Với sự gia tăng dân số của Việt Nam nói chung và các khu dân cư nói riêng, xử lý nước thải đang là một đề tài nóng hiện nay. Nước thải từ khu dân cư, khu nhà ở mang đặc tính chung của nước thải sinh hoạt: bị ô nhiễm bởi bã cặn hữu cơ (SS), chất hữu cơ hòa tan (BOD), các chất dầu mỡ trong sinh hoạt (thường là dầu thực vật) và các vi trùng gây bệnh.
Từ hiện trạng nêu trên, yêu cầu cấp thiết đặt ra là xử lý triệt để các chất ô nhiễm để thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn xả thải, không ảnh hưởng đến môi trường sống của người dân.
Do đó, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt” được đề ra nhằm đáp ứng nhu cầu trên. Qua đề tài, em được hiểu và nắm được sơ bộ cách tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với yêu cầu là đưa ra phương án xử lý nước thải một cách hợp lý, tính toán các công trình, trình bày quá trình vận hành, các sự cố và biện pháp khắc phục.
51 trang |
Chia sẻ: tienduy345 | Lượt xem: 5462 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt có công suất 30.000 m3/ngày.đêm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
MÔI TRƯỜNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN II
Họ và tên sinh viên : Nguyễn Tùng Anh
Lớp : Kỹ thuật môi trường K57
Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường
1. Ngày giao đồ án: 14/09/2015
2. Ngày hoàn thành đồ án: 17/ 12 /2015
3. Đầu đề đồ án: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt có công suất 30.000 m3/ngày.đêm
4. Yêu cầu số liệu ban đầu:
- Đầu vào:
- Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý đạt cột A của quy chuẩn hiện hành.
5. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Lập bảng thuyết minh tính toán bao gồm:
Tổng quan về nước thải sinh hoạt và đặc trưng của nước thải.
Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có các thông số đã cho, từ đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp.
Tính toán 2 công trình đơn vị chính của phương án đã chọn: bể Aerotank và bể lắng II.
Tính toán cơ khí và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải , máy thổi khí...) cho các công trình đơn vị tính toán trên.
6. Các bản vẽ kỹ thuật
- Vẽ sơ đồ công nghệ của phương án chọn: 01 bản vẽ khổ A4.
- Vẽ chi tiết bể Aerotank : 01 bản vẽ khổ A3.
- Vẽ chi tiết bể lắng II : 01 bản vẽ khổ A3
- Vẽ sơ đồ mặt bằng nhà máy xử lý: 01 bản vẽ khổ A3
Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2015
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TS.Nguyễn Phạm Hồng Liên
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Với sự gia tăng dân số của Việt Nam nói chung và các khu dân cư nói riêng, xử lý nước thải đang là một đề tài nóng hiện nay. Nước thải từ khu dân cư, khu nhà ở mang đặc tính chung của nước thải sinh hoạt: bị ô nhiễm bởi bã cặn hữu cơ (SS), chất hữu cơ hòa tan (BOD), các chất dầu mỡ trong sinh hoạt (thường là dầu thực vật) và các vi trùng gây bệnh.
Từ hiện trạng nêu trên, yêu cầu cấp thiết đặt ra là xử lý triệt để các chất ô nhiễm để thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn xả thải, không ảnh hưởng đến môi trường sống của người dân.
Do đó, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt” được đề ra nhằm đáp ứng nhu cầu trên. Qua đề tài, em được hiểu và nắm được sơ bộ cách tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với yêu cầu là đưa ra phương án xử lý nước thải một cách hợp lý, tính toán các công trình, trình bày quá trình vận hành, các sự cố và biện pháp khắc phục.
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/l
COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học, mg/l
DO : Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan, mg/l
F/M : Food/Micro – Organism – Tỷ lệ lượng thức ăn và lượng vi sinh vật
N : Nitơ
P : Photpho
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
Aerotank : Bể xử lý sinh học hiếu khí
SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/l
TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
SBR : Sequencing Batch Reactor – Bể sinh học phản ứng theo mẻ
UASB : Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor – Bể sinh học kỵ khí
TDS : Total Dissolves Solid – Tổng chất rắn hòa tan, mg/l
TSS : Total Suspended Solid – Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l
XLNT : Xử lý nước thải
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư
Bảng 1.2: Các chỉ tiêu đánh giá nước thải sinh hoạt
Bảng 1.3: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử lý
Bảng 1.4: QCVN 14:2008/BTNMT
Bảng 2.1: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử lý
Bảng 2.2: So sánh thông số kỹ thuật giữa bể SBR và Aerotank
Bảng 3.1: Các thông số tính toán bể aerotank.
Bảng 3.2 Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aerotank
Bảng 3.3: Các thông số vào bể lắng II:
Bảng 3.4: Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng II.
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Hệ thống quản lý nước thải đô thị ở Việt Nam
Hình 1.2: Sơ đồ xử lý nước thải điển hình
Hình 1.3: Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy Yên Sở
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ AAO
Hình 1.5. Hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ USAB
Hình 1.6. Bể JOHKASOU
Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Bio – sac
Hình 2.1. Sơ đồ đứng thể hiện 4 vùng trong bể lắng
Hình 2.2. Sơ đồ phương án xử lý 1 (sử dụng bể AO)
Hình 2.3. Sơ đồ phương án xử lý 2 (sử dụng bể aerotank)
Hình 2.1: Các giai đoạn phát triển của VSV
Hình 2.2: Quá trình khử nito
Hình 3.1: Cấu tạo bể aerotank
Hình 3.2: Các thông số bể aerotank
Hình 3.3: Cấu tạo ống phân phối khí
Hình 3.4: Phân bố đĩa thổi khí trong bể
Hình 3.5: Cấu tạo bể lắng II
Hình 3.6: Các thông số trong lắng II
Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo ngăn tiếp nhận
PHẦN I: Giới thiệu chung
Tổng quan về nước thải sinh hoạt
Định nghĩa
Nước thải sinh hoạt là nước thải được sinh ra sau khi sử dụng cho các mục đích của cộng đồng như: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân thường được thải từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình khác. Lượng nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn và hệ thống cấp thoát nước. Nước thải sinh hoạt tại các đô thị thường có tiêu chuẩn cao hơn vùng ngoại thành và nông thôn do lượng nước thải tính trên đầu người có sự khác biệt. Nước thải sinh hoạt ở đô thị thường được thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra kênh rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên thường được thải trực tiếp vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm.
Các thành phần chính
Các chất chứa trong nước thải bao gồm: các chất hữu cơ, vô cơ và các vi sinh vật. Các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50-60% tổng các chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau quả, giấy và các chất hữu cơ động vật: chất thải bài tiết từ người, động vật, xác động vật. Nồng độ các chất thường được xác định qua các chỉ tiêu BOD, COD, SS, TS
Bảng 1.1. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư [2]
Chỉ tiêu
Trong khoảng
Trung bình
Tổng chất rắn ( TS), mg/l
350-1.200
720
-Chất rắn hoà tan (TDS) , mg/l
250-850
500
-Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l
100-350
220
- BOD5, mg/l
110-400
220
-Tổng Nitơ, mg/l
20-85
40
-Nitơ hữu cơ, mg/l
8-35
15
-Nitơ Amoni, mg/l
12-50
25
-Nitơ Nitrit, mg/l
0-0,1
0,05
-Nitơ Nitrat, mg/l
0,1-0,4
0,2
-Clorua, mg/l
30-100
50
-Độ kiềm , mgCaCO3/l
50-200
100
-Tổng chất béo, mg/l
50-150
100
-Tổng Phốt pho, mg/l
8
Bảng 1.2: Các chỉ tiêu đánh giá nước thải sinh hoạt [1]
Các chỉ tiêu
Mức độ ô nhiễm
Nhẹ
Trung bình
Cao
Tổng chất rắn (mg/l)
- Chất rắn hòa tan(mg/l)
- Chất rắn không tan(mg/l)
Tổng chất rắn lơ lửng(mg/l)
BOD5(mg/l)
COD(mg/l)
Tổng Nitơ(mg/l)
Nitơ hữu cơ
Dầu mỡ (mg/l)
Coliform No/100, (mg/l)
200
120
8
120
100
250
25
10
50
106-107
500
350
150
350
200
500
50
20
100
107-108
1000
700
300
600
400
800
85
35
150
108-109
Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40-42% gồm chủ yếu cát, đất sét, axit, bazo vô cơ, dầu khoáng.
Trong nước thải có mặt nhiều loại vi sinh vật: vi khuẩn, virus, rong tảo, trứng giun sán. Trong số các loại vi sinh vật đó có các vi sinh vật gây bệnh như coliform, lỵ, thương hàn có khả năng bùng phát thành dịch.
Với các tiêu chí trên, cùng kiến thức đã tích lũy được, các thông số đầu vào của nước thải được lựa chọn để làm cơ sở thiết kế như sau:
Bảng 1.3: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử lý
TT
Các thông số
Đơn vị
Nồng độ nước thải đầu vào
1
Lưu lượng nước thải
m3/ngày
30000
2
pH
7 - 8.5
3
BOD
mg/1
150
4
COD
mg/1
250
5
Chất rắn lơ lửng
mg/1
200
6
Nito tổng
Nitơ hữu cơ
Nitơ Amoni
mg/1
mg/1
mg/1
30
10
20
7
Dầu mỡ
mg/1
40
8
Phosphat (PO43-)
mg/1
6
9
Tổng Coliform
MPN/100ml
106
Bảng 1.4: QCVN 14:2008/BTNMT
TT
Thông số
Đơn vị
Giá trị cho phép (QCVN14:2008 )
1
pH
-
5 – 9
2
BOD5 (20 0C)
mg/l
30
3
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
mg/l
50
4
Tổng chất rắn hòa tan
mg/l
500
5
Sunfua (tính theo H2S)
mg/l
1.0
6
Amoni (tính theo N)
mg/l
5
7
Nitrat (NO3-)(tính theo N)
mg/l
30
8
Dầu mỡ động, thực vật
mg/l
10
9
Tổng các chất hoạt động bề mặt
mg/l
5
10
Phosphat (PO43-)(tính theo P)1
mg/l
6
11
Tổng Coliforms
MPN/100 ml
3.000
Thực trạng ô nhiễm tại Việt Nam. [10]
Quá trình đô thị hoá tại VN diễn ra rất nhanh. Những đô thị lớn tại VN như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước rất nặng nề. Đô thị ngày càng phình ra tại VN, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại VN vô cùng thô sơ. Có thể nói rằng, người Việt Nam đang làm ô nhiễm nguồn nước uống chính bằng nước sinh hoạt thải ra hàng ngày.
Số liệu thống kê mới đây cho thấy, trung bình một ngày Hà Nội thải 658.000 m3 nước thải, trong đó 41% là nước thải sinh hoạt, 57% nước thải công nghiệp, 2% nước thải bệnh viện. Hiện chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải; 36/400 cơ sở sản xuất có hệ thống xử lý nước thải. Phần lớn nước thải không được xử lý đổ vào các sông Tô Lịch và Kim Ngưu gây ô nhiễm nghiêm trọng 2 con sông này và các khu vực dân cư dọc theo sông. Theo kết quả của dự án “Phát triển hệ thống sử dụng nước đô thị thích ứng với biến đổi khí hậu” do Trường Đại học Tokyo (Nhật Bản) phối hợp với Trường Đại học Xây dựng Hà Nội vừa công bố thì có 10% nước thải đô thị chưa qua công đoạn xử lý, 36% nước thải chưa qua xử lý cũng đổ ra các hồ. Tuy lượng thải ra lớn như vậy, nhưng cho đến nay, Hà Nội mới có khoảng 6 trạm xử lý nước thải với tổng công suất khoảng hơn 260.000m3/ngày - đêm đang hoạt động và dự kiến 5 trạm xử lý nữa đang dự kiến được đầu tư xây dựng với tổng công suất gần 400.000m3/ngày - đêm.
Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố hồi đầu năm 2014 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong do điều kiện nước sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn nước. Người dân ở cả nông thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước đang ngày một ô nhiễm trầm trọng.
Phương pháp xử lý
Tổng quát về hệ thống quản lý nước thải đô thị
Nguồn nước thải
Xử lý cục bộ ngay tại nguồn
Thu gom nước thải
Vận chuyển và bơm nước thải
Hệ thống xử lý nước thải
Sử dụng lại nước thải hoặc thải bỏ vào nguồn tiếp nhận
Hình 1.1: Hệ thống quản lý nước thải đô thị ở Việt Nam
Song chắn rác
Bể lắng cát
Bể điều hòa
Bể lắng cấp I
Bể xử lý sinh học
Bể lắng cấp II
Bể khử trùng
Thải
Nước thải
Sơ đồ xử lý nước thải điển hình:
Hình 1.2: Sơ đồ xử lý nước thải điển hình
Một số công trình, thiết bị trong nước và nước ngoài:
Nhà máy xử lý nước thải Yên Sở:
Với công suất xử lý 200.000m3/ ngaydem. Cửa thu nước và vớt rác trên sông Kim Ngưu và Sét, bốn hệ thống tách rác trong đó 3 hệ thống được bố trí tại 3 đập tràn hồ Yên Sở và một hệ thống tại đập Thanh Liệt. Nhà bơm chính gồm 2 trạm bơm sông kim Ngưu và sông Sét. Hệ thống xử lý sơ bộ gồm bể lắng, bể tách đầu, bể phản ứng kế tiếp, hệ thống xử lý bùn, nước thải sau khi được xử lý qua các bể được khử trùng bằng tia cực tím.
Hình 1.3: Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy Yên Sở
Sử dụng công nghệ xử lý sinh học SBR: là bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục. Mỗi bể SBR một chu kỳ tuần hoàn bao gồm "Filling", "Reaction", "Settle", "Decantation", và "Idle".
Làm đầy (Filling): đưa nước thải đủ lượng đã qui định trước vào bể SBR. Tuỳ theo mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào, quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn, làm đầy – sục khí, tạo môi trường thiếu khí và hiếu khí trong bể.
Sục khí (Reaction): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Trong pha này diễn ra quá trình nitrat hóa, nitrit hóa và oxy hóa các chất hữu cơ:
NH4+ +3/2O2 → NO2- + H2O + 2H+ (Nitrosomonas)
NO2- + 1/2 O2→ NO3- (Nitrobacter)
Lắng (Settling): Sau khi oxy hoá sinh học xảy ra, bùn được lắng và nước nổi trên bề mặt tạo lớp màng phân các bùn nước đặt trưng.
Chắt (Decant): Rút nước sau khi đã được lắng mà không còn cặn.
Nghỉ (Idle): Thời gian chờ để nạp mẻ mới.
Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp AAO
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ AAO
Song chắn rác
Bể lắng cát
Bể điều hòa
Bể lắng sơ cấp
Hệ thống AAO
Bể lắng thứ cấp
Trạm bơm
Bể nén bùn trọng lực
Bể metan
Bể chứa
Máy ép bùn
Xe tải chở bùn
Khử trùng clo
Nước sau xử lý
Nước thải
Môi trường
Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
AAO là viết tắt của các cụm từ Anaerobic (kỵ khí) – Anoxic (thiếu khí) – Oxic (hiếu khí). Công nghệ AAO là quy trình xử lý sinh học liên tục ứng dụng nhiều hệ vi sinh vật khác nhau: hệ vi sinh vật kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí để xử lý nước thải. Dưới tác dụng phân hủy chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà nước thải được xử lý trước khi xả thải ra môi trường.
Quá trình xử lý Anaerobic (xử lý sinh học kỵ khí): Trong các bể kỵ khí xảy ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và các chất dạng keo trong nước thải với sự tham gia của hệ vi sinh vật kỵ khí. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất ở dạng khí. Bọt khí sinh ra bám vào các hạt bùn cặn. Các hạt bùn cặn này nổi lên trên làm xáo trộn, gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng.
Chất hữu cơ + VK kỵ khí → CO2 + H2S + CH4 + các chất khác + năng lượng
Chất hữu cơ + VK kỵ khí + năng lượng → C5H7O2N (Tế bào vi khuẩn mới)
Quá trình Anoxic (xử lý sinh học thiếu khí): Trong nước thải, có chứ hợp chất nitơ và photpho, những hợp chất này cần phải được loại bỏ ra khỏi nước thải. Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril.
Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:
Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter. Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO3-) vàNitrit(NO2-) theo chuỗi chuyển hóa:
NO3- → NO2- → N2O → N2↑
Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài.
Quá trình Photphorit hóa:
Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter. Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí.
Quá trình Oxic ( xử lý sinh học hiếu khí): Đây là bể xử lý sử dụng chủng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất thải. Trong bể này, các vi sinh vật (còn gọi là bùn hoạt tính) tồn tại ở dạng lơ lửng sẽ hấp thụ oxy và chất hữu cơ (chất ô nhiễm) và sử dụng chất dinh dưỡng là Nitơ & Photpho để tổng hợp tế bào mới, CO2, H2O và giải phóng năng lượng. Ngoài quá trình tổng hợp tế bào mới, tồn tại phản ứng phân hủy nội sinh (các tế bào vi sinh vật già sẽ tự phân hủy) làm giảm số lượng bùn hoạt tính. Tuy nhiên quá trình tổng hợp tế bào mới vẫn chiếm ưu thế do trong bể duy trì các điều kiện tối ưu vì vậy số lượng tế bào mới tạo thành nhiều hơn tế bào bị phân hủy và tạo thành bùn dư cần phải được thải bỏ định kỳ.
Các phản ứng chính xảy ra trong bể Aerotank (bể xử lý sinh học hiếu khí) như:
Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:
Chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O + năng lượng
Quá trình tổng hợp tế bào mới:
Chất hữu cơ + O2 + NH3 → Tế bào vi sinh vật + CO2 + H2O + năng lượng
Quá trình phân hủy nội sinh:
C5H7O2N + O2 → CO2 + H2O + NH3 + năng lượng
Ưu điểm
Chi phí vận hành thấp.
Có thể di dời hệ thống xử lý khi nhà máy chuyển địa điểm.
Khi mở rộng quy mô, tăng công suất, có thể nối lắp thêm các module hợp khối mà không phải dỡ bỏ để thay thế.
Nhược điểm
Yêu cầu diện tích xây dựng.
Sử dụng kết hợp nhiều hệ vi sinh, hệ thống vi sinh nhạy cảm, dễ ảnh hưởng lẫn nhau đòi hỏi khả năng vận hành của công nhân vận hành.
Công nghệ xử lý nước thải UASB
Hình 1.5. Hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ UASB
Thuyết minh quy ưình công nghệ xử lý :
UASB là viết tắt của cụm từ Upflow Anaerobic Sludge Blanket, tạm dịch là bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí. UASB được thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức thấp nhất là 100mg/l; nếu SS>3000mg/l thì không thích hợp để xử lý bằng UASB.
UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ được phân phối từ dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp (v<1m/h). Cấu tạo của bể UASB thông thường bao gồm: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha.
Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí, tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi tầng vi sinh này. Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và khí, tại đây thì các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo.
Ưu điểm :
Không tốn nhiều năng lượng;
Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp;
Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao nhưng lượng bùn sản sinh không nhiều, giảm chi phí xử lý;
Loại bỏ chất hữu cơ với lượng lớn, hiệu quả. Xử lý BOD trong khoảng 600 ÷ 15000 mg/l đạt từ 80-95%;
Có thể xử lý một số chất khó phân hủy;
Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống
Nhược điểm :
Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải;
Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát.
Phạm vi áp dụng: Ứng dụng cho hầu hết tất cả các loại nước thải có nồng độ COD từ mức trung bình đến cao: thủy sản fillet, chả cá Surimi, thực phẩm đóng hộp, dệt nhuộm, sản xuất bánh tráng, sản xuất tinh bột,
(Nguồn:
Hệ thống xử lý nước thải JOHKASOU (Nhật Bản):
Hình 1.6. Bể JOHKASOU
Johkasou ( giô-ca-su): là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại nguồn. Hệ thống Johkasou có thể áp dụng từng bước thay thế các hệ thống bể phốt hiện nay ở nước ta, trước hết là tại các chung cư cao tầng, các khách sạn, khu du lịch sinh thái, các biệt thự và nhà nghỉ nhằm mang lại cho mọi người được hưởng một bầu không khí trong lành, góp phần bảo vệ tính bền vững cho môi trường thiên nhiên trong khu vực và của cả cộng đồng.
Cấu tạo gồm 5 ngăn (bể) chính:
Ngăn thứ nhất (bể lọc kỵ khí): Tiếp nhận nguồn nước thải, sàng lọc các vật liệu rắn, kích thước lớn (giấy vệ sinh, tóc,...), đất, cát có trong nước thải;
Ngăn thứ hai (bể lọc kỵ khí): loại trừ các chất rắn lơ lửng bằng quá trình vật lý và sinh học.
Ngăn thứ ba (bể lọc màng sinh học): loại trừ BOD, loại trừ Nitơ, Phốtpho bằng phương pháp màng sinh học.
Ngăn thứ tư: Bể trữ nước đã xử lý
Ngăn thứ năm (bể khử trùng): diệt một số vi khuẩn bằng Clo khô, thải nước xử lý ra ngoài.
Ưu điểm:
Thiết bị hiện đại, hiệu quả xử lý cao
Thiết bị không chỉ loại bỏ SS mà còn loại bỏ được các hợp chất khó phân huỷ như chất tẩy rửa bằng cách tăng thời gian lưu của bùn. Hơn nữa xử lý triệt để N và P có trong nước thải, nước thải có thể được tái sử dụng.
Không cần thiết phải tuần hoàn bùn để duy trì nồng độ vi sinh vật. Chỉ cần kiểm soát áp lực xuyên qua màng và chất lượng nước đầu vào. Mà kiểm soát 2 yếu tố này hoàn toàn có thể dễ dàng tìm hiểu.
Dễ dàng tự động hoá và điều khiển từ xa để kiểm soát toàn bộ quá trình xử lý.
Hệ thống lọc sinh học được thiết kế với nguyên tắc tiết kiệm năng lượng. Hệ thống cấp khí đóng vai trò tiết kiệm năng lương, vừa cung cấp ôxi cho quá trình xử lý, vừa có tác dụng làm sạch bề mặt màng lọc, không gây tắc nhờ tạo ra dòng chảy xoáy.
Lượng bùn hoạt tính sinh ra ít, cho nên chi phí của việc xử lý bùn là rất nhỏ.