CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÙN THẢI NƯỚC THẢI SINH HOẠT
1.1. Bùn sơ cấp
1.1.1. Nguồn phát sinh bùn sơ cấp
Hầu hết các nhà máy xử lý nước thải sử dụng bể lắng sơ cấp để loại bỏ các chất rắn có thể lắng
được khỏi nước thải thô. Trong một nhà máy với bể lắng sơ cấp và xử lý thứ cấp bằng quá trình
bùn hoạt tính thông thường, khối lượng khô của bùn sơ cấp chiếm khoảng 50% của lượng bùn
tổng cộng. Bùn sơ cấp thường dễ quản lý hơn bùn và hóa học. Bùn sơ cấp thường chứa 3 – 7%
TS, trong đó 60 – 80% là chất hữu cơ [khối lượng khô]. Chất thải rắn sơ cấp được tạo thành với
tốc độ khoảng 2500 – 3500 lít / mỗi triệu lít nước thải được xử lý.
1.1.2. Thành phần và tính chất của bùn
Những ảnh hưởng đến nồng độ bùn bao gồm:
Nước thải không được loại bỏ cát trước khi vào bể lắng sơ cấp
Nếu bùn chứa lượng lớn chất rắn không bay hơi, có thể đạt được nồng độ lớn hơn 6%
Tải lượng công nghiệp có thể ảnh hưởng lớn đến nồng độ bùn
Bùn có thể nổi khi có bọt khí được tạo ra dưới điều kiện kỵ khí. Để ngăn ngừa tình trạng
thối rữa tạo thành khí, cần hạn chế thời gian lưu bùn trong bể lắng
- Nếu bùn sinh học được trộn với nước thải, thông thường, sẽ dẫn đến nồng độ bùn sơ cấp
thấp hơn
1.2. Bùn thứ cấp
-
Bùn từ các quá trình xử lý như bùn hoạt tính, bể lọc nhỏ giọt và tiếp xúc sinh học quay. Lượng
và tính chất của bùn sinh học thay đổi theo tốc độ trao đổi chất và tăng trưởng của vi sinh vật có
trong bùn. Ở những nhà máy không có xử lý bậc 1, bùn sinh học chứa rác như cát, nhựa, giấy và
vải. Nồng độ và thể tích của bùn sinh học phụ thuộc rất lớn vào phương pháp vận hành của bể
lắng. Nói chung, bùn sinh học khó nén và tách nước hơn bùn sơ cấp và hầu hết bùn hóa học.
1.2.1. Thành phần của bùn thứ cấp
1.2.2.1. Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của bùn đô thị thay đổi tùy theo nguồn gốc và phương pháp xử lý. Bùn chứa
các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng vi lượng và nước quan trọng cho thực vật phát triển. Mười sáu
[16] nguyên tố ngoài 90 nguyên tố được tìm thấy trong thực vật cần cho sự phát triển của thực
vật và hầu hết những nguyên tố này có trong bùn. Những nguyên tố như C, H, O, N, P, K, S, Ca,
Mg, Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mb và Cl. Ngoài ra trong bùn còn chứa các chất hữu cơ phần lớn là C và
lượng ít hơn H, O và các nguyên tố khác như N, S, P.
Tuy nhiên, bùn thường chứa các chất vô cơ hay hữu cơ có thể gây ảnh hưởng đến thực vật, động
vật cũng như sức khỏe con người nếu có với nồng độ cao. Các chất ô nhiễm vô cơ bao gồm 10
kim loại nặng hiện đang đựơc qui định bởi US EPA: As, Cd, Cr, Cu, Pb, Mb, Hg, Ni, Se và Zn.
Ngoài ra còn nhiều nguyên tố khác như Cr, Cu, Pb, Hg, Mb, Ni, Se, Zn, và các chất ô nhiễm hữu
cơ.
1
Bảng 1.1 - Thành phần và tính chất của bùn XLNTSH
STT
Thành phần
1
pH
2
Tổng chất rắn [TS], %
3
Chất rắn bay hơi [TVS]%
4
Nitơ [N, %TS]
5
Photpho [P2O5, %TS]
6
Kali [K2O, %TS]
7
Độ kiềm [mgCaCO3/L]
8
As [mg/ kg khối lượng khô]
9
Cd [mg/ kg khối lượng khô]
10
Cr [mg/ kg khối lượng khô]
11
Cu [mg/ kg khối lượng khô]
12
Pb [mg/ kg khối lượng khô]
13
Hg [mg/ kg khối lượng khô]
14
Mo [mg/ kg khối lượng khô]
15
Ni [mg/ kg khối lượng khô]
16
Se [mg/ kg khối lượng khô]
17
Zn [mg/ kg khối lượng khô]
18
Fe [mg/ kg khối lượng khô]
19
Sn [mg/ kg khối lượng khô]
20
Mn [mg/ kg khối lượng khô]
Nguồn: Girovich, 1996
Bùn lắng 1
5,0 – 8,0
3,0 – 7,0
60 – 80
1,5 – 4,0
0,8 – 2,8
0 – 1,0
500 – 1500
1,1 – 230
1 – 3410
10 – 99000
84 – 17000
13 – 26000
0,6 – 56
0,1 – 214
2 – 5300
1,7 – 17,2
101 – 49000
1000 – 154000
2,6 – 329
32 – 9870
Bùn lắng 2
6,5 – 8,0
0,5 – 2,0
50 – 60
2,4 – 5,0
0,5 – 0,7
0,5 – 0,7
580 – 1100
10
10
500
800
500
6
4
80
5
1700
17000
14
260
1.2.2.2. Tính chất của bùn
•
Trọng lượng riêng và tính bay hơi
Bảng 1.2 - Khối lượng riêng của bùn thải
Loại bùn
RPS
WAS
TF và RBC
RPS + WAS
Nguồn US EPA
•
TVS
75 – 80
80 – 85
75 – 80
75 – 85
Khoảng khối lượng riêng
1 + 0,010 [TSS%] – 1 + 0,012 [TSS%]
1 + 0,007 [TSS%] – 1 + 0,012 [TSS%]
1 + 0,015 [TSS%] – 1 + 0,025 [TSS%]
1 + 0,004 [TSS%] – 1 + 0,006 [TSS%]
RPS: bùn thô sơ cấp
WAS: Bùn hoạt tính
TF: Bể lọc
RBC: bể tiếp xúc sinh học quay
Khả năng tách nước của bùn
Bảng 1.3 - Tính nén của bùn thải
Loại bùn
RPS
Bể lắng 1
5–7
Nồng độ TSS
Bể tuyển nổi Bể nén trọng lực
8 – 10
Ép dây đai
9 – 12
Ly tâm
9 – 12
2
WAS
FFSb
RPS + WAS
RPS + FFS
Nguồn US EPA
•
2,5 – 4
3–5
3–5
3–5
4–6
4–6
2 – 2,5
2,5 – 3
4–5
5–6
4–6
5–7
5–7
5 – 10
4–6
5–7
5–7
6 – 10
Kích thước hạt
Bảng 1.4 - Khả năng tách nước phụ thuộc vào kích thước hạt
Kích thước [µm]
Mẫu ban đầu, không phân loại
>100
5 – 100
1–5