Tài liệu xử lý nước thải bằng bể lọc sinh học nhò giọt doc

XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP
BỂ LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT
Bể lọc sinh học nhỏ giọt đã được dùng để xử lý nước thải hơn 100 năm. Bể
lọc nhỏ giọt đầu tiên xuất hiện ở Anh năm 1893, hiện nay được sử dụng ở
hầu khắp các nước với các trạm xử lý công suất nhỏ. Ở nước ta bể lọc sinh
học nhỏ giọt đã được xây dựng tại nhà máy cơ khí Hà Nội, xí nghiệp chế
biến thuốc thú y Hà Tây, bệnh viện đa khoa Gia Lâm v.v...
Nước thải được phân phối đều trên bề mặt nguyên liệu lọc (hoạt động như
giá bám cho vi khuẩn) theo kiểu nhỏ giọt hoặc phun tia. Lượng không khí
cần thiết cho quá trình được cấp vào nhờ quá trình thông gió tự nhiên qua bề
mặt hở phía trên và hệ thống thu nước phía dưới của bể lọc. Ngày nay người
ta thường sử dụng chu trình lọc 2 pha bao gồm 2 bể lọc nối tiếp nhau.


Bể lọc sinh học nhỏ giọt chia ra bể lọc vận tốc chậm, bể lọc vận tốc trung
bình và nhanh, bể lọc cao tốc, bể lọc thô (xử lý nước thải sơ bộ trước giai
đoạn xử lý thứ cấp), bể lọc hai pha.
Bể lọc vận tốc chậm: có hình trụ hoặc chữ nhật, nước thải được nạp
theo chu kỳ, chỉ có khoảng 0,6  1,2 m nguyên liệu lọc ở phía trên có
bùn vi sinh vật còn lớp nguyên liệu lọc ở phía dưới có các vi khuẩn
nitrat hóa. Hiệu suất khử BOD cao và cho ra nước thải chứa lượng
nitrat cao. Tuy nhiên cần phải lưu ý đến vấn đề mùi hôi và sự phát
triển của ruồi Psychoda. Nguyên liệu lọc thường dùng là đá sỏi, xỉ.
Bể lọc vận tốc trung bình và nhanh: thường có hình trụ tròn, lưu
lượng nạp chất hữu cơ cao hơn, nước thải được bơm hoàn lưu trở lại
bể lọc và nạp liên tục, việc hoàn lưu nước thải giảm được vấn đề mùi
hôi và sự phát triển của ruồi Psychoda. Nguyên liệu lọc thường sử
dụng là đá sỏi, plastic.
Bể lọc cao tốc: có lưu lượng nạp nước thải và chất hữu cơ rất cao,
khác với bể lọc vận tốc nhanh ở điểm có chiều sâu cột lọc sâu hơn do
nguyên liệu lọc làm bằng plastic, do đó nhẹ hơn so với đá sỏi.

Bể lọc thô: lưu lương nạp chất hữu cơ lớn hơn 1,6 kg/m
3
.d, lưu
lượng nước thải là 187m
3
/m
2
.d bể lọc thô dùng để xử lý sơ bộ nước
thải trước giai đoạn xử lý thứ cấp.
Bể lọc hai pha: thường sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng
chất ô nhiễm cao và cần nitrat hóa đạm trong nước thải. Giữa 2 bể lọc
thường có bể lắng để loại bỏ bớt chất rắn sinh ra trong bể lọc thứ nhất.
Bể lọc thứ nhất dùng để khử BOD của các hợp chất chứa carbon, bể
thứ hai chủ yếu cho quá trình nitrat hóa.


Một số giá trị tham khảo để thiết kế bể lọc sinh học nhỏ giọt
Thông số VT
chậm
VT trung
bình
VT
nhanh
Cao
tốc
Lọc
thô
Hai
pha
Nguyên liệu

lọc
đá sỏi,
xỉ
đá sỏi, xỉ đá sỏi plastic plastic đá sỏi,
plastic
Lưu lượng
nước thải nạp

gal/ft
2
.min
0,02 ¸
0,06
0,06 ¸ 0,16 0,16 ¸
0,64
0,2 ¸
1,2
0,8 ¸
3,2
0,16 ¸
0,64
Mgal
1 ¸ 4 4 ¸ 10 10 ¸ 40 15 ¸ 90 50 ¸
200c
10 ¸
40c
/acre.d
Lưu lượng nạp
BOD
lb/10

3
ft
3
.d
5 ¸ 25 15 ¸ 30 30 ¸ 60 30 ¸
100
100 ¸
500
60 ¸
120
Bề sâu cột lọc
ft
6 ¸ 8 6 ¸ 8 3 ¸ 6 10 ¸ 40 15 ¸ 40 6 ¸ 8
Tỉ lệ hoàn lưu 0 0 ¸ 1 1 ¸ 2 1 ¸ 2 1 ¸ 4 0,5 ¸ 2
Ruồi Psychoda nhiều ít rất ít rất ít -
không
rất ít -
không
rất ít -
không
Làm sạch cột
lọc
chu kỳ chu kỳ liên tục liên tục liên tục liên tục
Hiệu suất khử
BOD %
80 ¸ 90 50 ¸ 70 65 ¸ 85 65 ¸ 80 40 ¸ 65 85 ¸ 95
Nước thải nitrat
hóa cao
nitrat hóa
một phần

ít nitrat
hóa
ít nitrat
hóa
không
nitrat
hóa
nitrat
hóa cao

Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Ghi chú: c: không kể lưu lượng hoàn lưu
gal/ft
2
.min  58,674 = m
3
/m
2
.d
lb/10
3
ft
3
.d  0,0160 =kg/m
3
.d

Tính toán các thiết bị cơ khí
Vận tốc quay của hệ thống phân phối nước

trong đó
QT: tổng lưu lượng nước thải nạp cho bể QT = Q + Qr
Q: lưu lượng nước thải đầu vào
Qr: lưu lượng nước thải hoàn lưu
A: số cánh của hệ thống phân phối nước
DR: dosing rate, in/pass


Một số giá trị DR tham khảo

Lưu lượng nạp tính theo BOD lb
BOD
5
/10
3
ft
3

Dosing rate
(in/pass)
< 25 3
50 6
75 9
100 12
150 18
200 24


Ghi chú: lb/10

3
ft
3
 0,0160 = kg/m
3
in  2,54 = cm
Một số đặc tính lý học của các loại nguyên liệu lọc
Nguyên liệu lọc Kích thước
thông dụng
(in)
Trọng
lượng
riêng
(lb/ft
3
)
Diện tích
bề mặt
(ft
2
/ft
3
)
Độ rỗng
trong cột
lọc (%)
Đá sỏi ở sông
Nhỏ 1 ¸ 2,5 78 ¸ 90 17 ¸ 21 40 ¸ 50
Lớn 4 ¸ 5 50 ¸ 62 12 ¸ 50 50 ¸ 60
Xỉ lò

Nhỏ 2 ¸ 3 56 ¸ 75 17 ¸ 21 40 ¸ 50
Lớn 3 ¸ 5 50 ¸ 62 14 ¸ 18 50 ¸ 60
Plastic
b

Thông dụng 24 ´ 24 ´ 48 2 ¸ 6 24 ¸ 30 94 ¸ 97
Loại có diện tích bề mặt
lớn
24 ´ 24 ´ 48 2 ¸ 6 30 ¸ 60 94 ¸ 97
Cao su Redwood
b
48 ´ 48 ´ 20 9 ¸ 11 12 ¸ 15 70 ¸ 80
Random pack 1 ¸ 3,5 3 ¸ 6 38 ¸ 85 90 ¸ 95


Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Ghi chú: b: kích thước của một module
in  25,4 = mm lb/ft
3
 16,0815 = kg/m
3
ft
2
/ft
3
 3,2808 = m
2
/m
3

Nguyên liệu lọc lý tưởng phải có diện tích bề mặt lớn, giá rẻ, độ bền cao và
ít bị tắc nghẽn. Trước những năm 1960 người ta thường sử dụng đá sỏi và xỉ,