BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
VIỆN KHCN & QLMT
Môn : KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NỘI DUNG
1
1
Cơ sở lý thuyết.
2
2
Phân loại.
3
3
Các công trình xử lý
kỵ khí sinh học.
1.Cơ sở lý thuyết của quá trình
sinh học kỵ khí:

Ưu và nhược điểm của quá trình sinh học kỵ khí so với quá sinh học hiếu khí.

Ưu điểm :
•
Không tốn chi phí năng lượng.
•
Quá trình kỵ khí sản sinh ra khí metan, là nguồn năng lượng dùng để đốt hoặc cung cấp nhiệt.
•
Quá trình kỵ khí xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm cao.
•
Bể phản ứng kỵ khí có thể hoạt động ở chế độ tải trọng cao.
•
Lượng bùn sinh ra ít hơn bể hiếu khí.

•
Không tốn chi phí năng lượng.
•
Quá trình kỵ khí sản sinh ra khí metan, là nguồn năng lượng dùng để đốt
hoặc cung cấp nhiệt.
•
Quá trình kỵ khí xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm cao.
•
Bể phản ứng kỵ khí có thể hoạt động ở chế độ tải trọng cao.
•
Lượng bùn sinh ra ít hơn bể hiếu khí.
1.Cơ sở lý thuyết của quá trình
sinh học kỵ khí:

Nhược điểm:
•
Quá trình kỵ khí diễn ra chậm hơn hiếu khí.
•
Nhạy cảm hơn trong việc phân hủy các chất độc.
•
Quá trình khởi động cần nhiều thời gian.
•
Xem xét khía cạnh phân hủy sinh học thì quá trình kỵ khí đòi hỏi nồng độ cơ
chất ban đầu tương đối cao.
1.Cơ sở lý thuyết của quá trình
sinh học kỵ khí:

Cơ sở lý thuyết :

Sự phân hủy kỵ khí là một loạt quá trình vi sinh vật phân hủy các hợp chất hữu

cơ thành khí metan (CH4).

Bản chất vi sinh học của quá trình tạo metan đã được khám phá từ thế kỉ trước.
Trong quá trình hiếu khí chỉ liên quan đến một số loài vi sinh vật, quá trình kỵ khí
lại lôi kéo hầu hết các loài vi khuẩn.

Bản chất vi sinh học của quá trình tạo metan đã được khám phá từ thế kỉ
trước. Trong quá trình hiếu khí chỉ liên quan đến một số loài vi sinh vật,
quá trình kỵ khí lại lôi kéo hầu hết các loài vi khuẩn.
1.Cơ sở lý thuyết của quá trình
sinh học kỵ khí:
Quá trình sinh học kỵ khí để xử lý nước thải ô nhiễm nặng với hàm lượng COD
và BOD hàng ngàn mg/l. Có nhiều chủng loại vi sinh vật cùng nhau làm việc để
biến đổi các chất ô nhiễm hữu cơ thành khí sinh học.
1.Cơ sở lý thuyết của quá trình
sinh học kỵ khí:

Quá trình sinh học kỵ khí :

Quá trình phân hủy kị khí là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm
trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình phản ứng sinh hóa
trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản sau:
Chất hữu cơ → CH4 + CO2 + NH3 + H2S +TB mới

Một cách tổng quát quá trình này xảy ra theo 4 giai đoạn:
2.QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ.
Thủy phân :
giai đoạn
phân hủy các
hợp chất

hữu cơ phức
tạp thành
những đơn
phân hòa
tan.
Acid hóa: vi
khuẩn lên
men chuyển
hóa các hợp
chất hòa tan
thành chất
đơn giản
acid béo dễ
bay hơi.
Acetic hóa: vk
acetic chuyển
hóa các sản
phẩm của giai
đoạn acid hóa
thành acetat,
CO
2
, H
2
Metan hóa:đây
là gđ của quá
trình phân hủy
kỵ khí sản
phẩm của 3 gđ
đầu thành CO

2
,
CH
4
và sinh
khối mới.
Giai đoạn 1 Giai đoạn 2
Giai đoạn 3 Giai đoạn 4

Thủy phân : giai đoạn phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành
những đơn phân hòa tan.

Acid hóa: vi khuẩn lên men chuyển hóa các hợp chất hòa tan thành chất
đơn giản acid béo dễ bay hơi
1.Cơ sở lý thuyết của quá trình
sinh học kỵ khí:

Các phương trình phản ứng xảy ra như sau:
4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O
4HCOOH → CH4 +3CO2 +2H2O
CH3COOH → CH4 + CO2
4CH3OH → 3CH4 +CO2 +2H2O
4(CH3)3N + H2O → 9CH4 + 3CO2 +6H2O + 4NH3
1.Cơ sở lý thuyết của quá trình
sinh học kỵ khí:
Quá trình phân hủy kị khí
2.Phân loại:
Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình kỵ khí thành :
Quá trình xử lý
kỵ khí lơ lửng :

như quá trình
tiếp xúc kỵ khí,
bể UASB.
Phân loại
Quá trình xử lý
kỵ khí dính
bám : như quá
trình lọc kỵ khí
3.Các công trình xử lý sinh học kị
khí:

Quá trình tiếp xúc kỵ khí:

Một số loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao có thể xử lý rất hiệu quả bằng quá trình
tiếp xúc kỵ khí.
Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn. Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể
được khuấy trộn hoàn toàn. Sau khi phân hủy, hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển
nổi để tách riêng bùn và nước. Bùn được tuần hoàn trở lại bể kỵ khí. Lượng bùn dư thải bỏ
thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm.

Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn. Hỗn hợp bùn
và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn. Sau khi phân hủy, hỗn
hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước
3.Các công trình xử lý sinh học kị
khí:
SƠ ĐỒ THIẾT BỊ XỬ LÝ SINH HỌC TIẾP XÚC KỊ KHÍ
3.Các công trình xử lý sinh học kị
khí.
Đầu ra
Bùn hoạt tính tuần hoàn

Bùn hoạt tính dư
Bể sinh học hiếu khí tiếp xúc
Bể lắng
Đầu vào
Bể sinh học tiếp xúc :kết hợp với quá trình sinh trưởng lơ
lửng( bùn hoạt tính) và dính bám (màng sinh học).
Vi sinh vật sinh trưởng và phát triển thành bông bùn và màng
vi sinh → lắng tốt → tách khỏi nước bằng trọng lực.
Bùn tuần hoàn : duy trì mật độ sinh khối cao
Bùn dư : được đưa đến hệ thống xử lý bùn và thải bỏ.
3.Các công trình xử lý sinh học kị
khí( bể UASB):
Cấu tạo
Nguyên tắc hoạt động
Ưu nhược điểm bể UASB
Cấu tạo của bể UASB :

Bể có thể xây bằng gạch hoặc bằng bê tông cốt thép thường có mặt
bằng hình chữ nhật. Để tách khí khỏi nước thải, trong bể gá thêm tấm
phẳng đặt nghiêng so với phương ngang ≥ 35
0
. Thể tích ngăn lắng tính
theo thời gian lưu nước ≥ 1 giờ. Tổng chiều cao ngăn lắng khoảng 2m,
chiều cao phần lắng ≥ 1m.

Để tách khí khỏi nước thải, trong bể gá thêm tấm phẳng đặt nghiêng so
với phương ngang ≥ 35
0
. Thể tích ngăn lắng tính theo thời gian lưu nước
≥ 1 giờ. Tổng chiều cao ngăn lắng khoảng 2m, chiều cao phần lắng ≥ 1m.

Sơ đồ cấu tạo bể phản ứng kị khí UASB
Nguyên tắc hoạt động:

Nước thải sau khi điều chỉnh pH theo ống dẫn vào hệ thống phân phối điều trên
diện tích đáy bể. Nước thải từ dưới lên với vận tốc v = 0,6-0,9 m/h.

Bùn trong bể lắng được hình thành hai vùng rõ rệt :ở chiều cao ¼ tính từ dáy bể
lên, lớp bùn này hình thành do các hạt cặn keo tụ có nồng độ 5-7% phía trên lớp
này là lớp bùn lơ lửng có nồng độ 1000-3000 mg/l gồm các bông cặn chuyển động
giữa lớp bùn đáy và bùn tuần hoàn từ ngăn lắng rơi xuống
.

Bùn trong bể lắng được hình thành hai vùng rõ rệt :ở chiều cao ¼ tính từ
dáy bể lên, lớp bùn này hình thành do các hạt cặn keo tụ có nồng độ 5-
7% phía trên lớp này là lớp bùn lơ lửng có nồng độ 1000-3000 mg/l gồm
các bông cặn chuyển động giữa lớp bùn đáy và bùn tuần hoàn từ ngăn
lắng rơi xuống
.
Nguyên tắc hoạt động:

Để hình thành khối bùn hoạt tính đủ nồng độ, làm việc có hiệu quả đòi hỏi thời
gian vận hành khởi động từ 3- 4 tháng. Nếu cấy vi khuẩn tạo axit và vi khuẩn tạo
metan trước với nồng độ thích hợp vận hành với chế độ thủy lực ≤ ½ công suất
thiết kế, thời gian khởi động còn 2-3 tuần.