ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ & CÔNG NGHIỆP Chuyên đề 11 : “ Bể bùn kỵ khí dòng chảy từ dưới lên ” GDHD : GS. Lâm Minh Triết Học viên : Trần Tây Nam Nguyễn Quốc Trung NỘI DUNG TRÌNH BÀY I. Giới thiệu về hệ thống xử lý bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược – UASB. II. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải chế biến hải sản có sử dụng bể UASB. III. Kết luận. GiỚI THIỆU VỀ BỂ KỴ KHÍ DÒNG CHẢY NGƯỢC UASB KHÁI NIỆM UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là bể kỵ khí, dòng nước chuyển động thẳng đứng từ dưới lên trên đi qua lớp đệm bùn trong đó bao gồm các sinh khối được hình thành dưới dạng hạt nhỏ hay hạt lớn; giải pháp này cho phép nước thải tiếp xúc với các hạt bùn. Các khí sinh ra trong quá trình thủy phân lại là nguyên nhân tạo nên sự chuyển động bên trong đệm bùn SƠ ĐỒ CẤU TẠO & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG SƠ ĐỒ CẤU TẠO & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG SƠ ĐỒ CẤU TẠO & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Khí thải Nước đầu ra Nước thải đầu vào ƯU ĐIỂM CỦA BỂ UASB • Xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao (COD, BOD >1000 mg/L). • Khả năng chịu shock tải cao. • Tiết kiểm năng lượng. • Giảm chi phí xử lý bùn. • Khí CH4 mang lại hiệu quả kinh tế cao. • Tiết kiểm diện tích và kinh phí đầu tư • Bùn kỵ khí có thể hồi phục và hoạt động được sau một thời gian ngưng hoạt động nên có thể hoạt động theo mùa. KHUYẾT ĐIỂM CỦA BỂ UASB • Nuôi cấy bùn kỵ khí khó và thời gian thích nghi lâu (3-4 tháng). • Hiệu suất xử lý thấp khi nồng độ chất hữu cơ thấp. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN HẢI SẢN SỬ DỤNG BỂ UASB MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CÔNG NGHỆ Mục đích : •Đề xuất thiết kế hệ thống xử lý nước thải hải sản công suất 500 m3/ngày. •Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cột A QCVN 11:2008/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thủy sản. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CÔNG NGHỆ Yêu cầu công nghệ : •Phù hợp với không gian cho phép nhưng vẫn đảm bảo công suất xử lý, thuận tiện trong việc bảo dưỡng, bảo trì hệ thống. •Đảm bảo mỹ quan và chất lượng công trình. •Không gây mùi hôi và tiếng ồn ảnh hưởng môi trường xung quanh. •Chi phí đầu tư,vận hành và bảo trì hợp lý. •Vận hành đơn giản,không sử dụng nhiều nhân công. Thành phần nước thải STT Thông số ô nhiễm 1 PH 2 3 4 Chỉ số Đơn vị Nước thải đầu vào QCVN 11:2008, cột A 5.5 - 8.0 6.0 – 9.0 COD mg/l 1500 - 3000 50 BOD5 mg/l 1000 - 2400 30 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 380 - 500 50 Amoni (tính theo N) mg/l 30-50 10 Tổng Nitơ mg/l 120 - 160 30 Clo dư mg/l - 1 Dầu mỡ mg/l 150 - 200 10 Tổng coliforms MPN/100 ml 5.105 3000 5 6 7 8 9 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Công nghệ xử lý của trạm xử lý nước thải (XLNT) được đề xuất dựa trên các yếu tố chính sau: •Chất lượng nước đầu vào và yêu cầu chất lượng sau xử lý. •Diện tích đất dành cho trạm XLNT. •Hiệu quả xử lý và yếu tố kinh tế. •Yêu cầu về năng lượng, hóa chất. •Các qui chuẩn Viê êt Nam trong viê êc xây dựng và vâ ên hành HTXLN. Công nghệ xử lý sinh học kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí kết hợp vật liệu tiếp xúc SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Nước thải từ nhà máy Bể tách dầu 1 Song chắn rác thô tế Gom Gom rác rác định định kỳ kỳ Bể tiếp nhận Gom Gom rác rác định định kỳ kỳ Tách rác tinh Bể tách dầu 2 Bể điều hòa Bể trung hòa pH FeCl FeCl33 NaOH Bể UASB Bể Anoxic Dòng tuần hoàn Bể nén bùn Polymer Polymer Bùn dư PAC PAC Máy ép bùn trục vít Bể sinh học hiếu khí tiếp xúc Máy thổi khí Bể lắng sinh học Bể keo tụ tạo bông Bể lắng hóa lý Nguồn tiếp nhận Cột A, QCVN 24-2009 Polymer Polymer Chlorine Chlorine BỂ UASB – QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ Các giai đoạn xảy ra trong quá trình kỵ khí Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử. Giai đoạn 2: Axít hóa Giai đoạn 3: Methane hóa. Giai đoạn này chuyển từ sản phẩm đã methane hóa thành khí (CH4 và CO2) bằng nhiều loại vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt. BỂ UASB – QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử. •Dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và chất không tan (polysaccharides, proteins, lipids) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (như đường, các amino acid, acid béo). •Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất. BỂ UASB – QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ Giai đoạn 2: Axít hóa •Vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. •Sự hình thành các acid có thể làm pH giảm xuống đến 4.0. BỂ UASB – QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ Giai đoạn 3: Methane hóa. •Giai đoạn này chuyển từ sản phẩm đã methane hóa thành khí (CH4 và CO2) bằng nhiều loại vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt. •Các phương trình phản ứng: CH3COOH → CH4 + CO2 2C2H5OH + CO2 → CH4 + 2CH3COOH CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O •Các protein có khả năng phân hủy bị thủy phân: NH3 + HOH→ NH4- + OH•Khi OH- sinh ra sẽ phản ứng với CO2 tạo thành ion bicacbonat. BỂ ANOXIC – QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT - Bể anoxic giúp phân huỷ hợp chất hữu cơ và để khử Nitrat trong điều kiện thiếu khí. -Quá trình sinh học diễn ra nhờ các vi sinh vật sử dụng Nitrat, Nitrite làm chất oxy hóa để sản xuất năng lượng. -Trong bể Anoxic, quá trình khử Nitrat sẽ diễn ra theo phản ứng: 6NO3- + 5CH3OH  5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OH-. BỂ AEROTANK – QUÁ TRÌNH XỬ HIẾU KHÍ Là nơi diễn ra song song 3 quá trình: •Phân huỷ hợp chất hữu cơ •Quá trình Nitrat hoá trong điều kiện cấp khí nhân tạo •Quá trình khử nitrate trong điều kiện thiếu khí. BỂ AEROTANK – QUÁ TRÌNH XỬ HIẾU KHÍ BỂ AEROTANK – QUÁ TRÌNH XỬ HIẾU KHÍ BỂ AEROTANK – QUÁ TRÌNH XỬ HIẾU KHÍ • Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính, cung cấp oxy (DO > 2) cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ. • Dưới điều kiện như thế, vi sinh sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn. • Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải gọi là dung dịch xáo trộn. • Sau đó dung dịch xáo trộn sẽ tự chảy sang bể lắng sinh học. KẾT LUẬN • Bể UASB xử lý được các chất hữu cơ ở nồng độ cao. • Các công nghệ có áp dụng công nghệ UASB có khả năng xử lý chất hữu cơ tốt, tiết kiệm năng lượng, giảm diện tích xây dựng, giảm chi xây dựng, giảm chi phí xử lý bùn. XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN 27 [...]... sinh học kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí kết hợp vật liệu tiếp xúc SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Nước thải từ nhà máy Bể tách dầu 1 Song chắn rác thô tế Gom Gom rác rác định định kỳ kỳ Bể tiếp nhận Gom Gom rác rác định định kỳ kỳ Tách rác tinh Bể tách dầu 2 Bể điều hòa Bể trung hòa pH FeCl FeCl33 NaOH Bể UASB Bể Anoxic Dòng tuần hoàn Bể nén bùn Polymer Polymer Bùn dư PAC PAC Máy ép bùn trục vít Bể sinh học hiếu khí tiếp... tiếp xúc Máy thổi khí Bể lắng sinh học Bể keo tụ tạo bông Bể lắng hóa lý Nguồn tiếp nhận Cột A, QCVN 24-2009 Polymer Polymer Chlorine Chlorine BỂ UASB – QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ Các giai đoạn xảy ra trong quá trình kỵ khí Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử Giai đoạn 2: Axít hóa Giai đoạn 3: Methane hóa Giai đoạn này chuyển từ sản phẩm đã methane hóa thành khí (CH4 và CO2) bằng... TRÌNH XỬ HIẾU KHÍ • Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính, cung cấp oxy (DO > 2) cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ • Dưới điều kiện như thế, vi sinh sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn • Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải gọi là dung dịch xáo trộn • Sau đó dung dịch xáo trộn sẽ tự chảy sang bể lắng sinh học KẾT LUẬN • Bể UASB xử... lượng -Trong bể Anoxic, quá trình khử Nitrat sẽ diễn ra theo phản ứng: 6NO3- + 5CH3OH  5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OH- BỂ AEROTANK – QUÁ TRÌNH XỬ HIẾU KHÍ Là nơi diễn ra song song 3 quá trình: •Phân huỷ hợp chất hữu cơ •Quá trình Nitrat hoá trong điều kiện cấp khí nhân tạo •Quá trình khử nitrate trong điều kiện thiếu khí BỂ AEROTANK – QUÁ TRÌNH XỬ HIẾU KHÍ BỂ AEROTANK – QUÁ TRÌNH XỬ HIẾU KHÍ BỂ AEROTANK... chất BỂ UASB – QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ Giai đoạn 2: Axít hóa •Vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới •Sự hình thành các acid có thể làm pH giảm xuống đến 4.0 BỂ UASB – QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ Giai đoạn 3: Methane hóa •Giai đoạn này chuyển từ sản phẩm đã methane hóa thành khí (CH4 và... methane hóa thành khí (CH4 và CO2) bằng nhiều loại vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt BỂ UASB – QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử Dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và chất không tan (polysaccharides, proteins, lipids) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (như đường, các amino acid, acid béo) •Quá trình này xảy ra... nhiều loại vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt •Các phương trình phản ứng: CH3COOH → CH4 + CO2 2C2H5OH + CO2 → CH4 + 2CH3COOH CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O •Các protein có khả năng phân hủy bị thủy phân: NH3 + HOH→ NH4- + OH•Khi OH- sinh ra sẽ phản ứng với CO2 tạo thành ion bicacbonat BỂ ANOXIC – QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT - Bể anoxic giúp phân huỷ hợp chất hữu cơ và để khử Nitrat trong điều kiện thiếu khí -Quá trình sinh... 8.0 6.0 – 9.0 COD mg/l 1500 - 3000 50 BOD5 mg/l 1000 - 2400 30 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 380 - 500 50 Amoni (tính theo N) mg/l 30-50 10 Tổng Nitơ mg/l 120 - 160 30 Clo dư mg/l - 1 Dầu mỡ mg/l 150 - 200 10 Tổng coliforms MPN/100 ml 5.105 3000 5 6 7 8 9 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Công nghệ xử lý của trạm xử lý nước thải (XLNT) được đề xuất dựa trên các yếu tố chính sau: •Chất lượng nước đầu vào và yêu cầu...ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN HẢI SẢN SỬ DỤNG BỂ UASB MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CÔNG NGHỆ Mục đích : •Đề xuất thiết kế hệ thống xử lý nước thải hải sản công suất 500 m3/ngày •Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cột A QCVN 11:2008/BTNMT- Quy chuẩn kỹ... lý được các chất hữu cơ ở nồng độ cao • Các công nghệ có áp dụng công nghệ UASB có khả năng xử lý chất hữu cơ tốt, tiết kiệm năng lượng, giảm diện tích xây dựng, giảm chi xây dựng, giảm chi phí xử lý bùn XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN 27 ... lý bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược – UASB II Đề xuất công nghệ xử lý nước thải chế biến hải sản có sử dụng bể UASB III Kết luận GiỚI THIỆU VỀ BỂ KỴ KHÍ DÒNG CHẢY NGƯỢC UASB KHÁI NIỆM UASB (Upflow... Tách rác tinh Bể tách dầu Bể điều hòa Bể trung hòa pH FeCl FeCl33 NaOH Bể UASB Bể Anoxic Dòng tuần hoàn Bể nén bùn Polymer Polymer Bùn dư PAC PAC Máy ép bùn trục vít Bể sinh học hiếu khí tiếp xúc... Blanket) bể kỵ khí, dòng nước chuyển động thẳng đứng từ lên qua lớp đệm bùn bao gồm sinh khối hình thành dạng hạt nhỏ hay hạt lớn; giải pháp cho phép nước thải tiếp xúc với hạt bùn Các khí sinh