Hướng Dẫn Vận Hành Mô Hình SBR Quy Mô Phòng Thí Nghiệm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH
KHOA MÔI TRƯỜNG

HỆ BỂ SBR QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC THẢI



SƠNG TƠ LỊCH, HÀ NỘI (Cơng suất 16 lít/ngày)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2021 NHĨM CƠ NGUYỄN XN LAN
BIÊN SOẠN: NGUYỄN MINH ĐỨC, THÁNG 5 NĂM 2021

HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

HỆ BỂ SBR QUY MÔ PHỊNG THÍ NGHIỆM
XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠNG TƠ LỊCH, HÀ NỘI
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 2021
GVHD

:

NGUYỄN XUÂN LAN

HỌ VÀ TÊN

:

NGUYỄN MINH ĐỨC

MAI VĂN BÌNH
LÊ VŨ THƯƠNG

LỚP

:

ĐH7M2

HÀ NỘI - NĂM 2021.


HÀ NỘI, THÁNG 5 NĂM 2021


Mục Lục

Danh mục hình ảnh

Danh mục bảng


1. Sơ đồ cơng nghệ của mơ hình
1.1.
Sơ đồ cơng nghệ

Hình 1: Sơ đồ cơng nghệ của mơ hình
1.2.

Thuyết minh công nghệ

Nước thải giả định sau khi được pha chế và nước thải thật sau khi được lấy mẫu và
đem về (sau đây gọi chung là nước thải) sẽ được đổ vào bình nước đầu vào (dung tích
18 lít) để lắng lại những cặn bẩn.
Pha nạp nước: khi đến giờ hẹn timer của bơm bật, nước thải sẽ được bơm nhu
động bơm vào cột phản ứng theo chiều nước từ dưới lên trên thông qua dây mềm ti-ô
trong 30 phút.
Pha phản ứng: trong cột phản ứng có bố trí hệ thống sục khí, bùn vi sinh. Sau khi
bơm nước xong, timer hẹn giờ bật máy thổi khí, khơng khí cấp vào cột phản ứng qua
ống ti-ô và được điều chỉnh bởi 1 lưu lượng kế khí trước khi cung cấp khơng khí cho
q trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật có trong bùn của hệ thống. Tại đây,
trong quá trình phản ứng diễn ra quá trình phân hủy chính các chất ơ nhiễm hữu cơ.
Bên cạnh đó, trong cột phản ứng cũng diễn ra quá trình nitrit, nitrat hóa của nhóm vi
5


sinh vật Nitrosomonas, Nitrobacter để oxy hóa amoni (NH 4+) trong nước thải thành
nitrit, nitrat (NO2-, NO3-). Hiệu suất xử lý BOD5 ở bể hiếu khí từ 80% - 90%.
Pha lắng: cho phép tách chất rắn sinh học từ nước thải được xử lý. Trong pha này
không thực hiện thổi khí nhằm mục đích lắng trong nước trong mơi trường tĩnh hoàn
toàn. Đây cũng là thời gian diễn ra quá trình khử nitơ trong bể với hiệu suất cao.
Pha rút nước: sau khi pha lắng kết thúc, bùn đã lắng xuống, timer van điện từ bật,
mở van điện từ xả nước trong cột phản ứng xuống đến mức 2,3 lít. Nước được xả theo
đường ống ti-ô từ van điện từ vào bình đựng nước sau xử lý (dung tích 18 lít). Nước
sau xử lý đạt loại B QCVN 14-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
nước thải sinh hoạt. Nước sau xử lý khi đầy bình đựng sẽ được định kì đổ bỏ mỗi ngày
một lần để đảm bảo khơng bị tràn.
Xả bùn dư: được thực hiện trong giai đoạn lắng nếu như lượng bùn trong cột phản
ứng quá cao, hoặc diễn ra cùng lúc với quá trình rút nước. Giai đoạn rất quan trọng
trong việc giúp cho hệ hoạt động liên tục. Bùn dư được rút theo đường van xả đáy trên

cột phản ứng.
2. Hướng dẫn vận hành hệ thống
 Chu kì các pha trong 1 mẻ
Nạp nước

0h00’

(30 phút)

(5 phút)

(175 phút)

3h55’

Sục khí

Chu kì mẻ số 1: 0h – 4h

4h00’

0h00’

Lắng

3h25’

0h30’

Rút nước

(30 phút)

Hình 2: Các pha trong một chu kì
Mơ hình sẽ hoạt động liên tục 24/7, 4 tiếng một mẻ, một mẻ xử lý gồm 4 pha, pha
nạp nước, pha sục khi, pha lắng và pha rút nước. Thời gian của các pha là: nạp nước
30 phút; sục khí 175 phút; lắng 30 phút; rút 5 phút, các pha hoạt động theo cài đặt của
timer hẹn giờ, có 3 timer kiểm sốt các q trình bơm nước, sục khí, rút nước. Thời
gian bắt đầu các mẻ trong ngày là: 0h, 4h, 8h, 12h, 16h, 20h. Sau khi kết thúc pha rút
nước của mẹ này, ngay lập tức sẽ bắt đầu pha nạp nước của mẻ sau.
6


Bảng 1: Thời gian hoạt động của các pha, mẻ trong ngày
Pha
Nạp nước

Sục khí

Lắng

Rút nước

1

00h00’ – 00h30’

00h30’ – 03h25’

03h25’ – 03h55’

03h55’ – 04h00’

2

04h00’ – 04h30’

04h30’ – 07h25’

07h25’ – 07h55’

07h55’ – 08h00’

3

08h00’ – 08h30’

08h30’ – 11h25’

11h25’ – 11h55’

11h55’ – 12h00’

4

12h00’ – 12h30’

12h30’ – 15h25’

15h25’ – 15h55’

15h55’ – 16h00’

5

16h00’ – 16h30’

16h30’ – 19h25’

19h25’ – 19h55’

19h55’ – 20h00’

6

20h00’ – 20h30’

20h30’ – 23h25’

23h25’ – 25h55’

23h55’ – 00h00’

Mẻ

 Hướng dẫn vận hành mẻ đầu tiên

Mẻ đầu tiên có thể là mẻ đầu tiên sau khi bảo trì, mẻ đầu tiên sau khi khắc phục sự
cố, mẻ đầu tiên sau một thời gian ngừng hoạt động hoặc sau khi có sự thay đổi về cài
đặt, sau đây gọi tắt là “mẻ đầu tiên”.

Để vận hành mẻ đầu tiên, trước tiên cần kiểm tra lại phần cứng, cột phản ứng, các
vị trí ống cấp nước ra vào cột phản ứng, ống nước qua bơm, ống cấp khí, kiểm tra các
thiết bị như bơm, máy thổi khí, van xả, … Tiếp theo là kiểm tra về điện của hệ thống
xem các thiết bị điện đã được cấp điện chưa. Sau đó kiểm tra phần mềm, chính là kiểm
tra các thông số cài đặt của timer hẹn giờ xem các giờ hẹn “ON/OFF” đã đúng như dự
kiến chưa, nếu chưa đúng thì chỉnh lại.
Tiếp theo là phần chuẩn bị nước thải giả định, nước thải thật cho phù hợp với thời
gian chạy liền mạch dự kiến. Ví dụ: thời gian chạy dự kiến giữa 2 lần cấp thêm nước
thải là 24 tiếng, số mẻ giữa khoảng thời gian này là 6 mẻ, mỗi mẻ 2,75 lít nước thải thì
sẽ phải chuẩn bị 16,5 lít nước thải. Nước thải được cấp vào thùng chứa nước thải.
Sau khi hồn tất cơng tác kiểm tra và chuẩn bị, tiến hành vận hành mẻ đầu tiên
bằng cách chuyển các timer hẹn giờ về chế độ AUTO. Các thời gian thích hợp để vận
hành mẻ đầu tiên là khoảng thời gian tiệm cận với thời gian bật gần nhất theo cài đặt
của timer hẹn giờ cho bơm nhu động (tức là thời gian bắt đầu mẻ tiếp theo).

7


3. Hướng dẫn phần điện của hệ thống
3.1.
Hướng dẫn lắp đặt thiết bị điện

Các thiết bị điện là một phần rất quan trọng của mơ hình, đóng vai trị then chốt và
quyết định của mơ hình. Việc lắp đặt các thiết bị này là khá đơn giản. Các thiết bị điện
bao gồm:
-

03 timer hẹn giờ;
01 bơm nhu động;
01 máy thổi khí;

01 van điện từ.

Các thiết bị trên đều tương thích, phù hợp với dòng điện 1 pha xoay chiều, hiệu
điện thế 220V được sử dụng tại trường. Nguồn điện được lấy vào hệ thống từ phích
cắm, dẫn điện qua một cầu chì an tồn, đảm bảo ngắt điện khi có sự cố về điện. Cầu
chì được lắp trên một bảng điện, bảng điện đặt trên giá của mơ hình. Trên bảng điện
ngồi cầu chì cịn bố trí 1 ổ cắm đôi, dùng để cắm các thiết bị điện khác khi cần thiết,
ngoải ra, 3 timer hẹn giờ cũng được đặt trên bảng điện, tạo nên một bố cục gọn gàng,
ngăn nắp. Dây dẫn điện gồm có 2 dây, một dây nóng, một dây lạnh. Dưới đây, gọi dây
nóng là dây màu đỏ, dây lạnh là dây màu xanh.

Hình 3: Sơ đồ lắp đặt điện của mơ hình
 Timer:
8


Timer hẹn giờ dùng để điều khiển các thiết bị điện khác trong hệ thống. Sử dụng
dòng điện xoay chiều, các timer được mắc song song với nguồn điện được lấy vào và
đặt sau cầu chì. Các dây màu đỏ được nối chùm vào dây sau của cầu chì. Các dây xanh
và đỏ mắc nối vào timer đúng như trên hình ảnh chỉ dẫn.
Bơm nhu động:
Bơm nhu động được đặt trên sàn của giá, được lắp vào nguồn điện sau timer hẹn
giờ số 1, hoạt động theo sự điều khiển theo giờ gian của timer số 1. Timer sẽ tải điện
đến bơm nhu động khi đồng hồ chạy đến giờ hẹn “on” và ngắt điện khi đến giờ hẹn
“off”.
 Máy thổi khí:

Tương tự như bơm nhu động, máy thổi khí được đặt trên sàn của giá, được lắp vào
nguồn điện sau timer hẹn giờ số 2, hoạt động theo sự điều khiển theo giờ gian của
timer số 2. Timer sẽ tải điện đến máy thổi khí khi đồng hồ chạy đến giờ hẹn “on” và

ngắt điện khi đến giờ hẹn “off”.
 Van điện từ:

Van điện từ được lắp vào cột phản ứng tại vị trí thiết kế, được lắp vào nguồn điện
sau timer hẹn giờ số 3, hoạt động theo sự điều khiển theo giờ gian của timer số 3.
Timer sẽ tải điện đến van điện từ khi đồng hồ chạy đến giờ hẹn “on” và ngắt điện khi
đến giờ hẹn “off”.
3.2.

Hướng dẫn cài đặt Timer

Hình 4: Các phím chức năng của Timer hẹn giờ
9


 Ứng dụng: Bộ hẹn giờ KG316T-II được sử dụng để hẹn giờ bật tắt cho bảng hiệu,

hồ thủy sinh, bể cá cảnh đèn sân vườn, bơm tưới cây, chuông báo trường học,
chuông báo xưởng sản xuất…. Bộ hẹn giờ có thể hẹn chính xác giờ bật giờ tắt đến
từng phút. Số lượng bật tắt lên tới 16 lần bật, 16 lần tắt trong một ngày.
 Thông số kỹ thuật:
+ Điện áp hoạt động: 176V- 220VAC.
+ Dòng tải tiếp điểm: 25A. (tải thuần trở)
+ Pin lưu điện: Lithium 5 năm Thời gian hẹn tối thiểu: 1 phút
+ Hẹn giờ theo thứ trong tuần: Có.
+ Cơng suất tiêu thụ: <2W
+ Số chương trình: 16 chương trình ON/OFF
L ư u ý: Để đảm bảo và độ bền của sản phẩm, quý khách nên sử dụng tải có cơng suất
nhỏ hơn 80% cơng suất định mức. Đối với các loại tải như động cơ, đèn cao áp, đèn
huỳnh quang, … chỉ nên dùng với tải có cơng suất dưới 1KW ở điện áp 220VAC.

 Hướng dẫn cài đặt bộ hẹn giờ:

Khóa và mở khóa bàn phím (Tính năng mới): Nếu các phím ấn khơng hoạt động
trong thời gian 30s, màn hình sẽ tự động khóa phím ấn, xuất hiện biểu tượng “ ”.
Khi màn hình bị khóa thì tất cả các phím đều bị vơ hiệu hóa trừ phím “c”. Để mở
khóa hãy ấn phím “C/R” 4 lần liên tiếp, biểu tượng “ ” sẽ biến mất.
Các phím chức năng:
1.  : Cài đặt và xem lại chương

4.
5.
6.
7.
8.
9.

trình đã cài.
2. Manual: lựa chọn chế độ
“ON/AUTO/OFF”
3. : Thốt chương trình cài đặt.

D+ (WEEK): Cài đặt ngày
H+: Cài đặt giờ
M+: Cài đặt phút
S: Cài đặt giây
c: Reset về từ đầu.
Led: hiển thị trạng thái ON/OFF.

Cài đặt thời gian thực:
Ấn D+ để lấy ngày, H+ để lấy giờ, M+ để lấy phút, S để lấy giây (nếu có) đúng với

ngày giờ thực tế. Định dạng giờ trên đồng hồ là 24h.
Chú ý: Nếu ấn các nút mà khơng có tác dụng hãy mở khóa bàn phím.

10


Bắt đầu cài đặt:
1. Mở khóa bàn phím: ấn 4 lần phím

8. Cũng giống như cài thời gian bật,

“C/R” để mất biểu tượng khóa “
”.
2. Ấn . Màn hình hiện 1on --:--. Cài

chọn D+ để cài ngày, H+ để chọn giờ,
M+ để chọn phút, S để chọn giây.
9. Đến đây bạn đã chọn xong một
chương trình ON/OFF. Nếu bạn
khơng cần thêm các chương trình bật
tắt khác, bạn có thể thốt ra ngồi
bằng phím . Nếu bạn muốn cài thêm
chương trình thì ấn , màn hình sẽ
hiển thị 2on --:--, 2off --:-- ……. 16on
--:--, 16off --:--.
10. Ấn Manual để chọn chế độ hoạt
động: chọn Auto

3.

4.
5.
6.
7.

thời gian bật lần thứ nhất.
Ấn D+ để chọn ngày bật. Nếu bật
tất cả ngày thì hãy cho hiện tất cả
các ngày lên.
Ấn H+ để chọn giờ
Ấn M+ để chọn phút
Ấn S để chọn giây
Ấn . Màn hình hiện 1off --:--. Cài
thời gian tắt lần thứ nhất.

Các nhóm ngày bạn có thể chọn:
1. Tất cả các ngày trong tuần:
2.
3.
4.
5.
6.

7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.

14.
15.

(MO, TU, WE, TH, FR, SA, SU)
Từ thứ 2 đến thứ 7: (MO, TU,
WE, TH, FR, SA)
Từ thứ 2 đến thứ 6: (MO, TU,
WE, TH, FR)
Chỉ thứ 7, chủ nhật (SA, SU)
Hai, bốn, sáu (MO, WE, FR)
Ba, năm, bảy (TU, TH, SA)

11

Hai, ba, bốn (MO, TU, WE)
Năm, sáu, bảy (TH, FR, SA)
Chỉ thứ 2 (MO)
Chỉ thứ 3 (TU)
Chỉ thứ 4 (WE)
Chỉ thứ 5 (TH)
Chỉ thứ 6 (FR)
Chỉ thứ 7 (SA)
Chỉ chủ nhật (SU)


4. Hướng dẫn pha nước thải giả định

Nước thải giả định được pha để tiến hành chạy thử nghiệm hệ thống, thay thế cho
nước thải thật. Nước thải giả định có thành phần, tính chất sát nhất với nước thải tại
sông Tô Lịch. Dưới đây là hướng dẫn pha nước thải giả định sông Tô Lịch.

Thành phần nước thải gồm: đường glucose, đa lượng 1, đa lượng 2 và vi lượng.
Cách pha các thành phần trên như sau:


Bảng 2: Hướng dẫn cân, pha nước thải giả định
Thành
phần dinh
dưỡng
Đường
glucose
Đa lượng 1
N
P
Na
Đa lượng 2
Ca

Mg

Fe
Vi lượng
Zn
Mn
B
Cu
Ni
Mo

3
2

Nồng
độ
(mg/l)
181.6

Hóa chất

Phân
tử
khối

Nồng độ
(mg/l)

Nồng
độ gốc
(g/l)

Hệ số
pha
lỗng
f

Thể
tích
hút
ml/l

C6H12O6

180

170.25

170.25

1000

1
1

1
4
3
1
2
3

28.6

NH4Cl

53.5

109.3

109.3

1000

3.72

KH2PO4

136

16.32

16.32

1000

8.529

NaCl

58.5

21.7

21.7

1000
1

4
0
2
4

2
4
5
6
5
6

0.472

CaCl2.2H2O

147

1.74

1.74

0.064

MgSO4.7H2O

246

0.66

0.66

1000
1000

0.064

MgCl2

0.072

FeCl3.6H2O

0.072

FeCl2

270.5

0

0

0.35

0.35

0

0

1000
0.1

6

5
5
5
11
6
4
5
9
9
6

0.027

ZnSO4.7H2O

287

0.12

1.2

0.003

MnCl.4H2O

162.5

0.012

0.12

0.027

H3BO3

62

0.15

1.5

0.008

CuSO4.5H2O

250

0.03

0.3

0.003

NiNO3.6H2O

229

0.01

0.2

0.02

MoO3

144

0.03

0.3

1000
0
1000
0
1000
0
1000
0
1000
0
1000
0

5. Hướng dẫn vệ sinh, kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ

Hệ thống hoạt động sau một thời gian, các thiết bị, cột phản ứng có thể có những
chất bẩn bám lại trên bể mặt, các thiết bị điện có khả năng hoạt động khơng chính xác,
cần phải được vệ sinh, kiểm tra định kì.

5.1.

Vệ sinh cột phản ứng

Cột phản ứng sau mỗi mẻ thưởng có bùn bám vào miệng cột, do q trình sục khí,
các bọt khí kéo theo các bơng bùn lơ lửng, bám vào thành cột, rồi bị đẩy dần lên trên,
kết lại với nhau, sau đó khơ lại, tạo thành một lớp mỏng bùn khô bám vào miệng thành
cột. Lớp bùn này gây ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ của mơ hình, vì vậy cần được vệ
sinh làm sạch thường xuyên bằng rẻ lau và chổi cọ, định kỳ 1 ngày 1 lần.
Thành cột phản ứng sẽ bị bùn bám dính do bùn sinh ra chất nhầy, lớp bùn này sẽ
tích lũy sau 1 khoảng thời gian, gây ảnh hưởng tới tính thẩm mỹ của mơ hình, cần
được làm sạch bằng cách quấn rẻ lau vào đầu một ống cứng, sau đó cọ sạch thành cột,
định kỳ 1 tuần 1 lần.
5.2.

Vệ sinh ống ti-ơ

Ống dẫn nước là ống ti-ơ kích thước 8 mm, dùng để dẫn nước vào cột phản ứng và
dẫn nước ra. Ống được đặt một đầu chìm vào bình đựng nước thải. Vì là ống dẫn nước
thải nên sau một thời gian hoạt động, ống nước bị đóng váng đen ở bên trong thành
ống, gây mất mỹ quan, tắc nghẽn dường ống, giảm khả năng vận chuyển nước của
đường ống. Vệ sinh bằng cách dùng tay bóp ống, các mảng bám sẽ vỡ ra, sau đó dùng
nước xịt rửa bên trong đường ống. Ngồi ra vì đặt ngập trong bình nước thải nên bề
mặt bên ngồi của ống thường xuất hiện chất nhờn dính bám, do vi sinh vật sinh
trưởng phát triển trên bề măt ống, cần thường xuyên làm sạch bằng cách lau rửa bên
ngoài ống.
Ống ti-ơ dẫn khí kích thước 6 mm, đặt chìm bên trong cột phản ứng, tiếp xúc 24/24
với bùn và nước thải nên thường xuyên bị chất bẩn dính bám trên bề mặt ống. Cần
thường xuyên vệ sinh bằng cách nhấc ống ra ngoài và lau chùi.

5.3.

Kiểm tra cài đặt timer

Hàng ngày, nên kiểm tra các thông số cài đặt của timer hẹn giờ, đảm bảo timer luôn
chạy đúng cài đặt, không để xảy ra những sự cố về cài đặt timer, gây ảnh hưởng đến
quá trình vận hành ổn định của hệ thống.
6. Một số sự cố thường gặp và cách khắc phục

Trong quá trình hoạt động của hệ thống, có rất nhiều yếu tố tác động có thể gây sự
cố cho hệ thống, những sự cố đó có thể là về thiết bị điện, bùn vi sinh hay các quá
trình hoạt động theo pha, cụ thể những sự cố đó có thể được kể đến dưới đây.
Bảng 3: Một số sự cố và cách xử lý


STT

Lỗi có thể gặp

Ngun nhân

Cách xử lý

I

Sự cố về mơ hình

1

Rị rỉ nước ở cột

phản ứng

Gắn keo chưa kín,
nứt, vỡ kết cấu

Bổ sung keo gắn, thay thế vật
liệu bị nứt vỡ.

2

Dây ti-ơ cấp nước,
khí bị hở

Chuột cắn

Thay thế đoạn dây mới

3

Van điện không xả
được nước

Tắc lỗ văn

Tháo dây ti-ô, thông tắc lỗ van

STT

Lỗi có thể gặp

Nguyên nhân

Cách xử lý

II

Sự cố về điện và thiết bị điện

1

Đứt cầu chì

Chập điện do thiết bị
hoạt động quá tải, do
nhiễm độ ẩm cao

2

Timer chạy lệch
thời gian

Do thời gian của
Kiểm tra và đặt lại giờ cho
timer số 2 chạy nhanh timer
hơn 2 timer còn lại

3

Thiết bị điện không
hoạt động

Điểm đấu nối giữa
timer và thiết bị điện
bị tuột, lỏng

Mắc nối lại cẩn thận

4

Timer không hoạt
động

Bị mất nguồn điện
vào timer, timer bị
cháy

Kiểm tra lại đường điện vào
timer, thay thế timer mới

5

Dây điện bị đứt

Chuột cắn

Thay thế dây điện mới

III

Sự cố về bùn vi sinh

1

Bùn nổi

Vi sinh chết bám vào
các bọt khí nổi lên
trên bề mặt

Dừng sục khí, lắng 30 phút, xả
nước trong cột phản ứng ra,
thay bằng nước thải sạch

2

Bùn lắng chậm,
váng vàng

Vi sinh vật thiếu thức
ăn nên bùn không
phát triển (bùn mịn)

Tăng tải lượng thức ăn cho
bùn, bổ sung chất hữu cơ

Thay dây cầu chì