THUYẾT TRÌNH HIỆU QUẢ VÀ MÔ HÌNH XỬ LÝ BÙN HOẠT TÍNH BẰNG KIỀM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
TP. HỒ CHÍ MINH
LỚP 10CMT

ĐỀ TÀI: “HIỆU QUẢ VÀ MÔ HÌNH XỬ LÝ
BÙN THẢI BẰNG KIỀM”
GVHD: Tô Thị Hiền
Nhóm 10

MSSV

1.Nguyễn Thị Mỹ Chi

1022035

2.Trần Thị Kim Chi

1022036

3.Bùi Thị Tuyết Minh

1022175


TÓM TẮT
• Những ảnh hưởng ở các liều lượng
khác nhau (0-0,5 mol/L) của NaOH và
Nghiên
Ca(OH)2 tại 0-40oC.
cứu
• Mô hình chuyển hóa năng lượng.

• Mối quan hệ giữa hằng số tốc độ
Mô tả
phản ứng và nhiệt độ được mô tả
theo phương trình Arrhenius.
• NaOH là phù hợp hơn so Ca(OH)2.
• NaOH với nồng độ thấp (<0,2 mol/L)
Kết quả
làm giảm khả năng khử nước.
• Ca(OH)2 tăng khả năng tái kết bông.


 WAS (Waste activated sludge): Bùn thải hoạt tính
 SCOD (Soluble chemical oxygen demand): Nhu cầu
oxy hóa hóa học hòa tan
 CST (Capillary suction time): Thời gian lọc tách
nước
 EPS (Extracellular polymer substances): Các chất
cao phân tử ngoại bào
 Slugde distegration: Phân hủy bùn
 Re-flocculated: Tái kết bông
 Mức độ phân hủy bùn:
DDCOD = (SCOD-SCOD0)/(TCOD-SCOD0)


Mục lục
I. Tổng quan về bùn thải
II. Hiện trạng bùn thải ở Việt Nam
III. Mô hình xử lý bùn thải bằng kiềm
IV. Kết luận và kiến nghị

I. Tổng quan
Một nhiệm vụ của xử lý nước thải là chuyển chất ô nhiễm:
Dạng hòa
tan

Dạng rắn
(bùn)

Bùn (từ hệ thống xử lý nước thải) thường ở
dạng lỏng, chứa từ 0,25 -12% chất rắn tính theo
khối lượng tùy thuộc vào công nghệ xử lý nước
thải.

Chiếm thể tích lớn nhất
Kỹ thuật xử lý, thải bỏ bùn khá phức tạp


Thành phần hóa học của bùn hoạt tính

Thành phần hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc lựa
chọn giải pháp thải bỏ bùn sau xử lý.


II. Hiện trạng bùn thải ở Việt Nam
 Mỗi ngày tại các thành phố lớn ở Việt
Nam thải ra hơn 600 tấn bùn.
 Chưa có nơi tiếp nhận và xử lý đảm
bảo tiêu chuẩn môi trường, thiếu kinh
phí.

 Bùn thải vận chuyển đến các bãi chôn
lấp “không xác định” hoặc được xử lý
bằng sinh học hiếu khí, kỵ khí, làm
phân hữu cơ (phát sinh ô nhiễm mùi).
 Tình trạng khó khăn trong phân loại
bùn thải.


III. Mô hình xử lý bùn thải bằng kiềm
1. Giới thiệu
 WAS là sản phẩm phụ của quá trình xử lý nước thải,
chiếm khoảng 0,5-1% tổng lượng nước thải.
 Xử lý bùn bằng kiềm: Phương pháp tiền xử lý, phá vỡ
các bông bùn và các tế bào, giải phóng các chất hữu
cơ → hòa tan bùn, giải phóng nước bên trong.
 Thiết bị đơn giản, dễ hoạt động và hiệu quả cao.


 Xử lý bùn bằng kiềm
• Phụ thuộc vào tan rã hoặc phá hủy các cấu trúc bông
bùn và thành tế bào bằng gốc hydroxy.
• Các EPS giữ bùn hạt với nhau để hình thành bông bùn.
EPS (protein, chất humic, polysaccharid, chất béo và
axit nucleic).
• Dung dịch kiềm mạnh hòa tan chất keo và ion hóa
chúng bởi nhóm hydroxyl (-OH-O-), dẫn đến quá trình
hòa tan tiếp theo.
• pH cao và sự xà phòng hóa lipid, các tế bào bị phá hủy
và các chất bên trong được giải phóng.

CÁC NGHIÊN
CỨU TRƯỚC
SCOD hoặc giảm
VSS đặc biệt là ở
liều lượng kiềm
thấp (<0,1 mmol/L)
hoặc kết hợp với
xử lý nhiệt (52000C).

BÀI BÁO NÀY
Tác dụng phân hủy
bùn và khả năng khử
nước trong quá trình
xử lý bằng NaOH và
[Ca(OH)2] với liều
lượng thấp và cao ở
nhiệt độ môi trường
xung quanh (0-40oC).


2. Phương pháp
 NaOH:0,05 1,0 mol/L.
 Ca(OH)2: 0,02
NaOH hoặc - 0,5 mol/L.

Đầu ra của bể hiếu
khí và bể nén bùn.
Hàm lượng nước
Ca(OH)

Mẫu
bùn
2
98%, pH 6,9; SCOD
275 mg/l, chất rắn
lơ lửng (SS) 12,788
Mẻ phản ứng
mg/L và chất rắn lơ
hỗn hợp 2L, t
lửng dễ bay hơi
(0-400C)
(VSS) 9,630 mg/L.


• Sự hòa tan của chất hữu cơ trong bùn được tính với SCOD
và VSS.
• Mức độ phân hủy bùn: DDCOD = (SCOD - SCOD0)/(TCOD SCOD0)
Trong đó: SCOD0 là SCOD của mẫu bùn không được xử lý
TCOD là tổng nhu cầu oxy hóa học của bùn mẫu.
• Khả năng khử nước trong bùn được đo bằng ba phương
pháp: thời gian lọc tách nước (CST), lọc, ly tâm.


3. Kết quả và thảo luận
3.1. Sự hòa tan các chất hữu cơ
+ NaOH
Ảnh hưởng của liều lượng NaOH trong sự phân hủy
bùn được thể hiện bởi sự thay đổi SCOD.
SCOD tăng theo liều lượng NaOH và xử lý hiệu quả
nhất khi NaOH khoảng 0,05 mol/L (0,16 g/g DS).

Trong 30 phút đầu tiên, khoảng 60-71 % các
hữu cơ được hòa tan, tỷ lệ SCOD tăng lên và
trong bùn khoảng 0,63.

chất
VSS


3.1. Sự hòa tan các chất hữu cơ

Hình 1: Sự biến đổi SCOD của bùn theo thời gian
trong khi xử lý bằng NaOH.


3.1. Sự hòa tan các chất hữu cơ
+ Ca(OH)2
- Sau 30 phút xử lý bằng Ca(OH)2,
SCOD trong bùn tăng từ 275 mg/L lên
1375; 1365; 984; và 821 mg/L với liều
lượng Ca(OH)2 tương ứng là 0,02 ; 0,05;
0,3 và 0,5 (mol/L).
- Sự hòa tan các chất hữu cơ giảm dần
khi liều lượng Ca(OH)2 lớn hơn 0,02
mol/L. Do sự có mặt của Ca2+, các chất
hữu cơ hòa tan được chuyển thành các
bông bùn một lần nữa, kích thước các
bông bùn tăng lên.

NaOH có
hiệu quả hơn

Ca(OH)2
trong việc
hòa tan bùn.


3.2. Thay đổi khả năng khử nước trong bùn
CST (thời gian lọc tách
bùn)

V5phút

Khả năng khử
nước của bùn

Độ đục sau khi
ly tâm

Độ ẩm tương
đối của bánh
bùn ly tâm


3.2. Thay đổi khả năng khử nước trong bùn

Hình 2: Ảnh hưởng của loại kiềm và liều lượng kiềm
đối với CST bùn và khả năng lọc.


3.2. Thay đổi khả năng khử nước trong bùn

Hình 3: Ảnh hưởng của loại kiềm và liều lượng
trên khả năng ly tâm bùn.


3.2. Thay đổi khả năng khử nước trong bùn

NaOH

Ca(OH)2

d90 của các hạt bông
cặn lớn tăng từ 115,69135,51 m → xử lý với
0,5 mol/L, một số mảnh
vỡ bông bùn đã được
tái kết bông.

Liều lượng 0,05 mol/L,
trọng lượng của bánh
bùn tăng 24,3%,có thể
cải thiện khả năng khử
nước trong bùn,giảm
độ đục.

d10 giảm từ 15,77 m đến
11,87 m trong quá trình xử
lý NaOH với liều lượng cao
nên khả năng lọc của bùn
đã xử lý vẫn còn thấp.

Liều lượng cao hơn thì

gây nên sự tái kết tủa
bông bùn , tăng trọng
lượng bánh bùn nhiều
hơn, đó là bất lợi cho
quá trình xử lý tiếp
theo.


3.3. Mô hình phân hủy bùn bằng NaOH
•Mô
  hình chuyển hóa năng lượng được biểu
diễn như phương trình: để mô tả quá trình xử lý
bùn bằng kiềm:

DDCOD = 1 – 1 / (1 + k..)
Trong đó:
 CA là nồng độ của dung dịch NaOH (g/l);
 là các chỉ số tương ứng của liều lượng NaOH
và thời gian;
 k là hằng số tốc độ phản ứng phụ thuộc vào
nhiệt độ môi trường xung quanh (phương trình
Arrhenius).


 Sự tăng lên của nhiệt độ thúc đẩy sự hòa tan của
chất hữu cơ trong bùn ở khoảng 0-400C.
 Căn cứ vào đó, các thông số của phương trình
được tính bằng nhiều đường hồi quy.

IV. Kết luận và kiến nghị

NaOH

• NaOH là hiệu quả hơn cho sự phân
hủy bùn hơn là Ca(OH)2.
• NaOH làm giảm khả năng khử
nước của bùn ở liều lượng thấp.

Ca(OH)2

• Tăng khả năng tái kết bông của các
bông bùn, tăng trọng lượng của
bánh bùn khi ở liều lượng cao.
• Phù hợp hơn cho việc cải thiện khả
năng khử nước trong bùn.


Kiến nghị
Phân hủy bùn bằng việc
kết hợp NaOH (1,6 g/L) và
Ca(OH)2 (0,7 g/L) là tốt
hơn so với việc xử lý bùn
đơn lẻ bằng NaOH.
Tăng khả năng
phân hủy bùn

Tăng khả năng
khử nước, ổn
định bùn

Cám ơn cô và các bạn
đã chú ý lắng nghe!