Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 3: Quá trình bùn hoạt tính (Quá trình sinh trưởng lơ lửng)

Chia sẻ: Hứa Tung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

77
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 3: Quá trình bùn hoạt tính (Quá trình sinh trưởng lơ lửng) có nội dung trình bày về mô tả quá trình bùn hoạt tính, mô hình động học quá trình bùn hoạt tính, tính toán quá trình bùn hoạt tính, đánh giá các thông số động học quá trình bùn hoạt tính,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết dội dung bài giảng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 3: Quá trình bùn hoạt tính (Quá trình sinh trưởng lơ lửng)

BK TPHCM BAØI GIAÛNG CAÙC QUAÙ TRÌNH SINH HOÏC TRONG COÂNG NGHEÄ MOÂI TRÖÔØNG Chöông III: QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH (QUAÙ TRÌNH SINH TRÖÔÛNG LÔ LÖÕNG) GVHD: TS. Leâ Hoaøng Nghieâm Email: hoangnghiem72@gmail.com hoangnghiem72@yahoo.com
BK TPHCM Chöông III: QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH (QUAÙ TRÌNH SINH TRÖÔÛNG LÔ LÖÕNG) 3.1 Moâ taû quaù trình buøn hoaït tính. 3.2 Moâ hình ñoäâng hoïc quaù trình buøn hoaït tính. 3.3 Tính toaùn quaù trình buøn hoaït tính. 3.4 Ñaùnh giaù caùc thoâng soá ñoäng hoïc quaù trình buøn hoaït tính. 3.5 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình buøn hoaït tính. 3.6 Caùc daïng öùng duïng cuûa quaù trình buøn hoïat tính. Caâu hoûi thaûo luaän vaø baøi taäp chöông 3 2 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK THUA THUAÄÄT NG TPHCM ÖÕ NGÖÕ Thuật ngữ Định nghĩa Chức năng trao đổi chất Quá trình hiếu khí QTrình XLSH xảy ra có hiện diện oxy Quá trình kị khí Q trình XLSH trong điều kiện không có oxy Quá trình thiếu khí Quá trình chuyển hoá Nitơ Nitrat thành khí Nitơ trong điều kiện không có mặt oxy. quá trình này cũng được gọi là khử nitrat (denitrification) Quá trình tùy tiện QT XLSH trong đó VSV có thể hoạt động trong điều kiện có hoặc không có oxy. Quá trình kết hợp hiếu QT XLSH trong đó các quá trình hiếu khí, khí/thiếu khí/kị khí thiếu khí và kị khí kết hợp với nhau để thực hiện mục tiêu xử lý riêng. 3 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM THUA THUAÄÄT NGÖÕ NGÖÕ Thuật ngữ Định nghĩa Quá trình xử lý Quá trình tăng trưởng lơ VSV chịu trách nhiệm chuyển hoá hợp chất lửng hữu cơ, hoặc những thành phần khác trong nước thải thành khí và vi sinh vật được duy trì lơ lửng trong chất lỏng. ng Quá trình tăng trưởng bám Vi sinh vật chịu trách nhiệm chuyển hoá dính những hợp chất hữu cơ, hoặc những thành phần khác trong nước thải thành khí và VS bám dính vào bề mặt VL trơ như: đá, xỉ, hoặc nhựa tổng hợp. Quá trình xử lý tăng trưởng bám dính cũng giống như là quá trình màng cố định. Quá trình kết hợp Kết hợp quá trình tăng trưởng lơ lửng và tăng trưởng bám dính. Quá trình hồ Quá trình xử lý được thực hiện bên trong ao hay hồ với tỷ lệ cạnh và chiều sâu khác nhau. 4 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCMTHUA THUAÄÄT NGÖÕ NGÖÕ Thuật ngữ Định nghĩa Chức năng xử lý Khử chất dinh dưỡng bằng khử Nitơ và photpho trong quá trình xử lý sinh sinh học học. Khử photpho bằng sinh học photpho tích lũy trong sinh khối và được tách ra ở những qúa trình tiếp theo. Khử BOD (carbon) Chuyển hoá những hợp chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải thành tế bào và sản phẩm cuối cùng dạng khí. Trong quá trình chuyển hoá, giả sử rằng nitơ có mặt trong những hợp chất khác được chuyển thành ammonia Nitrat hoá Quá trình xử lý gồm 2 giai đoạn: đầu tiên chuyển hoá ammonia thành nitrit và sau đó từ nitrit thành nitrat Khử nitrat Quá trình xử lý sinh học để khử nitrat thành khí nitơ và các khí khác 5 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK THUA THUAÄÄT NG TPHCM ÖÕ NGÖÕ Thuật ngữ Định nghĩa Ổn định hợp chất hữu cơ chứa trong bùn töôi và ổn định chất thải bằng phương pháp sinh học, CHC được chuyển hoá thành tế bào và khí. Quá trình này có thể thực hiện dưới điều kiện hiếu khí hay kị khí (gọi là phân hủy kị khí hay hiếu khí). Cơ chất Hợp chất hữu cơ hoặc chất dinh dưỡng được chuyển hoá trong QT XLSH. 6 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
COÂNG NGHEÄ XLNT SINH HOAÏT TIEÂU BIEÅU BK TPHCM SCRaùc Beå Laéng Caùt Beå laéng ñôït I beå vôùt daàu Xöû Lyù baäc moät Nöôùc thaûi Beå aeroten Beå Laéng ñôït II Nöôùc thaûi Xöû Lyù baäc 2 Cl2 sau xöû lyù Xöû lyù sinh Hoïc Beå tieáp xuùc chlorine Xöû Lyù buøn khöû nöôùc Neùn buøn Phaân huûy kò khí chöùa buøn 7 baùnNGHIÊM TS.LÊ HOÀNG h buøn
BK TPHCM 3.1. MOÂ TAÛ QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH XÖÛ LYÙ BAÄC II Xöû Lyù Baäc I (X ÖÛ LY (XÖÛ LYÙÙ SINH SINH HO HOÏÏC) C) Cl2 Influent (QT (QT bu buøønn hoa hoaïïtt ttính) ính) Nguoàn tieáp nhaän Xử Lý Bậc I: Tôùi xöû lyù buøn Loại rác có kích thước to có thể gây tắc ngẽn đường ống, hư hỏng thiết bị Loại cặn lơ lững chủ yếu là chất hữu cơ Song chắn rác, bể lắng cát, bễ lắng I, bể tuyển nổi, vớt dầu mỡ Xử Lý bậc II: Khử đi các chất hữu cơ hòa tan hoặc dạng keo. Xử lý sinh học 8 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM 3.1. MOÂ TAÛ QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH Xöû lyù sinh hoïc hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng chuû yeáu ñöôïc söû duïng ñeå khöû chaát höõu cô chöùa carbon Quaù trình buøn hoaït tính laø quaù trình phoå bieán nhaát cuûa vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng. Caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi aùp duïng quaù trình sinh hoïc hieáu khí sinh tröôûng lô löõng goàm: 9 Beå buøn hoaït tính (Activated sludge process) hay beå aeroten (Aeration tank) 9 Möông oxy hoùa (Oxidation ditch) 9 Beå sinh hoïc hieáu khí daïng meû (Sequencing Batch Reactor – SBR) 9 Hoà sinh hoïc hieáu khí laøm thoaùng cöôõng böùc (Aerated lagoon) 9 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH Quaù trình phaân huûy CHC xaûy ra khi nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi buøn trong ñieàu kieän suïc khí lieân tuïc. Vieäc suïc khí nhaèm ñaûm baûo caùc yeâu caàu: 9 Cung caáp ñuû löôïng oxy moät caùch lieân tuïc vaø duy trì buøn hoaït tính ôû traïng thaùi lô löûng, 9 Xaùo troän ñeàu VSV (buøn) vaø CHC trong nöôùc thaûi vaø chuùng söû duïng CHC nhö nguoàn thöùc aên. Khi VSV phaùt trieån vaø ñöôïc xaùo troän bôûi khoâng khí chuùng seõ keát laïi thaønh khoái vôùi nhau taïo thaønh buøn hoaït tính – boâng buøn sinh hoïc). 10 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM BEÅ BUØN HOAÏT TÍNH – BEÅ AEROTEN Quaù trình buøn hoaït tính ñöôïc thöïc hieän trong beå aeroten. Hoãn hôïp buøn hoaït tính vaø nöôùc thaûi sau khi ra khoûi beå aeroten ñöôïc ñöa ñeán beå laéng ñôït 2 vaø ñöôïc laéng giöõ laïi taïi ñaây. Phaàn lôùn buøn hoaït tính (>50%) ñöôïc tuaàn hoaøn trôû laïi beå aeroten (goïi laø buøn tuaàn hoaøn) ñeå duy trình maät ñoä VSV ñaùp öùng khaû naêng phaân huûy CHC toát. Phaàn lôùn buøn hoaït tính coøn laïi trong beå laéng (buøn hoaït tính dö) ñöôïc ñöa ñeán beå neùn buøn ñeå giaûm ñoä aåm vaø sau ñoù xöû lyù chuùng baèng caùc phöông phaùp thích hôïp. Đầu vào Beå Aeroten Bể lắng ñôït 2 Đầu ra Bùn tuần hoàn Bùn 11 thải TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM QUA HOAÏÏT TTÍNH BUØØN HOA QUAÙÙ TRÌNH BU HIEÁÁU KH ÍNH HIE KHÍÍ Bể aeroten Vào Bể lắng II Ra Bùn tuần hoàn Bùn dư Bùn HT là bùn sinh học tập hợp nhiều loại vi sinh chủ yếu là vi khuẩn tự dưỡng hiếu khí BHT laø saûn phaåm cuûa khoái quaàn theå VSV coù khaû naêng oån ñònh chaát thaûi döôùi ñieàu kieän hieáu khí. Boâng buøn hoïa tính coù kích thöôùc khoaûng töø 50 ñeán 200 μm, coù theå ñöôïc loaïi boû baèng laéng troïng löïc. 12 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM QUA HOAÏÏT TTÍNH BUØØN HOA QUAÙÙ TRÌNH BU HIEÁÁU KH ÍNH HIE KHÍÍ Ống dẩn khí né n Bộ phận khuếch tán khí BỂ AEROTEN KHUẾCH TÁN KHÍ Quá trình bùn hoạt tính được sử dụng rộng rãi cho xử lý sinh học NT sinh hoạt, ngành CN ô nhiễm CHCơ như thực phẩm, bia, thuộc da, thủy sản,… Thuận lợi: Hiệu quả khử BOD cao Bất lợi: Năng lượng tiêu thụ cao, lượng bùn sinh ra lớn 13 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM BEÅ SINH HOÏC HIEÁU KHÍ BUØN HOAÏT TÍNH AEROTEN 14 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
THIEÁT BÒ KHUEÁCH BK TPHCM TAÙN KHÍ Hieäu quaû 1,0 – 3,0 kg O2/kWh 15 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
THIEÁT BÒ KHUAÁY BK TPHCM TROÄN BEÀ MAËT Tua bin (Turbines) Efficiency 0,8 – 1,2 kg O2/kWh Choåi khuaáy (Brushes) Efficiency 1,2 – 1,8 kgO2/kWh 16 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM Vai troø cuûa VSV Oxi hóa và hô hấp nội bào: dinh döôõng CO2 H2 O C.höõu cô O2 (N,P) Nonbiodegradable residue 17 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM Vai troø cuûa VSV Phân hủy nội bào: O2 CO2 H2O N,P Caën khoâng phaân huûy sinh hoïc 18 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
BK TPHCM Bông Bùn HT 19 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
Vi Sinh BK TPHCM Vi khuẩn Động Vật Nguyên Sinh: Trùng tiêm mao, trùng bánh xe, giun,.. Vi Sinh sợi: VK sợi, nấm men 20 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM