Tài liệu xử lý nước thải bằng bể bùn hoạt tính pptx

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

BỂ BÙN HOẠT TÍNH
Để thiết kế bể bùn hoạt tính người ta phải chú ý đến loại bể, lưu lượng nạp,
lượng bùn sinh ra, nhu cầu và khả năng chuyển hóa oxy, nhu cầu về dinh
dưỡng cho vi khuẩn, đặc tính của nước thải đầu vào và đầu ra, điều kiện môi
trường, giá thành, chi phí vận hành, bảo trì.
Xác định tỉ lệ thức ăn trên số lượng vi khuẩn F/M (food to microorganism)

trong đó
F/M: tỉ lệ thức ăn trên số lượng vi khuẩn d
-1

S
0
: BOD hoặc COD của nước thải đầu vào, mg/L (g/m
3
) [influent soluble
BOD]
Q: thời gian lưu tồn nước trong bể bùn hoạt tính = Vr/Q, d
Vr: Thể tích bể, Mgal (m
3
)
Q: Lưu lượng nước thải nạp vào bể, Mgal/d (m
3
/d)
X: hàm lượng vật chất rắn bay hơi (VSS) trong bể mg/L (g/m
3
)
Lưu ý các giá trị thực nghiệm cho thấy F/M nằm trong khoảng 0,05  1,0

Với một hiệu suất sử dụng thức ăn U của vi khuẩn ta có công thức:

trong đó
E: hiệu suất của quá trình xử lý, %
E = [(S
0
- S)/S
0
)]  100
Thay vào phương trình trên ta có:

trong đó
S: BOD hoặc COD của nước thải đầu ra, mg/L (g/m
3
) [ effluent soluble BOD]
Thời gian lưu nước trong bể bùn hoạt tính được tính bằng công thức:

Thời gian lưu nước trong cả hệ thống được tính bằng công thức:

trong đó
qs: thời gian lưu nước trong hệ thống
Vs: thể tích bể lắng thứ cấp
Xác định thời gian lưu trú trung bình của vi khuẩn trong bể

trong đó
qc: thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể theo thể tích bể, d
Vr: thể tích bể, Mgal (m
3
)
X: hàm lượng VSS trong bể, mg/L (g/m

3
)
Xw: hàm lượng VSS trong bùn thải bỏ, mg/L (g/m
3
)
Qw: lưu lượng bùn thải bỏ, Mgal/d (m
3
/d)
Xe: hàm lượng VSS trong nước thải đầu ra, mg/L (g/m
3
)
Qe: Lưu lượng nước thải đầu ra, Mgal/d (m
3
/d )
Theo các số liệu của Mỹ qc = 3  15 ngày cho hiệu quả xử lý và khả năng lắng
của bùn tốt. Thời gian lưu tồn nước trong bể là 4  8 giờ, lưu lượng nạp 3  30
kg BOD
5
/m
3
.d
Nếu hàm lượng VSS trong nước thải đầu ra là không đáng kể ta có:


Nhu cầu về dưỡng chất nhằm bảo đảm sự phát triển của các vi khuẩn được thể
hiện qua công thức:


trong đó
Rs: là lượng BOD

5
(hay chất nền) được sử dụng (hay loại bỏ)
Rs = Q(S
0
- S)
Rb: lượng sinh khối được sản sinh ra

trong đó
Y: sản lượng biomass tính bằng mgVSS/mg BOD
5

Ta có:
K
d
= 0,48t
S
-0,415
(1,05)
t - 20

trong đó
Kd: tốc độ phân hủy
ts:

tuổi trung bình của bùn đối với bể bùn hoạt tính ( 
C
)
Theo thực nghiệm thì tỉ lệ BOD
5
: N : P  100 : 5 : 1

Một số hệ số động cho việc xử lý nước thải sinh hoạt bằng bể bùn hoạt
tính

Giá Trị Hệ số Đơn vị
Khoảng biến thiên Tiêu biểu
k d
-1

2  10
5
K
s
mg/L BOD
5

25  100
60
mg/L COD
17  50
40
Y mg VSS/mg BOD
5

0,4  0,8
0,6
K
c
d
-1

0,025  0,075
0,06
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Các bước để thiết kế một bể bùn hoạt tính:
1. Chọn thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể. Các yếu tố cần biết:
BOD
5
của nước thải đầu ra
SS của nước thải đầu ra
Khả năng chịu đựng của bể đối với sự biến động lớn của nước thải đầu vào (lưu
lượng, hàm lượng chất gây ô nhiễm)
Nhu cầu về năng lượng cho các thiết bị cung cấp khí
Nhu cầu về dưỡng chất
2. Chọn thời gian lưu tồn của nước thải trong bể. Các yếu tố cần biết:
Thích hợp cho việc loại bỏ các chất ô nhiễm
Quá trình ổn định, không bị ảnh hưởng của các chất độc
Lượng MLSS được giữ ổn định
3. Xác định thể tích bể lắng thứ cấp cần thiết. Các yếu tố cần biết:
Diện tích bề mặt của bể lắng
Diện tích cần thiết cho việc cô đặc bùn
4. Xác định công suất thiết bị sục khí. Các yếu tố cần biết:
Xác định nhu cầu về oxy
Xác định nhu cầu điện năng để duy trì các chất rắn ở dạng lơ lửng.
5. Chọn tỉ lệ hoàn lưu bùn
6. Ước tính lượng bùn thải bỏ

Các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành bể bùn hoạt tính và
nguyên nhân

Sự cố Nguyên nhân

Hiệu suất loại BOD hoà tan thấp

1. Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá ngắn
2. Thiếu N và P
pH quá cao hoặc quá thấp
Trong nước thải đầu vào có chứa độc tố
Sục khí chưa đủ
Khuấy đảo chưa đủ hoặc do hiện tượng ngắn mạch

Nước thải chứa nhiều chất rắn

1. Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá lâu
2. Quá trình khử nitơ diễn ra ở bể lắng
Do sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi (trong
điều kiện thời gian cư trú của vi khuẩn ngắn, thiếu N
và P, sục khí không đủ)
Tỉ lệ hoàn lưu bùn quá thấp

1. Sục khí không đủ Mùi
2. Quá trình yếm khí xảy ra ở bể lắng
Cách hiệu chỉnh các sự cố
Sự cố Cách hiệu chỉnh