Bùn hoạt tính – Wikipedia tiếng Việt

Quy trình bùn hoạt tính (Tiếng Anh: The Activated sludge process) là quy trình xử lý nước thải và nước thải công nghiệp sử dụng không khí và sinh khối sinh học gồm vi khuẩn và động vật nguyên sinh.

Lưu ý : Thuật ngữ ” bùn hoạt tính ” chỉ sử dụng trong quy trình háo khí, còn trong quy trình kỵ khí thì có thêm những vi trùng hoạt tính hoạt động giải trí
Trong nhà máy sản xuất giải quyết và xử lý nước thải ( hay nước thải công nghiệp ), tiến trình bùn hoạt tính là một quy trình tiến độ sinh học hoàn toàn có thể được dùng cho một hay một vài mục tiêu sau : oxy hóa carbon sinh học, oxy hóa chất đạm : hầu hết là amoni và nito trong vật chất sinh học, vô hiệu phú dưỡng ( nito và phosphor )

Mô tả tiến trình[sửa|sửa mã nguồn]

Quy tắc chung của quá trình sử dụng bùn hoạt tính để loại bỏ các chất độc hại có chứa cacbon cần có các dụng cụ sau:

Quy trình giải quyết và xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính

• Bể thông khí để không khí (hoặc oxy) được đưa vào trong hỗn hợp chất thải và bùn hoạt tính
• Bể lắng (hay còn được goi là “bể lắng thứ hai”) cho phép các floc sinh học (bùn cặn) lắng xuống từ đó phân tách ra bùn sinh học và nước đã xử lý

Việc giải quyết và xử lý chất đạm hoặc phosphor cần thêm bước bổ trợ đó là dung dịch hỗn hợp được để trong điều kiện kèm theo thiếu oxy ( nghĩa là không có oxy hòa tan còn lại ) và trong vùng kị khí ( nghĩa là bên cạnh oxy hòa tan thì Nitrite và Nitrat cũng không có ) .
Bùn hoạt tính dưới kính hiển vi

Bioractor và cuối quy trình làm sạch[sửa|sửa mã nguồn]

Quá trình này liên quan đến không khí hoặc oxy được đưa vào trong một hỗn hợp các chất thải đã được lọc, nước thải được xử lý sơ cấp hoặc nước thải công nghiệp kết hợp với vi sinh vật làm kết tủa nhằm làm giảm hàm lượng hữu cơ của nước thải. Vật liệu này, trong các loại bùn tốt có màu nâu, phần lớn bao gồm vi khuẩn saprotrophic nhưng cũng có một số thành phần thực vật protozoa quan trọng chủ yếu bao gồm Amoebae, Spirotrichs, Peritrichs bao gồm Vorticellids. Các thành phần quan trọng khác bao gồm Rotifer di chuyển và lưu động. Nếu bùn hoạt tính bị quản lý kém, có thể phát triển một loạt vi khuẩn nấm mỡ có chứa Sphaerotilus natans gây ra bùn khó giải quyết và có thể dẫn đến việc bùn cặn lắng xuống các đập tràn trong bể lắng gây ô nhiễm nghiêm trọng đến chất lượng nước thải sau cùng, thường được miêu tả như nấm trong nước thải

Sự kết hợp của nước thải và khối lượng sinh học thường được gọi là dung dịch hỗn hợp. Trong tất cả các nhà máy sử dụng bùn hoạt tính, một khi nước thải đã được xử lý đầy đủ, hỗn hợp dung dịch được lắng trong các bể lắng, sau khó phần nổi trên bề mặt đã qua xử lý sẽ được xả ra để thải ra hoặc đôi khi được xử lý thêm trước khi thải ra hoặc tái sử dụng. Phần lớn các vật liệu đã lắng, bùn, được trả trở lại cho nơi bắt đầu của hệ thống sục khí để tái sử dụng cho nước thải mới vào bể. Phần này của floc được gọi là bùn hoạt tính hồi phục

Khoảng trống thiết yếu cho một nhà máy sản xuất giải quyết và xử lý nước thải hoàn toàn có thể được giảm bằng cách sử dụng một máy phản ứng sinh học màng ( Membrane bioreactor ) để vô hiệu một số ít nước thải từ hỗn hợp dung dịch trước khi giải quyết và xử lý. Điều này giúp tạo ra sản phẩm chất thải mang tính tập trung chuyên sâu hơn và hoàn toàn có thể được giải quyết và xử lý bằng quy trình bùn hoạt tính .
Bùn hoạt tính được đưa vào trong 1 máy giải quyết và xử lý sinh học tại ĐứcNhiều xí nghiệp sản xuất giải quyết và xử lý nước thải sử dụng máy bơm dòng trục để truyền dung dịch hỗn hợp đã được nitrat hóa từ khu vực sục khí đến khu vực không độc để khử Nitơ. Những máy bơm này thường được gọi là máy bơm tái sử dụng hỗn hợp ly tâm ( máy bơm IMLR ). Nước thải thô, bùn hoạt tính phục sinh, và dung dịch hỗn hợp nitrat hóa được trộn lẫn bởi những máy trộn chìm trong những vùng không độc để đạt được sự khử Nitơ .

Sản xuất bùn[sửa|sửa mã nguồn]

Bùn hoạt tính cũng là tên gọi được sử dụng so với vật tư sinh học hoạt tính được sản xuất bởi những trạm bùn hoạt tính. Bùn dư hay còn được gọi là ” bùn hoạt tính dư thừa ” hoặc ” bùn thải hoạt tính ” hoặc ” sinh khối hiếu khí dư ” được vô hiệu khỏi quy trình giải quyết và xử lý để giữ tỷ suất sinh khối phân phối chất dinh dưỡng trong nước thải cân đối. Bùn thải này sau đó hoàn toàn có thể được trộn lẫn với bùn chính từ những máy làm sạch chính và trải qua thêm quy trình giải quyết và xử lý bằng cách giải quyết và xử lý kỵ khí, tiếp đó là làm dày, khử nước, ủ phân và sử dụng đất. Ngày nay, thường thì bùn nguyên sinh và thứ cấp được làm dày riêng không liên quan gì đến nhau với nhau trước khi trộn lẫn để mở màn quy trình .Lượng bùn thải tạo ra từ quy trình bùn hoạt tính tỷ suất thuận với lượng nước thải được giải quyết và xử lý đơn cử hơn thì nó tỷ suất với tải trọng những chất ô nhiễm kg COD hoặc BOD. Tổng lượng bùn thải gồm có tổng lượng bùn sơ cấp từ bể lắng sơ cấp cũng như bùn hoạt tính thải từ bioreactor. Một tiến trình bùn hoạt tính nổi bật cho nước thải hoạt động và sinh hoạt sản xuất khoảng chừng 70-100 g / m3 bùn hoạt tính thải ( đó là gram chất rắn khô sản xuất cho mỗi m3 nước thải giải quyết và xử lý ). Giá trị 80 g / m3 được xem là tiêu chuẩn [ 1 ]. Ngoài ra, khoảng chừng 110 – 170 g / m3 bùn nguyên sinh được sản xuất trong những bể lắng sơ cấp mà hầu hết ( nhưng không phải toàn bộ ) sử dụng cho quá trình bùn hoạt tính. [ 1 ]
Bùn dư thừa còn lại

Một biến thể của quá trình bùn hoạt tính là quá trình Nereda,bùn hạt hiếu khí được phát triển bằng cách áp dụng các điều kiện có lợi cho vi sinh vật phát triển chậm.

Kiểm soát tiến trình[sửa|sửa mã nguồn]

Phương pháp tổng quát để thao tác này là theo dõi mức độ phủ bùn, nồng độ sinh khối ( MLSS trong g / l ), dung tích bùn sau 30 phút lắng ( SV30 trong ml / l ), SVI ( chỉ số khối lượng bùn ), MCRT ( tế bào trung bình Thời gian cư trú ), SRT ( Thời gian lưu giữ bùn trong ngày ), F / M ( Dinh dưỡng cho vi sinh vật ), cũng như sinh khối của bùn hoạt tính và những chất dinh dưỡng chính, DO ( oxy hòa tan ), nitơ cả trong ( NH4-N ) Và những dạng oxit ( NO2-N và NO3-N ), phosphor, COD ( nhu yếu oxy hóa học ) và BOD ( nhu yếu oxy sinh học ) .Trong mạng lưới hệ thống lò phản ứng / thiết bị sục khí và thiết bị làm sạch :

• Lớp phủ của bùn được tính từ dưới đáy của thiết bị làm sạch tới mức chất rắn đã lắng trong cột nước của máy làm sạch; Điều này, ở những nhà máy lớn, có thể được thực hiện đến ba lần một ngày.
• SVI là khối lượng bùn lắng tính bởi ml trên 1 gram chất rắn bùn cặn khô sau 30 phút lắng xuống trong một xi lanh 1000 ml.[2][3]
• MCRT là tổng khối lượng chất rắn lơ lửng hỗn hợp trong bình sục khí và máy làm sạch chia cho tốc độ dòng chảy (lbs / ngày) của hỗn hợp của chất rắn lơ lửng và nước thải còn lại.[2][3]
• F / M là tỷ lệ chất dinh dưỡng cần cho các vi sinh vật mỗi ngày với khối lượng của vi sinh vật được giữ trong quá trình sục khí. Cụ thể, đó là lượng BOD nạp vào bình xịt (lbs / ngày) chia cho số Lượng chất lỏng hỗn hợp bay hơi dễ bay hơi (MLVSS) dưới sự thông khí.Tuy nhiên thì COD thường được sử dụng, thay vì BOD, vì COD có thể phân tích dễ dàng và đáng tin cậy còn BOD mất đến năm ngày để có kết quả.

Dựa trên những chiêu thức trấn áp này, lượng chất rắn hòa tan trong hỗn hợp dung dịch hoàn toàn có thể biến hóa bằng cách làm vô hiệu bùn hoạt tính thải ( WAS ) hoặc tái sử dụng bùn hoạt tính ( RAS ). [ 4 ]

Các trạm, nhà máy sản xuất giải quyết và xử lý[sửa|sửa mã nguồn]

Có phong phú những trạm và nhà máy sản xuất giải quyết và xử lý, chúng gồm có :

Cụm trạm giải quyết và xử lý[sửa|sửa mã nguồn]

Thường phục vụ những hội đồng nhỏ hoặc những nhà máy sản xuất công nghiệp thường sử dụng quy trình tiến độ giải quyết và xử lý hỗn hợp tương quan đến việc sử dụng bùn hiếu khí để giải quyết và xử lý những chất thải. Ở những cụm này quy trình tiến độ tiên phong của việc giải quyết và xử lý hoàn toàn có thể bị bỏ lỡ, một flot sinh học được tạo ra để tạo ra mặt phẳng thiết yếu. Các trạm đóng gói được phong cách thiết kế và sản xuất bởi những công ty kỹ thuật chuyên ngành ở những khu vực được cho phép việc luân chuyển đến bằng những đường cao tốc công cộng, chiều rộng và chiều cao là 12 x 12 feet. Thép là vật tư được ưu thích để kiến thiết xây dựng hơn vật tư tổng hợp ( ví dụ nhựa ) vì độ bền của nó .Các cụm trạm giải quyết và xử lý thường sử dụng những biến thể của việc sục khí, nhằm mục đích tương thích nhu yếu so với những hội đồng nhỏ mà không cần nhân viên cấp dưới chuyên trách hoạt động giải trí. Có nhiều tiêu chuẩn để tương hỗ phong cách thiết kế của họ. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

Mương oxy hóa[sửa|sửa mã nguồn]

Ở một số ít khu vực, nơi có khoảng trống lớn hơn, nước thải được giải quyết và xử lý bằng những cái máng hình tròn trụ hoặc hình bầu dục với một hoặc nhiều máy sục khí nằm ngang để đưa dung dịch hỗn hợp quanh rãnh và cung ứng khí. [ 8 ] Đây là những rãnh oxy hóa, thường được biết đến dưới những nhà phân phối như Pasveer, Orbal hoặc Carrousel. Chúng có lợi thế là tương đối dễ duy trì và có năng lực chịu sốc khi gặp rung chấn thường xảy ra ở những hội đồng dân cư nhỏ ( thường vào buổi sáng và vào buổi tối ). Ống oxy hóa được lắp ráp tiếp tục như thể công nghệ tiên tiến ” fit and forget “, với những thông số kỹ thuật phong cách thiết kế nổi bật của thời hạn lưu giữ là 24-48 giờ, và thời hạn lưu giữ bùn cát hoặc thời hạn bùn từ 12 đến 20 ngày. So sánh với những trạm giải quyết và xử lý bùn hoạt tính nitrit hóa có thời hạn lưu lại 8 giờ, và thời hạn bùn từ 8-12 ngày .

Phương pháp sục khí[sửa|sửa mã nguồn]

Phun hơi khuếch tán[sửa|sửa mã nguồn]

Nước thải được đưa vào bồn chứa sâu với mạng lưới hệ thống thông khí khuếch tán khí gắn liền với sàn nhà. Chúng giống như những viên đá khuếch tán được sử dụng trong bể cá nhiệt đới gió mùa nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều. Không khí được bơm qua những khối và bức màn khủng hoảng bong bóng để oxy hóa dung dịch và cũng cung ứng những nguồn năng lượng cho hoạt động giải trí trộn lẫn thiết yếu. Khi hiệu suất bị hạn chế hoặc nước thải mạnh hay khó điều trị, oxy hoàn toàn có thể được sử dụng thay vì không khí. Thông thường, không khí được tạo ra bởi 1 số ít loại máy thổi hoặc máy nén .

Máy sục khí mặt phẳng ( hình nón )[sửa|sửa mã nguồn]

Có những trục ống treo theo chiều dọc với đường kính lên đến 1 mét từ ngay phía trên nền của bể bê tông sâu đến ngay dưới mặt phẳng của nước thải. Một trục thường thì hoàn toàn có thể cao 10 mét. Ở cuối mặt phẳng, ống được ép thành một hình nón với những van xoắn ốc gắn vào mặt phẳng bên trong. Khi ống được quay, những van quay quay dung dịch lên và ra khỏi những hình nón hút nước thải mới từ đáy bể. Trong nhiều khu công trình, mỗi hình nón được đặt trong một buồng riêng không liên quan gì đến nhau cô lập từ những buồng còn lại để hoàn toàn có thể bảo dưỡng khi cần. Tuy nhiên cũng hoàn toàn có thể đặt đến 2 hình nón trong 1 buồng, có khi người ta còn sử dụng đến 4 hình nón trong 1 buồng của máy

Thông khí oxy[sửa|sửa mã nguồn]

Các mạng lưới hệ thống sục khí bùn hoạt tính oxy tinh khiết là bể chứa được niêm phong có những cánh quạt trên mặt phẳng được đặt trong thùng chứa ở mặt phẳng chất lỏng. Lượng oxy đi lên, hoặc DO ( oxy hòa tan ), hoàn toàn có thể được điều khiển và tinh chỉnh mức độ bằng cần kiểm soát và điều chỉnh, còn có van khí oxy điều khiển và tinh chỉnh oxy đi ra. Oxy được tạo ra tại chỗ bằng cách chưng cất bằng không khí, , hoặc những giải pháp khác. Phương pháp này này được sử dụng ở xí nghiệp sản xuất nước thải có khoảng trống tối ưu và lưu lượng giải quyết và xử lý nước thải cao vì nguồn năng lượng cần để lọc oxy là rất cao

Những tăng trưởng gần đây[sửa|sửa mã nguồn]

Một phát hiện mới của quy trình bùn hoạt tính là quy trình Nereda tạo ra một bùn dạng hạt lắng xuống rất tốt ( chỉ số khối lượng bùn giảm từ 200 – 300 xuống còn 40 mL / g ). Một mạng lưới hệ thống phản ứng mới được tạo ra để tận dụng quyền lợi của bùn lắng nhanh này và được tích hợp vào bể sục khí thay vì để riêng không liên quan gì đến nhau bên ngoài [ 9 ]. Khoảng 30 nhà máy sản xuất giải quyết và xử lý nước thải của Nereda trên toàn quốc tế đang hoạt động giải trí, đang được kiến thiết xây dựng hoặc đang được phong cách thiết kế, với dân số tương tự từ 5.000 đến 858.000 người [ 10 ]

Nguồn gốc lịch sử dân tộc[sửa|sửa mã nguồn]

Phòng thí nghiệm xử lý nước thải Davyhulme – nơi bùn hoạt tính được nghiên cứu vào thế kỷ 20

Quá trình bùn hoạt hóa được phát hiện năm 1913 ở Anh bởi hai kỹ sư, Edward Ardern và WT Lockett [ 8 ], những người đang triển khai nghiên cứu và điều tra cho Cục Sông ngòi Manchester tại công ty giải quyết và xử lý nước thải Davyhulme. Sự tăng trưởng này được xem như sự văn minh duy nhất đáng kể cho sức khỏe thể chất hội đồng và môi trường tự nhiên trong suốt thế kỷ .

Vào năm 1912, Tiến sĩ Gilbert Fowler, một nhà khoa học tại Đại học Manchester, đã quan sát những thí nghiệm được thực hiện tại Trạm thí nghiệm Lawrence ở Massachusetts liên quan đến việc xả nước thải trong một chai đã được phủ tảo. Các đồng nghiệp của Fowler, Ardern và Lockett[8],  thí nghiệm về xử lý nước thải trong một thiết bị “draw and fill reactor”, tạo ra nước thải được xử lý cao. Họ sục khí vào nước thải liên tục trong khoảng một tháng và đạt được mẫu có nitrat hóa hoàn chỉnh. Lúc này giống như bùn đã được kích hoạt (tương tự như than hoạt tính) vì vậy mà quá trình này được gọi là bùn hoạt tính. Cho đến sau này người ta mới nhận ra rằng thực sự là một nơi để tập trung các vi sinh vật sống giúp tách riêng thời gian lưu giữ chất lỏng (lý tưởng, thấp hệ thống xử lý nhỏ gọn) từ thời gian lưu giữ của chất rắn (lý tưởng, khá cao cho nước thải chứa BOD 5 và amonia thấp.)

Kết quả của họ đã được công bố trong nghiên cứu và điều tra năm 1914, và mạng lưới hệ thống tiên phong đã được setup tại Worcester hai năm sau đó. Sau Thế chiến I, giải pháp mới Viral nhanh gọn, đặc biệt quan trọng là ở Mỹ, Đan Mạch, Đức và Canada. Vào cuối những năm 1930, việc giải quyết và xử lý bùn hoạt tính đã trở thành một quy trình giải quyết và xử lý nước thải sinh học nổi tiếng ở những nước có mạng lưới hệ thống cống rãnh và xí nghiệp sản xuất giải quyết và xử lý nước thải. [ 11 ]

Source: https://mindovermetal.org
Category: Wiki công nghệ