Chia sẻ công nghệ xử lý bùn: Làm đặc và khử nước

Quá trình làm đặc bùn sẽ loại bỏ một phần nước khỏi bùn thông qua trọng lực hoặc phương tiện cơ học, làm giảm thể tích của nó. Khử nước bùn sẽ loại bỏ một phần nước kẽ ra khỏi bùn thông qua các phương tiện cơ học, làm giảm thể tích của nó hơn nữa. Độ ẩm của bùn đặc thường là 94%–96%, trong khi độ ẩm của bùn đã khử nước thường là khoảng 80%.

Quá trình làm đặc và khử nước của bùn phải được xác định một cách toàn diện dựa trên các yếu tố như quy trình xử lý nước thải được áp dụng, đặc tính của bùn, phương pháp xử lý và thải bỏ tiếp theo, yêu cầu về môi trường, diện tích địa điểm, đầu tư và chi phí vận hành.

3.1 Các loại và đặc điểm chính của quá trình làm đặc

Các phương pháp làm đặc bùn chủ yếu được chia thành làm dày trọng lực, làm dày cơ học và làm dày tuyển nổi. Hiện nay, làm dày trọng lực và làm dày cơ học thường được sử dụng.

Làm dày trọng lực tiêu tốn ít điện năng hơn và có khả năng đệm mạnh nhưng đòi hỏi diện tích lớn hơn, dễ giải phóng phốt pho và tạo ra mùi nồng nặc, cần có thêm thiết bị khử mùi. Bùn bể lắng sơ cấp được làm dày lên bởi trọng lực, thường làm giảm độ ẩm từ 97%–98% xuống dưới 95%. Bùn dư thừa thường không thích hợp cho việc làm dày trọng lực một mình. Trộn bùn lắng sơ cấp với bùn hoạt tính dư rồi làm đặc bằng trọng lực có thể làm giảm độ ẩm từ 96%–98,5% xuống dưới 95%.

Làm dày cơ học chủ yếu bao gồm làm dày ly tâm, làm dày đai, làm dày trống quay và làm dày máy ép trục vít, được đặc trưng bởi yêu cầu không gian thấp và tránh giải phóng phốt pho. So với quá trình làm dày bằng trọng lực, nó tiêu thụ nhiều điện hơn và cần bổ sung thêm chất keo tụ polyme. Làm dày cơ học nói chung có thể làm giảm độ ẩm của bùn dư từ 99,2%–99,5% xuống 94%–96%.

3.2 Các loại và đặc điểm chính của quá trình khử nước

Khử nước cơ học chủ yếu bao gồm khử nước máy ép lọc đai, khử nước ly tâm, khử nước máy ép tấm và khung.

Khử nước của máy ép lọc băng tải có độ ồn thấp và tiêu thụ điện năng thấp, nhưng nó đòi hỏi diện tích lớn hơn và nhiều nước xả hơn, dẫn đến môi trường nhà xưởng kém hơn. Khử nước bằng đai thường yêu cầu độ ẩm bùn đầu vào dưới 97,5% và độ ẩm bùn thải thường dưới 82%.

Khử nước ly tâm đòi hỏi ít diện tích sàn hơn, không cần nước xả và có môi trường xưởng tốt hơn, nhưng tiêu thụ nhiều điện hơn, yêu cầu liều lượng hóa chất cao hơn và tạo ra nhiều tiếng ồn hơn. Khử nước bằng ly tâm thường yêu cầu độ ẩm bùn đầu vào là 95%–99,5% và độ ẩm bùn thải thường đạt 75%–80%.

Quá trình khử nước của máy ép lọc dạng tấm và khung tạo ra các bánh có độ ẩm thấp nhưng đòi hỏi nhiều không gian sàn và nước xả hơn, dẫn đến môi trường nhà xưởng kém hơn. Khử nước bằng máy ép lọc dạng tấm và khung thường yêu cầu độ ẩm bùn đầu vào dưới 97% và độ ẩm bùn thải thường đạt 65%–75%.

Khử nước bằng máy ép trục vít và khử nước bằng máy ép con lăn yêu cầu ít diện tích sàn hơn, cần ít nước xả hơn, tạo ra ít tiếng ồn hơn và có môi trường xưởng tốt hơn, nhưng chúng có công suất-đơn vị nhỏ hơn, hàm lượng chất rắn nổi cao hơn và các ví dụ ứng dụng của chúng ở Trung Quốc vẫn còn hạn chế. Độ ẩm cần thiết của bùn để khử nước bằng máy ép trục vít thường là 95%–99,5% và độ ẩm của bùn đầu ra thường có thể đạt 75%–80%.

Khử nước sâu đề cập đến bùn có độ ẩm 55%–65% sau khi khử nước và trong các điều kiện đặc biệt, độ ẩm có thể còn thấp hơn. Hiện nay, hầu hết các nhà máy xử lý nước thải đô thị ở nước tôi đều thiếu bể lắng sơ cấp và không trải qua quá trình xử lý kỵ khí; do đó, độ ẩm của bùn đã khử nước chủ yếu nằm trong khoảng từ 78% đến 85%. Độ ẩm cao này đặt ra những thách thức đáng kể cho việc xử lý, vận chuyển và thải bỏ bùn sau này. Vì vậy, ở những khu vực có điều kiện thích hợp, việc khử nước bùn sâu có thể được thực hiện.

Trước khi khử nước sâu, bùn phải được xử lý hiệu quả. Cơ chế điều hòa chủ yếu liên quan đến việc biến đổi chất hữu cơ trên bề mặt các hạt bùn hoặc phá vỡ cấu trúc tế bào và keo của bùn, làm giảm khả năng liên kết nước của bùn; đồng thời, nó làm giảm khả năng nén của bùn, cho phép bùn đáp ứng các yêu cầu của quy trình khử nước ở độ khô-cao.

Có ba loại phương pháp xử lý bùn chính: điều hòa hóa học, điều hòa vật lý và điều hòa nhiệt.

Điều hòa hóa học chủ yếu liên quan đến việc thêm muối kim loại vô cơ, polyme hữu cơ và các chất biến tính bùn khác nhau.

Điều hòa vật lý bao gồm việc thêm các chất không tạo ra phản ứng hóa học vào bùn để giảm hoặc cải thiện khả năng nén của nó. Những chất này chủ yếu bao gồm tro khí thải, đất tảo cát, tro bùn đốt và tro bay.

Điều hòa nhiệt độ bao gồm đóng băng, sưởi ấm ở nhiệt độ-trung bình và nhiệt độ-cao, trong đó điều hòa nhiệt độ-ở nhiệt độ cao là phổ biến nhất. Điều hòa nhiệt độ-cao có thể được chia thành hai loại: thủy phân nóng và oxy hóa ướt. Điều hòa nhiệt độ-cao giúp khử nước sâu đồng thời giảm thể tích ở một mức độ nhất định.

Quá trình cô đặc và khử nước bùn tạo ra một lượng lớn khí có mùi, chủ yếu từ bể chứa bùn, bể cô đặc, phòng máy khử nước bùn và kho chứa hoặc silo chứa bùn. Phòng khử nước là khu vực quan trọng để kiểm soát mùi trong quá trình làm đặc và khử nước bùn vì khí có mùi khó tiêu tan.

Các biện pháp kiểm soát mùi phải được thực hiện theo yêu cầu đánh giá tác động môi trường. Các nhà máy xử lý nước thải mới phải thực hiện các biện pháp khép kín đối với bể cô đặc, bể chứa bùn, phòng khử nước, khu vực lưu trữ và vận chuyển bùn, sử dụng hệ thống thông gió để hút không khí vào hệ thống và xử lý để kiểm soát mùi nhằm đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải. Đối với các dự án cải tạo liên quan đến việc kiểm soát mùi, các công trình phải được che phủ hoặc bao bọc tùy theo tình trạng của chúng, đồng thời phải lắp đặt thêm các ống xả và hệ thống kiểm soát mùi. Phương pháp khử mùi sinh học thường được sử dụng nhưng phương pháp khử mùi hóa học cũng có thể được sử dụng khi cần thiết.