Đề tài : Quá trình sinh học hiếu khí trong xữ lý nước thải

ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH SINH HỌC  HIẾU KHÍ TRONG XỮ LÝ NƯỚC THẢI BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM Khoa: CNSH & KTMT MÔN: VI SINH VẬT KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG GVHD: PHẠM DUY THANH NHÓM: 8 * MỤC LỤC * MỞ ĐẦU Quá trình xử lý sinh học thường theo sau quá trình xử lý cơ học để loại bỏ các chất hữu cơ trong nước thải nhờ hoạt động của các vi khuẩn. Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay yếm khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau. Nhưng với điều kiện trong nước thải không chứa các chất độc với vi sinh vật . * Nguyên tắc: Dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm có trong nước thải Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh truởng và phát triển. Tách các chất hữu cơ và chất dinh dưỡng ra khỏi nuớc thải.(làm khoáng hoá các chất hữu cơ gây bẩn thành chất vô cơ và các khí đơn giản ) XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC * XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Mục đích: Khử chất hữu cơ (COD, BOD). Ý nghĩa: Thân thiện với môi trường Dễ vận hành Chi phí thấp * * * Xử lý hiếu khí Sinh trưởng lo lửng Hồ sinh học hiếu khí Sinh trưởng dính bám Aerotank Hiếu khí tiếp xúc Xử lý sinh học theo mẻ Lọc sinh học nhỏ giọt Đĩa quay sinh học Tháp lọc sinh học Là loại ao nông 0,3 ÷ 0,5m có quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các VSV hiếu khí. * Ao hồ sinh học hiếu khí * Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí Ao hồ sinh học hiếu khí Hình ảnh ao hồ sinh học * Ao hồ sinh học hiếu khí * BỂ AEROTANK Bể Aerotank thường được đặt sau lắng 1 và truớc lắng 2 Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxi hoà tan và quá trình oxi hoá chất bẩn hữu cơ trong nước bẩn Xử lí nước thải công nghiệp chế biến, sinh hoạt, có thể thực hiện hiếu khí kéo dài và khử BOD gần như hoàn toàn. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của Aerotank. DO Thành phần dinh dưỡng Nồng độ cơ chất Các chất có độc tính trong nước thải pH Nhiệt độ Nồng độ các chất lơ lửng ở dạng huyền phù * BỂ AEROTANK CẤU TẠO BỂ LỌC SINH HỌC Vào Vật liệu lọc Vòi phun Sàn thu nước Lỗ thông hơi Bể lắng II Tới xử lý bùn Ra BỂ LỌC SINH HỌC * Diagram Lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước (lọc phun hay lọc nhỏ giọt). PHÂN LOẠI Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước. BỂ LỌC SINH HỌC * BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT * BỂ LỌC SINH HỌC Bể lọc sinh học nhỏ giọt * Một vài thông số phải được duy trì trong quá trình hệ thống lọc sinh học đang vận hành pH : 7 Độ ẩm: Nhiệt độ : 30-40º C Mức Oxy: 7 - 8% BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT * Hệ Thống Phân Phối Nước Sử dụng nguyên tắc phản lực Áp lực tại vòi phun từ 0,5-0,7 m Vận tốc phụ thuộc vào lưu lượng và thường bằng 1 vòng/10 phút; Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến vòi phun từ 0,2-0,3 m. BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT * Hệ Thống Phân Phối Nước Tốc độ quay của dàn phân phối nước có thể xác định theo công thức sau: n là tốc độ quay (vòng/phút); q là tải trọng thủy lực của dòng vào (m3/m2.h); R là tỷ số tuần hoàn; A số lượng đường ống phân phối của hệ thống phân phối nước; DR là tốc độ tính bằng mm/đường ống phân phối BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT * Ưu điểm: Giảm việc trông coi Tiết kiệm năng lượng Nhược điểm: Hiệu suất làm sạch nhỏ hơn với cùng một tải lượng khối Dễ bị tắc nghẽn Rất nhạy cảm với nhiệt độ BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT * BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC * Ưu điểm: Chiếm ít diện tích Bể lọc đơn giản Không cần phải rửa lọc Dễ dàng tự động hoá Phù hợp với nước thải pha loãng BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC * Nhược điểm: Làm tăng tổn thất tải lượng, giảm lượng nước thu hồi. Tổn thất khí cấp cho quá trình, Phun khí mạnh tạo nên dòng chuyển động xoáy làm giảm khả năng giữ huyền phù BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC * Khái niệm: Đĩa quay sinh học (RBC: Rotating Biological Contactor) là công trình của thiết bị xử lý nước thải bằng kỹ thuật màng lọc sinh học dựa trên sự gắn kết của VSV trên bề mặt của vật liệu. ĐĨA QUAY SINH HỌC * ĐĨA QUAY SINH HỌC * RBC được sử dụng với các loại nước thải chứa hàm lượng ô nhiễm chất hữu cơ BOD5 ￡ 500 mg/l, dinh dưỡng N tổng ￡ 100 mg/l Ở Việt nam, thiết bị này đã được đưa vào xử lý nước thải tại một số ngành công nghiệp thực phẩm và các khu dân cư sinh thái, các bệnh viện khách sạn … Thiết bị được đánh giá là một giải pháp tiết kiệm chi phí trong xử lý nước thải hiện nay. ĐĨA QUAY SINH HỌC * Ưu Điểm Tự động vận hành. Không yêu cầu lao động có trình độ cao Không gây mùi Thiết kế theo đơn nguyên, tiết kiệm sử dụng mặt bằng Không yêu cầu tuần hoàn bùn. ĐĨA QUAY SINH HỌC * Ưu Điểm Thiết bị làm việc đạt hiệu quả xử lý chất hữu cơ (BOD) trên 90%; chất dinh dưỡng (N, P) đạt trên 35% Không yêu cầu cấp khí cưỡng bức. Hoạt động ổn định, ít nhạy cảm với sự biến đổi lưu lượng đột ngột và tác nhân độc với vi sinh vật ĐĨA QUAY SINH HỌC * Ví dụ như các nguyên sinh động vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làm cho nước thải đầu ra sạch hơn về mặt vi sinh * Vai trò của vsv trong xử lý nước thải Phân huỷ các chất hữu cơ: Xử lý mùi của nước thải: Methyl sulfide, dimethyl sulfide được phân hủy bởi các chủng Thiobacillus và Hyphomicrobium oxy hóa sulfat. Xử lý bằng tháp lọc: VK quang hợp như Chlorobium có thể lọai bỏ đến 95% khí H2S từ nước thải sau xử lý của một bể kị khí. Pseudomonas green Chlorobium * Vai trò của vsv trong xử lý nước thải Xử lý một số kim loại nặng: Hg, Cd, Pb, Se, As... Các nguyên sinh động vật có ý nghĩa trong việc vận hành các hồ sinh vật : rotifera, cladocera, và copepoda Các loài Cladocera thì lọc các tế bào vi khuẩn và cả chất hữu cơ chết, lọc tảo sợi, có ích trong việc làm giảm độ đục của nước thải sau xử lý. * Vai trò của vsv trong xử lý nước thải * chladocera aspergillus niger. Vai trò của vsv trong xử lý nước thải Nocardia Untitled * Vai trò của vsv trong xử lý nước thải Chất dinh dưỡng Những chất vi lượng pH của vk: 6.5 – 7.5 (vk không chịu đuợc pH >9 và pH 4mg/l Phân loại nhiệt độ của quá trình xử lý sinh học: nhiệt độ tối ưu là khoản 20 – 270C * Các yếu tố ảnh huởng đến hoạt động của vi sinh vật * Các yếu tố ảnh huởng đến hoạt động của vi sinh vật Đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi khuẩn trong bể xử lý * Quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật Đồ thị về sự tăng trưởng tương đối của các vi sinh vật trong bể xử lý nước thải * Quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật Như đã nói ở trên vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong các bể xử lý nước thải. Do đó trong các bể này chúng ta phải duy trì một mật độ vi khuẩn cao tương thích với lưu lượng các chất ô nhiễm đưa vào bể. Điều này có thể thực hiện thông qua quá trình thiết kế và vận hành. * Quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật LIỀU LƯỢNG VI SINH Khởi động mới hoàn toàn – nuôi cấy lại hệ thống (cho bể kỵ khí và hiếu khí): Dùng với liều lượng 2 – 10 ppm/ngày tuỳ theo nồng độ COD, BOD trong nước thải. Lượng vi sinh được tính toán dựa vào thể tích bể, liều lượng nuôi cấy trong thời gian 20 ngày. Một số công thức tính toán * Công thức tính như sau: A = (m x V)/1000 Trong đó: A:  Khối lượng vi sinh nuôi cấy trong 1 ngày (kg/ngày) m:  2 – 10 ppm (liều lượng vi sinh dựa vào độ ô nhiễm của chất thải cách tính  chung thông thường là 3ppm) V:  Thể tích bể sinh học (m3) [hiếu khí hay kỵ khí] Cấy với lượng A vi sinh mỗi ngày liên tục trong 20 ngày. * Một số công thức tính toán Duy trì hệ thống Dùng vi sinh bổ sung với liều lượng từ 0,5 ppm/ngày hoặc theo nồng độ COD, BOD trong nước thải và độ ổn định của hệ thống. Lưu lượng cấy duy trì sẽ được tính vào lưu lượng nước thải/ngày để bổ sung một phần vi sinh trôi ra ngoài và yếu dần đi. * Một số công thức tính toán Tính theo công thức sau: A=( m x Q) / 1000 Trong đó: A:  Khối lượng vi sinh bổ sung theo ngày, cách ngày hoặc theo tuần tùy vào độ ổn định của hệ thống (kg/ngày) m:  0,5 ppm Q:  Lưu lượng nước thải đầu vào (m3/ngày) * Một số công thức tính toán LƯU LƯỢNG SỬ DỤNG CHẤT DINH DƯỠG N100 Khởi động lại hệ thống hoàn toàn – nuôi cấy lại hệ thống và duy trì hệ thống: Cung cấp N100 nhằm bổ sung chất dinh dưỡng và khoáng cho vi sinh thay thế Ure và DAP. Lưu lượng được tính dựa vào tải lượng BOD/ngày tính như sau: Tải lượng BOD( kg/ngày ) = (a x Q)/1000 * Một số công thức tính toán Trong đó: a:   Thông số BOD đầu vào (mg/l) Q:   Lưu lượng nước thải đầu vào (m3/ngày)        Liều lượng N100 sử dụng hàng ngày sẽ bằng 1/1000 tải lượng BOD/ngày. Lượng N100 cung cấp cho hệ thống = Tải lượng BOD (kg/ngày)/1000 * Một số công thức tính toán * TÀI LIỆU THAM KHẢO 2