2.3. Xửlý nước thải ng pháp sinh h - hcmuaf.edu.vn THI NGUYET THU/BAI GIANG MON … · Aerobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Bacteroides, Clostridium, Eschericia,Klebsiella,

2.3. Xử lý nước thải

bằng phương pháp sinh học

1

8/13/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

Giới thiệu

Loại trừ BOD:

Quá trình xử lý sự phát triển các dạng

huyền phù xử lý sinh học

Xử lý hiếu khí và xử lý kỵ khí

2


Điều kiện áp dụng xử lý nước thảibằng con đường sinh hoc

COD / BOD 2 hay BOD / COD 0,5

Xử lý hiếu khí

Nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần,

trong đó có nhiều cellulose,

hemicellulose, protein, tinh bột chưa

tan xử lý kỵ khí

3


Điều kiện áp dụng xử lý nước thảibằng con đường hiếu khí

Đủ lượng oxy ( 2 mg/L)

Nồng độ chất hữu cơ thấp hơn ngưỡng

cho phép (100 – 150 mg/L)

Chất dinh dưỡng đủ và cân bằng

(BOD:N:P = 100:5:1) ; ngoài ra còn tính

đến lượng các vi chất K, Ca, S, ...

4


XỬ LÝ SINH HỌC5

Chuyển hóa chất hữu cơ thành thể

khí và VSV

Tạo bông cặn sinh học

Loại bông cặn bằng lắng


Hệ vi sinh vật lên men hiếu khí6

vi khuẩn

nấm men, nấm mốc

động vật hạ đẳng

dòi, giun

những vi sinh vật khác


Họ Pseudomonadineae7

chiếm 50 – 80% lượng vi khuẩn

bao gồm :

Methanomonas

Nitrosomonas

Hydrogenomonas

Sulfomonas, Thiobacillus8/13/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

8

Nước thải(C, H, O, N, S)

95 – 98% BOD

30 – 40% N

30% P

Nitrat hoá

Khử nitơ

O2

Thiếu O2

Khử photpho


Phương pháp xử lý hiếu khí

Trong điều kiện tự nhiên

Cánh đồng tưới, bãi lọc

Hồ sinh học

Trong công trình nhân tạo

Bể bùn hoạt tính (sinh trưởng lơ lửng)

Bể lọc nhỏ giọt, đĩa sinh học (sinh trưởng gắn

kết trên vật liệu lọc)

9


Cánh đồng tưới và bãi lọc

Thường sử dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt do

chứa N:P:K phù hợp cho phát triển thực vật (5:1:2)

Nhằm xử lý nước thải đồng thời tận dụng nước thải

làm nguồn phân bón

Nguyên tắc hoạt động : dựa trên khả năng giữ cặn trên

mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lọc, trong đất chứa

VSV hiếu khí, với lượng oxy có trong các lổ hỏng và mao

quản của lớp đất mặt, sẽ hoạt động và phân huỷ chất hữu

cơ nhiễm bẩn

10


Bể bùn hoạt tính

Sử dụng vi sinh vật sống lơ lửng để loại

BOD hay những chất rắn lơ lửng.

Quá trình này diễn ra trong bể có sục

khí và sau đó được chuyển qua bể lắng.

11


Các quá trình sinh học trong Aerotank12

Hấp thụ các chất hữu cơ trên bề mặt

bùn hoạt tính và khoáng hóa các chất dễ

bị oxy hoá với sự tiêu thụ mãnh liệt oxy

Oxy hóa bổ sung các chất khó bị oxy

hoá, tái sinh bùn hoạt tính. Giai đoạn này

tiêu thụ oxy chậm


Lưu ý trong xử lý hiếu khí13

Nước thải không chứa lượng hạt lơ lửng

quá 150 mg/L.

BOD5 500 mgO2/L

Nhiệt độ nước thải trong khoảng 6 – 30°C

BOD:N:P = 100:5:1


14

Điều chỉnh pH và bổ sung dinh dưỡng

pH = 6,5 – 7,5


Lọc nhỏ giọt - Vật liệu lọc cố định

Hoạt động của vsv : Bơi tự do (bể lọc bùn hoạt tính) Kết hợp với vật liệu lọc (vật liêu lọc cố định)

Vật liệu lọc cố định : sử dụng vsv gắn kết lên các vậtliệu lọc (đá, nhựa, kim loại…) . VSV sống bám trên cácvật liệu lọc mà không cần được lưu chuyển trong hệthống mà thay vào đó nước thải sẽ lưu chuyển qua cácvật liệu lọc có gắn vsv.

Vật liệu lọc hoạt động tương tự những lớp rêu chứavsv trên những dãy đá ở những dòng sông sạch. VSV này có khả năng giữ lại và tiêu thụ BOD hay ammonia trong nước.

15


Quá trình hô hấp yếm khí

Trong điều kiện yếm khí (không có oxy), vi khuẩn

yếm khí sẽ phân hủy chất hữu cơ như sau:

(COHNS) + VK yếm khí

CO2 + H2S + NH3 + CH4 + các chất khác +

(COHNS) + VK yếm khí +

C5H7O2N (tb vi khuẩn mới)

16


Vi sinh vật hô hấp yếm khí

Aerobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus,

Bacteroides, Clostridium, Eschericia,Klebsiella,

Leptospira, Micrococcus, Neisseria,

Paracolobacterium, Proteus, Pseudomonas,

Rhodopseudomonas, Sarcina, Serratia, Streptococcus

and Streptomyces, Methanobacterium omelianskii,

Mb. formicium, Mb. sohngenii, Methanosarcina

barkerii, Ms. methanica, Mc. mazei ,…

17


Quá trình hô hấp kỵ khí4 giai đoạn

Hydro hóa : Những hợp chất hữu cơ phức tạp bị phânhủy thành những hợp chất hữu cơ hòa tan đơn giản

Lên men/acid hóa: Phân hủy các hợp chấtcarbohydrate bằng enzyme, vi khuẩn, nấm men, nấmmốc trong điều kiện không có oxy.

Quá trình acetat hoá (Acetogenesis): Sản phẩm lênmen được chuyển hóa thành acetate, hydrogen vàcarbon dioxide bởi vi khuẩn acetogenic.

Quá trình sinh metan (Methanogenesis): Methan đượchình thành từ acetate và hydrogen/carbon dioxide bởivi khuẩn methanogenic.

18


Quá trình hô hấp kỵ khí19

Cơ chất hữu cơ(Hydrat carbon, protein, béo)

Các phân tử hữu cơ hoà tan(đường, acid amin, acid béo)

Acid béo bay hơi

CH3COOH H2CO3

CH4+ CO2

Hydro hóa

Lên men

Acetat hoá

Metan hoá 8/13/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

Điều kiện áp dụng xử lý nước thảibằng con đường kỵ khí

Tuyệt đối không có oxy

Chất dinh dưỡng đủ và cân bằng

Nhiệt độ thích hợp :

cao (45 – 65°C); trung bi nh (20 – 45°C)***

Thuận lợi cho VK sinh metan

thấp (<20°C)

• pH = 6,5 – 7,5

• Không có các hợp chất độc hại

20


Các loại hầm ủ kỵ khí21

Hầm ủ với nắp vòm cố định

Hầm ủ với nắp vòm di động

Hầm ủ nắp vòm cố định với chuông chứa

khí riêng biệt

UASB – Lớp bùn kỵ khí dòng hướng lên

(sinh trưởng lơ lửng)

Cột lọc hiếm khí (sinh trưởng gắn kết)8/13/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

Ưu điểm của xử lý UASB22

Ít tiêu tốn năng lượng vận hành

Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn

Bùn sinh ra dễ tách nước

Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ

sung dinh dưỡng

Có khả năng thu hồi khí metan

Bùn kỵ khí có thể hồi phục và hoạt động lại được

sau một thời gian ngưng nạp liệu8/13/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

Lợi ích của hô hấp kỵ khí

Nước thải được chuyển thành methane, carbon dioxide và một lượng nhỏ phân vi sinh.

Ngoài ra lượng phân vi sinh cũng chắc hơn so vớilượng phân vi sinh trong quá trình hiếu khí.

23


Lợi ích của hô hấp kỵ khí (tt)

Lên men cặn tạo thành trong xử lý nước

thải sản xuất và xử lý bậc một nước thải

đậm đặc (BOD5 = 4 – 5g/L)

Trong điều kiện lên men ấm, thời gian lưu

của nước thải là 7 – 15 ngày đêm

Kết hợp với xử lý hiếu khí

24


Nguyên lý công nghệ biogas

Nước thảiLên men kỵ khí

sinh mê tan

Khí metan

Mùn (chế biến phân bón)

Bổ sung giống VSV

Sử dụng

Đem sử dụng hoặcxử lý hiếu khí tiếp

Bùnthải

Tái sử dụng

Nướcra

Nước ra

8/13/2010

25

HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

Sử dụng Biogas26

1m3 Biogas tương đương với 0,4 kg dầu diesel, 0,6 kg dầu hỏa, 0,8 kg than

chạy một động cơ 1 ngựa trong 2 giờ

cung cấp một điện năng khoảng 1.25 KWh

cung cấp năng lượng để nấu ăn ngày 3 buổi cho gia đình 5 người

thắp sáng trong vòng 6 giờ (độ sáng tương đương đèn 60 W)

chạy 1 tủ lạnh 1 m3 trong 1 giờ

chạy một lò úm 1 m3 trong nửa giờ

Hesse (1982) nêu bởi Lê Hoàng Việt - Trung Tâm Năng Lượng Mới8/13/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

27 8/13/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

So sánh cân bằng COD giữa hô hấp hiếu khí và hô hấp kỵ khí

Kỵ khí: COD trong nước thải phần lớn được chuyển thành methane, loại khí đốt có giá trị. Một lượng rất nhỏ COD được chuyển thành bùn. Không đòi hỏi đầu tư ở khâu đầu vào để hệ thống hoạt động. Hiếu khí: COD trong nước thải phần lớn được chuyển thành bùn,đắttrong khâu xử lý bùn "waste sludge factory“ ( 3 – 20 lần)xục khí đắt trong việc cung cấp năng lượng.

28


CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ PHỤ KHÁC29

KHỬ TRÙNG

Bằng phương pháp vật lý : nhiệt, tia

cực tím, siêu âm

Bằng phương pháp hóa học : Clor,

ozon, …


CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ PHỤ KHÁC30

XỬ LÝ CẶN

Hầm tự hoại

Sân phơi bùn

Máy ép lọc hoặc quay ly tâm


31

Công nghệ xử lý nước thải thủy sản

Bậc xử lý Quá trình xử lý

Sơ bộ Tách rác, lắng cát, cân bằng,

tuyển nổi

Bậc 1 Xử lý kỵ khí trong bể UASB

Bậc 2 Xử lý hiếu khí Aerotank

Bậc 3 Keo tụ, lắng lọc, khử trùng


32

Dây chuyền công nghệ XLNT / nhà may bia

Nước thải Lưới tách rác Bể gom

Bể tuyển nổiBể điều hòaBể kỵ khí

Bể bùn hoạt tính Bể lắng Ngăn khử trùng

Nước sau xử lý loại A(TCVN 5945:2005)


Thảo luận nhóm33

1. Nhận định về các qui định về chất lượng nước

trong lãnh thổ Việt Nam

2. Các kiểu xử lý nước trước khi sử dụng

3. Công nghệ xử lý nước sạch chào bán trên thị

trường

4. Các phương pháp xử lý cơ học đ/với nước thải

5. Các phương pháp xử lý sinh học đ/v nước thải8/13/2010HO THI NGUYET THU - DHNLtpHCM

Thảo luận nhóm (tt)34

6. Các phương pháp xử lý hóa lý

7. Xử lý nước thải nhà máy thuỷ sản

8. Xử lý nước thải nhà máy bia, cồn

9. Xử lý nước thải nhà bột ngọt

10. Xử lý nước thải nhà máy sữa


Thảo luận nhóm (tt)35

11. Xử lý nước thải nhà máy đường

12. Xử lý nước thải nhà máy chế biến thịt

13. Cơ sở chọn phương pháp xử lý nước

thải tại các xí nghiệp công nghiệp


Documents

2.3. Xửlý nước thải ng pháp sinh h - hcmuaf.edu.vn THI NGUYET THU/BAI GIANG MON … · Aerobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Bacteroides, Clostridium, Eschericia,Klebsiella,