Công nghệ xử lý bùn thải

5/13/2017

CHƢƠNG 6
6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn
6.2. Bể nén bùn
6.3. Hệ thống tách nước
6.4. Bể phân hủy bùn kị khí
6.5. Bể phân hủy bùn hiếu khí

CHƢƠNG 6

XỬ LÝ BÙN THẢI

1

2

VOQUYEN

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

6.1.1. Mục tiêu:
- Giảm khối lượng và thể tích khi vận chuyển và xử lý.
- Phân hủy các CHC dễ phân hủy → tránh phát sinh mùi, gây ô
nhiễm môi trường

6.1.2. Thành phần bùn thải:
- Rất phức tạp, phụ thuộc vào từng ngành nghề sản xuất và công
nghệ xử lý nước thải.

- Chứa nhiều chất hữu cơ và chất dinh dưỡng nên có thể dùng làm
phân bón nếu không chứa các chất độc hại.
- Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy → gây mùi hôi và gây ô nhiễm
môi trường không khí.
- QCVN 50:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
ngưỡng nguy hại đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước → bùn thải
có phải chất thải nguy hại hay không.
- Dựa vào Thông tư 12/2011/TT-BTNMT - Quy định về Quản lý
chất thải nguy hại → tra mã CTNH.

3

VOQUYEN

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

4

VOQUYEN

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn
QCVN 50:2013/BTNMT

QCVN 50:2013/BTNMT
Nguyên tắc chung
“Việc xác định một dòng bùn thải là chất thải nguy hại hay
không phải căn cứ vào ngƣỡng nguy hại của các thông số
trong bùn thải. Nếu kết quả phân tích mẫu của dòng bùn thải
cho thấy ít nhất một (01) thông số trong bùn thải vƣợt
ngƣỡng nguy hại tại bất cứ thời điểm lấy mẫu nào thì dòng

bùn thải đó được xác định là chất thải nguy hại”.

5

6

1


5/13/2017

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

QCVN 50:2013/BTNMT

QCVN 50:2013/BTNMT
- Các thông số có số thứ tự từ 1 đến 15 được áp dụng với
tất cả các loại bùn thải từ các quá trình xử lý nƣớc.
- Các thông số có số thứ tự từ 1 đến 18 được áp dụng với
các loại bùn thải từ quá trình xử lý nước thải của các quá
trình sản xuất đặc thù có tên ở Bảng 2.
- Tất cả các thông số có tên trong Bảng 1 (thứ tự từ 1 đến
26) được áp dụng với bùn thải từ quá trình xử lý nước thải
sản xuất, điều chế, cung ứng các sản phẩm thuốc bảo vệ
thực vật, chất bảo quản gỗ và các loại biôxit (biocide)
hữu cơ khác (thứ tự 10 trong Bảng 2).
7

8

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn
6.1.3. Phƣơng pháp xử lý:
- Cô đặc bùn cặn.
- Khử nước ra khỏi bùn cặn.
- Ổn định bùn cặn.

9

VOQUYEN

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

 Cô đặc bùn cặn:
- Là quá trình tách nước khỏi hỗn hợp → tăng hàm lượng cặn,
nhằm:
+ Giảm khối lượng và thể tích bùn.
+ Tăng hiệu quả tách nước.
+ Giảm chi phí (cho bể phân hủy bùn).
- Công trình tiêu biểu:
+ Bể nén bùn trọng lực.
+ Bể nén bùn tuyển nổi.

VOQUYEN

10

VOQUYEN

 Khử nƣớc ra khỏi bùn cặn:
- Là quá trình tách nước ra khỏi bùn cặn, tạo bùn khô.
- Công trình tiêu biểu:
+ Thiết bị lọc ly tâm.
+ Thiết bị lọc chân không.
+ Thiết bị lọc khung bản.
+ Sân phơi bùn.

11

VOQUYEN

12

2


5/13/2017

6.1. Tổng quan công nghệ xử lý bùn

6.2. Bể nén bùn

 Ổn định cặn:
- Nhằm làm giảm khả năng gây mùi do sự phân hủy của bùn, giảm
tác hại gây bệnh và làm cặn cô đặc. Có thể sử dụng các chất như vôi,

clo để bổ sung vào bể ổn định.
- Công trình tiêu biểu:
+ Bể phân hủy bùn kị khí.
+ Bể phân hủy bùn hiếu khí.

6.2.1. Bể nén bùn trọng lực:
- Bể nén bùn trọng lực (Gravity thickening) được thiết kế tương tự
như bể lắng cổ điển, thường sử dụng bể dạng hình tròn. Bùn lỏng được
đưa vào ống lắng trung tâm. Bùn sẽ lắng, nén lại ở đáy bể và được
tháo ra định kỳ. Phần nước tách ra trên bề mặt được đưa trở lại bể
gom. Bùn từ bể nén bùn được bơm đến bể phân hủy hoặc thiết bị tách
nước.
- Chiều cao: thông thường 3 – 3,5 m.
- Chiều cao lớp bùn: gần 1m.
- HRT: gần 24h.

13

VOQUYEN

6.2. Bể nén bùn

Bể nén bùn trọng lực
VOQUYEN

6.2. Bể nén bùn

15

Bể nén bùn trọng lực

VOQUYEN

6.2. Bể nén bùn

Bể nén bùn trọng lực
VOQUYEN

14

VOQUYEN

16

6.2. Bể nén bùn

17

VOQUYEN

Công nghệ xử lý bùn bằng bể nén bùn trọng lực

18

3


5/13/2017

6.2. Bể nén bùn

6.2. Bể nén bùn

6.2.2. Bể nén bùn tuyển nổi:
Quá trình tuyển nổi tách bùn có thể phân loại thành 3 dạng chính
sau đây:
- Tuyển nổi bằng khí hòa tan (DAF).
- Tuyển nổi chân không.
- Tuyển nổi bằng khí phân tán.
Trong đó, tuyển nổi bằng khí hòa tan thường được sử dụng để xử lý
bùn hoạt tính.
Tải trọng bùn trong bể tuyển nổi tách bùn DAF cao hơn bể nén bùn
trọng lực do tốc độ tách pha rắn trong bể DAF lớn hơn.

19

VOQUYEN

Bể nén bùn tuyển nổi
VOQUYEN

6.2. Bể nén bùn

20

6.3. Hệ thống tách nƣớc
Mục đích:
- Giảm chi phí vận chuyển bùn đến nơi thải bỏ.
- Dễ xử lý và vận chuyển.
- Tăng nhiệt năng của bùn nhờ giảm hàm lượng nước trong bùn.
- Giảm lượng vật liệu tạo độ rỗng trong quá trình ủ compost.

- Giảm sự phát sinh mùi.
- Giảm sự hình thành nước rò rỉ.

VOQUYEN

Công nghệ xử lý bùn bằng bể nén bùn tuyển nổi

21

22

VOQUYEN

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3.1. Thiết bị lọc chân không:
- Ưu điểm: không đòi hỏi công nhân vận hành có kỹ thuật cao, ít
bảo trì bảo dưỡng do thiết bị được vận hành liên tục.
- Nhược điểm: tiêu tốn năng lượng và gây ồn. Nước sau lọc có hàm
lượng cặn lơ lửng cao.
- Cấu tạo: trống quay một phần nhúng chìm
- Vật liệu lọc:
+ Vải tổng hợp: nước và nước thải.
+ Lưới thép không rỉ: cho công nghiệp thực phẩm.
- Bánh bùn có 20-40% TS.
- Nước tách bùn có 200 mg – 20 g/L SS.
Thiết bị lọc chân không
VOQUYEN

23

VOQUYEN

24

4


5/13/2017

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3. Hệ thống tách nƣớc
6.3.2. Thiết bị ly tâm:
- Ưu điểm: hạn chế mùi hôi, dễ khởi động, dễ lắp ráp. Bùn sau ly
tâm có hàm lượng ẩm thấp. Chi phí đầu tư thấp.
- Nhược điểm: phải tách cát và nghiền hỗn hợp nhập liệu trước khi
ly tâm, yêu cầu công nhân vận hành kỹ thuật cao và nước sau khi ly
tâm có hàm lượng cặn lơ lửng cao.

Thiết bị lọc chân không
25

VOQUYEN

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3. Hệ thống tách nƣớc

Thiết bị ly tâm trục ngang

Thiết bị ly tâm trục đứng
27

VOQUYEN

28

VOQUYEN

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3.3. Thiết bị lọc băng tải:
- Sử dụng áp lực cơ học để xử lý bùn đã qua xử lý sơ bộ bằng hóa
chất. Hỗn hợp bùn lỏng được ép giữa hai lớp băng tải chạy qua các
trục ép có đường kính giảm dần.
- Hàm lượng chất rắn của bùn ban đầu khoảng 1-4% và sau khi ép
thành bánh là 12-35%.
- Hiệu quả tách nước phụ thuộc vào bản chất của bùn xử lý.
- Thích hợp cho nhà máy có công suất vừa và nhỏ.
- Dễ quản lý và vận hành. Chi phí quản lý và bảo trì thấp.
- Áp suất sử dụng tối thiểu là 1 bar.

VOQUYEN

26

VOQUYEN

29

6.3.3. Thiết bị lọc băng tải:
- Gồm có 3 vùng:
+ Vùng nén trọng lực: nước thấm qua lỗ rỗng của băng tải nhờ
trọng lực.
+ Vùng nén ép: chất rắn được loại bỏ phần lớn nước tự do trước
khi qua vùng nén áp lực cao.
+ Vùng nén áp lực cao: dưới tác dụng của áp lực sử dụng, hầu
hết nước được tách khỏi bùn.

VOQUYEN

30

5


5/13/2017

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3. Hệ thống tách nƣớc

Thiết bị lọc băng tải

Thiết bị lọc băng tải

31

VOQUYEN

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3.4. Thiết bị lọc khung bản:
Nguyên lý làm việc

6.3.4. Thiết bị lọc khung bản:
- Ưu điểm: bùn sau xử lý có hàm lượng ẩm thấp nhất và nước sau
lọc có hàm lượng cặn lơ lửng thấp.
- Nhược điểm: phải vận hành theo từng mẻ, chi phí thiết bị và nhân
công vận hành cao, chiếm diện tích lớn, đòi hỏi công nhân vận hành
và bảo trì kỹ thuật cao, tiêu tốn hóa chất.
- Máy làm việc từng mẻ, thời gian từ 3 – 8h, tùy theo từng loại bùn.
- Bản lọc kích thước chuẩn 600x600x60mm, 800x800x60mm,
1000x1000x60mm, 1200x1200x60mm, vật liệu (composite), số bản
15 tới 120 bản/máy.
- Hàm lượng hỗn hợp bùn nạp vào 1-5 %, sau ép đạt đến 65 – 78 %.

33

VOQUYEN

Thiết bị lọc khung bản

34

VOQUYEN

6.3. Hệ thống tách nƣớc

VOQUYEN

32

VOQUYEN

6.3. Hệ thống tách nƣớc

35

Thiết bị lọc khung bản
VOQUYEN

36

6


5/13/2017

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3.5. Sân phơi bùn:

- Dễ vận hành và bảo dưỡng.
- Không sử dụng hóa chất.
- Thích hợp cho nước nhiệt đới.
- Chiếm diện tích lớn.
- Phụ thuộc vào thời tiết.
- Thích hợp cho bùn vô cơ hoặc bùn đã ổn định.

6.3.5. Sân phơi bùn:
 Cách vận hành:
- Bước 1: Tách nước bằng cách tháo nước qua lọc → 80% nước tự
do được khử.
- Bước 2: Bay hơi – Nước liên kết
+ Thu được bánh bùn 65 % DS (dry solids).
+ Bánh bùn có thể lấy đi bằng phương pháp thủ công và thải bỏ.
+ Có thể tạo điều kiện bằng hóa chất → tăng hiệu quả.
Thời gian phơi: 1 tuần → 1 tháng.

37

VOQUYEN

6.3. Hệ thống tách nƣớc

6.3. Hệ thống tách nƣớc

Sân phơi bùn
39

VOQUYEN

Sân phơi bùn
VOQUYEN

6.3. Hệ thống tách nƣớc

40

6.4. Bể phân hủy bùn kỵ khí

6.3.6. Phƣơng pháp xử lý bùn khô:
- Đốt.
- Chôn lấp.
- Khí hóa.
- Ổn định hóa rắn.
- Làm phân Compost (Bùn thải có nhiều thành phần hữu cơ và
không chứa chất nguy hại).

VOQUYEN

38

VOQUYEN

- Áp dụng khi công suất > 1000 m3/ngày.đêm
- Quá trình lên men gồm 2 loại:
• Lên men ấm: 10 – 43oC
• Lên men nóng: > 43oC
- Cường độ phân hủy chế độ nóng cao hơn chế độ ấm khoảng 2 lần.
- Khí sinh ra chứa: 60 – 67% mêtan, 30 – 33% axit cacbonic, 1-2 %
hydro, 0,5% nitơ.

41

VOQUYEN

42

7


5/13/2017

6.5. Bể phân hủy bùn hiếu khí
- Là biện pháp thoáng gió kéo dài bằng oxy không khí hay kỹ thuật.
- Ưu điểm hơn so với ổn định kỵ khí:
• Cặn ổn định, không mùi.
• Vốn đầu tư, quản lý thấp.
• Cặn dễ làm khô.
• Lượng cặn hữu cơ giảm tương đương bể mêtan.
- Thời gian ổn định:
• Với bùn hoạt tính: 7 – 10 ngày.
• Hỗn hợp cặn: 10 -12 ngày.

VOQUYEN

HẾT CHƢƠNG 6

43

VOQUYEN

44

8