Giáo trình Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 2 (Ngành: Kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Xây dựng số 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 2 (Ngành: Kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải - Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên nắm được các kiến thức về: các phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên: Các nguyên lý màng dính bám trong đất; các phương pháp xử lý hóa lý nước thải công nghiệp và các loại nước thải đặc thù. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 2 (Ngành: Kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Xây dựng số 1

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG SỐ – CTC1 GIÁO TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ SINH HỌC 2 NGÀNH: KỸ THUẬT THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 368ĐT /QĐ-CĐXD1 ngày 10 tháng 8 năm 2021 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Xây dựng số 1
Hà Nội –
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 2” cung cấp những kiến thức về quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo, xử lý nước thải công nghiệp. Giáo trình gồm 5 chương về các nội dung: Lắng thứ cấp, Xử lý nước thải thân thiện với môi trường, Các phương pháp hóa lý để xử lý nước thải công nghiệp, Phương pháp xử lý phốt pho, Nitơ trong nước thải công nghiệp, Xử lý nước thải đặc thù. Giáo trình do các giảng viên trong Bộ môn Cấp nước và Thoát nước, thuộc khoa Quản lý Xây dựng và đô thị, trường Cao đẳng Xây dựng số 1 biên soạn. Chúng tôi rất mong được sự góp ý của các đồng nghiệp và bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, năm 20 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Lương Thị Phương Thảo 2. Vũ Linh Huyền Trang 4
Mục lục LỜI GIỚI THIỆU ................................................................................................... 4 Chương 1: LẮNG THỨ CẤP ................................................................................ 8 1.1. Nhiệm vụ và sự cần thiết của bể lắng thứ cấp ..................................................................... 8 1.2. Phân loại các bể lắng thứ cấp ............................................................................................... 9 1.3. Thông số vận hành ............................................................................................................... 9 1.4. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động ....................................................................................... 10 1.5. Thiết bị bể .......................................................................................................................... 15 1.6. Sự cố khi vận hành bể lắng thứ cấp ................................................................................... 17 Bài tập tổng hợp chương 1 ........................................................................................................ 18 1. Vận hành bể lắng thứ cấp theo các thông số khác nhau và thỏa mãn quy định theo QCVN cho nước thải đầu ra. ............................................................................................................. 18 2. Phát hiện và khắc phục sự cố khi vận hành bể. ................................................................ 18 CHƯƠNG 2: XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG .... 19 2.1. Hồ sinh học ........................................................................................................................ 19 2.2. Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc .......................................................................................... 25 2.3. Hồ hoàn thiện ..................................................................................................................... 32 2.4. Sự cố khi vận hành hệ thống .......................................................................................... 34 Bài tập tổng hợp chương 2 ........................................................................................................ 34 1. Vận hành cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh học với các thông số đầu vào của nước thải được xác định sẵn. ......................................................................................................... 34 2. Bố trí, lựa chọn cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh học với các thông số đầu vào của nước thải được xác định sẵn. ................................................................................................ 34 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP .................................................................................................... 35 3.1. Bể tuyển nổi ....................................................................................................................... 35 3.2. Bể trung hòa ....................................................................................................................... 37 3.3. Trao đổi ion ........................................................................................................................ 38 3.4. Hấp phụ .............................................................................................................................. 39 3.5. Oxi hóa khử........................................................................................................................ 41 3.6. Phương pháp xử lý bằng nhiệt ........................................................................................... 42 Bài tập tổng hợp chương 3 ........................................................................................................ 43 1. Xây dựng các phương pháp XLNT; các dây chuyền công nghệ XLNT xử lý không hoàn toàn........................................................................................................................................ 43 2. Xây dựng các phương pháp XLNT; các dây chuyền công nghệ XLNT xử lý hoàn toàn . 43 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ P, N TRONG NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP ................................................................................................................. 44 4.1. Xử lý P ............................................................................................................................... 44 4.1.1. Thiết bị bể ................................................................................................................... 44 4.1.2. Cấp và thu nước .......................................................................................................... 47 5
4.1.3. Sự cố khi vận hành bể ................................................................................................. 51 4.2. Xử lý N .............................................................................................................................. 54 4.2.1. Thiết bị bể ................................................................................................................... 54 4.2.2. Cấp và thu nước .......................................................................................................... 55 4.2.3. Sự cố khi vận hành bể ................................................................................................. 59 Bài tập tổng hợp chương 4 ........................................................................................................ 59 2.1. Vận hành bể lọc sinh học theo phương pháp màng với các thông số khác nhau và thỏa mãn quy định theo QCVN cho nước thải đầu ra ................................................................... 60 2.2. Vận hành bể xử lý N hoặc P theo các thông số khác nhau và thỏa mãn quy định theo QCVN cho nước thải đầu ra. ................................................................................................ 60 2.3. Phát hiện và khắc phục sự cố khi vận hành bể .............................................................. 60 CHƯƠNG 5: XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐẶC THÙ ............................................... 60 5.1. Công nghiệp nhẹ ................................................................................................................ 65 5.1.1. Sản xuất giấy ............................................................................................................... 65 5.1.2. Sản xuất dệt nhuộm ..................................................................................................... 70 5.1.3. Một số loại khác .......................................................................................................... 76 5.2. Công nghiệp nặng .............................................................................................................. 76 5.2.1. Cơ khí.......................................................................................................................... 77 5.2.2. Mạ ............................................................................................................................... 80 5.2.3. Một số ngành khác ...................................................................................................... 83 5.3. Các loại hình khác .............................................................................................................. 83 5.3.1. Nước thải bệnh viện .................................................................................................... 83 5.3.2. Nước thải du lịch dịch vụ ............................................................................................ 89 5.3.3. Một số loại khác .......................................................................................................... 91 Bài tập tổng hợp chương 5 ........................................................................................................ 91 1. Vận hành công trình xử lý sinh học theo phương pháp bùn hoạt tính với các thông số khác nhau và thỏa mãn quy định định theo QCVN .............................................................. 91 2. Phát hiện và khắc phục sự cố khi vận hành bể này .......................................................... 91 3. Vận hành công trình xử lý sinh học theo phương pháp bùn hoạt tính đặc biệt với các thông số khác nhau và thỏa mãn QCVN cho nước thải đầu ra ............................................. 91 4. Dây chuyền công nghệ XLNT của một số lĩnh vực khác nhau (sinh hoạt, y tế, công nghiệp…). ............................................................................................................................. 91 6
GIÁO TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ SINH HỌC 2 Tên môn học: Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và sinh học 2 Mã môn học: MH22 Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: Môn học được phân bố vào năm thứ hai. - Tính chất: Là môn học chuyên ngành bắt buộc. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức:  Trình bày được các phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên: các nguyên lý màng dính bám trong đất: Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc.... Nguyên lý bùn hoạt tính trong nước: Hồ hoàn thiện, hồ làm thoáng sơ bộ, hồ sinh học...;  Trình bày được các phương pháp xử lý hóa lý nước thải công nghiệp và các loại nước thải đặc thù. - Về kỹ năng:  Nhận biết được cấu tạo các bộ phận và nguyên lý hoạt động của công trình lắng thứ cấp;  Xây dựng các biện pháp thích hợp để giải quyết sự cố trong quá trình vận hành công trình lắng thứ cấp, công trình xử lý nước thải thân thiện với môi trường... - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:  Nhận thức được ý nghĩa của môn học đối với chuyên ngành.  Có thái độ làm việc tự giác, 7
Chương 1: LẮNG THỨ CẤP Mục tiêu: - Trình bày được các thông số vận hành của bể lắng thứ cấp. - Trình bày được phân loại, cấu tạo, các trang thiết bị và hoạt động của các bể lắng thứ cấp. - Trình bày được cách xử lý một số sự cố điển hình khi vận hành bể. Nội dung chính: 1.1. Nhiệm vụ và sự cần thiết của bể lắng thứ cấp Sinh khối được giữ lại nhiều nhất có thể trong bể lắng thứ cấp có ý nghĩa rất lớn đối với hiệu quả xử lý nước thải sinh học. Chất rắn lơ lửng, ngay cả khi chúng chỉ là những bông bùn nhỏ, (chất huyền phù, chất rắn không hòa tan) làm giảm chất lượng nước đầu ra. Khi hàm lượng chất rắn lơ lửng là 1,0 mg/l thì làm tăng BOD5 từ 0,4 đến 1,0 mg/l, COD từ 0,8 đến 1,4 mgl/l, Ntổng từ 0,08 đến 0,1 mg/l và của P tổng từ 0,02 đến 0,04 mg/l. Nhiệm vụ của bể lắng thứ cấp là giữ lại các chất rắn, nhưng cũng là để tập trung và cô đặc bùn. Trước hết bể lắng thức cấp hoạt động như một chất làm dày đặc cũng như một bể lắng. Chất rắn đi vào bể lắng và được lắng xuống để làm các chất rắn dày lên, tuần hoàn trở lại một số bể hoạt động ở phía trước của nhà máy, và sau đó thải ra ngoài một số các chất rắn. Mục đích thứ hai, hiển nhiên là trong khi lắng các chất rắn xuống, một chất làm sạch bề mặt (clear supernatant) phải được sinh ra và đây là nước thải đầu ra cuối cùng. Vì vậy, làm dày đặc và lắng xuống cả hai đều quan trọng. * Thời gian lưu * Loại bỏ các chất rắn * Tỷ lệ tuần hoàn * Chiều cao của luống bùn * Chất rắn cùng với bọt khí nổi lên trên bề mặt và thoát khí * Loại bỏ váng bọt * Giảm TSS 8
* Tảo * Mạch vòng ngắn * Rỉ sắt, ăn mòn và các vách ngăn dòng bị cong (bent weirs) * Các hóa chất 1.2. Phân loại các bể lắng thứ cấp Phân loại bể lắng trong xử lý nước thải + Tuỳ theo công dụng của bể lắng trong công trình xử lý sinh học mà phân biệt bể lắng đợt I và bể lắng đợt II. + Căn cứ theo chế độ làm việc: – Bể lắng hoạt động gián đoạn: thực chất đây là một bể chứa. Bể lắng kiểu này được áp dụng trong trường hợp lượng nước thải ít và chế độ thải không đều. – Bể lắng hoạt động liên tục + Căn cứ theo chiều nước chảy: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm. – Bể lắng ngang: nước chảy theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể. – Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo phương thẳng đứng. – Bể lắng ly tâm (bể lắng radian) nước chảy từ trung tâm. 1.3. Thông số vận hành 1.2.1. Tính toán thể tích, bề mặt, tải trọng bề mặt và thời gian lắng - Thiết kế: Do bùn từ lọc sinh học dễ lắng nên tải lượng thủy lực bề mặt và thời gian lưu nước được sử dụng làm thông số thiết kế của bể lắng thứ cấp sau bể lọc sinh học. Lưu lượng đầu vào bể lắng thứ cấp gồm nước thải đầu vào và nước tuần hoàn. Trong trạm xử lý nước thải sinh hoạt tỷ lệ tuần hoàn nên vào khoảng 100%. Với dòng chảy hỗn hợp tăng lên vào mùa mưa, khối lượng tuần hoàn có thể giảm xuống để cuối cùng chỉ có lưu lượng vào mùa mưa là Qm= 2Qt. - Hút bùn: Do đặc điểm cấu tạo, trong bể lắng đứng không cần sử dụng thiết bị hút bùn cưỡng bức. Ở các bể lắng dòng chảy ngang cần có hệ thống gạt bùn. Hút bùn được thực hiện theo yêu cầu, phụ thuộc khả năng chứa của hố chứa bùn. Tuy nhiên, 9
cũng cần tránh lưu bùn quá lâu, gây lên men kị khí và ảnh hưởng đến quá trình khử nitơrat. - Bể lắng cuối của trạm xử lý nước thải theo công nghệ bùn hoạt tính Trong công nghệ bùn hoạt tính, do sự tuần hoàn liên tục của bùn sinh học nên hình thành mối quan hệ mật thiết hơn giữa lắng thứ cấp và bể bùn hoạt tính so với công nghệ lọc sinh học. Tỷ lệ tuần hoàn bùn hoạt tính đối với xử lý nước thải sinh hoạt là 100%. Do cấu trúc xốp nên khả năng lắng trong bể lắng thứ cấp của bùn hoạt tính kém hơn bùn màng sinh học của bể lọc sinh học. Bể lắng thứ cấp có những nhiệm vụ sau: Tách nước và bùn. Cô đặc và hút bùn để tuần hoàn lại bể bùn hoạt tính. Lưu trữ bùn khi trời mưa. Thông số quan trọng đối hiệu quả tách của bể lắng thứ cấp là khả năng lắng của bùn, thể hiện trong chỉ số thể tích bùn. Chỉ số này càng lớn, thì bùn càng nhẹ và càng khó tách ra khỏi nước. *Tải lượng thủy lực dưới dạng tải lượng bề mặt cho phép và nồng độ bùn tuần hoàn, xác định bằng hàm lượng TS, chỉ số và tải lượng thể tích bùn là các thống số thiết kế quan trọng. Tải lượng thủy lực bề mặt của bể lắng thứ cấp: qSV 𝑞𝐴 ≤ m/h TSbb.ISV 1.2.2. Đánh giá kết quả Sơ bộ có các ước tính sau. Tải lượng thể tích bùn cho phép qsv có giá trị: Với bể lắng đứng qsv< 650 l/(m2/ h) Với bể lắng ly tâm qsv< 500 l/(m2/h) 1.4. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động 1.4.1. Bể lắng ngang * Cấu tạo: Bể lắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m. Cấu tạo gồm: mương dẫn nước vào, mương phân phối, tấm nữa chìm nữa nổi, máng thu nước, máng thu và xả chất nổi, mương dẫn nước ra 10
*Nguyên tắc hoạt động Nước thải theo máng phân phối ngang vào bể qua đập tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể sẽ chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bể. Sau khi qua vùng lắng nước sẽ qua máng thu nước và qua công trình tiếp theo. Các hạt cặn lắng sẽ được thu gom lại ở hố thu cặn và được xả ra ngoài theo ống xả cặn. Các cặn nổi được giữ lại nhờ máng thu chất nổi. Tấm chắn ở đầu bể đặt cách thành cửa vào khoảng 0.5 – 1 m và không nông hơn 0.2m với mục đích phân phối đều nước trên toàn bộ chiều rông của bể. Đáy bể làm dốc i = 0.01 để thuận tiện cho việc thu gom cặn. Độ dốc của hố thu cặn không nhỏ hơn 450. Vận tốc dòng nước chảy của nước thải trong bể lắng không được lớn hơn 0.01m/s, thồi gian lưu từ 1-3 giờ Lượng tách cặn ra khỏi bể lắng phụ thuộc vào: -Nồng độ cặn ban đầu -Đặc tính của cặn (hình dạng, kích thước, trọng lượng riêng, tốc độ rơi,..) -Thời gian nước lưu trong bể 1.4.2.Bể lắng ly tâm * Cấu tạo Bể ly tâm có mặt bằng hình tròn, đường kính từ 16 ÷40m, chiều cao làm việc bằng 1/6 ÷1/10 đường kính bể. Cấu tạo gồm: ống dẫn nước vào bể, ống dẫn nước bùn, giàn quay, ống tháo nước và ống tháo cặn nổi 11
*Nguyên lý hoạt động: Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung và dẫn ra ngoài. Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạt cặn quay tròn. Ở bể lắng ly tâm, nước thải và bùn hoạt tính đưa vào giữa bể nhờ ống trung tâm. Bể cũng phải có cơ cấu phân bố đều nước nên đường kính ống phân phối trung tâm này không thể quá nhỏ. Tại biên của bể, mương thu nước răng cưa được lắp đặt để thu nước), tải lượng lên cạnh của máng không nên vượt quá 10 m3/ h Giá trị này áp dụng cho tất cả mọi loại bể). Những đường ống đục lỗ được lắp đặt sát nhau dưới mặt nước cũng được áp dụng để thu nước trong bể lắng ly tâm. Nhờ đó, đạt được quá trình thoát nước ít đảo trộn. Bùn tập trung về hố trung tâm nhờ hệ thống gạt bùn hoặc thiết bị hút bùn hoạt động theo nguyên tắc của máy hút bụi. Cả hai loại thiết bị hút bùn đều treo trên cầu chạy vòng ở bể ly tâm và cầu hút bùn chạy tới lui ở bể lắng ngang. Thiết bị hút bùn có hiệu quả cao hơn so với hệ thống gạt bùn. 12
1.4.3.Bể lắng đứng * Cấu tạo Bể lắng đứng có mặt bằng hình tròn hoặc hình vuông, đáy dạng nón hay chop cụt 13
Đường kính không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác gồm máng nước dẫn, ống trung tâm, máng thu nước, máng tháo nước, ống xả cặn và ống xả cặn nổi - Bể lắng đứng thường diện tích hình tròn hoặc hình vuông, đáy dạng nón hay chóp cụt. -Đường kính không vượt quá ba lần chiều sâu công tác và có thể đến 10 m. -Khi nước dâng lên từ dưới thân thì cặn sẽ thực hiện một quá trình ngược lại. Như vậy cặn chỉ lắng được trong trường hợp tốc độ lắng lớn hơn tốc độ nước dâng Vd ( thông thường Vd = 0.7 mm/s). Thời gian lắng 0.5 – 1.5 giờ. -Cấu tạo vách nghiêng ở đáy bể giống bể lắng ly tâm. * Nguyên tắc hoạt động Nước thải theo máng chảy vào ống trung tâm. Sau khi ra khỏi ống trung tâm, nước thải va vào thành bể và chuyển động đi lên, các hạt cặn rơi xuống đáy bể vào hố thu cặn. Nước sau khi lắng tràn qua máng thu đặt xung quanh thành theo ống dẫn qua công trình tiếp theo. Hiệu quả lắng phụ thuộc vào: - Tính chất cặn 14
- Diện tích bề mặt - Chiều cao lắng - Thời gian nước lưu 1.5. Thiết bị bể 1.5.1. Cấp và thu nước - Nước thải được dẫn từ máng phía đầu vào bể,, qua một khe hẹp với tường chắn ngập sâu đến đáy và chảy ngang vào bể. Tại phần dưới của bể hình thành lớp bùn lọc, tương tự như bể lắng đứng. Nước trong được thu nhờ máng thu hình răng cưa được lắp đặt ở hai bên cạnh dọc của bể. - Hiệu quả xử lý của trạm quan sát được từ nước đầu ra trong mương. Một mương thu nước sạch là dấu hiệu của một trạm hoạt động tốt. Công tác vệ sinh mương máng thu và dẫn nước không phải là công việc dễ chịu và không an toàn. Áp dụng bàn chải cọ máng tự động làm giảm nhẹ rõ ràng công tác này. 1.5.2. Thiết bị cào bùn và thu váng nổi Hệ thống gạt bùn hiệu quả có ý nghĩa rất quan trọng cho sự tuần hoàn bùn đặc trong bể lắng thứ cấp. Một mặt, bùn cần được tuần hoàn càng nhanh càng tốt để giữ hoạt tính. Mặt khác để cô đặc lại cần một khoảng thời gian nhất định. Độ cao của bản gạt với cầu gạt dạng bản hay lưu lượng thiết bị hút bùn phải tuân thủ theo những yêu cầu này. Những bản gạt tương đối cao được đề xuất (h= 0,5 đến 0,7 m), vì bùn hoạt tính lỏng sẽ tràn qua bản gạt thấp. Với thiết bị hút bùn, lượng bùn tuần hoàn phải đủ ngay cả với độ cô đặc cao và phù hợp với tỷ lệ tuần hoàn khoảng 100%. Vận tốc di chuyển ở bể lắng ngang là 2 cm/s, bể lắng ly tâm là 4 cm/s trên đường chạy biên bể. 15
Bản gạt đáy hiệu quả trong bể lắng thứ cấp *Thiết bị gạt bùn bể lắng đang được chia làm 3 loại chính: -Thiết bị gạt bùn bán kính: Loại này được sử dụng cho bể có dạng tròn và có đường kính lớn hơn 15m. -Thiết bị gạt bùn tịnh tiến: được sử dụng cho bể có dạng hình chữ nhật, thông thường là những bể lắng cát, cặn ở nước thải đầu vào. -Thiết bị gạt bùn trung tâm: Dùng cho bể có dạng tròn và đường kính nhỏ hơn 15m, có thể sử dụng cho đường kính lớn hơn tuy nhiên chi phí sẽ cao hơn khi sử dụng gạt bùn dạng bán kính. Cụ thể về cấu tạo và nguyên lý hoạt động sẽ được chi tiết ngay dưới đây. + Nguyên lý hoạt động của gạt bùn trung tâm: Nước thải được đưa vào hệ thống từ trung tâm bể. Ống trung tâm giúp khuếch tán đều nước thải chứa bùn vi sinh vào bể và tạo hướng dòng chảy. Quá trình lắng tiếp diễn liên tục từ tâm bể đến máng thu nước. Hệ thống cầu gạt chuyển động liên tục 24/24h . Các bộ phận lưỡi gạt đáy bể tập trung bùn lắng về hố trung tâm và hồi lưu đến bể chứa. Bộ phận gạt váng bề mặt tập hợp các chất cặn nổi về phía hố thu váng và được chảy tự động ra ngoài Thiết bị cầu cào bùn dạng trung tâm được thiết kế cho bể lắng thứ cấp kiểu ly tâm để loại bỏ cặn lơ lửng và bùn hoạt tính Các bộ phận gạt váng, gạt bùn được bố trí trên trục trung tâm. Trục trung tâm được cố định tại tâm bể và xoay tròn. Việc bố trí động cơ dẫn động thiết bị tại tâm bể lắng có được ưu điểm hệ thống đơn giản về cả kết cấu cơ khí và đơn giản cho việc bố trí hệ thống cung cấp điện điều khiển thiết bị. Ưu điểm của gạt bùn trung tâm. - Thu gom bùn căn, váng về hố thu một cách nhanh chóng, hiệu quả - Ngăn ngừa hiện tượng thối bùn sinh khí ô nhiễm môi trường. - Thiết bị được làm bằng vật liệu thép sơn, mạ kẽm bền với môi trường bên ngoài 16
- Thiết bị được thiết kế, tính toán tỉ mỉ đảm bảo độ bền về kết cấu và tính chính xác trong chuyển động. - Hệ thống giám sát hoạt động thiết bị qua màn hình điều khiển. - Chi phí bảo dưỡng thấp - Khả năng vận hành, bảo vệ thiết bị tự động - Hiệu quả kinh tế cao 1.5.3. Bơm bùn lắng Bùn tập trung về hố trung tâm nhờ hệ thống gạt bùn (hình 4.90) hoặc thiết bị hút bùn hoạt động theo nguyên tắc của máy hút bụi. Cả hai loại thiết bị hút bùn đều treo trên cầu chạy vòng ở bể ly tâm và cầu hút bùn chạy tới lui ở bể lắng ngang. Thiết bị hút bùn có hiệu quả cao hơn so với hệ thống gạt bùn. Bùn nổi ở bể lắng thứ cấp có thể có nhiều nguyên nhân. Đây là một vấn đề vì bùn trôi ảnh hưởng đến chất lượng nước đầu ra . Mỗi bể lắng thứ cấp cần phải có thiết bị hút bùn nổi. Một giải pháp hữu hiệu là dùng vách ngăn bùn nổi tại thiết bị rút bùn kết hợp với túi bùn. 1.6. Sự cố khi vận hành bể lắng thứ cấp 1.6.1. Nguyên nhân *Bùn trương nở do tăng trưởng vi khuẩn dạng sợi quá mức và để xảy ra vấn đề trong bể lắng, bùn dâng lên hoặc kết thành khối, nước thải sau xử lý bị vẩn đục, kết bông điểm nhỏ và kết bông tản mạn. Khắc phục:Khi bắt đầu nhận thấy có sự tăng trưởng của các vi khuẩn dạng sợi, có thể là không quá muộn để sửa chữa tình trạng này bằng cách: -Tăng sục khí nếu sục khí không dư -Định lượng các chất dinh dưỡng N và P nếu tỉ lệ BOD/N tổng/ P tổng không đạt mức 100/5/1 - Phân tích dòng vào để phát hiện các chất gây ô nhiễm ức chế như kim loại nặng hoặc các chất khác và kiểm tra nguồn chảy tràn của những chất gây ô nhiễm này. Khi không thể ngăn chặn sự tăng trưởng của các vi khuẩn dạng sợi thì phải đóng hệ thống bùn hoạt bính bằng clo hoá (oxy hoá) sinh khối hiện có. Khởi động lại hệ thống này bằng sinh khối mới (ví dụ sinh khối lấy từ hệ thống xử lý khác). 17
-Nguyên nhân gây ra chính là do vi khuẩn dạng sợi phát triển khi DO trong nước chưa đạt yêu cầu, tăng sục khí trong Aerotank nhưng nhớ kiểm soát DO~ 3 thì sẽ khắc phục được tình trặng. -Bên cạnh đó pH sau khi qua Aerotank quá thấp cũng là nguyên nhân làm giảm khả năng lắng và ổn định của bùn, bùn rất dễ trương lên và nổi trên bề mặt. -Tiếp theo phải kể đến ảnh hưởng của việc tuần hoàn bùn, hoặc rút bùn chưa hợp lý sẽ làm nổi bùn => tăng lượng rút bùn dư - Do thiết kể của bể lắng chưa đạt yêu cầu: Chiều cao ko đủ, thanh cào bùn, độ nghiêng... *Hiện tượng bùn nổi ở bể lắng - Bùn tại bể lắng nổi lên từng tảng hoặc nổi lên từng cục có màu đen hoặc màu nâu. Bùn nổi trôi lẫn theo dòng nước đầu ra và làm mất bùn. Nguyên nhân: - Trong nước tahir chứa nhiều vi sinh vật Nitrosomonas và Nitrobacter oxy hóa amoni thành nitrat, khi bùn vi sinh qua bể lắng, bùn lắng dưới đáy bể lắng. Khi bùn lắng lại vi sinh vật tiêu thụ hết lượng DO trong dòng nước thải. Khi đó, vi sinh vật bị thiếu khí N2 sẽ tiêu thụ lượng oxy trong NO3 (khử nitrat tạo thành khí Nito trong bông bùn, lúc này bông bùn trở nên nhẹ hơn nước và nổi lên trên bề mặt bể lắng (hiện tượng bùn nổi). - Các yếu tố dẫn tới bùn bị nổi trên bề mặt bể lắng: + Thời gian lưu bùn lâu. + Nitrat tồn tại nhiều trong nước thải sau bể Aerotank. + Lượng COD sau xử lý Aerotank còn. Cách khắc phục: - Phương án khắc phục là không để bùn nằm trong bể lắng lâu, bằng cách tăng lượng bùn tuần hoàn, hạn chế các vùng chết (bùn không được bơm về, sau đó người vận hành kiểm tra tính chất của nước thải đầu vào, kiểm tra hiệu quả xử lý Nitrat (khử Nitrat) tại bể vi sinh thiếu khí (Anoxic). Bài tập tổng hợp chương 1 1. Vận hành bể lắng thứ cấp theo các thông số khác nhau và thỏa mãn quy định theo QCVN cho nước thải đầu ra. 2. Phát hiện và khắc phục sự cố khi vận hành bể. Câu hỏi ôn tập chương 1: 1. Trình bày được các thông số vận hành của bể lắng thứ cấp. 2. Trình bày được cách xử lý một số sự cố điển hình khi vận hành bể. 18
CHƯƠNG 2: XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG Mục tiêu: -Trình bày được các loại công trình xử lý nước thải thân thiện với môi trường. -Trình bày được phân loại, cấu tạo, các trang thiết bị và hoạt động của cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, các loại hồ sinh học. -Trình bày được cách xử lý một số sự cố điển hình khi vận hành hệ thống. Nội dung chính: 2.1. Hồ sinh học 2.2.1. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động Hồ sinh hoc là hồ để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Nó có nhiều tên gọi khác nhau như: hồ ô xy hoá, hồ ổn định nước thải... Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học cũng tương tự như quá trình tự làm sạch diễn ra ở các sông hồ chứa nước tự nhiên và có thể tóm tắt như sau: đầu tiên các chất hữu cơ bị phân huỷ bởi vi sinh vật. Các sản phẩm tạo thành sau khi phân huỷ lại được rong tảo sử dụng. Do kết quả hoạt động sống của rong tảo và thực vật nước, ôxy tự do lại được tạo thành và hoà tan trong nước rồi lại được vi sinh vật sử dụng trong điều kiện hiếu khí để trao đổi chất. Sự hoạt động của rong tảo không phải là bộ phận trọng yếu của quá trình, mà chỉ tạo điều kiện thuận lợi, tức là nguồn cung cấp ô xy cho quá trình mà thôi. Vai trò chủ yếu ở đây vẫn là vi sinh vật. Hồ sinh hoc có thể sử dụng như một công trình độc lập để xử lý nước thải hoặc để xử lý triệt để nước thải sau các công trình xử lý sinh học khác. Mực nước dưới đất có ý nghĩa quyết định với chi phí xây dựng và khả năng áp dụng hồ sinh học. Với mực nước ngầm cao hoặc đất có tính thấm lớn thì việc chống thấm cho hồ rất quan trọng. Có thể tăng cường chống thấm cho hồ bằng đất sét pha hoặc đất sét, lắp đặt Folie hoặc lớp chống thấm khác. Khả năng tự chống thấm bằng tích bùn khó có thể đạt được đối với hồ xử lý nước thải ô nhiễm thấp trong các loại đất sạn. Hồ sinh học để xử lý nước thải, được xây dựng chủ yếu tại vùng nông thôn cũng dựa vào các quy trình tự nhiên. Tùy vào các quá trình xử lý khác nhau, người ta phân biệt giữa hồ xử lý nước thải có và không có thổi khí cưỡng bức. Bên cạnh đó quá trình xử lý nước thải trên bãi lọc trồng cây ngập nước cũng thực hiện theo nguyên tắc tương tự . Những quy trình này được gọi chung bằng khái niệm “quy trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên hoặc gần tự nhiên”. Với thiết kế đúng, chúng có thể tiếp nhận và xử lý nước thải quanh năm. Điểm chung của tất cả các quy trình này là hiệu quả xử lý chủ yếu nhờ vào các vi sinh vật. 19
*Hồ sinh học thổi khí tự nhiên Hồ có hố lắng để hút bùn, được xây ở vùng đầu hồ. Hồ sinh học thổi khí tự nhiên được xây dựng phục vụ cho khoảng 1000 người. Ôxy được đưa vào qua bề mặt hồ. Các chất hữu cơ lơ lửng và hòa tan trong nước sẽ được xử lý nhờ vi khuẩn hiếu khí. Lượng bùn sinh ra ít và thường lắng xuống đáy. Trong hồ hầu như không có các quá trình kỵ khí. Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời và sự có mặt của các chất dinh dưỡng, các loại thực vật thủy sinh và tảo phát triển và chúng lại sản xuất Ôxy. Quá trình này cũng gọi là quá trình quang hợp . Ôxy này thúc đẩy sự phát triển vi khuẩn và theo đó phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải. Diện tích bể mặt hồ càng lớn thì hiệu quả xử lý càng ổn định. Thời gian lưu nước trong hồ từ nhiều ngày đến nhiều tuần. Hồ thổi khí tự nhiên được thiết kế với diện tích tiêu chuẩn từ 5 đến 10 m2/người, có nghĩa , thời gian lưu nước trong hồ từ 20 đến 50 ngày. Độ sâu của hồ khoảng 1m đến 1,5m. Sự đảo trộn và chiếu sáng của khối nước phụ thuộc vào độ sâu của hồ. Với độ sâu đến 0,5 m lớp nước trong hồ có đủ ôxy, nhiệt độ và chất dinh dưỡng cho quá trình xử lý sinh học nước thải. Ở lớp nước sâu hơn nữa sẽ hình thành các vùng hiếu khí và kỵ khí. Để đạt được dòng chảy triệt để trong hồ, các vách dẫn hướng dòng thường được lắp đặt. Hồ lắng và hồ sinh học thổi khí tự nhiên Với kích thước đủ lớn, giá trị BOD5 trong nước đầu ra vào mùa đông có thể