zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải: Chương 7 - TS. Phan Thanh Lâm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Báo xấu

13
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải: Chương 7 Xử lý bậc II-Quá trình sinh học kỵ khí, cung cấp cho người học những kiến thức như Các quá trình xử lý nước thải; Mức độ xử lý nước thải; Quá trình Sinh học Kỵ khí; Công nghệ xử lý Kỵ khí; Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kỵ khí;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải: Chương 7 - TS. Phan Thanh Lâm

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHƯƠNG 7 XỬ LÝ BẬC II – QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ TS. Phan Thanh Lâm
Các quá trình xử lý nước thải Sơ bộ Bậc 1 Bậc 2 Bậc 3 Bậc cao • Sơ bộ • Bậc I • Bậc II • Bậc III • Bậc cao (preliminary (primary) (secondary) (Tertiry) (Advanced ) • Bậc I tăng • Bậc II với ) cường khử chất (Advanced dinh dưỡng primary)
Mức độ xử lý nước thải Mức độ xử lý Mô tả Loại bỏ các thành phần như rác, vật nổi, cát, dầu mỡ mà có thể Sơ bộ (preliminary) gây ra các vấn đề trong vận hành và bảo dưỡng cho các công trình Bậc I (primary) Loại bỏ một phần SS và chất hữu cơ Bậc I tăng cường Tăng cường khử SS và chất hữu cơ bằng cách thêm hoá chất (Advanced primary) hoặc lọc Khử chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học ở dạng hoà tan và cặn lơ Bậc II (secondary) lững bằng phương pháp sinh học/hoá học. Khử trùng cũng bao gồm trong xử lý bậc II Bậc II với khử chất Khử chất hữu cơ, SS và chất dinh dưỡng (N,P) dinh dưỡng Khử SS còn lại (sau xử lý bậc II) bằng lọc cát hoặc lưới lọc Bậc III (Tertiry) (microscreens). Khử chất dinh dưỡng Khử chất lơ lững và hoà tan còn lại sau quá trình xử lý sinh học Bậc cao (Advanced) bình thường khi có yêu cầu tận dụng lại nước thải sau xử lý
Mức độ xử lý nước thải • Xử lý bậc I:  Loại rác có kích thước to có thể gây tác nghẽn đường ống, hư hỏng thiết bị  Loại cặn lơ lững chủ yếu là chất hữu cơ  Song chắn rác, bể lắng cát, bể 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
Quá trình Sinh học Kỵ khí
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình kỵ khí (anaerobic): • Là quá trình phân hủy sinh học chất thải trong đó không có oxy hòa tan và nitrate hóa. • Được sử dụng khá biển để chuyển vật liệu hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học thành metan và CO2 • Chất dinh dưỡng trong nước thải cho vi khuẩn phân hủy có thành phần phức tạp. Chúng bao gồm các polymer sinh học như protein, carbonhydrat và lipid. • Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ bao gồm:  Giai đoạn thủy phân  Giai đoạn sinh axit  Giai đoạn sinh acetat  Giai đoạn sinh metan
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình kỵ khí (anaerobic): • Giai đoạn thủy phân  Do vi khuẩn không có khả năng hấp thu vật chất hữu cơ có kích thước lớn và cấu trúc phức tạp  Giai đoạn đầu tiên của quá trình kỵ khí là thủy phân các polymer bởi enzyme ngoại vi để tạo ra các phân tử bé hơn để chúng có thể vượt qua ngưỡng của tế bào.  Trong quá trình thủy phân, protein bị thủy phân thành các amino axit, polysaccharide thành các đường đơn giản hơn và lipid trở thành các axít béo mạch dài (LCFA).  Thủy phân là một trường hợp đáng chú ý nhất trong quá trình xử lý kỵ khí, nó quyết định tốc độ của toàn bộ quá trình và rất nhạy cảm với nhiệt độ  Thiết kế bể phản ứng kỵ khí thường dựa vào giai đoạn thủy phân
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình kỵ khí (anaerobic): • Giai đoạn sinh axit  Trong thời gian sinh axit, các sản phẩm thủy phân là những hợp chất tan, có kích thước bé khuếch tán vào bên trong tế bào của vi khuẩn qua màng tế bào và tiếp theo là lên men hoặc oxy hóa kỵ khí  Quá trình này xảy ra bởi một sự cộng sinh phức tạp của các vi sinh vật thủy phân hoặc vi sinh vật không thủy phân là nguồn năng lượng cho vi khuẩn sinh axit.  Các sản phẩm axit bao gồm một hoạt các hợp chất hữu cơ có kích thước nhỏ, chủ yếu là các axit béo dễ bay hơi (VFA – acetat và các axit hữu cơ cao hơn như propionate và butyrat), H2, CO2, axit lactic, etanol, và ammonia
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình kỵ khí (anaerobic): • Giai đoạn sinh acetat  Các axit mạch ngắn được tạo ra trong giai đoạn sinh axit tiếp tục biến đổi thành acetat, H2 và CO2 bởi vi khuẩn sinh acetat.  Sự oxy hóa –β là cơ chế của oxy hóa kỵ khí các axit béo mạch dài cho các sản phẩm axetat và H2  H2 và CO2 một phần biến thành acetat bởi vi khuẩn cùng nguồn gốc sinh acetat  Hai sản phẩm quan trọng trung gian là aixt propionate và butyrat trong phân hủy kỵ khí được biến đổi thành H2 và acetat bởi vi khuẩn sinh acetat sản xuất ra H2: CH3 – CH2 – COO- + 3 H2O  CH3COO- + HCO3- + 2 H+ + 2H2 CH3 – CH2 – CH2 – COO- + 2 H2O  2 CH3COO- + 2 H+ + 2H2
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình kỵ khí (anaerobic): • Giai đoạn sinh metan  Đây là giai đoạn cuối cùng của sự phân hủy kỵ khí các vật liệu hữu cơ, nhóm vi khuẩn sinh metan khử CO2 bằng H2 và khử carboxylate acetat để tạo thành metan (CH4)  Vi khuẩn sinh metan là vi khuẩn kỵ khí có khả năng chỉ sử dụng một số chất nền nhất định. Chúng sử dụng chất nền hữu cơ hoặc nguồn carbon riêng biệt như acetat, H2.  Một số chủng là tự dưỡng chỉ sử dụng CO2 hoặc CO để làm nguồn carbon. Nói chung từ 70% đến 80% metan được tạo thành từ các vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ acetat, phần còn lại chủ yếu từ H2 và CO2
Quá trình Sinh học Kỵ khí
Quá trình Sinh học Kỵ khí Chất hữu cơ phức tạp (Gluxit, Protein, Lipit) Chất hữu cơ đơn giản (Đường đơn, Peptit, Axit amin, Glixerin, Axit béo) Các Axit béo dễ bay hơi (Propionic, Butiric, Lactic), Etanol H2, CO2 Axetat CH4, CO2, H2O
Sơ đồ phản ứng xảy ra trong Quá trình Sinh học Kỵ khí Tạp chất hữu cơ không tan Sản phẩm cuối cùng (đạm và chất béo) NH4, CO2, H2 Các axit béo dễ Vi khuẩn lên men và thủy Vi khuẩn sản sinh bay hơi phân CO2, H2 Chất hữu cơ hòa tan Tế bào Vi khuẩn sản sinh Tế bào Trao đổi chất nội sinh Tế bào Phân hủy tế bào
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Ưu điểm: • Sử dụng ít năng lượng • Tạo ít bùn sinh học • Sử dụng ít chất dinh dưỡng • Tạo metal – nguồn năng lượng • Bể phản ứng cần diện tích nhỏ • Hạn chế ô nhiễm khí • Đáp ứng nhanh khi bổ sung chất nền sau một thời gian dài không cho vào • Nhược điểm: • Khởi dộng chậm • Có thể phải bổ sung kiềm • Phải xử lý tiếp bằng aerobic • Không khử được P và N • Nhạy cảm với nhiệt độ • Dễ bị ảnh hưởng bởi các chất độc • Tạo ra khí có mùi và ăn mòn
Công nghệ xử lý Kỵ khí Công nghệ xử lý kỵ khí Sinh trưởng lơ lửng Sinh trưởng bám dính Xáo trộn hoàn Tiếp xúc kỵ Lọc kỵ khí Tầng lơ lửng toàn khí UASB Vách ngăn
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn: • Xáo trộn liên tục, không có tuần hoàn bùn • Thích hợp xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ • Thiết bị xáo trộn có thể dùng hệ thống cánh khuấy cơ khí hoặc tuần hoàn khí biogas (đòi hỏi có máy nén khí biogas và dàn phân khối khí nén) • Trong quá trình phân hủy, lượng sinh khối mới sinh ra và phân bố đều trong toàn bộ thể tích bể. • Do không có biện pháp nào để lưu giữ sinh khối bùn, nên SRT chính là HRT. • SRT = 12 – 30 ngày. Tải trọng đặc trưng cho bể này là 0.5 – 0.6 kg VSS/m3.ngày
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình tiếp xúc kỵ khí: • Gồm 2 giai đoạn o Phân hủy kỵ khí o Lắng hoặc tuyển nổi tách riêng phần cặn sinh học và nước thải sau xử lý • Hàm lượng VSS trong bể = 4000 – 6000 mg/l • Tải trọng chất hữu cơ từ 0.5 đến 10 kg COD/m3/ngày với thời gian lưu nước từ 12h cho đến 5 ngày
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Lọc kỵ khí (Giá thể cố định dòng chảy ngược): • Cột chứa đầy vật liệu rắn trơ (đá, sỏi, than, tấm nhựa) là giá thể cố định cho vi sinh kỵ khí sống bám trên bề mặt. • Dòng nước thải phân bố đều, đi từ dưới lên, tiếp xúc với màng vi sinh bám trên bề mặt giá thể. • Do khả năng bám dính tốt của màng vi sinh dẫn đến lượng sinh khối trong bể tăng lên và SRT kéo dài  HRT nhỏ, có thể vận hành ở tải trọng rất cao • Chất rắn không dám dính có thể lấy ra khỏi bể bằng xả đáy và rửa ngược
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình kỵ khí bám dính xuôi dòng: • Nước thải vào chảy từ trên xuống qua lớp giá thể module. Giá thể này tạo nên các dòng chảy nhỏ tương đối thẳng theo hướng từ trên xuống • Đường kính dòng chảy nhỏ có đường kính xấp xỉ 4 cm • Với cấu trúc này tránh được hiện tượng bít tắc và tích lũy chất rắn không bám dính và thích hợp với nước thải có SS cao.
Công nghệ xử lý Kỵ khí • Quá trình kỵ khí tầng giá thể lơ lửng: • Nước thải được bơm từ dưới lên qua lớp vật liệu hạt là giá thể cho vi sinh sống bám. Vật liệu hạt này có đường kính nhỏ  Tỉ lệ diện tích bề mặt/thể tích rất lớn (cát, than hoạt tính hạt, …) tại sinh khối bám dính lớn. • Dòng ra được tuần hoàn trở lại để tạo vận tốc nước đi lên đủ lớn cho lớp vật liệu hạt ở dạng lơ lửng, giãn nở khoảng 15 – 30 % hoặc lớn hơn. • Hàm lượng sinh khối trong bể có thể lên đến 10.000 – 40.000 mg/l • Do lượng sinh khối lớn và HRT nhỏ, quá trình này có thể ứng dụng xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ thấp (500 – 1000 mg BOD/l)

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.