intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Đánh giá tốc độ phản ứng oxi hóa amoni trong kỹ thuật màng sinh học tầng chuyển động

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

69
lượt xem
6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết nêu lên những kỹ thuật được áp dụng rộng rãi trên thế giới trong việc xử lý các nguồn nước thải giàu nitơ hoặc xử lý đồng thời cả nitơ và chất hữu cơ và được đánh giá là giải pháp có hiệu quả để nâng cấp chất lượng xử lý của các hệ thống bùn hoạt tính thông dụng đang hoạt động.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đánh giá tốc độ phản ứng oxi hóa amoni trong kỹ thuật màng sinh học tầng chuyển động

Tap chi Hoa hgc, T. 48 (4), Tr. 452 - 457,2010<br /> <br /> <br /> DANH GIA TOC DO PHAN LfNG OXI HOA AMONI<br /> ^<br /> TRONG KY THUAT MANG SINH HOC TANG CHUYEN DONG<br /> Den Tda sogn 5-01-2009<br /> LE V A N C A T , NGUYEN THI THU TRANG<br /> Vien Hda hgc. Vien Khoa hgc vd Cdng nghe Viet Nam<br /> <br /> <br /> ABSTRACT<br /> Nitrification presents a slow process in water and wastewater treatment. Several reaction<br /> techniques are being applied, such as moving bed biofilm reactor (MBBR), to promote the<br /> nitrification rate. The nitrification kinetics of the system is complex involving bioprocesses and<br /> transport within the media, but the design and operation of a treatment system require kinetic<br /> data. For the pragmatic purpose, the kinetic data of the nitrification process performed in MBBR<br /> was analysed by the formal chemical reaction to obtain the reaction constant and reaction order<br /> under completely mixed flow conditions. The dependences of reaction rate, reaction order as well<br /> as reaction constant upon the influent ammonia concentration were presented and discussed by<br /> means of transport qualitatively.<br /> <br /> <br /> I - DAT VAN DE Qua trtnh oxi hda amoni trai qua hai giai<br /> doan: amoni bi oxi hda thanh nitrit do chung vi<br /> Hien nay, ngudn nude ngam cap cho sinh sinh Nitrosomonas, tiep dd nitrit bi oxi hda thanh<br /> hoat tai nhiiu noi, nhit la d vilng ddng bing nitrat bdi chung vi sinh vat Nitrobacter. So vdi vi<br /> sdng Hdng va Ctfu Long, bi d nhiim amoni sinh vat di dudng hiiu khi thi tdc do phIt trien<br /> nang ni ca vi qui md rdng vl miic do. Trong cua vi sinh tu dudng cham hon, chi bing khoang<br /> thdi gian qua, mdt sd nghien citu va thit nghiem 20 - 30% va hieu suit sinh khdi thap [ 6 - 8 ] .<br /> da dugc thuc hien nhim tim kiim giii phap<br /> cdng nghe xii ly amoni ap dung cho cac qui md Do tdc do phat trien cham nen ky thuat phan<br /> khac nhau [1, 2]. ling thuc hien qui trinh oxi hda amoni (nitrat<br /> hda) thudng dugc thuc hien theo phuang thiic<br /> Phuong phap mang sinh hgc sit dung ky ming vi sinh. So vdi ky thuat dang huyin phu,<br /> thuat ting chuyin ddng (Moving Bed Biofilm kha nang tang cudng mat do vi sinh tren mdt<br /> Reactor - MBBR) la ky thuat trong dd vi sinh don vi thi tich cao hon. Vi mat do vi sinh Idn<br /> sinh tradng va phIt trien tren vat lieu mang, vat nen dan din viec cung cap diiu kien hoat ddng<br /> lieu mang chuyin ddng trong mdi tradng nude cho vi sinh vat bi ban chi, khi dd qui trinh<br /> dudi tac dung cua ngoai luc (ddng khf hoac chuyen khd'i trong he trd thanh yiu td quan<br /> khuiy trdn co hgc). Ky thuat tren gan day dugc trgng va cd kha nang trd thanh yiu to quyit dinh<br /> Ip dung rdng rai tren t h i gidi trong viec xii ly qua trinh ddng hgc cua phan ung. Ky thuat ting<br /> cac ngudn nude thai giiu nita, hoac xii ly ddng chuyen ddng cd kha nang tang cudng qui trinh<br /> thdi ca nita va chit hiiu co va dugc danh gia la chuyen khd'i trong he, thiic diy nhanh tdc do<br /> giai phap cd hieu qua de nang d p chit lugng xii qui trtnh nitrat hda [4, 9 - 13].<br /> ly ciia cic he thdng biin hoat tfnh thdng dung<br /> dang hoat ddng [ 3 - 5 ] . Trong ky thuat ting chuyen ddng, vat lieu sit<br /> dung lam chit mang vi sinh cd dien tfch b i mat<br /> 452<br /> dugc bao ve (tranh bong mang vi sinh) Idn hon (X) vio thdi gian luu thuy luc (r), se tfnh dugc<br /> so vdi vat lieu sit dung cho ting tinh, cd kfeh tdc do phin ling (-r^) tai mdt gia tri ndng do d<br /> thudc Idn hon so vdi vat lieu trong ky thuat ting diu ra (trong he phan ling). Thay ddi ndng do<br /> luu thi (bd qua dugc ichau ling), va nhe d i d i diu vIo (Co) va giit dn dinh tdc do ddng (thdi<br /> chuyen ddng ma phai sit dung it nang lugng. gian liru thuy luc) hoac thay ddi tdc dd ddng vdi<br /> Xem he phan ung la mdt mdi tradng gia ciing ndng dd diu vao se din din sir thay ddi<br /> ddng the, hing sd tdc do va bac phan ung cua ciia hieu suit phan ling.<br /> mgt phan ung ddng lien tue cd khuiy trdn dugc Sii dung phuang trtnh (1) va (2) cho phep<br /> xac dinh theo phuang phap Levenspiel [14]: xic dinh bac va hing sd tdc do phan ung.<br /> <br /> r -c CQ-^A-^O C -C<br /> ^0 ^A-•Vo (1) II - THUC NGHIEM<br /> V<br /> Mat khic, phuong trinh ddng hgc md ta mdt Vat lieu mang sit dung la bgt xd'p<br /> phan ling ddng cd dang tdng quit: polyurethan (PU) cd khd'i lugng rieng thuc la<br /> 0,97 kg/dm^, chit mang PU cd dang lap phuong<br /> -r,=k.c:' (2) vdi kfeh thudc tit 0,7 - 1 cm, thi tfch cua chit<br /> Trong dd: mang chiim khoang 7% thi tfch binh phan ling.<br /> Binh phan ling dang hinh tru, dung tich 3 1ft, ben<br /> Co II ndng do d ddng vao, mg/1<br /> trong cd bd tri mdt thiit bi sue khi vl cd the<br /> C/i la ndng do d ddng ra, mgA diiu chinh ham lugng oxi hda tan trong khd'i<br /> n la bac phan ung phin ling.<br /> -r^ la tdc do phan ling theo the tfch ddng, Trong thdi gian diu cua qui trinh thf<br /> mg/l.h nghiem, khi mat dd vi sinh tren vat lieu mang<br /> cdn thip, vat lieu mang thudng ndi tren mat<br /> T II thdi gian luu thuy luc, h nude. Khi lugng vi sinh bam tren vat lieu mang<br /> VQ la tdc dd ddng, 1/h du Idn, ti trgng cua khd'i vat lieu mang (bao gdm<br /> ca vi sinh) bang hoac Idn hon nude nen dudi tic<br /> V la the tfch binh phan itng, 1<br /> dung cua ddng khf cic hat vat lieu mang nay se<br /> XA la hieu suit chuyen hda chuyin ddng diu trong nude. Vat lieu tren ciing<br /> da dugc sit dung trong nghien ciiu va thuc tiin d<br /> Tit su phu thudc cua hieu suit chuyin hda nhieu noi tren thi gidi [13, 15].<br /> <br /> <br /> <br /> Ddng ra -«<br /> <br /> <br /> <br /> May sue khf<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Ddng vao<br /> <br /> <br /> Hinh 1: Md ta thiit bi phan ung Igc sinh hgc ting chuyen ddng<br /> <br /> <br /> 453<br /> Dung dich amoni dugc pha tit nude may vdi kiim, phdt pho, oxi hda tan, pH. Cac phuang<br /> ndng do phu hgp cho muc dich khao sat, trong phap phan tfch dugc thuc hien theo tai lieu [16].<br /> dd cac thanh phan cin thiit khac nhim duy tri<br /> su hoat ddng cua vi sinh dugc dam bao. Tdc do Ill - KET QUA VA THAO LUAN<br /> ddng dugc khdng che va diiu chinh nhd ap luc<br /> thuy tinh va van thich hgp. De thiit lap phuang trinh ddng hgc, thi<br /> Thf nghiem dugc tiin hanh tai nhiet do nghiem dugc tiin hanh vdi nin miu nude may,<br /> phdng. Nude diu vao dugc dua vao tir phia day bd sung amoni di cd ndng dd amoni la 10, 15,<br /> binh phan ling va dugc khuiy trdn deu dudi tie 20, 30, 40, 50, 70 mg NH4^-N/1. Ddi vdi cac thf<br /> dung cua ddng khf, diu ra dugc liy d phfa nghiem cd cung ndng do amoni (CQ), thay ddi<br /> tren.Thf nghiem dugc tiin hanh vdi nhiiu miic tdc do ddng v^ (thay ddi thdi gian luu d) khi do<br /> ndng do amoni. Vdi mdi ndng do amoni diu ndng do amoni diu ra cung thay ddi tir dd tinh<br /> vao, thay ddi cac lim lugng Q khac nhau tuang dugc hieu suit chuyin hda (Z^) va tfnh dugc tdc<br /> ling se thu dugc ndng do amoni diu ra khac do phan ung (z-^) (xem bieu thiic (1) va hinh 1,<br /> nhau do hieu suit chuyen hda phu thudc vao 2). Vdi he phan ling sit dung ky thuat ddng lien<br /> thdi gian luu thuy luc. tue khuiy trdn diu, ndng do cac chat trgng khdi<br /> phan ling chinh la ndng do tai ddng ra. Ndng do<br /> Trong qua trinh thi nghiem, miu dugc liy va<br /> trong khdi phan ling phu thudc vao thdi gian luu<br /> phan tfch nhiiu lan trong ngay. Cac thdng sd<br /> thuy luc.<br /> can phan tfch: NH4*-N, NOj" -N, N03- -N, do<br /> <br /> / : Ndng do amoni dau ra vdi luu lugng ddng vao khic nhau,<br /> ndng do amoni diu vao CQ = 20 mg NH4*-NA<br /> Co = 20 mg NH4^-N/1<br /> Co Vo T<br /> XA<br /> (mg NH4^-NA) (1/h) (h) (mg NH4^-NA) (mg NH4*-NA.h)<br /> 19,90 1,85 1,62 0,67 0,97 11,90<br /> 20,20 2,30 1,30 1,05 0,95 14,71<br /> 20,70 2,97 1,01 2,50 0,88 18,03<br /> 20,20 3,62 0,83 3,85 0,81 19,74<br /> 20,40 4,00 0,75 5,54 0,73 19,86<br /> 20,70 4,65 0,65 6,50 0,69 22,14<br /> 19,80 6,02 0,50 8,10 0,59 23,44<br /> 20,10 7,50 0,40 10,70 0,47 23,62<br /> 20,40 9,04 0,33 12,40 0,39 23,97<br /> <br /> Tif mdi quan he r^ vdi C^ (hinh 1, 2) tinh luu thuy luc cao. Vat lieu mang cd dien tich bi<br /> dugc cac gia tri hing so tdc do (k) vl bac phan mat Idn (theo tinh toln theo kich thudc hinh<br /> ung (n) (bang 3) phu thudc vao ndng do amoni hgc, vat lieu tren cd dien tich khoang 7000<br /> ban diu. mVm^), dien tfch be mat tap trang chu yiu d<br /> Tit kit qua trong bang 1 va 2 cho thiy, khi phfa trong va la noi tap trang vi sinh vat. Co<br /> tang luu lugng, tuang ling la thdi gian luu thuy chat cin thiit cho vi sinh hoat ddng cin phai<br /> luc giam (thdi gian tiip xiic ngln) thi hieu suit khuich tin din vi trf nim d phfa trong cua vat<br /> lieu. Ndng do amoni cao d phfa ngoai (C^) tao<br /> chuyin hda cua phan ling (X^) giam va tdc do<br /> diiu kien thuan Igi cho ddng khuich tin vao<br /> phan ung tang. Tdc do phan ung tang do nguyen<br /> phia trong (su cherih lech ndng do la ddng luc<br /> nhin ndng do amoni (C^) Idn, tuy nhien miic do<br /> cua qua trtnh khuich tan), tao diiu kien cho vi<br /> tang tdc do phan ung cham lai d vilng thdi gian<br /> 454<br /> sinh vat di tiip can vdi ngudn dinh dudng. Do amoni d ddng vao (thuc chit la trong khd'i phan<br /> mat do vi sinh (ngudn tieu thu) 11 kha dn dinh ling) cho tha'y trong viing ndng do cao tdc do<br /> trong thdi gian tiin hinh thf nghiem (giai doan phan ling it phu thudc vao ndng do, su kien dd<br /> dn dinh) nen tdc do tieu thu co chit bi gidi han cd thi mang y nghia la miic do tieu thu cua vi<br /> ngay ca khi ngudn dinh dudng dugc cung clp sinh da den gidi han. Trong vung ndng do thi'p<br /> ddi dao (tang thdi gian luu thiiy luc va khuich thi bac phan ling tang, tdc do phan ling phu<br /> tin). thudc manh ban vao ndng do do qui trinh<br /> chuyen khd'i cham.<br /> Khi ndng dd amoni tang tir 10, 15, 20, 30,<br /> 40, 50, 60, 70 mg NH4-'-NA, hing sd tdc do k cd Xic dinh phuang trinh ddng hgc ciia phan<br /> gia tri tuong ling la: 13,609; 13,769; 13,978; ling oxi hda amoni cd y nghia rat Idn trong viec<br /> 14,830; 15,953; 16,231 va 20,172. Hang sd tdc tinh toan va thiit k i cac he thdng xii ly, dac biet<br /> do cua phan ling oxi hda amoni tang din khi ddi vdi nhiing he thdng cin xit ly sau (ndng do<br /> tang ndng do amoni diu. amoni sau xit ly thip) hay nhung ngudn nude<br /> Khi ndng do amoni tang tit 10, 15, 20, 30, thai cd ndng do amoni thap cin dugc xit ly. Khi<br /> 40, 50, 60, 70 mg NH4-'-N/l, bac phan ling n dd miic do phu thudc cua tdc do oxi hda amoni<br /> giam din va cd xu hudng tiin vi 0. CIc gia tri n vao ndng do diu vao cin dugc quan tam chat<br /> tuong ling vdi cic ndng dd amoni diu vao la: che. Bac phan ung xac dinh dugc vi vay cd thi<br /> 0,4133; 0,3205; 0,2310; 0,1727; 0,1341; 0,1070 la mdt dai lugng dac trung cho qua trinh chuyen<br /> va 0,0857. Bac phan ung giam khi tang ndng do khd'i ddi vdi he khao sat.<br /> <br /> Bang 2: Ndng do amoni diu ra vdi luu lugng ddng vao khac nhau,<br /> ndng do amoni diu vao CQ = 50 mg NH4*-NA<br /> Co = 50 mg NH4^-NA<br /> Co Vo T CA TA<br /> XA<br /> (mgNH4^-NA) (1/h) (h) (mg NH4^-NA) (mg NH4*-NA.h)<br /> 49,25 1,07 2,80 1,33 0,97 17,04<br /> 50,00 1,19 2,52 4,50 0,91 18,05<br /> 50,25 1,39 2,16 7,04 0,86 20,02<br /> 50,00 1,56 1,92 9,50 0,81 21,06<br /> 49,75 1,68 1,79 11,50 0,77 21,45<br /> 50,50 2,00 1,50 16,56 0,67 22,56<br /> 50,50 2,10 1,43 19,07 0,62 21,92<br /> 49,75 2,55 1,18 23,53 0,53 22,41<br /> <br /> <br /> C„ = 20 mgNH4 -N/l<br /> 26<br /> 24<br /> 22<br /> 20 y=13.978x" '<br /> •^18 R^ = 0.9663<br /> 16<br /> 14<br /> 12<br /> 10<br /> 10 15<br /> Hinh 1: Tdc dd xii ly amoni phu thudc vao ndng do amoni dau ra (hay thdi gian luu thuy luc)<br /> khi ndng do amoni dau vao la 20 mg NH4''-N/1<br /> <br /> 455<br /> 25 - Co = 50 mgNHt'^-N/l<br /> <br /> • _ -—I<br /> <br /> ^ '<br /> ^20-<br /> ^^^^^^ y = 16.231X<br /> ^ * R^ = 0.9295<br /> 15 - '<br /> 0 5 10 CA 15 20 25<br /> Hinh 2: Tdc do xit ly amoni phu thudc vao ndng dd amoni diu ra (hay thdi gian luu thuy luc)<br /> khi ndng do amoni diu vao II 50 mg NH4"^-N/1<br /> <br /> Ba«^ 3: CIc gia tri hang sd tdc dd (k) va bac phan ling (n) phu thudc<br /> vao ndng do amoni ban diu (CQ)<br /> Co n k R^<br /> 10 0,4133 13,609 0,9298<br /> 15 0,3205 13,769 0,9011<br /> 20 0,2310 13,978 0,9663<br /> 30 0,1727 14,830 0,9191<br /> 40 0,1341 15,953 0,8999<br /> 50 0,1070 16,231 0,9295<br /> 70 0,0857 20,172 0,9792<br /> <br /> IV - KET LUAN and technology for sustainability of asia.<br /> Octorber 2 - 4, 2006 at Kumamoto<br /> Cd the xic dinh dugc phuang trtnh ddng hgc University, Japan.<br /> cua phin ting oxi hda amoni trong ky thuat 2. Le Van Cat, Tran Mai Phuong. Advances in<br /> mang sinh hgc ting chuyen ddng khuiy trdn Natural Siences, Vol. 6(2),159 - 164 (2005).<br /> diu. Tdc do phan ling thu nhan dugc cd thi sir<br /> dung true tiip vao muc dfch thiit k i he xir ly. 3. Alphonse Warakomski. Process modeling<br /> IFAS and MBBR systems using Linpor™.<br /> Phan tich su phu thudc cua hang sd tdc do Rocky Mountain Water Environment<br /> va bac phan ling vao mdt sd yiu td van hanh cd Association Albuquerque, NM, USA<br /> the lam sang td them mdt phin co che cua qui (2005).<br /> trinh, tii dd nit ra cic thdng tin cd ich cho<br /> nghien ciiu va ap dung ddi vdi mdt he phiic tap 4. H. Odegaard, B. Rusten and T. Westram.<br /> nhu mang vi sinh sit dung ky thuat tang chuyen Water Science and Technology. Vol. 29(10<br /> ddng. -11), 157-165(1994).<br /> 5. M. R. Morper. Water Science and<br /> TAI LIEU THAM KHAO<br /> Technology. Vol 29(12), 167 - 176 (1994).<br /> 6. Daniel S. Hagopian, John G. Riley.<br /> 1. Cao The Ha, Le Van Chieu, Kieu Anh Aquacultural Engineering, 18, 223 - 244<br /> Trang, Cao The Anh, Pham Trang Quan, (1998).<br /> Kenji Funikawa, Pham Khac Lieu, Takao 7. Le van Cat. Xit ly nude thai giiu hgp chat<br /> Fuji. The 6* general seminar of the core nita va phdtpho. Nxb. Khoa hgc tu nhien va<br /> university program. Environmental science<br /> <br /> 456<br /> Cdng nghe (2007). 13. Giirkan Sin, Jan Weijma, Henri Spanjers,<br /> 8. M. Henze, P. Harremoes. Wastewater Ingmar Nopens. Process Biochemistry, Vol.<br /> treatment. Biological and chemical 43, 384 - 397 (2008).<br /> processes. 2. ed Springer-Verl (1996). 14. O. Levenspiel. Chemical reaction<br /> 9. Bjom Rusten, Jon G. Siljudalen and Bjom engineering. John Willey & Sons. Inc, New<br /> Nordeidet. Water Science and Technology. York (1972).<br /> Vol. 29(12), 185 - 195 (1994). 15. Wenshan Guo, Huu-Hao Ngo, Formy<br /> 10. Bjom Rusten, Lars J. Hem, Hallvard Dharmawana, Carolyn Gay Palmer. Roles of<br /> Odegaard. Water Environment Research. polyurethane foam in aerobic moving and<br /> fixed bed bioreactors. Bioresource<br /> Vol. 67 (1), 75 - 86 (1995).<br /> Technology.<br /> 11. H. Odegaard, B. Rusten and H. Badin. Small doi:10.1016/j.biortech.2009.05.062(2009).<br /> wastewater treatment plants based on<br /> moving bed biofilm reactors. Water Science 16. Andrew D. Eaton, Lenore S. Clesceri,<br /> and Technology, Vol. 28(10), 351 - 359 Arnold E. Greenberg, Mary Ann H.<br /> (1993). Franson. Standard Method for the<br /> '- - Examination of water and wastewater (20*<br /> 12. Lovisa Bjdnsdotter. Study of Nitrification Edition). American Public Health<br /> rates in a biofilm system. Chalmers Association, American Water Works<br /> University of Technology, Gdteborg (2005). Association, Water Environmental<br /> Federation (1999).<br /> <br /> <br /> <br /> Lien he: Nguyin Thi Thu Trang<br /> Vien Hda hgc<br /> Vien Khoa hgc va Cdng nghe Viet Nam<br /> 18 Hoang Qud'c Viet, Cdu Giiy, Ha Ndi.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 457<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1