Công ty Cổ phần Composite và Công nghệ Ánh Dương là doanh nghiệp chuyên xử lý môi trường xin gửi tới các bạn bài viết về công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt trong các tòa nhà bằng công nghệ MBBR.
Các tòa nhà, bao gồm các khách sạn, cao ốc, chung cư….có lượng nước thải phát sinh từ các nguồn thải như: tắm giặt, nấu nướng, chùi rửa nhà, nước thải nhà vệ sinh .v.v có các chỉ danh BOD, COD, SS, colifom khá cao, cần được xử lý trước khi thải ra môi trường nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường sống của chúng ta.
Đặc tính ô nhiễm và tiêu chuẩn xả thải của nước thải tòa nhà được thể hiện ở bảng sau:
Từ trước và đến gần đây, vấn đề xử lý nước thải các tòa nhà bị xem nhẹ, mang tính chất đối phó. Nên hầu hết hệ thống xử lý nước thải các tòa nhà nếu có đều cũ kỹ là lạc hậu. Công nghệ truyền thống thường sử dụng phương án sinh học Aerotank làm chủ đạo cho xử lý nước thải tòa nhà. Nhược điểm của công nghệ truyền thống là hệ thống đòi hỏi diện tích lớn và thường có một số chỉ tiêu không đạt theo quy chuẩn mới ban hành như N,P , BOD, COD. Mà với các tòa nhà tọa lạc tại các khu đất vàng, đắc địa thì mỗi tấc đất là tấc vàng, bỏ tiền ra xây dựng một tòa nhà hàng trăm tỷ đồng mà chỉ vì cái HTXLNT dơ dáy, hôi hám hành tội thì thật không đáng. Vậy nên các chủ đầu tư thường phải cân nhắc kỹ càng công nghệ xử lý làm sao mỹ quan, gọn nhẹ, ít tốn diện tích và đạt chất lượng xã thải.
 |
| Công ty Ánh Dương lắp đặt hệ thống bồn composite XLNT sinh hoạt theo công nghệ MBBR tại tầng hầm tòa nhà DETECH - Cầu Giấy - Hà Nội |
Trong nội dung bài viết này chúng tôi xin giới thiệu một công nghệ mới mà chúng tôi đã áp dụng thành công tại nhiều công trình: Công nghệ MBBR&Nano
Hệ thống xử lý nước thải tòa nhà MBBR
a. Sơ đồ công nghệ
b. Thuyết minh sơ đồ hệ thống xử lý nước thải tòa nhà:
Nước thải từ các khu vực phát sinh theo mạng lưới thoát nước riêng dẫn đến bể thu gom và lắng cát, bể này sẽ giữ lại cát và các chất rắn lơ lửng có kích thước lớn để đảm bảo sự hoạt động ổn định của các công trình xử lý tiếp theo. Trước khi vào bể lắng cát, nước thải được dẫn qua thiết bị lọc rác thô nhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây … ra khỏi nước thải. Sau đó nước thải sẽ được bơm lên bể điều hòa.
Tại bể điều hòa, máy khuấy trộn chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu, đồng thời có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào.
Nước thải sau khi đi qua bể điều hòa của hệ thống xử lý nước thải tòa nhà được bơm lên bể MBBR để xử lý triệt để các chất ô nhiễm: BOD, COD, nitơ, photpho, ….. Tại đây, hệ thống khuấy trộn chìm và hệ thống phân phối khí được lắp đặt trong bể. Khi hệ thống khuấy trộn chìm hoạt động, môi trường thiếu khí được hình thành, quá trình xử lý nitơ, photpho và các chất ô nhiễm trong nước thải diễn ra mạnh mẽ.
Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-.
Nồng độ bùn hoạt tính trong bể dao động từ 1.000-3.000 mg MLSS/L. Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng của bể càng lớn. Oxy (không khí) được cấp vào bể SBR cải tiến bằng các máy thổi khí (airblower) và hệ thống phân phối khí có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn 10 µm. Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích: (1) cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ và ammonia thành nitrat
NO3-, (2) xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc
tốt với các cơ chất cần xử lý, (3) giải phóng các khí ức chế quá trình sống của vi sinh vật, Các khí này sinh ra trong quá trình vi sinh vật phân giải các chất ô nhiễm, (4) tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật. Tải trọng chất hữu cơ của bể trong giai đoạn xử lý aerotank dao động từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm. Các quá trình sinh hóa trong bể hiếu khí được thể hiện trong các phương trình sau:
Oxy hóa và tổng hợp
COHNS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí —-> CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác
Hô hấp nội bào
C5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi khuẩn —> 5CO2 + 2H2O + NH3 + E
113 160
1 1,42
Bên cạnh quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành carbonic CO2 và nước H2O, vi khuẩn thiếu khí Nitrisomonas và Nitrobacter còn oxy hóa ammonia NH3 thành nitrite NO2- và cuối cùng là nitrate NO3-.
Vi khuẩn Nitrisomonas:
2NH4+ + 3O2 —-> 2NO2- + 4H+ + 2H2O
Vi khuẩn Nitrobacter:
2NO2- + O2 —> 2 NO3-
Tổng hợp 2 phương trình trên:
NH4+ + 2O2 —> NO3- + 2H+ + H2O
Lượng oxy O2 cần thiết để oxy hóa hoàn toàn ammonia NH4+ là 4,57g O2/g N
với 3,43g O2/g được dùng cho quá trình nitrite và 1,14g O2/g NO2 bị oxy hóa.
Trên cơ sở đó, ta có phương trình tổng hợp sau:
NH4+ + 1,731O2 + 1,962HCO3- —-> 0,038C5H7O2N + 0,962NO3- + 1,077H2O + 1,769H+
Phương trình trên cho thấy rằng mỗi một (01)g nitơ ammonia (N-NH3) được chuyển hóa sẽ sử dụng 3,96g oxy O2, và có 0,31g tế bào mới (C5H7O2N) được hình thành, 7,01g kiềm CaCO3 được tách ra và 0,16g carbon vô cơ được sử dụng để tạo thành tế bào mới.
Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate NO3- thành nitơ dạng khí N2 đảm bảo nồng độ nitơ trong nước đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường. Quá trình sinh học khử Nitơ liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử dụng Nitrate hoặc nitrite như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy. Trong điều kiện không có DO hoặc dưới nồng độ DO giới hạn ≤ 2 mg O2/L (điều kiện thiếu khí)
C10H19O3N + 10NO3- —> 5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 100H+
Quá trình chuyển hóa này được thực hiện bởi vi khuẩn khử nitrate chiếm khoảng 10-80% khối lượng vi khuẩn (bùn). Tốc độ khử nitơ đặc biệt dao động 0,04 đến 0,42 g N-NO3-/g MLVSS.ngày, tỉ lệ F/M càng cao tốc độ khử tơ càng lớn.
Nước sau thời gian xử lý tại bể MBBR trong hệ thống xử lý nước thải tòa nhà được bơm qua cột lọc thô nhằm loại bỏ các cặn rắn, cặn lơ lững có trong nước.
Nước thải sau đó được bơm tiếp đến cột Nano khử trùng. Cột Nano khử trùng có tác dụng loại bỏ 99% vi khuẩn, dầu mỡ, chất rắn lơ lững… có trong nước trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Quá trình khử trùng này không dùng chất khử trùng. Chất lượng nước đầu ra đáp ứng yêu cầu xả thải cho phép theo quy định hiện hành của pháp luật.
Bùn ở bể MBBR cải tiến được bơm tới bể chứa bùn để lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định. Sau đó, bùn được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định. Tại bể chứa bùn, không khí được cấp vào bể để tránh mùi hôi sinh ra do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ.
Ưu điểm của hệ thống xử lý nước thải tòa nhà MBBR:
+ Do quá trình sinh học hiếu khí và lắng được thiết kế chung trong một bể nên tiết kiệm được công việc xây dựng và thiết bị tới 50%.
+ Không dùng hóa chất, tiết kiệm chi phí xử lý.
+ Hệ thống hoạt động an toàn và tuổi thọ cao
Nhược điểm của công nghệ MBBR:
+ Giá thành thiết bị cao hơn một ít.
NGỌC LÂN
