Nghiên cứu ảnh hưởng của ph lên hiệu quả xử lý nước thải thủy sản việt an bằng mô hình uasb

  • Số trang: 58 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 12 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ – MÔI TRƯỜNG PHẠM THỊ TRÚC LY NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA pH LÊN HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN VIỆT AN BẰNG MÔ HÌNH UASB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Khóa học: 2007 - 2011 An Giang 05/2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ – MÔI TRƯỜNG PHẠM THỊ TRÚC LY NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA pH LÊN HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN VIỆT AN BẰNG MÔ HÌNH UASB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Khóa học: 2007 – 2011 GVHD Th.S TRẦN THỊ HỒNG NGỌC GVPB Th.S NGUYỄN THANH HÙNG Th.S NGUYỄN TRẦN THIỆN KHÁNH An Giang 05/2011 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... Long xuyên, ngày……tháng……năm 2011 Giáo viên hướng dẫn Th.S Trần Thị Hồng Ngọc LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian vừa qua em đã được trang bị rất nhiều kiến thức chuyên môn từ các quý thầy cô, đặc biệt là các quý thầy cô Bộ môn Môi trường và Phát triển bền vững đã tạo điều kiện cho em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn: - Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa cùng tập thể giáo viên Bộ môn Môi trường và Phát triển bền vững, khoa Kỹ Thuật - Công Nghệ - Môi Trường, trường Đại học An Giang, đã trang bị kiến thức cho em trong thời gian qua. - Th.S Trần Thị Hồng Ngọc đã tận tình giúp đỡ, cố vấn và hướng dẫn trực tiếp cho em trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp. - Công ty cổ phần Việt An, các Cô, Chú, Anh, Chị trong tất cả các Phòng ban, đặc biệt là các anh ở phòng Kỹ thuật đã nhiệt tình chỉ dẫn và tạo điều kiện cho em thực hiện khóa luận của mình. Vì đây là lần đầu em đi sâu nghiên cứu và tự mình xây dựng mô hình bể UASB để xử lý nước thải nên không thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp và chỉ dạy của quý thầy cô, và tập thể lớp DH8MT, để giúp cho đề tài của em được hoàn thiện hơn. Long xuyên, ngày 09 tháng 06 năm 2011 Phạm Thị Trúc Ly MỤC LỤC Chương 1: MỞ ĐẦU ................................................................................ 1 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU..................................................... 2 2.1. Nguồn gốc nước thải và tính chất nước thải ............................. ….. 2 2.2. Quá trình sinh học yếm khí .............................................................. 3 2.3. Phân loại công trình ......................................................................... 4 2.3.1. Quá trình lọc kị khí ngược dòng ................................................ 5 2.3.2. Quá trình kị khí tầng giá thể lơ lửng .......................................... 6 2.3.3. Quá trình kị khí dính bám xuôi dòng ......................................... 7 2.3.4. Quá trình kị khí phân hủy xáo trộn ............................................ 7 2.3.5. Quá trình tiếp xúc kị khí............................................................. 8 2.3.6. Quá trình kị khí lớp bông bùn dòng chảy ngược(UASB) .......... 9 Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 12 3.1.Đối tượng nghiên cứu...................................................................... 12 3.2. Thời gian nghiên cứu ..................................................................... 12 3.3. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................... 12 3.4. Nội dung nghiên cứu ...................................................................... 12 3.5. Phương tiện và vật liệu nghiên cứu................................................ 12 3.6. Phương pháp nghiên cứu................................................................ 13 3.6.1 Vị trí thu mẫu ............................................................................ 13 3.6.2 Các bước thực hiện thí nghiệm ................................................ 13 3.6.3 Phân tích các thông số............................................................... 17 3.6.4 Phương pháp xử lý số liệu......................................................... 18 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................ 19 4.1. Xác định tính chất nước thải thủy sản của công ty CP Việt An..... 19 4.1.1. Thành phần và tính chất nước thải .......................................... 19 4.1.2. Xây dựng mô hình................................................................... 19 4.2. Kết quả đo đạt các thông số ........................................................... 25 4.2.1. Kết quả đo SS........................................................................... 25 4.2.2. Kết quả đo COD....................................................................... 26 4.2.3. Kết quả đo BOD5...................................................................... 28 4.2.4. Kết quả đo NH4+ ....................................................................... 29 4.2.5. Kết quả đo PO43- ....................................................................... 32 4.2.6. Kết quả phân tích chỉ tiêu khí CO2 và CH4 .............................. 34 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................ 36 5.1. Kết luận .......................................................................................... 36 5.2. Kiến nghị ........................................................................................ 36 Tài liệu tham khảo.................................................................................... 37 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Cơ chế sinh hóa trong lên men yếm khí .................................... 4 Hình 2.2: Một số dạng kị khí đã được ứng dụng ....................................... 5 Hình 2.3: Sơ đồ làm việc của quá trình lọc kị khí ngược dòng.................. 6 Hình 2.4: Sơ đồ làm việc của quá trình kị khí dính bám ........................... 6 Hình 2.5: Sơ đồ làm việc của quá trình lọc kị khí dính bám xuôi dòng .... 7 Hình 2.6: Sơ đồ làm việc của quá trình kị khí xáo trộn hoàn toàn............. 8 Hình 2.7: Sơ đồ làm việc của quá trình tiếp xúc kị khí.............................. 9 Hình 2.8: Sơ đồ làm việc của quá trình kị khí lớp bông bùn(UASB)...... 11 Hình 3.1: Bùn kỵ khí ................................................................................ 16 Hình 4.1: Lát cắt ngang của ngăn lắng..................................................... 22 Hình 4.2: Lát cắt ngang của ngăn lắng..................................................... 22 Hình 4.3: Mô hình bể UASB.................................................................... 23 Hình 4.4: Mô hình thật của bể UASB ...................................................... 24 Hình 4.5: Hàm lượng SS (mg/l) ............................................................... 25 Hình 4.6: Hiệu suất xử lý SS (mg/l)......................................................... 26 Hình 4.7: Hàm lượng COD (mg/l) ........................................................... 26 Hình 4.8: Hiệu suất xử lý COD (mg/l)..................................................... 27 Hình 4.9: Hàm lượng BOD5 (mg/l).......................................................... 28 Hình 4.10: Hiệu suất xử lý BOD5 (mg/l) ................................................. 29 Hình 4.11: Hàm lượng NH4+ (mg/l) ......................................................... 30 Hình 4.12: Mức độ gia tăng NH4+ (mg/l)................................................. 31 Hình 4.13: Hàm lượng PO43- (mg/l) ......................................................... 32 Hình 4.14: Hiệu suất xử lý PO43- (mg/l)................................................... 33 Hình 4.15: Nước thải đầu vào .................................................................. 35 Hình 4.16: Nước thải đầu ra..................................................................... 35 Hình 4.17: Nước thải đầu vào và đầu ra của TN1 .................................... 35 Hình 4.18: Sự khác biệt giữa nước thải đầu vào đầu ra ........................... 35 DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Kết quả phân tích nước thải đầu vào ........................................ 2 Bảng 3.1: Phương pháp phân tích các thông số ....................................... 17 Bảng 4.1: Thành phần và tính chất nước thải làm cơ sở thiết kế ............. 19 Bảng 4.2: Giá trị thiết kế bể UASB ......................................................... 23 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT CP: Cổ phần TN1: Thí nghiệm 1 TN2: Thí nghiệm 2 TN3: Thí nghiệm 3 COD: Nhu cần oxi hóa học BOD: Nhu cầu oxi sinh học SS: Chất rắn lơ lửng TS: Chất rắn tổng cộng N-NH4+: Nitơ amonia PO43-: Photphat CO2: Cacbon CH4: Metan UASB: (Upward-flow Anaerobic Sludge Blanket) là bể xử lý sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn Khóa luận tốt nghiệp DH8MT Chương 1 MỞ ĐẦU Hiện nay ngành chế biến thủy sản ở nước ta đang trong giai đoạn phát triển mạnh. Đây là một trong những ngành kinh tế chủ lực mang lại nhiều ngoại tệ cho đất nước. Bên cạnh những lợi ích đạt được về kinh tế - xã hội, ngành này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường cần phải giải quyết, trong đó ô nhiễm môi trường nước do nước thải từ các nhà máy chế biến thủy sản là một trong những mối quan tâm hàng đầu. Vì đặc điểm của ngành chế biến thủy sản là phải sử dụng một lượng nước khá lớn để phục vụ cho quá trình sản xuất, chính vì thế trong quá trình sản xuất đã thải ra một lượng nước thải khổng lồ. Lượng chuẩn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận gấp nhiều lần. Nước thải thủy sản có đặc trưng riêng biệt là rất hôi và tanh. Nếu như những thành phần trong nước thải thủy sản không được xử lý trước khi thải vào môi trường sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng xung quanh. Vì vậy xử lý nước thải của ngành chế biến thủy sản đạt tiêu chuẩn là vấn đề cần phải làm và có ý nghĩa thiết thực. Nhận thức được tầm quan trọng của môi trường nước và tính cấp thiết của xã hội vì lý do đó tôi thực hiện đề tài này “Nghiên cứu ảnh hưởng của pH lên hiệu quả xử lý nước thải thủy sản Việt An bằng mô hình UASB”.Bể UASB là một trong những công trình đơn vị chính trong hệ thống xử lý nước thải, mang lại hiệu quả xử lý cao, góp phần khắc phục được các vấn đề ô nhiễm môi trường từ nước thải của ngành chế biến thủy sản. GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 1 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gốc và tính chất nước thải Qua quá trình khảo sát một số nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với cùng nguồn nguyên liệu là chế biến cá Basa xuất khẩu như: Cửu Long, Việt An, Antesco, Đông lạnh 7, Đông lạnh 8, Toàn Phát… có thể kết luận được, nguồn gốc của nước thải thủy sản trong ngành chế biến cá Basa bao gồm nước rửa nguyên liệu, nước rửa dùng cho các công đoạn sản xuất từ sơ chế đến thành phẩm, nước rửa máy móc, thiết bị và nhà xưởng theo mỗi ca sản xuất (Công ty môi trường xanh, 2007). Theo số liệu thống kê ở một số nhà máy chế biến cá Basa đưa vào chế biến sẽ sinh ra một lượng nước thải từ 8 – 10m3/một tấn cá nguyên liệu. Với quy mô sản xuất 100 tấn nguyên liệu một ngày thì lượng nước thải sinh ra tương ứng khoảng 1000 m3/ngày. Khảo sát và phân tích mẫu nước thải chưa qua hệ thống xử lý tại một số nhà máy chế biến thủy sản cho thấy hàm lượng ô nhiễm hữu cơ (BOD) cao gấp 20 đến 50 lần; hàm lượng COD cao gấp 30 đến 70 lần; hàm lượng vi sinh vượt gấp ngàn lần và hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước (SS) vượt hơn 16 lần tiêu chuẩn nước thải công nghiệp cho phép thải vào khu vực nước dùng làm mục đích sinh hoạt Bảng2.1: Kết quả phân tích nước thải đầu vào của một số nhà máy chế biến thủy sản và so sánh với TCVN 5945:2005 cột A Tên chỉ tiêu pH Chất rắn lơ lửng COD BOD NH4+ PO43Coliform tổng Đơn vị Kết quả TCVN 5945:2005 cột A mg / l mg/l 5,5 – 9 400 – 800 1.500 – 3.500 6–9 50 50 mg/l mg/l mg/l MPN/100 ml 700 – 1.500 165 – 238 47 – 95 105 - 106 30 30 4 3.000 ( Nguồn: Nguyễn Văn Vinh, 2007) GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 2 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT Các con sông, kênh rạch chính là nơi tiếp nhận chủ yếu của các nguồn nước thải thủy sản. Hiện nay các con sông, kênh rạch đang ngày càng ô nhiễm do trong nước thải chứa hàm lượng đạm cao từ các nhà máy chế biến thủy sản thải vào. Trong nước thải thủy sản không chỉ chứa chất đạm mà còn mang theo nhiều dịch bệnh từ các xác thủy sản chết, thối rửa…. đây chính là mối nguy hiểm đe dọa trực tiếp đến đời sống sức khỏe của cộng đồng sử dụng nguồn nước từ các con sông, kênh rạch bị ô nhiễm từ nước thải thủy sản. Bên cạnh lợi ích kinh tế mà ngành chế biến thủy sản mang lại, thì vấn đề ô nhiễm cũng đang tồn tại song song. Nhằm đảm bảo mục tiêu phục vụ cho sự phát triển của sự nghiệp kinh tế và bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng cũng như người lao động, thì các nhà máy chế biến thủy sản cần phải có biện pháp xử lý nước thải một cách triệt để trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. 2.2 Quá trình sinh học yếm khí Quá trình xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là quá trình phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ trong nước thải với điều kiện không có oxy. Các quy trình xử lý bằng vi sinh yếm khí được áp dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao. Trong những năm gần đây do công nghệ sinh học phát triển, quy trình xử lý bằng vi sinh yếm khí được áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp có nồng độ BOD cao. Quy trình xử lý 2 bậc được áp dụng để xử lý nước thải có nồng độ BOD lớn hơn 500mg/l. Trong đó bậc 1 xử lý yếm khí, bậc 2 xử lý hiếu khí. Quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ bằng vi sinh yếm khí trong nước thải xảy ra theo ba bước: - Bước 1: Một nhóm vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như Monosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động. - Bước 2: Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành axit hữu cơ thường là axit axetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit trong các tài liệu thoát nước gọi là nhóm axit focmơ. - Bước 3: Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hóa hydro và axit axetic thành khí mêtan và cacbonic. Nhóm vi khuẩn này được gọi là mêtan focmơ, chúng có rất nhiều trong dạ dày của động vật nhai lại (trâu ,bò…). Vai trò GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 3 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT quan trọng của nhóm vi khuẩn mêtan focmơ là tiêu thụ hydro và axit axetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khi khí mêtan và cacbonic thoát ra khỏi hỗn hợp (Trịnh Xuân Lai, 2000). Cần phải duy trì trạng thái cân bằng động của quá trình xử lý yếm khí theo ba bước trên. Muốn vậy phải thực hiện theo đúng các điều kiện dưới đây: - Không có ôxy. - Không có hàm lượng quá mức của kim loại nặng. - Giá trị pH của hỗn hợp từ 6,6 đến 7,6. - Phải duy trì độ kiềm đủ khoảng 1000 – 1500mg/l làm dung dịch đệm để ngăn cản pH giảm xuống dưới 6,2. - Nhiệt độ của hỗn hợp (nước thải) từ 27 - 38oC. - Phải có đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = 350:5:1 và nồng độ thấp của các kim loại. Hình 2.1: Cơ chế sinh hóa trong lên men yếm khí chất hữu cơ 2.3 Phân loại công trình Dựa vào nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của các công trình, các bể xử lý kị khí, xử lý nước thải trên thực tế và lý thuyết để phân ra như sau: GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 4 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT Hình 2.2: Một số dạng quá trình kị khí đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế 2.3.1 Quá trình lọc kị khí ngược dòng Bể lọc kị khí là cột chứa đầy vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh vật kị khí sống bám trên bề mặt. Giá thể này có thể là đá, sỏi, than, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa, vòng sứ. * Ưu điểm Dòng nước thải phân bố đều, đi từ dưới lên, tiếp xúc với màng vi sinh dính bám trên bề mặt giá thể. Do khả năng bám dính tốt của màng vi sinh dẫn đến lượng sinh khối trong bể tăng lên và thời gian lưu bùn kéo dài. Có thể vận hành ở tỉ trọng cao vì thời gian lưu nước nhỏ. * Nhược điểm Bể lọc kị khí dùng giá thể bằng đá hoặc sỏi thường bị bít tắc do các chất lơ lửng hoặc màng vi sinh không bám dính giữ lại ở khe rỗng giữa các viên đá hoặc sỏi. Do trong bể lọc kị khí dòng chảy quanh co đồng thời do tích lũy sinh khối có thể gây ra các vùng chết và dòng chảy ngắn. Sau thời gian dài hoạt động chất rắn không bám dính gia tăng trong bể. GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 5 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT Hình 2.3: Sơ đồ làm việc của quá trình lọc kị khí ngược dòng 2.3.2 Quá trình kị khí tầng giá thể lơ lửng Ở quá trình này, nước thải sẽ được bơm từ dưới lên đi qua lớp vật liệu hạt, lớp vật liệu này làm giá thể cho vi sinh sống bám. Lớp vật liệu này có đường kính nhỏ, vì vậy tỉ lệ diện tích bề mặt/thể tích rất lớn (cát, than hoạt tính hạt…) tạo sinh khối bám dính lớn. Dòng nước thải đi ra được tuần hoàn trở lại nhằm mục đích tạo vận tốc nước đi lên đủ lớn để giúp cho lớp vật liệu hạt ở dạng lơ lửng, giãn nở khoảng 15 – 30% hoặc lớn hơn. Hàm lượng sinh khối có thể lên đến 10.000 – 40.000mg/l. Vì lượng sinh khối lớn, thời gian lưu nước nhỏ, nên quá trình này thích hợp cho xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ thấp như nước thải sinh hoạt (Lâm Minh Triết, 2008). Hình 2.4: Sơ đồ làm việc của quá trình kị khí dính bám tầng giá thể lơ lửng GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 6 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT 2.3.3 Quá trình kị khí bám dính xuôi dòng Nước thải trong quá trình này sẽ chảy từ trên xuống đi qua lớp giá thể module. Nhiệm vụ của giá thể này là tạo nên các dòng chảy nhỏ tương đối thẳng theo hướng từ trên xuống. Dòng chảy nhỏ có đường kính xấp xỉ 4cm. Ưu điểm của cấu trúc này là có thể tránh được hiện tượng bít tắc và tích lũy chất rắn không bám dính và thích hợp cho xử lý nước thải có hàm lượng SS cao. Hình 2.5: Sơ đồ làm việc của quá trình lọc kị khí dính bám xuôi dòng 2.3.4 Quá trình phân hủy kị khí xáo trộn Bể phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn là loại bể xáo trộn liên tục, không có tuần hoàn bùn. Loại bể này thích hợp cho việc xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ. Các thiết bị dùng cho việc xáo trộn có thể dùng hệ thống cánh khuấy cơ khí hoặc tuần hoàn khí biogas (đòi hỏi có máy nén khí biogas va dàn phân phối khí nén). Trong quá trình phân hủy kị khí lượng sinh khối mới được sinh ra và phân phối đều trong toàn bộ thể tích bể. Hàm lượng chất lơ lửng ở dòng ra phụ thuộc vào thành phần nước thải vào và yêu cầu xử lý (Lâm Minh Triết, 2008). * Nhược điểm Vì bể phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn không có biện pháp nào để lưu giữ sinh khối bùn, nên thời gian lưu sinh khối chính là thời gian lưu nước. Thời gian lưu bùn trong phân hủy kị khí thông thường từ 12 – 30 ngày. Vậy thể tích bể xáo trộn hoàn toàn đòi hỏi phải lớn hơn nhiều so với các công nghệ xử lý kị khí khác. GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 7 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT * Ưu điểm Do hàm lượng sinh khối trong bể thấp và thời gian lưu nước lớn, nên bể kị khí xáo trộn hoàn toàn có thể chịu đựng tốt trong trường hợp có độc tố hoặc khi tải trọng tăng đột ngột. Bể xáo trộn hoàn toàn có tải trọng đặc trưng là 0,5 – 6,0 kgVS/m3 (Lâm Minh Triết, 2008). Hình 2.6: Sơ đồ làm việc của quá trình kị khí xáo trộn hoàn toàn 2.3.5 Quá trình tiếp xúc kị khí Tương tự như hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí, quá trình tiếp xúc kị khí gồm hai gian đoạn: (1) phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn; (2) lắng hoặc tuyển nổi tách riêng phần cặn sinh học và nước thải sau xử lí. Bùn sinh học sau khi được tách ra sẽ tuần hoàn trở lại bể phân hủy kị khí. Hàm lượng vi sinh vật trong bể tiếp xúc kị khí dao động trong khoảng 4000 – 6000mg/l. Các hệ thống tiếp xúc kị khí có thể hoạt động tốt ở tải trọng hữu cơ từ 0,5- 10 kgCOD/m3/ngày với thời gian lưu nước từ 12 giờ đến 5 ngày. * Ưu điểm: Lượng sinh khối trong quá trình này có thể kiểm soát được và không phụ thuộc vào lưu lượng nước thải, vì vậy thời gian lưu bùn cũng có thể khống chế được và không liên quan đến thời gian lưu nước. Khi thiết kế cho quá trình này ta có thể chọn thời gian lưu bùn thích hợp cho phát triển sinh khối, khi đó có thể tăng được tải trọng và giảm thời gian lưu nước. * Nhược điểm: GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 8 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT Quá trình tiếp xúc kị khí sử dụng hệ thống lắng trọng lực phụ thuộc nhiều vào tính chất bông bùn kị khí. Các bọt khí biogas sinh ra trong quá trình phân hủy kị khí thường dính bám vào các hạt bùn làm giảm tính lắng của bùn. Hình 2.7: Sơ đồ làm việc của quá trình tiếp xúc kị khí 2.3.6 Quá trình kị khí lớp bông bùn dòng chảy ngược (UASB) UASB là bể xử lý sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn, phát triển mạnh ở Hà Lan. Trong bể UASB các chất bẩn hữu cơ trong nước thải được giữ lại và bị oxy hóa trong điều kiện yếm khí ngay trong lớp bùn hoạt tính kị khí ở vùng đáy bể. Các chất khí tạo thành trong quá trình lên men trong lớp bùn này sẽ nổi lên, cuốn theo các hạt bùn và được tách khỏi chúng khi va phải tấm chắn khí phía trên. Các hạt bùn được rơi trở lại tầng cặn. Khí được thu và dẫn ra ngoài về thùng chứa khí. Nước thải sau khi lắng tách bùn cặn được thu về máng nước trong phía trên và dẫn ra khỏi bể. * Ưu điểm: Xử lý bằng phương pháp kị khí là phương pháp được ứng dụng để xử lý các loại chất thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao, thời gian lưu nước trong bể ngắn, khả năng phân hủy sinh học tốt, nhu cầu năng lượng phục vụ vận hành bể thấp và sản sinh năng lượng mới. Ngoài ra bể UASB có cấu tạo không phức tạp, không yêu cầu có giá thể sinh vật. * Nhược điểm: Khó kiểm soát trạng thái và kích thước các hạt bùn cặn, trạng thái tầng bùn hoạt tính kị khí không ổn định khi điều kiện môi trường thay đổi. * Điều kiện vận hành: GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 9 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT Vì quá trình phân hủy kị khí dưới tác dụng của bùn hoạt tính là quá trình sinh học phức tạp trong môi trường không có oxi, nên bùn nuôi cấy ban đầu phải có độ hoạt tính mêtan. Độ hoạt tính mêtan càng cao thì thời gian khởi động (thời gian vận hành ban đầu đạt đến tải trọng thiết kế) càng ngắn. Trước khi vận hành bể UASB cần phải xem xét thành phần tính chất nước thải cần xử lý cụ thể ¾ Hàm lượng chất hữu cơ Khi COD nhỏ hơn 100 mg/l, xử lý nước thải bằng UASB không thích hợp. Khi COD lớn hơn 50.000mg/l cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước đầu ra. ¾ Hàm lượng cặn lơ lửng UASB không thích hợp đối với nước thải có hàm lượng SS lớn. Khi nồng độ cặn lơ lửng lớn hơn 3000 mg/l, cặn này khó có thể phân hủy sinh học được trong thời gian lưu nước ngắn và sẽ tích lũy dần trong bể, gây trở ngại cho quá trình phân hủy nước thải. Tuy nhiên, nếu lượng cặn này bị cuốn trôi ra khỏi bể thì không có trở ngại gì. Cặn lơ lửng sẽ lưu lại trong bể hay không tùy thuộc vào kích thước hạt cặn và hạt bùn nuôi cấy. Khi kích thước của hai loại cặn này gần như nhau, cặn lơ lửng sẽ tích lại trong bể. Khi sử dụng bùn hạt, cặn lơ lửng sẽ dễ dàng bị cuốn trôi ra khỏi bể. Đôi khi, lượng cặn lơ lửng này có thể bị phân hủy trong bể. Lúc đó, cần biết tốc độ phân hủy của chúng để tính thời gian lưu cặn trong bể (Lâm Minh Triết, 2008). ¾ Khả năng phân hủy sinh học của nước thải Cần phải tiến hành định lượng COD trước trong mô hình tĩnh và theo dõi sản lượng khí mêtan sinh ra hoặc lượng COD còn lại trong thời gian dài (40 ngày). Khi đó có thể đánh giá được khả năng phân hủy sinh học của nước thải. ¾Tính đệm Xác định tính đệm của nước thải bằng cách thêm một lượng axit acetic vào 1 lít nước thải thô. Lượng axit acetic thêm vào tương đương với 1g COD/l hoặc 40% hàm lượng COD nước thải thô khi hàm lượng COD nước thải thô nhỏ hơn 2,5g/l. Khi pH của nước thải sau khi thêm axit acetic lớn hơn hoặc bằng 6,5 có thể kết luận nước thải có tính đệm tốt. ¾ Chất dinh dưỡng GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 10 Khóa luận tốt nghiệp DH8MT Nhu cầu dinh dưỡng cho sự sinh trưởng của vi khuẩn kị khí thường thấp hơn so với vi khuẩn hiếu khí nhưng không thể thiếu. Nồng độ N, P và S được tính theo biểu thức ( COD/Y): N: P: S = (50/Y): 5: 1: 1 ( trong đó Y là hệ số sản lượng trung bình phụ thuộc vào nước thải) - Nước thải không dễ axit hóa có Y = 0,15 - Nước thải dễ axit hóa có Y = 0,03 ¾ Hàm lượng chất độc UASB không thích hợp với nước thải có hàm lượng amonia lớn hơn 2.000 mg/l hoặc nước thải có hàm lượng sunphate vượt quá 500 mg/l (tỉ số COD/SO42- ≤ 5) (Lâm Minh Triết, 2008). Hình 2.8: Sơ đồ làm việc của quá trình kị khí lớp bông bùn dòng chảy ngược (UASB) GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Ngọc SVTH: Phạm Thị Trúc Ly 11
- Xem thêm -