T NG LIÊN ĐOÀN LAO Đ NG VI T NAM

Ổ

Ộ

Ệ

TR

ƯỜ

Ắ NG Đ I H C TÔN Đ C TH NG

Ạ Ọ

Ứ

KHOA MÔI TR

ƯỜ

NG VÀ B O H LAO Đ NG Ộ

Ộ

Ả



Ọ

Ỵ

̀

CHUYÊN ĐÊ: TÌM HI U V H SINH H C K KHÍ TRONG X LÝ N

Ề Ồ Ể C TH I Ả

ƯỚ

Ử

MSSV: 91202216

ự

ệ NGUY N QU C TH NH Ố

Ễ

Ị

Sinh viên th c hi n:

VÕ BÌNH THU N

MSSV: 91202221

Ậ

VŨ TH PH

NG THÚY

MSSV: 91202224

Ị ƯƠ

L pớ : 12090201

Khoá: 16

Gi ng viên h

ng d n:

ả

ướ

ẫ Th y PH M ANH Đ C Ạ

Ứ

ầ

Xác nh n c a Gi ng viên h

ng d n

ậ ủ

ả

ướ

ẫ

(Ký tên và ghi rõ h tên)

ọ

2

K HO CH TH C HI N CHUYÊN Đ Ự Ạ Ế Ệ Ề

1.

GI I THI U Ớ Ệ

ọ ề

ễ c Công Nguyên, ng ướ ộ ố

ọ ườ

ề ủ ệ ố ả

ấ ự ể ủ ươ ồ ướ ấ ọ

ề ạ ả

c coi là m t khoáng s n đ c bi c còn đ ệ i. Ngoài ra n ườ ệ ể ượ ệ

ặ ụ ụ ể

ướ ớ ệ ệ ặ

ượ ồ i. Trong công nghi p, ng ườ ng, làm dung môi, làm ch t t nhiên và trong ự ế i Ai C p đã bi t ườ ậ i đã khám phá thêm ồ ng lai: n c là ngu n ướ c r t quan tr ng trong ạ i trí và cho r t nhi u ho t ấ t vì ộ ả ề ng l n, hòa tan nhi u v t ch t có th ph c v nhi u ấ ậ ề i ta s d ng n c làm nguyên li u và ử ụ ướ t và dùng đ v n chuy n nguyên i nhi ệ ườ ấ ả ể ậ ượ ể

N c đóng vai trò quan tr ng trong nhi u quá trình di n ra trong t i. T 3000 năm tr cu c s ng c a con ng ừ ướ ườ c đ tr ng tr t và ngày nay con ng i n dùng h th ng t ể ồ ướ ướ nhi u kh năng c a n c đ m b o cho s phát tri n c a t ả ủ ướ ự ả cung c p th c ph m và nguyên li u công nghi p d i dào, n ệ ẩ nông nghi p, công nghi p, trong sinh ho t, th thao, gi ệ đ ng khác c a con ng ộ ủ nó tang tr m t ngu n năng l ữ ộ m t cho con ng ngu n năng l ồ v t li u... ậ ệ

c m n, còn l ướ ả ấ ặ

c ng t. N c gi ệ cho khí h u t ng đ i n đ nh và pha loãng các y u t ọ ữ ủ ướ ị

ừ

i, S a bi n t ứ

ẳ ng n ướ ọ ọ

ầ ấ ạ ng c th , ch ng h n chi m 70% tr ng l ọ ế ạ c ng t ch có 0,5% n ỉ ướ i đã và đang s d ng. N u tr ử ụ ơ ể ượ ườ ướ ừ ễ ồ ỉ

N c bao ph 70% di n tích c a qu đ t trong đó có 97% là n ủ ướ n ậ ươ ướ nhi m, nó còn là thành ph n c u t o chính c a c th sinh v t, chi m t ễ tr ng l ượ ọ 97%. Trong 3% l ao, h mà con ng kho ng 0,003% là n c ng t s ch mà con ng c i là ạ gây ô ố ổ ế ố 50% - 97% ế ủ ơ ể ể ớ i ườ ượ ố c ng t hi n di n trong sông, su i, ệ c ô nhi m thì ch có ượ (Miller, 1988). ậ ng c th ng ơ ể ệ ph n n ế ầ i có th s d ng đ ể ử ụ ườ ọ ạ ướ ả

i đã th i ra m t kh i l ả

ộ ấ ườ ả ạ ả ướ

ạ ộ ớ ướ ố ượ ệ ộ ụ ễ c khí quy n và n c th i sinh ho t, n ạ ướ ề ể ướ ả

ả ủ ướ ể ị

ườ ườ ướ ễ ả

ạ ạ ữ ệ ệ

ụ ế ế ả ế ứ ơ ộ ừ ệ

c sau các ho t đ ng sinh ho t, s n xu t ấ ả c th i ệ c th i công nghi p. i ta đã áp d ng chúng ụ ề ng. Tuy nhiên, nhi u đó đ t ra ặ ả ạ t k c i ti n giúp nâng cao hi u qu lo i ệ c th i, rút ng n th i gian l u, c t gi m nhiên li u, ư ễ ả ắ ắ ả ấ ờ

2.

Con ng ng l n n ho c ch y qua vùng đ t ô nhi m. Ph thu c vào đi u ki n hình thành, n ặ đ c chia thành n ượ Nh n th y nhi u l i ích c a quá trình chuy n hóa k khí, ng ề ợ ấ ậ vào x lý n c th i sinh ho t nh m gi m ô nhi m môi tr ằ ả ử nghiên c u cho th y nh ng h n ch trong vi c áp d ng công ngh này, t ế ấ nh ng c h i cho vi c áp d ng nh ng thi ữ ụ ệ ữ b ch t gây ô nhi m trong n ỏ đ ng th i tái t o nh ng h p ch t có giá tr . ị ữ ồ ướ ấ ạ ờ ợ

3

M C TIÊU VÀ PH M VI Ụ Ạ

i thi u các h sinh h c k khí trong x lý n ệ ụ ủ ề ướ ồ

ử ể ử ứ

ớ ự ế ử ậ ữ ữ ề ị

ủ ơ ộ ư ớ

3.

M c tiêu chính c a đ tài là gi ả c th i ọ ỵ và cách ng d ng và th c t x lý, nêu cách th c ho t đ ng c a các b x lý k khí ứ ị ạ ộ ụ đ ng th i đ a ra các nh n đ nh chung v nh ng khó khăn và c h i cho nh ng ng ứ ờ ư ồ ố ệ d ng c a vi c l p ghép các b x lý v i nhau. Chúng tôi c g ng đ a ra các s li u, ủ ụ ng d ng th c t ụ ứ chính xác nh t có liên quan nh m góp ph n làm rõ v n đ . ề ố ắ ầ ệ ấ ự ế ể ử ấ ằ ấ

N I DUNG Ộ

các tài li u, bài báo có uy tín n ệ ừ ướ ề

ứ ề ế ị

ạ ồ ể ử ồ ớ ả ữ ứ ờ ư ủ ụ ớ

4.

c a chúng. ọ D a trên thông tin t c ngoài, chuyên đ này sàn l c ự t ng h p các ki n th c v các lo i h , b x lý k khí cùng tính kh thi c a nó, cùng ổ ợ v i vi c l p ghép các công trình v i nhau. Đ ng th i đ a ra nh ng ng d ng m i và ệ ấ ớ c h i trong th c t ơ ộ ự ế ủ

PH NG PHÁP NGHIÊN C U ƯƠ Ứ

c ngoài đã đ ướ ử ụ ữ ố

ệ ự ệ ậ

ọ ọ ả ế ợ ử ụ ể ỗ ợ ế ượ ồ ự ờ ệ

4

ứ , xác th c. S d ng các bài báo, tài li u n c công b , ch n l c nh ng thông tin hay, m i, tin c y đ xây d ng chuyên đ . Đ ng th i tham kh o các tài li u có liên ớ ề quan nh m h tr ki n th c trong quá trình th c hi n. K t h p s d ng các thông tin ằ phù h p, m i l ợ ớ ạ ự

M C L C Ụ Ụ

NG I: T NG QUAN V QUÁ TRÌNH PHÂN H Y K KHÍ TRONG X ƯƠ Ủ Ỵ Ề Ử

CH LÝ N Ổ C TH I Ả ƯỚ

1.1. C s lý thuy t ế ơ ở

ử ụ ể ậ

ậ ỵ c th i, ấ ữ ơ ệ

ng pháp này s d ng các vi sinh v t k khí và vi sinh v t tùy nghi đ phân h y ủ ớ đi u ki n không có oxy hòa tan v i 2, CH4). Quá ủ ế

5

Ph ươ các h p ch t h u c và vô c trong n ướ ợ nhi t đ , pH… thích h p đ cho các s n ph m d ng khí (ch y u CO ả ệ ộ trình phân h y k khí ch t b n có th mô t ả ở ề ạ b ng s đ t ng quát: ơ ồ ổ ơ ợ ể ấ ẩ ẩ ả ằ ủ ị ể

(CHO)n NS → CO2 + H2O + CH4 + NH4 + H2 + H2S + T bào VI SINH ế

ệ ọ ị

i đây công ngh sinh h c phát tri n, quá trình x lý k khí trong ể ạ c áp d ng trong ch t th i công nghi p, sinh ho t cùng các lo i ử ạ ệ ấ ả

4: 55,65%, CO2: 35,45%, N2: 0.3%, H2: 0.1%,

Trong 10 năm tr l ở ạ đi u ki n nhân t o đ ạ ượ ề ụ c th i có ch t b n h u c cao: BOD ≥ 10 - 30 (g/l). n ấ ẩ ữ ơ ướ ệ ả

ầ

Khí sinh h c (biogas) có thành ph n: CH ọ H2S: 0.1%.

1.2. Các giai đo n phân h y k khí ạ

• Th y phân ủ

ủ ỵ

ờ ụ ủ ủ ấ ẩ

ứ ả ể ấ

ấ ơ ụ ậ

• Axit hóa

Nh tác d ng c a enzim c a vi khu n, các ph c ch t và ch t không tan (polysaccarit, protein, lipit) chuy n hóa thành các ch t đ n gi n h n ho c các ch t hòa tan (đ ng, ườ ấ ơ amino axit, axit béo). Quá trình này x y ra ch m, ph thu c vào pH, kích th c h t và ướ ạ ả đ c tính d phân h y c a c ch t. Ch t béo th y phân r t ch m. ặ ủ ủ ơ ấ ặ ộ ấ ủ ễ ấ ậ

ấ ơ ư ể ấ

ẩ ơ ượ ố ớ ễ ự

• Axetic hóa (Acetogenesis)

2, CO2 và

i 4. Vi khu n lên men chuy n hóa các ch t hòa tan thành ch t đ n gi n nh axit béo d ả 2, H2, NH3, H2S và sinh kh i m i. S u (ancol), axit lactic, methanol, CO bay h i, r hình thành các axit có th làm pH gi m xu ng d ể ướ ả ố

ẩ ủ ể ẩ ạ ả

• Mêtan hóa (methanogenesis)

Vi khu n axetic chuy n hóa các s n ph m c a giai đo n axit thành axetat, H sinh kh i.ố

ạ ố ủ ủ ể

2, CO2, axit Là giai đo n cu i c a quá trình phân h y k khí. Chuy n hóa axetic, H fomic và methanol thành mêtan, CO2, sinh kh i m i. COD ch gi m xu ng trong giai đo n này.

ỉ ả ị ố ố ớ

6

ạ

1.3.

-

u, nh c đi m c a quá trình phân h y k khí Ư ượ ủ ỵ ủ ể

u đi m Ư ể

ỏ ể ế ệ

ả ả ề ậ

ng th p, kh ấ ấ ượ ề ượ

t k đ n gi n, th tích công trình nh , chi m ít di n tích m t b ng, công trình có ả ng (Biogaz cao). Không đòi h i cung c p nhi u ch t dinh ấ ỏ ộ ề ư c s thay đ i đ t ng t v l u ổ ộ ượ ự ồ i tr ng phân h y ch t h u c cao. Ch u đ ả ọ ấ ữ ơ ủ ị

- Nh

ng, t ng. Thi ế ế ơ ặ ằ c u t o đ n gi n và giá thành không cao, chi phí v n hành v năng l ơ ấ ạ năng thu h i năng l d ưỡ l ượ

ượ c đi m ể

ể ấ ạ

i trong c a công trình. X lý n c th i ch a tri ạ ả ử ề ả ủ ư ế ả

1.4.

Ngoài các u đi m trên thì có các h n ch là r t nh y c m v i các ch t đ c h i v i ấ ộ ạ ớ ư ế ớ s thay đ i đ t bi n v t ệ ể t đ , ướ ổ ộ ự t, thi u kinh nghi n v n hành công trình. nh ng hi u bi ệ ậ ể t v vi sinh v t k khí ch a t ậ ị ế ề ư ố ữ ế

L i ích khi s d ng k khí so v i hi u khí ớ ế ử ụ ợ ỵ

i k khí (AD) có th chuy n đ i m t v n đ x lý thành m t c h i l ể ề ử ả ỵ ộ ấ

thành m t ph ậ ổ ể ộ

ọ ể ệ ế ụ ấ ả ạ ộ

ả ơ ế ơ ả ắ

ế ng và h ở ạ ả ỵ ng cho s tăng tr ự ể ả ớ ộ ng t ả ươ , t c là vi khu n c n năng l ẩ ạ ướ ượ ầ

ự ứ ế ư ẩ ộ ỏ

ng và tăng tr ưở ự ế ấ ề ưở ữ ự

- S khác nhau chính gi a x lý hi u khí và x lý k khí:

ng. S khác bi ệ ng khác nhau. ộ ơ ộ ợ i Phân gi ươ nhu n. Khi công ngh ti p t c phát tri n, AD nhanh chóng tr ng pháp quan tr ng đ gi m ch t th i và khí th i CO2 trong khi t o ra m t lo i nhiên li u tái t o cùng v i m t phân bón r n . Các c ch c b n cho c k khí và hi u khí ệ x lý n ỗ c th i t ử ẩ bào cũng nh di đ ng, và vi khu n đòi h i th c ph m tr các ch c năng duy trì t ứ ợ (ch t n n) cho năng l t gi a các quá trình hi u khí và k khí là k t qu c a đi u ki n môi tr ả ủ ỵ ượ ề ườ ế ệ

ữ ử ự ử ế ỵ

ng :H th ng hi u khí yêu c u đ u vào thu n năng l ng, d ượ

c l ệ ố ấ ầ ỵ

ầ ả ng do đó làm gi m đáng k chi phí ho t đ ng. Các khí sinh h c có th đ ầ ế ượ ạ ệ ố ả ấ ạ ộ

t ho c trong m t k t h p nhi ứ i hình th c ướ i h th ng s n xu t k khí (khí sinh h c) không c n ầ ọ c ể ượ ọ ị t và đi n đ n v ơ ệ ộ ế ợ ệ ệ ặ

7

Năng l ượ khí, đ cung c p oxy. Ng ể năng l ể ượ s d ng trong lò h i đ s n xu t nhi ử ụ (CHP) đ s n xu t đi n và nhi ơ ể ả ệ ấ t ệ ể ả ấ

ng xung quanh trong khi x t đ : X lý hi u khí ho t đ ng ế ườ

nhi ở kho ng 37 ả ạ ộ ở ấ ỵ

ử t đ môi tr ệ ộ oC. Các khí sinh h c s n xu t trong k khí ng ho t đ ng ọ ả ạ ộ c s d ng đ làm nóng h th ng k khí (nghĩa là autothermal), ệ ố ể ề

Nhi ử ệ ộ lý y m khí th ườ ế đi u tr th ng đ Qua đó t yêu c u đ i v i bên ngoài đ u vào năng l ỵ ng nhi t. ị ườ ừ ầ ượ ử ụ ố ớ ầ ượ ệ

ườ ầ ử ử ế ẩ ỵ

Bùn s n ph m : x lý k khí sinh ra ít h n kho ng sáu đ n m i l n bùn x lý hi u ế ơ khí. v i tăng chi phí x lý bùn trong m i t n, x lý bùn có th chi phí r t đáng k . ể ỗ ấ ả ử ả ớ ử ể ấ

ế ệ ả ỵ

ng : x lý k khí ti t ki m chi phí ngoài ch t dinh d ầ ng cho nhi u n ớ t ki m kho ng 6 l n khí nito va photpho so v i c th i công ả ử ệ ưỡ ướ ề ấ

Các ch t dinh d ưỡ ấ hi u khí. Do đó ti ế ế nghi pệ

2.1. VI SINH V T LÊN MEN K KHÍ

CH NG II: VI SINH V T TRONG X LÝ K KHÍ ƯƠ Ử Ậ Ỵ

Ậ Ỵ

R t nhi u lo i vi sinh v t tham d vào quá trình phân h y k khí ch t h u c : ấ ữ ơ ủ ị ự ề ấ ạ ậ

2.1.1. Giai đo n th y phân ạ

ủ

ử ấ

8

Chuy n đ i các h p ch t cao phân t ổ ợ các h p ch t phân t ấ không tan (lignin, carbohydrate, ch t béo) thành ề th p h n. Các vi sinh v t này r t ph bi n và phát tri n nhi u ấ ấ ử ấ ổ ế ể ợ ể ậ ơ

nhiên trong đó có c nhóm vi khu n ự ẩ E.coli và B.subtilus. Th i gian sinh ả ờ

trong t tr ưở ng giai đo n này c a vi sinh v t ng n h n các giai đo n khác. ậ ủ ắ ạ ạ ơ

2.1.2. Giai đo n lên men axit ạ

Protozoa không t o CH ố ẩ ấ ạ ệ ả

ả ệ ạ ẩ

ể ủ ủ ế

ồ ị ủ ẩ ấ ặ

ử ấ ẩ ạ ề ố

ẩ 4 th c hi n lên axit các s n ph m Nhóm khu n, n m m c và ự th y phân thành các axit h u c đ n gi n. Vi khu n k khí tùy ti n là nhóm t o axit ị ữ ơ ơ Clostridium spp; Lactobacillus spp; Desulfovibrio spp; ch y u, có th nói Corynebacterium spp; Actinomyces; Staphylococcus; Escherichia coli. Trong h k khí ư Desulfovibrio, các vi khu n h y Protit còn th y có m t các vi khu n kh sunfat nh ư Penicillium, Fusarium, Mucor… các t o Hidrosunfua. Nhi u lo i n m m c nh ạ Protozoa cũng tham gia vào quá trình lên men axít.

2.1.3. Giai đo n lên men ki m ạ

ề

ả ẩ ủ

4 và CO2 ẩ ng. Các vi sinh v t b t bu c k khí phát tri n và vi khu n ồ Methanobacterium,

ề ể

ẽ ế ụ ị ộ ủ ậ ắ ụ ườ ạ ế ể

Các axit béo bay đi và các s n ph m trung gian s ti p t c phân h y thành CH làm ki m hóa môi tr Metan phát tri n m nh nh t ti p t c phân h y g m ấ Methanosacrina,

2.2. VI SINH V T K KHÍ TRONG H SINH H C

Methanococcus, Methanobrevibacter, Methanothrix.

Ồ Ọ Ậ Ỵ

ả ẩ ạ ủ ử

ạ ả

ơ ườ ấ ắ ỗ ẩ ạ

ng pH và nhi ườ

ệ ng v i môi tr ưở ệ ộ ả ớ ỏ ị

t v i các đi u ki n môi tr ề ng d b nh h ễ ị ả t đ > 14 ườ oC. Nhóm vi khu n tiêu di ệ ẩ ồ

ố ớ ườ ệ ộ ể ệ ấ ỉ

c th i ch a BOD và sulfate nh ng không có oxy. Th ng là vi khu n có kh năng t o methane và kh sulfate, nó th y phân các protein, ch t béo, poly saccharides có trong dòng th i sang d ng amino acid, các chu i peptit ng n h n nó, acid béo, glycerol and mono- and di-saccharides. Nhóm vi khu n t o acid ẩ thích nghi t t đ khác nhau, vi khu n methane th ng và ch u kho ng pH nh 6,5 – 7,5; t sulfate (g m có 14 loài, Bolt et al., yêu c u nhi ầ 1994) chuy n hóa sulfate thành hydrogen sulfide gây mùi hôi, nó ch xu t hi n khi n ướ ứ ư ả

3.1. H SINH H C K KHÍ

CH NG III: CÁC CÔNG TRÌNH X LÝ K KHÍ ƯƠ Ử Ỵ

Ồ Ọ Ỵ

3.1.1. T ng quan ổ

ấ ữ ơ ả ả

9

H sinh h c đ x lý ngu n n c th i th c p dùng phân h y các ch t h u c x y ra ủ ồ ọ ể ử ứ ấ nhiên. Ban đ u, c u trúc đ n gian nên không rõ các đ c đi m v t lý, hóa hoc và các t ể ự ồ ướ ơ ặ ậ ấ ầ

ế ả

ứ ạ có tác đ ng đ n hi u su t c a quá trình. Vì v y, ch t l ấ ủ ớ ạ ự ể i h n s hi u ng ra ấ ượ ố ệ ế ậ ộ

quá trình sinh h c ph c t p trong quá su t quá trình, k t qu làm gi bi t v nhi u y u t ề ế ề c a n c r t th p. ủ ướ ấ ọ ế ố ấ

ng có th đ n gi n ho c đ c k t h p v i các ph ng pháp x ọ ồ ể ơ ặ ượ ế ợ ả ớ

c th i khác nhau: n ồ ườ ọ ạ ướ ề ướ

ả ệ ữ ề ờ ế ử ươ c th i ph c t p ứ ạ ả ậ t khác nhau. Vi sinh v t

3.1.2. Quá trình hình thành hồ

3.1.2.1.

Các h sinh h c th lý khác. H sinh h c có th x lý nhi u lo i n ể ử c a công nghi p hay sinh ho t trong nh ng đi u ki n th i ti ạ ủ đóng vai trò ch y u trong quá trình x lý ch t th i h u c . ả ữ ơ ệ ủ ế ử ấ

H t nhiên ồ ự

ặ ấ ế ạ ồ ượ

ấ ẫ

ạ ộ ồ

ộ ớ ụ ị ờ ữ ụ ạ

nhiên trên kh p trái đ t. H đ c hình thành do ki n t o m t đ t, do s v n đ ng l p ch t l ng trong trái đ t ấ ấ ỏ ự ậ ừ i g i là l c đ a, và nó v n không ng ng đã tách b m t trái đ t thành mãnh nh hi n t ề ặ ư ệ ạ ọ ho t đ ng, ch giác quan chúng ta không nh n ra. Đ ng th i là núi l a ho t đ ng phun ạ ộ ỉ ử ậ ng, nh ng con trào nham th ch, s t lún… cùng v i s t o núi là t o nh ng đ i d ữ ạ ươ ớ ự ạ ạ sông hay h t ồ ự ấ ắ

c đây h t nhiên, khi ch a ch u tác đ ng nhi u c a con ng i th ư ướ ị

ườ ệ ọ

ề ủ ề ộ ị ệ ạ

3.1.2.2.

Tr ồ ự sinh thái h đa d ng sinh h c cao, là n i ạ con ng ộ ố ị ế ộ ch a nh ng v n đ ô nhi m môi tr ữ ng là nh ng ộ ườ c a nhi u đ ng th c v t. Hi n nay, bàn tay ơ ở ủ ồ ự ậ t, hay i tác đ ng m t s b bi n m t, m t ít b khai thác tài nguyên c n ki ấ ộ ng n ng nè do con ng i t o ra. ườ ữ ườ ạ ườ ứ ề ễ ặ ấ

H nhân t o ồ ạ

ộ ạ ủ ụ

ồ ụ

ườ n ữ ướ ồ ướ ấ ệ

c đ i hình thành nh m m c đích này hay ằ i tiêu c cho nhà máy phát đi n, t ệ ng ngu n. Đào đ p đ t ho c l y đ t đá, ặ ấ c n p đ y do m a, làm ầ ấ ắ ướ ượ ạ ả ạ ư ộ

10

H nhân t o do nh ng tác đ ng c a con ng ữ m c đích khác, nh ch n dòng sông, l u tr ư ư ắ trong nông nghi p, t o h sinh thái th ượ ồ ạ khoáng s n t o thành các h sâu r ng, th i gian dài n ờ ố n i s ng cho các loài th y sinh… ơ ố ủ

3.1.3. H sinh h c k khí

3.1.3.1.

ọ ỵ ồ

G i thi u t ng quan ệ ổ ớ

ng pháp sinh hóa t ể ắ ủ ặ ắ ươ ự

ệ ố ạ ộ ủ ậ ỡ

c phóng thích khí CH ậ ị 4và CO2. nhiên H k khí dùng đ l ng và phân h y c n l ng dùng ph ồ ỵ d a trên vi c s ng và ho t đ ng c a vi sinh v t k khí. Các vi sinh v t phá v các h p ợ ự ch t h u c trong n ấ ữ ơ ướ

ng sâu t 2 – 5m và x lý đ c th i có ch t h u c cao (th ừ ườ ồ ị c n ượ ướ

ớ ả ấ ữ ơ

ướ ồ ấ ữ ơ ồ ẽ ặ

ề ặ

ạ ệ ủ ề ệ ậ

ự ấ ả ệ t l ng N, P, K và nhi u vi sinh v t gây b nh b ng vi c t o ra bùn và gi ụ ượ ệ ề ậ

11

ệ ạ ng đem l ườ ng H k khí th ử > 100g BOD/m3 v i sâu 3m n ng ch t h u c có trong h s liên quan thân c). l ượ ng oxy n p vào h . H k khí không có m t c a t o, m c dù có th b t ể ắ m t v i l ặ ủ ả ậ ớ ượ ồ ị ạ ộ g p có s xu t hi n c a loài ch y u ủ ế Chlamydomonas trên b m t. Chúng ho t đ ng ặ r t hi u qu trong đi u ki n khí h u nóng có th lo i b 60 – 85% BOD. H k khí ồ ị ấ làm t ả i phóng NH3 vào không khí. Sau khi k khí xong h k khí th ể ạ ỏ ằ ườ i k t qu : ả ạ ế ồ ị ị

- Chuy n đ i v t ch t t

ấ ừ ạ ọ d ng v t li u hòa tan thành d ng v t ch t l ng đ ng ậ ệ ấ ắ ể ạ ậ

- Hòa tan các d ng ch t h u c khác.

ổ ậ đáy. ở nh bùn ư

- Phá v quá trình phân h y sinh h c c a v t ch t h u c . ấ ữ ơ

ấ ữ ơ ạ

- Ch a ch t không hòa tan và không phân h y nh bùn đáy.

ọ ủ ậ ủ ỡ

- Ch a v t ch t không h p th và

ủ ư ứ ấ

d ng vô đ nh hình nh bùn đ y. ứ ậ ụ ấ ấ ở ạ ư ấ ị

- X lý đ ử

c m t l ng n ượ ộ ượ ướ c dòng ch y đi qua. ả

5 trong

ng BOD ạ ộ ả ả ồ ị ượ

Quá trình lên men và ho t đ ng k khí trong h làm gi m kho ng 70% l dòng ch y. Thông ả

ườ ộ ồ ị ụ ử ả ế ể

ng, m t h k khí đ n liên t c x lý s đ t hi u qu n u n ng đ dòng th i ≤ 1000 ớ c th i công nghi p n ng đ cao nên ph i đ n 3 h k khí m i ộ ồ ả ế ả

3.1.3.2.

ả ộ ồ ị McGarry and Pescod, 1970). th mg/l BOD5. Đ i v i n có th x lý t ể ử ơ ố ớ ướ t nh ng th i gian l u ít nh t 1 ngày ( ư ờ ư ố ẽ ạ ệ ồ ấ

Thông s thi t k h k khí ố ế ế ồ ỵ

ng d c thi ế ế ệ ệ

ượ ư ồ t k theo kinh nghi m có di n tích 10 – 20% di n tích h ệ ặ c vào mùa hè 1,5 ngày, mùa đông không quá 5 ngày. Đ c ướ

- H nên có 2 ngăn làm vi c nhăm khi d phòng x bùn. ệ

H k khí th ồ ị ườ tùy ti n. Th i gian l u n ờ ệ đi m c u t o: ấ ạ ể

- C a n

ự ả ồ

ử ướ ồ

ố ặ ắ ế ớ ả ặ ệ ả ả ệ ệ ỏ ơ ồ ầ ả ế ơ ố

ề c vào ph i đ t chìm, ph i đ m b o vi c phân b c n l ng đ ng đ u ả trong h , c n 1 mi ng x n u di n tích nh h n 0,5ha n u l n h n thì b trí thêm.

- C a l y n ử ấ

c r i kh i h thi t k theo thu n c b m t và có t m ngăn đ ỏ ồ ế ế ướ ề ặ ấ ể

ướ ờ bùn không đi theo.

ị t k 1 cách hoàn ch nh, không phát sinh mùi có h i và khó ch u ạ

c cho b i: H k khí có th thi ỉ ể ồ ị (lv, g/m3ngày), đ ố th tích dòng vào BOD d a trên thông s ự ế ế ể ượ ở

lv = Li.Q/Va

Trong đó:

Li: dòng vào có BOD, mg/l (g/m3)

3/ngày

3 Va: th tích h , m

Q: l u l ng dòng ch y, m ư ượ ả

12

ể ồ

B ng .1 Các thông s thi t k h k khí ả ố ế ế ồ ị

Nhi t đ T (

oC)

Th tích dòng vào (g/m ệ ộ ể

3ngày) Lo i b BOD (%) ạ ỏ

< 10 100 40

10 - 20 10T - 100 2T + 20

20 - 25 10T + 100 2T + 20

>25 350 70

3ngày, nh ng trong b ng trên l

Nguồn: Hamzeh Ramadan, Victor M. Ponce, 10/2006.

ư ả ạ ẳ

ả i quy đ nh 350 nh m đ m 3 để ị ỏ ơ ư ể ấ ằ

Lv có th đ t đ n 400 g/m ể ạ ế b o v n đ mùi. L u ý r ng th tích BOD dòng vào không nên nh h n 100 g/m ề ả duy trì đi u ki n k khí. ệ ị ề

Th i gian l u n c c xác đ nh t công th c: ư ướ đ ờ ượ ị ừ ứ

i thi u trong 1 ngày n u ít h n 1 ngày nên tính l qa = Va / Q ( t ố ể ế ơ ạ a). i V

Di n tích xây d ng h : ồ ự ệ

Aa = Li.Q/D.lv

2 Aa: là di n tích h , m

Trong đó:

ệ ồ

ng BOD, g/ngày Li.Q: l ượ

3ngày

D: đ sâu h , m ồ ộ

3.1.4. H sinh h c tùy ti n

lv: th tích dòng vào BOD, g/m ể

3.1.4.1.

ồ ọ ệ

G i thi u t ng quan ệ ổ ớ

2, n

c và t ng có CO ớ ả ả ế ướ ườ ệ

ượ ề ồ ầ ả

ờ ể ố ng oxy d s đ ử ụ c vi khu n l y đ phá v các h p ch t h u c . H này đ ơ ấ ữ ơ ả ỡ ợ

ư ẽ ượ ậ ữ ế ầ ở ị

i do oxy không duy trì đ n đ ậ

ồ ầ ộ ề ặ ả ế ượ ộ ế ủ ồ ộ ầ ầ ầ ị ị ị

13

bào vi khu n và t o m i trong đi u ki n có Dòng ch y th ẩ oxy (nh ư Chlamydomonas, Pyrobotrys và Euglena). L ng t o trong h c n ánh sang m t tr i đ s ng. Chúng phát tri n và sinh s n ra oxy nhiêu h n chúng s d ng. ặ ể ượ c L ượ ể ậ ấ ở g i chính xác b i thu t ng “tùy ti n”, b i vì nó có t ng trên hi u khí và t ng k khí ọ ệ ở ể c đ sâu c a h . Vì v y to n b b m t phát tri n d ạ ướ hi u khí t ng trung gian hi u/k khí và toàn b t ng k khí đ y. X y ra t ng k khí ở ấ ế n u:ế

-

-

H quá sâu, màu n i, nên ánh sang không xu ng đ c. ồ c t ướ ố ố ượ

Nhu c u oxy cho t ng d i cao h n kh năng cung c p, gia tăng khi hàm ầ ướ ả ấ ơ

-

ầ ng ch t h u c nhi u. ấ ữ ơ ề l ượ

T ng m t giàu oxy nh ng không có s hòa v i t ng đáy. ớ ầ ự ư ầ ặ

ạ ộ ợ ủ ả ệ ế ổ

ủ ế ị ặ ờ ứ ạ ỉ

ọ ủ ồ ặ ờ ầ ạ ộ i t ớ ố ị ư ể ữ ề

c mô t Do ho t đ ng quang h p c a t o nên có s thay đ i vi c dùng hi u hay k khí trong ự ngày. Ch y u hi u khí khi m t tr i có b c x đ nh đi m, k khí và m t tr i m c, sau ế tr i m c oxy hòa tan nhi u d n cho t i đa vào gi a tr a. Ho t đ ng c a h tùy ờ ọ ti n đ ệ ượ ả

-

Khi xong quá trình h tùy ti n s đáp ng: ồ ệ ẽ ứ

ng x lý dòng th i vào t x lý k khí thông qua vi c phân chia phân Tăng c ả ừ ử ệ ị

-

ườ ử h y và tiêu hóa ch t h u c . ấ ữ ơ ủ

-

m t. X lý hi u phá h y g n h t ch t h u c ủ ầ ấ ữ ơ ở ặ ử ế ế

3.1.4.2.

Làm gi m vi sinh v t gây b nh. ệ ả ậ

Thông s thi t k h tùy ti n ố ế ế ồ ệ

ng sâu 1,5 – 2,5m, trong đó m c n ườ ự ướ

ệ ng dùng 5 – 30 ngày. Khi nhi ườ ệ ồ

45 – 90 kg/ha.ngày. Khi nhi ng BOD vào t 0 – 15

ệ ộ ế ố ấ ữ ơ ừ ả

14

H tùy ti n th ồ l u th ư l ượ ch t h u c kho ng 22 – 45 kg/ha.ngày, khi xu ng 0 nên 11 – 22 kg/ha.ngày. T i l c luôn dùy trì 1 – 2m, th i gian ờ oC, t iả t đ trung bình trong mùa đông trên 15 oC, t ả ượ ng i l ấ ữ ơ ỉ ng ch t h u c ch i 40 i h n t ng BOD dòng vào ngăn đ u tiên ch gi t đ bi n đ i t ổ ừ oC thì t i l ả ượ ầ ỉ ớ ạ ớ ả ượ

t đ 0 ổ ặ ỏ ơ

t đ không khí lên trên 15 ờ oC thì t ộ ệ ọ

ả ạ ỏ ề ầ

ệ ộ oC. N uế ư i tr ng BOD dòng vào có th đ t 100 ể ạ ườ ng 5 có th đ n 80 – 90%. Chi u s u là 1 m th ậ Sherwood C. Reed, E. Joe ả ể ế ng c a sinh v t. ủ ưở ố

kg/ha.ngày ho c nh h n, và t ng th i gian l u 120 – 180 ngày khi nhi nhi kg/ha.ngày. Hi u qu lo i b BOD ệ dùng, dùng đ ki m tra t c đ tăng tr ộ ể ể Middle Brooks, Ronald W. Crites.

35-Tf.f’ theo Gloyna, 1976

Th tích xây d ng h tùy ti n ự ệ nh sau: ư ồ ể

V = (3,5 x 10-5)QLaq

3 V th tích h , m

Trong đó:

ể ồ

Q l u l ư ượ ng dòng ch y vào, l/ngày ả

dòng vào, mg/l La các thông s c b n COD hay BOD ố ơ ả ở

q h s thay đ i nhi t đ (= 1,085) ệ ố ổ ệ ộ

T nhi ệ ộ ồ oC t đ h ,

f t o đ c ả ộ

f’ nhu c u oxy sulfide ầ

f đ ố ố ớ ướ ấ ả

c th i sinh ho t và công nghi p, và f’ cũng t đ trung bình ỏ ơ ệ ệ ộ ạ ệ ộ t đ ch n nhi ọ

c th ng nh t là 1 đ i v i n Y u t ượ ế ố b ng 1 khi n ng đ ionsulfate nh h n 500 mg/l. nhi ằ ồ c a h trong tháng l nh nh t. ủ ồ ộ ạ ấ

t k h tùy ti n c n quan tâm nhi u di n tích m t n ề ặ ướ ệ ầ

t k d a trên ệ thông s BOD vào trên b m t ế ế ự c, tăng nó cũng chính ề ặ (Lg, ố

ầ c cho b i: Khi thi ế ế ồ tăng hi u su t. C n chú ý thi ấ ệ kg/ha.ngày), đ ượ ở

2 Trong đó Af là di n tích h , m

Lg = 10.Li.Q/Af

ệ ồ

B c ti p theo tính th i gian l u n ướ ế c ư ướ ờ

qf = Af.D/Qm

Trong đó:

D là đ sâu, m ộ

15

ng trung bình, m Qm l u l ư ượ

3/ngày (dòng vào Qi và dòng ra Qe)

Di n tích xây d ng h : ự ồ ệ

Af = 10.Li.Q/ls

2 Af là di n tích h k khí, m

Trong đó:

ồ ị ệ

ng BOD, g/ngày Li.Q là l ượ

3.1.5.

Ls thông s BOD vào trên b m t, kg/ha.ngày ề ặ ố

Ứ ng d ng ụ

c dùng r ng rãi đ x lý n c th i. Hi n có g n 5000 h t i M ồ ộ ể ử ướ ồ ạ ệ ả ầ ỹ

H sinh h c đ ượ trên t ng s 12500 h trên th gi i. ọ ố ế ớ ổ ồ

c dùng x lý tr c c a n ượ ướ ệ ả

ồ ị ề ử ư c th i sinh ho t và công nghi p, nh ng c th i công nghi p có n ng đ ch t h u c d phân h y cao. ộ ạ ấ ữ ủ

H k khí đ nhi u là x lý n Ngoài ra còn đ ử ả ướ c dùng x lý n ồ c trong chăn nuôi tr ượ ướ ủ ệ c th i tr ả ướ ướ ử c khi th i ra đ t. ả ấ ơ ễ ướ

c đây đ c dùng cho n ướ ả ạ

ượ ướ c dùng nhi u trong x lý n ồ ệ ư ử

i k t h p h i con ng ướ ề l c, h hi u khí k khí… Trên th gi ị ứ ấ ừ ọ

ư c th i công nghi p và sinh ho t. Nh ng c ch a qua x lý c a sinh ho t, ho c x lý ặ ử ồ c th i sinh ho t và công ạ ườ ế ợ ạ ử ồ ế ị ử ả

3.2. CÁC B SINH H C K KHÍ TRONG X LÝ N

H tùy ti n tr ệ hi n nay đ ượ các dong th i th c p t ả tùy ti n v i h hi u khí ho c k khí luôn trong x lý n ặ ớ ồ ế nghi p vì giá thành th p ki m soát đ c nhi u vi sinh v t h i. ệ ủ ế ớ ướ ậ ạ ệ ệ ượ ể ề ấ

Ọ Ử Ỵ Ể ƯỚ C TH I Ả

3.2.1. B UASB ể

3.2.1.1.

Gi i thi u t ng quan ớ ệ ổ

c gi ố ớ ệ ượ ệ ạ Ấ

c l p đ t t ộ ế

ạ ầ ể ử ả ộ

ễ ầ ả

ướ ấ ạ ệ ệ ấ ộ

ế ướ ả ơ

ộ ế ợ ủ ướ ự ể ợ ườ ạ ự ờ ể ệ ể ộ

16

i n Đ vào cu i năm th p niên tám m i ươ (UASB) công ngh đ i thi u t ộ ậ ặ ạ i trong K ho ch hành đ ng Ganga (GAP). M t b thí đi m đã đ ượ ắ ể ộ ộ c th i thu c da và sau đó c th i và n Kanpur ban đ u đ x lý m t k t h p c a n ướ ả ẽ ố dành riêng cho n c th i. S phát tri n này đã di n ra khi m t nhu c u m nh m đ i ộ v i m t 'chi phí th p' phù h p công ngh đã tìm th y ti p theo kinh nghi m c a các ủ ớ công ngh hi u khí thông th c th i (STP), n i các chi phí ng d a nhà máy x lý n ử v n hành đ c coi là th p. T i th i đi m đó, UASB là m t công ngh phát tri n đã ậ ượ c đ nh v nh là m t l a ch n h p lý v i kh năng "ph c h i tài nguyên. Đ c đ ớ ượ ệ ế ượ ị ấ ộ ự ụ ồ ư ả ọ ợ ị

c th i do tính năng đ c đáo sau đây ợ i cho x lý n ử ướ ả ộ ệ ẽ

cho r ng công ngh này s có l ằ c a nóủ

ng th p - Nhu c u năng l ầ ượ ấ

- Ho t đ ng và chi phí b o trì ít ạ ộ ả

- Yêu c u k năng th p h n cho ho t đ ng / giám sát ơ ầ ỹ ạ ộ ấ

- S n xu t bùn ít ấ ả

khí sinh h c và s d ng bùn ả ụ ồ ồ ự ệ ừ ử ụ ọ

- Kh năng ph c h i ngu n l c thông qua phát đi n t làm phân bón.

Kanpur và cân nh c ạ ệ ự ắ ở

ự ế

ạ ế ự ạ

ộ ạ ị ấ ượ ự ả ậ ổ

3.2.1.2. Nguyên lý ho t đ ng

trên, D a trên kinh nghi m h n ch c a hai phòng thí đi m ể ở ế ủ ộ c a chu ng nh t trong K ho ch hành đ ng UASB là l a ch n công ngh đ ấ ệ ượ ư ọ c th c hi n trong giai đo n 1993-2002. Theo k ho ch này 16 Yamuna (YAP-I) đ ệ STP UASB là xây d ng trong Haryana và UP th tr n có kh năng v n hành t ng h p ợ c a g n 600 b . ể ủ ầ

ạ ộ

s n xu t r ồ ấ ừ ả

ả ộ ắ

ệ ế ề ầ ể ượ ệ ế ế ụ ọ ượ ượ ợ

ả ả ệ ệ ạ ỗ

ọ ừ ấ ấ ả ấ ệ ỹ

ấ ấ ủ ẫ ủ ứ ấ ẽ ả

ấ ứ ộ ệ

ấ ng sinh h c, tr ượ ượ ệ ề

Công ngh UASB đã đ ệ c th i công nghi p c tìm th y là r t hi u qu đ x lý n ệ ả ể ử ướ ệ ấ có n ng đ cao đ c bi u, gi y và b t gi y, thu c da, và th c ự t là t ặ ộ ấ ộ ấ ấ ượ ph m công nghi p ch bi n. Đ i v i t ấ i tr ng h u c cao, ch c ch n nó cung c p ẩ ữ ơ ắ ố ớ ả ọ i th v g n tiêu th năng l các l ồ ng không đáng k , O & M th p chi phí và thu h i ợ ấ ể s l ng đáng k sinh h c năng l ng khá l n khí ng. S n xu t phù h p v s l ố ượ ớ ề ố ượ ộ i ch là m t ch t th i công nghi p làm cho s n xu t đi n cho tiêu dùng t sinh h c t đ xu t tài chính h p d n. Các tính năng khác c a công ngh , yêu c u k năng th p ấ ầ ề ẫ ệ thêm vào s c h p d n c a nó trong b i c nh công nghi p h n và s n xu t bùn, có l ố ả ơ đ n m t m c đ nh t đ nh. Ví d , trong ngành công nghi p ch ng c t phù h p c a ợ ủ ư ộ ế công ngh đã đ ả c ch ng minh đ y đ h p do ti m năng năng l ọ ủ ợ l c tìm th y là ít h n 3 năm. ạ ấ ị ứ i kho ng th i gian đã đ ờ ụ ầ ấ ượ ả ơ

ử

ệ ụ ấ ướ ộ ụ ế

i có th kh ng đ nh r ng tính v ạ ộ ấ ị

ướ ế ể ả ặ

t tr i trong x lý, nh ng v n đ ữ c th i phù h p cho kh ợ ể ứ ượ ộ ứ ấ ự

ệ ượ c th i ch 70-100 mg / l và là ti n đ giai đo n th hai x lý hi u khí đ ề ủ ướ ệ ạ ứ ử ề ế

17

c th i (trong đó BOD 200-300 mg / l), tích lũy Tuy nhiên, khi áp d ng cho x lý n ả ạ kinh nghi m cho th y các tính năng 'đ c đáo' không có s c thuy t ph c cho m t lo t ề các lý do. Nhìn l ằ ẳ ể ử liên quan đ n đ c đi m n ử c th i, yêu c u x lý th c p, n ầ ử ướ ả ả c th c hi n. UASB có th làm gi m trùng, phát đi n và ph c h i tài nguyên đ u đ ề ụ ồ BOD c a n ể ỉ ả cho phép phù h p v i x tiêu chu n. ớ ả ẩ ợ

ỉ ẫ ể ướ ố ề

ề ậ ố ề ể ộ

các n c nhi ể ắ n ng đ 5 – 7% và l p bùn l ớ ụ ồ t đ i, b UASB x lý n ướ ệ ớ ử ể ồ ộ

ả c th i ả ệ i đi lên v n t c v = 0,6 – 0,9 m/h. Bùn trong b l ng hình thành 2 vùng rõ r t: ơ ả c th i c th i đ u ra: COD 140 mg/l, BOD 75 mg/l và ể ứ Ở ng n ạ ướ ả ầ ấ ượ ướ ụ

N c th i sau khi đi u ch nh pH theo ng d n phân ph i đ u toàn đáy b , n ướ ố d t ừ ướ l p bùn đáy b chi u cao ¼ b ch a các h t keo t ớ l ng n ng đ 1000 – 3000 mg/l. ử đ c áp d ng r ng rãi. Ch t l ộ ượ TSS 30 mg/l.

ấ ệ ộ ấ ố ộ ủ ữ ơ ả

ả oC và 55-65% t 20 ạ ỏ ể ạ ở

oC. L

ấ ượ l ỷ ệ ả ả

10 t đ th p làm t c đ th y phân th p và phân h y h u c gi m, gi m hi u su t ấ ệ oC. i 13-17 khí đ t t o ra) ố ạ oC ở c th i ra và t c đ s n xu t khí gi m (gi m 78% t ấ ượ ng COD b lo i b th p h n 25% ị ạ ỏ ấ ơ

• Kh c ph c ụ ắ

Nhi ủ t ng th b k khí. B UASB lo i b COD ~ 65% ổ Ch t l khi nhi so v i ể ể ị ng n ướ t đ gi m t ệ ộ ả oC, tích t 27 l ng trong b ph n ng. [4] ố ộ ả ả ừ oC xu ng 10 27 ố ch t r n l ụ ấ ắ ơ ử ể ả ứ ớ ở

nhi ệ ệ ộ ấ ầ ệ

ở ớ ế ị

ọ ế ợ

ng l p bùn k khí c a b b ng cách thay th thi ủ ể ằ ả ứ c đây t đ 13 ố ượ ằ ớ ể ệ ộ ướ ồ ở

ề ặ t đ th p c n cung c p di n tích b m t Đ c i thi n hi u su t c a b UASB ấ ấ ủ ể ệ ể ả t b đ g n sinh kh i và tăng kh i l ế ị ố ể ắ tách khí/ch t r n c a b UASB b ng b l c. B ph n ng UASB – l c k t h p đ t ạ ể ộ ọ oC đ ng th i ờ 64 % COD, lo i b h n 4 % so v i b UASB tr lo i b ph n keo t nhi t h n do đính kèm sinh kh i trên b l c. [4] ấ ắ ủ ể ạ ỏ ơ ố ơ ạ ỏ ộ ọ ầ ố

18

S đ ho t đ ng b UASB [4] ạ ộ ơ ồ ể

3.2.1.3.

ng Thu h i năng l ồ ượ

ng sinh h c đ c coi là m t y u t ọ ượ

c th i. Tuy nhiên, m t s h n ch nh đ c li ộ i c a m t i đây đã ướ ộ ế ố ế quan tr ng trong l ọ t kê d ư ượ ợ ủ ướ ệ

Thu h i năng l ượ ồ UASB đ x lý n đ c nh n ra đó ngăn ch n th c hi n các l ộ ố ạ i ích. ể ử ậ ượ ả ặ ự ệ ợ

ng BOD đ u vào và tùy thu c vào môi tr ượ ộ

ả c th i và các bi n th khác. Nhi ế ệ ộ

ưở ể ấ

ụ ộ t đ n ệ ộ ướ ở c tìm th y đi xu ng đáng k trong tháng mùa đông ườ ể ấ ừ ậ ả ề ậ ỵ ố ể

ng xung oC 3 – 5 t đ trong b th p t ng và phát tri n. Vì v y s n xu t khí mi n B c n Đ . ộ ầ c s n xu t trong m t b UASB v a và nh không ph i là đ y ắ Ấ ả ở ỏ ừ ấ

ộ ể ng sinh h c. i nhu n c a năng l Khí sinh h c ph thu c vào l ầ ọ quanh và nhi ể s gây c n tr cho vi sinh v t k khí sinh tr ả ẽ sinh h c đ ọ ượ L ượ đ đ đ m b o l ủ ể ả ấ ng khí sinh h c đ ọ ượ ả ậ ủ ả ợ ượ ọ

ơ ể ầ ấ ớ

ộ ổ ỏ ố ượ ỉ ầ

19

Các đ ng c trong b do chi phí th p luôn đòi h i s l li u b sung. Rõ ràng, chi phí d u diesel hóa ra là không ch cao nh ng b t l đ c th c hi n mi n phí cho các c quan đi u hành STP. Kinh t ng l n d u diesel là nhiên i là đi n ệ ử ng và s ư môi tr ế ấ ợ ườ ệ ượ ự ệ ễ ề ơ

ề ơ

d ng ngu n l c ngoài, nó không có ý nghĩa kinh doanh cho c quan đi u hành đ ch y ể ạ ụ máy phát đi n nhiên li u diesel đ u trên mua bên ngoài. ồ ự ệ ệ ấ

ố ộ ơ ư ườ ậ ơ ọ ộ

ệ ặ ộ

ng h p đ ng c n Đ và m t khác nó đòi h i thêm đ nh kỳ chi phí. Đã có tr ỏ ở Ấ ườ ặ ị

3.2.2. Các lo i h m k khí

Cu i cùng, có m t nguy c ăn mòn c a các b ph n c khí sinh h c nh th ứ ng ch a ủ ổ ế ộ hydrogen sulphide. Công ngh cho desulpherisation là m t m t không ph bi n r ng rãi ơ ộ ợ khí đ c đ a ra do ăn mòn nghiêm tr ng. ộ ượ ư ọ

3.2.2.1.

ạ ầ ỵ

Các lo i h m ạ ầ ủ

• V n hành theo m

Ng i ta có th chia các lo i h m ườ ạ ầ ủ ể theo 3 cách v n hành chính ậ

ậ ẽ

đ ầ ủ ượ ạ ệ ộ ầ

i và quá trình sinh khí s di n ra trong m t th i gian dài cho t ạ ấ ậ ậ ộ ờ

ấ ớ ộ ầ ẽ ễ ứ ộ

ng khí sinh ra gi m th p t c l y ra ch ch a l đ i 10%-20% đ làm ch t m i, nguyên li u m i l ả ỉ ừ ạ ệ ấ ồ

c n p vào và quá trình c ti p t c. Theo ki u v n hành này thì l ạ ể ể

c n p đ y nguyên li u trong m t l n, cho thêm ớ i ả i m t m c nào đó. Sau đó toàn b các ch t th i ấ ớ ạ i ng khí sinh ra ng cao vào lúc m i n p và gi m d n đ n cu i chu ứ ệ ụ ườ ổ ị ậ ớ ạ ượ ầ ế ả ố

• V n hành bán liên t c ụ

Trong cách v n hành này , h m ch t m i và đ y kín l ồ khi nào l ượ c a h m ủ ầ ủ ượ ấ đ ượ h ng ngày không n đ nh nó th ằ kỳ

ậ

c n p vào h m 1 ho c 2 l n 1 ngày và cúng m t l ặ ầ ệ ượ ạ ộ ượ ầ

ấ ợ ờ

ng ch t th i th ậ ể ng xuyên. Th tích c a h m ể ườ ấ

phân và ch a gas. Theo ki u v n hành n y thì t ng th tích gas s n xu t đ ả ủ ng ch t th i c a c l y ra ngay các th i đi m đó. Ki u v n hành này thích h p khi ta có ể ph i đ l n đ làm 2 nhi m ệ ể ấ ượ c ả ể ể ổ

• V n hành lien t c ụ

Nguyên li u đ s đ h m ầ ủ ẽ ượ ấ m t l ộ ượ ả v : ụ ủ trên m t đ n v tr ng l ủ ầ ủ ả ủ ớ ầ ng cao ng ch t h u c th ứ ị ọ ộ ơ ậ ấ ữ ơ ườ ượ

ậ

cách v n hành này vi c n p nguyên li u và l y ch t th i c a đ ấ ấ ệ

ữ ổ ị

ệ c gi ng pháp này th ế c ti n ả ủ h m ầ ủ ượ n đ nh b ng cách cho ch y tràn vào ả ạ ng dùng đ x lý các lo i ể ử ằ ườ ượ ươ ị

c th i có hàm l Ở ậ hành liên t c. L ụ h m ầ ủ ặ n ướ ạ ng nhiên li u n p đ ệ ạ ượ ng. Ph ho c dùng boom đ nh l ượ ng ch t r n th p ấ ấ ắ ượ ả

ấ ể ử ụ ồ

làm ch t m i thì cũng có th s d ng phân gia súc . s ho t đ ng n d nh trong vòng 20-30 ngày sau khi ợ ấ ạ ộ ổ ị ầ ủ ẽ

20

N u không có ch t th i h m ả ầ ủ ế trong tr ng h p này thì h m ườ b t đ u v n hành. ậ ắ ầ

3.2.2.2.Các m u h m

• H m

ẫ ầ ủ

n p vòm c đ nh ( Trung Qu c ) ầ ủ ắ ố ị ố

c xây d ng ngay trên ph n phân. Do đó, th ầ ứ ượ

ầ ủ ằ b ng t ng th tích c a 2 ph n này. H m ủ ự ầ ầ

t ki m di n tích và n đ nh nhi ầ ủ ị ệ ổ

Ở ầ ầ

ằ c hàn kín b ng đ t sét, ph n n p này giúp cho thao tác làm s ch h m ể ầ ủ ượ có d ng bán c u đ c ạ t đ . Ph n ch a khí ứ ầ ệ ộ ộ ắ ph n trên có m t n p khi ổ ể i đ t đ ti ướ ấ ể ế ề ớ ằ ầ ủ ả ắ ạ

Lo i h m này có ph n ch a khí đ ạ ầ tích c a h m ủ chôn hoàn toàn d ệ c tô b ng nhi u l p v a đ đ m b o yêu c u kín khí. đ ữ ể ả ượ đ y đ ầ ấ ậ các ch t th i r n đ y h m ả ắ ượ ấ ằ ầ

này r t ph bi n Trung Qu c, nh ng có nh ứ

ấ ả ổ ế ở ả ố ệ

ở

c đi m là ph n ch a khí ầ th p . G n đây các nhà Thái Lan này ạ ầ ủ ự ọ ủ ỹ ầ biogas ầ ủ i k t c u c a h m ạ ế ấ ủ ầ ủ

• H m

Lo i h m ư ể ượ khó xây d ng và đ m b o đ kín do đó hi u su t c a h m ấ ủ ầ ủ ấ ộ khoa h c c a Đ c và Thái Lan h p tác trong vi c phát tri n h m ể ệ ợ đã dùng k thu t Cad ( computer aid design ) đ tính toán l ể nh m cho ra đ i lo i m i . ứ ậ ờ ầ ạ ớ

n p trôi n i ( n Đ ) ầ ủ ắ ổ Ấ ộ

n Đ , còn g i là h m ki u KVIC ( đ ọ ộ ấ ạ ầ ổ ế ở Ấ ượ

ầ ủ ể ộ ầ ầ ồ

ặ ổ

ướ ứ ấ

ộ ứ c làm b ng thép t m, betong l ằ này b nh h ị ả ượ ườ ạ ầ ủ ng nhi u b i các nhân t ở ề

21

d b ăn mòn ho c b lão hoá. M t nh c thi Lo i h m này r t ph bi n b i Khadi and Village Industries Commission). G m có m t ph n h m hình tr ở b ng g ch ho c betong l ằ ạ ướ ng đ . Chuông ch a khí th h m ầ ủ d o ho c s i thu tinh. Lo i h m ỷ ẻ t đ . N p h m tr ắ ệ ộ ườ ế ế t k xây ụ i thép và m t chuông ch a khí trôi n i trên b m t c a ề ặ ủ ấ i thép , ch t môi ố ể c đi m ặ ợ ng nh nhi ư ầ ủ ễ ị ưở ặ ượ ộ ị

• M t s h m

khác là áp gas . su t ấ th p ấ

Vi t Nam ộ ố ầ ủ ở ệ

a) H m CT1 ầ ủ

ầ ủ ắ ắ

ế

ụ t k m u h m ầ ủ ụ t Nam ngoài vi c áp d ng các m u h m ẫ CT1. Lo i h m ạ ầ ủ ứ ằ

c đúc s n do đó th i gian thi công rút ng n xu ng còn t ẳ ắ ấ ờ ố

22

c phát tri n trên 100 cái Vi ệ Ở ệ TTNLM còn thi ế ế ẫ c đ nh, h m có d ng hình tr tròn, có chuông ch a khí làm b ng xi măng l ầ ủ ạ ố ị các c u ki n c a h m đ ệ ủ ầ ủ ượ này đ 2, 3 ngày . Lo i h m ạ ầ ủ ổ n p vòm c đ nh, n p trôi n i, ố ị ủ ầ ủ ắ n p này là bi n d ng c a h m ạ i thép, ướ ừ khu v c C n Th và các ầ ượ ự ể ơ ở

này không còn ạ ầ ủ

c a chu ng nũa, b i ki n trúc khó khăn c ng k nh, t n kém di chuy n. t nh ĐBSCL, tu i th c a h m ỉ ổ đ ượ ư ọ ủ ầ ủ ế ộ ở trên 10 năm. Hi n nay lo i h m ệ ề ồ ố ể

b) H m ầ ủ có chuông ch a khí riêng bi ứ t ệ

này có th gi ng nh b t kỳ m t ki u nào đã nêu ể ố ư ấ ể ộ ở

ỉ ộ ứ ể ằ

ạ ầ ủ ấ ổ ớ ị

23

này không ph bi n trên ch khác là có Lo i h m chuông ch a khí n m riêng, chuông ch a khí này có th dùng chung cho m t vài h m ầ ấ ổ . u đi m chính c a lo i h m này là kh năng cung c p gas n đ nh v i áp su t n ả ổ ế ạ ầ ủ ứ ủ Ư ể đ nh . Tuy nhiên lo i h m ị ạ ầ ủ

3.2.3. B sinh h c k khí hai giai đo n ọ ỵ

ể ạ

Hệ th ngố sinh học phân hủy kỵ khí 2 giai đo nạ thường Đ cượ thiết kế cho vùng dân cư từ 30.000 – 50.000 người. Ở giai đo nạ đầu, các hoạt động sinh hóa chính là sự lỏng hóa các chất rắn h uữ c ,ơ phân hủy các h pợ chất h uữ cơ đã hòa tan và sự khí hóa. Ở giai đo nạ thứ hai xảy ra chủ yếu là sự khí hóa, tuy nhiên, vẫn có sự phân chia ở bề mặt, chứa khí và phân hủy bùn. Giai đo nạ đầu thường là quá trình phân iả tr ngọ cao với sự hòa trộn liên t cụ các chất, trong khi đó ở giai đo nạ hai hủy t thường là sự hòa trộn ở t iả tr ngọ thấp với sự nổi trên bề mặt và pha trộn không liên t c.ụ Các chất h uữ cơ cung cấp ban đầu ở dòng vào trong giai đo nạ một thường l nớ h nơ so với giai đo nạ hai.

o o F trong suốt mùa lạnh F – 100 Hầu h tế các Bể phân hủy Đ cượ giữ ở nhiệt độ 85 để đẩy m nhạ thời gian phân hủy. Khí thoát ra từ hệ th ngố Đ cượ sự d ngụ cho mục đích giữ nhiệt. Khoảng pH thuận lợi nhất từ 7 – 7,2 có thể Đ cượ duy trì nếu l ngượ bùn thêm cũng ngượ bùn sạch Đ cượ cung cấp hàng ngày ở dạng hạt, và l như bùn th iả không quá thừa. Thông thường, sự acid hóa sẽ không xảy ra nếu bùn ngượ ngượ bùn dư hàng ngày không vượt quá 3 – 5% l khô Đ cượ thêm vào hoặc l bùn khô có trong hệ th ng.ố Sự acid thể hiện ở sự gi mả pH, h nạ chế sự phát triển của vi khuẩn methane, gi mả khả năng tạo khí, … và vì vậy nó có thể phát cướ thoát sinh ra mùi khó ch u,ị tạo bọt và bùn nổi. Chất lỏng trên bề mặt chính là n

24

ra trong quá trình phân hủy, nó có thể có BOD cao đến 2.000 mg/l và nồng độ các 5

cướ này thường Đ cượ đưa trở l ngượ n

3.2.4. B ph n ng k khí có vách ngăn

chất rắn lơ l ngử lên đến 1.000 mg/l. L iạ dòng th iả vào để l ngắ sơ bộ. Mức độ phân hủy bùn có thể Đ cượ ước tính bằng cách tính toán l ngượ chất rắn bay hơi gi mả b tớ đi và l ngượ khí bùn Đ cượ sinh ra.

ể ả ứ ỵ

ồ ả ứ

ộ ấ ị ộ ề ứ ướ

c ch y t ể ỗ ẩ ướ ổ

ả ừ ướ ồ

ấ ư ể ố ữ i cùng v i b t khí đ ớ ọ ể ể c t o ra, đ ng th i cũng di chuy n t ờ ộ ượ ả ớ

ể

i l ả ph n trên cùng đ gi ọ ở ượ ạ ể ế ả ộ ướ ữ ố ầ

3.3.

ố ế ABR (Anaerobic Baffled Reactors) là b ph n ng k khí g m nhi u ngăn n i ti p ng dòng nhau, có tính ch t nh b khu y tr n. M i ngăn có m t vách th ng đ ng h ẳ ng n i lên trên và l ng n ắ trên xu ng. Nh ng vi khu n trong b có xu h ướ xu ng d ề theo chi u t ể ừ ừ ố ng l n vi sinh v t ho t đ ng. d c. N c th i qua b ABR có th ti p xúc v i m t l ạ ộ ậ ớ ọ Ở V i nh ng vách ngăn đó, b có kh năng làm gi m đáng k l ng ch t r n đ u ra. ấ ắ ầ ể ượ ớ ngăn cu i cùng có th g n thêm m t màng l c ng bùn l ể ữ ạ ượ ể ắ không cho trôi ra ngoài b .ể

3.3.1. Acid hóa và l c k khí

NG D NG L P GHÉP CÁC B SINH H C K KHÍ Ứ Ọ Ụ Ắ Ỵ Ể

ọ ỵ

M. Van der Merwe and T. J. Britz đã nghiên c uứ Công nghệ lai h pợ : acid hoá kết iả tr ngọ h pợ lọc kị khí để xử lý n cướ th iả nhà máy sản xuất men bánh mì, với t

cướ 3 ngày. Hiệu quả xử lý

3 vận hành 10 kg COD/m .ngàyđêm, thời gian l uƯ n COD đạt trên 85%.

cướ th iả khó phân hủy phân hủy, N cướ th iả có hàm lượng

ngỨ d ng:ụ Xử lý n chất

25

h uữ cơ cao: N c ướ th iả chế bi nế phomai, sữa, tinh bột mì.

3.3.2. B UASB và l c k khí

ọ ỵ ể

Được nghiên c uứ bởi Guiot and Van den Berg (1984). Sau đó tiếp t cụ phát triển bởi

(Lo et.al. 1994, James 2000). Công nghệ Hybrid này đang được triển khai m nhạ với

uƯ điểm chính là ch uị t iả cao và ít bị s cố t i.ả

26

N cướ th iả sau xử lý sơ bộ (lắng, tách dầu, keo tụ) sẽ được đưa vào hệ th ngố lai

h pợ xử lý qua UASB và lọc sinh học kị khí. Trong đó:

- khó phân hủy (cần thời gian dài để phân hủy).

Bể UASB làm nhiệm vụ khử các chất h uữ cơ phức tạp, dạng rắn

Bể lọc sinh học kị khí: Nhờ l pớ vi sinh phát triển trên bề mặt v tậ - liệu lọc có khả năng phân hủy tiếp phần lớn các chất h uữ cơ dạng keo và hòa tan

-

u đi m c a h th ng : Ư ể ủ ệ ố

-

Không cần l pớ bùn dày đặc hoặc bùn dạng hạt

-

Ổn th yủ và ch uị s cố t iả tốt, ch uị độc tính cao

-

Chất lượng n cướ ổn th yủ , hàm lượng cặn lơ l ngữ thấp

Ch uị được t iả tr ngọ vận hành cao

Tận d ngụ những uƯ điểm trên, nhiều nghiên c uứ trên hệ th ngố lai h pợ UASB và lọc kị khí đã được thực hiện.

TÀI LI U THAM KH O Ả Ệ

Cost Benefits of Anaerobic Wastewater Treatment for High Strength Industrial Wastewater Joe Higgins M.Eng, C Eng, MIEI is Technical and Sales Director with Veolia Water Ireland

Bolt et al., 1994; (Miller, 1988).

Hamzeh Ramadan, Victor M. Ponce, 10/2006.

ườ ạ ọ

[1] Anaerobic processes as the core technology for sustainable domestic wastewater treatment: Consolidated applications, new trends,perspectives, and challenges; Eugenio Foresti, Marcelo Zaiat và Marcus Vallero; T p chí Khoa h c môi tr ng và sinh h c/Công ngh (2006) t p 5. ệ ọ ậ

[2] Inhibition of anaerobic digestion process: A review; Ye Chen, Jay J. Cheng , Kurt S. Creamer.; Công ngh sinh h c s 99, (2008) trang 4044-4064 ọ ố ệ

ệ ậ ạ ọ

27

[3] Performance of an innovative multi-stage anaerobic reactor during start-up period; Rosnani Alkarimiah, Siti Baizura Mahat, Ali Yuzir, Mohd. Fadhil Md. Din và Shreeshivadasan Chelliapan.; T p chí Công ngh sinh h c châu Phi t p 10, trang 11.294 - 11.302, ngày 11 tháng 9, 2011

ệ ướ ậ ạ ố ọ

[4] UASB reactor for domestic wastewater treatment at low temperatures: a comparison between a classical UASB and hybrid UASB-filter reactor; B. Lew, S. Tarre, M. Belavski và M. Green. T p chí Khoa h c và Công ngh n c t p 49, S 11-12 trang 295-301, IWA xu t b n năm 2004. ấ ả

[5] Anaerobic digestion of sewage sludge using sequential reactors; D.R. de Paula Jr1, email: D.M. Roston, E.A.A. Nour, L.M. Moraes, S.A.R. de Camargo.; durval@agr.unicamp.br

[6] Control of carbon and ammonium ratio for simultaneous nitrification and denitrification in a sequencing batch bioreactor; Ying-Chih Chiu, Li-Ling Lee, Cheng- Nan Chang, Allen C. Chao.

[7] Nitrification, denitrification and biological phosphorus removal in piggery wastewater using a sequencing batch reactor; D. Obaja, S. Mac e, J. Costa, C. Sans, J. Mata-Alvarez.; t p chí Công ngh sinh h c s 87 (2003) trang 103-111. ọ ố ệ ạ

ườ ậ ọ ỹ

[8] Monitoring of anaerobic digestion process to optimize performance and prevent system failure; R. A. Labatut và C. A. Gooch.; Khoa K thu t sinh h c và môi tr ng; Đ i h c Cornell, Ithaca, NY. ạ ọ

ạ

ườ

ọ [9] Anaerobic wastewater treatment process; B. Mrowiec, J. Suschka.; Đ i h c ng Willowa 2, Bielsko-Biala 43-309, Ba Lan, (E-mail: Bielsko-Biala, đ bmrowiec@ath.bielsko.pl; jsuschka@ath.bielsko.pl).

[10] Sequencing batch reactor: A promising technology in wastewater treatment; A.H.Mahlvi.; trong Iran. J. Environ. Health. Sci, t p 5, s 2, trang 79 – 90. ậ ố

ạ ọ ỹ

[11] Anaerobic Treatment of Industrial Effluents:An Overview of Applications; Mustafa ậ Evren Ersahin, Hale Ozgun, Recep Kaan Dereli và Izzet Ozturk; Đ i h c K thu t Istanbul, Turkey.

[12] The characteristic of the sequencing batch reactor (SBR), anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) and sequencing batch biofilm reactor (SBBR); Koobum Kim.

ậ

[13] Applications of two-phase anaerobic degradation in industrial wastewater treatment; Shuizhou Ke và Zhou Shi, Int. J. Environment and Pollution, t p 23, s 1, ố 2005.

28

[14] Improved anaerobic degradation of phenol with supplemental glucose; Joo-Hwa Tay, Yan-Xin He và Yue-Gen Yan.

29