Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thuỷ sản cho Công ty TNHH Hùng Vương – Sadec – Đồng Tháp (công suất 500m3/ngày.đêm)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các phương pháp thường được ứng dụng trong xử lý nước thải: Xử lý nước thải bằng phương phương pháp cơ học Xử lý nước thải bằng phương phương pháp hoá lý Xử lý nước thải bằng phương phương pháp hoá học Xử lý nước thải bằng phương phương pháp sinh học Xử lý cặn bùn 1.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC Xử lý cơ học gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó không làm thay đổi tính chất hoá học và sinh học của nó, nhằm loại bỏ các tạp chất không hoà tan trong nước thải có thể gây khó khăn cho quá trình xử lý tiếp theo. Các công trình xử lý cơ học gồm: Song chắn rác, lưới lọc, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc cơ học, bể điều hoà, bể vớt dầu 1.1.1 Song chắn rác Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ một lượng rác bẩn thô chuẩn bị cho xử lý nước thải sau đó. Song chắn thường được làm bằng sắt tròn hoặc vuông (sắt tròn có đường kính khoảng 8 – 10 mm), đặt nghiêng theo dòng chảy một góc 60o – 90o. Vận tốc dòng chảy qua song thường lấy từ 0,6 – 1 m/s để tránh lắng cát. Dựa vào kích thước khe song ta có thể chia thành: Song chắn rác tinh (khoảng cách giữa các thanh nhỏ hơn 10mm); Song chắn rác trung bình (khoảng cách từ 10 – 40mm); Song chắn rác sơ bộ (khoảng cách lớn hơn 40mm). Dựa vào đặc điểm cấu tạo ta có: loại cố định và loại di động. Dựa vào phương pháp lấy rác: loại thủ công và loại cơ giới. 1.1.2 Lưới lọc Lưới lọc thường đặt sau song chắn rác nhằm loại bỏ các tạp chất rắn có kích thước nhỏ hơn, mịn hơn. Vật thải được giữ lại trên mặt lọc được cào lấy ra để tránh gây tắc dòng chảy. 1.1.3 Bể lắng cát Bể lắng cát có tác dụng tách từ nước thô các hạt sỏi, cát, hạt quặng có kích thước từ 0,2 – 2mm, tránh việc lắng đọng trong kênh và ống dẫn. Bảo vệ bơm và các thiết bị khỏi bị ăn mòn, tránh gây rối loạn cho các công đoạn xử lý tiếp theo. Các loại bể lắng thường được sử dụng: bể lắng cát ngang và bể lắng cát đứng. Trong bể lắng cát ngang: Nước chảy thẳng, thường có hố thu cặn ở đầu bể. Cát được cào về hố thu bằng cào sắt và lấy ra bằng bơm phun tia. Bể lắng cát đứng: Nước chảy từ dưới lên dọc theo thân bể. 1.1.4 Bể lắng Bể lắng có tác dụng loại bỏ các thành phần không tan có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước, chủ yếu là các thành phần hữu cơ (80%). Nguyên tắc lắng xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Theo chức năng và vị trí trong công nghệ xử lý. Bể lắng được chia ra làm 3 loại: bể lắng đợt 1, bể lắng đợt 2, và bể lắng đợt 3. Bể lắng đợt 1 được đặt trước công trình xử lý sinh học, có hiệu suất khoảng 30 – 50%, cặn ở bể lắng đợt 1 được gọi là cặn tươi. Bể lắng đợt 2 có tác dụng lắng bùn hoạt tính (sau bể Aerotank), hoặc lắng màng vi sinh vật (sau biophin) và được đặt sau công trình xử lý sinh học. Theo hướng chuyển động của dòng nước ta có thể chia bể lắng làm 4 loại: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm và bể lắng vách nghiêng. Trong bể lắng ngang nước chuyển động theo phương ngang, có thể có một hố thu cặn hoặc nhiều hố thu cặn dọc theo thân bể. Tuy nhiên nếu làm nhiều hố thu cặn sẽ không kinh tế vì sẽ làm tăng thể tích không cần thiết, ngoài ra trên những hố thu cặn thường tạo những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt. Bể lắng đứng nước chuyển động từ dưới lên, có mặt bằng dạng tròn hoặc vuông, đáy dạng nón hoặc chóp cụt. Đường kính bể không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác và có thể lên tới 10m. Bể lắng đứng có nhiều ưu điểm hơn bể lắng ngang. Thuận tiện trong công tác xả cặn, chiếm ít diện tích xây dựng. Nhưng chiều sâu xây dựng bể lớn làm tăng giá thành, số lượng bể nhiều và hiệu suất lắng thấp. Bể lắng ly tâm: có dạng hình tròn, nước chuyển động từ tâm ra xung quanh. Còn bể lắng vách nghiêng: Nước chuyển động từ dưới lên qua các vách nghiêng một góc anpha nào đó. 1.1.5 Bể lọc cơ học Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước mà các bể lắng không thể loại được. Trong xử lý nước thải thường sử dụng bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt (do lưu lượng nước cần xử lý lớn) như: Cát thạch anh, than cốc, sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu, than bùn, than gỗ. 1.1.6 Bể điều hoà Bể điều hoà làm nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và xáo trộn đều nồng độ giúp cho nước thải có lưu lượng và nồng độ ổn định, tạo điều kiện cho các công đoạn xử lý sau đạt hiệu quả. Trong bể thường lắp đặtù hệ thống khuấy trộn để đảm bảo hoà tan và san đều nồng độ, tránh lắng cặn. Xây dựng bể điều hoà khi hệ số không điều hoà K 1,4 1.1.7 Bể vớt dầu mỡ Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước thải công nghiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ. Đối với nước thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ được thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị ngạt chất nổi. TÓM LẠI: Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ khoảng 60% tạp chất không hoà tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30%. Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý có thể đạt đến 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40 – 50% theo BOD. Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa để lắng vừa để phân huỷ cặn lắng. 1.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ HỌC Các phương pháp hoá học bao gồm: Trung hoà, oxy hoá và khử, tạo kết tủa hoặc các phản ứng phân huỷ các chất độc hại. Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng hoá học diễn ra giữa chất ô nhiễm và hoá chất thêm vào. Vì phải sử dụng hoá chất nên đây là phương pháp khá đắt tiền. Người ta thường sử dụng phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và trong hệ thống nước khép kín, đôi khi nó cũng được sử dụng để xử lý nước sơ bộ trước và sau xử lý sinh học, trước khi thải vào nguồn nước. 1.2.1 Trung hoà Nước thải có chứa các axít vô cơ hay kiềm cần phải được trung hoà đưa về pH = 6,5 – 8,5 trước khi thải ra nguồn nước hay sử dụng cho các công trình xử lý tiếp theo. Các phương pháp trung hoà trong nước thải thường được áp dụng là: Trộn lẫn nước thải axít với nước thải kiềm, bổ sung tác nhân hoá học, lọc nước axít qua vật liệu có tác dụng trung hoà, hấp thụ khí axít bằng nước kiềm hay hấp thụ amoniac bằng nước axít. Sử dụng phương pháp nào là tuỳ thuộc vào nồng độ và thể tích của nước thải, giá thành của tác nhân. Chú ý khi sử dụng hoá chất để trung hoà thì thời gian tiếp xúc giữa tác nhân hoá học và nước thải không được nhỏ hơn 5 phút, nếu nước thải có chứa kim loại nặng thì thời gian tiếp xúc không được nhỏ hơn 30 phút. Thời gian lưu nước trong bể lắng là 2 giờ. 1.2.2 Phương pháp oxy hoá - khử Làm sạch nước bằng các chất oxy hoá như clo ở dạng khí và hoá lỏng, dioxytclo, clorat canxi Trong quá trình oxy hoá, các chất độc hại trong nước thải sẽ được chuyển thành chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước thải. Phương pháp này tiêu tốn một lượng lớn tác nhân hoá học nên chỉ được sử dụng trong trường hợp các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải mà không thể tách bằng phương pháp khác. Chất oxy hoá thông dụng nhất là clo. Người ta thường dùng clo để tách H2S, hydroSunfit Phenol, Xyanua ra khỏi nước thải. Ngoài ra còn sử dụng ozone, H2O2 1.2.3 Khử trùng nước thải Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105÷106 vi khuẩn trong 1ml. Nếu xả ra nguồn cấp nước, hồ bơi, hồ nuôi cá thì khả năng lan truyền bệnh sẽ rất lớn, do đó cần phải có biện pháp khử trùng nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Các biện pháp khử trùng phổ biến hiện nay là: dùng clo hơi, Ca(ClO)2, NaOCl, Ozon, tia cưc tím. 1.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÝ Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó, gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc không hay ít gây ô nhiễm môi trường. Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh. Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc 1.3.1 Phương pháp đông tụ và keo tụ Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực đòi hỏi trước hết cần trung hoà điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình kẹo tụ (flocculation). a. Phương pháp đông tụ Quá trình phân huỷ các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau: Me3 + HOH Me(OH)2+ + H+ (1.1) Me(OH)2+ + HOH Me(OH)+ + H+ (1.2) Me(OH)+ + HOH Me(OH)3 + H+ (1.3) Me3+ + 3HOH Me(OH)3 + 3 H+ (1.4) Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng. Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá lý, giá thành, nồng độ tạp chất trong nước, pH. Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al(OH)2Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O. Trong đó Al2(SO4) được dùng phổ biến vì hoà tan tốt trong nước, chi phí thấp và có hiệu cao ở pH = 5 - 7,5. Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO)3.2H2O, Fe(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O FeCl3. Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10 -15%. Các muối sắt có ưu điểm hơn so với muối nhôm trong việc làm đông tụ các chât lơ lửng của nước vì: chúng tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp, khoảng pH tác dụng rộng hơn, tạo kích thước và độ bền bông keo lớn hơn, có thể khử được mùi vị khi có H2S. Nhưng muối sắt cũng có nhược điểm: chúng tạo thành phức hoà tan có màu làm nước có màu. b. Phương pháp keo tụ Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vào nước. Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn 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 trên các hạt lơ lửng. Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxyt nhôm và sắt với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng. Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm chất đông tụ và tăng vận tốc lắng. Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau: hấp phụ phân tử chất keo trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ. Sự dính lại các hạt keo theo lực đẩy Vanderwalls. Dưới tác dụng của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo thành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và bị loại hoàn toàn ra khỏi nước. Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, các ête, xenlulozơ, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính (xSiO2.yH2O). 1.3.2 Tuyển nổi Tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất không tan (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Quá trình này được thực hiện bằng cách: Sục các bọt khí vào pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt. Chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bọt. Phương pháp tuyển nổi được sử dụng rộng rãi trong quá trình xử lý nước thải của các ngành công nghiệp dầu mỏ, sợi tổng hợp, giấy, chế tạo máy, chế biến thực phẩm, chế biến thuỷ hải sản và hoá chất. 1. Tuyển nổi với việc tách các bọt khí từ dung dịch Thực chất của biện pháp này là tạo ra một dung dịch quá bão hoà không khí. Sau đó không khí được tách ra khỏi dung dịch ở dạng các bọt cực nhỏ và lôi kéo các chất bẩn nổi lên trên mặt nước. Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi với nước thải chứa các chất bẩn nhỏ vì nó cho phép tạo bọt khí rất nhỏ. a. Tuyển nổi chân không Không khí được đưa vào nước nhờ thiết bị thổi khí. Sau đó hỗn hợp nước khí được dẫn vào thiết bị tuyển nổi chân không. Trong thiết bị chân không nhờ áp suất chân không (225 – 300 mmHg), không khí (trước đó hoà tan trong nước ở áp suất khí quyển) được hình thành ở các dạng bọt khí cực nhỏ và lôi kéo các chất bẩn nổi lên. Bọt và các chất bẩn được gạt vào máng dẫn tới bể chứa. Để nước trong ngăn tuyển nổi có thể chảy ra ngoài thì độ chênh mực nước bên trong và ngoài phải lớn hơn áp suất chân không bên trong (8 – 10m cột nước). Thời gian lưu nước trong bể tuyển nổi khoảng 20 phút và tải trọng bề mặt khoảng 220 m3/m2.ngày đêm. b. Tuyển nổi không áp lực Không khí được dẫn vào ống hút máy bơm nhờ máy nén khí. Hỗn hợp khí nước được tạo thành trong máy bơm và được đẩy vào bể tuyển nổi hở kiểu bể lắng ngang. Nhược điểm của bể tuyển nổi không áp lực là: Khó điều chỉnh lưu lượng không khí và hiệu suất tuyển nổi kém. c. Tuyển nổi áp lực Nước thải và không khí được đưa vào bình tạo áp với áp lực 1,5 – 4at trong khoảng thời gian 0,5 – 5phút và được đưa vào bể tuyển nổi hở kiểu bể lắng ngang tương tự kiểu bể không áp. 2. Tuyển nổi với việc cung cấp không khí nén qua tấm xốp, ống châm lỗ Không khí được phát tán vào ngăn tuyển nổi qua các vòi phun đặc biệt bố trí trên các ống phân phối khí đặt cách nhau 250 – 300mm. Aùp suất công tác trước các vòi phun cần đạt 3 -5at. Tốc độ không khí ra khỏi các lỗ phải đảm bảo nhỏ, khoảng cách giữa các lỗ phải đảm bảo để các bọt khí nhỏ không dính vào nhau, tránh tạo thành các bọt khí lớn hơn. Tóm lại: Sử dụng bể tuyển nổi mang lại nhiều ưu điểm: Khử được hoàn toàn các hạt nhẹ và lắng chậm trong thời gian ngắn; Thiết bị đơn giản; Vốn đầu tư và chi phí vận hành không cao; Tốc độ tuyển nổi cao hơn quá trình lắng và có khả năng cho bùn cặn có độ ẩm thấp hơn (90% - 95%). 1.3.3 Hấp phụ Hấp thụ là quá trình truyền khối mà trong đó các phần tử chất bẩn trong pha lỏng chuyển dịch đến bề mặt pha rắn và được liên kết vào pha rắn. Chất bẩn (chất bị hấp phụ) thâm nhập vào các mao quản của chất rắn (chất hấp phụ) nhưng không thâm nhập vào cấu trúc mạng tinh thể của chất rắn. Chất hấp phụ thường được sử dụng nhất là: Than hoạt tính, ngoài ra còn có xỉ tro, xỉ mạt sắt, đất sét, silicagen Hấp phụ được sử dụng để loại bỏ các hợp chất hoà tan có hàm lượng thấp, không phân huỷ bằng con đường sinh học và có độc tính cao trong nước thải sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ. Các hợp chất thường được loại bỏ bằng phương pháp hấp phụ: Phenol, Alkylbenzen, sulphonic axit, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm từ nước thải công nghiệp, Hg, Pb Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ: nhiệt độ, pH, thành phần Cation, kim loại có trong nước thải, kích thước chất hấp phụ 1.3.4 Trao đổi ion Trao đổi ion là quá trình trong đó ion trên bề mặt chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch nước thải ra khỏi các kim loại: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ. Ngoài ra ta có thể sử dụng phương pháp này để thu hồi các chất có giá trị và đạt được độ làm sạch cao. Ví dụ như: Thu hồi đồng amoni từ nước thải của nhà máy dệt sợi tổng hợp, thu hồi natri amoni từ nước thải của nhà máy phân đạm, xử lý nước clohydric tẩy gỉ, ổn định nước rửa axít cromic từ mạ crôm liên tục. 1.3.5 Các quá trình tách bằng màng Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa hai pha khác nhau. Màng có thể ở thể rắn, gel trương nở do dung môi hoặc là chất lỏng. Việc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các chất đó qua màng. Các kỹ thuật ứng dụng quá trình tách bằng màng: Điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc 1.3.6 Các phương pháp điện hoá Người ta sử dụng các quá trình oxy hoá cực anot và khử cực catot, đông tụ điện, tuyển nổi bằng điện để làm sạch nước thải khỏi các tạp chất hoà tan và phân tán. Phương pháp này cho phép lấy ra từ nước thải các sản phẩm có giá trị bằng sơ đồ công nghệ đơn giản và tự động. Tuy nhiên nó có nhược điểm là tiêu hao điện năng 1.4 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong nước thải thông qua hoạt đông của các vi sinh vật. Các chất hữu cơ sau khi phân hoá trở thành nước, những chất vô cơ hay các khí đơn giản. Các vi sinh vật sử dụng các chất bẩn hữu cơ như một nguồn dinh dưỡng. Nguồn dinh dưỡng này được đặc trưng bằng chỉ số BOD hoặc COD, khoáng và một số nguyên tố vi lượng khác. Chất bẩn hữu cơ ở dạng hoà tan, keo. Vì vậy, để xử lý sinh học phải xử lý sơ bộ trước để loại bỏ chất rắn không tan, chất độc, kim loại nặng. Dựa vào đặc tính sinh học của các tác nhân xử lý ta có thể chia phương pháp sinh học làm 3 loại: xử lý nước thải trong điều kiện hiếu khí, kỵ khí và trong điều kiện thiếu khí Dựa vào điều kiện thực hiện ta có thể chia làm 2 nhóm: các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên và các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo. 1.4.1 Công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồn nước. Việc xử lý nước thải được thực hiện trên các công trình: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học 1. Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc Cánh đồng tưới công cộng có chức năng chủ yếu là xử lý nước thải còn phục vụ cho nông nghiệp là thứ yếu. Việc xử lý nước thải trên cánh đồng tưới, bãi lọc diễn ra do kết quả tổ hợp của các quá trình hoá lý và sinh hoá phức tạp. Thực chất là khi cho nước thải thấm qua lớp đất bề mặt thì cặn được giữ lại ở đây, nhờ có oxy và vi khuẩn hiếu khí mà quá trình oxy hoá được diễn ra. Như vậy sự có mặt của oxy không khí trong các mao quản đất đá là điều cần thiết cho quá trình xử lý nước thải. Càng sâu xuống lớp đất phía dưới lượng oxy càng ít và quá trình oxy hoá giảm dần. Cuối cùng đến một độ sâu mà ở đó chỉ diễn ra quá trình khử nitrat. Thực tế cho thấy quá trình xử lý nước thải qua lớp đất bề mặt diễn ra ở độ sâu tới 1,5m cho nên cánh đồng tưới, bãi lọc thường được xây dựng ở những nơi có mực nước ngầm thấp hơn 1,5m tính đến mặt đất. Trong nước thải sinh hoạt chứa một hàm lượng N, P, K khá đáng kể. Như vậy, nước thải là một nguồn phân bón tốt có lượng nitơ thích hợp với sự phát triển của thực vật. Nước thải công nghiệp cũng có thể dùng để tưới nếu không có chứa các chất độc hại hoặc chứa với hàm lượng không ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật. Cánh đồng tưới và bãi lọc là những ô đất được san phẳng hoặc dốc không đáng kể và được ngăn cách bằng những bờ đất. Nước thải được phân phối vào những ô đó nhờ hệ thống mạng lưới tưới. Mạng lưới tưới bao gồm: mương chính, mương phân phối và hệ thống mạng lưới tưới trong các ô. Hai công trình này thường xây dựng ở những nơi có độ dốc tự nhiên 0,02, trên loại đất cát, hoặc acát và cách xa khu dân cư về cuối hướng gió. Xử lý nước thải trên cánh đồng tưới và bãi lọc có thể đạt được hiệu suất cao: BOD20 đạt tới 10 – 15 mg/l; chứa RNO3 tới 25 mg/l, vi trùng giảm đến 99,9% và nước thải không cần khử trùng trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. 2. Cánh đồng tưới nông nghiệp Cánh đồng tưới nông nghiệp phục vụ nông nghiệp và xử lý nước thải là những mục tiêu thống nhất. Căn cứ vào chế độ tưới nước người ta phân biệt: cánh đồng tưới thu nhận nước thải quanh năm và cánh đồng tưới thu nhận nước thải theo mùa. Chọn loại cánh đồng nào là tuỳ thuộc vào đặc điểm thoát nước của vùng và loại cây trồng hiện có. Trước khi xả ra cánh đồng, nước thải sinh hoạt cần phải xử lý sơ bộ. Khi lưu lượng nước thải lớn cần cho qua bể điều hoà với thời gian lưu nước từ 6 – 8h. 3. Hồ sinh học Hồ sinh học là hồ chứa không lớn lắm dùng để xử lý nước thải bằng sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Trong số các công trình xử lý nước thải trong tự nhiên thì hồ sinh học được áp dụng rộng rãi hơn cả. Ngoài việc xử lý nước thải hồ sinh học còn mang lại những lợi ích: Nuôi trồng thuỷ sản, là nguồn nước để tưới cho cây trồng, và điều hoà dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị. Căn cứ vào cơ chế xử lý người ta phân biệt 3 loại hồ: hồ kỵ khí, hồ tuỳ nghi và hồ hiếu khí. a. Hồ kỵ khí Dùng để lắng và phân huỷ cặn lắng bằng phương pháp sinh hoá tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh vật kỵ khí. Hồ kỵ khí thường được dùng để xử lý nước thải công nghiệp nhiễm bẩn lớn, rất ít sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt do nó gây mùi hôi thối khó chịu. Hồ phải được xây dựng cách nhà ở và xí nghiệp thực phẩm 1,5 – 2 km. Chiều sâu hồ lớn để duy trì điều kiện kỵ khí và giữ ấm cho hồ trong mùa đông, thường từ 2,4 – 3,6m. Hồ nên xây dựng 2 ngăn, cửa xả nước vào hồ đặt chìm, cửa tháo nước ra khỏi hồ thiết kế theo kiểu máng thu nước bề mặt và có tấm ngăn để bùn không thoát ra cùng với nước. Hiệu quả xử lý BOD vào khoảng 65 – 80% trong mùa hè và 45 – 65% trong mùa đông. b. Hồ tuỳ nghi: Trong hồ xảy ra 2 quá trình song song: Oxy hoá hiếu khí và phân hủy metan cặn lắng. Đặc điểm của loại hồ này xét theo chiều sâu có thể chia thành 3 vùng: lớp trên cùng là vùng hiếu khí, lớp giữa là vùng trung gian, lớp dưới là vùng kỵ khí. Nguồn oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá trong hồ được cung cấp từ quá trình quang hợp của rong tảo dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời và oxy khuếùch tán qua mặt nước. Quá trình kỵ khí ở đáy hồ phụ thuộc vào nhiệt độ. Chiều sâu của hồ tuỳ nghi khoảng 0,9 – 1,5m. c. Hồ hiếu khí: Oxy hoá các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật hiếu khí. Người ta phân biệt loại hồ này làm 2 nhóm: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáùng nhân tạo. Hồ làm thoáng tự nhiên: Oxy cung cấp cho quá trình oxy hoá chủ yếu do khuyếch tán không khí qua mặt nước và quang hợp của thực vật trong nước. Để đảm bảo cho ánh sáng có thể xuyên qua vì vậy chiều sâu của hồ rất nhỏ, khoảng 30 – 40cm, thời gian lưu nước là 3 -12 ngày và sức chứa tiêu chuẩn lấy theo BOD khoảng từ 250 – 300 kg/ha.ngày. Do độ sâu nhỏ, thời gian lưu nước dài nên diện tích hồ lớn. Vì vậy nó chỉ hợp lý về kinh tế khi kết hợp với nuôi trồng thuỷ sản cho chăn nuôi và công nghiệp. Hồ làm thoáng nhân tạo: Nguồn oxy được cấp vào hồ bằng bơm khí nén, máy khuấy cơ học Chiều sâu của hồ 2 - 4,5m, thời gian lưu nước từ 1 – 3 ngày, sức chứa tiêu chuẩn khoảng 400 kgBOD/ha.ngày. 1.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo 1. Xử lý sinh học hiếu khí Xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí nhân tạo dựa trên nhu cầu oxy cần cung cấp cho vi sinh vật hiếu khí trong nước thải. Từ đó các vi sinh vật sẽ sử dụng để tổng hợp nên tế bào, để tăng trưởng và phát triển đồng thời một phần khác để các vi sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ độc hại. Để cung cấp khí oxy cho bể người ta có thể sử dụng máy khuấy trộn để khuếch tán oxy từ không khí hay các loại khác như máy khí nén, quạt, gió hoặc kết hợp các cách trên. Khi ở trong bể các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Việc sục khí đảm bảo cho việc cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật và duy trì trạng thái lơ lửng của chúng, đuổi CO2, tăng khả năng tiếp xúc và sự thoát nhiệt. Quá trình oxy hoá thông thường diễn ra theo 3 giai đoạn: Khuếch tán và vận chuyển các chất ô nhiễm trong nước thải đến tiếp xúc với tế bào vi sinh vật. Vận chuyển các chất từ bề mặt tế bào vào trong tế bào qua màng bán thấm theo cơ chế hấp phụ và chênh lệch nồng độ. Chuyển hoá các chất đã được khuếch tán để tạo ra và tích luỹ năng lượng, tổng hợp tế bào mới. Cơ chế của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí: CxHyOzN + (x + y/4 –z/3 – 3/4) O2 ® men xCO2 + (y-3)/2 H2O + NO3 + DH (1.5) CxHyOzN + NH3 + O2 ®men C5H7NO2 + H2O + CO2 + DH (1.6) C5H7NO2 + 5O2 ® 5CO2 + NH3 + 2H2O + DH (1.7) NH3 + O2 ® HNO2 + O2 ® HNO3 (1.8) Các phản ứng (1.5) và (1.6) do các vi khuẩn Ghetrotrrop thực hiện. Khi nước thải đã được xử lý thì nguồn hoại sinh của cacbon hữu cơ không còn và bắt đầu điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn avtotrop phát triển. Những vi sinh này sẽ tiến hành oxy hoá nitơ muối amôn thành nitrit rồi sau đó thành nitrat. Đối với quá trình sinh trưởng bám dính thì có rất nhiều loại vi sinh vật trong nước cũng như là các loại muối, chất lơ lửng có khả năng bám dính vào bề mặt của một vật rắn. Đó là do vi sinh vật có khả năng tiết ra chất phụ trợ và keo động vật để kết dính hấp phụ các chất khác để tạo ra các chất màng sinh học. Màng sinh vật phát triển ở bề mặt các hạt vật liệu lọc có dạng nhầy, dầy từ 1 – 3mm hoặc lớn hơn. Nó bao gồm các loại vi khuẩn, nấm, mốc và các sinh vật khác. Màng sinh học bao gồm 2 lớp: lớp hiếu khí ở bên ngoài và lớp kỵ khí ở bên trong sát bề mặt đệm. Trong thiết bị lọc sinh học nước thải sẽ được lọc qua lớp vật liệu đệm bao phủ bởi màng sinh vật. Vi sinh vật trong màng sẽ oxy hoá chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng. Như vậy chất hữu cơ được tách ra khỏi nước thải còn khối lượng của màng sinh học tăng lên. Màng vi sinh chết sẽ được cuốn trôi theo nước ra ngoài. Oxy hoà tan được bổ sung bằng hấp thụ từ không khí. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý là: bản chất của chất ô nhiễm, vận tốc ôxy hoá, cường độ thổi khí, tiết diện màng sinh học, thành phần vi sinh, đặc tính vật liệu đệm, tải trọng thuỷ lực, sự phân phối nước thải a.Bể Aerotank Aerotank là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, không khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải đồng thời cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá chất hữu cơ. Nước thải và bùn hoạt tính sau khi qua bể Aerotank cho qua bể lắng đợt 2. Ở đây bùn lắng một phần được đưa trở lại bể aerotank để duy trì hàm lượng bùn, phần khác đưa tới bể nén bùn. Để cung cấp oxy cho các bể Aerotank người ta thường sử dụng các cách sau: thổi khí, nén khí, làm thoáng cơ học, thổi nén khí với hệ thống cơ học. Để tăng cường hiệu quả xử lý ở bể Aerotank người ta thường xử lý sơ bộ nước thải nhằm đảm bảo: Hạt lơ lửng không vượt quá 150 mg/l, sản phẩm dầu mỡ không quá 25 mg/l, nhiệt độ không thấp hơn 6oc và không cao hơn 37oc , pH = 6,5 – 9. Khi sử dụng bể Aerotank sẽ mang lại các ưu điểm: Tính ổn định và phục sốc cao hơn công nghệ kỵ khí Phụ hồi và cung cấp oxy cho sinh vật nước Hiệu suất xử lý cao Cho phép đạt được tiêu chuẩn khác nghiệt về BOD Tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm: Điều kiện vận hành khá nghiêm ngặt nên vận hành hệ thống phức tạp Nước thải chứa các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ, có tải lượng hữu cơ không cao, nhạy cảm với sự thay đổi về tải lượng Sinh ra nhiều bùn cặn Tiêu tốn nhiều năng lượng, mặt bằng b. Bể lọc sinh học nhỏ giọt Là loại bể hình trụ tròn, hình chữ nhật hay tháp lọc dùng để xử lý nước thải triệt để với hàm lượng BOD sau xử lý đạt tới 15 mg/l. Bể có cấu tạo đáy kép: đáy trên là tám đan đỡ lớp vật liệu lọc, đáy dưới liền khối không thấm nước. Đặc điểm của bể là kích thước hạt vật liệu lọc nhỏ hơn 25 – 30mm, tải trọng thuỷ lực 0,5 – 1m3/m3.VLL.ngày. Hiệu suất xử lý cao có thể lên tới 90% theo BOD. Bể sinh học nhỏ giọt thường được áp dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn từ 20 – 1000 m3/ngày. c. Bể lọc sinh học cao tải Bể sinh học cao tải khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt ở chỗ nó có chiều cao công tác và tải trọng thuỷ lực lớn hơn có thể tới 10 – 30 m3/m3VLL.ngày. Kích thước vật liệu lọc từ 40 – 60 mm hay từ 60 – 100 mm, chiều cao vật liệu lọc từ 0,9 – 1,5m, do hạt to nên tốc độ lọc và sự trao đổi không khí lớn nên sự phân huỷ các chất hữu cơ diễn ra ở tốc độ cao. Nồng độ nước thải đầu vào bể không vượt quá 150 – 200 mg/l theo BOD. Công suất £ 50.000 m3/ngày. d. Bể lọc sinh học với lớp vật liệu ngập trong nước Sau bể lắng đợt 1, nước thải sẽ được bơm lên máng phân phối theo ống dẫn phân phối đều khắp diện tích đáy bể. Nước được trộn đều với không khí cấp qua dàn ống phân phối đi từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc. Quá trình xử lý bao gồm khử BOD và nitrat hoá muối amôn. Lớp vật liệu lọc cũng có khả năng khử cặn lơ lửng trong nước thải. e. Đĩa lọc sinh học (RBC) Đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ hình tròn đường kính 2 - 4m dày dưới 10mm ghép với nhau thành khối cách nhau 30 – 40mm. Đĩa lọc được bố trí thành dãy nối tiếp quay đều trong bể chứa nước thải. Trong quá trình quay phần dưới của đĩa gập trong nước, các vi sinh vật sẽ hình thành 1 lớp màng trước đó sẽ phân huỷ chất hữu cơ, còn khi quay lên phía trên vi khuẩn sẽ lấy oxy và giải phóng CO2. 2. Xử lý sinh học kỵ khí Phân huỷ sinh học kỵ khí (Anaerobic Decomposition) là quá trình phân rã các hợp chất hữu cơ thành chất khí (CO2, CH4) trong điều kiện không có oxy. Chất hữu cơ chuyển hoá thành khí khoảng 80 - 90% trong đó 65% là CH4 (quá trình này còn được gọi là lên men Metan) Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải. Nếu nước thải có nồng độ BOD hay COD thấp sẽ không cung cấp đủ Methane cho việc làm nóng khi đó cần bổ sung thêm nguồn cung cấp nhiệt. Ngoài ra pH cũng là một yếu tố quan trọng: nếu pH 9 sẽ phá huỷ quá trình cân bằng của nguyên sinh chất dẫn đến sự diệt vong của tế bào, pH tối ưu trong xử lý kỵ khí là: 6,5 – 8,5 Một số công nghệ xử lý sinh học kỵ khí đã được ứng dụng rộng rãi: Quá trình phân huỷ kỵ khí xáo trộn hoàn toàn, tiếp xúc kỵ khí, lọc kỵ khí (kỵ khí bám dính ngược dòng), kỵ khí bám dính xuôi dòng, tầng giá thể lơ lửng Công nghệ xử lý kỵ khí Sinh trưởng dính bám Sinh trưởng lơ lửng Vách ngăn Tầng Lơ lửng Lọc kỵ khí UASB Tiếp xúc kỵ khí Xáo trộn hoàn toàn Sơ đồ1-1 Sơ đồ các phương pháp xử lý kỵ khí a. Quá trình phân huỷ kỵ khí xáo trộn hoàn toàn Bể phân huỷ kỵ khí xáo trộn hoàn toàn là bể xáo trộn liên tục, không có tuần hoàn bùn. Bể này thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hoà tan dễ phân huỷ ở nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ. Thiết bị khuấy trộn có thể dùng hệ thống cánh khuấy cơ khí hoặc tuần hoàn khí Biogas (đòi hỏi có máy nén khí Biogas và dàn phân phối khí nén). Trong quá trình phân huỷ lượng sinh khối mới sinh ra và phân bố đều trong toàn thể tích bể. Hàm lượng chất lơ lửng ở dòng ra phụ thuộc vào thành phần nước thải và yêu cầu xử lý. Trong bể phân huỷ kỵ 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 huỷ kỵ khí thông thường từ 10 – 30 ngày. Vì vậy thể tích bể xáo trộn hoàn toàn đòi hỏi lớn hơn nhiều so với công nghệ xử lý kỵ khí khác. Do hàm lượng sinh khối trong bể thấp và thời gian lưu nước lớn, bể kỵ khí xáo trộn hoàn toàn có thể chịu đựng tốt trong trường hợp có độc tố hoặc khi tải trọng tăng đột ngột. Tải trọng đặc trưng cho bể này là 0,5 – 6,0 kgVS/m3.ngày b. Quá trình kỵ khí tiếp xúc Quá trình tiếp xúc kỵ khí tương tự hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí, gồm 2 giai đoạn: (1) phân huỷ kỵ khí xáo trộn hoàn toàn (2) lắng hoặc tuyển nổi tách riêng phần cặn sinh học và nước thải sau xử lý. Bùn sinh học sau khi được tách tuần hoàn lại bể sinh học kỵ khí. Do lượng sinh khối của quá trình có thể kiểm soát được, không phụ thuộc vào lưu lượng nước thải, vì vậy thời gian lưu bùn có thể khống chế được, mà không liên quan đến thời gian lưu nước. Ta có thể chọn thời gian lưu bùn thích hợp cho sự phát triển sinh khối, khi đó có thể tăng tải trọng, giảm thời gian lưu nước, khối tích công trình giảm dẫn đến chi phí đầu tư kinh tế hơn. Hệ thống tiếp xúc kỵ khí sử dụng lắng trọng lực phụ thuộc nhiều vào tính chất bông bùn kỵ khí. Khí Biogas sinh ra trong quá trình kỵ khí bám dính vào bông bùn làm giảm tính lắng của bùn. Vì vậy để tăng khả năng lắng nên cho hỗn hợp bùn và nước đi qua bộ phận tách khí (thùng quạt gió, khuấy cơ khí, tách khí chân không). Hàm lượng VSS trong bể tiếp xúc kỵ khí dao động trong khoảng 4000 – 6000 mg/l. Bể tiếp xúc kỵ khí có thể hoạt động tốt ở tải trọng hữu cơ từ 0,5-10 KgCOD/m3/ngày, với thời gian lưu nước từ 12h cho đến 5 ngày. Thực nghiệm cho thấy: Nước thải công nghiệp chế biến thịt đóng hộp ở nhiệt độ 30 - 35oC, được xử lý ở tải trọng 2,5 kg COD/m3ngày, thời gian lưu nước là 13,3h. Hiệu suất xử lý COD đạt 90%. c. Bể UASB (Unflow Anaerobic Slugde Blanket)- Bể xử lý sinh học kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất bẩn sinh học được tiêu thụ ở đó. Bọt khí metan và cácbon dioxit nổi lên trên và được thu bằng các chụp khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể và tại đó sẽ diễn ra sự phân tách hai pha lỏng và rắn. Pha lỏng tiếp tục đi ra khỏi bể còn pha rắn hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn. Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng tốc độ dòng chảy thường lấy ở 0,6 - 0.9m/h. Hiệu suất xử lý của bể UASB tính theo COD, BOD đạt khoảng 60 -72%. Đối với một số loại nước thải tải trọng xử lý có thể lên đến 96kg COD/m3 ngày đêm. Nước thải công nghiệp chế biến đường có thể xử lý bằng UASB đạt hiệu suất khử COD là 80% ở tải trọng 10kg COD/m3 ngày đêm, thời gian lưu nước là 4h. d. Quá trình lọc kỵ khí Lọc kỵ khí là gắn sự tăng trưởng của vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Giá thể đó có thể là đá, sỏi, than, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa, vòng sứ Bể lọc có thể được vận hành ở chế độ dòng chảy ngược hoặc xuôi. Sau một thời gian hoạt động, màng vi sinh vật được hình thành và phát triển trên bề mặt giá thể, tạo thành tác nhân phân huỷ các hợp chất hữu cơ. Lọc kỵ khí (giá thể cố định dòng chảy ngược dòng): Dòng nước thải phân bố đều đi từ dưới lên, tiếp xúc với màng vi sinh bám dính 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. Vì vậy thời gian lưu nước nhỏ có thể vận hành ở tải trọng rất cao. Lọc kỵ khí sử dụng giá thể là đá hoặc sỏi thường bị tắc do các chất lơ lửng và màng vi sinh không bám dính giữ lại ở khe giữa các viên đá hoặc sỏi. Giá thể là vật liệu nhựa tổng hợp có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao (95%) nên vi sinh dễ bám dính và chúng thường được thay thế dần cho đá, sỏi. Tỷ lệ riêng diện tích bề mặt trên thể tích của vật liệu thông thường dao động trong khoảng 100 – 220 m2/m3. Nhược điểm là trong bể lọc kỵ khí do dòng chảy quanh co đồng thời tích luỹ sinh khối, vì vậy thường gây ra các vùng chết và dòng chảy ngắn. Để khắc phục nhược điểm này có thể lắp đặt hệ thống khí xáo trộn bằng khí Biogas sinh ra thông qua hệ thống phân phối khí đặt dưới lớp vật liệu và máy nén khí biogas. Sau thời gian vận hành dài, chất rắn không bám dính gia tăng trong bể. Điều này có thể nhận thấy khi hàm lượng SS đầu ra tăng, hiệu quả xử lí giảm do thời gian lưu nước thực tế trong bể bị giảm. Chất rắn không bám dính có thể được lấy ra khỏi bể bằng cách xả đáy và rửa ngược. Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy: Nước thải công nghiệp dược có thể được xử lý bằng quá trình này ở nhiệt độ 37oC, tải trọng 3,5kg COD/m3 ngày. Hiệu suất xử lý đạt 97% COD; Nước thải công nghiệp hoá chất hữu cơ tổng hợp ở tải trọng 0,56kg COD/m3ngày, nhiệt độ 35oC, thời gian lưu nước 36h, hiệu quả xử lý COD đạt 80% Quá trình kỵ khí bám dính xuôi dòng Trong quá trình này, nước thải chảy từ trên xuống qua lớp giá thể module. Giá thể này tạo nên các dòng chảy nhỏ tương đối thẳng theo hướng từ trên xuống. Đường kính dòng chảy nhỏ xấp xỉ 4cm. Với cấu trúc này tránh được hiện tượng bít tắc và tích luỹ chất không bám dính, thích hợp cho xử lý nước thải có hàm lượng SS cao. e. Quá trình kỵ khí tầng giá thể lơ lửng Nước thải được bơm vào bể từ dưới lên xuyên qua lớp vật liệu hạt là giá thể cho vi sinh sống bám. Vật liệu này thường có đường kính nhỏ, vì vậy tỷ lệ diện tích bề mặt/thể tích rất lớn (cát, than hoạt tính ) tạo sinh khối bám dính lớn. Dòng ra được tuần hoàn lại để tạo vận tốc nước đi lên đủ lớn cho lớp vật liệu hạt ở dạng lơ lửng, giãn nở khoảng 15 – 30% hoặc lớn hơn. Hàm lượng sinh khối trong bể có thể lên đến 10.000 – 40.000 mg/l. Do lượng sinh khối lớn và thời gian lưu nước nhỏ, quá trình này có thể ứng dụng cho xử lí nước thải có nồng độ chất hữu cơ thấp như nước thải sinh hoạt. 3. Phương pháp thiếu khí Quá trình khử nitrat xảy ra trong điều kiện thiếu oxy hoà tan. Oxy được giải phóng từ nitrat sẽ oxy hoá chất hữu cơ và nitơ sẽ được tạo thành. NO3- vi sinh NO2- + O2 (2.9) O2 chất hữu cơ N2 + CO2 + H2O (1.10) Trong hệ thống xử lý theo kỹ thuật bùn hoạt tính sự khử nitrat hoá sẽ xảy ra khi không tiếp tục thông khí. Khi đó oxy cần cho hoạt động của vi sinh giảm dần và việc giải phóng nito từ nitrít sẽ xảy ra. Phương pháp này được sử dụng để loại nitơ ra khỏi nước thải. 1.5 XỬ LÝ CẶN BÙN Trong quá trình xử lý nước thải, một lượng lớn cặn bùn được tạo thành. Chúng cần phải được xử lý. Xử lý cặn bùn nhằm mục đích: Giảm khối lượng để dễ vận chuyển; Làm tăng quá trình phân huỷ các hợp chất dễ phân huỷ, chuyển chúng sang trạng thái ổn định và sử dụng chúng theo hướng có lợi. Để giảm hàm lượng chất hữu cơ trong cặn và đạt được các chỉ tiêu vệ sinh thường áp dụng các phương pháp kỵ khí trong các công trình tự hoại, bể lắng 2 vỏ. Cặn ra khỏi bể có độ ẩm 96% - 97%. Để giảm thể tích và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên: sân phơi bùn, hồ chứa bùn hoặc trong điều kiện nhân tạo như: lọc ly tâm, lọc chân không, lọc ép Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55 - 56%. 1.6 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỶ SẢN ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM 1.6.1 Hệ thống xử lý nước thải của xí nghiệp chế biến thuỷ sản Ngô Quyền, Rạch Giá, Kiên Giang. Công suất của hệ thống 520m3/ngày đêm, do CEFINEA thiết kế. 2 4 1 3 5 10 9 8 6 7 dòng vào dòng ra 12 11 bùn ra Sơ đồ1-2 Hệ thống xử lý nước thải tại xí nghiệp nghiệp chế biến thuỷ sản Ngô Quyền, Rạch Giá, Kiên Giang. Chú thích : 1) Song chắn rác 2) Bể thu gom 3) Bể lắng cát 4) Sân phơi cát 5) Bể điều hoà 6) Bể lắng đợt I 7) Bể kỵ khí 8) Bể hiếu khí 9) Bể lắng II 10) Bể khử trùng 11) Bể nén bùn 12) Máy ép bùn 1.6.2 Hệ thống xử lý nước thải tại xí nghiệp hải sản xuất khẩu II, Bà Rịa - Vũng Tàu. Công suất thiết kế của hệ thống 100m3/ngày, do EPC thiết kế. Hệ thống hoạt động theo phương pháp kỵ khí hoàn toàn, nhằm khống chế mùi. gas 5 4 1 2 3 dòng vào dòng ra 6 Sơ đồ1-3 Hệ thống xử lý nước thải tại xí nghiệp hải sản xuất khẩu II, Bà Rịa – Vũng Tàu Chú thích : 1) Song chắn rác, tách lọc cặn bã. 2) Bể trung gian và lắng (yếm khí) sơ bộ. 3) Bể lọc yếm khí. 4) Thiết bị tách gas cho phần nước thải hồi lưu. 5) Thiết bị tách gas cho phần nước thải đã xử lý. 6) Bơm nước thải. 1.6.3 Hệ thống xử lý nước thải tại công ty chế biến thuỷ sản xuất khẩu Nha Trang Hệ thống xử lý nước thải do Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trường Tp HCM đề nghị, công suất 500m3/ngày.đêm. 11 8 3 4 5 6 2 1 7 dòng vào dòng ra 10 9 Sơ đồ1-4 Hệ thống xử lý nước thải thuỷ sản công ty chế biến thuỷ sản xuất khẩu Nha Trang Chú thích : 1) Bể thu gom 2) Song chắn rác 3) Bể điều hòa 4) Bể lắng I 5) Bể aerotank 6) Bể lắng II 7) Bể khử trùng 8) Thùng trợ lắng 9) Bể nén bùn 10) Bể mêtan 11) Thùng hóa chất.