Bài giảng xử lý nước thải chương 3

Saturday, 19 June, 2010

VI SINH VẬT PHÂN HỦY CHẤT HỮU CƠ

Saturday, 19 June, 2010

KHẢ NĂNG OXY HÓA CHẤT HỮU CƠ
Những chất không bị oxy hóa sinh hóa:

3 nhóm
VSV phân hủy hợp chất mạch hở: rượu mạch
thẳng, andehit, xeton, axit,…
VSV phân hủy các hợp chất thơm: benzen,
phenol, toluen, xilen,…
VSV oxi hóa hydrocacbon: dầu, parafin.

– Trọng lượng phân tử lớn
– Cấu trúc mạch nhánh.
– Những chất mà men của vi sinh vật rất khó thâm nhập
vào

Những chất có nguyên tử cacbon ở trung
tâm, dù chỉ có một liên kết H – C thì cũng ảnh
hưởng đến quá trình oxy hóa sinh hóa.
Ngòai cacbon, nếu trong mạch có các nguyên
tử khác nhau sẽ làm cho chất hữu cơ bền
hơn. Ảnh hưởng nhiều nhất là oxy đến lưu
hùynh và nitơ.

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

3

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

4

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA VI SINH VẬT

Saturday, 19 June, 2010

DINH DƯỠNG CHO BÙN HOẠT TÍNH

Bùn họat tính là bông màu vàng nâu, dễ lắng
có kích thước 3 - 150µm.

Nhu cầu dinh dưỡng:

Gồm các sinh vật sống và chất rắn (30 - 40%).

BOD : N : P = 100 : 5 : 1

Các sinh vật: vi khuẩn, giun, nấm men, nấm
mốc, xạ khuẩn, dòi,…

– Đối với quá trình hiếu khí tích cực

– Đối với quá trình hiếu khí dài ngày

BOD : N : P = 200 : 5 : 1
Nguồn nitơ: NH4OH, urê, muối amon
Nguồn phospho: phosphat, supephosphat

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

5

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

6

Saturday, 19 June, 2010

DINH DƯỠNG CHO BÙN HOẠT TÍNH
BOD: < 500 mg/l: nồng độ nitơ trong muối amon là 15
mg/l, P2O5 là 3mg/l.
BOD: 500 – 1000 mg/l: nồng độ tương ứng là 25 và 28
mg/l.
Nguồn dinh dưỡng tốt nhất cho vi sinh vật:
– Nguồn nitơ: NH4+ – dạng khử

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

DINH DƯỠNG CHO BÙN HOẠT TÍNH
Nếu thiếu nitơ: VSV không sinh sản, cản trở
quá trình hóa sinh làm cho bùn hoạt tính khó
lắng.
Nếu thiếu phospho: tạo ra vi sinh vật dạng
sợi, làm cho bùn lắng chậm, giảm hiệu suất
oxi hóa sinh hóa.

– Nguồn phospho: phosphat – dạng oxi hóa
Các nguyên tố: K, Mg, Ca, S, Fe, Mn, Zn,… thường có đủ trong
nước thải.

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

7

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

8

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

VI KHUẨN HÌNH SỢI

CÁC VI SINH VẬT TRONG BÙN HOẠT TÍNH

Sphaerotilus natans

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

9

BỂ AEROTANK

10

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

VI KHUẨN HÌNH SỢI

TÍNH LƯỢNG BÙN
Vi khuẩn tiêu thụ chất hữu cơ:
– Nhu cầu năng lượng để tồn tại, sinh trưởng và hô hấp
nội bào.

– Tạo cơ thể sống và chất trơ dư thừa (bùn dư)

Ví dụ
– Giai đoạn tổng hợp:
6C6H12O6 + 4NH3 + 16O2 → 4C5H7NO2 + 16CO2 +
28H2O

Thiothrix

– Hô hấp hoặc oxy hoá nội bào:
4C5H7NO2 + 20O2 → 20CO2 + 4NH3 + 8H2O

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

11

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

12

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

TÍNH LƯỢNG BÙN
36 phân tử oxy tương đương với BOD của
6 phân tử gluco.

Hệ số oxy sử dụng cho quá trình tổng hợp:
an = 16O2 / 36O2 = 0,44
Hệ số oxy sử dụng cho quá trình hô hấp
hoặc phân huỷ nội bào
am = 20O2 / 36O2 = 0,56
Hệ số năng suất tế bào
amn = 4C5H7NO2 / 36O2 = 0,39
Để tiêu huỷ 1g BOD, tổng hợp được 0,39g tế
bào
13

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

TẢI TRỌNG THEO KHỐI LƯỢNG
Là tỷ số giữa khối lượng chất nhiễm bẩn (lấy
≈ BOD) tính trên đơn vị khối lượng bùn trong
đơn vị thời gian (ngày đêm)

Saturday, 19 June, 2010

TẢI TRỌNG THEO KHỐI LƯỢNG
Khái niệm này thường được sử dụng để đánh
giá bùn hoạt tính:
– Khả năng lắng
– Bùn dư

Q × S0
Cm =
X t ×V

– Độ ổn định của bùn
– Nhu cầu oxy

Q: lưu lượng trong 1 ngày, m3/ngày
S0: nồng độ chất nền, mg/l
Xt: nồng độ của bùn, mg/l
V: thể tích bể, m3
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

15

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

16

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

ĐỘ TUỔI CỦA BÙN

TẢI TRỌNG THEO THỂ TÍCH
Là khối lượng chất nhiễm bẩn hữu cơ (tính

theo BOD) tính trên đơn vị thể tích trong một
khoảng thời gian xác định (ngày đêm)

Cv =

Tuổi của bùn là tỷ lệ giữa SS có trong bể và lượng
SS thêm vào.

Sludge age, d =

Q × S0
V

Saturday, 19 June, 2010

MLSS × V
SS w × Qw + SSe × Qe

SSw: SS trong bùn thải, mg/L

kgBOD/kg huyền phù/ngày đêm

Qw: Lưu lượng bùn thải, m3/d
SSe: SS trong nước thải, mg/L
Qe: Lưu lượng nước ra khỏi bể, m3/d

17

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

ĐỘ TUỔI CỦA BÙN

BỂ AEROTANK

18

Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

VÍ DỤ

Là tỉ số giữa trọng lượng bùn có trong bể và trọng
lượng bùn lấy ra khỏi bể trong 1 ngày

θc =

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

X v ×V
am × BOD5 − b × X v × V

Bể bùn hoạt tính có Q là 22.700m3/d, SS là
96mg/L. Ba bể aerotank, mỗi bể có 1500m3, có
MLSS là 2600mg/L. Tính tuổi của bùn trong hệ
thống.

Độ tuổi tỉ lệ nghịch với tải trọng khối lượng

Độ tuổi cho biết trạng thái sinh lý của các vi
khuẩn, xác định sự tồn tại hay không của các
pha có khả năng nitrat hóa

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

19

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

20

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

GIẢI

VÍ DỤ

Tính SS trong bể hiếu khí, MLSS × V
MLSS = 2600mg/L = 2,6kg/m3
MLSS × V = 2,6kg/m3 × 1500m3 × 3 = 11.700kg
Tính SS thêm vào
SS thêm vào = Q × SS (trong nước thải)

Trong hệ thống bùn hoạt tính, hàm lượng chất
rắn trong bể hiếu khí là 13.000 kg, chất rắn thêm
vào là 2.200 kg/d, nồng độ SS trong RAS là
6.600mg/L, tuổi của bùn là 5,5d, lượng bùn hoạt
tính thải bỏ (WAS) là 2.100kg/d. Tính lưu lượng
bùn hoạt tính dư bằng cách sử dụng kỹ thuật
kiểm soát tuổi của bùn.

= 22.700m3/d × 0,096kg/m3
= 2180kg/d
Tính tuổi của bùn

Tuổi của bùn khoảng 3 – 8 ngày

Tuổi bùn = 11.700kg/2180kg/d = 5,4d
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

21

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

22

Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

GIẢI

GIẢI

Tính lượng SS cần thiết trong bể hiếu khí
(tuổi của bùn là 5,5d)

Tính lưu lượng bùn thải (q) để duy trì tuổi của bùn theo
yêu cầu
q (SS trong RAS) = 900 kg/d

SS = CR thêm vào × tuổi của bùn

q = 900kg/d : 6,6kg/m3

= 2.200kg/d × 5,5d = 12.100kg

= 136,4m3/d = 0,095m3/min

Tính lượng SS thải ra hằng ngày, SSt

Tính tổng WAS

SSt = SS trong bể - SS cần thiết

Lưu lượng thực tế = 2100kg/d : 6,6kg/m3 = 318,2m3/d =
0,221m3/min

= 13.000kg – 12.100kg = 900kg

Tổng lưu lượng WAS = (0,095 + 0,221)m3/min =
0,316m3/min

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

23

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

24

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

VÍ DỤ

GIẢI

ThỂ tích bể aerotank là 6.600m3. Lưu lượng
nước vào bể là: 37.850m3/d có BOD là
140mg/L. MLSS là 3.200mg/L, với 80% là chất
bay hơi. Nồng độ SS trong RAS là 6.600 mg/L.

Lưu lượng WAS là 340m3/d. Xác định lưu
lượng WAS cần thiết, sử dụng tỷ lệ F/M để
kiểm soát, với tỷ lệ F/M cần thiết là 0,32

Tính tải trọng BOD, LBOD
BOD = 140mg/L = 140g/m3 = 0,14kg/m3
LBOD = BOD × Qnước thải
= 0,14kg/m3 × 37.850m3/d = 5.299kg/d
Tính MLVSS cần thiết, với tỷ lệ F/M = 0,32
MLVSS = LBOD : (F/M)
= 5.299kg/d : 0,32kg/d.kg
= 16.560kg

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

25

BỂ AEROTANK

26

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

GIẢI

GIẢI

Tính MLSS cần thiết

Tính lưu lượng WAS, q

MLSS = MLVSS : 0,8

Q = SS thải bỏ : SS trong RAS

= 16.560kg : 0,8 = 20.700kg

= 420kg/d : 6,6 kg/m 3 = 63,6m3/d

Tính MLSS thực tế trong bể, MLSStt

Tính tổng lưu lượng WAS, Q

MLSStt = nồng độ × thể tích bể

Q = (340 + 63,6)m 3/d

= 3,2kg/m3 × 6.600m3 = 21.120kg

= 403,6m 3/d = 0,28m 3/min

Tính lượng chất rắn thải ra hằng ngày, MLSSb
MLSSb = 21.120kg/d – 20.700kg/d
= 420kg/d

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

27

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

28

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

CUNG CẤP VÀ TIÊU THỤ OXY

KHẢ NĂNG LẮNG

Tốc độ vận chuyển oxy vào nước được xác
định:r (mg/L)
r = k × (β × Cs – Ct)
k: hệ số vận chuyển, 1/h
β: hệ số bão hoà oxy của nước (0,8 – 0,9)
Cs: nồng độ DO bão hoà của nước thải, mg/L (phụ
thuộc vào nhiệt độ - tra bảng)

Được đánh giá bằng chỉ số bùn (thể tích do 1g
bùn choán chỗ tính bằng ml, sau khi để dung
dịch bùn lắng tĩnh 30 phút.
Thí nghiệm: Lấy 1 lít dung dịch bùn tại của ra bể
aerotank, để lắng 30 phút trong ống lắng thuỷ
tinh có khắc vạch. Đánh dấu mặt phân chia giữa
bùn và nước để tính ra thể tích bùn choán chỗ
bằng ml.

Ct: nồng độ DO trong nước, mg/L
β × Cs – Ct: DO tiêu tốn, mg/L
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

29

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

30

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ THỂ TÍCH BÙN
Thể tích bùn đã lắng sau 30 phút (ml/l) - SV × 1.000
SVI =

Saturday, 19 June, 2010

KHẢ NĂNG LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH
ml/g

Nồng độ bùn lơ lửng trong dung dịch (mg/l) - MLSS

Chỉ số bùn
khoảng 50 – 150.
Chỉ số thể tích
càng nhỏ, lắng
nhanh, càng đặc.
T=0

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

31

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

T = 5’

32

T = 30’

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ MẬT ĐỘ BÙN

SỤC KHÍ
Để cung cấp oxy tiến hành sục khí tạo ra bọt
khí. Kích thước bọt khí rất quan trọng.

100

SDI =

Thể tích bùn choán chỗ sau 30 phút lắng - SVI

Bọt khí được tạo từ các vật xốp có đường
kính khoảng 1mm.

Chỉ số SDI thường khoảng 1 – 2,5

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

33

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

34

Saturday, 19 June, 2010

SỰ ỔN ĐỊNH HIẾU KHÍ

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI TẾ BÀO CHẤT

Mục đích: làm giảm lượng chất hữu cơ của
bùn.
Phương pháp: sục khí lâu trong bùn.

C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + NH3 + 2H2O
Amoniac có thể bị oxy hoá, PT tổng quát:
C5H7NO2 + 7O2 → 5CO2 + NO3- + H+ + 3H2O

Các VSV ưa khí hoạt động từ giai đoạn tổng
hợp tế bào đến khi chúng thực hiện quá trình
tự oxy hoá.

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

35

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

36

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

NGUYÊN LÝ CỦA SỰ ỔN ĐỊNH HIẾU KHÍ
Trao đổi
năng lượng

Chất hữu cơ
thối rữa

CO2, H2O
Năng lượng

Giai đoạn suy
giảm VK

Tế bào mới
Vật chất dự trữ

Trao đổi sinh
hoá vật chất

37

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

QUAN HỆ MỨC TĂNG BÙN VÀ ĐỘ GIẢM BOD20

Bể aerotank thông thường: để xử lý nước thải
công suất lớn. Thời gian làm thoáng ứng giai
đoạn f - c

c

Khối lượng bùn

f

d

b

Vi sinh vật

BOD20

e

Saturday, 19 June, 2010

THEO NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC

Bể aerotank sức chứa cao: xử lý nước thải
nồng độ nhiễm bẩn cao BOD20 > 500 mg/l. Tải
trọng bùn khoảng 400 – 1000 mg/g bùn khô
không tro trong ngày. Thời gian làm thoáng
ứng giai đoạn a - c

a
0

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

S0
Thôøi gian t
39

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

40

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

PHÂN LOẠI KHÁC

THEO NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC
Bể aerotank oxy hoá hoàn toàn (bể aerotank kéo
dài thời gian làm thoáng): Ứng với giai đoạn f –
d. Giai đoạn c - d là thời gian hiếu khí bùn cặn.

Theo sơ đồ công nghệ: aerotank 1 bậc, nhiều
bậc.
Theo cấu trúc dòng chảy: bể aerotank đẩy,
arotank trộn và bể aerotank kết hợp.
Theo phương pháp làm thoáng: aerotank làm
thoáng bằng máy nén khí, aerotank làm thoáng
bằng máy khuấy cơ học, aerotank kết hợp,
aerotank làm thoáng áp lực thấp.

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

41

BỂ AEROTANK

42

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

PHÂN LOẠI BỂ AEROTANK

Cách
ph ân loại b ể
Aero t an k

Th eo
ch ế ñộ
t h u ỷ ñộn g

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Th eo
ch ế ñộ làm
việc của
bù n h o ạt
t ín h

Th eo
Tải t rọn g
BOD / g
bù n .n g ày
44

Th eo
số b ậc cấu
t ạo t ron g
Aero t an k
BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK MỘT BẬC KHÔNG CÓ NGĂN PHỤC HỒI BÙN
HOẠT TÍNH

BỂ AEROTANK MỘT BẬC
CÓ NGĂN PHỤC HỒI BÙN HOẠT TÍNH

Saturday, 19 June, 2010

Bể aerotank
Bể aerotank
Nước vào

Bể lắng II

Nước vào

Bể lắng II

Nöôùc ra

Không khí

Nước ra

Không khí

Bùn hoạt tính tuần hòan
Bùn hoạt tính tuần hòan

Bùn hoạt
tính dư

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

45

BỂ AEROTANK

Bùn hoạt
tính dư

Ngăn phục hồi bùn

46

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK HAI BẬC KHÔNG CÓ NGĂN PHỤC HỒI BÙN
HOẠT TÍNH

BỂ AEROTANK

BỂ AEROTANK HAI BẬC
CÓ NGĂN PHỤC HỒI BÙN HOẠT TÍNH

Saturday, 19 June, 2010

Aerotank 1
Aerotank 1
Bể lắng II

Nước vào

Nước vào

Bể lắng II

Nước vào
aerotank 2

Nước vào
Aerotank 2

Không khí
Không khí

Bùn hoạt tính tuần hòan
Bùn hoạt
tính dư

Bùn hoạt tính tuần hòan
Ngăn phục hồi bùn

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

47

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

48

Buøn hoaït
tính dö

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK TRUYỀN THỐNG

Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK TRUYỀN THỐNG
Đặc điểm:

Q, S0, X0

Bể lắng I

Aerotank

Bể lắng II

Qe , Xe, S

Lưu lượng bùn tuần hoàn so với lưu lượng nước
thải vào: 20-30%

RAS
Xả bùn cặn

Thường dùng xử lý nước thải có BOD < 400mg/l

Qr, Xr, S
Xả bùn hoạt tính thừa

Sục khí bằng khí nén: 6-8h;bằng khuấy cơ học:
9-12h
SVI (ml/g) =

Q = dòng vào

Qe = dòng ra

S0 = chất hữu cơ phân hủy sinh học hòa tan

S = chất hữu cơ phân hủy sinh học tan

X0 = Vi sinh vật

Xe = vi sinh vật

SV × 1000 mg/g
MLSS(mg/l)

Chỉ số SVI = 50-150ml/g
Tuổi của bùn:3-15 ngày

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

49

BỂ AEROTANK

Hiệu suất xử lý:giảm 80-95%BOD
50

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK TẢI TRỌNG CAO

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

AEROTANK CẤP KHÍ GIẢM DẦN THEO DÒNG CHẢY

Đặc điểm:
Dòng khí nén

Thường dùng xử lý nước thải có BOD>500mg/l
Lưu lượng bùn tuần hoàn so với lưu lượng nước

thải vào:10-20%

Q, S0, X0

Bể lắng I

Aerotank

Bể lắng II

Qe , Xe, S

Nồng độ bùn hoạt tính < 1000mg/l
Sau 1-3h sục khí khử được 60-65%BOD.Nếu kéo
dài quá trình hiếu khí
khử BOD gần như hoàn
toàn

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

51

BỂ AEROTANK

RAS
Xả bùn cặn

Qr, Xr, S
Xả bùn hoạt tính thừa

Q = dòng vào

Qe = dòng ra

S0 = chất hữu cơ phân hủy sinh học hòa tan

S = chất hữu cơ phân hủy sinh học tan

X0 = Vi sinh vật

Xe = vi sinh vật

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

52

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

AEROTANK NHIỀU BẬC

AEROTANK CẤP KHÍ GIẢM DẦN THEO DÒNG CHẢY

Đặc điểm:
Thường dùng khử chất hưũ cơ nhiễm bẩn lớn

Nước vào

Bể lắng II Nước ra
Bể lắng I

Thời gian sục khí:6-8 giờ

Hiệu quả xử lý BOD >85%
Ưu điểm:

Xả bùn hoạt tính thừa

Nước ra
Nước vào

Bể lắng II
Bể lắng I

Aerotank

Giảm được lượng không khí cấp
Không có sự làm hiếu khí quá mức ngăn cản
sinh trưởng và hoạt động cuả vi khuẩn khử nitơ
53

BỂ AEROTANK

Xả bùn hoạt tính thừa

54

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Saturday, 19 June, 2010

AEROTANK NHIỀU BẬC

(b)

RAS

Xả bùn cặn

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

(a)

RAS

Xả bùn cặn

Lượng bùn sau hoạt hoá hồi lưu:25-50% lưu
lượng dòng vào

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

AEROTANK VỚI NGĂN TIẾP XÚC BÙN ĐÃ ỔN ĐỊNH

Đặc điểm:
Nước thải sau lắng I được đưa vào Aerotank
bằng cách đoạn hay phân bậc theo chiều dài
bể(50-65%)

Nước vào Bể lắng I

Bể ổn
ñịnh bùn

Bể t iếp
x úc

Nước ra
Bể lắng II

Bùn tuần hoàn đi vào đầu bể
RAS

Không khí được cấp dọc theo chiều dài bể

Xả bùn cặn

Ưu điểm:

Xả bùn hoạt tính thừa

Điều chỉnh được cân bằng oxy cấp trước và sau
bể
Hiệu suất sử dụng oxy tăng và hiệu quả xử lý cao

Làm cân bằng tải trọng BOD theo thể tích bể
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

55

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

56

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

AEROTANK VỚI NGĂN TIẾP XÚC BÙN ĐÃ ỔN ĐỊNH

Saturday, 19 June, 2010

AEROTANK THÔNG KHÍ KÉO DÀI

Ưu điểm:
Lưới chắn r á c

Thông khí tích cực có dung tích nhỏ

Aerotank

Bể lắng II Nước ra

thông k h í ké o d à i

Chịu được sự dao động lớn của lưu lượng và
chất lượng

RAS
Xả bùn hoạt tính thừa

Hiệu suất xử lý khá cao
Rất phù hợp với xử lý nước thải sinh hoạt và CN
thực phẩm.

Đặc ñi ểm :

Xử lý nước thải có F/M (mgBOD5/mg bùn hoạt tính) thấp
Thời gian thông khí:20-30h
Công suất phù hợp:<3500m3/day

57

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

BỂ AEROTANK

AEROTANK THÔNG KHÍ
CÓ KHUẤY ĐẢO HOÀN CHỈNH

Saturday, 19 June, 2010

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

58

AEROTANK THÔNG KHÍ
CÓ KHUẤY ĐẢO HOÀN CHỈNH

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

Đặc điểm:
Tốc độ không khí cao và có khuấy trộn hoàn chỉnh
Sơ đồ bể làm việc
m á y k h u ấy b ề m ặt

Tương đối lý tưởng cho việc XLNT có độ ô nhiễm cũng như SS
cao

Khí né n

Giảm tuổi của bùn hoạt tính(thời gian lưu nước giảm)
x

x

x

x

x

x

Nước vào Bể lắng I

Xả bùn cặn

Bể lắng II

Nước ra

Nồng độ bùn hoạt tính và oxy được phân bố đều.
Ưu điểm:
Pha loãng tức khắc nồng độ chất ô nhiễm và chất độc hại

RAS

Không xảy ra quá tải cục bộ tại một nơi
Xả bùn hoạt tính thừa

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

59

BỂ AEROTANK

Thích hợp cho xử lý nước thải có tải trọng,SVI cao,cặn khó
lắng

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

60

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

BÙN DẠNG KHỐI – NGUYÊN NHÂN
Bùn khối do vi khuẩn dạng sợi, khả năng lắng kém, bùn
thường trôi ra ngoài bể lắng 2
Nguyên nhân

Thiếu dinh dưỡng

DO thấp

pH thấp

F/M thấp

Dầu mỡ trong nước thải cao

Nước thải bị lên men
Bùn khối không phải do vi khuẩn dạng sợi, do thiếu dinh
dưỡng hoặc tải trọng cao, bùn tràn ra ngoài, lượng bùn
tuần hoàn và bùn thải bỏ bị pha loãng.
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

62

Saturday, 19 June, 2010

BÙN DẠNG KHỐI – KHẮC PHỤC

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

HIỆN TƯỢNG BÙN NỔI

Thành phần nuớc thải: nguyên tố dạng vết….N,P…
Nồng độ DO cần duy trì tối thiểu 2mg/l
Thời gian lưu bùn
Trị số pH-tốt nhất thuộc (6,5-8,5); nhiệt độ
Sử dụng hoá chất: Clo; H2O2; ozone,…

Hiện tượng bùn nổi có thể quan sát thấy ở
bể lắng đợt II. Bề mặt lớp nước bi bao phủ
bởi toàn bộ lớp bùn nổi.
N gu y ê n n h â n :
Chủ yếu là do quá trình khử Nitrat hoá. Nitrit và nitrat
chuyển hoá thành các khí N2; N2O; CO2 có kích thước 20 100micromet
Kh ắc ph ục:
Tăng cường bùn tuần hoàn thải bỏ tử bể lắng II nhằm giảm
thời gian lưu bùn trong bể lắng.
Giảm thời gian lưu bùn để tránh quá trình khử nitrat hoá.Nơi
có khí hậu ấm,rất khó vận hành ở thời gian lưu bùn ngắn để
tránh nitrat hoá.

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

63

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

64

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

BÙN DẠNG BỌT VÁNG

BÙN DẠNG BỌT VÁNG

Do vi khuẩn Narcadia spp và vi khuẩn Microthrix parvicella
gây nên.Sự xuất hiện của các loại vi khuẩn trên là do:

Kh ắc ph ục:
Gạt bọt một cách có hệ thống, không tuần hoàn lại

- Hàm lượng dầu mở trong nước thải cao

Dùng clo phun lên bề mặt bọt Nocardia

- Tuổi bùn lớn

Thực hiện giảm thiểu dầu mở trong nước thải

- Thiếu oxy hay nước thải lên men

Thực hiện dùng chất keo tụ cho keo tụ vi khuẩn gắn trong
bông bùn.

H ậu qu ả:
- Gây ảnh hưởng cảm quan không tốt
- Điều kiện làm việc không an toàn
- Hư hại thành bể và thanh gạt bùn

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

65

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

66

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

LÀM VIỆC THEO MẺ
Cho nước thải vào đầy bể (thời gian t1)
Cấp khí để khuấy trộn (thời gian t2)
Ngừng trộn để lắng yên (thời gian t3)
Tháo nước ra ngoài (thời gian t4)
→ Hệ số sử dụng thể tích là 100%

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

68

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK LÀM VIỆC LIÊN TỤC
Mối quan hệ giữa nồng độ chất chỉ thị với
thời gian lưu nước

19 June, 2010
BỂ AEROTANK CÓ CÁC NGĂN TRỘN HOÀNSaturday,
CHỈNH
ĐẶT NỐI TIẾP THÀNH DÃY

Hiệu quả sử dụng thể tích:

 P 
E % =  10  × 100
 P 90 

C
C0

Ci = C0 .e

−

ti
t0

P10 và P90: giá trị thời gian ứng với nồng độ
tích luỹ đạt 10% và 90% khối lượng chất chỉ
thị qua bể. Lấy theo biểu đồ thực nghiệm
t

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

69

BỂ AEROTANK

70

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

MỘT SỐ THUẬT NGỮ
MLSS: Mixed Liquor Suspended Solids
MLVSS: Mixed Liquor Volatile Suspended
Solids
MLVSS = 75 – 85%MLSS
Bao gồm: vi sinh vật, chất lơ lửng là hợp chất
hữu cơ không phân huỷ sinh học, chất trơ.
MLSS chứa:
– 70 – 90% chất hữu cơ
– 10 – 30% chất vô cơ

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

72

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

MỘT SỐ THUẬT NGỮ

Saturday, 19 June, 2010

SƠ ĐỒ CÂN BẰNG TRONG BỂ AEROTANK

SLR: Sludge Loading Ratio
SBR: Sequencing Batch Reactor

A

X
Q, S0, X0

RAS: Return Activated Sludge

Qe, S, Xe

F/M: Food to Microorganism Ratio

Qr, S, Xr

RAS

HRT: Hydraulic Retention Time
Q: lưu lượng
S: BOD
X: MLVSS
A: Diện tích
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

73

BỂ AEROTANK

74

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

GIỚI THIỆU

TỶ LỆ F/M

F/M:

F
BOD, kg .d
=
M MLVSS , kg

Dùng để thiết kế, vận hành hệ thống
Kiểm soát quá trình oxy hoá sinh học (hệ
thống đạt cân bằng khi lượng thức ăn và
lượng vi khuẩn ở mức thích hợp)

Hay

Lưu lượng,
m3/ngày

BOD5 nước thải
mg/L

F

Q × BOD
=
M
V × M LVSS
Thể tích bể
Aerotank, m3
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

75

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Nồng độ chất rắn lơ lửng
bay hơi trong hỗn hợp,
mg/L
76

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

Saturday, 19 June, 2010

TỶ LỆ F/M

VÍ DỤ - 1

Quá trình xử lý

Xác định tỷ lệ F/M trong bể bùn hoạt tính
trong điều kiện sau:

F/M

Bể thông khí kéo dài

0,03 - 0,8

Bể cổ truyền

BOD5 = 200 mg/L

0,8 – 2

Bể cao tốc

Q = 3780m3/ngày

>2

t = 4 giờ = 0,167 ngày
MLVSS = 2.550 mg/L

77

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

BỂ AEROTANK

78

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Saturday, 19 June, 2010

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

GIẢI

VÍ DỤ - 2

Tải lượng BOD trong ngày:

Tính tỷ lệ F/M trong bể aerotank, biết:

MBOD = 3.780m3/d×200mg/L×10-3 = 7.56kg/d

BOD5 = 140 mg/L
Q = 18900 m3/d

Thể tích bể
V = Q × t = 3.780m3 × 0,167d = 631m3

SS = 16.100kg (VSS chiếm 80%)

Khối lượng bùn trong bể aerotank
Mbùn = 631m3 × 2.550 mg/L × 10-3 = 1.609kg
Xác định tỷ lệ F/M
F/M = 756kg/d : 1.609kg = 0,47/d
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

79

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

80

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

GIẢI

Saturday, 19 June, 2010
MỐI QUAN HỆ GIỮA F/M VÀ HIỆU SUẤT
SỬ DỤNG THỨC ĂN CỦA VI KHUẨN

Tính BOD

U=

MBOD = 18.900m3/d × 140mg/L × 10-3 = 2.646kg/d

Tính MLVSS

(F / M )× E
100

Trong đó:

VSS = 80% SS

U: Hiệu suất sử dụng thức ăn của vi khuẩn

MLVSS = 16.100kg × 0.8 = 12.880kg

E: hiệu suất của quá trình xử lý
S −S
×100
E= 0
S0
S −S
Hay
U= 0
θ×X

Xác định F/M
F/M = 2.646kg/d : 12.880kg = 0,205/d

81

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

THỜI GIAN LƯU NƯỚC

82

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

THỜI GIAN LƯU TRUNG BÌNH
CỦA VI KHUẨN TRONG BỂ

Trong bể bùn hoạt tính; t:

θ=

V
Q

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

83

Saturday, 19 June, 2010

V×X
Qwa × X wa + Qe × X e

Trong đó:

Lưu lượng
nước

Thời gian lưu nước trong cả hệ thống (bể
bùn hoạt tính và bể lắng); ts:

V + Vs
θs =
Q

θc =

Thể tích bể bùn
hoạt tính

BỂ AEROTANK

Thể tích bể
lắng thứ cấp

θc: thời gian lưu t.bình của vk trong bể theo
thể tích; d
V: thể tích bể bùn hoạt tính, m3
X, Xwa, Xe: hàm lượng MLVSS trong bể, trong
bùn thải bỏ và trong nước thải đầu ra; mg/L
Qwa, Qe: lưu lượng bùn thải bỏ và nước thải
đầu ra; m3/d

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

84

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

NHU CẦU DINH DƯỠNG

Saturday, 19 June, 2010

NHU CẦU DINH DƯỠNG
Trong đó:

Rs
BOD5 : N : P =
0, 023Rb

Y: sản lượng
VSS/mgBOD5

Trong đó:

sinh

khối

tính

bằng

kd = 0,48 ts-0,415 × (1,05)t-20

Rs: lượng BOD5 được sử dụng
Rs = Q × (BODv – BODr)

kd: tốc độ phân huỷ

Rb: lượng sinh khối được sinh ra

ts: tuổi trung bình của bùn đối với bùn hoạt
tính (≈ θc)

Rb =

V × X Q ×Y × ( S0 − S )
=
1 + kd ×θc
θc
85

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

NHU CẦU OXY CẦN CUNG CẤP
CHO BỂ AEROTANK
kgO2 / d =

Theo thực nghiệm tỉ lệ:
BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1
BỂ AEROTANK

Saturday, 19 June, 2010

Q × ( S0 − S )
− 1, 42 px
f ×1000 g / kg

px: lượng sinh khối (bùn) thải bỏ

87

86

BỂ AEROTANK

NHU CẦU OXY CẦN CUNG CẤP CHO Saturday, 19 June, 2010
BỂ AEROTANK + Q.T NITRAT HOÁ
kgO2 / d =

f: hệ số chuyển đổi BOD5 sang BODu cuối
cùng (0,68)

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

Q × ( S0 − S )

Q ( N0 − N )
− 1, 42 Px +
f ×1000 g / kg
1000 g / kg

Trong đó:
N0 , N: nồng độ tổng nitơ Kjeldahl vào và ra,
mg/L

BỂ AEROTANK

TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

88

BỂ AEROTANK


Saturday, 19 June, 2010

LƯU Ý
Trị số DO khoảng 1,5 – 4mg/L (thường tải trọng
trung bình là 2mg/L, tải trọng cao nhất là
0,5mg/L). DO > 4mg/L không làm tăng hiệu quả
xử lý (tốn năng lượng).
F/M > 0,3: lượng không khí cần thiết là 30 –
55m 3/kgBOD5 (tạo bọt lớn); 24 – 36m 3/kgBOD5
(tạo bọt mịn)
Dùng bơm nén khí: 3,75 – 15,0m 3kk/m 3n.thải.
Thiết bị cơ khí khuấy đảo: 1,0 – 1,5kgO2/kgBOD5

được xử lý.
TRẦN THỊ NGỌC DIỆU

89

BỂ AEROTANK