Bài giảng Phương pháp sinh học xử lý nước thải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.4 MB, 57 trang )
A. Dây chuyền công nghệ xử lý nuớc
thải
Nuớc thải có thể đuợc xử lý qua 5 khối sau:
NƯỚC THẢI
THẢI
NƯỚC
XL
CƠ HỌC
HỌC
XL CƠ
XL HOÁ
HOÁ HỌC
XL
HỌC
XL CẶN
XL
CẶN
XL SINH
SINH HỌC
XL
HỌC
KHỬ TRÙNG
TRÙNG
KHỬ
NGUỒN
TIẾP NHẬN
B. Phương Pháp Sinh Học Xử Lý Nuớc
Thải
I.
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 )
II. Cơ chế chung :
Hấp phụ và kết tụ cặn lơ lửng và chất keo không lắng
thành bông sinh học hay màng sinh học .
Chuyển hoá (oxy hoá) các chất hoà tan và các chất dễ
phân huỷ sinh học thành những sản phẩm cuối cùng.
Chuyển hoá / khử chất dinh dưỡng (N,P) .
Khử những hợp chất và thành phần hữu cơ dạng vết .
III. 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.
Pseudomonas green
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.
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 lòai 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.
aspergillus niger.
chladocera
Các yếu tố ảnh huởng 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
35 – 75
55 - 65
Thermophilic (ưa
nóng)
Quá trình sinh trưởng lơ lửng _bùn hoạt tính
(bông sinh học)
Các vsv tham gia trong bùn hoạt tính: Pseudomonas,
Achromobacter, Desulfovibrio và Nitrosomonas,
Notrobacter, cùng một số protozoa…
Yêu cầu chung khi vận hành bùn hoạt tính:
SS
đầu vào không quá 150 mg/l
Hàm
pH
lượng dầu không quá 25mg/l
= 6.5 – 8.5 (tối ưu : 6.5 – 7.5)
Nhiệt
độ: 6oC – 37oC
Quá trình sinh trưởng bám dính _Màng sinh học
Khả năng oxi hoá các chất hữu cơ có trong nước thải khi chảy qua hoặc tiếp
xúc.
Có màu vàng xám hay màu nâu tối, dày từ 1–3 mm hoặc hơn do sinh khối của
vsv bám trên màng.
Màng sinh học được coi là một hệ tuỳ tiện, với vsv hiếu khí là chủ yếu.
CẤU TẠO CỦA MÀNG VI SINH VẬT
IV. Các quá trình sinh học trong xử lý nuớc thải:
a) Quá trình phân huỷ hiếu khí :
Quá trình phân huỷ hiếu khí nước thải gồm 3 giai đoạn:
Oxy hoá các chất hữu cơ :
enzym
CO2 + H20 + ΔH
CxHyOz + O2
Tổng hợp tế bào mới:
enzym
CxHyOz + NH3 + O2
CO2 +H2O + C5H7NO2 - ΔH
Phân huỷ nội bào:
enzyme
C5H7NO2 + 5O2
5CO2 + 2H2O + NH3 ± ΔH
b) Quá trình phân huỷ thiếu khí :
Chuyển hoá Nitơ trong quá trình xử lý sinh học
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Nitrat hoá
pH : 7,2 – 9.0 ; tốt nhất là 7,5
Nhiệt độ : 5 – 40oC
Độc tính : nồng độ HCH độc hại thấp,Tanin, phenol, benzen, rượu, ete,
xianua…
Kim loại: quá trình bị ức chế ở nồng độ 0.25 mg/l Ni, 0.25mg/l Cr và
0.1mg/l Pb
Amonia: bị ức chế ở nồng độ 5 – 20 mg/l
DO:
_ Tốc độ nitrat hoá tốt khi DO= 4 – 7mg/l
_ Tốc độ nitrat hoá trong bùn hoạt tính tăng gấp đôi khi DO tăng từ 1–
3mg/l
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat
Dạng và nồng độ chất nền chứa cacbon: chứa cacbon tan,
phân huỷ sinh học nhanh
Nồng độ DO:
_ Loài Pseudomonas bị ức chế ở: ≥ 0.2 mg/l
_ Tốc độ khử nitrat :
DO = 0.2 mg/l chỉ bằng ½ tốc độ ở DO = 0 mg/l
Độ kiềm và pH: 6.5 – 8.5
Thời gian lưu cặn (SRT): lâu thì lượng nitrat sẽ bị khử nhiều
hơn
c) Quá trình phân huỷ kị khí :
kị khí vk phân hủy các chất hữu cơ như sau:
vi sinh vật
Chất HC
H2 + CO2 + H2S + NH3 + CH4 + tb mới +ΔH
Quá trình xảy ra theo 4 giai đoạn:
_ Giai đoạn 1: Thuỷ phân
_ Giai đoạn 2: Acid hoá
_ Giai đoạn 3: Acetat hoá
_ Giai đoạn 4: Methane hoá
Quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:
Vi sinh vật tham gia vào quá trình phân huỷ kị khí
Nhóm vsv thuỷ phân:
Clodtridium,
Peptococcus,
lactobacillus,
Actinomyces,
Staphylococcus,
Desulfobrio..
Nhóm vSV methane
hoá:
Methanobacterium,
Methanococcus,
Methanothrix,
Methanosarina
Quá trình kị khí so với quá trình hiếu khí
_
_
Thuận
_
lợi
_
Nhu cầu năng luợng thấp
Bùn sinh ra ít
Nhu cầu chất dinh dưỡng thấp
Sinh khí metan, tận dụng nguồn năng lượng
thể tích bể phản ứng nhỏ
_
_
Bất lợi _
_
_
Quá trình khởi động lâu
Có thể yêu cầu thêm độ kiềm
Không thực hiện khử N và P được
Nhạy cảm với chất độc
Khả năng sinh mùi và khí gây ăn mòn
