Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn spa ở trung tâm du lịch suối khoáng nóng Tháp Bà, Nha Trang công suất 600m3/ngày đêm

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI - LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý nước thải : 2.1.1 Phương pháp xử lý cơ học Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất không tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải; điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải. Các công trình xử lý cơ học xử lý nước thải thông dụng: 2.1.1.1 Song chắn rác: Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các công trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn. Hình 1.1: Song chắn rác cơ giới Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại: ● Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷100mm. ● Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷25mm. 2.1.1.2 Lưới lọc Lưới lọc dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ. Kích thước mắt lưới từ 0,5÷1,0mm. Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa. 2.1.1.3 Bể lắng cát Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa, trước bể lắng đợt I. Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý tiếp theo. Bể lắng cát gồm 3 loại: ● Bể lắng cát ngang Hình 1.2: Bể lắng cát ngang ● Bể lắng cát thổi khí ● Bể lắng cát ly tâm 2.1.1.4 Bể tách dầu mỡ Các loại công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học…và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn. 2.1.1.5 Bể điều hòa Bể điều hòa được dùng để duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học. Bể điều hòa có thể được phân loại như sau: ●Bể điều hòa lưu lượng ●Bể điều hòa nồng độ ●Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ. 2.1.1.6 Bể lắng Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực. Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước thải. Vì vậy đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học. Để có thể tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào chất đông tụ sinh học. Bể lắng được chia làm 3 loại: ● Bể lắng ngang (có hoặc không có vách nghiêng): Hình 1.3: Bể lắng ngang ● Bể lắng đứng: mặt bằng là hình tròn hoặc hình vuông. Trong bể lắng hình tròn nước chuyển động theo phương bán kính (radian). ● Bể lắng li tâm: mặt bằng là hình tròn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài. 2.1.1.7 Bể lọc Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm có trong nước thải. Các loại bể lọc được phân loại như sau: ● Lọc qua vách lọc ● Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt ● Thiết bị lọc chậm ● Thiết bị lọc nhanh. Hình 1.4 : Bể lọc 2.1.2 Phương pháp xử lý hoá học 2.1.2.1 Đông tụ và keo tụ Phương pháp đông tụ-keo tụ là quá trình thô hóa các hạt phân tán và nhũ tương, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện tượng lắng xảy lắng. Sử dụng đông tụ hiệu quả khi các hạt keo phân tán có kích thước 1-100µm. Để tạo đông tụ, cần có thêm các chất đông tụ như: ● Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O. Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 200C là 362 g/l. pH tối ưu từ 4.5-8. ● Phèn sắt FeSO4.7H2O.Độ hòa tan của phèn sắt trong nước ở 200C là 265 g/l. Quá trình đông tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9. ● Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O, … ● Vôi. Khác với đông tụ, keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào. Chất keo tụ thường sử dụng như: tinh bột, ester, cellulose, … Chất keo tụ có thể sử dụng độc lập hay dùng với chất đông tụ để tăng nhanh quá trình đông tụ và lắng nhanh các bông cặn. Chất đông tụ có khả năng làm mở rộng phạm vi tối ưu của quá trình đông tụ, làm tăng tính bền và độ chặt của bông cặn, từ đó làm giảm được lượng chất đông tụ, tăng hiệu quả xử lý. Hiện tượng đông tụ xảy ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ theo các hạt lơ lửng. Khi hòa tan vào nước thải, chất keo tụ có thể ở trạng thái ion hoặc không ion, từ đó ta có chất keo tụ ion hoặc không ion. Hình 1.5: Quá trình tạo bông cặn của các hạt keo 2.1.2.2 Trung hòa Nước thải của một số ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất, do các quá trình công nghệ có thể có chứa các acid hoặc bazơ, có khả năng gây ăn mòn vật liệu, phá vỡ các quá trình sinh hóa của các công trình xử lý sinh học, đồng thời gây các tác hại khác, do đó cần thực hiện quá trình trung hòa nước thải. Các phương pháp trung hòa bao gồm: ● Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm. ● Trung hòa dịch thải có tính acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như CaCO3, dolomit,… ● Đối với dịch thải có tính kiềm thì trung hòa bởi acid hoặc khí acid. Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hòa, cần dựa vào các yếu tố: ● Loại acid hay bazơ có trong nước thải và nồng độ của chúng. ● Độ hòa tan của các muối được hình thành do kết quả phản ứng hóa học. 2.1.2.3 Oxy hoá khử Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa được, trừ các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp phụ vào bùn hoạt tính. Nhiều kim loại như : Hg, As,…là những chất độc, có khả năng gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hóa khử. Có thể dùng các tác nhân oxy hóa như Cl2, H2O2, O2 không khí, O3 hoặc pirozulite ( MnO2). Dưới tác dụng oxy hóa, các chất ô nhiễm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hại hơn và được loại ra khỏi nước thải. 2.1.2.4 Điện hóa Cơ sở của sự điện phân gồm hai quá trình: oxy hóa ở anod và khử ở catod. Xử lý bằng phương pháp điện hóa rất thuận lợi đối với những loại nước thải có lưu lượng nhỏ và ô nhiễm chủ yếu do các chất hữu cơ và vô cơ đậm đặc. Ưu điểm : ● Không cần pha loãng sơ bộ nước thải. ● Không cần tăng thành phần muối của chúng. ● Có thể tận dụng lại các sản phẩm quý chứa trong nước thải. ● Diện tích xử lý nhỏ. Nhược điểm: ● Tốn kém năng lượng. ● Phải tẩy sạch bề mặt điện cực khỏi các tạp chất. 2.1.3 Phương pháp xử lý hóa lý Trong dây chuyên công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường được áp dụng sau công đoạn xử lý cơ học. Phương pháp xử lý hóa lý bao gồm các phương pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cô đặc, lọc ngược,…. Phương pháp hóa lý được sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan, có một số ưu điểm như: Loại được các hợp chất hữu cơ không bị oxi hóa sinh học. ● Không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật. ● Có thể thu hồi các chất khác nhau. ● Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn. 2.1.3.1 Tuyển nổi Là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha khí-nước và xảy ra khi có năng lượng tự do trên bề mặt phân chia, đồng thời cũng do các hiện tượng thấm ướt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ướt ở những nơi tiếp xúc khí-nước ● Tuyển nổi dạng bọt: được sử dụng để tách ra khỏi nước thải các chất không tan và làm giảm một phần nồng độ của một số chất hòa tan. ● Phân ly dạng bọt: được ứng dụng để xử lý các chất hòa tan có trong nước thải, ví dụ như chất hoạt động bề mặt. Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi là có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ, có thể thu tạp chất. Phương pháp tuyển nổi được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như: tơ sợi nhân tạo, giấy cellulose, thực phẩm,… Hình 1.6: Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn 2.1.3.2 Hấp phụ Hấp phụ là thu hút chất bẩn lên bề mặt của chất hấp phụ, phần lớn là chất hấp phụ rắn và có thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hoặc động Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất bị hấp phụ có thể bị giải hấp và chuyển ngược lại vào chất thải. Các chất hấp phụ thường được sử dụng là các loại vật liệu xốp tự nhiên hay nhân tạo như tro, mẫu vụn than cốc, than bùn, silicagen, keo nhôm, đất sét hoạt tính,… và các chất hấp phụ này còn có khả năng tái sinh để tiếp tục sử dụng. 2.1.3.3 Trích ly Phương pháp tách chất bẩn hữu cơ hòa tan chứa trong nước bằng cách trộn lẫn với dung môi nào đó, trong đó, chất hữu cơ hòa tan vào dung môi tốt hơn vào nước. 2.1.3.4 Trao đổi ion Các chất cấu thành pha rắn, mà trên đó xảy ra sự trao đổi ion, gọi là ionit. Các ionit có thể có nguồn gốc nhân tạo hay tự nhiên, là hữu cơ hay vô cơ và có thể được tái sinh để sử dụng liên tục. Được sử dụng để loại các ion kim loại trong nước thải. 2.1.4 Phương pháp xử lý sinh học Thực chất của phương pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Chúng chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan và những chất dễ phân hủy sinh học thành những sản phẩm cuối cùng như : CO2, H2O,NH4,.. Chúng sử dụng một số hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng nhằm duy trì quá trình, đồng thời xây dựng tế bào mới. Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý. 2.1.4.1 Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên Ao hồ sinh học ( ao hồ ổn định nước thải) Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa. Phương pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chí phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao.Quy trình được tóm tắt như sau: Nước thải loại bỏ rác, cát sỏi,.. Các ao hồ ổn định Nước đã xử lý ● Hồ hiếu khí Ao nông 0,3-0,5m có quá trình oxi hoá các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật. Gồm 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo. ● Hồ kị khí Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị khí hoạt động sống không cần oxy của không khí. Chúng sử dụng oxi từ các hợp chất như nitrat, sulfat.. để oxi hoá các chất hữu cơ, các loại rượu và khí CH4, H2S,CO2,… và nước. Chiều sâu hồ khá lơn khoảng 2-6m. ● Hồ tùy nghi Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hoà tan có đều ở trong nước và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH4) cặn lắng ở vùng đáy. Ao hồ tùy nghi được chia làm 3 vùng: lớp trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là vùng kị khí tùy tiện và vùng phía đáy sâu là vùng kị khí. Chiều sâu hồ khoảng 1-1,5m Hình 1.7: Hồ tùy nghi ● Hồ ổn định bậc III Nước thải sau khi xử lý cơ bản ( bậc II) chưa đạt tiêu chuẩn là nước sạch để xả vào nguồn thì có thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các công trình xử lý bậc III là ao hồ ồn định sinh học kết hợp với thả bèo nuôi cá. 2.1.4.2 Phương pháp xử lý qua đất Thực chất của quá trình xử lý là: khi lọc nước thải qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất này tạo ra một màng gồm rất nhiều vi sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Những vi sinh vật sẽ sử dụng ôxy của không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất khoáng. Cánh đồng tưới Cánh đồng lọc Hình 1.8 : Xử lý nước thải bằng đất 2.1.4.3 Công trình xử lý sinh học hiếu khí. ● Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí có thể kể đến hai quá trình cơ bản : Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lửng. Quá trình xử lý sinh trưởng bám dính. Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu như: bể Aerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay… Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân đế cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác. Các vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống. Trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phóng năng lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Như vậy các chất hữu cơ có trong nước thải được chuyển hoá thành các chất vô cơ như H2O, CO2 không độc hại cho môi trường. Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau : Chất hữu cơ + vi sinh vật + ôxy NH3 + H2O + năng lượng + tế bào mới hay có thể viết : Chất thải + bùn hoạt tính + không khí Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư Một số loại bể aerotank thường dùng trong xử lý nước thải: ● Bể Aerotank truyền thống : Hình 1.9: sơ đồ công nghệ đối với bể Aerotank truyền thống ● Bể Aerotank tải trọng cao: Hoạt động của bể aerotank tải trọng cao tương tự như bể có dòng chảy nút, chịu được tải trọng chất bẩn cao và cho hiệu suất làm sạch cũng cao, sử dụng ít năng lượng, lượng bùn sinh ra thấp. Nước thải đi vào có độ nhiễm bẩn cao, thường là BOD>500mg/l. tải trọng bùn hoạt tính là 400 – 1000mg BOD/g bùn (không tro) trong một ngày đêm. ● Bể Aerotank có hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dòng chảy (bể có dòng chảy nút ) Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank được giảm dần từ đầu đến cuối bể do đó nhu cầu cung cấp ôxy cũng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ. Ưu điểm : Giảm được lượng không khí cấp vào tức giảm công suất của máy thổi khí. Không có hiện tượng làm thoáng quá mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của vi khuẩn khử các hợp chất chứa Nitơ. Có thể áp dụng ở tải trọng cao (F/M cao), chất lượng nước ra tốt hơn. ● Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact Stabilitation) Bể có 2 ngăn : ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh Hình 1.10 : Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc. Ưu điểm của dạng bể này là bể Aerotank có dung tích nhỏ, chịu được sự dao động của lưu lượng và chất lượng nước thải, có thể ứng dụng cho nước thải có hàm lượng keo cao. ● Bể thông khí kéo dài Khi nước thải có tỉ số F/M ( tỉ lệ giữa BOD5 và bùn hoạt tính-mgBOD5/mg bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp, thời gian thông khí thường là 20-30h Hình 1.11: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoáng kéo dài. ● Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh : Hình 1.12 : Sơ đồ làm việc Bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn Ưu điểm: pha loãng ngay tức khắc nồng độ của các chất ô nhiễm trong toàn thể tích bể, không xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho loại nước thải có chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng. ● Oxytank Dựa trên nguyên lý làm việc của aerotank khuấy đảo hoàn chỉnh người ta thay không khí nén bằng cách sục khí oxy tinh khiết Hình 1.13: Oxytank Ưu điểm: Hiệu suất cao nên tăng được tải trọng BOD Giảm thời gian sục khí Lắng bùn dễ dàng Giảm bùn đáng kể trong quá trình xử lý Mương oxy hóa Mương ôxy hóa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh có dạng vòng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương. Lọc sinh học – Biofilter Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Có 2 dạng: Bể lọc sinh học nhỏ giọt: là bể lọc sinh học có vật liệu lọc không ngập trong nước. Giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l với lưu lượng nước thải không quá 1000 m3/ngđ. Bể lọc sinh học cao tải: lớp vật liệu lọc được đặt ngập trong nước. Tải trọng nước tới10 ÷ 30m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt. Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một bể lọc sinh học nhưng có chiều cao khá lớn. Hình 1.14 : Bể lọc sinh học nhỏ giọt Đĩa quay sinh học RBC ( Rotating biological contactors) RBC gồm một loại đĩa tròn xếp liền nhau bằng polystyren hay PVC. Những đĩa này được nhúng chìm trong nước thải và quay từ từ. Trong khi vận hành, sinh vật tăng trưởng sẽ dính bám vào bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhày trên toàn bộ bề mặt ướt của đĩa. Đĩa quay làm cho sinh khối luôn tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với không khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí. 2.1.4.4 Công trình xử lý sinh học kỵ khí Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có ôxy. Việc chuyển hoá các axit hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Lượng chất hữu cơ chuyển hoá thành khí vào khoảng 80 90%. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32 35 oC. Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kỵ khí là lượng bùn sản sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí. Trong quá trình lên men kỵ khí, thường có 4 nhóm vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ nối tiếp nhau: Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme như các polysaccharide và protein thành các monomer. Kết quả của sự “bẻ gãy” mạch cacbon này chưa làm giảm COD. Các monomer được chuyển hóa thành các axit béo (VFA) với một lượng nhỏ H2 . Các axit chủ yếu là Acetic, propionic và butyric với những lượng nhỏ của axit Valeric. Ở giai đoạn axit hóa này, COD có giảm đi đôi chút (không quá 10%). Tất cả các axit có mạch carbon dài hơn axit acetic được chuyển hóa tiếp thành acetac và H2 bởi các vi sinh vật Acetogenic Phương pháp kị khí với sinh trưởng lơ lửng ● Phương pháp tiếp xúc kị khí Bể lên men có thiết bị trộn và bể lắng riêng Quá trình này cung cấp phân ly và hoàn lưu các vi sinh vật giống, do đó cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 12 giờ. Cần thiết bị khử khí (Degasifier) giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly. Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi. `● Bể UASB ( upflow anaerobic Sludge Blanket) Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất hưũ cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vận hành UASB. Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 0,9 m/h. Hình 1.15: Bể UASB Phương pháp kị khí với sinh trưởng gắn kết ● Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá mang hữu cơ (ANAFIZ) Lọc kỵ khí gắn với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc có thể được vận hành ở chế độ dòng chảy ngược hoặc xuôi. Giá thể lọc trong quá trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nó cũng có khả năng phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hóa. ● Lọc kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trương nở (ANAFLUX) Vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt được giãn nở bởi dòng nước dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích là lớn nhất. Ưu điểm: Ít bị tắc nghẽn trong quá trình làm việc với vật liệu lọc. Khởi động nhanh chóng Không tẩy trôi các quần thể sinh học bám dính trên vật liệu Có khả năng thay đổi lưu lượng trong giới hạn tốc độ chất lỏng. 2.2 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CỦA TRUNG TÂM 2.2.1 Thành phần và tính chất nước thải Tổng khối lượng nước thải của khu du lịch chiếm khoảng 80% tổng khối lượng nước sử dụng, tương đương 600 m3 nước thải/ngàyđêm, trong đó : Nước thải từ hồ bơi: 300 m3/ngàyđêm. Nước thải từ khu ngâm nước khoáng nóng: 200 m3/ngàyđêm. Hỗn hợp bùn đặc và nước từ bể tắm bùn : 100 m3/ngàyđêm. 2.2.1.1. Nguồn thải: ( xem bảng 1.4 ). Hỗn hợp bùn - nước thải từ các hồ tắm bùn được thu gom vào hố ga tập trung 2.2.1.2. Đặc trưng nước thải: Nhận xét: Hỗn hợp bùn – nước thuộc loại Natri Canxi Clorua, có Silic 2.2.1.3 Lưu lượng: Tổng lưu lượng nước thải : 600 m3/ngày. Lưu lượng trung bình giờ : 25 m3/ h. 2.2.1.4. Mức độ cần đạt sau xử lý: Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý, được lấy mẫu và xét nghiệm phải đạt tiêu chuẩn QCVN 24 – 2009 , loại B ( Bảng phụ lục đính kèm ) 2.2.2 Sơ đồ khối công nghệ đề xuất NƯỚC THẢI SCR BỂ GOM MÁY THỔI KHÍ BỂ ĐIỀU HOÀ nước tách bùn Hóa chất keo tụ phèn nhôm Hoá chất trợ keo tụ Polyme BỂ KEO TỤ TẠO BÔNG Bùn thải BỂ LẮNG BỂ CHỨA BÙN BỂ LỌC Sân phơi bùn Chlorine BỂ KHỬ TRÙNG Nguồn tiếp nhận Đạt QCVN 24 – 2009 loại B Ghi chú: Đường bùn Đường nước Đường khí Đường hoá chất Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý: - Công nghệ keo tụ - tạo bông đã được áp dụng nhiều trong thực tế để keo tụ SS và mang lại hiệu quả cao. - Chi phí vận hành thấp. - Vận hành đơn giản, không gây độc cho người vận hành. - Không gây ô nhiễm môi trường. 2.2.3 Công nghệ xử lý: Công nghệ xử lý gồm hai bước chính: Bước 1: Sử dụng phương pháp cơ học để tách bùn ra khỏi hỗn hợp bùn – nứơc Bước 2 : Châm Chlorine để diệt các vi khuẩn gây bệnh trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. 2.2.4. Thuyết minh nguyên lý hoạt động: Hỗn hợp bùn - nước từ hệ thống thoát nước của khu Spa qua song chắn rác được dẫn vào bể gom, sau đó được bơm chìm bơm dưới đáy bể bơm vào bể điều hoà. Bể điều hoà có tác dụng điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất nhiễm bẫn có trong nước thải. Tại bể điều hoà tiến hành sục khí để tránh quá trình lắng cặn và phân huỷ kị khí. Nước thải từ bể điều hoà được bơm lên bể keo tụ tạo bông trước khi tự chảy vào bể lắng để bảo đảm vận tốc dòng vào. Tại cụm bể keo tụ tạo bông, hoá chất trợ lắng được châm vào nhằm tăng cường quá trình kết dính, tạo bông cặn. Hoá chất được hoà tan hoàn toàn vào nước thải nhờ vào hệ thống khuấy trộn cơ khí. Nước thải sau thời gian tạo bông thích hợp sẽ tự chạy vào bể lắng. Tại đây quá trình lắng cặn diễn ra, bùn lắng theo nguyên tắc lắng trọng lực. Lượng bùn lắng này được đưa vào bể chứa bùn bằng hệ thống bơm bùn. Tại bể chứa bùn, quá trình lắng tách nước một lần nữa diễn ra, lượng bùn này được hút lên để đưa ra sân phơi bùn và được thải bỏ định kỳ, lượng nước tách bùn được dẫn vào bể điều hòa. Nước từ bể lắng được dẫn vào bể lọc nhanh để làm trong nước trước khi được dẫn vào bể khử trùng. Tại đây nước được châm thêm một lượng Chlorine nhất định để khử trùng. Đảm bảo chỉ tiêu vi sinh trước khi được thải bỏ vào nguồn tiếp nhận ( Sông Cái ). Nước đầu ra đạt QCVN 24 -2009, loại B.