Xử lý bùn và tái sử dụng.

0
71
Bùn được sản xuất từ ​​việc xử lý nước thải tại chỗ (ví dụ như bể tự hoại) và off-site (ví dụ như bùn hoạt) hệ thống. Đây vốn dĩ là như vậy bởi vì một mục đích chính của xử lý nước thải là loại bỏ các chất rắn trong nước thải. Ngoài ra, các chất hữu cơ hòa tan được chuyển đổi thành tế bào vi khuẩn, và sau này được lấy từ nước thải. Bùn cũng được sản xuất từ ​​việc điều trị của nước mưa, mặc dù nó có thể sẽ ít hữu cơ trong tự nhiên so với nước thải bùn mà cần phải được thu gom và xử lý xử lý cẩn thận để tránh tiếp xúc với các tác nhân gây bệnh.
Bùn có thể bị nhiễm kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác, đặc biệt là khi các chất thải công nghiệp được xử lý vào hệ thống thoát nước. Tiền xử lý chất thải công nghiệp là do đó cần thiết trước khi thải ra hệ thống thoát nước. Xử lý bùn bị ô nhiễm với nồng độ cao của các kim loại nặng hay hóa chất độc hại sẽ khó khăn hơn và tiềm năng tái sử dụng bùn sẽ bị hạn chế.

Phân bùn có chứa các chất dinh dưỡng thiết yếu (nitơ và phốt pho) và có thể có ích như phân bón cho cây trồng. Các carbon hữu cơ trong bùn, một khi ổn định, cũng là mong muốn một điều kiện đất, bởi vì nó cung cấp cấu trúc đất được cải thiện cho rễ cây xử lý bùn bao gồm ổn định, làm dày, khô nước, sấy khô và đốt.

Xử lý bùn và tái sử dụng

Loại thứ hai là tốn kém nhất, vì nhiên liệu là cần thiết và kiểm soát ô nhiễm không khí cần điều trị rộng rãi của các loại khí đốt. Nó có thể được sử dụng khi bùn được bị ô nhiễm nặng với các kim loại nặng hoặc các chất ô nhiễm không mong muốn khác. Phòng ngừa ô nhiễm của bùn chất thải công nghiệp là một lợi thế để đốt. Một quá trình chuyển đổi để sản xuất dầu từ bùn đã được phát triển, có thể phù hợp cho bùn bị ô nhiễm nặng (Skrypsi-Mantele, et al 2000). Các chi phí điều trị của bùn thường có thứ tự như các chi phí vận chuyển bùn trong nước thải.

>> Xem thêm: Vận chuyển nước thải

Những phương pháp xử lý bùn và tái sử dụng

1. Ổn định

Phân bùn thu từ thùng rác hoặc hầm hố xí có một nhu cầu oxy sinh hóa rất cao (BOD) và thường là thối và có mùi khó chịu. Cặn tiểu học và trung học từ một nhà máy xử lý bùn hoạt tính cũng có BOD cao và có thể khó khăn để dewater. Ngay cả bùn từ các bể tự hoại, mà đã trải qua sự phân hủy của vi khuẩn trên ít nhất một năm, vẫn có BOD cao. Ổn định là thuật ngữ dùng để chỉ quá trình giảm BOD. Các quá trình ổn định có thể được thực hiện trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí.

Tái chế bùn thành chất hữu cơ cho công nghiệp và nông nghiệp

Ổn định Aerobic cặn tiểu học và trung học có thể được thực hiện trong bể sục khí theo cách tương tự như trong một quá trình bùn hoạt tính. Bởi vì yêu cầu oxy cao, quá trình này là tốn kém năng lượng và chi phí cao. Aerobic ổn định đòi hỏi ít năng lượng hơn khi thực hiện như một phần của một quá trình trộn. Để ủ phân bùn, hàm lượng chất rắn của nó nên được tăng lên đến ít nhất 15% để nó có thể được xử lý như một chất rắn. Dày và khô nước (xem bên dưới) cặn tiểu học và trung học phải đạt được các yêu cầu nội dung chất rắn. Phân bùn có thể chứa các chất rắn đủ cao. Trộn với nguyên liệu khô như mùn cưa khô có thể giúp đạt được các yêu cầu hàm lượng chất rắn cũng đạt được các yêu cầu tỷ lệ carbon nitơ cho ủ.

Bùn xử lý nước thải (XLNT) đô thị được lấy từ nhà máy XLNT đang hoạt động ổn định tại TP.HCM. Mẫu bùn được lấy từ máy tách nước ly tâm (thành phần bùn tại vị trí này bao gồm: bùn sơ cấp sau xử lý bậc 1 và bùn thứ cấp sau xử lý bậc 2). Các sản phẩm phế phẩm nông nghiệp được sử dụng là trấu, mùn cưa, xơ dừa…

Mô hình được xây dựng trong thí nghiệm là mô hình phân hủy kỵ khí ở điều kiện Thermophilic (55 – 600C). Thùng gia nhiệt được sử dụng là loại thùng mút xốp giữ nhiệt, bên trong được phủ bạc để hạn chế thất thoát nhiệt, đồng thời đảm bảo nhiệt độ được phân tán đều ở tất cả các vị trí. Thể tích của thùng là 80 lít, cạnh dài được đặt song song với mặt đất, nắp thùng được lắp kính trong nhằm phục vụ công việc quan sát nhiệt kế và theo dõi hiệu quả gia nhiệt. Việc gia nhiệt được thực hiện bởi 2 bóng đèn dây tóc, công suất mỗi bóng là 6 W, nhiệt độ được kiểm soát bởi sensor cảm ứng nhiệt với giới hạn trên là 600C và giới hạn dưới là 550C, khi nhiệt độ tăng cao hơn 600C hoặc thấp hơn 550C, thiết bị cảm ứng sẽ tự động đóng/mở để đảm bảo duy trì nhiệt độ trong khoản kiểm soát. Quạt tản nhiệt hoạt động đối lưu dòng khí bên trong theo chiều hút khí từ dưới lên trên, đảm bảo nhiệt phân tán đều ở tất cả các vị trí. Công nghệ được lựa chọn trong nghiên cứu là quy trình đồng phân hủy kỵ khí bùn thải với vỏ trấu được xay nhỏ ở điều kiện Mesophilic (30 – 350C) trong thời gian từ 45 đến 60 ngày hoặc điều kiện Thermophilic (55 – 600C) trong thời gian 30 ngày.

Quá trình nghiên cứu, nhóm đã rút ra một số kết luận sau: bùn XLNT của nhà máy Bình Hưng có những tính chất rất kém và rất không phù hợp cho việc xử lý bằng quá trình sinh học kỵ khí. Tuy nhiên, nếu áp dụng quy trình đồng phân hủy bằng việc sử dụng các loại vật liệu đã được xử lý về những kích thước nhỏ (trấu nghiền, mùn xơ dừa) làm vật liệu độn sẽ đem tới những hiệu quả rất cao về khả năng phân hủy, chất lượng bùn thành phẩm, khí sinh học. Cụ thể như, tỷ lệ metan trong khí biogas khá cao, mẫu sử dụng đồng phân hủy cùng trấu xay nhuyễn trong điều kiện Mesophilic cho tỷ lệ metan lên đến 74% so với mẫu đơn phân hủy cho tỷ lệ chỉ 41%. Điều này cho thấy tiềm năng khí sinh học là rất lớn.

Theo thí nghiệm pilot giai đoạn mạ, bùn sau ủ kỵ khí có thể được sử dụng như yếu tố vi lượng cho cây trồng với nồng độ bùn 3%. Với nồng độ này, quá trình sinh trưởng của mạ không những không biểu hiện sự ức chế lên bộ rễ và thân mà còn thể hiện tính kích thích tăng trưởng thân cây.

2. Tổng hợp phân compost

Huỷ là một quá trình phân hủy của vi khuẩn hiếu khí để ổn định các chất thải hữu cơ và sản xuất mùn (compost). Phân hữu cơ có chứa các chất dinh dưỡng và carbon hữu cơ là điều đất tuyệt vời. Ủ diễn ra một cách tự nhiên trên sàn rừng nơi mà vật liệu hữu cơ (lá xả rác, chất thải động vật) được chuyển đổi thành vật liệu ổn định hơn hữu cơ (mùn) và các chất dinh dưỡng được phát hành và có sẵn cho sự hấp thu thực vật. Quá trình này là chậm trên sàn rừng, nhưng có thể được tăng tốc trong điều kiện tối ưu.

Các điều kiện tối ưu cho ủ phân là một nội dung độ ẩm khoảng 50%, một tỉ số cacbon nitơ khoảng 25 – 30, và nhiệt độ 55oC. Bởi vì nước thải bùn rất giàu chất dinh dưỡng, carbon của nó tỷ lệ đạm thấp. Nó cũng là cao trong ẩm. Ngoài ra mùn cưa khô, mà là rất cao trong tỉ số cacbon nitơ (500) có thể điều chỉnh cả độ ẩm và carbon với tỷ lệ nitơ. Vật liệu phế thải khác có thể được sử dụng cho mục đích này là các chất thải vườn khô lên, chất thải rừng và báo vụn.

Xử lý bùn và tái sử dụng

Ủ có thể được thực hiện trong một composter chế tạo đặc biệt, chẳng hạn như một xi lanh nghiêng quay, ăn vào một đầu với các nguyên liệu thô và các sản phẩm có ga thu thập ở đầu kia. Như các vật liệu đang dần giảm trong một thời gian khoảng một tuần, chúng được trộn lẫn và có ga. Bởi vì vi khuẩn phân hủy tạo ra nhiệt, nhiệt độ trong composter cách nhiệt có thể dễ dàng đạt 55oC. Các phân non sau đó được windrowed cho ít nhất 12 tuần để cho phép quá trình ủ phân để hoàn thành, với bước ngoặt thường xuyên của windrow.

Ủ có thể được đơn giản hơn được thực hiện tại luống. Chuyển thường xuyên của các luống hỗ trợ với pha trộn của các nguyên vật liệu và quan trọng hơn là cung cấp oxy cho các vi khuẩn. Nhiệt độ có thể đạt tới 55oC, vì phân có một tài sản cách nhiệt tốt. Chuyển của phân cũng đảm bảo rằng tất cả các bộ phận của windrow đạt 55oC thiết yếu cần thiết cho tiêu diệt mầm bệnh. Ngoặt là cần thiết mỗi 2 – 3 ngày trong hai tuần đầu tiên khi nhiệt độ là 55oC hoặc cao hơn. Sau giai đoạn này chuyển thường xuyên của windrow phân compost là không cần thiết như ít nhiệt được tạo ra và ít oxy cần thiết trong khi ủ trải qua sự trưởng thành.

3. Tiêu hóa kỵ khí

Tiêu hóa kỵ khí là một quá trình phân hủy của vi khuẩn ổn định chất thải hữu cơ và tạo ra một hỗn hợp khí metan và khí carbon dioxide (biogas). Các giá trị nhiệt của metan là giống như khí tự nhiên, khí sinh học và có giá trị như một nguồn năng lượng. Tiêu hóa yếm khí thường được thực hiện trong một nồi được xây dựng đặc biệt, nơi mà nội dung được trộn và nấu duy trì ở 35oC bằng cách đốt cháy các khí sinh học được sản xuất. Sau khi tiêu hóa bùn được thông qua với một bể lắng, nơi bùn được dày. Biogas được thu thập từ nồi nấu. Bùn dày đòi hỏi phải tiếp tục điều trị trước khi tái sử dụng hoặc thải bỏ.

Tái chế bùn thành chất hữu cơ cho công nghiệp và nông nghiệp

Tiêu hóa kỵ khí cũng có thể được thực hiện với một tốc độ chậm hơn trong một chiếc thùng không pha trộn, ao. Che thường là bằng một tấm nhựa chống UV, vì diện tích lớn cần thiết để được bảo hiểm, và khí sinh học được thu thập từ phía trên cùng của bảng. Lưu trữ khí sinh học có thể được trong một thùng hình trụ với một mái nhà nổi. Những mái nhà hình trụ nổi trên mặt nước và vị trí của nó được xác định bởi khối lượng của khí được lưu trữ dưới áp lực của các mái nhà. Biogas cũng có thể được lưu trữ trong một quả bóng, nhưng chỉ dưới áp suất thấp.

BÌNH LUẬN

Please enter your comment!
Please enter your name here