (Methanogens)

CH4, CO2


CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
PHÂN HỦY KỴ KHÍ
Yếu tố

Ảnh hưởng

Nhiệt độ

Nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật thực hiện lên
men ấm từ 30 – 350C, và lên men nóng là từ 50 550C

Độ pH

pH trong quá trình kỵ khí được điều chỉnh ở mức 6,6
– 6,7 tối ưu trong khoảng 7 - 7,2

Độ mặn

Độ mặn ở đạt mức tối ưu là nồng độ < 0,3%

Quần thể vi sinh
vật

Quần thể vi sinh vật kỵ khí lấy từ bể UASB, biogas
để khởi động công trình

Tỷ lệ chất dinh
dưỡng

Nguyên liệu nạp được phối trộn để tạo được tỷ lệ C :
N là 25:1 là tối ưu

Sự xáo trộn

Sự xáo trộn tạo làm tăng nhanh quá trình sinh khí.
Sự xáo trộn làm giảm thiểu sự lắng đọng xuống đáy
và tạo bọt, váng trên bề mặt


ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ
XỬ LÝ BÙN (tt)
Công nghệ xử lý bùn kỵ khí


CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG
Phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn
 Bể xáo trộn liên tục, không tuần hoàn bùn
 Bể thích hợp xử lý nước thải có hàm lượng
chất hữu cơ hoà tan để phân hủy nồng độ
cao hoặc xử lý bùn hữu cơ
 Thời gian lưu bùn thông thường từ 12- 30
ngày
 Tải trọng đặc trưng cho bể này là 0.5 - 0.6

kg vi sinh/m3.ngày

Quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic digester process)
 Phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn
 Lắng hoặc tuyển nổi tách riêng phần
cặn sinh học và nước thải sau xử lý
 Hàm lượng vi sinh vật khoảng 4000 –
6000 mg/l
 Tải trọng chất hữu cơ từ 0.5 đến 10
kg COD/m3.ngày.đêm.
 Thời gian lưu nước từ 5 giờ đến 5
ngày


CƠNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG (tt)
Bể UASB (Upflow Anearobic Sludge Blanket): bể xử lý sinh học dòng chảy ngược
Lan can bảo vệ
Máng thu nước sau xử lý lý

Sàn cơng tác
Máng thu nước
dạng răng cưa
Ống dẫn khí

Thiết bị tách pha
rắn-lỏng-khí
Vách hướng
dòng hình côn

Cầu thang

Vỏ thiết bị
Ống thoát
khí
Bình hấp
thụ khí

Hỗn hợp
nước thải

Lớp bùn kỵ khí
Bọt khí
Ống bơm nước vào thiết
bị
Dung dịch
NaOH 5%

Bộ phận phân phối
đều lưu lượng nước


Bể UASB (Upflow Anearobic Sludge Blanket): bể xử lý sinh học dòng chảy ngược


CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG (tt)
Quá trình kỵ khí theo mẻ (SBR)

Giai đoạn 1: Đưa nước vào bể

Giai đoạn 3: Giai đoạn lắng

Giai đoạn 2: Giai đoạn phản ứng

Giai đoạn 4: Giai đoạn xả nước ra


CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC VỚI VSV SINH TRƯỞNG DÍNH BÁM

Lọc kỵ khí (giá thể cố định dòng chảy ngược)
Nước

thải được phân bố đều dẫn dần từ dưới nước lên tiếp xúc với các màng vi
sinh vật bám trên giá thể và thực hiện quá trình oxy hóa sinh học các chất hữu cơ
trong nước thải
Các

vi sinh vật già cổi không còn khả năng dính bám vào giá thể sẽ bị trôi theo
dòng nước hoặc khi rửa bể

Quá trình kỵ khí tầng giá thể lơ lửng
Nước

thải được bơm từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc hạt là giá thể cho vi sinh sống

bám.
Vật

liệu có đường kính nhỏ, tỉ lệ diện tích bề mặt/thể tích rất lớn tạo sinh khối
bám dính lớn.
Dòng

ra được tuần hoàn trở lại

Hàm

lượng sinh khối trong bể có thể tăng lên đến 10000 – 40000 mg/l.


CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN THẢI
 Bể tự hoại
 Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật
hoặc hình tròn, xây dựng bằng
gạch, bê tông cốt thép, vật liệu
composite
 Hoàn thành 2 chức năng chính là
lắng và phân hủy cặn lắng
 Nước thải lưu lại trong bể từ 1 – 3
ngày, qua thời gian 3 - 6 tháng,
cặn lắng lên men yếm khí
 Dễ vận hành và quản lý, xử lý nước thải tại chỗ cho các khu tập thể
 Ứng dụng cho các hộ gia đình hoặc nhóm gia đình có hàm lượng nước thải
đến 30m3/ngày.đêm.


CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN THẢI (tt)
 Bể lắng 2 vỏ
 Chức năng như bể tự hoại nhưng với
công suất lớn
 Phần trên là máng lắng làm nhiệm vụ
lắng các chất lơ lửng, thời gian lắng là
1,5 giờ. phần dưới là ngăn lên men

cặn lắng
 Hiệu quả lắng SS: 40 – 60%, BOD5:
15 – 25%, phân hủy bùn đến 40%
 Quá trình phân hủy bùn, nén bùn đến
độ ẩm 85 – 90%
 Có thể tạo mùi hôi thối khi quản lý
kém


Bể Mêtan
– Khắc phục các nhược điểm
của bể lắng 2 vỏ, cho hiệu quả
cao nhất trong các công trình
xử lý bùn cặn
– Ứng dụng với công suất lớn
(>10.000 m3/ngày)
– Hình dạng: dạng hình trụ, dạng
hình chữ nhật, dạng hình
trứng, ứng dụng rộng rãi nhất
là dạng hình trụ kín có đáy
hình nón.
– Các loại bể:
 Bể mêtan có ngăn trần cố
định không ngập nước
 Bể mêtan hình trứng
 Bể mêtan bậc 2 lộ thiên

Sơ đồ cấu tạo bể Mêtan

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bể Mêtan

Mặt cắt bể mêtan
(Loại trần ngăn cố định không ngập nước)

1- Ống dẫn hổn hợp cặn (cặn tươi,
bùn hoạt tính dư, rác đã nghiền);
2- Ống xả cặn lên men;
3- Ống tháo cạn bể;
4- Ống xả nước bùn ở các độ sâu
khác nhau;
5- Thiết bị hâm nóng cặn;
6- Ống dẫn hơi nóng;
7- Máy trộn kiểu chân vịt;
8- Ống dẫn khí đốt;
9- Xả khí đốt vào khí quyển;
10- Nút kiểm tra;
11- Ống tràn;
12- Lớp phủ ngoài: xỉ, gạch, lớp phủ
mềm, lớp cách nhiệt ngoài cùng


Một số dạng bể Mêtan

Sơ đồ bể mêtan hình trứng
Bể lên men Mêtan


Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động làm việc bể Mêtan
1. Nhiệt độ

–
–
–

Chế độ lên men ấm: 33 - 350C, làm
nóng cặn cần 30 – 40 kg hơi nóng
cho 1m3 cặn
Chế độ lên men nóng 50 - 550C làm
nóng cặn cần 50 - 70kg hơi nóng cho
1m3 cặn
Chế độ lên men nóng có thể khử
được giun sán trong cặn và liều
lượng cặn tăng gấp đôi so với chế độ
lên men ấm

3. Sự xáo trộn

2. Liều lượng cặn
–
–

Xác định mức độ phân hủy các chất
hữu cơ trong bể mêtan
Liều lượng cặn càng nhỏ thì mức độ
phân huỷ các chất hữu cơ càng sâu
và phần cặn không được lên men
càng nhỏ.

−Hiệu quả của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ phụ thuộc vào mức độ xáo trộn
cặn trong bể mêtan.

−Cường độ của quá trình lên men đánh giá qua lượng và thành phần của khí sinh vật
tách ra.
−Trong điều kiện bể mêtan làm việc bình thường, trong thành phần của khí sinh vật
chiếm 62 - 65% CH4, 33 - 34% CO2 và các chất khí khác như nitơ, hydro, oxy chỉ
chiếm 2%.


BỂ NÉN BÙN
Nhiệm vụ
Làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư từ bể lắng 2 sau aeroten từ 97,5 – 99,5%
đến độ ẩm thích hợp 94 – 96% trước khi dẫn đến bể mêtan với mục đích làm
giảm thể tích công trình, hiệu quả lên men kỵ khí tốt hơn, hiệu quả kinh tế tốt
hơn.
Thời gian nén bùn từ 4 giờ đến 24 giờ
Các loại bể nén bùn
Bể nén bùn trọng lực
Bể tuyển nổi
Bể nén bùn ly tâm

CÁC CÔNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG BÙN CẶN
 Sân phơi bùn
 Máy ép bùn
 Lọc chân không


Bể nén bùn trọng lực

 Thiết kế bể cơ bản dựa trên tải
trọng bùn
 Duy trì điều kiện hiếu khí trong bể,

lưu lượng bùn cung cấp duy trì ở
mức 24 - 30 m3/ngày.đêm
 Thời gian lưu bùn thường dao động
trong khoảng 0,5 – 2,0 ngày
 Chiều dày lớp bùn trong bể dao
động trong khoảng 0,6 - 2,4m, tùy
theo nhiệt độ môi trường


Bể nén bùn tuyển nổi

 Bể nén bùn tuyển nổi cho hiệu quả nén bùn cao gấp 10 - 15 lần so với bể
nén bùn trọng lực
 Nguyên lý hoạt động của bể nén bùn tuyển nổi bằng khí hòa tan: Khí nén
được dẫn vào bể dưới áp lực lớn hòa lẫn vào bùn đến vùng tách bùn, khi
đó các bọt khí lôi kéo các hạt bùn ở vùng nén bùn nổi lên hình thành lớp
bùn nổi và được thiết bị gạt bùn tập trung về hốc chứa nén bùn để từ đó
đưa đi xử lý tiếp theo


CÁC CÔNG TRÌNH LÀM RÁO NƯỚC TRONG BÙN CẶN
 Sân phơi bùn
o Làm giảm độ ẩm trong bùn
cặn của sân phơi bùn từ 97 –
98% xuống còn 80%, thể
tích bùn giảm 3 lần
o Chiếm diện tích lớn, sinh
mùi khó chịu, chịu ảnh
hưởng của thời tiết
 Máy ép bùn (Máy ép bùn dây đai)

o Quá trình lọc ép bùn diễn ra liên tục, thích hợp đối với các trạm xử lý nước thải
quy mô nhỏ và vừa. Dễ quản lý vận hành, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp

o
o
o

Thiết bị lọc chân không hình trống
Đường kính 3 – 4m, đặt nằm ngang
1/3 đường kính đặt ngập vào thùng chứa bùn
Khi trống quay, dưới tác dụng của chân không bùn được hút ép vào bề mặt
trống và bám dính một lớp bùn dày 10 - 30mm, đồng thời xảy ra quá trình tách
nước ra khỏi bùn