ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSVSinh trưởng của tế bào r g = -µX r g : tốc độ sinh trưởng của VSV kl/tt.tg µ: tốc độ sinh trưởng đặc biệt thời gian -1 X: nồng độ vi sinh vật khối lượn
Trang 1Chương 5
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Nguyễn Ngọc Châu Chi cục BVMT Bình Dương
Trang 3XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ
Trang 4ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV
Sinh trưởng của tế bào
r g = -µX
r g : tốc độ sinh trưởng của VSV (kl/tt.tg)
µ: tốc độ sinh trưởng đặc biệt (thời gian -1 )
X: nồng độ vi sinh vật (khối lượng/thể tích)
XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ
X
r dt
dX
Trang 5Sinh trưởng trong điều kiện giới hạn
S K
µ : tốc độ sinh trưởng đặc biệt (thời gian ‑1 )
µ m : tốc độ sinh trưởng đặc biệt max (thời gian ‑1 )
S : nồng độ cơ chất giới hạn sự sinh trưởng
(khối lượng/thể tích)
K S : hằng số tốc độ 1/2, nồng độ cơ chất ở vị trí có tốc độ sinh trưởng cực đại
XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ
ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV
S K
XS r
s
m g
Trang 6QT sinh trưởng của VSV – sự tiêu thụ cơ chất
r g = -Y.r su
Y: hệ số thu hoạch cực đại (mg/mg)
K Y
XS r
S S
m su
Trang 7Ảnh hưởng của quá trình trao đổi chất nội bào
r d = -k d X
k d = hệ số phân hủy nội bào (thời gian -1 )
X = nồng độ VSV (KL/TT)
r g ’ = tốc độ sinh trưởng thực của VSV (KL/TT.TG)
µ m ’ = tốc độ sinh trưởng đặc biệt thực (thời gian -1 )
S K
Trang 8Ảnh hưởng của nhiệt độ
Trang 9ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK
Cân bằng theo sinh khối
Tích lũy = vào + ra – sinh trưởng
' 0
.V QX QX Vr g dt
SX V
ổn định
Trang 10d S
S K
d m
d
S
k Yk
k
K k
Trang 11Cân bằng theo cơ chất
Tích lũy = Vào – Ra – Tiêu thụ
su
Vr QS
QS
V dt
kSX V
kSX V
S S
Q
s
0
Trang 12S K
kSX S
S K
S
S kS
S K
S
S X
Y k
S S
Y X
0
Trang 13Xác định thông số động học
kS
S
K S
S
X S
K
kSX S
k
K S
Trang 15X k
S S
X
S
Trang 18r W
e e
c
X Q
X Q
X Q
VX
W e
Trang 19Hỗn hợp bùn trong bể thổi khí được khuấy trộn hồn tồn Quá trình phân hủy sinh học chỉ xảy ra tại bể thồi khí
' 0
0 X Qe X e QW X r Vrg
Q
V dt
Tích lũy = Vào – Ra + Sinh Trưởng
Cân bằng sinh khối
ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK
Trang 20Cân bằng sinh khối
Ở trạng thái ổn định
X
S V
X Q
X
e S
e
m r
w e
e
0 0
d e
S
e m
r W
e
S K
S VX
X Q
Trang 21Cân bằng sinh khối
Ở trạng thái ổn định
d e
S
e m
c
k S
c d S
d m
c
c d
S
k Yk
k
K k
k
K S
Trang 22 r W e W e su
e
rS Q Q Q S Q S Vr Q
S Q
Cân bằng cơ chất
Tích lũy = Vào – Ra – Tiêu thụ
S Se V rsuQ
V dt
dS
0 0
ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK
Trang 23Cân bằng cơ chất Ở trạng thái ổn định
e s
e
S K
X kS
e
e m
e
k V
S S
Q
S Y
c d
e
c
k
S S
Trang 25THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
Trang 26THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
Công suất máy thổi
Trang 27THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
TÍNH DUNG TÍCH BEÅ
M
F X
QS V
+ Q : lưu lượng nước cần xử lý (m 3 /ngày);
+ S 0 : nồng độ BOD5 trong nước thải (mg/L);
+ X : nồng độ bùn hoạt tính (tính bằng VSS) (mg/L); + F/M : mg BOD 5 /ng bùn.
Trang 28THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
TÍNH DUNG TÍCH BEÅ
S S
Trang 29THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
Y S
+ k d : hệ số phân hủy nội bào (ngày -1 );
thụ).
Trang 30THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
Trang 31THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
Thông số điển hình tính toán TK bể thổi khí
Loại và chức
năng của
Aerotank
SRT (ngày) F/M Tải trọng (kg
BOD 5 /m 3 n gđ)
Nồng độ bùn trong
bể (mg/L)
Thời gian lưu nước (giờ)
Tỷ lệ tuần hoàn
theo cấp 3-15 0,2-0,5 0,64-0,96 1500-3500 3-5 0,25-0,75 Khử BOD 5 kết
Trang 32THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
Trang 33THIEÁT KEÁ BEÅ THOÅI KHÍ
Tuần Hoàn Bùn Hoạt Tính
Q v X 0 + Q t X t = (Q v + Q t ) X
X X
X Q
Q
t v
- Q v lưu lượng NT đi vào công trình xử lý (m 3 /h)
- Q t lưu lượng hh bùn tuần hoàn lại (m 3 /h)
- X nồng độ bùn hoạt tính cần duy trì trong bể thổi khí (mg/L)
- X t nồng độ bùn hoạt tính trong hỗn hợp tuần hoàn
hay sau khi lắng ở đáy bể lắng 2 (mg/L)
Trang 34THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ
Xả Bùn Dư
ra ra
t x
c
X Q
X Q
c ra
ra x
X
X Q
X t : nồng độ bùn hoạt tính trong dịng tuần hồn (mg/L)
X : nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank (mg/L)
X ra : nồng độ bùn hoạt tính trong NT ra khỏi bể lắng (mg/L)
Q ra : lưu lượng nước đã xử lý ra khỏi bể lắng (m 3 /ngày)
c : thời gian lưu bùn (ngày)
Trang 35THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ
Lượng Bùn Tạo Ra Hàng Ngày
c d
Trang 36Khoa CN&QL Môi Trường Đại Học Văn Lang
HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ
Trang 39XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG MƯƠNG OXY HÓA
Trang 40XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PP SINH HỌC
XỬ LÝ HIẾU KHÍ DẠNG TĂNG TRƯỞNG DÍNH BÁM
Trang 41TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Trang 45Vật Liệu Lọc
+ d = 10-25 mm + h VLL = 0,9-2,5 m (T-20)1,8 m)
Đá
+ h VLL = 6-9 m
Plastic
Tháp lọc
Trang 46TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
HT phân phối nước
- Sử dụng nguyên tắc phản lực
- Áp lực tại vị trí phun ~ 0,5-0,7 m
- Vận tốc Q & ~ 1 vòng/10 phút
- Khg cách từ VLL vòi phun ~ 0,2-0,3 m
Trang 47TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Tốc độ quay của dàn phân phối nước
/ 10
DR A
m mm
- A số đg ống phân phối của HT phân phối nước;
- DR là tốc độ tính bằng mm/đường ống phân phối.
Trang 48TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Sàn Đỡ
- Sàn đỡ đc TK thu nước đều;
- Phân phối đều khí;
- Khg cách từ sàn đến đáy ~ 0,6-0,8 m;
- Đáy bể dốc 1-2% về máng thu TT;
- Tường giữa đáy & sàn cĩ cửa sổ thg giĩ
- Tổng DT cửa số ~ 20% DT sàn.
Trang 49TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Cấp Khí Phụ thuộc sự chênh lệch t o C
T (T-20)khí trong lỗ rỗng thấp khí đi từ trên xuống
T nước < T khí
Cấp khí 0,3 m 3 /m 2 phút
Trang 50TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Thiết kế n
v i
- S e : BOD 5 tc của NT sau lắng;
- S i : BOD 5 tc của NT vào bể trickling filter;
- k 20 : hằng số độ sâu bể (D) ở 20 o C (gal/phút) n ft
- D : độ sâu (ft)
- Q v : lưu lượng/đơn vị t/tích bể (gal/phút.ft2) = Q/A
- Q : lưu lượng qua TF, khơng tuần hồn (gal/phút)
- A : diện tích tiết diện của trickling filter (ft 2 );
- n : hệ số thực nghiệm, n = 0,5
Trang 51TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
D
D k
Trang 52TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Trang 53TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Thiết kế Hiệu quả khử BOD 5
F V
01
100
- V : thể tích vật liệu lọc (m 3 )
- F : hệ số tuần hồn nước
Trang 54TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Thiết kế
2
10 1
- Q là lưu lượng xử lý
Trang 55TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT Thiết kế Các thơng số thiết kế TF
Thông số Đơn vị Tải trọng
tấp
Tải trọng cao
h VLL m 1-3 0,9-2,5 (T-20) á) đá)
6-8 (T-20)plastic) Loại VLL Đá, than Đá, than, plastic Tải trọng CHC kgBOD 5 /m 3
VLL.ngđá)
0,08-0,40 0,40-1,60
Trang 56TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Thiết kế Các thơng số thiết kế TF
Thông số Đơn vị Tải trọng
tấp
Tải trọng cao
Tải trọng thủy
Trang 57TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Thiết kế Hệ thống TF 2 bậc
VF
W E
E
2 1
2
1
4432,
01
100
Trang 58TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC NHỎ GIỌT
Trang 59TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ RBC
Trang 62Cách sắp xếp
Trang 63TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ RBC
Các thiết bị cơ khí của RBC
Trục quay
Chiều dài max = 8,23 m,
Trong đó, 7,62 m dùng để gắn các đĩa SH Trục ngắn ~ 1,52 - 7,62 m
Trang 64TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ RBC
Các thiết bị cơ khí của RBC
Đĩa SH
- PE, nhiều nếp gấp để tăng DT bề mặt
- Diện tích bề mặt thấp ~ 9290 m 2 /8,23 mtrục
- DT bề mặt TB & cao ~
11149-16723 m 2 /8,23 m trục
Trang 65TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ RBC
Các thiết bị cơ khí của RBC
Trang 66TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ RBC
Các thiết bị cơ khí của RBC
Bể chứa đĩa
- V = 45,42 m 3 cho 9290 m 2 đĩa SH
- Q = 0,08 m 3 /m 2 d, h nước = 1,52 m, 40% diện tích đĩa ngập trong NT
Trang 67TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ RBC
Các thiết bị cơ khí của RBC
Mái che
- Bằng tấm sợi thủy tinh,
- b/v đĩa SH khỏi bị hư hại bởi tia UV
& các tác nhân vật lý khác,
- Giữ nhiệt cần thiết cho quá trình,
- Khống chế sự phát triển của tảo.
Trang 68TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ RBC
Các thơng số TK đặc trưng của bể RBC
Đơn vị Khử BOD Khử BOD và
nirate hĩa Nitrate hĩa riêng biệt Tải trọng thủy
3 /m 2 ngđ 0,08-0,16 0,03-0,08 0,04-0,10
Tải trọng hữu cơ g sBOD/m 2 ngđ 4-10 2,5-8,0 0,5-1,0
g BOD/m 2 ngđ 8-20 5-16 1,-2 Tải trọng hữu cơ
max của bể XL 1
g sBOD/m 2 ngđ 12-15 12-15
g BOD/m 2 ngđ 24-30 24-30 Tải trọng NH 3 g N/m 2 ngđ 0,75-1,50
BOD sau xử lý mg/L 15-30 7-15 7-15
NH 4 -N sau xử lý mg/L < 2 1-2
Trang 69TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ RBC
Các thơng số TK đặc trưng của bể RBC
Thứ cấp Kết hợp nitrat
hĩa Natrat hĩa riêng biệt Lưu lượng NT nạp gal/ft 2 d 2,0 - 4,0 0,75 - 2,00 1,0 - 2,5 Lưu lượng chất hữu cơ nạp
Lb SBOD 5 /10 3 ft 2 d 0,75 - 2,0 0,5 - 1,5 0,1 - 0,3
Lb TBOD 5 /10 3 ft 2 d 2,0 - 3,5 1,5 - 3,0 0,2 - 0,6 Lưu lg nạp tối đa cho gđoạn 1
Lưu lượng nạp NH 3 lb /10 3 ft 2 d - 0,15 - 0,3 0,2 - 0,4 Thời gian lưu tồn nước (giờ) 0,7 - 1,5 1,5 - 4,0 1,2 - 2,9 BOD 5 nước thải sau xử lý mg/L 15 - 30 7 - 15 7 -15
Trang 70XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PP SINH HỌC
XỬ LÝ SINH HỌC KỴ KHÍ
Trang 71CƠ SỞ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC
Quá trình kỵ khí
VSV
Chất hữu cơ > CH 4 + CO 2 + H 2 + NH 3 + H 2 S + Tế bào mới
Giai đoạn 1: Thủy phân;
Giai đoạn 2: Acid hóa;
Giai đoạn 3: Acetate hóa;
Giai đoạn 4: Methane hóa.
Trang 72CƠ SỞ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC
Trang 73TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Lan can bảo vệ
Ống thu nước sau xử ly ù
Sàn công tác Máng thu nước dạng răng cưa Thiết bị tách pha khí – lỏng - rắn
Vách hướng dòng hình côn
Cầu thang Vỏ thiết bị
Hỗn hợp nước thải Lớp bùn kỵ khí
Ống bơm nước vào thiết bị UASB
Bộ phận phân phối đều lưu lượng nước thải
Trang 74Ưu Điểm
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
- Ít tốn NL vận hành
- Ít bùn dư, giảm chi phí XL bùn;
- Bùn dễ tách nước;
- Nhu cầu dd, vi lg thấp, giảm chi phí;
- Thu hồi năng lượng từ CH 4 ;
- Có khả năng hoạt động theo mùa
Trang 75Tải trọng TT bể UASB, 30 o C, E = 85-95%
COD nước thải
(mg/L) Tỷ lệ COD do cặn gây ra Tải trọng thể tích (kg COD/m
3 ngđ) Bùn dạng
bơng bùn loại TSS cao Bùn hạt, dễ Bùn hạt, mức độ loại SS ít hơn 1000-2000 0,10-0,30 2-4 2-4 8-12
0,30-0,60 2-4 2-4 8-14 0,60-1,00
2000-6000 0,10-0,30 3-5 3-5 12-18
0,30-0,60 4-8 2-6 12-24 0,60-1,00 4-8 2-6
6000-9000 0,10-0,30 4-6 4-6 15-20
0,30-0,60 5-7 3-7 15-24 0,60-1,00 6-8 3-8
9000-18000 0,10-0,30 5-8 4-6 15-24
0,30-0,60 3-7 0,60-1,00 3-7
Trang 76TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Tải trọng thể tích của bể UASB theo nhiệt độ, đv COD hịa tan, E (%) = 85-95%, nồng độ bùn trung bình 25 g/L
Nhiệt độ
( o C) Tải trọng thể tích (kg sCOD/m
3 ngđ) Nước thải cĩ VFA Nước thải khơng VFA Khoảng Đặc trưng Khoảng Đặc trưng
Trang 77TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
HRT XL NTSH trong UASB cao 4 m
Trang 78TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Vận tốc nước & chiều cao bể UASB
Một phần
Trang 79TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Thể tích và kích thước bể
- V n : thể tích hữu dụng min của bể (m 3 );
- L org : tải trọng CHC (kg COD/m 3 ngđ).
Trang 80TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Thể tích và kích thước bể
Trang 81TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Thể tích và kích thước bể
Trang 82TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Thể tích và kích thước bể
Trang 83TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Thể tích và kích thước bể
HT = HL + HG
- H T : t ng chi u cao c a b UASB (T-20)m); ổng chiều cao của bể UASB (m); ều cao của bể UASB (m); ủa bể UASB (m); ể
- H L : chi u cao l p n ều cao của bể UASB (m); ớp nước trong TB (m); ướp nước trong TB (m); c trong TB (T-20)m);
- H G : chi u cao chi m ch b i TB ều cao của bể UASB (m); ếm chỗ bởi TB ỗ bởi TB ởi TB
tách pha rắn-lỏng-khí (T-20)m).
Trang 84TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Diện tích cần để lắp đg ống phân phối nước
Loại bùn Tải trọng COD
(kg/m 3 ngđ) Diện tích/đường ống vào (m 2 ) Bùn dạng bơng bùn cĩ
TSS > 40 kg/m 3
< 1,0 0,5-1,0 1-2 1,0-2,0
> 2 2,0-3,0 Bùn dạng bơng bùn cĩ
TSS ~ 20-40 kg/m 3
< 1-2 1,0-2,0
> 3 2,0-5,0 Bùn hạt 1-2 0,5-1,0
2-4 0,5-2,0
> 4 > 2,0
Trang 85TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Thiết bị tách pha
Trang 86TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Trang 87TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Dinh dưỡng (T-20)nutrients)
Trang 88TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UASB
Vi Lượng (T-20)Fe, Co, Ni, Zn)
Fe ~ 0,02 mg/g acetate tạo thành
Trang 89Các hợp chất vô cơ độc và ức chế
Trang 90Các hợp chất hữu cơ độc và ức chế
Hợp chất Nồng độ làm giảm 50% hoạt
tính, (mmol) 1-Chloropropene 0,1
Trang 91Các hợp chất hữu cơ độc và ức chế (T-20)tt)
Hợp chất Nồng độ làm giảm 50% hoạt
tính, (mmol) 2-Cloropropionic acid 8,0
Trang 92TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UAF
- Hình trịn or chữ nhật
- Đường kính or bề rộng ~ 2-8 m
- Chiều cao 3-13 m
- Vật liệu tiếp xúc ~ 50-70% tồn bể
- Vật liệu tiếp xúc plastic dạng dịng chảy
Trang 93TÍNH TOÁN THIẾT KẾ UAF
Nước thải Loại VL
tiếp xúc
T ( o C) Tải trọng
COD kg/m 3 ngđ
HRT (ngày)
Tỷ lệ tuần hồn
E(COD) (%)
hoạt Dạng vịng 37 0,2-0,7 25-37 0 90-96 Nước rị rỉ Dạng ống 35 1,5-2,5 2,0-3,0 0,25 89 Chế biến thực
phẩm Dạng dịng chảy
ngang
30 4-6 1,8-2,5 0 90
Trang 94XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SINH HỌC
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG HỒ SINH HỌC
Trang 96HỒ HIẾU KHÍ
Tảo
Vi sinh vật
PO 4 3- , H 2 O Tảo mới
Chất hữu cơ
Năng lượng mặt trời
Tế bào mới Tảo
Trang 97HỒ TÙY TIỆN VÀ HỒ KỴ KHÍ
Hồ tùy tiện
1,2 – 2,4 m HRT = 5-30 ngày Hồ kỵ khí
2,4 - 9,1 m HRT = 20-50 ngày
Trang 98THOÂNG SOÁ THIEÁT KEÁ HOÀ
Thông số Đơn vị Hồ hiếu
khí Hồ tùy tiện Hồ Kỵ khí
Diện tích ha 0,8-4,0 0,8-4,0 0,2-0,8
Độ sâu m 0,9-1,5 1,2-2,4 2,4-4,8 Tải trọng kg/ha.ngđ 16,8 56-202 224-560
E (BOD) % 60-80 80-95 50-85 Nồng độ tảo mg/L 5-10 5-20 0-5
SS sau xử lý mg/L 10-30 40-60 80-160
Trang 99CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
CÁC CÔNG TRÌNH XỬ NITƠ - PHOSPHO
Trang 100CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Quá trình nitrate hóa
NH 3 + 3/2O 2 NO 2 - + H + + H 2 O + sinh khối (Nitrosomonas)
NO 2 - + ½O 2 NO 3 - + sinh khối
(Nitrobacter)
Trang 101CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Quá trình nitrate hóa
Yếu tố ảnh hưởng
Trang 102CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Quá trình nitrate hóa
Có thể thực hiện trong
- HT bùn hoạt tính hiếu khí với VSV
tăng trưởng lơ lửng
- HT bùn hoạt tính hiếu khí với VSV
tăng trưởng dính bám
Trang 103CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Quá trình nitrate hóa
NH 4 + + HCO 3 - + 4CO 2 + H 2 O C 5 H 7 O 2 N + 5O 2
55NH 4 + + 76O 2 + 109HCO 3 - C 5 H 7 O 2 N + 54NO 2 - + 57H 2 O + 104 H 2 CO 3 (T-20)1)
400NO 2 - + NH 4 + + 4H 2 CO 3 + HCO 3 - + 195O 2 C 5 H 7 O 2 N + 3H 2 O + 400NO 3 - (T-20)2)
-NH 4 + + 1,855O 2 + 1,979HCO 3 - 0,021C 5 H 7 O 2 N + 0,979NO 3 - + 1,041H 2 O + 1,874H 2 CO 3
cần ~ 4,23 mg O 2 để oxy hĩa 1 mg N-NH 4 +
Trang 104CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Quá trình nitrate hóa
Để qt nitrate hĩa xảy ra hiệu quả cần:
- DO > 2 mg/L;
- pH ~ 7,5-8,6
- Độ kiềm (8,62 mg HCO 3 - /mg N-NH 4 + )
Trang 105CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Phải bổ sung đủ nguồn carbon:
sẵn có trong nước thải;
bổ sung
Trang 106CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Trang 107CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Qt khử nitrate
Tốc độ khử nitrate:
U’ DN = U DN x 1,09 (T-20)T-20) (T-20)1-DO)
U’ DN = Tốc độ khử nitrate
U DN = Tốc độ khử nitrate đặc biệt (T-20)lb NO 3 - /lb VSS.d)
T = Nhiệt độ (T-20) o C)
DO = Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải (T-20)mg/L)
Trang 108CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Qt khử nitrate
Hai hệ enzyme tham gia vào qt khử nitrate
Đồng hóa (T-20)assimilatory):
NO 3 - NH 3 , tổng hợp tế bào,
khi N-NO 3 - là dạng nitơ duy nhất tồn tại trong môi trường
Dị hóa (T-20)dissimilatory)
qt khử nitrate trong NT.
Trang 109CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Qt khử nitrate
Quá trình đồng hóa:
3NO 3 - + 14CH 3 OH + CO 2 + 3H +
3C 5 H 7 O 2 N + H 2 O
Trang 110CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Qt khử nitrate
Quá trình dị hóa:
Bước 1: 6NO 3 - + 2CH 3 OH 6NO 2 - + 2CO 2 + 4H 2 O
Bước 2: 2NO 2 - + 3CH 3 OH 3N 2 + 3CO 2 + 3H 2 O + 6OH
6NO 3 - + 5CH 3 OH 5CO 2 + 3N 2 + 7H 2 O + 6OH
Trang 111-CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Qt khử nitrate
Tổng quá trình khử nitrate
NO 3 - + 1,08CH 3 OH + H + 0,065C 5 H 7 O 2 N + 0,47N 2
+ 0,76CO 2 + 2,44H 2 O
Trang 112CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Qt khử nitrate
Nhu cầu methanol:
C m = 2,47N 0 + 1,53N 1 + 0,87D0
C m = nồng độ methanol yêu cầu (T-20)mg/L)
N 0 = nồng độ N-NO 3 - ban đầu (T-20)mg/L)
N 1 = nồng độ N-NO 2 - ban đầu (T-20)mg/L)
D0 = Nồng độ oxy hòa tan ban đầu (T-20)mg/L)
Trang 113CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Qt khử nitrate
Hằng Số Động Học Quá Trình Khử Nitrate
Trang 114CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NITƠ
Phương pháp sinh học
Kết hợp nitrate hóa & khử
nitrate
t/tích khí cần cho qt nitrate hóa & khử BOD 5 ;g am ỉam khg cần bổ sung nguồn carbon cho qt khử nitrate; công trình lắng cho riêng mỗi quá trình;
có khả năng khử 60-80% tổng lng nitơ trong NT.