Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 3: Quá trình bùn hoạt tính (Quá trình sinh trưởng lơ lửng) - Lê Hoàng Nghiêm
BK
TPHCM
BAØI GIAÛNG
CAÙC QUAÙ TRÌNH SINH HOÏC TRONG
COÂNG NGHEÄ MOÂI TRÖÔØNG
Chöông III: QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH
(QUAÙ TRÌNH SINH TRÖÔÛNG LÔ LÖÕNG)
GVHD: TS. Leâ Hoaøng Nghieâm
Email: [email protected]
BK
TPHCM
Chöông III: QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH
(QUAÙ TRÌNH SINH TRÖÔÛNG LÔ LÖÕNG)
3.1 Moâ taû quaù trình buøn hoaït tính.
3.2 Moâ hình ñoäâng hoïc quaù trình buøn hoaït tính.
3.3 Tính toaùn quaù trình buøn hoaït tính.
3.4 Ñaùnh giaù caùc thoâng soá ñoäng hoïc quaù trình buøn hoaït
tính.
3.5 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình buøn hoaït tính.
3.6 Caùc daïng öùng duïng cuûa quaù trình buøn hoïat tính.
Caâu hoûi thaûo luaän vaø baøi taäp chöông 3
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
2
BK
TPHTCMHUAÄT NGÖÕ
Ä
Õ
Õ
Ä
Thuật ngữ
Định nghĩa
Chức năng trao đổi chất
Quá trình hiếu khí
QTrình XLSH xảy ra có hiện diện oxy
Quá trình kị khí
Q trình XLSH trong điều kiện không có oxy
Quá trình thiếu khí
Quá trình chuyển hoá Nitơ Nitrat thành khí
Nitơ trong điều kiện không có mặt oxy. quá
trình này cũng được gọi là khử nitrat
(denitrification)
Quá trình tùy tiện
QT XLSH trong đó VSV có thể hoạt động
trong điều kiện có hoặc không có oxy.
Quá trình kết hợp hiếu
khí/thiếu khí/kị khí
QT XLSH trong đó các quá trình hiếu khí,
thiếu khí và kị khí kết hợp với nhau để thực
hiện mục tiêu xử lý riêng.
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
3
BK
TPHCM
THUAÄT NGÖÕ
Õ
Õ
Ä
Ä
Thuật ngữ
Quá trình xử lý
Định nghĩa
Quá trình tăng trưởng lơ
lửng
VSV chịu trách nhiệm chuyển hoá hợp chất
hữu cơ, hoặc những thành phần khác trong
nước thải thành khí và vi sinh vật được duy
trì lơ lửng trong chất lỏng.
Quá trình tăng trưởng bám Vi sinh vật chịu trách nhiệm chuyển hoá
dính
những hợp chất hữu cơ, hoặc những thành
phần khác trong nước thải thành khí và VS
bám dính vào bề mặt VL trơ như: đá, xỉ, hoặc
nhựa tổng hợp. Quá trình xử lý tăng trưởng
bám dính cũng giống như là quá trình màng
cố định.
Quá trình kết hợp
Quá trình hồ
Kết hợp quá trình tăng trưởng lơ lửng và
tăng trưởng bám dính.
Quá trình xử lý được thực hiện bên trong ao
hay hồ với tỷ lệ cạnh và chiều sâu khác nhau.
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
4
BK
TPHTCMHUAÄT NGÖÕ
Ä
Õ
Õ
Ä
Thuật ngữ
Chức năng xử lý
Khử chất dinh dưỡng bằng khử Nitơ và photpho trong quá trình xử lý sinh
Định nghĩa
sinh học học.
Khử photpho bằng sinh học photpho tích lũy trong sinh khối và được tách
ra ở những qúa trình tiếp theo.
Khử BOD (carbon)
Chuyển hoá những hợp chất hữu cơ chứa
carbon trong nước thải thành tế bào và sản
phẩm cuối cùng dạng khí.
Trong quá trình chuyển hoá, giả sử rằng nitơ
có mặt trong những hợp chất khác được
chuyển thành ammonia
Nitrat hoá
Quá trình xử lý gồm 2 giai đoạn: đầu tiên
chuyển hoá ammonia thành nitrit và sau đó từ
nitrit thành nitrat
Khử nitrat
Quá trình xử lý sinh học để khử nitrat thành khí
nitơ và các khí khác
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
5
BK
TPHTCMHUAÄT NGÖÕ
Ä
Õ
Õ
Ä
Thuật ngữ
Ổn định
Định nghĩa
hợp chất hữu cơ chứa trong bùn töôi và ổn định chất
thải bằng phương pháp sinh học, CHC được chuyển
hoá thành tế bào và khí.
Quá trình này có thể thực hiện dưới điều kiện hiếu khí
hay kị khí (gọi là phân hủy kị khí hay hiếu khí).
Cơ chất
Hợp chất hữu cơ hoặc chất dinh dưỡng được chuyển
hoá trong QT XLSH.
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
6
BK
TPHCM
COÂNG NGHEÄ XLNT SINH HOAÏT TIEÂU BIEÅU
SCRaùc
Beå laéng ñôït I
Beå Laéng Caùt
beå vôùt daàu
Xöû Lyù baäc moät
û ù ä
ä
Nöôùc thaûi
Beå Laéng ñôït II
Beå aeroten
Nöôùc thaûi
sau xöû lyù
Cl2
Xöû Lyù baäc 2
û ù ä
Xöû lyù sinh Hoïc
û ù
ï
Beå tieáp xuùc
chlorine
khöû nöôùc
Xöû Lyù buøn
û ù ø
Phaân huûy kò khí
Neùn buøn
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
7
chöùa buøn
baùnh buøn
3.1. MOÂ TAÛ QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH
 Û
Ù
Ø
Ï
BK
TPHCM
XÖÛ LYÙ BAÄC II
Û Ù Ä
Xöû Lyù Baäc I
û ù ä
(XÖÛ LYÙ SINH HOÏC)
Û Ù
Ï
Û Ù
Ï
Cl2
Influent
(QT buøn hoaït tính)
ø
ï
ï
ø
Nguoàn tieáp nhaän
à
á
ä
Xử Lý Bậc I:
Loại rác có kích thước to có thê
Tôùi xöû lyù buøn
û ù
ù
ø
̉
gây tắc ngẽn đường ống, hư hỏng
thiết bị
Loại cặn lơ lững chu
̉
yếu là chất hữu cơ
lắng I, bể tuyển nổi, vớt dầu mỡ
Song chắn rác, bê
Xử Lý bậc II:
̉
lắng cát, bê
̃
Khư
̉
đi các chất hữu cơ hòa tan hoặc dạng keo.
sinh học
Xử ly
́
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
8
BK
TPHCM
3.1. MOÂ TAÛ QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH
Â Û Ù
Ø
Ï
Xöû lyù sinh hoïc hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng
lô löûng chuû yeáu ñöôïc söû duïng ñeå khöû chaát höõu cô
chöùa carbon
Quaù trình buøn hoaït tính laø quaù trình phoå bieán nhaát cuûa
vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng.
Caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi aùp duïng quaù trình sinh
hoïc hieáu khí sinh tröôûng lô löõng goàm:
9 Beå buøn hoaït tính (Activated sludge process) hay beå
aeroten (Aeration tank)
9 Möông oxy hoùa (Oxidation ditch)
9 Beå sinh hoïc hieáu khí daïng meû (Sequencing Batch
Reactor – SBR)
9 Hoà sinh hoïc hieáu khí laøm thoaùng cöôõng böùc (Aerated
lagoon)
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
9
BK
TPHCM
QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH
Quaù trình phaân huûy CHC xaûy ra khi nöôùc thaûi tieáp xuùc
vôùi buøn trong ñieàu kieän suïc khí lieân tuïc.
Vieäc suïc khí nhaèm ñaûm baûo caùc yeâu caàu:
9 Cung caáp ñuû löôïng oxy moät caùch lieân tuïc vaø duy trì
buøn hoaït tính ôû traïng thaùi lô löûng,
9 Xaùo troän ñeàu VSV (buøn) vaø CHC trong nöôùc thaûi vaø
chuùng söû duïng CHC nhö nguoàn thöùc aên.
Khi VSV phaùt trieån vaø ñöôïc xaùo troän bôûi khoâng khí
chuùng seõ keát laïi thaønh khoái vôùi nhau taïo thaønh buøn
hoaït tính – boâng buøn sinh hoïc).
S.Ê HÀNG NGHIÊM
10
BK
TPHCM
BEÅ BUØN HOAÏT TÍNH – BEÅ AEROTEN
Quaù trình buøn hoaït tính ñöôïc thöïc hieän trong beå aeroten.
Hoãn hôïp buøn hoaït tính vaø nöôùc thaûi sau khi ra khoûi beå aeroten
ñöôïc ñöa ñeán beå laéng ñôït 2 vaø ñöôïc laéng giöõ laïi taïi ñaây.
Phaàn lôùn buøn hoaït tính (>50%) ñöôïc tuaàn hoaøn trôû laïi beå aeroten
(goïi laø buøn tuaàn hoaøn) ñeå duy trình maät ñoä VSV ñaùp öùng khaû
naêng phaân huûy CHC toát.
Phaàn lôùn buøn hoaït tính coøn laïi trong beå laéng (buøn hoaït tính dö)
ñöôïc ñöa ñeán beå neùn buøn ñeå giaûm ñoä aåm vaø sau ñoù xöû lyù chuùng
baèng caùc phöông phaùp thích hôïp.
Đầu vào
Beå Aeroten
Bể lắng ñôït 2
Đầu ra
Bùn tuần hoàn
Bùn
thải
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
11
BK
TPHCM
QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH HIEÁU KHÍ
Ù
Ù
Ø
Ø
Ï
Ï
Á
Á
Bể aeroten
̉
Bể lắng II
̉
Vào
Ra
Bùn tuần hoàn
Bùn dư
Bùn HT là bùn sinh học tập hợp nhiều loại vi sinh chủ yếu là vi khuẩn tự
dưỡng hiếu khi
́
BHT laø saûn phaåm cuûa khoái quaàn theå VSV coù khaû naêng oån ñònh chaát thaûi
döôùi ñieàu kieän hieáu khí.
Boâng buøn hoïa tính coù kích thöôùc khoaûng töø 50 ñeán 200 μm, coù theå ñöôïc
loaïi boû baèng laéng troïng löïc.
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
12
BK
TPHCM
QUAÙ TRÌNH BUØN HOAÏT TÍNH HIEÁU KHÍ
Ù
Ù
Ø
Ø
Ï
Ï
Á
Á
Ống dẩn khí nen
́
́
́
Bộ phận khuếch tán khí
̣ ́
BỂ AEROTEN KHUẾCH TÁN KHÍ
Quá trình bùn hoạt tính được sử duṇ g rộng rãi cho xử lý sinh học
NT sinh hoạt, ngành CN ô nhiễm CHCơ như thực phẩm, bia,
thuộc da, thủy sản,…
Thuận lợi: Hiệu quả khư
̉
BOD cao
cao, lượng bùn sinh ra lớn
Bất lợi: Năng lượng tiêu thu
̣
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
13
BEÅ SINH HOÏC HIEÁU KHÍ
BUØN HOAÏT TÍNH AEROTEN
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
14
BK
TPHCM
THIEÁT BÒ KHUEÁCH
TAÙN KHÍ
Hieäu quaû 1,0 – 3,0 kg O2/kWh
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
15
BK
TPHCM
THIEÁT BÒ KHUAÁY
TROÄN BEÀ MAËT
Tua bin (Turbines)
Efficiency 0,8 – 1,2 kg O2/kWh
Choåi khuaáy (Brushes)
Efficiency 1,2 – 1,8 kgO2/kWh
S.Ê HÀG NHIÊM
16
BK
TPHCM
Vai troø cuûa VSV
ø û
Oxi hóa và hô hấp nội bào:
dinh döôõng
õ
CO2
H2O
C.höõu cô
O2
õ
(N,P)
Nonbiodegradable
residue
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
17
BK
TPHCM
Vai troø cuûa VSV
ø û
Phân hủy nội bào:
N,P
CO2
H2O
O2
Caën khoâng phaân huûy
ë
â
â
û
sinh hoïc
ï
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
18
BK
TPHCM
Bông Bùn HT
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
19
BK
TPHCM
Vi Sinh
Vi khuẩn
Động Vật Nguyên Sinh: Trùng tiêm mao, trùng bánh xe, giun,..
Vi Sinh sợi: VK sợi, nấm men
TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
20
Tải về để xem bản đầy đủ
92 trang
14480
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 3: Quá trình bùn hoạt tính (Quá trình sinh trưởng lơ lửng) - Lê Hoàng Nghiêm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_cac_qua_trinh_sinh_hoc_trong_ky_thuat_moi_truong_c.pdf
