Đề tài Nguồn gốc, quá trình và các phương pháp xử lý chất thải trong nhà máy xử lý nước thải

BÀI THUYẾT TRÌNH CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ TRONG XỬ LÍ CHẤT THẢI ĐỀ TÀI NGUỒN GỐC, QUÁ TRÌNH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI TRONG NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÓM 9 Cai Hà Mỹ Chi 0922020 Nguyễn Anh Chi 0922021 Phạm Thị Minh Mẫn 0922147 Nguyễn Thị Trúc Nga 0922159 Phan Phượng Nga 0922160 Lã Hoàng Vy Nhã 0922168 Quách Như Thành 0922234 Lê Minh Tài 0922218 Mục lục: Nguồn gốc Giới thiệu chung Nguồn gốc Các phương pháp xử lí Xử lí chất thải kích thước lớn qua song chắn rác Xử lí chất thải có kích thước nhỏ qua máy lọc tinh Xử lí bùn Xử lý bùn thu được. Sân phơi bùn. Nén bùn. Bùn sau xử lí Quản lí Ứng dụng của bùn sau xử lí Xử lí nước thải ở các khu công nghiệp, các làng nghề, các bãi rác, các trại chăn nuôi … hết sức khó khăn và tốn kém. Song “xử lí bùn thải: sau khi đã xử lí nước thải (được gọi là chất bùn thải nguy hại) còn khó khăn, phức tạp bội phần bởi hầu hết kim loại nặng lắng đọng trong bùn thải từ quá trình xử lí Nguồn gốc Giới thiệu chung Nguồn gốc Từ sơ đồ xử lí chất thải trên: Ta thấy sau quá trình xử lí, phát sinh các chất thải từ các giai đoạn song chắn rác, keo tụ, tạo bông, lắng lọc. Có thể chia các loại chất thải như sau: Chất thải rắn : Chất thải vô cơ ( sỏi, đá, cặn, sang …) và chất thải hữu cơ ( xác động thực vật, polymer … ) được giữ lại từ song chắn rác và máy lọc rác tinh Bùn thải Bùn sinh ra từ trạm xử lí nước thải thường có 2 loại: bùn hóa lí và bùn sinh học. Bùn hóa lí: sinh ra từ quá trình keo tụ, tạo bông và phản ứng kết tủa sẽ được vận chuyển từ đáy bể lắng một qua bể chứa bùn. Tại đây, bùn hóa lí sẽ được tách nước sơ bộ trước khi bùn được bơm vào máy ép bùn để tiến hành quá trình tách nước sau cùng tạo bánh bùn. Phần nước thải sau tách bùn được dẫn về lại hầm bơm. Bùn sinh học: sinh ra do sinh vật thừa còn sót lại trong bể SPR. Bùn này cũng sẽ được vận chuyển từ đáy bể SPR về bể chứa bùn nhằm tiến hành quá trình tách nước sơ bộ trước khi được bơm vào máy ép bùn để tiến hành quá trình tách nước sau cùng tạo bánh bùn. Phần nước thải sau tách bùn được dẫn về lại hầm bơm Các phương pháp xử lí Xử lí chất thải có kích thước lớn qua song chắn rác - Trong chu trình vận hành của một nhà máy xử lý nước thải thì nguồn nước thải ban đầu sẽ đi qua song chắn rác. - Tại đây, các tạp chất thô có kích thước lớn như rác, vải vụn, giấy vụn, dây buộc khi đi qua song chắn rác sẽ bị giữ lại. Các tạp chất này có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống như làm tắc đường ống hoặc kênh dẫn, bào mòn đường ống, thiết bị, tăng trở lực dòng chảy nên làm tăng tiêu hao năng lượng bơm. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực quá lớn ta cần phải thường xuyên làm vệ sinh (cào rác) - Quá trình cào rác: dùng cào lấy rác ra khỏi các thanh chắn, cho rác vừa cào vào thiết bị chứa rác. Tùy vào tính chất của rác mà có thể đưa rác đến nơi để rác để công nhân vệ sinh môi trường đến thu gom định kì hoặc chuyển về nhà máy xử lý chất thải rắn để xử lý. - Chu kì lấy rác ở song chắn rác phải phụ thuộc vào lượng rác. Việc lấy rác phải tiến hành đúng quy định vì rác ứ đọng quá lâu không những gây mùi hôi khó chịu mà còn gây cản trở dòng chảy từ song chắn rác tới các công trình phía sau Xử lí các rác thải có kích thước nhỏ qua máy lọc rác tinh Sau khi đi qua song chắn rác, nguồn nước thải sẽ được đưa về hồ thu gom và sau đó nguồn nước thải này sẽ đi qua máy lọc rác tinh. Tại đây, máy lọc rác tinh sẽ làm nhiệm vụ loại bỏ rác thải có kích thước nhỏ mà song chắn rác không thể loại bỏ, qua đó giảm một lượng đáng kể COD và đảm bảo cho các công trình phía sau hoạt động an toàn không bị tắc nghẽn do rác thải. Nguồn rác thải thu được từ máy lọc rác tinh sẽ được cho vào các dụng cụ chứa và tùy thuộc vào tính chất của nó mà có thể sẽ được chuyển trực tiếp đến nhà máy xử lý chất thải rắn hoặc được để tại các nơi có công nhân vệ sinh môi trường thu gom định kỳ. Chu kỳ lấy rác, làm vệ sinh cho máy lọc rác tinh sẽ phụ thuộc vào lượng rác. Xử lí bùn Xử lí hiếu khí (công nghệ aerotank) - Nước thải được xử lí sơ bộ qua các công trình cơ học (song chắn rác, máy lọc tinh) điều hòa trước khi vào hệ xử lí sinh học trong bể sinh học. - Tiếp đó nguồn nước thải tiếp tục được cho đi vào bể để xử lý hiếu khí. - Phương pháp xử lý hiếu khí là phương pháp xử lý chất ô nhiễm trong nước thải bằng con đường oxy hóa khử sinh học với sự tham gia của oxy như 1 chất nhận điện tử cuối cùng. - Công nghệ aerotank là quá trình xử lí sinh học áp dụng công nghệ bùn hoạt tính cổ điển với dòng chảy vào liên tục. Sau bể aerotank phải có 2 bể lắng để lắng bùn sinh học. - Quá trình bùn hoạt tính cổ điển sử dụng vi sinh vật ở dạng lơ lửng, tức vi sinh vật luôn được giữ ở trạng thái lơ lửng và được trộn đều với nước thải nhờ hệ thống phân phối khi lắp đặt đều trên diện tích đáy bể. Vi sinh vật tiếp xúc với nước thải và sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải làm thức ăn và thực hiện các phản ứng oxy hóa các chất hữu cơ với sự tham gia của oxy trong không khí tạo năng lượng duy trì sự sống - Bùn sinh ra từ bể aerotank và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng 1, lượng bùn từ bể lắng 1 sẽ một phần được tuần hoàn lại bể aerotank và một phần đi vào bể nén bùn - Dòng nước thải từ bể lắng 1 qua quá trình keo tụ tạo bông sẽ đi vào bể lắng 2, lượng bùn ở bể lắng 2 sẽ đi vào bể nén bùn và một phần sẽ tuần hoàn lại bể aerotank Xử lí kị khí Bể UASB: Trong bể UASB xảy ra quá trình phân hủy chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải với sự tham gia của các VSV yếm khí. VSV yếm khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí ( khoảng 70-80% là Meetan , 20-30% là Cacbonic). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn, nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Hiệu quả khử COD và BOD có thể đạt 70 – 90%, sau đó nước thải có thể đưa qua bể xử lí aerotank tiếp tục quá trình xử lí Bể BASTAF (Baffled Septic Tank With Anaerobic Filter): Bể tự hoại cải tiến với các vách ngăn mỏng và hướng lên và ngăn lọc kị khí được sử dụng ở nhiều nơi với nhiều ưu điểm. Trong bể tự hoại cải tiến diễn ra quá trình lắng cặn và lên men phân hủy sinh học kị khí cặn lắng và lọc kị khí. Các chất hữu cơ trong nước thải và bùn cặn đã lắng, chủ yếu là các carbohydrate, protein, lipid … được phân hủy bởi các vi khuẩn kị khí và các loại nấm men, nhờ vậy, cặn lên men, bớt mùi hôi, giảm thể tích. Các hợp chất không tan chuyển thành chất tan và khí (chủ yếu là CH4, CO2, H2S, NH3 …) Trong bể xảy ra 3 quá trình chính: lắng cặn, phân hủy sinh học kị khí cặn lắng và lọc kị khí cặn lắng Lắng cặn: các tạp chất lơ lửng kích thước nhỏ, khó tự lắng cũng có thể tham gia vào quá trình lắng nhờ dính bám, đông tụ với nhau và tạo thành các bông keo tụ lớn, dễ lắng hơn. Sự dính bám các cặn lơ lửng này và các bọt khí, sản phẩm hình thành từ quá trình phân hủy kị khí cũng làm cho chúng nhẹ hơn và nổi trên mặt nước. Trong trường hợp nước thải chứa nhiều dầu mỡ, các vật nhẹ nổi lên như lông, tóc, nhựa Phân hủy kị khí: quá trình phân hủy kị khí các chất hữu cơ trong nước thải và cặn lắng của bể diễn ra tích cực hơn khi dòng nước thải mới được xáo trộn với lớp bùn cũ – quần thể vi sinh vật kị khí trong bể. Các chất thải hữu cơ sẽ được phân giải theo 4 giai đoạn: thủy phân, lên men, sinh acetate và sinh metan Thủy phân: chuyển hóa các chất rắn phức tạp thành các chất hòa tan với trọng lượng phân tử nhẹ hơn. Quá trình này đòi hỏi sự tác động của các enzym ngoại bào tiết ra từ các vi khuẩn lên men. Lên men: các chất hòa tan được hình thành từ quá trình thủy phân dưới tác dụng của các vi khuẩn lên men được chuyển hóa thành các hợp chất hữu cơ đơn giản (acid béo dễ bay hơi, acid lactic) và các chất khoáng (CO2, H2, NH3 …) được thực hiện bởi nhiều loài vi khuẩn khác nhau Sinh acetate: các hợp chất tạo thành từ quá trình acid hóa được chuyển thành các sản phẩm cuối để sinh khí metan: acetate, hydro, carbondyoxide. Sinh metan: metan được tạo thành từ quá trình phân hủy acetate hoặc từ phản ứng khử carbondyoxide bằng hydro, tương ứng bởi các vi khuẩn lên men acetate và vi khuẩn hydro. Sau khi quá trình phân hủy sinh học kị khí xảy ra, các bọt khí hình thành sẽ nổi trên mặt nước và một phần thoát ra ngoài theo dòng nước thải. Lọc kị khí cặn: tại các ngăn lọc, cặn và bùn sẽ được giữ lại nhằm đảm bảo nồng độ bùn thích hợp cho quá trình phân hủy kị khí sinh học. Đồng thời các chất rắn sẽ được giữ lại đảm bảo cho nước đầu ra của bể có hàm lượng TSS giảm, cho phép tách cặn lắng, tránh tắc các công trình xử lí nước thải phân tán tiếp theo như các bãi lọc ngầm, bãi lọc cát Xử lý bùn thu được Bùn thu được sau các quá trình xử lý nước thải sẽ đi vào bể chứa bùn. Ở đây lượng bùn đó có thể được đi phơi hoặc đem đi nén. Nén bùn: Bùn ở bể nén bùn sẽ được xử lí như sau: cặn tươi từ bể lắng 1 và bùn hoạt tính từ bể lắng 2 có độ ẩm tương đối cao (92 – 96% đối với cặn tươi và 99.2 – 99.7% đối với bùn hoạt tính) nên cần phải giảm độ ẩm và thể tích trước khi đưa vào các công trình sau. Bể nén bùn làm giảm độ ẩm của bùn hoạt tính dư bằng cách lắng (nén) cơ học để đạt độ ẩm thích hợp (95 – 97%) phục vụ cho các quá trình xử lí bùn ở phía sau. Tại đây bùn được tách nước để giảm thể tích. Bùn loãng (hỗn hợp bùn + nước) được đưa vào ống trung tâm ở tâm bể. Dưới tác dụng của trọng lực bùn sẽ lắng và kết chặt lại. Sau khi nén bùn sẽ được rút ra khỏi bể bằng bơm hút bùn Bể nén bùn Sân phơi bùn: Bùn sau khi đi vào bể chứa sẽ được đem đi phơi, lượng nước trong bùn sẽ bị bóc hơi, làm giảm lượng nước trong bùn và được bùn cô dặc hơn. Bùn sau xử lí Quản lí: Chôn lấp bùn hoặc tái sử dụng Ứng dụng của bùn sau xử lí Xử lí bùn thải công nghiệp thành bê tông: bùn thải sau khi lấy lên sẽ được xử được xử lí khử mùi bằng chất BOF1 và BOF2 trong khoảng 15 phút. Tùy theo loại bùn thải thu về từ nhà máy nước thải tập trung, hóa chất xử lí sẽ được pha trộn với tỉ lệ khác nhau. Hỗn hợp bùn thải đã qua xử lí này sẽ tiếp tục được trộn với hợp chất HSOB để tạo ra bê tông. Phụ gia HSOB có tác dụng tạo phản ứng oxy hóa khử, biến các kim loại nặng thành chất trơ với nước, giảm bớt độc hại Gạch làm từ bùn thải: bùn rác à lọc à ray nhỏ à tách bùn + vật liệu thô à cát mịn sẽ được dùng làm nguyên liệu sản xuất gạch lót, vỉa hè. Bùn sau khi được xử lí bằng vi sinh vật để tách kim loại được dùng làm phân bón hữu cơ bằng cách cho thêm vôi bột để khử chua; than bùn; cấy vi sinh, dùng chế phẩm EM … để khử mùi sẽ thành phân hữu cơ tổng hợp. Trong đó, bùn thải chiếm 70%. Giá thành rẻ , chất lượng không thua kém các loại phân hữu cơ bán trên thị trường