Giới thiệu công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt kết hợp cả 3 phương pháp cơ học - hóa lý - sinh học:
1. Đặc trưng của nước thải cần xử lý
2. Thông số thiết kế và phương án xử lý
Các công đoạn xử lý nước thải được đề xuất như sau:
Xử lý bậc 1 để loại bỏ được chủ yếu các thành phần ô nhiễm gây cảm quan của nước thải (mùi, cặn, dầu mỡ) và xử lý bậc 2 là trọng tâm của hệ thống nhằm loại bỏ thành phần ô nhiễm sâu hơn và cơ bản trong nước thải (COD, BOD, thành phần N, P).
Trong giai đoạn xử lý bậc 2, nước thải cần được xử lý tiếp theo trong bể vi sinh thiếu khí với vai trò là đơn vị xử lý cao tải, loại bỏ khoảng 50 - 60% hàm lượng chất hữu cơ tan (COD, BOD) và 40 – 50% lượng nitrat – NO3- có trong dòng hồi lưu. Sau đó, nước thải tiếp tục được xử lý triệt để đạt yêu cầu xả thải trong bể hiếu khí áp dụng kỹ thuật màng vi sinh chuyển động (Moving Bed Biofilm Reactor) và công nghệ màng vi sinh tầng tĩnh (Fixed Bed Biofilm Reactor)..
Sơ đồ công nghệ đề xuất:
3. Thuyết minh công nghệ và tính toán các bể xử lý
Ngăn tách cặn, rác được thiết kế riêng cho nguồn nước thoát sàn. Cặn và rác được tách tại bể này trước khi nguồn nước được dẫn qua bể điều hòa.
3.2. Bể thiếu khí
Bể thiếu khí được thiết kế với mục đích xử lý khoảng 70 - 80% hàm lượng chất hữu cơ kết hợp với khử nitrat quay vòng từ bể hiếu khí về.
3.3. Hiếu khí
Việc bổ sung vật liệu mang vi sinh sẽ làm tăng mật độ vi sinh có mặt trong bể để xử lý chất ô nhiễm. Mật độ vi sinh tăng cao dẫn tới nhu cầu cần cung cấp “thức ăn” là chất ô nhiễm trong nước thải cho vi sinh lớn hơn, tức là cần tăng hiệu quả quá trình chuyển khối, tăng sự tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất ô nhiễm. Do vậy cần duy trì sự chuyển động hỗn loạn của các vật liệu mang chứa vi sinh với mật độ cao là điều kiện cần thiết của kỹ thuật màng vi sinh chuyển động. Do đặc tính của vật liệu mang có bề mặt riêng lớn, tích lũy được sinh khối lớn và có khối lượng riêng tương đương với nước nên dễ dàng chuyển động trong bể nhờ khí cấp.
- Sử dụng dạng Poliurethan
- Diện tích bề mặt lớn từ 6000 – 8000 m2/m3,
- Tỷ trọng từ 21 – 29 kg/m3.
- Kích thước: 1,2 x 1,2 x 2,0 cm và 2.0 x 2.0 x 2.0 cm
- Kỹ thuật màng vi sinh chuyển động - MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor).
Kỹ thuật tầng chuyển động kết hợp những ưu điểm của quá trình bùn hoạt tính và quá trình lọc sinh học. Không giống như hầu hết các thiết bị phản ứng màng sinh học, thiết bị phản ứng màng sinh học tầng chuyển động sử dụng toàn bộ thể tích bình phản ứng giống như trong hệ bùn hoạt tính. Mặt khác, cũng như các hệ thống lọc sinh học khác, hệ MBBR không cần bể lắng và hệ tuần hoàn bùn. Điều này được thực hiện do vi sinh sinh trưởng và phát triển trên vật liệu mang trong khi vật liệu mang chuyển động tự do trong toàn bộ thể tích nước của hệ phản ứng.
Mô tả hệ thống lọc sinh học tầng chuyển động (MBBR)
Vi sinh tự dưỡng có tốc độ phát triển chậm nhưng do sinh trưởng, bám dính trên vật liệu mang nên không bị trôi theo dòng nhờ đó mà mật độ vi sinh trong hệ phản ứng cao gấp 2 -3 lần so với hệ bùn hoạt tính thông thường. Cũng vì lý do đó mà diện tích bể lắng thứ cấp giảm đi đáng kể (trong hệ xử lý đồng thời chất hữu cơ và amoni) hoặc không cần bề lắng và hồi lưu bùn, tránh được hiện tượng tắc bùn, việc vận hành hệ xử lý cũng dễ dàng hơn
Quá trình xử lý của vi sinh hiếu khí:
Quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ dạng BOD:
O2 + Chất hữu cơ (BOD – CxHyOz) →→→ CO2↑ + H2O + sinh khối
Quá trình oxy hóa các hợp chất Nito:
O2 + NH4+ →→→ NO-2 + H2O + sinh khối
O2 + NO2- →→→ NO-3 + H2O + sinh khối
3.4. Bể lắng thứ cấp
Bể lắng thứ cấp làm nhiệm vụ lắng bỏ sinh khối trong nước sau xử lý, nước trong tiếp tục chảy sang bể xử lý cuối là khử trùng trước khi xả thải ra ngoài. Bể được thiết kế theo kiểu bể lắng đứng giữ cặn vi sinh lại tại đáy bể.
Bố trí đường dẫn bùn hồi lưu về ngăn đầu bể hiếu khí để sử dụng khi khởi động hệ thống xử lý. Ở chế độ vận hành bình thường, bùn sinh khối dư được thải bỏ về bể ủ bùn nhằm giảm thiểu khối tích bùn cần đổ bỏ.
3.5. Bể khử trùng
Bể khử trùng làm nhiệm vụ loại bỏ thành phần vi sinh vật gây bệnh trong nước đến mức cho phép.
Các loại vi khuẩn được khử trùng bằng tia cực tím trước khi thải ra môi trường.
3.6. Xử lý bùn thải
Sử dụng để xử lý bùn thải từ bể lắng thứ cấp. Thời gian hút bã thải định kỳ của bể ủ là 6 tháng đến 1 năm (sau khi đã giảm thiểu khối tích) tùy thuộc vào hàm lượng dầu mỡ, cặn trong nguồn thải.