Chương 5 Quá trình xử lý sinh học nước thải

CHƯƠNG 5 QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC NƯỚC THẢI Thành phần chất ô nhiễm trong nước thải • Chất hữu cơ dễ phân hủy • Chất hữu cơ bay hơi • Chất hữu cơ trơ (bền) • Chất vô cơ dinh dưỡng: N, P • Kim loại độc • Chất rắn lơ lửng • VSV gây bệnh • Ký sinh trùng KHÁI NIỆM • Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của VSV, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh, có trong nước • Quá trình hoạt động của VSV cho kết quả: các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và chuyển thành các chất vô cơ, khí và nước Các nhóm VSV trong nước thải • Vi khuẩn: vai trò quan trọng nhất • Nấm: khả năng phân hủy hchc, cellulose.. • Protozoa: sử dụng VK và các chc làm thức ăn nên chúng được sử dụng như những tác nhân làm sạch sau xử lý • Rotifer: sử dụng vi khuẩn và ĐVNS làm thức ăn, đặc biệt hiệu quả trong tiêu thụ các VK phân tán và tập hợp các bông cặn hữu cơ • Tảo: quan trọng trong hồ hiếu khí và tùy nghi. Có khả năng sinh oxy và làm giảm N,P bởi quang hợp NGUYÊN TẮC CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC • Qúa trình làm sạch tự nhiên nhờ hoạt động của VSV - Một lượng nhất định các chất hữu cơ hấp thụ được giành cho việc kiến tạo tế bào Chất hữu cơ + O2 + NH3 -> sinh khối + O2 + H2O - Một lượng khác các chất hữu cơ lại được oxy hóa để sinh năng lượng cần thiết cho việc tổng hợp Chất hữu cơ + O2 -> năng lượng tự doPhân hủy VSVđồng hóa MỤC ĐÍCH CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC • Oxy hóa các chất hòa tan và các chất dễ phân hủy sinh học thành những sản phẩm cuối cùng có thể chấp nhận được • Hấp phụ và kết tụ cặn lơn lửng, chất keo không lắng thành bông bùn sinh học hay màng sinh học • Chuyển hóa (khử) chất dinh dưỡng (N,P) • Khử trùng những hợp chất dạng vết Điều kiện để thực hiện QTXLSH • Nồng độ oxy • Lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho quá trìnhsinh hóa xảy ra trong quá trình lên men • Nồng độ chất hữu cơ cho phép quá trình lên men • Nồng độ cho phép của các chất độc hại • pH thích hợp • Nhiệt độ nước thải trong khoảng cho phép của VSV SẢN PHẨM CUỐI CÙNG CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC • Tế bào mới CxHyNtOz • Các chất khí: CO2 ,N2 ,CH4 ,H2S • Các chất vô cơ: NH4+ , PO43- CÁC NHÓM VSV CHỦ YẾU TRONG XỬ LÝ SINH HỌC XỬ LÝ SINH HỌC VI SINH VẬT Hiếu khí -Pseudomonas, Zoogloes, Achromobacter, Flavorbacterium, Nocardis, Bdellovibrio, Mycrobacterium, Nitrosomonas, Nitrobacter - Sphaerotllus, Begglatoa thiothrix, Lecicothrix, Geotrichum -Mastigophora, Sarcodina, Flagellates, Phytoflagellates, Zooflagellates, Ciliates, Surtoria, Rotifers Kỵ khí -Clostridium spp, Peptococcus anaerobus, Bifidobacterium spp, Desulphovibrio spp, Corynebacterium spp, Lactobacillus, Actonomyces, Staphylococcus, E. coli -Methanobacterium, Methanobacillus Methanococcus, Methanosarcina Hồ sinh học -Pseudomonas, Flavorbacterium, Alcalogenes, Bacillus -Phyloflagellates, Euglena, Chlorella, Spirogyra, Vaucheria, Ulthrix -Flagelates, Ciliates, Colpidium, Paramecium, Glaucoma, Eupiotes, Vorticella, Episriles, Daphnia, Rotaria Một số thuật ngữ • Quá trình hiếu khí (aerobic processes): là quá trình xử lý sinh học xảy ra khi có oxy • Quá trình kỵ khí (anaerobic processes): là quá trình xử lý sinh học xảy ra khi vắng mặt oxy vd: Khử nitrat kỵ khí (anoxic/ anaerobic denitrification): là quá trình chuyển hóa nitơ dưới dạng nitrat thành nitơ dưới dạng khí khi vắng mặt oxy Một số thuật ngữ • Loại bỏ các chất dinh dưỡng sinh học là sự loại bỏ nitơ và phospho trong các quá trình xử lý sinh học • Quá trình tùy tiện (facultative processes): là quá trình xử lý sinh học xảy ra có mặt của oxy hoặc vắng mặt oxy • Quá trình khử cacbon là quá trình chuyển hóa sinh học các chất hữu cơ chứa cacbon trong nước thải thành tế bào và sản phẩm cuối cùng là dạng khí Một số thuật ngữ • Quá trình nitrat hóa là quá trình xử lý sinh học trong đó amnonia được chuyển thành nitrit sau đó thành nitrat • Quá trình khử nitrat là quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ phân tử ở dạng khí • Cơ chất hay chất nền là các chất hữu cơ hoặc chất dinh dưỡng được chuyển hoá trong quá trình xử lý sinh học Một số thuật ngữ • Quá trình tăng trưởng lơ lửng (suspended- growth processes): là quá trình xử lý sinh học trong đó các VSV được duy trì ở dạng lơ lửng trong hỗn dịch Cụ thể là: VSV sinh sản và phát triển thành các bông cặn bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và xáo trộn cùng với nước, cuối cùng các chất dinh dưỡng cạn kiệt (do VSV phân hủy để tạo tế bào mới và tạo sản phẩm cuối cùng dạng khí) Một số thuật ngữ • Quá trình tăng trưởng dính bám (attached-growth processes): trong quá trình xử lý sinh học, các VSV chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ phát triển thành màng (biofilm) dính bám hay gắn kết với các vật liệu trơ như đá, xỉ, gỗ, sành sứ, chất dẻo • Quá trình này còn gọi là quá trình màng sinh học hay màng cố định Quá trình xử lý sinh học 1 SCR 3 4 5 62LẮNG CÁT Xử lý sơ bộ Xử lý bậc I Xử lý bậc II Xử lý bậc III Nước thải đầu vào đầu ra Bùn sơ cấp 87 9 10 Bùn hoạt tính Bùn thải 1. Song – lưới chắn rác 6. Bể tiếp xúc Chlor 2. Bể lắng cát 7. Bể lắng làm đặt bùn 3. Bể lắng 8. Bể phân hủy kỵ khí 4. xử lý cấp II (hoạt hóa bùn hoặc lọc sinh học) 9. Thiết bị tách nước 5. bể lắng 10. Bãi phơi bùn Quy trình xử lý sinh học gồm 4 bước • Xử lý sơ bộ: loại bỏ cặn và vật liệu thô có thể lám tắt những thiết bị trong nhà máy • Xử lý bậc I: xử lý được tiến hành bởi những quá trình sàng lọc lắng • Xử lý bậc II: quá trình xử lý sinh học và hóa học được dùng để xử lý nước thải. Loại bỏ chất dinh dưỡng cũng được áp dụng trong xử lý bậc II nước thải • Xử lý bậc III: gồm các công trình được thiết kế để loại bỏ thêm BOD, chất dinh dưỡng, VSV gây bệnh và ký sinh trùng, và đôi khi cả chất độc Mục đích của quá trình xử lý nước thải • Làm giảm hàm lượng chất hữu cơ (như BOD) và những chất vi lượng khó phân hủy sinh học • Loại bỏ hoặc giảm bớt chất dinh dưỡng (N,P) để giảm bớt ô nhiễm cho nguồn nước nhận và nước ngầm • Loại bỏ hay bất hoạt những VSV gây bệnh hay kí sinh trùng Các quá trình sinh học áp dụng trong xử lý nước thải gồm 3 nhóm: • Quá trình hiếu khí (aerobic) • Quá trình kỵ khí (anaerobic) • Quá trình hồ sinh vật (stabilization ponds) Xử lý sinh học Quá trình sinh học Kị khí Hồ sinh học Hiếu khí Bể kị khí UASB Lọc kị khí Bùn hoạt tính Sinh trưởng dính bám Các quá trình xử lý sinh học chủ yếu áp dụng trong xử lý nước thải Quá trình sinh học Công trình Mục đích Xử lý hiếu khí -Tăng trưởng lơ lửng -Tăng trưởng dính bám Quá trình bùn hoạt tính Hồ/ mương oxy hóa Bể lọc sinh học chậm Bể lọc sinh học nhanh Bể lọc sinh học quay Loại bỏ BOD cacbon, nitrat hóa Loại bỏ BOD cacbon, nitrat hóa Loại bỏ BOD cacbon, nitrat hóa Loại bỏ BOD cacbon, nitrat hóa Loại bỏ BOD cacbon, nitrat hóa Xử lý kỵ khí -Tăng trưởng lơ lửng -Tăng trưởng dính bám Bể phân hủy kỵ khí UASB Lọc kỵ khí ổn định, loại bỏ BOD cacbon ổn định, loại bỏ BOD cacbon Loại bỏ BOD cacbon, ổn định chất thải Hồ sinh học -Hồ hiếu khí -Hồ bậc ba -Hồ tùy tiện -Hồ kị khí Loại bỏ BOD cacbon Loại bỏ BOD cacbon, nitrat hóa Loại bỏ BOD cacbon Loại bỏ BOD cacbon, ổn định chất thải PHẦN 1: XỬ LÝ HIẾU KHÍ Các quá trình xử lý sinh học hiếu khí chủ yếu bao gồm quá trình tăng trưởng lơ lửng (quá trình bùn hoạt tính kinh điển) và quá trình tăng trưởng dính bám Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học hiếu khí • Nồng độ oxy hòa tan • Nồng độ chất hữu cơ (chọn BOD=500mg/l) • Các chất độc hại • Các nguyên tố dinh dưỡng (BOD5 : N : P= 100:5:1) • pH (6,5 – 8,5) (bùn hoạt tính 6,5 – 7,5) • Nhiệt độ (6 – 37oC ) (bùn hoạt tính 25 - 30oC) • Nồng độ muối vô cơ (ảnh hưởng khả năng hình thành chất lượng bùn) • Công trình hiếu khí dài ngày: BOD: N: P = 200:5:1 • Nguồn nitơ: NH4 OH, ure, muối amon • Nguồn phospho: photphat, superphosphat NGUYÊN LÝ OXY HÓA SINH HỌC HIẾU KHÍ Phân hủy sinh học - Khi các chất hữu cơ bị loại trừ từ cơ chất bằng các VSV hiếu khí, 2 hiện tượng cơ bản sẽ xuất hiện: • Oxy bị tiêu thụ bới các sinh vật để tạo năng lượng • Tế bào mới được hình thành CxHyOz + O2 -> tế bào VSV + CO2 + H2O + SMP (phân hủy nội bào) Tế bào + O2 -> CO2 + H2O + SMP (SMP: sản phẩm phụ không có khả năng phân hủy sinh học xuất hiện trong chất thải dưới dạng TOC hoặc COD) Hay nói cách khác quá trình phân hủy hiếu khí nước thải gồm 3 giai đoạn: • Oxy hóa các hợp chất hữu cơ • Tổng hợp xây dựng tế bào • Tự oxy hóa chất liệu tế bào (phân hủy nội bào) Bùn hoạt tính • Là tập hợp những VSV có trong nước thải, hình thành những bông cặn có khả năng hấp thu và phân hủy các chất hữu cơ khi có mặt oxy • Có màu vàng nâu, dễ lắng • Kích thước: 3 – 150µm • Về khối lượng bùn hoạt tính được tính bằng sinh khối VSV và tổng cặn bùn khô không tro Bùn hoạt tính • Bùn hoạt tính được phát hiện vào năm 1914 tại Anh bởi Arden và Lockett CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG CỦA VSV TRONG BÙN HOẠT TÍNH 1. Giai đoạn tiềm phát (pha log) - Vi khuẩn thích nghi với nguồn dinh dưỡng - Nồng độ BOD cao. DO thấp - Nhóm protozoa: trùng biến hình (Amoebae) và trùng roi (flagellates). Trùng tiên mao (Ciliates), trùng bánh xe (rotifers)-> không hiệu quả -> Hiệu quả xử lý BOD không cao, nước thải bị đục CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG CỦA VSV TRONG BÙN HOẠT TÍNH 2. Giai đoạn tăng sinh khối - Trao đổi chất ngoại bào tăng sinh khối - Vi khuẩn dị dưỡng hấp thu BOD và chất dinh dưỡng - Trùng tiêm mao tăng nhanh -> BOD và SS giảm CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG CỦA VSV TRONG BÙN HOẠT TÍNH 3. Giai đoạn tăng trưởng chậm dần Số lượng vi khuẩn đạt cực đại đầu pha cân bằng Nguồn dinh dưỡng giảm dần Vi khuẩn tạo sợi bắt đầu phát triển Trùng tiêm mao khó khăn trong việc tìm thức ăn, số lượng giảm Vi khuẩn không có khả năng bơi tự do CÁC GIAI ĐOẠN TĂNG TRƯỞNG CỦA VSV TRONG BÙN HOẠT TÍNH 4. Giai đoạn hô hấp nội bào Sinh khối tế bào giảm Nguồn dinh dưỡng cạn kiệt Vi khuẩn dị dưỡng và VK tạo sợi kết cụm lại Trùng Rofiter xuất hiện: ăn bông keo tụ nhỏ, vi khuẩn chết Nước thải được xử lý băng bùn hoạt tính có các quá trình sau: • Hấp thụ chc hòa tan dạng keo • Các chc được phân hủy đến chất cuối cùng là CO2 , H2O, chấtkhoáng và tạo tế bào mới của quần thể VSV hiếu khí • Oxi hóa ammoniac đến nitrite và nitrate nhờ vi khuẩn nitrate hóa • Trường hợp không đủ các chất dinh dưỡng trong nước thải, tế bào VSV sẽ chết và tự phân • Không đủ đk hiếu khí hoặc ngừng thổi khí, khuấy trộn, các hạt bùn sẽ kết lại thành khối & lắng xuống Cách tạo và tái sinh bùn hoạt tính • Nhiệt độ tối ưu: 25-30oC • pH của nước: 6,5 - 7,5 • Các nguyên tố có tính độ kìm hãm sinh trưởng của VSV hoặc có thể diệt được các VSV . Nếu có các độc tố này thì phải có biện pháp loại bỏ riêng • Xác định hàm lượng tổng N & P có trong nước thải. Nếu tỉ lệ BOD5:N:P cách xa so với hằng số tỉ lệ 100:5:1 thì phải bổ sung thêm N, P vào Cách tạo và tái sinh bùn hoạt tính • Bùn hoạt tính được lấy từ các nơi khác nhau hoặc từ những bể chứa đã hình thành bùn hoạt tính ở đk hiếu khí trong các ngùôn nước thải • Bùn thu nhận theo tỉ lệ 9 – 10%, rồi đặt trên các máy lắc có v quay = 180 – 200vòng/ph ở 30o, trong 24-48h, sau đó sục khí để qt hiếu khí xảy ra rồi chuyển sang hệ thống xử lý • Bùn hồi lưu có thể tái sinh hay hoạt hóa để tăng hoạt lực của bùn trong các bể (nước thải được bổ sung nguồn N,P)& súc khí tích cực trong vài giờ, rồi cho vào các bể hiếu khí Aeroten hoặc bể xử lý hiếu khí Mục đích của hệ thống bùn hoạt tính • Oxy hóa các hợp chất hữu cơ có thể phân hủy trong bể thổi khí thành sinh khối tế bào mới • Sinh khối tế bào mới tạo thành kết bông nghĩa là tách sinh khối mới tạo thành ra khỏi nước thải Nguyên lý của quá trình bùn hoạt tính • Các tế bài dính vào các hạt lơ lửng trong nước, phát triển thành các hạt bông cặn • Các hạt bông nếu được thổi khí và khuấy đảo sẽ lơ lửng trong nước và lớn dần lên do hấp thụ hấp rắn lơ lửng nhỏ , tế bào VSV, NSĐV và các chất độc khác • Quá trình này có ý nghĩa làm sạch môi trường nước Nguyên lý của quá trình bùn hoạt tính (tt) • Nếu ngưng thổi khí hoặc chất dinh dưỡng cạn kiệt bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy để tao thành bùn già, hoạt tính giảm • Nếu được hoạt hóa trong môi trường thích hợp có sục khí đầy đủ bùn hoạt tính sẽ sinh trưởng trở lại và hoạt tính được phục hồi Lý thuyết tạo bông bùn hoạt tính Khi bắt đầu thổi khí: - Tỷ lệ F/M cao, VSV dư thừa thức ăn và chúng tăng trưởng theo pha log (protozoa bắt đầu tăng trưởng theo) - Chất hữu cơ trong nước thải được loại bỏ với tốc độ tối đa (sinh khối tế bào ở mức cao nhất) - Năng lượng trong hệ thống đủ lớn để giữ cho tất cả VSV lơ lửng Lý thuyết tạo bông bùn hoạt tính (tt) Khi sinh vật tiêu thụ nhiều thức ăn tạo sinh khối mới: - Tỷ lệ F/M giảm nhanh - Khi vào pha trao đổi nội bào hệ thống ổn định, tỷ lệF/M không đổi - Vi khuẩn không còn đủ năng lượng để lấy thức ănxung quanh , chúng bắt đầu sử dụng các chất dinhdưỡng dự trữ, động năng giảm dần và tế bào VK hấpdẫn nhau, bông bùn hình thành nhanh TÓM LẠI Tốc độ loại bỏ chất hữu cơ nhanh nhất ở pha tăng trưởng log Tốc độ tạo thành bông bùn tốt nhất ở pha trao đổi chất nội bào CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH BHT • Loại bể lắng • Thời gian lưu của nước thải trong bể phản ứng • Chế độ nạp nước thải và các chc • Hiệu suất sục khí • Thời gian lưu trữ VSV trong bể phản ứng • Tỉ lệ F/M • Tỉ lệ bùn bơm hoàn lưu về bể phản ứng • Các chất dinh dưỡng • Các yếu tố môi trường (to, pH) Hệ sinh vật trong bùn hoạt tính • Bùn hoạt tính tập hợp các nhóm VSV có khả năng tự hấp thu vật chất thông qua việc oxy hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước thải • Các nhóm VSV có trong bùn hoạt tính - Vi khuẩn chiếm chủ yếu - Protozoa và Rotifer - Nấm • Vi khuẩn: - VK tạo bông - VK tạo sợi - Màng nhày polysaccharide - Polyhydroxybutyrate (PHB) dạng nhựa sinh học do VK tạo ra khi VSV chống lại với áp lực môi trường Vi khuẩn hình thành bông trong BHT Aerobacter Alcaligens Azothobacter Bacillus Citromonas Escherichia Flavobacterium Nocardia Sphaerotilus Pseudomonas Zoogloea Ngoài ra còn có sự tham gia của các nhóm: -Nấm: xuất hiện khi pH thấp, có độc tính, thiếu O2 -Protozoa, Rofiter -Thành phần hữu cơ và vô cơ Vi khuẩn tạo sợi trong bùn hoạt tính • Sphaerotilus • Beggiatoa • Thiothrix Vi khuẩn • Là nhóm VSV quan trọng nhất chịu trách nhiệm ổn định chất hữu cơ và hình thành bông bùn • Vi khuẩn còn sống trong bùn hoạt tính chiếm từ 1 – 3% tổng VSV Một số vi khuẩn có trong bùn hoạt tính Vi khuẩn Chức năng Pseudomonas Phân hủy hidrocacbon, protein, các hchc khác Aerobacter Phân hủy hidrocacbon Bacillus Phân hủy hidrocacbon, protein, Cytophaga Phân hủy các polymer Zoogloea Tạo thành chất nhày (polyshaccaride), hình thành chất keo tụ Acinetobacter Tích lũy polyphotphat, phản nitrat Nitrosomonas Nitrit hóa Nitrobacter Nitrát hóa Sphaerotilus Tạo sợi, phân hủy các chất hữu cơ Alcaligens Phân hủy protein Flavobacterium Phân hủy protein Nitrosococcus denitrificans Phản nitrat hóa (khử nitrat thành N2 )Thiobacillus denitrificans Acinetobacter Hyphomicrobium Desulfuvibrio Khử sulphat, kưử nitrat Nấm • Bùn hoạt tính thường không thuận lợi cho sự phát triển của nấm • Phát triển nhiều trong điều kiện pH thấp • Chỉ thường thấy trong bùn hoạt tính là: - Geotrichum - Cephalosporium - Altermaria - penicillum Nấm • Các VSV dạng sợi như nấm và vi khuẩn dạng chuỗi • Nhóm này khó lắng, khi hiện diện nhiều gây hiện tượng nổi bùn • Nguyên nhân: pH thấp, DO thấp, không đủ chất dinh dưỡng Protozoa và Rofiter • Động vật nguyên sinh đơn bào - Loại có tiêm mao gồm 2 loại sống trong bùn hoạt tính: bơi tự do, bám dính - Loại có đuôi - Loại Amip • Động vật nguyên sinh đa bào Kích thước lớn, di động, chiều dài từ 100 - 500m Protozoa và Rofiter • Là VSV chủ yếu ăn vi khuẩn trong bùn hoạt tính, thường ăn vi khuẩn già, chết, VK gây bệnh • Chúng tham gia phân hủy chất hữu cơ, điều chỉnh loài và tuổi thọ của quần thể VSV trong bùn, giữ cho bùn luôn hoạt động trong điều kiện tối ưu • Tác dụng làm đậm đặc màng nhày và làm xốp khối bùn, làm kết lắng bùn nhanh • Việc săn bắn VK giảm khi có sự hiện diện của độc chất (Cd, Hg, Cu, Pb..) • Bốn nhóm chính: - Sarcodina - Mastgophora - Ciliata - suctoria Thành phần hệ thống bùn hoạt tính kinh điển 1. Bể thổi khí: việc oxy hóa hiếu khí chất hữu cơ được tiến hành trong bể này. Nước thải được vào và trộn lẫn với bùn tuần hoàn để tạo dung dịch hỗn hợp, chứa khoảng 1500 – 2000mg/l chất rắn lơ lửng. Thời gian lưu nước trong bể thổi khí từ 4- 8 h 2. Bể lắng: bể này được dùng để lắng bông cặn VSV (bùn), được tạo thành trong giai đoạn oxy hóa của bể thổi khí Bùn hoạt tính truyền thống • Xử lý nước thải có BOD < 400 mg/l • Lượng bùn tuần hoàn 20 – 30% • Thời gian lưu nước tùy thuộc vào hình thức cung cấp oxy: sục khí nén: 4 – 8h; khuấy trộn cơ học bề mặt 9 – 12h • SVI 50- 150mg/l • Tuổi bùn: 3 – 15 ngày • Hiệu suất xử lý:80 – 95% Một số cải tiến của quá trình bùn hoạt tính 1. Hệ thống thông khí kéo dài 2. Mương oxy hóa 3. Thông khí từng bước 4. Sự tiếp xúc ổn định 5. Hệ thống thông khí trộn lẫn hoàn toàn 6. Bùn hoạt tính tốc độ cao 7. Thông khí oxy nguyên chất Một số cải tiến của quá trình BHT – hệ thống thông khí kéo dài Hệ thống thông khí dài hơn BHT kinh điển, T lưu nước khoảng 30h Bùn tuần hoàn 100% F/M thấp, tải trọng thấp (BOD<300mg/m3 ) Một số cải tiến của quá trình BHT – MƯƠNG OXY HÓA BOD: 1000- 5000 mg/l Hoạt động trong điều kiện hiếu khí kéo dài Một số cải tiến của quá trình BHT – MƯƠNG OXY HÓA Mương oxy hóa ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM - Đơn giản - Đầu tư ít - Chi phí hoạt động rẻ - Quản lý đơn giản - Hiệu quả khá cao - Thời gian xử lý lâu - Chiếm diện tích lớn - Phụ thuộc thời tiết khí hậu - Có thể bị ô nhiễm các đối tượng khác do chảy tràn -Có thể sinh mùi trong môi trường kị khí Một số cải tiến của quá trình BHT – HỆ THỐNG THÔNG KHÍ TRỘN HOÀN TOÀN • Tỷ lệ F/M cao • Rút ngắn thời gian thông khí • Hạn chế quá tải • Xử lý nước SVI cao, cặn khó lắng Một số cải tiến của quá trình bùn hoạt tính TẢI TRỌNG CAO NHIỀU BẬC B ể lắng 2 B ể lắng 1 Aerotank Nước vào Nước raBể lắng 2 B ể lắng 1 Xử lý bùn cặn Bùn tuần hoàn bùn cặn Không khí B ể lắng 2 B ể lắng 1 Nước vào Nước ra KK vào B ể lắng 2 B ể lắng 1 Thu hồi & xử lý bùn cặn Bùn tuần hoàn bùn cặn Aerotank tải trọng cao xen kẻ bể lắng bùn B ể lắng 2 B ể lắng 1 Nước vào Nước ra KK vào B ể lắng 3 KK ra KK raKK tuần hoàn B ể lắng 2 B ể lắng 1 Thu hồi & xử lý bùn cặn Bùn tuần hoàn bùn cặn B ể lắng 3 MỘT SỐ THỐNG SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH TĂNG TRƯỞNG LƠ LỬNG MLSS Cặn lơ lửng của hổn hộp bùn MLVSS Cặn lơ lửng bay hơi Cặn lơ lửng vô cơ Thường có giá trị khoảng 2000 – 5000 mg/l MLVSS: đánh giá hàm lượng vi sinh trong bùn Chất hữu cơ không sốngChất hữu cơ sống MLVSS = 0,8 – 0,8 x MLSS Chất rắn lơ lửng hỗn dịch Mixed liquor suspended solids - MLSS • Chất chứa ở trong bể thông khí trong hệ thống bùn hoạt tính được gọi lá hỗn dịch • MLSS là tổng số chất rắn lơ lửng hữu cơ và khoáng, bao gồm VSV và các chất rắn có trong hỗn dịch • Xác định bằng cách lọc một lượng hỗn dịch, làm khô chất lọc ở 105o C và xác định trọng lượng của chất rắn trong mẫu Chất rắn lơ lửng bay hơi hỗn dịch MLVSS (Mixed liquor volatile suspended solids) • Phần chất hữu cơ của MLSS được thể hiện bởi MLVSS, bao gồm những chất hữu cơ vi sinh cũng như những VSV sống, đã chết và cặn tế bào (Nelson và Lawrence, 1980) • MLVSS được xác định sau khi đun nóng mẫu đã được lọc và làm khô ở nhiệt độ 600- 650o C và thể hiện khoảng từ 65 – 75 % của MLSS Tỷ số thức ăn trên vi sinh vật F/M • Tỷ số khối lượng cơ chất trên khối lượng bùn hoạttính hay tỷ số thức ăn trên lượng VSV • F/M = (QxBOD)/ (MLSS xV) trong đó: Q: lưu lượng của nước thải / ngày BOD: nhu cầu oxy sinh hóa 5 ngày (mg/l) MLSS: chất rắn lơ lửng hổn dịch (mg/l) V: thể tích bể thông khí (m3) • F/M = COD mg/l x Q m3/ngày = COD mg/l V m3 x