QLVH hệ thống xử lý nước thải bằng pp sinh học

Quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải
bằng phương pháp sinh học

Giáo viên hướng dẫn : Ngô Quý Quyền
Sinh viên thực hiện: 1. Hoàng Văn Anh
2. Ngô Quang Trọng


NỘI DUNG
1.Tổng quan về phương pháp sinh học trong xử lý nước thải
2.Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí

4.Quản lý và Vận hành hệ thống xử lý hiếu khí

5.Quản lý và Vận hành hệ thống xử lý kỵ khí
6.Kết luận


Mở đầu

Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải nhuộm vải


1.Tổng quan về phương pháp sinh học trong xử lý nước thải
Cơ chế
 
Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất
khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng.
 

Sản phẩm của các quá trình phân hủy này là khí CO2, H2O, N2, ion sulfite…
Các điều kiện nước thải đưa vào xử lý sinh học

 Không có chất độc làm chết hoặc ức chế hoàn toàn hệ vi sinh vật trong nước thải.
 Chất hữu cơ có trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn cacbon và
năng lượng cho vi sinh vật
 BOD/COD > 0,5


Phân loại


2.Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí
(CHO)nNS + O2 → CO2 + H2O + NH4+ + H2S + Tế bào vi sinh vật+ ... ∆H

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí tự nhiên

01
Ao hồ sinh học hiếu khí
Là loại ao nông 0,3 ÷ 0,5m có quá
trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ
chủ yếu nhờ các VSV hiếu khí

02
Cánh đồng tưới và bãi lọc
Thường sử dụng cho xử lý nước thải
sinh hoạt do chứa N:P:K = 5:1:2 phù
hợp cho phát triển thực vật.
Nhằm xử lý nước thải đồng thời tận
dụng nước thải làm nguồn phân bón

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí tự
nhiên

Ao hồ sinh học hiếu khí

Cánh đồng tưới và bãi lọc


Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo
Bể Aerotank

Là các bể phản ứng sinh học được làm hiếu khí bằng cách thổi khí nén và khuấy đảo
nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan và tăng cường quá trình oxy hóa chất bẩn hữu
cơ có trong nước của VSV
Nguyên lý làm việc
GĐ 1. Ở giai đoạn này bùn hoạt tính
hình thành và phát triển. VSV sinh
trưởng mạnh dẫn đến lượng oxy
tăng cao.
GĐ 2. VSV phát triển ổn định và
tốc độ tiêu thụ oxy gần như ít thay
đổi. Chính giai đoạn này các chất
bẩn hữu cơ bị phân hủy nhất.
GĐ 3 : Sau 1 thời gian khá dài tốc
độ oxy hoá cầm chừng và có chiều
hướng giảm

Ưu điểm










Hiệu quả xử lý cao và hiệu quả.
Loại bỏ các chất hữu cơ
Giảm thiểu tối đa mùi hôi
Nhu cầu oxy sinh hóa lớn (BOD) loại bỏ ô nhiễm cung cấp một dòng nước chất
lượng tốt.
Quá trình oxy hóa và nitrat hóa đạt được
Môi trường xử lý hiếu khí loại bỏ rất nhiều mầm bệnh chứa trong nước thải nông
nghiệp.
Ổn định bùn
Khả năng loại bỏ ~ 97% chất rắn lơ lửng
Quá trình xử lý nước thải sử dụng rộng rãi nhất

Nhược điểm
 Không loại bỏ được màu của nước thải
 Tốn năng lượng


Lọc sinh học
Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó chất thải được lọc qua lớp vật liệu

lọc rắn có bao bọc lớp màng VSV

Lọc sinh học có lớp vật liệu
không ngập trong nước ( hay lọc
nhỏ giọt)

Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập
trong nước

Ưu điểm:
 Giảm việc trông coi
 Tiết kiệm năng lượng
Nhược điểm:
o Dễ bị tắc nghẽn
o Rất nhạy cảm với nhiệt độ
o Không khống chế được quá trình
thông khí, dễ bốc mùi
o Bùn dư không ổn định
o Khối lượng vật liệu tương đối nặng
nên giá thành xây dựng cao

Ưu điểm:
 Chiếm ít diện tích
 Không cần phải rửa lọc
 Dễ dàng phù hợp với nước thải pha
Nhược điểm:
 Làm tăng tổn thất tải lượng, giảm
lượng nước thu hồi.
 Tổn thất khí cấp cho qúa trình, vì
phải tăng lưu lượng khí không chỉ

đáp ứng cho nhu


Đĩa quay sinh học

Là công trình của thiết bi xử lý nước thải bằng kỹ thuật màng lọc sinh học dựa trên
sự gắn kết của VSV trên bề mặt của vật liệu

Mương oxy hóa

Mương oxy hóa là một dạng cải tiến của Aerotan khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc
trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính
Thường sử dụng đối với nước thải có độ ô nhiễm bẩn cao BOD20 = 1000 ÷ 5000mg/l.


Bể SBR
SBR (sequencing batch reactor): Bể phản ứng theo mẻ là dạng công trình xử lí
nước thải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí, nhưng 2 giai đoạn sục
khí và lắng diễn ra gián đoạn trong cùng một kết cấu.
Làm đầy – Sục khí - Lắng - Chắt – Nghỉ


3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí
Phương pháp xử lý sinh học kỵ khí tự nhiên
Ao hồ kỵ khí

Nguyên lý làm việc:
 
Nước thải dẫn vào hồ được đặt chìm đảm bảo cho việc phân phối cặn đồng đều
trong hồ. Cửa xả nước ra khỏi hồ theo kiểu thu nước bề mặt và có tấm ngăn bùn

không cho ra cùng với nước


Bể UASB
UASB được thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và thành
phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức min là 100mg/l,
nếu SS > 3000mg/l không thích hợp để xử lý bằng UASB.

Quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (Upflow Anaerobic
Sludge Blanket -UASB);


Bể UASB
Ưu điểm
 Không tốn nhiều năng lượng
 Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỷ thuật phức tạp
  Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao , nhưng lượng bùn không sản sinh
không nhiều giảm chi phí xử lý
  Loại bỏ chất hữu cơ với lượng lớn,hiệu quả
  Xử lý BOD trong khoảng 600 à 150000 mg/l đạt từ 80-95%
  Có thể xử lý một số chất khó phân hủy.
  Tạo ra khí có ích

Nhược điểm
 Diện tích cần dùng để xử lý chất thải lớn.
  Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian khó kiểm soát.
  Cần nhiệt độ khá cao.


Lọc kỵ khí

 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí
(Anaerobic Filter Process).


Kỵ khí tiếp xúc
Công trình gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết bị
điều chỉnh bùn tuần hoàn.
 Nguyên lí làm việc:
Nước thải chưa xử lý được khuấy trộn với vòng tuần hoàn và sau đó được
phân hủy trong bể phản ứng kín không cho không khí vào. Sau khi phân hủy,
hỗn hợp bùn nước đi vào bể lắng: nước trong đi ra và bùn được lắng xuống
đáy.

Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí
(Anaerobic Contact Process)


Quá trình xử lý sinh học hiếu khí kết hợp kỵ khí (MBR)

Đây là loại ao hồ phổ biến trong thưc tế. Đó là loại kết hợp có hai
quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có
điều ở trong nước và phân hủy kỵ khí ( sản phẩm chủ yếu là CH4)
cặn lắng ở vùng đáy.


Ưu điểm
 Tiết kiệm diện tích
 Thời gian lưu nước ngắn
 Cơ chế vận hành đơn giản, không tốn nhân công

 Có thể sử dụng cho nhiều loại bể hiếu khí và kỵ khí
 Nếu nhà máy nâng công suất thì công nghệ vẫn sử dụng bình thường
chỉ cần thêm modul
Nhược điểm
 Dễ bị tắc
 Cần làm sạch màng định kỳ


4.Quản lý và Vận hành hệ thống xử lý hiếu khí
a. Khởi động kỹ thuật
• Kiểm tra hệ thống điện
cung cấp cho toàn bộ hệ
thống.
• Kiểm tra hóa chất cần cung
cấp và mực nước trong các
bể.
•  Kiểm tra kỹ thuật toàn bộ
hệ thống (vận hành các
bơm, sục khí, các van,…),
đồng thời thực hiện việc
thử bằng nước sạch trước
khi vận hành hệ thống trên
nước thải thực tế.

b. Khởi động hệ thống sinh
học
Thông thường, để khởi động
hệ thống sinh học thì cần phải
có sẵn lượng sinh khối trong
các hệ thống xử lý. Sinh khối

có thể phát triển tự phát
thông qua việc cấp nước thải
liên tục vào bể phản ứng. Để
tiết kiệm thời gian, cách tốt
nhất là cấy vào bể phản ứng
sinh khối được lấy từ nhà máy
xử lý nước thải đang hoạt
động
hoặc
sinh
khối


Các thông số kiểm tra trong quá trình vận hành

Lưu lượng

SVL

F/M
(tỷ lệ thức ăn cho VSV)

BOD/COD
Các chất độc
Chất dinh dưỡng
(BOD5:N:P)
pH
pH

BOD sau
xử lý còn cao

Tình trạng này xảy ra là do quá tải, thiếu oxy,
pH thay đổi, nhiễm độc, xào trộn kém.

Một số vấn đề khác
xảy ra sau khi xử lý

N-NO3, N-NO2
sau xử lý còn cao

N sau xử lý còn cao
Là do pH không thích hợp (<6,5 hoặc >
8,5), tải N cao, hiện diện chất độc, vận
hành chưa ổn định, nhiệt độ thấp
Là do công nghệ chưa ổn định, có sự hiện
diện các hợp chất N khó phân hủy, sinh khối
bùn trong bể cao, nhiễm độc, chết vi khuẩn.


Bùn lắng kém

Quá trình khử Nitrat kém

Một số vấn đề khác
xảy ra sau khi xử lý

DO thấp/cao

Sinh khối
tản mạn

Tải lượng Hữu
cơ cao/thấp
Tải lượng Hữu cơ không đều


Kiểm tra nguồn điện

Sự cố với máy bơm

Kiểm tra cánh quạt
Cần có bơm dự trữ

Cần phải giảm ngay lưu lượng
cấp nước thải vào hoặc ngưng
hẳn
Các vấn đề đóng/mở van

Sự cố khi sục khí

Những sự cố hư hỏng thường gặp
Các sự cố về sinh khối
 Sinh khối nổi lên mặt nước: Kiểm tra tải
lượng hữu cơ, các chất ức chế
 Sinh khối phát triển tản mạn: Thay đổi
tải lượng hữu cơ, DO
 Sinh khối tạo thành hỗn hợp đặc: Tăng
tải trọng, oxy, ổn định pH thích hợp

Các sự cố về dinh dưỡng

Tổng hàm lượng Nito trong
nước đã xử lý là 1 – 2mg/l.


 Một số sự cố và cách xử lý trong bể hiếu khí
Sự cố nổi bọt trắng
Nguyên nhân :Nước thải chứa nhiều chất hoạt động bề mặt, quá tải

Khắc phục:
• Sục khí, khuấy đều 30 phút – 1 tiếng  thì bọt sẽ giảm dần rồi hết, hoặc sử
dụng hóa chất phá bọt.
• Bổ sung lượng VSV bằng cách bổ sung bùn hoạt tính