Ạ Ọ
NG
Đ I H C SÀI GÒN KHOA: KHOA H C MÔI TR Ọ
ƯỜ
CHUYÊN ĐỀ
CÁC QUÁ TRÌNH SINH H C TRONG X LÝ N
Ọ
Ử
ƯỚ
C TH I Ả
ồ
ệ
ầ
ả
GVHD: H Kỳ Quang Minh Nhóm th c hi n: Nhóm 6 ự 1.Tr n L Quyên ệ 2.Hà Thanh S nơ 3.Bùi Th Thanh ị 4.Lê Th Thanh Th o ị 5.Nguy n Th C m Tiên ễ ị ẩ
CÁC QUÁ TRÌNH SINH H C Ọ C TH I TRONG X LÝ N Ả
ƯỚ
Ử
B SINH Ể H C Ọ MÀNG (MBR)
QUÁ TRÌNH BÙN HO T Ạ TÍNH
PH A.A. PH
NG PHÁP X LÝ N NG PHÁP X LÝ N
ƯƠ ƯƠ
C TH I B NG Ả Ằ C TH I B NG Ả Ằ
ƯỚ Ử ƯỚ Ử BÙN HO T TÍNH BÙN HO T TÍNH Ạ Ạ
ứ ấ ữ
- H th ng bùn ho t tính là m t trong nh ng h th ng th c p ộ c khi th i vào môi tr ạ c th i tr ng. ệ ố đ làm s ch n ế ệ ố ườ ả ướ ướ ạ ả
ả ạ ề
H th ng bùn ho t tính có nhi u phiên b n khác nhau: Truy n th ng Khu y tr n hoàn toàn Thông khí gi m
ộ
ấ
ả
ả ở
ể
ể
c th i ố ị
ử ụ
ế
ỗ
ề d nầ nhi u đi m Thông khí c i ti n Quy trình Kraus N p n ả ế ạ ướ Ti p xúc, c đ nh Thông khí kéo dài Thông khí cao t c ế ố t R nh oxy hóa B ph n ng theo chu i S d ng oxy tinh khi ả ả ứ ể B k t h p nitrat hóa Nitrat hóa đ c l p B ph n ng tr c ể ế ợ
ộ ậ
ả ứ
ụ
ể
sâu
ệ ố ố
S HÌNH THÀNH BÙN HO T TÍNH
Ự
Ạ
CHC L Ơ L NG Ử (N,P)
VSV
Ch t n n BOD
ấ ề
BÙN HO T TÍNH Ạ
ợ ậ ̉
c t o ra trong quá ổ ả ủ ế ế ượ ạ
- Là t p h p vsv khác nhau (ch y u là vi khuân) - C kh năng n đ nh CHC hi u khí đ ị ế
c th i – n i ỏ trình sinh hóa hi u khí. ẫ n ụ ừ ướ ả ơ
CH NG Ủ BACTERIA
VI SINH V TẬ
CH NG Ủ BACCILLUS
CH NG Ủ AEROMONAS
- Có màu nâu s m ch a ch t h u c h p th t ứ ể ủ c trú và phát tri n c a vi khu n. ư ấ ữ ơ ấ ẩ
ẩ ử ụ
ấ ề
ẩ
ế ớ ặ
ấ ề
ắ
ố
Vi khu n s d ng ch t n n và oxy đ Vi khu n k t v i nhau thành ể oxy hóa các ch t n n này và bông c n, l ng xu ng đáy b ể
tăng tr
ng đ l
ưở
i n ể ạ ướ
c m t trong h n ơ
ặ
Cơ s lý thuy t
ế
ở
́ ủ
ngươ pháp hi u khí: 1. Nguyên tăc c a ph ế Vi sinh vât hiêu khi phân huy chât h u c trong điêu kiên co oxy ́ ữ ơ ̣ ́ ́ ̉ ̀ ̣ ́
V
sinh
vat
+
+
+
+
hoa tan. ̀
CHC
NH
...
O 2
OH 2
CO 2
3
(cid:190) (cid:190) fi (cid:190)
̉ ̀ ̣ ́ ́ ̀ ̀ ́ ̉
ng oxy hoa tan tôi thiêu 1,5 – 2 + cung bi loai nh qua trinh nitrat hoa cua vi sinh vât Ơ điêu kiên hiêu khi (ham l ượ ờ ̃ ̣ ̣ ́ ̀ ́ ̉ ̣
Vi
sinh
vat
mg/l), NH4 ng. d t ự ưỡ
+
+
+
(cid:190) (cid:190) (cid:190) fi (cid:190)
NH
NH
...
++ 4
O 2
OH 2
CO 2
3
bào: ơ ế ủ ấ ế
ấ ữ ơ
ố ế
ổ
CxHyOz + (x+y/4 – z/2) O2 → x CO2 + y/2 H2O + T ng h p sinh kh i t bào ợ n(CxHyOz) + nNH3+ n(x+y/4 –z/2-5)O2 →(C5H7NO2)n + n(x-5)CO2 + n(y-4)/2 H2O
2. C ch quá trình phân h y các ch t trong t + Ôxy hóa các ch t h u c
ồ
ự ậ ng và phát tri n c a vi sinh v t: ể ủ
ng (log-growth phase):
ạ – Giai đo n ch m (lag-phase) ậ ạ – Giai đo n tăng tr ưở ạ – Giai đo n cân b ng (stationary phase) ằ ạ – Giai đo n ch t (log-death phase) ạ
ế
3. S sinh tr ưở G m 4 giai đo n:
ấ ữ ơ ả l ng đ c chuy n hóa ho c ơ ử ươ ớ ể ặ
4. S chuy n hóa các ch t h u c (gi m BOD): ự N c th i ti p xúc v i bùn,chc l ướ đông t ể ả ế sinh h c ọ ụ
5. Đi u ki n, yêu c u, y u t môi tr ng nh h ế ố ệ ầ ườ ả ưở ng quá trình x ử
ề lý:
ng oxy hòa tan trong n c ra ượ ướ ụ
- Cung c p oxy liên t c sao cho l kh i b l ng đ t 2 > 2mg/l ấ ỏ ể ắ ợ
t đ : 6 – 37
0C ơ
c không v t quá 10mg/l ệ ộ ộ ướ ượ
- BOD : N:P = 100: 5: 1 - pH: 6.5 – 7.5 - Nhi - N ng đ mu i vô c trong n ố ồ
Các h th ng b bùn ho t tính ể
ệ ố
ạ
ạ ể ể ạ
ệ ố ề ạ ể ể ổ ố ị
ạ ể ạ ấ ế ạ
H th ng b bùn ho t tính g m các lo i: b bùn ho t tính ồ truy n th ng, b bùn ho t tính ti p xúc - n đ nh, b bùn ho t tính thông khí kéo dài, b bùn ho t tính thông khí cao có khu y đ o hoàn ch nh, b bùn ho t tính ch n l c... ả ọ ọ ể ạ ỉ
ạ ể ố ạ
ố
B bùn ho t tính dòng truy n ề ề ể c s d ng là các b n hi u khí dài, h p. L ng ồ ượ ử ụ ổ ọ ế ẹ ủ ể ả ứ ề ầ
+ B bùn ho t tính truy n th ng: th ng đ u tiên đ ượ ầ oxy c n dùng thay đ i d c theo chi u dài c a b ph n ng sinh hóa.
ạ ế
ậ
ệ ố ơ ả c th i đ u vào, và vùng c s c khí ả ầ t b l c n thi ế ị ọ ướ ụ ướ ừ
H th ng này chia b + B bùn ho t tính ti p xúc n đ nh: ể ể ổ ị ph n ng thành 2 vùng: vùng ti p xúc là n i x y ra quá trình ả ứ ế chuy n hóa các v t ch t h u c trong n ể ấ ữ ơ n đ nh là n i bùn ho t tính tu n hoàn t ạ ơ ổ ầ ị đ n đ nh v t ch t h u c . ấ ữ ơ ậ ể ổ ị
B bùn ho t tính ti p xúc n đ nh
ổ ị
ế
ể
ạ
ể ườ
ng sinh kh i r n t ng có th i gian ờ quá trình Th ố ắ ừ ượ ị
ấ ữ ơ ị ủ ở ậ
+ B bùn ho t tính thông khí kéo dài: ạ l u bùn kéo dài đ n đ nh l ể ổ ư chuy n hóa c a các v t ch t h u c b phân h y b i vi ủ ể khu n.ẩ
B bùn ho t tính thông khí kéo dài
ể
ạ
ấ ả
ạ ể ế
c ưở
+ B bùn ho t tính thông khí cao có khu y đ o hoàn ể ch nh: ả ố ộ ỉ hoàn ch nh là lo i Aerotank t th i có đ ô nhi m cũng nh n ng đ các ch t l B hi u khí có t c đ thông khí cao và khu y đ o ấ ng đ x lý n ướ ể ử ỉ l ng cao. ấ ơ ử ng đ i lý t ố ộ ươ ư ồ ạ ễ ả ộ
B Aerotank thông khí cao có khu y đ o hoàn ch nh
ấ ả
ể
ỉ
ệ ủ
ả
t.
ấ ụ
ề
ấ
ườ d ng khí hòa tr n trong ch t l ng. Dòng n ở ạ c đ a vào
ế ng có nhi u ngăn, kín, và cung c p các dòng c ướ ở
ạ
D a trên nguyên lý làm vi c c a Aerotannk khu y đ o hoàn ự ch nh, ng i ta thay không khí nén b ng cách s c oxy tinh khi ỉ ườ ằ B ph n ng th ể ả ứ n c giàu oxy ấ ỏ ướ th i vào và dòng bùn ho t tính tu n hoàn ch đ ỉ ượ ư ả t 98%). ngăn đ u tiên cùng v i oxy (th ế
ộ ầ ng tinh khi ườ
ầ
ớ
Aerotank làm vi c v i khí nén là oxy ệ ớ
ạ
ẩ
ọ ọ B bùn ho t tính này ch + B bùn ho t tính ch n l c: ạ ể ể ỉ c phát minh g n đây, đ m i đ c dùng đ ki m soát s ự ể ể ượ ầ ớ ượ ng quá m c c a các vi khu n lên men, có th tăng tr ể ứ ủ ưở g m các loài gây h i. ạ ồ
B bùn ho t tính ch n l c ọ ọ
ể
ạ
Ể
Ọ
ử
ể lo i ạ
ể
ệ ể - là công ngh tri n v ng nh t đ x lý ệ ể ọ
ọ ằ ậ ấ
ấ ể ử
ễ
ớ ệ ố
ả ế ợ
ướ
ử
ể
ọ
B. B SINH H C MÀNG Quy trình x lý b sinh h c b ng màng MBR (Membrane Bio Reactor) có th b ch t ô nhi m và vi sinh v t r t tri t đ ỏ ấ c th i. n ả ướ MBR x lý n c th i k t h p quá trình dùng màng v i h th ng b sinh h c th ể đ ng b ng quy trình v n hành SBR s c khí 3 ngăn và công ngh dòng ch y gián đo n. ạ ằ ộ
ụ
ệ
ả
ậ
B cân b ng...|...B s c khí...|...B l c tách b ng màng...|...B n
c đ u ra
ể ụ
ể ọ
ể ướ ầ
ể
ằ
ằ
i l c, song ch n rác.
ư ướ ọ
ử ấ ữ ơ
ỏ
ắ
ng amoni và P
ủ ể ọ ầ ưỡ
ấ ằ
ượ
ấ
ậ
ạ
ử ế ậ
ư
c.
ượ
ạ
ổ
Vai trò c a MBR: ủ Ti n x lý: nh l ề ử ắ X lý b c 1: kh ch t h u c , N, P. ậ ử X lý b c 2: phân tách hai pha r n và pha l ng khi qua ậ ử màng. Vai trò c a b l c tách b ng màng: ằ C p đ y d ng ch t b ng h p thu l ấ i.ạ còn l Kh h t sinh v t còn l i. V n hành gián đo n (7~12 phút ch y, 3 phút ng ng). ạ ạ Làm s ch màng ch b ng th i khí ng ỉ ằ V n hành liên t c trên 6 tháng, l u t c 0.3 ư ố ụ ậ m3/m2.ngày.
ậ
Ư ể
c b nén bùn
u đi m c a k thu t dùng màng l c tách: ọ ướ ể
ầ ầ
ử ệ ể
ể ắ
ể ọ
ph n ng đ kh N & P mà không c n b l ng, b l c và ti
t trùng.
ủ ỹ Không c n b l ng và gi m kích th ả ể ắ Không c n ti t đ coliform t trùng nh đã kh tri ệ ờ Công trình đ c tinh gi n nh s d ng ch m t b ỉ ộ ể ờ ử ụ ả ượ ầ ể ử ả ứ ệ
c
ộ
ề
ệ ố
ượ
ỉ
ệ ổ
Trong đi u ki n thay đ i đ t ng t, h th ng đ ụ
ậ
ỹ
ị
ổ ộ đi u ch nh cho n đ nh b ng k thu t không s c khí – ằ ề s c khí – không s c khí. ụ
ế
ể
ạ
ụ ượ
ng pháp bùn ho t tính (dùng màng kh hi u
ụ c các y u đi m (nén bùn và t o b t) ọ ử ệ
ạ
ươ
đ ng.
Kh c ph c đ ắ trong ph qu Nutrient và E.coli) ả ễ ể
D ki m soát và b o trì b ng h th ng t ả
ệ ố
ằ
ự ộ
S đ dây chuy n công ngh : ệ ề ơ ồ
ọ
ể
ạ
Đ kéo dài tu i th cho màng nên làm s ch màng vào cu i h n dùng. Ch n cách r a ph ụ
ử
ọ
Làm s ch màng ạ
ạ ướ ầ
ể
ộ
ổ ố ạ thu c vào lo i n c đ u vào. Th i đi m r a d a theo đ ng h đo áp l c. ồ ử ự
ờ ự
ồ
T cứ là dùng khí th i t ổ ừ i lên sao d ướ cho b t khí đi ọ vào trong ru t ộ màng chui theo lỗ r ng ỗ ra ngoài, đ y ẩ c n bám ra ặ kh i màng.
1. Làm s ch b ng th i khí ổ ằ ạ
ỏ
ấ
ế ổ
ng,
ườ
ờ
N u t n th t áp qua màng tăng lên 25~30 cmHg so v i bình th ớ ngay c khi đã ả dùng cách r a ử màng b ng th i ổ ằ khí, thì c n làm ầ s ch màng b ng ạ ằ cách ngâm vào thùng hóa ch t ấ riêng kho ng 2~4 ả . (Dùng gi chlorine v i li u ớ ề l ng 3~5g/L, ượ th c hi n 6~12 ệ ự tháng m t l n). ộ ầ
2. Làm s ch b ng cách ngâm trong dung d ch hóa ch t ấ ằ ạ ị
K t qu r a màng ả ử ế
