Đề tài : Quá trình sinh học hiếu khí với vi sinh vật tăng trưởng dính bám

28/04/2014 ‹#› CSKTMT-N9A Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 28/04/2014 Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 28/04/2014 CSKTMT-N9A ‹#› ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH SINH HỌC  HIẾU KHÍ VỚI VSV TĂNG TRƯỞNG DÍNH BÁM BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM Khoa: CNSH & KTMT MÔN: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG GVHD: TRẦN THỊ NGỌC MAI LỚP: 03DHMT2 NHÓM: 9A 28/04/2014 1 Danh sách nhóm Họ và tên MSSV Công việc Nguyễn Duy Ngọc 2009120170 Tổng hợp, làm Slides Nguyễn Quốc Diệp 2009120172 Tổng hợp, làm Slides Ngô Văn Cường 2009120117 Bể lọc sinh học Huỳnh Phạm Dũ 2009120143 Đĩa quay sinh học Nguyễn Thị Tú 2009120147 Các công thức liên quan về vi sinh vật Trần Văn Kiệt 2009120133 Vi sinh vật 28/04/2014 MỤC LỤC 3 28/04/2014 I. MỞ ĐẦU Quá trình xử ly sinh học thường theo sau quá trình xử ly cơ học để loại bỏ cac 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 . 4 Cơ chế Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Sản phẩm của các quá trình phân hủy này là khí CO2, H2O, N2, ion sulfite… 28/04/2014 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 5 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Mục đích: Khử chất hữu cơ (COD, BOD). Ý nghĩa: Chi phí thấp Thân thiện với môi trường Dễ vận hành 28/04/2014 6 Công nghệ hiếu khí Sinh trưởng lo lửng Hồ sinh học hiếu khí Sinh trưởng dính bám Acrotank Hiếu khí tiếp xúc Xử lý sinh học theo mẻ Lọc sinh học nhỏ giọt Đĩa quay sinh học 28/04/2014 Lọc hiếu khí II. CÁC BỂ LỌC 7 KHÁI NIỆM – 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 28/04/2014 8 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 28/04/2014 9 BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU KHÔNG NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 10 28/04/2014 BỂ LỌC SINH HỌC Bể lọc sinh học nhỏ giọt 11 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 CÓ LỚP VẬT LIỆU KHÔNG NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 12 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 CÓ LỚP VẬT LIỆU KHÔNG NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 13 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 CÓ LỚP VẬT LIỆU KHÔNG NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 14 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 BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU KHÔNG NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 15 Nhược điểm: Rất nhạy cảm với nhiệt độ Không khống chế được quá trình thông khí, dễ bốc mùi Chiều cao hạn chế Bùn dư không ổn định Khối lượng vật liệu tương đối nặng nên giá thành xây dựng cao BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU KHÔNG NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 16 BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 17 Ưu điểm: Chiếm ít diện tích vì không cần bể lắng trong. Đơn giản, dễ dàng cho việc bao, che công trình, khử độc hại, đảm bảo mĩ quan Không cần phải rửa lọc, vì quần thể VSV được cố định trên giá đỡ cho phép chống lại sự thay đổi tải lượng của nước thải. BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 18 Ưu điểm: Dễ dàng phù hợp với nước thải pha loãng. đưa vào hoạt động rất nhanh, ngay cả sau 1 thời gian dừng làm việc kéo dài hàng tháng. Có cấu trúc modun và dễ dàng tự động hoá BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 19 Nhược điểm: Làm tăng tổn thất tải lượng, giảm lượng nước thu hồi. Tổn thất khí cấp cho qúa trình, vì phải tăng lưu lượng khí không chỉ đáp ứng cho nhu cầu của VSV mà còn cho nhu cấu co thuỷ lực Phun khí mạnh tạo nên dòng chuyển động xoáy làm giảm khả năng giữ huyề phù BỂ LỌC SINH HỌC LỌC SINH HỌC CÓ LỚP VẬT LIỆU NGẬP TRONG NƯỚC 28/04/2014 20 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 RBC 28/04/2014 21 Nguyên Lý Hoạt Động Dựa vào nguyên lý tiếp xúc của hệ vi sinh vật bám dính trên đĩa quay (màng sinh học) đối với nước thải và oxy có trong không khí. Khi khối đĩa quay lên, các vi sinh vật lấy oxy để oxy hóa các chất hữu cơ và giải phóng CO2. ĐĨA QUAY SINH HỌC RBC 28/04/2014 22 Nguyên Lý Hoạt Động Khi khối đĩa quay xuống, vi sinh vật nhận chất nền (chất dinh dưỡng) có trong nước. Quá trình tiếp diễn như vậy cho đến khi hệ vi sinh vật sinh trưởng va phát triển sử dụng hết các hữu cơ có trong nước thải. ĐĨA QUAY SINH HỌC RBC 28/04/2014 23 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 tuần hoàn bùn. 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 RBC 28/04/2014 24 Ưu Điểm Tự động vận hành. Không yêu cầu lao động có trình độ cao Không gây mùi, độ ồn thấp, tinh thẩm mỹ cao Thiết kế theo đơn nguyên, dễ dàng thi công theo từng bậc, tiết kiệm sử dụng mặt bằng ĐĨA QUAY SINH HỌC RBC 28/04/2014 25 Phạm Vi Sử Dụng 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 RBC 28/04/2014 26 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của các công trình xử lý nước thải hiếu khí Loại Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của công trình Bùn hoạt tính Loại bể phản ứng Thời gian lưu của nước thải trong bể phản ứng Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Hiệu suất sục khí Thời gian lưu trữ VSV trong bể phản ứng Tỉ lệ thức ăn/vi sinh vật (F/M) Tỉ lệ bùn bơm hoàn lưu về bể phản ứng Các chất dinh dưỡng Các yếu tố môi trường (nhiệt độ, pH) 28/04/2014 Loại Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của công trình Bể lọc sinh học nhỏ giọt Loại nguyên liệu làm giá bám và chiều cao của cột nguyên liệu này Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Hiệu suất thông khí Tỉ lệ hoàn lưu Cách sắp xếp các cột lọc Cách phân phối lưu lượng nước Đĩa quay sinh học Số bể, đĩa Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Bộ phận truyền động Mật độ của nguyên liệu cấu tạo đĩa Vận tốc quay Các trục quay Độ ngập nước của đĩa Tỉ lệ hoàn lưu Vai trò của vsv trong xử lý nước thải Sự tăng trưởng của vi khuẩn trong bể xử lý 28/04/2014 III. VI SINH VẬT 29 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 28/04/2014 VI SINH VẬT 30 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. chladocera aspergillus niger. 28/04/2014 VI SINH VẬT 31 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của vsv: Chất dinh dưỡng : Những chất vi lượng pH của vk: 6.5 – 7.5 (vk không chịu đuợc pH >9 và pH<4 Phân loại nhiệt độ của quá trình xử lý sinh học: Dạng Khoảng nhiệt độ Khoảng tối ưu Psychrophilic (ưa lạnh) 10 – 30 12 – 18 Mesophilic (ưa ấm) 20 – 50 25 – 40 Thermophilic (ưa nóng) 35 – 75 55 - 65 28/04/2014 VI SINH VẬT 32 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. VI SINH VẬT 28/04/2014 33 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. VI SINH VẬT 28/04/2014 34 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. VI SINH VẬT 28/04/2014 35 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) VI SINH VẬT 28/04/2014 36 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 VI SINH VẬT 28/04/2014 37 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 VI SINH VẬT 28/04/2014 38 28/04/2014 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ MÔN:KHOA HỌC LỚP 4 Cảm ơn cô và các bạn đã theo dõi ! The End 28/04/2014