Ứng dụng Gom Rác GRAC

Nước thải Aeroten và SBR

  • Thread starter newbie
  • Ngày gửi
N

newbie

Guest
#1
Bộ ứng cứu tràn đổ hóa chất và môi trường
Các bạn cho mình hỏi ưu và nhược điểm của từng loại bể trên (aeroten và SBR). Mình không biết là hiện nay SBR có được dùng thông dụng không?Mình chưa tiếp xúc qua cái bể SBR nhưng nghe mọi người bảo nó vận hành phức tạp vì thế nên dù dùng SBR tiết kiệm được chi phí đầu tư ban đầu nhưng bà con vẫn hay chọn bể aeroten liên tụ. Mong các bạn cho mình ý kiến nhé
 
#2
Bộ ứng cứu tràn đổ hóa chất và môi trường
SBR xử lý theo mẻ nên ít tốn năng lượng, điện, dễ dàng ứng phó với các sự cố xảy ra, nhưng xử lý lưu lượng thấp hơn. SBR tiết kiệm diện tích hơn so với aerotank+ lắng sinh học. Xử lý chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn. Nếu muốn hoạt động tốt thì nên vận hành tự động--> khó.

Aerotank xử lý liên tục, hàm lượng bùn sinh ra lớn nên có hiệu xuất xử lý tốt hơn, lưu lượng nhiều hơn. Tuy nhiên tốn điện và bảo trì máy móc mệt nghỉ... Dù sao aerotank vận hành thì đỡ mệt, có thể chạy liên tục 24/24. Dễ thiết kế hơn.
 
#3
Bộ ứng cứu tràn đổ hóa chất và môi trường
SBR tiết kiệm diện tích hơn so với aerotank+ lắng sinh học. Xử lý chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn. Nếu muốn hoạt động tốt thì nên vận hành tự động--> khó.
Theo tôi hiện nay với sự xuâthiện các loại van tự động, PLC thì vận hành bể SBR tựđộng không khó và đang là mô hình được ứng dụng nhiều ở nước ngoại vào Gôgle gõ SBR bạn sẽ thấy nhiêu điều thú vị
 
#5
Bộ ứng cứu tràn đổ hóa chất và môi trường
Vấn đề là ở chỗ tính toán thiết kế thôi. Chọn thông sồ tính toán, chọn chu kỳ hoạt động(là thời gian đề cácbơm, van xả tự đông. Tài liệu xử ltý nước thải của Metcaft & eddy (0 iết đánh đúng tên) có huớng dẫnhoặc có thể vào trang web www.ocw.mit.edu của Viện công nghệ Massachuset download tài liệu tại nội dung civil & environmental
 
D

dtvinh

Guest
#6
Bộ ứng cứu tràn đổ hóa chất và môi trường
SBR xử lý theo mẻ nên ít tốn năng lượng, điện, dễ dàng ứng phó với các sự cố xảy ra, nhưng xử lý lưu lượng thấp hơn. SBR tiết kiệm diện tích hơn so với aerotank+ lắng sinh học. Xử lý chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn. Nếu muốn hoạt động tốt thì nên vận hành tự động--> khó.

Aerotank xử lý liên tục, hàm lượng bùn sinh ra lớn nên có hiệu xuất xử lý tốt hơn, lưu lượng nhiều hơn. Tuy nhiên tốn điện và bảo trì máy móc mệt nghỉ... Dù sao aerotank vận hành thì đỡ mệt, có thể chạy liên tục 24/24. Dễ thiết kế hơn.
 
#7
Bộ ứng cứu tràn đổ hóa chất và môi trường
1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BÙN HẠT HIẾU KHÍ (AEROBIC GRANULE)
1.1.1. ĐỊNH NGHĨA.
Bùn hạt là tập hợp các sinh khối lơ lửng kết dính lại với nhau tạo thành hạt, là sản phẩm của quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí trong điều kiện được cấp khí và các chất nền cần thiết.

Bùn hạt trước đây được ứng dụng rộng rãi trong thiết bị phân hủy kỵ khí dòng chảy ngược (UASB), hiện nay đang mở rộng ứng dụng dưới dạng bùn hạt hiếu khí.
1.1.2. CẤU TRÚC BÙN HẠT
Bùn hạt thường có cấu trúc 3 lớp:
• Lớp trong cùng: gồm vi khuẩn methanothrix, những tế bào hình thành trung tâm của bùn hạt
• Lớp giữa: là những vi khuẩn hình gậy của nhóm vi khuẩn sử dụng acetone sinh hidro, nhóm sử dụng hidro.
• Lớp ngoài cùng: nhóm vi khuẩn hình gậy, hình sợi và hình cầu, hỗn hợp vi khuẩn lên men sinh khí hidro.

Mỗi cấu trúc bùn hạt là tập hợp các nhóm vi khuẩn khác nhau cần thiết cho quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ, thành phần của bùn hạt phụ thuộc vào loại cơ chất.
1.1.3. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA BÙN HẠT.
A) ƯU ĐIỂM.
• Mật độ vi sinh vật trong cấu trúc bùn hạt cao
• Hiệu quả xử lý nước thải cao khi hình thành bùn hạt
• Chịu được tải trọng cao
• Kích thước hạt bùn lớn nên có khả năng lắng nhanh
• Ít bị rửa trôi
• Chịu được xốc tải
• Giảm thể tích công trình
B) NHƯỢC ĐIỂM
• Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn
• Các hạt bùn thường không ổn định và rất dễ bị phá vỡ khi có sự thay đổi môi trường
Tuy nhiên, đối với từng loại bùn hạt hiếu khí và kỵ khí sẽ có những ưu nhược điểm khác nhau. Bùn hạt kỵ khí nhược điểm là thời gian thích nghi lâu, cần phải gia nhiệt, nhạy cảm với độc tố. Còn đối với bùn hạt hiếu khí sẽ có những ưu điểm: Quá trình thích nghi và tạo mầm hạt xảy ra rất nhanh, ít tốn thời gian; hiệu quả xử lý bùn hạt hiếu khí có thể bằng hoặc cao hơn bùn hạt kỵ khí; thích hợp cho việc xử lý các nguồn nước thải có chất lượng hữu cơ cao.( Rosen Winkel 2000).
So sánh thuộc tính của bùn hạt hiếu khí (SBR), bùn hoạt tính (Aerotank) và bùn hạt kỵ khí (UASB).
Thông số Xử lý hiếu khí
(bùn hoạt tính) UASB
( Bùn hạt kỵ khí) SBR
(Bùn hạt hiếu khí)
Thời gian thích nghi Vài ngày 3 tháng 1 tuần
MLSS (g/l) 1-2 20±5 8
ORL (mgCOD/L.d) 0,5-1 10 4
COD sau xử lý(mg/l) <40 >100 <60
K (d-1) 2-10 0,9-3 13,2
Ks (mg/l) 15-70 100-250 275,8
Y (mgVSS/mgCOD) 0,25-0,4 0,04-0,1 0,183-0,25
Kd (d-1) 0,04-0,075 0,02-0,04 0,023-0,075
Nhận xét: Dựa vào những thuộc tính trên, ta thấy bùn hạt hiếu khí có những ưu điểm hơn nhiều do vậy hiện nay người ta đã tập trung nghiên cứu bùn hạt hiếu khí. Đã có những nghiên cứu về bùn hạt hiếu khí dựa trên những chất nền là acetate natri và glucose và bùn hạt hiếu khí cũng đã áp dụng ở nhiều nước cho các loại nước thải có nguồn dinh dưỡng cao như N, P…
1.1.4. CƠ CHẾ TẠO HẠT
Quá trình tạo hạt là quá trình các bông bùn kết dính với nhau dưới tác dụng của polymer ngoại bào. Lực xáo trộn càng mạnh thì các vi sinh vật càng tiết ra nhiều polymer ngoại bào để kết dính lại với nhau hoặc là sẽ bị rửa trôi ra ngoài. Độ xáo trộn cao tạo điều kiện va chạm tốt và tác động xoáy hình elip làm các hạt được vo tròn, bề mặt mịn có dạng hình cầu, đặc chắc.
Bùn hạt được hình thành trên môi trường đầy đủ chất dinh dưỡng, các điều kiện vận hành nghiêm ngặt như pH = 6.8-7.2, DO phải lớn hơn 2mg/l, thời gian lưu nước càng ngắn thì khả năng tạo hạt càng cao.
Bùn hạt là một trường hợp phát triển đặc biệt của màng vi sinh. Bùn hạt là sự tổng hợp của vi khuẩn acid hóa, vi khuẩn nitrit và vi khuẩn khử ni trít; bùn hạt là hệ vi khuẩn có tính kỵ nước hiếu khí xáo trộn tốt; cấu trúc của màng vi sinh là kết quả của quá trình sinh khối, sự phát triển này có tác động trực tiếp đến nồng độ cơ chất nền và tốc độ phát triển của vi sinh. Sự cân bằng giữa nồng độ cơ chất và lực kéo sẽ tạo nên màng vi sinh phát triển tốt. Sự tăng trưởng chậm về sinh khối là động lực để phát triển hạt.
1.1.5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BÙN HẠT
1. Lực cắt.
Lực cắt là một trong những yếu tố hình thành nên hình dạng đều và đặc chắc của bùn hạt. Lực cắt ảnh hưởng đến tính kỵ nước của tế bào. Bề mặt kỵ nước của tế bào có vai trò quan trọng trong việc ổn định và gia tăng sự tương tác bề mặt giữa các tế bào làm cho bề mặt trở nên mịn hơn.. Đồng thời lực cắt càng cao thì VSV có khuynh hướng tiết ra nhiều polymer ngoại bào hơn để kết dính lại với nhau hoặc bị cuốn trôi ra ngoài. Điều này dẫn đến việc sinh khối của bùn hạt ngày càng cao, khả năng lắng, tỷ trọng riêng của hạt tăng, tỷ lệ tiêu thụ oxy riêng cao( SOUR)
2. Thời gian lắng.
Thời gian lắng là yếu tố rất quan trọng việc hình thành hạt vì nó quyết định lượng bùn tích lũy và tốc độ lắng của hạt, việc lựa chọn những hạt đặc chắc dựa trên tốc độ lắng khác nhau các hạt, sợi và bông bùn.
3. Thời gian lưu nước.
Bể sinh học hoạt động theo mẻ được thực hiện trong vài giờ. Thông thường các cơ chất sẽ được sử dụng trong thời gian ngắn, vì vậy việc giảm thời gian lưu nước và tăng tải trọng chất nền, tốc độ phát triển của VSV nhỏ sẽ tăng khả năng tích lũy sinh khối của VSV làm cho hạt trở nên đặc chắc hơn.
4. Chất nền
Thành phần của chất nền là yếu tố quan trọng trong sự hình thành bùn hạt. Dolfing et al (1987) đã kết luận rằng sự hình thành ban đầu của bùn hạt là hiện tượng sinh học bị ảnh hưởng bởi chất nền và ông đã đề nghị sử dụng nước thải chứa các hợp chất hidrocacbon cho việc tạo bùn hạt.
5. Nhiệt độ
Nhiệt độ thấp quá hay cao quá đều ảnh hưởng đến sự hình thành bùn hạt ban đầu. Nhưng khi bùn hạt đã ổn định thì nhiệt độ không còn ảnh hưởng mạnh đến hiệu quả xử lý của bùn hạt.
Một yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định của hạt là sự cạnh tranh của vi khuẩn về không gian, oxy và chất nền. Chính vì vậy sự thay đổi về nhiệt độ sẽ ảnh hưởng lên sự cạnh tranh về vi khuẩn.
Khi nhiệt độ cao thì vi khuẩn hình sợi sẽ phát triển nhiều làm giảm khả năng lắng của hạt.
6. Hàm lượng oxy hòa tan
Tỷ lệ sử dụng của bùn hạt là 41,90 g O2/kg MLSS.h cao hơn 2 lần bùn hoạt tính (18.32 g O2/kgMLSS.h). Do vậy DO trong nước luôn đảm bảo lớn hơn 2 mg/l.
7. Thành phần vi lượng
Các chất vô cơ là thành phần không thể thiếu trong quá trình tạo bùn hạt, thành phần này đảm bảo cho quá trình sinh lý của vi sinh vật.
Các nguyên tố vô cơ gồm những thành phần chính:
• Chức năng cấu trúc của chất sống
• Chức năng điều hòa các hoạt động sống
Vai trò cực kỳ quan trọng của các chất vô cơ là duy trì sự cân bằng axit kiềm ở trong mô tế bào, các dịch bào tạo áp suất thẩm thấu cần thiết để tiến hành quá trình chuyển hóa các chất, các nguyên tố đa vi lượng như: Ca, P, Mg, Na, Cl, S…và vi lượng như: Fe, I2, Co, F, Cu, Ni, Mn, Al…
1.2. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SBR.
1.2.1. GIỚI THIỆU
SBR ( sequencing batch reactor): Bể phản ứng theo mẻ là dạng công trình xử lí nước thải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính , nhưng 2 giai đoạn sục khí và lắng diễn ra gián đoạn trong cùng một kết cấu.
Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao. Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình bơm nước thải – phản ứng – lắng – hút nước thải ra; trong đó quá trình phản ứng hay còn gọi là quá trình tạo hạt ( bùn hạt hiếu khí), quá trình này phụ thuộc vào khả năng cấp khí, đặc điểm chất nền trong nước thải đầu vào.
Nói chung, Công nghệ SBR đã chứng tỏ được là một hệ thống xử lý có hiệu quả do trong quá trình sử dụng ít tốn năng lượng, dễ dàng kiểm soát các sự cổ xảy ra, xử lý với lưu lượng thấp, ít tốn diện tích rất phù hợp với những trạm có công suất nhỏ, ngoài ra công nghệ SBR có thể xử lý với hàm lượng chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn.
1.2.2. CÁC GIAI ĐOẠN XỬ LÝ BẰNG SBR
Qui trình hoạt động: gồm 4 giai đoạn cơ bản:










Hình 1: Các giai đoạn trong quá trình xử lý bằng SBR

1. Đưa nước vào bể (Filling): đưa nước vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ: làm đầy tĩnh, làm đầy khuấy trộn, làm đầy sục khí (hình a).
2. Giai đoạn phản ứng ( reaction): sục khí để tiến hành quá trình nitrit hóa, nitrat hóa và phân hủy chấ hữu cơ. Trong giai đoạn này cần tiến hành thí nghiệm để kiểm soát các thông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH… để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này (hình b).


Hình a: Làm đầy ( mix- fill) Hình b: Phản ứng ( react)

3. Giai đoan lắng (Settling): Các thiết bị sục khí ngừng họat động, quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ.
4.Giai đoạn xả nước ra (Discharge): Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến giai đoạn khử tiếp theo; đồng thời trong quá trình này bùn lắng cũng được tháo ra.

Hình c: Lắng (settle) Hình d: tháo nước ( decant)

Ngoài 4 giai đoạn trên, còn có thêm pha chờ, thực ra là thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo ( pha này có thể bỏ qua).
1.2.3. ƯU NHƯỢC, ĐIỂM CÔNG NGHỆ SBR
A. ƯU ĐIỂM
• Hệ thống SBR linh động có thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiều thành phần và tải trọng.
• Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị ( các thiết bị ít) mà không cần phải tháo nước cạn bể. Chỉ tháo nước khi bảo trì các thiết bị như: cánh khuấy, motor, máy thổi khí, hệ thống thổi khí.
• Hệ thống có thể điều khiển hoàn toàn tự động
• TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử photpho, nitrat hóa và khử nitrat hóa cao
• Quá trình kết bông tốt do không có hệ thống gạt bùn cơ khí
• Ít tốn diện tích do không có bể lắng 2 và quá trình tuần hoàn bùn.
• Chi phí đầu tư và vận hành thấp ( do hệ thống motor, cánh khuấy… hoạt động gián đoạn)
• Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả lắng cao.
• Có khả năng nâng cấp hệ thống
B. NHƯỢC ĐIỂM
• Do hệ thống hoạt động theo mẻ, nên cần phải có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau.
• Công suất xử lý thấp ( do hoạt động theo mẻ)
• Người vận hành phải có kỹ thuật cao
1.2.4. CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC DIỄN RA TRONG BỂ SBR.
(1) Quá trình phân hủy hiếu khí cơ chất đầu vào và nitrat hóa.
Quá trình được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn tự dương và dị dưỡng, khi điều kiện cấp khí và chất nền được đảm bảo trong bể sẽ diễn ra các quá trình sau:
• Oxy hóa các chất hữu cơ
CxHyOz + (x+y/4 – z/2) O2 → x CO2 + y/2 H2O
• Tổng hợp sinh khối tế bào
n(CxHyOz) + nNH3+ n(x+y/4 –z/2-5)O2→(C5H7NO2)n + n(x-5)CO2 + n(y-4)/2 H2O
• Tự oxy hóa vật liệu tế bào (phân hủy nội bào)
(C5H7NO2)n + 5nO¬2 → 5n CO2 + 2n H2O + nNH3
• Quá trình nitrit hóa
2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O ( vi khuẩn nitrosomonas)
( 2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 4H+ + 2H2O)
2NO2- + O2 → 2NO3- ( vi khuẩn nitrobacter)
Tổng phản ứng oxy hóa amoni:
NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + 2H2O
 
Top