Xử lý nước thải sinh hoạt
Bùn thải là gì?
Nội dung bài viết
Bùn thải từ các đô thị (thường được gọi là bùn thải) là một sản phẩm phụ của quá trình xử lý nước thải. Xử lý bùn là một thành phần quan trọng của xử lý nước thải đô thị.
Bùn thải thường là hỗn hợp các chất hữu cơ từ chất thải của con người, các mảnh vụn thức ăn, vi sinh vật, hóa chất vi lượng và chất rắn vô cơ từ các sản phẩm và thuốc mà chúng ta sử dụng, cùng với nước liên kết với các vật liệu này. Tại nhiều nơi, bùn thải còn được gọi là chất rắn nước thải.
Sau bất kỳ hình thức xử lý nào, bùn thường được gọi là “chất rắn sinh học”. Phù hợp với điều này, chúng ta có thể nói rằng xử lý bùn biến bùn thành chất rắn sinh học. “Chất rắn sinh học” thường được áp dụng trên đất liền, đốt hoặc chôn lấp.
Bùn cũng có thể đến từ các cơ sở công nghiệp (nhà sản xuất thực phẩm, nhà máy sản xuất giấy và bột giấy, nhà máy hóa chất và nhiên liệu, v.v.). Bùn thải công nghiệp là sản phẩm phụ của các quy trình cụ thể của nhà máy và rất khác nhau về hàm lượng trong từng ngành công nghiệp. Một số loại bùn công nghiệp được phép đi vào mạng lưới cống rãnh của thành phố để xử lý cùng với bùn đô thị hoặc được đưa đến nhà máy xử lý bùn để trộn với bùn thải để xử lý.
BẠN ĐÃ BIẾT CÁCH XỬ LÝ BÙN NHANH VÀ HIỆU QUẢ NHẤT CHƯA? XEM VIDEO NHÉ
Xử lý bùn thải là gì?
Xử lý bùn là một thành phần quan trọng của xử lý nước thải đô thị. Các mục tiêu chính của xử lý bùn là:
- để giảm các vi sinh vật có hại (chẳng hạn như mầm bệnh) trong bùn, giảm nguy cơ sức khỏe cho con người và môi trường tiếp xúc với vật liệu;
- để ổn định một số chất hữu cơ trong bùn mà nếu không sẽ tự nhiên biến thành khí độc hại trong khí quyển;
- để giảm khối lượng cuối cùng của nó, thường là giảm chi phí xử lý liên quan; và
- thu gom các sản phẩm và phụ phẩm của quá trình xử lý, có thể được sử dụng hoặc bán để bù đắp chi phí xử lý bùn.
- Giảm khối lượng và các hoạt động bù đắp chi phí xử lý bùn là đáng kể tại các nhà máy xử lý nước thải. Mặc dù bùn thường chỉ chiếm 0,2 – 0,4% lưu lượng nước thải mà một nhà máy xử lý tiếp nhận, nhưng việc xử lý nó thường chiếm tới 50% chi phí hoạt động của cơ sở.
Tại sao phải xử lý bùn?
Nước thải không thể được xử lý và nước sạch không thể được phục hồi trừ khi các chất rắn trong nước thải (bùn) được tách ra. Sau khi bùn được tách khỏi nước thải, không nên xử lý bùn ở dạng thô do hàm lượng của nó có thể gây ô nhiễm môi trường tự nhiên, hệ thống thực phẩm hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của cộng đồng.
Các thành phần gây bệnh và có mùi hôi của bùn thải thô đã khuyến khích các quốc gia phát triển xử lý vật liệu trước khi thải bỏ từ cuối những năm 1800 hoặc đầu những năm 1900. Tuy nhiên, ngày nay, bùn ngày càng được coi là một nguồn tài nguyên. Điều này là do việc xử lý bùn thông qua một quy trình được gọi là “phân hủy kỵ khí” cho phép các công ty nước thu hồi khí sinh học từ vật liệu và làm cho chất rắn sinh học trở thành một sản phẩm đất giàu chất dinh dưỡng. Một số đi xa hơn và lấy từ bùn khoáng như phốt pho, một nguồn tài nguyên không thể tái tạo. Do đó, giá trị của việc xử lý bùn ở nhiều nơi vượt ra ngoài quản lý mối nguy và tập trung vào việc phục hồi tài nguyên.
Ai xử lý bùn?
Xử lý nước thải, và do đó xử lý hoặc xử lý bùn ở các thành phố, thường do một công ty cấp nước quản lý. Các công ty cấp nước có thể là các công ty tư nhân do chính phủ hoặc các tổ chức công ký hợp đồng. Họ thường đảm nhận việc cung cấp nước sạch cho một khu vực địa lý xác định và thu gom và xử lý nước thải thu được. Một công ty cấp nước thường nhận nước thải từ mạng lưới cống của thành phố hoặc thị trấn tại một nhà máy xử lý nước thải.
Một số thành phố có khả năng xây dựng các nhà máy xử lý nước thải tập trung kết nối với mạng lưới thoát nước thải rộng khắp. Những nơi này có xu hướng có các cơ sở xử lý bùn chuyên dụng. Các thị trấn và khu vực nông thôn có các nhà máy xử lý nước thải nhỏ hơn có thể gộp bùn của họ lại với nhau trong các trung tâm xử lý bùn để xử lý bùn hiệu quả và thích hợp.
Ở hầu hết các nước đang phát triển và mới nổi, nước thải không được xử lý vào môi trường tự nhiên một cách đáng tiếc là do các công ty cấp nước không có đủ cơ sở hạ tầng thoát nước để thu gom nước thải hoặc công suất xử lý phù hợp để tách và xử lý bùn mà nó chứa.
Các cơ sở cung cấp nước cũng có thể thu thập bùn từ bể tự hoại, tức là các thùng chứa bùn phân cho các ngôi nhà hoặc cơ sở không kết nối với đường cống thoát nước, còn được gọi là hệ thống phân cấp. Sau đó, lý tưởng nhất là bùn được vận chuyển để xử lý đến nhà máy xử lý nước thải hoặc trung tâm bùn thải gần đó.
Bùn thải được xử lý như thế nào?
Có nhiều cách để xử lý bùn thải đô thị. Các công ty cấp nước thích các quy trình hiệu quả về chi phí cho phép họ xử lý bùn trong khi tuân thủ các quy định của địa phương hoặc quốc gia.
Một trong những giải pháp kinh tế nhất được nhiều nhà máy xử lý nước thải vừa và lớn lựa chọn là xử lý nước thải. Các lựa chọn khác, chẳng hạn như bón vôi và ủ phân quy mô lớn, cũng ổn định chất hữu cơ trong bùn, nhưng chúng tôi tập trung vào quá trình phân hủy trong bài viết này.
Trong các bước xử lý nước thải đầu tiên, bùn thải thô được tách ra khỏi nước thải thông qua một hoặc một số quy trình. Bùn kết quả chuyển sang một dòng chảy chuyên dụng để xử lý. Xử lý bùn thông thường bằng cách sử dụng phân hủy thường theo chuỗi các bước sau: làm đặc, phân hủy kỵ khí và khử nước trước khi kiếm tiền từ khí sinh học và tái sử dụng hoặc thải bỏ chất rắn sinh học.
Đặc bùn
Mặc dù phần lớn nước đã được tách ra khi bắt đầu xử lý nước thải, nhưng về mặt vật lý, bùn thô vẫn rất lỏng. Làm đặc bùn là một bước năng lượng thấp nhằm tách nhiều nước hơn khỏi các thành phần rắn trước khi phân hủy kỵ khí. Nó làm giảm khối lượng bùn tổng thể và tăng tỷ lệ chất rắn trong bùn. Bùn trước khi làm đặc thường chứa khoảng 2-4% chất rắn theo trọng lượng, và khi làm đặc có thể thu được hàm lượng này lên đến 16-18% chất rắn (còn được gọi là% DS hoặc chất rắn khô).
Có nhiều phương pháp hoặc thiết bị để thực hiện việc làm dày. Đơn giản nhất là làm đặc bằng trọng lực hoặc trọng lực, sử dụng trọng lực để lắng phần rắn hơn của bùn. Nó thường có một cơ chế khuấy chậm để giúp lắng bùn “đặc” ở đáy của chất làm đặc trọng lực. Các phương pháp làm dày khác bao gồm tuyển nổi không khí hòa tan, làm dày ly tâm, làm dày vành đai trọng lực và làm dày trống quay. Mỗi công nghệ này đều có giá trị và điểm tốt của nó.
Làm thế nào để chúng tôi định lượng bùn?
Mặc dù vật lý rất lỏng trước khi đi vào dòng xử lý bùn, nhưng bùn thường được biểu thị bằng hàm lượng chất rắn của nó.
Các chỉ số thông thường bao gồm tấn * “chất rắn khô” (tDS) và “% chất rắn khô (% DS).”
Các đơn vị này cho biết khối lượng chất rắn có trong bùn là bao nhiêu. Điều này có thể được đo bằng một mẫu trong phòng thí nghiệm.
Bùn, cùng với hàm lượng nước của nó, thường được biểu thị bằng tấn ướt.
* 1 tấn = 1 tấn 1 tonne = 1 metric ton
Phân hủy bùn
Có hai kiểu phân hủy chính trong nhà máy xử lý bùn đô thị: kỵ khí (không có oxy) và hiếu khí (có oxy). Trong số hai, phân hủy kỵ khí thường tiết kiệm chi phí hơn và có lợi thế về kinh tế và môi trường là tạo ra khí sinh học và khối lượng chất rắn sinh học thấp hơn.
Phân hủy kỵ khí (AD) sử dụng nhiệt độ cao và các vi sinh vật tự nhiên trong bùn để phân hủy và sau đó lên men bùn, làm giảm mầm bệnh trong vật liệu. Nhiệt độ có thể là ưa nhiệt, diễn ra tối ưu trong khoảng 30-38 ° C hoặc ưa nhiệt, tối ưu là 49-57 ° C. Phân hủy kỵ khí ưa nhiệt (MAD) phổ biến hơn vì nó sử dụng ít năng lượng hơn và ổn định hơn, nhưng nó đòi hỏi thời gian lưu lại lâu hơn trong bể phân hủy.
Quá trình phân hủy kỵ khí là một quá trình diễn ra chậm trong các bể kín khí lớn trong khoảng 15 đến 30 ngày. Bởi vì cần thời gian dài trong các bể này, chúng được xây dựng với diện tích lớn để chứa tất cả bùn cần được tiêu hóa.
Quá trình AD có bốn bước sinh học: thủy phân, tạo axit, tạo aceto, và tạo methanogenesis. Các bước này biến đổi đường và protein phức tạp trong bùn thành carbon dioxide, nước và mêtan nhưng vẫn để lại một khối lượng đáng kể chủ yếu là chất rắn hữu cơ. Khi quá trình phân hủy kỵ khí tạo ra khí sinh học, một hỗn hợp chủ yếu gồm metan và carbon dioxide, khối lượng và thể tích bùn còn lại giảm đi. Khí sinh học được thu thập và sử dụng làm nhiên liệu để sản xuất nhiệt, điện hoặc được nâng cấp thành biomethane có thể được đưa vào lưới khí tự nhiên hoặc được sử dụng làm nhiên liệu vận chuyển. Ngay cả khi bùng phát, đốt khí sinh học cũng rất quan trọng để tránh phát thải khí mê-tan lớn vào khí quyển, giảm thiểu biến đổi khí hậu.
Các thành phố có công trình xử lý nước thải nhưng không có quá trình phân hủy có xu hướng sử dụng các phương pháp khác để ổn định chất hữu cơ trong bùn. Những phương pháp này cũng có thể được sử dụng kết hợp với tiêu hóa.
Ủ và thêm vôi, còn được gọi là ổn định kiềm, là các quá trình xử lý phổ biến cho phép tái chế hoặc tái sử dụng chất rắn sinh học như các sản phẩm của đất, giống như quá trình phân hủy.
Các quy trình xử lý nhiệt hóa như thiêu hủy.
Sấy nhiệt, làm tăng hàm lượng chất rắn khô (DS) của bùn hơn nhiều so với làm đặc hoặc khử nước, nhưng cũng rất tốn năng lượng.
Khử nước bằng chất rắn sinh học
Bùn phân hủy kỵ khí được gọi là chất rắn sinh học và chứa chủ yếu là nước, với hàm lượng chất rắn khô thường là 6-12%. Khử nước làm giảm hàm lượng nước và khác với cô đặc ở chỗ nó đòi hỏi nhiều năng lượng hơn và tạo ra sản phẩm khô hơn.
Máy ép bộ lọc dây đai (BFP) và máy ly tâm là công nghệ lọc nước phổ biến. Máy ép lọc băng tải sử dụng một loạt các đai chuyển động được thiết kế để ép nước ra khỏi chất rắn sinh học đến hàm lượng chất rắn khô (DS) khoảng 15 đến 30% hoặc hơn, tùy thuộc vào loại bùn thô và cấu hình phân hủy được sử dụng. Máy ly tâm “đẩy” lượng bùn đặc hơn đến thành bình quay và thu lấy phần nước đã tách.
Các phương pháp và thiết bị khử nước khác bao gồm đầm phá, giàn phơi năng lượng mặt trời và các loại máy ép khác nhau như máy ép trục vít, máy ép lọc và máy ép quay. Tất nhiên, bùn thô cũng có thể được khử nước trực tiếp, đặc biệt là trước khi đốt hoặc chôn lấp. Hàm lượng chất rắn khô của bùn khử nước thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào bản chất của bùn và các phương pháp được sử dụng.
Nước được tách lấy ở cả dạng cô đặc và khử nước, được gọi là rượu hoặc nước loại bỏ ở một số quốc gia, thường được đưa trở lại đầu hoặc đầu vào của cơ sở xử lý nước thải. Trong một số trường hợp, trước tiên nó phải trải qua quá trình xử lý đặc biệt, được gọi là xử lý bằng rượu.
Làm dày và khử nước khác nhau như thế nào?
Cả hai đều là phương tiện để giảm hàm lượng nước trong bùn. Quá trình cô đặc tiêu tốn ít năng lượng hơn vì nó chỉ loại bỏ một phần nước tự do trong bùn thông qua các phương pháp như lắng hoặc ly tâm.
Khử nước loại bỏ nước liên kết với chất rắn thực tế. Nó có thể sử dụng các quy trình hóa học, chủ yếu bổ sung các hợp chất (được gọi là polyme) giúp kết dính các chất rắn trong nước thải tốt hơn và do đó tách nước hiệu quả hơn.
Sự phát triển trong xử lý bùn
Các công nghệ và thiết bị mới tối ưu hóa hoặc mở rộng quy trình xử lý bùn được mô tả ở trên, hầu như không thay đổi trong thế kỷ qua. Một số là sửa đổi của quá trình phân hủy, và một số dành riêng cho quá trình xử lý khí sinh học nhận được từ quá trình phân hủy, trong khi một số khác tập trung vào việc thu hồi các chất dinh dưỡng, chẳng hạn như phốt pho.
Ví dụ điển hình về sự phát triển trong ngành là các nhà máy sử dụng quá trình phân hủy kỵ khí tiên tiến và sản xuất chất rắn sinh học chất lượng cao. Phân hủy kỵ khí nâng cao về cơ bản đề cập đến việc sửa đổi quy trình phân hủy kỵ khí thông thường hoặc công nghệ bổ sung hoặc các phương pháp cải thiện quá trình phân hủy bằng cách tăng khả năng phân hủy sinh học của bùn. Nó cho phép các thành phố tự quản xử lý nhiều bùn hơn và tạo ra khối lượng chất rắn sinh học nhỏ hơn (chất lượng tốt hơn) đồng thời tạo ra nhiều năng lượng tái tạo hơn.
Ví dụ về các tùy chọn tiêu hóa nâng cao bao gồm:
Thủy phân nhiệt
Quá trình thanh trùng
Tiêu hóa kỵ khí ưa nhiệt (TAD)
Thủy phân bằng enzym
Quá trình thủy phân nhiệt đang trở thành một lựa chọn tiền xử lý nổi tiếng cho quá trình phân hủy kỵ khí ưa nhiệt với nhiều ưu điểm về chi phí và môi trường. Quy trình này hiện được sử dụng trên hơn 40% lượng bùn thải của Vương quốc Anh và đang được mở rộng ở Liên minh Châu Âu, Hoa Kỳ và nhiều quốc gia khác.
Điều gì xảy ra sau khi xử lý bùn?
Sau khi bùn được xử lý và được coi là chất rắn sinh học, các công ty cấp nước cần phải đưa sản phẩm chất rắn sinh học ra khỏi nhà máy xử lý nước thải để xử lý hoặc tái sử dụng. Xử lý chất rắn sinh học thường thuộc một trong các loại sau:
- Sử dụng nông nghiệp hoặc bón đất làm phân bón cho đất, cải tạo đất, hoặc như một phần của sản phẩm đất;
- Lưu trữ hoặc xử lý bề mặt, nghĩa là chôn lấp hợp vệ sinh, lấp đầy một lớp, và đặt ở những khu vực thường xa dân cư;
- Đốt và chôn lấp hoặc tái sử dụng tro đã sản xuất;
Cho đến nay, việc bán phá giá dưới đáy biển hoặc bãi thải trên bãi biển bị cấm rộng rãi ở nhiều quốc gia nhưng vẫn có thể xảy ra.
Trong số các phương án này, việc sử dụng đất trên đất nông nghiệp hoặc phi nông nghiệp được coi là một phương thức tái sử dụng có lợi, trong khi các phương thức khác thường được gọi là phương pháp xử lý. Ứng dụng đất hiện đang được chào mời là lựa chọn có trách nhiệm nhất với môi trường. Tuy nhiên, đó là một thách thức ngay cả đối với nhiều nước phát triển vì đất đai hạn chế hoặc các thành phần chất rắn sinh học có thể không được lan truyền trên đất liền với số lượng quá lớn, chẳng hạn như kim loại nặng hoặc vi nhựa.
Nếu có thắc mắc hoặc có yêu cầu được tư vấn Miễn phí hãy liên hệ qua Form dưới đây, hoặc liên hệ trực tiếp với Mr. Minh – 091.789.6633 (zalo) để đợc giải đáp
Tìm hiểu về chúng tôi
- Website: Công ty Môi trường CCEP
- Theo dõi chúng tôi trên Facebook: Công ty Môi trường CCEP
- Hotline: 091.789.6633
- Email: ccep.vn@gmail.com
- Xưởng sản xuất thiết bị: Xuân Trạch – Xuân Canh – Đông Anh – Hà Nội
- VPĐD: Nhà NV 6.1 Khu đô thị Viglacera Hữu Hưng – 272 Hữu Hưng – Nam Từ Liêm – Hà Nội
Bài viết liên quan