Tải bản đầy đủ

CÁC NGUYÊN NHÂN và CÁCH KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG bùn nổi TRONG bể và các PHƯƠNG PHÁP KEO tụ tạo BÔNG TRONG nước THẢI CN

PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
1. Phương pháp keo tụ tạo bông
Trong nước nước thải thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kích thước
rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng biện pháp xử lý hóa lý trong công nghệ xử lý
nước như lắng lọc có thể loại bỏ được các cặn có kích thước lớn hơn 10-4mm. Còn các hạt có
kích thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng.
Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng, phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với các biện
pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng, để tạo ra các hạt keo có khả
năng dính kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, tạo thành các bông
cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Do đó các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở
bể lắng và bị giữ lại trong bể lọc.
1.1 Cơ chế của quá trình keo tụ – tạo bông :
Đối với hệ phân tán có diện tích bề mặt riêng lớn (bụi trong không khí, bùn, phù sa
trong nước…) các hạt luôn có xu hướng co cụm lại tạo hạt lớn hơn để giảm năng lượng bề
mặt (tương tự hiện tượng giọt nước, giọt thủy ngân luôn tự vo tròn để giảm diện tích bề
mặt). Về nguyên tắc do độ phân tán lớn, diện tích bề mặt riêng lớn, hạt keo có xu thế hút
nhau nhờ các lực bề mặt. Mặt khác, do các hạt keo cùng loại nên các hạt keo luôn tích điện
cùng dấu (đặc trưng bởi thế zeta) nên các hạt keo tụ luôn đẩy nhau bởi lực đẩy tĩnh điện giữa
các hạt cùng dấu theo định luật Culong, xu hướng này làm hạt keo không thể hút nhau để tạo
hạt lớn hơn và lắng càng xuống nhờ trọng lực như những hạt không tích điện.
Như vậy, thế càng lớn (hạt keo càng tích điện) thì hệ keo càng bền (khó kết tủa).

Trường hợp lý tưởng: nếu thế điện phẳng (zeta = 0 ), thì hạt keo biến thành cấu tạo tụ điện
phẳng, hạt sẽ không khác gì các hạt không tích điện nên dễ dàng hút nhau để tạo hạt lớn hơn
có thể lắng được. Đây là cơ sở khoa học của phương pháp keo tụ. Hiện tượng các hạt keo
cùng loại có thể hút nhau tạo thành những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để
có thể lắng xuống do trọng lực trong thời gian đủ ngắn được gọi là hiện tượng keo tụ.
Hiện tượng xảy ra khi thế được triệt tiêu. Hiện tượng keo tụ có tính thuận này xảy ra
khi thế nghịch nghĩa là hạt keo đã keo tụ lại có thể tích điện trở lại và trở nên bền. Các hoá
chất gây keo tụ thường là các loại muối vô cơ và được gọi là chất keo tụ.
Một cách khác làm các hạt keo co cụm thành bông cặn lớn dễ lắng là dùng các tác nhân
thích hợp “khâu”chúng lại thành các hạt lớn hơn đủ lớn, nặng để lắng. Hiện tượng này được
gọi là hiện tượng tạo bông được thực hiện nhờ những phân tử các chất cao phân tử tan trong
nước và có ái lực tốt với các hạt keo hoặc các hạt cặn nhỏ. Khác với keo tụ có tính thuận
nghịch, các chất có khả năng tạo bông được gọi là các chất tạo bông hay trợ keo tụ, quá trình
tạo bông là bất thuận nghịch.
Như vậy,để kết tủa hệ keo có thể sử dụng các cách sau đây:
1. Phá tính bền của hệ keo (do lực đẩy tĩnh điện) bằng cách thu hẹp lớp điện kép tới mức thế
zeta = 0, khi đó lực đẩy tĩnh điện hạt – hạt bằng không, tạo điều kiện cho các hạt keo hút
nhau bằng các lực bề mặt tạo hạt lớn hơn dễ kết tủa. Cách này có thể thực hiện khi cho hạt


keo hấp phụ đủ điện tích trái dấu để trung hoà điện tích hạt keo. Điện tích trái dấu này thường
là các ion kim loại đa hoá trị.
2. Tạo điều kiện cho các hạt keo va chạm với các bông kết tủa của chính chất keo tụ nhờ hiện
tượng bám dính (hiệu ứng quét).
3. Dùng những chất cao phân tử – trợ keo tụ để hấp phụ “khâu” các hạt nhỏ lại với nhau tạo
hạt kích thước lớn (gọi là bông hay bông cặn) dễ lắng. Trong công nghệ xử lý nước, các hóa
chất thường dùng để giải quyết tốt nhất những giải pháp trên là: phèn nhôm, phèn sắt
và PAC.
1.2 Các hóa chất keo tụ:
Phèn nhôm sunfat: Al2(SO4)3.18H2O
Đây là chất keo tụ phổ biến nhất, đặc biệt là ở Việt Nam.
Bảng 2.5 Các chỉ tiêu sản phẩm nhôm sunfat kỹ thuật và mức chất lượng.
Tên chỉ tiêu

Mức chất lượng
Dạng bột, màu hơi trắng ngà
1. Ngoại quan
hoặc hơi vàng.
2. Hàm lượng nhôm oxyt Al2O3, %, không nhỏ hơn
16

3. Hàm lượng Acid Sunfuaric H2SO4, %, không lớn hơn
0,001
4. Hàm lượng chất không tan trong nước, %, không lớn hơn
0,3

Cơ chế keo tụ của phèn nhôm:
Khi dùng phèn nhôm làm chất keo tụ sẽ xảy ra phản ứng thuỷ phân:
Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 6 H+ +3SO42Khi độ kiềm của nước thấp, cần kiềm hóa nước bằng NaOH. Liều lượng chất kiềm hóa
tính theo công thức:
Pk = e1 (Pp / e2 – Kt + 1) 100/c

(mg/l)

Trong đó:
Pk : Hàm lượng chất kiềm hóa (mg/l)
Pp : Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ ( mg/l)
e1, e2 : Trọng lượng đương lượng của chất kiềm hóa và của phèn ( mg/mgđl)
với e1 = 40 ( NaOH ) ; e2 = 57 ( Al2(SO4)3 )
Bảng 2.6 Liều lượng phèn nhôm để xử lý nước đục lấy theo TCXD – 33 :1985
Hàm lượng cặn của nước nguồn ( mg/l)
đến 100
101 – 200

Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3không
chứa nước (mg/l)
25 – 35
30 – 45


201 – 400
401 – 600
601 – 800
801 – 1000
1401 – 1800
1801 – 2200
2201 – 2500

40 – 60
45 – 70
55 – 80
60 – 90
75 -115
80 – 125
90 – 130

Khi sử dụng phèn nhôm cần lưu ý :
















pH hiệu quả tốt nhất với phèn nhôm là khoảng 5,5 – 7,5.
Nhiệt độ của nước thích hợp khoảng 20 – 40o
Ngoài ra, cần chú ý đến : các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều
lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng…
Ưu điểm của phèn nhôm :
Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có nănglực keo tụ
thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại mà loài người
biết.
Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ.
Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểmsoát, phổ
biến rộng rãi.
Nhược điểm của phèn nhôm:
Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí
sản xuất tăng.
Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại.
Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
Hàm lượng Al dư trong nước > so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn
tiêu chuẩn với (0,2mg/lit).
Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng thường hạn
chế.
Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42-trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối
với vi sinh vật.
Phèn sắt : Fe2(SO4)3.nH2O hoặc FeCl3.nH2O (n = 1 – 6)
Muối sắt chưa phổ biến ở Việt Nam nhưng rất phổ biến ở các nước công nghiệp. Hoá
học của muối sắt tương tự như muối nhôm nghĩa là khi thuỷ phân sẽ tạo axit, vì vậy cần đủ
độ kiềm để giữ pH không đổi.
Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+
Phèn sắt (III) khi thuỷ phân ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ. Vùng pH tối ưu: 5 – 9. So
sánh keo của phèn nhôm và phèn sắt được tạo thành cho thấy:



Độ hoà tan của keo Fe(OH)3trong nước nhỏ hơn Al(OH)3




Tỉ trọng của Fe(OH)3= 1,5 Al(OH)3 ( trọng lượng đơn vị của Al(OH)3 = 2,4 còn của
Fe(OH)3 = 3,6 ) do vậy keo sắt tạo thành vẫn lắng được khi trong nước có ít chất huyền phù.
Ưu điểm của phèn sắt so với phèn nhôm:



Liều lượng phèn sắt(III) dùng để kết tủa chỉ bằng 1/3 – 1/2 liều lượng phèn nhôm.
Phèn sắt ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ và giới hạn pH rộng.
Nhược điểm của phèn sắt(III) là ăn mòn đường ống mạnh hơn phèn nhôm ( vì trong quá
trình phản ứng tạo ra axit).



Ở nước ta, người ta vẫn quen dùng phèn nhôm. Để khắc phục nhược điểm của mỗi loại
có thể dùng kết hợp cả phèn sắt và phèn nhôm tương ứng là 1: 1 hoặc 2 : 1. Kết tủa hỗn hợp
thích hợp nhất vào mùa lạnh.
Lưu ý: Trên thực tế, việc lựa chọn loại phèn, tính toán liều lượng phèn và liều lượng
chất kiềm hoá cần phải được xác định bằng thực nghiệm. Các muối phèn đưa vào xử lý nước
là dạng dung dịch.
Poly Aluminium Chloride: ( PAC)
Một trong những chất keo tụ thế hệ mới, tồn tại dưới dạng polime vô cơ là poli nhôm
clorua (polime aluminium chloride), thường viết tắt là PAC (hoặc PACl). Hiện nay, ở các
nước tiên tiến, người ta đã sản xuất PAC với lượng lớn và sử dụng rộng rãi để thay thế phèn
nhôm sunfat trong xử lý nước sinh hoạt và đặc biệt là xử lí nước thải.
Tính chất: PAC có công thức tổng quát là [Al2(OH)nCl6.nxH2O]m (trong đó m <=10,
n<= 5). PAC thương mại ở dạng bột thô màu vàng nhạt hoặc vàng đậm, dễ tan trong nước và
kèm tỏa nhiệt, dung dịch trong suốt, có tác dụng khá mạnh về tính hút thấm.
PAC có nhiều ưu điểm so với phèn nhôm sunfat và các loại phèn vô cơ khác:







Hiệu quả keo tụ và lắng trong > 4-5 lần. Tan trong nước tốt, nhanh hơn nhiều, ít làm
biến động độ pH của nước nên ko phải dùng NaOH để xử lí và do đó ít ăn mòn thiết bị hơn.
Không làm đục nước khi dùng thừa hoặc thiếu.
Không cần (hoặc dùng rất ít) phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
[Al] dư trong nước < so với khi dùng phèn nhôm sunfat.
Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng các kim loại nặng tốt hơn.
Không làm phát sinh hàm lượng SO 42-trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối
với vi sinh vật.
Cơ chế tác dụng của PAC:
Thông thường khi keo tụ chúng ta hay dùng muối clorua hoặc sunfat của Al(III) hoặc
Fe(III). Khi đó, do phân li và thuỷ phân ta có các hạt trong nước: Al 3+, Al(OH)2+, Al(OH)
phân tử và Al(OH)4–, ba hạt polime: Al2(OH)24+, Al3(OH)45+, Al13O4(OH)247+ và Al(OH)3rắn.
Trong đó Al13O4(OH)247+ gọi tắt là Al13 là tác nhân gây keo tụ chính và tốt nhất.
Với Fe(III) ta có các hạt: Fe3+, Fe(OH)2+, Fe(OH) phân tử và Fe(OH) 4–, ba hạt polime:
Fe2(OH)24+, Fe3(OH)45+ và Fe(OH)3 rắn.


Trong công nghệ xử lí nước thông thường, nhất là nước tự nhiên với pH xung quanh 7
quá trình thuỷ phân xảy ra rất nhanh, tính bằng micro giây, khi đó hạt Al 3+ nhanh chóng
chuyển thành các hạt polime rồi hydroxit nhôm trong thời gian nhỏ hơn giây mà không kịp
thực hiện chức năng của chất keo tụ là trung hoà điện tích trái dấu của các hạt cặn lơ lửng cần
xử lý để làm chúng keo tụ.
Khi sử dụng PAC quá trình hoà tan sẽ tạo các hạt polime Al 13, với điện tích vượt trội
(7+), các hạt polime này trung hoà điện tích hạt keo và gây keo tụ rất mạnh, ngoài ra tốc độ
thuỷ phân của chúng cũng chậm hơn Al 3+ rất nhiều, điều này tăng thời gian tồn tại của chúng
trong nước nghĩa là tăng khả năng tácdụng của chúng lên các hạt keo cần xử lí, giảm thiểu chi
phí hoá chất. Ngoài ra, vùng pH hoạt động của PAC cũng lớn gấp hơn 2 lần so với phèn, điều
này làm cho việc keo tụ bằng PAC dễ áp dụng hơn. Hơn nữa, do kích thước hạt polime lớn
hơn nhiều so với Al3+ (cỡ 2 nm so với nhỏ hơn 0,1 nm) nên bông cặn hình thành cũng to và
chắc hơn, thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo.
Cơ chế hình thành Al13:
Trong nước Al3+ có số phối trí 4 và 6, khi đó khả năng tồn tại dưới dạng tứ diện
Al(OH)4- hay còn gọi là tếbào T4, hoặc bát diện Al(OH)_4(H_2O)2- Tế bào T4 này là mầm
để hình thành cái gọi là cấu trúc Keggin với tâm là tế bàoT4 và 12 bát diện bám xung quanh,
khi đó ta có cấu trúc ứng với công thức Al12AlO4(OH)247+. Người ta cho rằng khi cho kiềm
vào dung dịch Al3+, khi ion Al3+ tiếp xúc với các giọt kiềm thì đó là lúc hình thành các tế bào
T4. Tiếptheo các bát diện vây quanh T4 tạo Al 13, như vậy có thể coi bước tạo T4 là bước
quyết định trong công nghệ chế tạo Al13 thành phần chính của PAC.
Phương pháp sử dụng:
1.

Sản phẩm dạng lỏng có thể sử dụng trực tiếp hoặc loãng đi 10 lần rồi mới sử dụng,
dạng đặc phải loãng đi thành ra dung dịch 5 – 10% mới sử dụng, như thế mới dung hòa đều,
hiệu quả mới tốt.
2.
Dung dịch đã làm loãng tốt nhất phải sử dụng hết trong 4 – 8 giờ.
3.
Số lượng sử dụng phải căn cứ theo chất lượng và độ trong suốt của nước và thiết
bị.Làm sạch nước bình thường sử dụng dạng đặc là khoảng một phần mười ngàn ( 1kg nước
sử dụng 0,01g).
4.
Bảng 2.7 Độ đục nước và số lượng PAC sử dụng
Độ đục nước
Số lượng

30-100
2.5 ppm

100-250
3.44

250-400
4.5

400-1000
6.2

1000 – 5000
12.5

> 5000
20

CHẤT KEO TỤ CAO PHÂN TỬ PAFC:
– Công thức: [ Al2(OH)nCl6-n]m . [Fe2(OH)nCl6-n]
Bảng 2.8 Đặc điểm của chất keo tụ cao phân tử PAFC
Chỉ tiêu
1. Ngoại quan

Kết quả
Dung dịch màu nâu đỏ


2. pH
3. Tỷ trọng dung dịch
4. Hàm lượng Al2O3
5. Hàm lượng Fe2O3
6. Hàm lượng chất không tan trong nước

4
1,3 ( Bomex = 320)
≥ 30 %
≥ 20 %
≤ 0,01 %

Ưu điểm:













PAFC là chất keo tụ cao phân tử, là sản phẩm mới chất lượng cao có hiệu quả sử dụng
cao trong xử lý nước sạch, nước thải.
PAFC tan hoàn toàn trong nước. Khi cho vào nước khuấy đều tách ngay các tạp chất
ra khỏi nước tính bằng Micro giây. PAFC có khả năng keo tụ nhanh, lắng nhanh, làm trong
nước nhanh, chất lượng nước tốt hơn dùng PAC.
PAFC có tác dụng tẩy màu, diệt khuẩn, khử mùi, khử tảo. Đặc biệt có tác dụng khử
COD, BOD và các ion kim loại nặng trong nước.
Cách sử dụng:
Điều chỉnh nước sạch, nước thải về pH từ 7 – 9 bằng dung dịch NaOH 30%.
Cho keo tụ PAFC vào bể chứa, sau đó bơm định lượng vào nước cần xử lý theo lưu
lượng đã tính toán tùy thuộc vào từng loại chất lượng nước đã được làm thí nghiệm (thông
thường 1 m3nước giếng khoan tiêu tốn 0,2 Kg PAFC và 0,2 Kg NaOH 30%).
Khi keo tụ PAFC được cấp vào nước xử lý, các tạp chất được tách rất nhanh ra khỏi
nước xử lý tính bằng Micro giây chuyển thành các hạt polyme keo tụ lại và lắng xuống bể
lắng.
Nước sạch được chuyển sang bể lọc. Sau đó được khử trùng và cấp cho nước sinh
hoạt.
Nước thải : Quy trình xử lý và liều lượng đưa vào xử lý như nước sạch. Khi tạp chất
tách khỏi nước lắng xuống, cho dung dịch polime A101 vào khuấy đều, các tạp chất keo tụ
chặt lại, xả nước đã xử lý, bùn cho vào ép loại bỏ tạp chất ( 1 m 3nước thải tiêu tốn hết 0,1 kg
A101 )
Trên thực tế, trong quá trình vận hành xử lý phụ thuộc vào chất lượng nước mà đưa
lượng keo tụ PAFC vào. Do đó , quá trình vận hành cần tiến hành thí nghiệm tính toán để có
được kết quả về lượng keo tụ PAFC sử dụng đạt hiệu quả xử lý tốt nhất, giảm giá thành sản
xuất.
PAFC khác biệt với các chất keo tụ khác:




Tan nhanh hoàn toàn trong nước so với các loại phèn nhôm và các chất keo tụ khác.
Hiệu quả khi cho vào nước tách ngay tạp chất ra khỏi nước, keo tụ nhanh, lắng nhanh,
làm trong nước nhanh, chất lượng nước tốt hơn dùng PAC.

CÁC NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG BÙN NỔI
TRONG BỂ***


Hầu hết các hệ thống xử lý nước thải hiện nay dùng phương phương pháp sinh học, bị
các vấn đề về vi sinh sau quá trình vận hành. Các vấn đề này xuất hiện thường cho hiệu quả
xử lý kém, chất lượng nước không đạt yêu cầu, trong thời gian kéo dài không khắc phục dễ
dẫn tới vi sinh bị yếu và chết đi.
Hiện tượng chủ yếu là bùn và bọt trong bể Aerotank và bể lắng. Các bạn có thể tham
khảo nhá.
HIỆN TƯỢNG NỔI BÙN TẠI BỂ LẮNG CÓ THỂ VÌ 1 SỐ CÁC NGUYÊN
NHÂN SAU:
- TUỔI BÙN CAO
+ Cách xác định lại: Tính toán tuổi bùn, xem lại thời gian xả bùn gần nhất
+ Cách khắc phục: Tiến hành xả bùn già.
- QUÁ TẢI BỂ LẮNG
+ Cách xác định lại: Tính toán lại lưu lượng, tính vận tốc nước trong ống lắng và ngoài
bể lắng
+ Cách khắc phục: Xác định nguyên nhân gây quá tải, khắc phục từng yếu tố.
- XẢY RA QUÁ TRÌNH NITRAT HÓA
+ Cách xác định lại: Đo pH nước trong bể Aerotank và nước trong bể lắng, so sánh rồi
kết luận
+ Cách khắc phục:
+ Xem lại công nghệ đã xử lý N hiệu quả chưa?
+ Tính lại thời gian lưu bùn trong bể lắng
- SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN DẠNG SỢI
+ Cách xác định lại: Kiểm tra thông qua kinh hiển vi
+ Cách khắc phục:+ Tăng cường sục khí đều
+ Bổ sung vi sinh xử lý nước thải
+ Tiến hành khử khuẩn nước vào hệ thống với dung dịch clorin 3-5ml/l
- CÓ CHẤT ĐỘC KHỬ KHUẨN, CHẤT CÓ TÍNH AXIT CAO
+ Cách xác định lại: Bông bùn vỡ ra khi lắng
+ Cách khắc phục: Tiến hành xác định đầu vào, thực hiện cân bằng nước.
****KIỂM SOÁT BÙN NỔI****
- Bùn nổi có thể kiểm soát bằng các biện pháp sau:
+ Tăng lượng bùn tuần hoàn thải bỏ từ bể lắng đợt hai, nhằm giảm thời gian lưu bùn
trong bể lắng.
+ Giảm thời gian lưu bùn để tránh quá trình nitrat hoá. Nơi có khí hậu ấm, rất khó vận
hành ở thời gian lưu bùn ngắn để tránh nitrat hoá.
+ Nếu quá trình bùn hoạt tính đòi hỏi nitrat hoá, thì nên sử dụng mô hình dòng chảy
nút. Khi đó, bể đầu tiên sẽ là vùng yếm khí. Ở đây, các vi khuẩn sẽ được hoà trộn cùng với
các ion nitrat, ion nitrit từ bùn tuần hoàn và BOD trong nước thải. Ở vùng yếm khí, các vi
khuẩn trong điều kiện ít oxy, cùng sự hiện diện của các ion nitrit và nitrat, BOD sẽ thúc đẩy
quá trình đề nitrat hoá..


CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT BÙN KHÓ LẮNG***
****KIỂM SOÁT BÙN DẠNG KHỐI****
Các yếu tố lưu ý:
– Thành phần nước thải
Nước thải chứa nhiều các nguyên tố dạng vết cũng gây ra hiện tượng bùn tạo khối. đối
với nước thải công nghiệp, thành phần Nitơ và Photpho cần được kiểm tra trước khi đưa vào
hệ thống xử lý, sự thiếu hụt dinh dưỡng trong nước thải công nghiệp với hàm lượng BOD cao
sẽ tạo nên khối bùn. Sự dao động pH cũng là yếu tố gây bất lợi đối với thiết kế. Sự khác nhau
về tải trọng khi vận hành hệ thống hoạt động một mẻ cũng gây ra hiện tượng bùn tạo khối.
– Nồng độ oxy cần duy trì tối thiểu 2 mg/l.
– Thời gian lưu bùn (SRT): cần được kiểm tra và tính toán sao cho nằm trong khoảng
giá trị chấp nhận được. Trong nhiều trường hợp, ở các hệ thống khuấy trộn hoàn toàn với thời
gian lưu bùn lớn và tỉ số F/M nhỏ thường xuất hiện vi khuẩn dạng sợi. Ở những hệ thống như
vậy, các vi khuẩn này hay cạnh tranh nhau về thức ăn. Nhiều nghiên cứu trong phòng thí
nghiệm cùng với các mô hình hoàn chỉnh đã đưa ra những hình dạng bể phản ứng hỗ trợ cho
bùn tạo bông thay vì sự phát triển các vi khuẩn dạng sợi. Những bể này được gọi là selector.
– Nồng độ dinh dưỡng
Mặc dù liều lượng dinh dưỡng cần để ngăn chặn sự phát triển quá mức của các vi
khuẩn dạng sợi là duy nhất ở từng hệ thống, tuy nhiên khi không thể xác định chính xác được
con số này thì theo Richard nên duy trì:
+ Nồng độ N vô cơ (NH4 _N, NO2 _ N, NO3 _N ) lớn hơn 1mg/l.+ Nồng độ
orthophosphate photpho (PO4.3-_P) lớn hơn 0.2mg/l.
– pH là một thông số kỹ thuật quan trọng của bùn hoạt tính nhưng lại thường xuyên bị
lờ đi do giá trị của nó thường chỉ thay đổi ở 2 mức. Vi sinh vật chỉ bị ảnh hưởng khi pH nhỏ
6.0-6.5 và lớn hơn 8.5. để tránh tình trạng phát triển quá mức của nấm do pH thấp, cần trang


bị các thiết bị điều chỉnh pH, tối thiểu cũng phải có thiết bị định liều lượng vôi.
– Nhiệt độ ảnh hưởng đến 2 thông số sau :
+ Nhiệt độ tăng làm giảm độ hoà tan của oxy trong nước
+ Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ của quá trình chuyển hoá. Quá trình này lại cần oxy
hoà tan nên tốc độ tiêu thụ DO cũng tăng.
SỬ DỤNG HOÁ CHẤT:
Ở một tình huống khẩn cấp hoặc đã kiểm tra tất cả các yếu tố nêu trên, CLO và
HYDRO PEROXUYT thường được sử dụng để kiểm soát hiện tượng bùn khối. Nguyên nhân
là do họ sợ xuất hiện các halogen hữu cơ (organohalogen) trong nước thải sau xử lý.
DÙNG CLO:
Chlorine là một hoá chất nguy hiểm đối với cả bùn hoạt tính lẫn môi trường. Vì thế, khi
dùng chlorine, chỉ để các nhân viên có đã được đào tạo thao tác, và tuyệt đối phải tuân thủ
các quy tắc. Jenkins cũng khuyên nên đo SVI trước khi clo hoá. Chỉ thêm Chlorine khi SVI
thực sự vượt quá mức cho phép.
Liều lượng clo thường dùng cho hệ thống thấp khoảng 0.002-0.008 kg/kg MLSS.ngày.
Clo hoá hiệu quả cho bùn dạng khối gây ra bởi vi khuẩn dạng sợi. Clo thường làm nước ra ở
đầu ra bị đục. Xử lý bằng clo còn làm xuất hiện trihalomentan và các hợp chất khác gây hại
tiềm tàng cho sức khỏe con người và môi trường. HYDRO PEROXUYT cũng được dùng để
kiểm soát bùn khối, liều lượng của chất này tuỳ thuộc vào khoảng phát triển của vi khuẩn
dạng sợi.
DÙNG H2O2 :
Một trong những cách thay thể việc dùng Clo là tác nhân oxy hoá, người ta dùng H2O2.
H2O2 không tiêu diệt mạnh các vi khuẫn dạng sợi nằm bên ngoài vì chúng không phải là chất
oxy hoá mạnh như clo. Tuy vậy chúng vẫn có thể xâm nhập vào các lớp trong của bùn hoạt
tính và tác động vào sinh khối của các vi sinh vật tạo bông.
H2O2 có thể diệt vi khuẩn dạng sợi đồng thời cũng giải phóng oxy nên thích hợp dùng
trong trường hợp bùn khối do DO thấp. Tuy nhiên nếu bùn oxy hoá H2O2 trước khi hoá chất
này kịp có phản ứng tiêu diệt vi khuẩn dạng sợi thì phương pháp này không hiệu quả.
DÙNG OZONE:
Ozone là tác nhân oxy hoá mạnh hơn Clo và H2O2 và đặc biệt là chúng không tạo ra
bất kỳ chất độc nào. Trong hệ thống loại bỏ chất dinh dưỡng bằng bùn hoạt tính, liều lượng
Ozone thích hợp là 4g/kgMLSS. Dùng Ozone có thể tăng cường quá trình nitrat hoá và loại
bỏ các chất hữu cơ trơ.
****KIỂM SOÁT BỌT VÁNG****
Gạn bọt một cách hệ thống nhằm loại bỏ và phá hủy bùn nổi trong bể sục khí. Chất
dùng để gạn bỏ bọt không tuần hoàn lại bể lắng, vì việc này sẽ dẫn tới sự sinh sôi của các vi
khuẩn gây bọt váng. Ngoài ra, cũng không nên tuần hoàn chất này vể bể aeroten.
DÙNG CLO PHUN XỊT LÊN BỀ MẶT BỌT NOCARDIA.
Sự hiện diện của Nocardia cũng như Nocardia-Microthrix liên quan tới nươc thải chứa
nhiều chất béo và dầu mỡ. Vì vậy giảm dầu mỡ trong nước thải cũng là một biện pháp để
ngăn ngừa sự phát triển của các vi khuẩn gây bọt váng này.
Trong trường hợp bọt váng gây nên bởi Microthrix parvilla, liều lượng Clo sử dụng
phải gấp 10-100 lần liều lượng cấn thiết vì Microthrix parvilla có khả năng chịu độc clo tốt
hơn so với các vi khuẩn dạng sợi khác. Ở U.K, theo kinh nghiệm, người ta thấy rằng liều
lượng clo khoảng 3g/kg là đủ để kiểm soát Microthrix parvilla.



HIỆN TƯỢNG BUNG BÙN VÀ LÊN BỌT BÙN***
Bung bùn không có sợi là vi khuẩn Zooglea hay còn gọi là bung bùn Zooglea, làm cho
bùn có tính lắng và tính nén giảm. Trường hợp này ít gặp. Nếu có, xử lý bằng CLO HÓA.
Sở dĩ bông bùn kém lắng và cho nước đục là do bông bùn điểm phá hủy những bông
bùn thành những mảnh rất nhỏ có thể đi vào nước thải ra bùn hoạt tính. Người ta tin rằng
những vi khuẩn sợi tạo ra xương sống của bông bùn khi xuất hiện với số lượng thấp. Kết quả
là bông bùn kém lắng và nước bị đục.
Khi khử nitrát quá mức làm thiếu oxy trong bể dẫn đến hiện tượng lên bùn Hạt bùn
bám dính vào bọt nitơ và tạo thành một lớp bùn ở bề mặt của bể làm trong và làm cho nước
thải ra bị đục và BOD5 tăng. Có thể giảm thời gian lưu bùn (tăng tốc độ tuần hoàn của bùn)
trong bể lắng sẽ khắc phục được hiện tượng lên bùn.
***HIỆN TƯỢNG BỌT VÀ VÁNG BỌT LÀ DO TĂNG SINH KHỐI CỦA VI
KHUẨN NORCADIA VÀ MICROTHRIX TRONG BỂ HIẾU KHÍ****
SỰ CỐ 1 : Sự phát triển phân tán
- Nguyên nhân: Vi sinh vật không tạo thành bông nhưng khuyếch tán, tạo thành những
cụm nhỏ hay tế bào đơn lẻ.
- Hậu quả: Nước đầu ra đục: không có vùng lắng trong bùn.
SỰ CỐ 2: Bông bùn điểm.
- Nguyên nhân: Bông bùn điểm.
- Hậu quả: Chỉ số thể tích bùn SVI thấp và nước thải đầu ra bị đục.
SỰ CỐ 3 : Bung bùn.
- Nguyên nhân: Những vi sinh vật sợi bành trướng khỏi bông bùn và cản trở việc nén
và lắng của bùn.
- Hậu quả: Chỉ số thể tích SVI cao, nước đầu ra rất trong.
SỰ CỐ 4 : Lên bùn (lên lớp bùn).
- Nguyên nhân: Việc khử nitrát trong bể lắng đợt hai tạo ra những bông khí nitơ, bám
dính với bùn hoạt tính và nổi lên trên bề mặt bể lắng đợt hai.
- Hậu quả: Lớp váng của bùn họat tính được tạo thành trên mặt của bể lắng đợt hai.
SỰ CỐ 5 : Bọt và váng bọt.
- Nguyên nhân:
1. Chất hoạt diện bề mặt không bị thoát biến
2. Hiện diện loài Nocardia và đôi khi
3. Hiện diện của Microthrix parvicella.
- Hậu quả: Lượng lớn bọt nổi của chất rắn trong bùn hoạt tính tới bề mặt đơn vị xử lý.
Bọt tích lũy và có thể bị thối. Chất rắn có thể chảy tràn vào bể lắng đợt hai hay có thể tràn lên
lối đi.
***BUNG BÙN CÓ SỢI***
Một khi chất rắn và tính lắng của chất rắn trong bể làm trong của hệ thống bùn lắng
kém thì xảy ra hiện tượng bung bùn có sợi và thông thường là do nhiều vi sinh vật dạng sợi
gây ra. Đây là hiện tượng phổ biến trong bông bùn hoạt tính.
THÔNG THƯỜNG CÓ 3 LOẠI BÔNG BÙN ĐƯỢC TÌM THẤY TRONG BÙN
HOẠT TÍNH:
Bông bình thường:
là sự cân đối và hài hòa vi khuẩn sợi và vi khuẩn tạo bông và bông bùn có hiện tượng
cứng chắc giữ được toàn vẹn trong bể hiếu khí và lắng tốt trong bể lắng.


Bông bùn nhỏ:
Sự hiện diện vi khuẩn sợi có hay không có với số lượng thấp. Kết quả chất rắn lắng
không tốt. Nước thải đầu ra thứ cấp bị đục mặc dù bùn có SVI thấp.
Bung bùn sợi:
Do các vi sinh vật sợi chiếm ưu thế. Chúng gây khó khăn cho sự lắng và nén bùn. Việc
lắng kém được biểu thị bằng thước đo SVI nếu chiều dài vi khuẩn sợi vướt quá 10 exp
micromét / mg chất rắn lơ lửng
----Điều kiện ít oxy và cơ chất dinh dưỡng kém: những vi khuẩn sợi có tỷ số bề mặt
trên thể tích cao hơn vi khuẩn tạo bông.
----Điều kiện oxy hòa tan thấp, tỷ số F/M thấp, cơ chất dinh dưỡng kém, nồng độ sulfur
cao: những vi khuẩn sợi có thể chiếm ưu thế so với vi khuẩn tạo bông
===>Nguyên nhân chủ yếu của việc bung bùn trong nhà máy xử lý nước thải là F/M
thấp.
PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
1. Phương pháp keo tụ tạo bông
Trong nước nước thải thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kích thước
rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng biện pháp xử lý hóa lý trong công nghệ xử lý
nước như lắng lọc có thể loại bỏ được các cặn có kích thước lớn hơn 10-4mm. Còn các hạt có
kích thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng.
Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng, phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với các biện
pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng, để tạo ra các hạt keo có khả
năng dính kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, tạo thành các bông
cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Do đó các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở
bể lắng và bị giữ lại trong bể lọc.
1.1 Cơ chế của quá trình keo tụ – tạo bông :
Đối với hệ phân tán có diện tích bề mặt riêng lớn (bụi trong không khí, bùn, phù sa
trong nước…) các hạt luôn có xu hướng co cụm lại tạo hạt lớn hơn để giảm năng lượng bề
mặt (tương tự hiện tượng giọt nước, giọt thủy ngân luôn tự vo tròn để giảm diện tích bề
mặt). Về nguyên tắc do độ phân tán lớn, diện tích bề mặt riêng lớn, hạt keo có xu thế hút
nhau nhờ các lực bề mặt. Mặt khác, do các hạt keo cùng loại nên các hạt keo luôn tích điện
cùng dấu (đặc trưng bởi thế zeta) nên các hạt keo tụ luôn đẩy nhau bởi lực đẩy tĩnh điện giữa
các hạt cùng dấu theo định luật Culong, xu hướng này làm hạt keo không thể hút nhau để tạo
hạt lớn hơn và lắng càng xuống nhờ trọng lực như những hạt không tích điện.
Như vậy, thế càng lớn (hạt keo càng tích điện) thì hệ keo càng bền (khó kết tủa).
Trường hợp lý tưởng: nếu thế điện phẳng (zeta = 0 ), thì hạt keo biến thành cấu tạo tụ điện
phẳng, hạt sẽ không khác gì các hạt không tích điện nên dễ dàng hút nhau để tạo hạt lớn hơn
có thể lắng được. Đây là cơ sở khoa học của phương pháp keo tụ. Hiện tượng các hạt keo
cùng loại có thể hút nhau tạo thành những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để
có thể lắng xuống do trọng lực trong thời gian đủ ngắn được gọi là hiện tượng keo tụ.


Hiện tượng xảy ra khi thế được triệt tiêu. Hiện tượng keo tụ có tính thuận này xảy ra
khi thế nghịch nghĩa là hạt keo đã keo tụ lại có thể tích điện trở lại và trở nên bền. Các hoá
chất gây keo tụ thường là các loại muối vô cơ và được gọi là chất keo tụ.
Một cách khác làm các hạt keo co cụm thành bông cặn lớn dễ lắng là dùng các tác nhân
thích hợp “khâu”chúng lại thành các hạt lớn hơn đủ lớn, nặng để lắng. Hiện tượng này được
gọi là hiện tượng tạo bông được thực hiện nhờ những phân tử các chất cao phân tử tan trong
nước và có ái lực tốt với các hạt keo hoặc các hạt cặn nhỏ. Khác với keo tụ có tính thuận
nghịch, các chất có khả năng tạo bông được gọi là các chất tạo bông hay trợ keo tụ, quá trình
tạo bông là bất thuận nghịch.
Như vậy,để kết tủa hệ keo có thể sử dụng các cách sau đây:
1. Phá tính bền của hệ keo (do lực đẩy tĩnh điện) bằng cách thu hẹp lớp điện kép tới mức thế
zeta = 0, khi đó lực đẩy tĩnh điện hạt – hạt bằng không, tạo điều kiện cho các hạt keo hút
nhau bằng các lực bề mặt tạo hạt lớn hơn dễ kết tủa. Cách này có thể thực hiện khi cho hạt
keo hấp phụ đủ điện tích trái dấu để trung hoà điện tích hạt keo. Điện tích trái dấu này thường
là các ion kim loại đa hoá trị.
2. Tạo điều kiện cho các hạt keo va chạm với các bông kết tủa của chính chất keo tụ nhờ hiện
tượng bám dính (hiệu ứng quét).
3. Dùng những chất cao phân tử – trợ keo tụ để hấp phụ “khâu” các hạt nhỏ lại với nhau tạo
hạt kích thước lớn (gọi là bông hay bông cặn) dễ lắng. Trong công nghệ xử lý nước, các hóa
chất thường dùng để giải quyết tốt nhất những giải pháp trên là: phèn nhôm, phèn sắt
và PAC.
1.2 Các hóa chất keo tụ:
Phèn nhôm sunfat: Al2(SO4)3.18H2O
Đây là chất keo tụ phổ biến nhất, đặc biệt là ở Việt Nam.
Bảng 2.5 Các chỉ tiêu sản phẩm nhôm sunfat kỹ thuật và mức chất lượng.
Tên chỉ tiêu

Mức chất lượng
Dạng bột, màu hơi trắng ngà
1. Ngoại quan
hoặc hơi vàng.
2. Hàm lượng nhôm oxyt Al2O3, %, không nhỏ hơn
16
3. Hàm lượng Acid Sunfuaric H2SO4, %, không lớn hơn
0,001
4. Hàm lượng chất không tan trong nước, %, không lớn hơn
0,3

Cơ chế keo tụ của phèn nhôm:
Khi dùng phèn nhôm làm chất keo tụ sẽ xảy ra phản ứng thuỷ phân:
Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 6 H+ +3SO42Khi độ kiềm của nước thấp, cần kiềm hóa nước bằng NaOH. Liều lượng chất kiềm hóa
tính theo công thức:


Pk = e1 (Pp / e2 – Kt + 1) 100/c

(mg/l)

Trong đó:
Pk : Hàm lượng chất kiềm hóa (mg/l)
Pp : Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ ( mg/l)
e1, e2 : Trọng lượng đương lượng của chất kiềm hóa và của phèn ( mg/mgđl)
với e1 = 40 ( NaOH ) ; e2 = 57 ( Al2(SO4)3 )
Bảng 2.6 Liều lượng phèn nhôm để xử lý nước đục lấy theo TCXD – 33 :1985
Hàm lượng cặn của nước nguồn ( mg/l)
đến 100
101 – 200
201 – 400
401 – 600
601 – 800
801 – 1000
1401 – 1800
1801 – 2200
2201 – 2500

Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3không
chứa nước (mg/l)
25 – 35
30 – 45
40 – 60
45 – 70
55 – 80
60 – 90
75 -115
80 – 125
90 – 130

Khi sử dụng phèn nhôm cần lưu ý :














pH hiệu quả tốt nhất với phèn nhôm là khoảng 5,5 – 7,5.
Nhiệt độ của nước thích hợp khoảng 20 – 40o
Ngoài ra, cần chú ý đến : các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều
lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng…
Ưu điểm của phèn nhôm :
Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có nănglực keo tụ
thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại mà loài người
biết.
Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ.
Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểmsoát, phổ
biến rộng rãi.
Nhược điểm của phèn nhôm:
Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí
sản xuất tăng.
Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại.
Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
Hàm lượng Al dư trong nước > so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn
tiêu chuẩn với (0,2mg/lit).


Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng thường hạn



chế.


Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42-trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối
với vi sinh vật.
Phèn sắt : Fe2(SO4)3.nH2O hoặc FeCl3.nH2O (n = 1 – 6)
Muối sắt chưa phổ biến ở Việt Nam nhưng rất phổ biến ở các nước công nghiệp. Hoá
học của muối sắt tương tự như muối nhôm nghĩa là khi thuỷ phân sẽ tạo axit, vì vậy cần đủ
độ kiềm để giữ pH không đổi.
Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+
Phèn sắt (III) khi thuỷ phân ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ. Vùng pH tối ưu: 5 – 9. So
sánh keo của phèn nhôm và phèn sắt được tạo thành cho thấy:







Độ hoà tan của keo Fe(OH)3trong nước nhỏ hơn Al(OH)3
Tỉ trọng của Fe(OH)3= 1,5 Al(OH)3 ( trọng lượng đơn vị của Al(OH)3 = 2,4 còn của
Fe(OH)3 = 3,6 ) do vậy keo sắt tạo thành vẫn lắng được khi trong nước có ít chất huyền phù.
Ưu điểm của phèn sắt so với phèn nhôm:
Liều lượng phèn sắt(III) dùng để kết tủa chỉ bằng 1/3 – 1/2 liều lượng phèn nhôm.
Phèn sắt ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ và giới hạn pH rộng.
Nhược điểm của phèn sắt(III) là ăn mòn đường ống mạnh hơn phèn nhôm ( vì trong quá
trình phản ứng tạo ra axit).
Ở nước ta, người ta vẫn quen dùng phèn nhôm. Để khắc phục nhược điểm của mỗi loại
có thể dùng kết hợp cả phèn sắt và phèn nhôm tương ứng là 1: 1 hoặc 2 : 1. Kết tủa hỗn hợp
thích hợp nhất vào mùa lạnh.
Lưu ý: Trên thực tế, việc lựa chọn loại phèn, tính toán liều lượng phèn và liều lượng
chất kiềm hoá cần phải được xác định bằng thực nghiệm. Các muối phèn đưa vào xử lý nước
là dạng dung dịch.
Poly Aluminium Chloride: ( PAC)
Một trong những chất keo tụ thế hệ mới, tồn tại dưới dạng polime vô cơ là poli nhôm
clorua (polime aluminium chloride), thường viết tắt là PAC (hoặc PACl). Hiện nay, ở các
nước tiên tiến, người ta đã sản xuất PAC với lượng lớn và sử dụng rộng rãi để thay thế phèn
nhôm sunfat trong xử lý nước sinh hoạt và đặc biệt là xử lí nước thải.
Tính chất: PAC có công thức tổng quát là [Al2(OH)nCl6.nxH2O]m (trong đó m <=10,
n<= 5). PAC thương mại ở dạng bột thô màu vàng nhạt hoặc vàng đậm, dễ tan trong nước và
kèm tỏa nhiệt, dung dịch trong suốt, có tác dụng khá mạnh về tính hút thấm.
PAC có nhiều ưu điểm so với phèn nhôm sunfat và các loại phèn vô cơ khác:




Hiệu quả keo tụ và lắng trong > 4-5 lần. Tan trong nước tốt, nhanh hơn nhiều, ít làm
biến động độ pH của nước nên ko phải dùng NaOH để xử lí và do đó ít ăn mòn thiết bị hơn.
Không làm đục nước khi dùng thừa hoặc thiếu.







Không cần (hoặc dùng rất ít) phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
[Al] dư trong nước < so với khi dùng phèn nhôm sunfat.
Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng các kim loại nặng tốt hơn.
Không làm phát sinh hàm lượng SO 42-trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối
với vi sinh vật.
Cơ chế tác dụng của PAC:
Thông thường khi keo tụ chúng ta hay dùng muối clorua hoặc sunfat của Al(III) hoặc
Fe(III). Khi đó, do phân li và thuỷ phân ta có các hạt trong nước: Al 3+, Al(OH)2+, Al(OH)
phân tử và Al(OH)4–, ba hạt polime: Al2(OH)24+, Al3(OH)45+, Al13O4(OH)247+ và Al(OH)3rắn.
Trong đó Al13O4(OH)247+ gọi tắt là Al13 là tác nhân gây keo tụ chính và tốt nhất.
Với Fe(III) ta có các hạt: Fe3+, Fe(OH)2+, Fe(OH) phân tử và Fe(OH) 4–, ba hạt polime:
Fe2(OH)24+, Fe3(OH)45+ và Fe(OH)3 rắn.
Trong công nghệ xử lí nước thông thường, nhất là nước tự nhiên với pH xung quanh 7
quá trình thuỷ phân xảy ra rất nhanh, tính bằng micro giây, khi đó hạt Al 3+ nhanh chóng
chuyển thành các hạt polime rồi hydroxit nhôm trong thời gian nhỏ hơn giây mà không kịp
thực hiện chức năng của chất keo tụ là trung hoà điện tích trái dấu của các hạt cặn lơ lửng cần
xử lý để làm chúng keo tụ.
Khi sử dụng PAC quá trình hoà tan sẽ tạo các hạt polime Al 13, với điện tích vượt trội
(7+), các hạt polime này trung hoà điện tích hạt keo và gây keo tụ rất mạnh, ngoài ra tốc độ
thuỷ phân của chúng cũng chậm hơn Al 3+ rất nhiều, điều này tăng thời gian tồn tại của chúng
trong nước nghĩa là tăng khả năng tácdụng của chúng lên các hạt keo cần xử lí, giảm thiểu chi
phí hoá chất. Ngoài ra, vùng pH hoạt động của PAC cũng lớn gấp hơn 2 lần so với phèn, điều
này làm cho việc keo tụ bằng PAC dễ áp dụng hơn. Hơn nữa, do kích thước hạt polime lớn
hơn nhiều so với Al3+ (cỡ 2 nm so với nhỏ hơn 0,1 nm) nên bông cặn hình thành cũng to và
chắc hơn, thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo.
Cơ chế hình thành Al13:
Trong nước Al3+ có số phối trí 4 và 6, khi đó khả năng tồn tại dưới dạng tứ diện
Al(OH)4- hay còn gọi là tếbào T4, hoặc bát diện Al(OH)_4(H_2O)2- Tế bào T4 này là mầm
để hình thành cái gọi là cấu trúc Keggin với tâm là tế bàoT4 và 12 bát diện bám xung quanh,
khi đó ta có cấu trúc ứng với công thức Al12AlO4(OH)247+. Người ta cho rằng khi cho kiềm
vào dung dịch Al3+, khi ion Al3+ tiếp xúc với các giọt kiềm thì đó là lúc hình thành các tế bào
T4. Tiếptheo các bát diện vây quanh T4 tạo Al 13, như vậy có thể coi bước tạo T4 là bước
quyết định trong công nghệ chế tạo Al13 thành phần chính của PAC.
Phương pháp sử dụng:

5.

Sản phẩm dạng lỏng có thể sử dụng trực tiếp hoặc loãng đi 10 lần rồi mới sử dụng,
dạng đặc phải loãng đi thành ra dung dịch 5 – 10% mới sử dụng, như thế mới dung hòa đều,
hiệu quả mới tốt.
6.
Dung dịch đã làm loãng tốt nhất phải sử dụng hết trong 4 – 8 giờ.


7.

Số lượng sử dụng phải căn cứ theo chất lượng và độ trong suốt của nước và thiết
bị.Làm sạch nước bình thường sử dụng dạng đặc là khoảng một phần mười ngàn ( 1kg nước
sử dụng 0,01g).
8.
Bảng 2.7 Độ đục nước và số lượng PAC sử dụng
Độ đục nước
Số lượng

30-100
2.5 ppm

100-250
3.44

250-400
4.5

400-1000
6.2

1000 – 5000
12.5

> 5000
20

CHẤT KEO TỤ CAO PHÂN TỬ PAFC:
– Công thức: [ Al2(OH)nCl6-n]m . [Fe2(OH)nCl6-n]
Bảng 2.8 Đặc điểm của chất keo tụ cao phân tử PAFC
Chỉ tiêu
1. Ngoại quan
2. pH
3. Tỷ trọng dung dịch
4. Hàm lượng Al2O3
5. Hàm lượng Fe2O3
6. Hàm lượng chất không tan trong nước

Kết quả
Dung dịch màu nâu đỏ
4
1,3 ( Bomex = 320)
≥ 30 %
≥ 20 %
≤ 0,01 %

Ưu điểm:













PAFC là chất keo tụ cao phân tử, là sản phẩm mới chất lượng cao có hiệu quả sử dụng
cao trong xử lý nước sạch, nước thải.
PAFC tan hoàn toàn trong nước. Khi cho vào nước khuấy đều tách ngay các tạp chất
ra khỏi nước tính bằng Micro giây. PAFC có khả năng keo tụ nhanh, lắng nhanh, làm trong
nước nhanh, chất lượng nước tốt hơn dùng PAC.
PAFC có tác dụng tẩy màu, diệt khuẩn, khử mùi, khử tảo. Đặc biệt có tác dụng khử
COD, BOD và các ion kim loại nặng trong nước.
Cách sử dụng:
Điều chỉnh nước sạch, nước thải về pH từ 7 – 9 bằng dung dịch NaOH 30%.
Cho keo tụ PAFC vào bể chứa, sau đó bơm định lượng vào nước cần xử lý theo lưu
lượng đã tính toán tùy thuộc vào từng loại chất lượng nước đã được làm thí nghiệm (thông
thường 1 m3nước giếng khoan tiêu tốn 0,2 Kg PAFC và 0,2 Kg NaOH 30%).
Khi keo tụ PAFC được cấp vào nước xử lý, các tạp chất được tách rất nhanh ra khỏi
nước xử lý tính bằng Micro giây chuyển thành các hạt polyme keo tụ lại và lắng xuống bể
lắng.
Nước sạch được chuyển sang bể lọc. Sau đó được khử trùng và cấp cho nước sinh
hoạt.
Nước thải : Quy trình xử lý và liều lượng đưa vào xử lý như nước sạch. Khi tạp chất
tách khỏi nước lắng xuống, cho dung dịch polime A101 vào khuấy đều, các tạp chất keo tụ
chặt lại, xả nước đã xử lý, bùn cho vào ép loại bỏ tạp chất ( 1 m 3nước thải tiêu tốn hết 0,1 kg
A101 )


Trên thực tế, trong quá trình vận hành xử lý phụ thuộc vào chất lượng nước mà đưa
lượng keo tụ PAFC vào. Do đó , quá trình vận hành cần tiến hành thí nghiệm tính toán để có
được kết quả về lượng keo tụ PAFC sử dụng đạt hiệu quả xử lý tốt nhất, giảm giá thành sản
xuất.
PAFC khác biệt với các chất keo tụ khác:



Tan nhanh hoàn toàn trong nước so với các loại phèn nhôm và các chất keo tụ khác.
Hiệu quả khi cho vào nước tách ngay tạp chất ra khỏi nước, keo tụ nhanh, lắng nhanh,
làm trong nước nhanh, chất lượng nước tốt hơn dùng PAC.

CÁC NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG BÙN NỔI
TRONG BỂ***
Hầu hết các hệ thống xử lý nước thải hiện nay dùng phương phương pháp sinh học, bị
các vấn đề về vi sinh sau quá trình vận hành. Các vấn đề này xuất hiện thường cho hiệu quả
xử lý kém, chất lượng nước không đạt yêu cầu, trong thời gian kéo dài không khắc phục dễ
dẫn tới vi sinh bị yếu và chết đi.
Hiện tượng chủ yếu là bùn và bọt trong bể Aerotank và bể lắng. Các bạn có thể tham
khảo nhá.
HIỆN TƯỢNG NỔI BÙN TẠI BỂ LẮNG CÓ THỂ VÌ 1 SỐ CÁC NGUYÊN
NHÂN SAU:
- TUỔI BÙN CAO
+ Cách xác định lại: Tính toán tuổi bùn, xem lại thời gian xả bùn gần nhất
+ Cách khắc phục: Tiến hành xả bùn già.
- QUÁ TẢI BỂ LẮNG
+ Cách xác định lại: Tính toán lại lưu lượng, tính vận tốc nước trong ống lắng và ngoài
bể lắng
+ Cách khắc phục: Xác định nguyên nhân gây quá tải, khắc phục từng yếu tố.
- XẢY RA QUÁ TRÌNH NITRAT HÓA
+ Cách xác định lại: Đo pH nước trong bể Aerotank và nước trong bể lắng, so sánh rồi
kết luận
+ Cách khắc phục:
+ Xem lại công nghệ đã xử lý N hiệu quả chưa?
+ Tính lại thời gian lưu bùn trong bể lắng
- SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN DẠNG SỢI
+ Cách xác định lại: Kiểm tra thông qua kinh hiển vi
+ Cách khắc phục:+ Tăng cường sục khí đều
+ Bổ sung vi sinh xử lý nước thải
+ Tiến hành khử khuẩn nước vào hệ thống với dung dịch clorin 3-5ml/l
- CÓ CHẤT ĐỘC KHỬ KHUẨN, CHẤT CÓ TÍNH AXIT CAO
+ Cách xác định lại: Bông bùn vỡ ra khi lắng
+ Cách khắc phục: Tiến hành xác định đầu vào, thực hiện cân bằng nước.
****KIỂM SOÁT BÙN NỔI****
- Bùn nổi có thể kiểm soát bằng các biện pháp sau:


+ Tăng lượng bùn tuần hoàn thải bỏ từ bể lắng đợt hai, nhằm giảm thời gian lưu bùn
trong bể lắng.
+ Giảm thời gian lưu bùn để tránh quá trình nitrat hoá. Nơi có khí hậu ấm, rất khó vận
hành ở thời gian lưu bùn ngắn để tránh nitrat hoá.
+ Nếu quá trình bùn hoạt tính đòi hỏi nitrat hoá, thì nên sử dụng mô hình dòng chảy
nút. Khi đó, bể đầu tiên sẽ là vùng yếm khí. Ở đây, các vi khuẩn sẽ được hoà trộn cùng với
các ion nitrat, ion nitrit từ bùn tuần hoàn và BOD trong nước thải. Ở vùng yếm khí, các vi
khuẩn trong điều kiện ít oxy, cùng sự hiện diện của các ion nitrit và nitrat, BOD sẽ thúc đẩy
quá trình đề nitrat hoá..

CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT BÙN KHÓ LẮNG***
****KIỂM SOÁT BÙN DẠNG KHỐI****
Các yếu tố lưu ý:
– Thành phần nước thải
Nước thải chứa nhiều các nguyên tố dạng vết cũng gây ra hiện tượng bùn tạo khối. đối
với nước thải công nghiệp, thành phần Nitơ và Photpho cần được kiểm tra trước khi đưa vào
hệ thống xử lý, sự thiếu hụt dinh dưỡng trong nước thải công nghiệp với hàm lượng BOD cao
sẽ tạo nên khối bùn. Sự dao động pH cũng là yếu tố gây bất lợi đối với thiết kế. Sự khác nhau
về tải trọng khi vận hành hệ thống hoạt động một mẻ cũng gây ra hiện tượng bùn tạo khối.


– Nồng độ oxy cần duy trì tối thiểu 2 mg/l.
– Thời gian lưu bùn (SRT): cần được kiểm tra và tính toán sao cho nằm trong khoảng
giá trị chấp nhận được. Trong nhiều trường hợp, ở các hệ thống khuấy trộn hoàn toàn với thời
gian lưu bùn lớn và tỉ số F/M nhỏ thường xuất hiện vi khuẩn dạng sợi. Ở những hệ thống như
vậy, các vi khuẩn này hay cạnh tranh nhau về thức ăn. Nhiều nghiên cứu trong phòng thí
nghiệm cùng với các mô hình hoàn chỉnh đã đưa ra những hình dạng bể phản ứng hỗ trợ cho
bùn tạo bông thay vì sự phát triển các vi khuẩn dạng sợi. Những bể này được gọi là selector.
– Nồng độ dinh dưỡng
Mặc dù liều lượng dinh dưỡng cần để ngăn chặn sự phát triển quá mức của các vi
khuẩn dạng sợi là duy nhất ở từng hệ thống, tuy nhiên khi không thể xác định chính xác được
con số này thì theo Richard nên duy trì:
+ Nồng độ N vô cơ (NH4 _N, NO2 _ N, NO3 _N ) lớn hơn 1mg/l.+ Nồng độ
orthophosphate photpho (PO4.3-_P) lớn hơn 0.2mg/l.
– pH là một thông số kỹ thuật quan trọng của bùn hoạt tính nhưng lại thường xuyên bị
lờ đi do giá trị của nó thường chỉ thay đổi ở 2 mức. Vi sinh vật chỉ bị ảnh hưởng khi pH nhỏ
6.0-6.5 và lớn hơn 8.5. để tránh tình trạng phát triển quá mức của nấm do pH thấp, cần trang
bị các thiết bị điều chỉnh pH, tối thiểu cũng phải có thiết bị định liều lượng vôi.
– Nhiệt độ ảnh hưởng đến 2 thông số sau :
+ Nhiệt độ tăng làm giảm độ hoà tan của oxy trong nước
+ Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ của quá trình chuyển hoá. Quá trình này lại cần oxy
hoà tan nên tốc độ tiêu thụ DO cũng tăng.
SỬ DỤNG HOÁ CHẤT:
Ở một tình huống khẩn cấp hoặc đã kiểm tra tất cả các yếu tố nêu trên, CLO và
HYDRO PEROXUYT thường được sử dụng để kiểm soát hiện tượng bùn khối. Nguyên nhân
là do họ sợ xuất hiện các halogen hữu cơ (organohalogen) trong nước thải sau xử lý.
DÙNG CLO:
Chlorine là một hoá chất nguy hiểm đối với cả bùn hoạt tính lẫn môi trường. Vì thế, khi
dùng chlorine, chỉ để các nhân viên có đã được đào tạo thao tác, và tuyệt đối phải tuân thủ
các quy tắc. Jenkins cũng khuyên nên đo SVI trước khi clo hoá. Chỉ thêm Chlorine khi SVI
thực sự vượt quá mức cho phép.
Liều lượng clo thường dùng cho hệ thống thấp khoảng 0.002-0.008 kg/kg MLSS.ngày.
Clo hoá hiệu quả cho bùn dạng khối gây ra bởi vi khuẩn dạng sợi. Clo thường làm nước ra ở
đầu ra bị đục. Xử lý bằng clo còn làm xuất hiện trihalomentan và các hợp chất khác gây hại
tiềm tàng cho sức khỏe con người và môi trường. HYDRO PEROXUYT cũng được dùng để
kiểm soát bùn khối, liều lượng của chất này tuỳ thuộc vào khoảng phát triển của vi khuẩn
dạng sợi.
DÙNG H2O2 :
Một trong những cách thay thể việc dùng Clo là tác nhân oxy hoá, người ta dùng H2O2.
H2O2 không tiêu diệt mạnh các vi khuẫn dạng sợi nằm bên ngoài vì chúng không phải là chất
oxy hoá mạnh như clo. Tuy vậy chúng vẫn có thể xâm nhập vào các lớp trong của bùn hoạt
tính và tác động vào sinh khối của các vi sinh vật tạo bông.
H2O2 có thể diệt vi khuẩn dạng sợi đồng thời cũng giải phóng oxy nên thích hợp dùng
trong trường hợp bùn khối do DO thấp. Tuy nhiên nếu bùn oxy hoá H2O2 trước khi hoá chất
này kịp có phản ứng tiêu diệt vi khuẩn dạng sợi thì phương pháp này không hiệu quả.
DÙNG OZONE:
Ozone là tác nhân oxy hoá mạnh hơn Clo và H2O2 và đặc biệt là chúng không tạo ra
bất kỳ chất độc nào. Trong hệ thống loại bỏ chất dinh dưỡng bằng bùn hoạt tính, liều lượng


Ozone thích hợp là 4g/kgMLSS. Dùng Ozone có thể tăng cường quá trình nitrat hoá và loại
bỏ các chất hữu cơ trơ.
****KIỂM SOÁT BỌT VÁNG****
Gạn bọt một cách hệ thống nhằm loại bỏ và phá hủy bùn nổi trong bể sục khí. Chất
dùng để gạn bỏ bọt không tuần hoàn lại bể lắng, vì việc này sẽ dẫn tới sự sinh sôi của các vi
khuẩn gây bọt váng. Ngoài ra, cũng không nên tuần hoàn chất này vể bể aeroten.
DÙNG CLO PHUN XỊT LÊN BỀ MẶT BỌT NOCARDIA.
Sự hiện diện của Nocardia cũng như Nocardia-Microthrix liên quan tới nươc thải chứa
nhiều chất béo và dầu mỡ. Vì vậy giảm dầu mỡ trong nước thải cũng là một biện pháp để
ngăn ngừa sự phát triển của các vi khuẩn gây bọt váng này.
Trong trường hợp bọt váng gây nên bởi Microthrix parvilla, liều lượng Clo sử dụng
phải gấp 10-100 lần liều lượng cấn thiết vì Microthrix parvilla có khả năng chịu độc clo tốt
hơn so với các vi khuẩn dạng sợi khác. Ở U.K, theo kinh nghiệm, người ta thấy rằng liều
lượng clo khoảng 3g/kg là đủ để kiểm soát Microthrix parvilla.


HIỆN TƯỢNG BUNG BÙN VÀ LÊN BỌT BÙN***
Bung bùn không có sợi là vi khuẩn Zooglea hay còn gọi là bung bùn Zooglea, làm cho
bùn có tính lắng và tính nén giảm. Trường hợp này ít gặp. Nếu có, xử lý bằng CLO HÓA.
Sở dĩ bông bùn kém lắng và cho nước đục là do bông bùn điểm phá hủy những bông
bùn thành những mảnh rất nhỏ có thể đi vào nước thải ra bùn hoạt tính. Người ta tin rằng
những vi khuẩn sợi tạo ra xương sống của bông bùn khi xuất hiện với số lượng thấp. Kết quả
là bông bùn kém lắng và nước bị đục.
Khi khử nitrát quá mức làm thiếu oxy trong bể dẫn đến hiện tượng lên bùn Hạt bùn
bám dính vào bọt nitơ và tạo thành một lớp bùn ở bề mặt của bể làm trong và làm cho nước
thải ra bị đục và BOD5 tăng. Có thể giảm thời gian lưu bùn (tăng tốc độ tuần hoàn của bùn)
trong bể lắng sẽ khắc phục được hiện tượng lên bùn.
***HIỆN TƯỢNG BỌT VÀ VÁNG BỌT LÀ DO TĂNG SINH KHỐI CỦA VI
KHUẨN NORCADIA VÀ MICROTHRIX TRONG BỂ HIẾU KHÍ****
SỰ CỐ 1 : Sự phát triển phân tán
- Nguyên nhân: Vi sinh vật không tạo thành bông nhưng khuyếch tán, tạo thành những
cụm nhỏ hay tế bào đơn lẻ.
- Hậu quả: Nước đầu ra đục: không có vùng lắng trong bùn.
SỰ CỐ 2: Bông bùn điểm.
- Nguyên nhân: Bông bùn điểm.
- Hậu quả: Chỉ số thể tích bùn SVI thấp và nước thải đầu ra bị đục.
SỰ CỐ 3 : Bung bùn.
- Nguyên nhân: Những vi sinh vật sợi bành trướng khỏi bông bùn và cản trở việc nén
và lắng của bùn.
- Hậu quả: Chỉ số thể tích SVI cao, nước đầu ra rất trong.
SỰ CỐ 4 : Lên bùn (lên lớp bùn).
- Nguyên nhân: Việc khử nitrát trong bể lắng đợt hai tạo ra những bông khí nitơ, bám
dính với bùn hoạt tính và nổi lên trên bề mặt bể lắng đợt hai.
- Hậu quả: Lớp váng của bùn họat tính được tạo thành trên mặt của bể lắng đợt hai.


SỰ CỐ 5 : Bọt và váng bọt.
- Nguyên nhân:
1. Chất hoạt diện bề mặt không bị thoát biến
2. Hiện diện loài Nocardia và đôi khi
3. Hiện diện của Microthrix parvicella.
- Hậu quả: Lượng lớn bọt nổi của chất rắn trong bùn hoạt tính tới bề mặt đơn vị xử lý.
Bọt tích lũy và có thể bị thối. Chất rắn có thể chảy tràn vào bể lắng đợt hai hay có thể tràn lên
lối đi.
***BUNG BÙN CÓ SỢI***
Một khi chất rắn và tính lắng của chất rắn trong bể làm trong của hệ thống bùn lắng
kém thì xảy ra hiện tượng bung bùn có sợi và thông thường là do nhiều vi sinh vật dạng sợi
gây ra. Đây là hiện tượng phổ biến trong bông bùn hoạt tính.
THÔNG THƯỜNG CÓ 3 LOẠI BÔNG BÙN ĐƯỢC TÌM THẤY TRONG BÙN
HOẠT TÍNH:
Bông bình thường:
là sự cân đối và hài hòa vi khuẩn sợi và vi khuẩn tạo bông và bông bùn có hiện tượng
cứng chắc giữ được toàn vẹn trong bể hiếu khí và lắng tốt trong bể lắng.
Bông bùn nhỏ:
Sự hiện diện vi khuẩn sợi có hay không có với số lượng thấp. Kết quả chất rắn lắng
không tốt. Nước thải đầu ra thứ cấp bị đục mặc dù bùn có SVI thấp.
Bung bùn sợi:
Do các vi sinh vật sợi chiếm ưu thế. Chúng gây khó khăn cho sự lắng và nén bùn. Việc
lắng kém được biểu thị bằng thước đo SVI nếu chiều dài vi khuẩn sợi vướt quá 10 exp
micromét / mg chất rắn lơ lửng
----Điều kiện ít oxy và cơ chất dinh dưỡng kém: những vi khuẩn sợi có tỷ số bề mặt
trên thể tích cao hơn vi khuẩn tạo bông.
----Điều kiện oxy hòa tan thấp, tỷ số F/M thấp, cơ chất dinh dưỡng kém, nồng độ sulfur
cao: những vi khuẩn sợi có thể chiếm ưu thế so với vi khuẩn tạo bông
===>Nguyên nhân chủ yếu của việc bung bùn trong nhà máy xử lý nước thải là F/M
thấp.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×