LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu, học viên đã nhận được sự giúp đỡ, động viên của
các thầy cô giáo, các bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô
giáo trong bộ môn Cấp thoát nước, các thầy cô và các cán bộ của khoa Sau đại học
trường Đại Học Xây Dựng đã giúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu
này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất đến thầy giáo hướng dẫn GS.TSKH Trần
Hữu Uyển, người đã hướng dẫn tôi tận tình, tỉ mỉ và có nhiều góp ý quý báu cho tôi
trong quá trình nghiên cứu đề tài luận văn: “Nghiên cứu ứng dụng C-Tech để xử lý
nước thải sinh hoạt trong điều kiện Việt Nam”.
Tôi xin cảm ơn tất cả các bạn trong lớp Cao học Công nghệ môi trường 2009 và
Cấp thoát nước 2009, các đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn nghiên cứu
của mình.
Do thời gian nghiên cứu và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đề tài này
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong nhận được các ý kiến đóng góp để đề
tài nghiên cứu này được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 06 tháng 04 năm 2011
Học viên
Lê Văn Hiếu
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ
MỞ ĐẦU. ....................................................................................................................... 1
1. Sự cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1
2. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 2
2.1 Cơ sở khoa học ............................................................................................. 2
2.2 Cơ sở thực tiễn ............................................................................................. 3
3. Mục đích của đề tài.............................................................................................. 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 3
4.1 Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 3
4.2 Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 4
5. Giá trị khoa học và những đóng góp của đề tài ................................................... 4
6. Các phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 4
6.1 Phương pháp luận nghiên cứu ...................................................................... 4
6.2 Thu thập tài liệu, số liệu ............................................................................... 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG BÙN HOẠT TÍNH
VÀ C-TECH. ................................................................................................................. 6
1.1. Nước thải sinh hoạt .............................................................................................. 6
1.2. Hiện trạng xử lý nước thải trên thế giới và ở Việt Nam .................................... 10
1.2.1. Khái quát hiện trạng xử lý nước thải trên thế giới ...................................... 10
1.2.2. Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải ở Việt Nam ................................ 12
1.2.3. Giới thiệu về công nghệ C-Tech ................................................................. 17
1.2.3.1 Lịch sử phát triển ................................................................................... 17
1.2.3.2 Ứng dụng C-Tech để xử lý nước thải trên thế giới ............................... 19
1.2.3.3 Ứng dụng C-Tech để xử lý nước thải ở Việt Nam ................................ 21
1.3. Các loại công nghệ xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính thường áp dụng .......... 23
1.3.1. Công nghệ Bùn Hoạt tính Truyền thống (CAS) ......................................... 23
1.3.1.1 Nguyên tắc hoạt động ............................................................................ 23
1.3.1.2 Ưu, nhược điểm ..................................................................................... 24
1.3.1.3 Các vấn đề cần xem xét trong vận hành ................................................ 24
1.3.2. Xử lý bằng phương pháp dùng mương oxy hóa tuần hoàn (OD) ............... 25
1.3.2.1 Nguyên tắc hoạt động ............................................................................ 25
1.3.2.2 Ưu, nhược điểm ..................................................................................... 26
1.3.2.3 Các vấn đề cần xem xét trong vận hành ................................................ 26
1.3.3. Xử lý bằng bể Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR) ..................... 28
1.3.3.1 Nguyên tắc hoạt động ............................................................................ 28
1.3.3.2 Ưu, nhược điểm ..................................................................................... 30
1.3.4. Lọc Nhỏ Giọt Truyền thống (CTF) ............................................................. 30
1.3.4.1 Nguyên tắc hoạt động ............................................................................ 30
1.3.4.2 Ưu, nhược điểm ..................................................................................... 31
1.3.4.3 Các vấn đề cần xem xét trong vận hành ................................................ 31
1.3.5. Xử lý nước thải bằng công nghệ C-Tech .................................................... 32
1.3.5.1 Nguyên tắc hoạt động ............................................................................ 32
1.3.5.2 Ưu nhược điểm: ..................................................................................... 37
1.3.5.3 Các vấn đề cần xem xét trong vận hành ................................................ 38
1.4. Kết luận chương 1 .............................................................................................. 39
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG C-TECH ...... 41
2.1. Các quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ trong nước thải .................................. 41
2.1.1. Oxy hoá các chất hữu cơ ............................................................................. 41
2.1.2. Tổng hợp xây dựng tế bào........................................................................... 42
2.1.3. Tự oxy hoá chất liệu tế bào (tự phân hủy) .................................................. 42
2.2. Cơ chế quá trình xử lý Nitơ, Phốt pho ............................................................... 45
2.2.1. Xử lý Nitơ ................................................................................................... 45
2.2.2. Xử lý Phốt pho ............................................................................................ 47
2.3. Các yếu ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình xử lý ............................................. 48
2.3.1. pH ................................................................................................................ 48
2.3.2. Nhiệt độ ....................................................................................................... 48
2.3.3. Oxy hòa tan ................................................................................................. 48
2.3.4. Thành phần dinh dưỡng đối với vi sinh vật ................................................ 49
2.3.5. Nồng độ cho phép của chất bẩn hữu cơ trong nước thải để bể C-Tech hoạt
động có hiệu quả ................................................................................................... 50
2.4. Chế độ vận hành và kiểm soát quá trình trong bể C-Tech ................................ 51
2.4.1. Chế độ vận hành .......................................................................................... 51
2.4.2. Công cụ đo .................................................................................................. 53
2.4.3. Kiểm soát dòng vào ..................................................................................... 56
2.4.4. Sục khí ......................................................................................................... 57
2.4.5. Đo nồng độ oxy hòa tan .............................................................................. 57
2.4.6. Thiết bị xả nước .......................................................................................... 58
2.4.7. Điều kiện vận hành...................................................................................... 58
2.4.8. Chế độ vận hành .......................................................................................... 59
2.4.8.1 Chu trình với lưu lượng cao .................................................................. 60
2.4.8.2 Vận hành trên cơ sở kiểm soát oxy hòa tan ........................................... 61
2.4.8.3 Vận hành thông qua tốc độ cấp khí và kiểm soát .................................. 61
2.4.9. Hệ thống bổ sung chất hữu cơ ..................................................................... 61
2.4.10. Kết luận chương 2 ..................................................................................... 62
CHƯƠNG 3. CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN VÀ TÍNH TOÁN ỨNG DỤNG C-TECH
...................................................................................................................................... 63
3.1. Các bước tính toán bể C-Tech ........................................................................... 63
3.2. Tính toán ứng dụng ............................................................................................ 69
3.3. Kết luận chương 3 .............................................................................................. 75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 76
1. Kết luận ............................................................................................................. 76
2. Kiến nghị một số hướng nghiên cứu ................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt
BOD
Biochemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy sinh hoá
COD
Chemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy hoá học
CAS
Convetional Activated Sludge
Quá trình xử lý sinh học bùn hoạt
tính truyền thống dạng liên tục.
C-Tech
Cyclic Activated Sludge
Technology
Công nghệ bùn hoạt tính dạng mẻ
liên tục
DO
Dissolved Oxygend
Oxy hoà tan
F/M
Food – Microorganism ratio
Tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật
MLSS
Mixed Liquor Suspended Solids
Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng
MLVSS
Mix Liquid Volatile Suspended
Solids
Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn
lỏng
OD
Oxydation ditch
Mương oxy hoá
SBR
Seqencing Batch Reactor
Công nghệ bùn hoạt tính dạng mẻ
tuần hoàn
SVI
Sludge Volume Index
Chỉ số thể tích bùn
SRT
Solid Retention Time
Thời gian lưu bùn
SS
Suspended Solid
Chất rắn lơ lửng
TN
Total Nitrogen
Hàm lượng Nitơ tổng.