Phương pháp xử lý nước thải doc

Các quá trình sinh học trong xử lý nuớc thải a Quá trình phân huỷ hiếu khí : IV.. Nguyên tắc:  Dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm có trong

A Dây chuyền công nghệ xử lý nuớc thải

B Phương Pháp Sinh Học Xử Lý Nuớc Thải

I Nguyên tắc

II Cơ chế :

Quá trình sinh học tăng trưởng lơ lửng (bùn hoạt tính):

Quá trình sinh học tăng trưởng dính bám (màng sinh học): III Các quá trình sinh học trong xử lý nuớc thải

a) Quá trình phân huỷ hiếu khí :

IV Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học

V Vai trò của vsv trong xử lý nước thải

C Công trình xử lý nứơc thải bằng phuơng pháp sinh học

1 Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên :

2 Công trình xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo

NƯỚC THẢI

A Dây chuyền công nghệ xử lý nuớc thải

Nu ớc thải có thể đuợc xử lý qua 5 khối sau:

B Phương Pháp Sinh Học Xử Lý Nuớc Thải

I. Nguyên tắc:

 Dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các

chất hữu cơ gây ô nhiễm có trong nước thải

 Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất

làm thức ăn để sinh truởng và phát triển.

 Tách các chất hữu cơ và chất dinh dưỡng ra khỏi nuớc

thải.(làm khoáng hoá các chất hữu cơ gây bẩn thành chất

vô cơ và các khí đơn giản )

II Cơ chế chung :

 Hấp phụ và kết tụ cặn lơ lửng và chất keo không lắng thành

bông sinh học hay màng sinh học

 Chuyển hoá (oxy hoá) các chất hoà tan và các chất dễ phân huỷ sinh học thành những sản phẩm cuối cùng.

 Chuyển hoá / khử chất dinh dưỡng (N,P)

 Khử những hợp chất và thành phần hữu cơ dạng vết

Quá trình sinh trưởng lơ lửng _bùn hoạt tính (bông sinh học)

 Các tế bào vi khuẩn tăng trưởng sinh sản và phát triển

dính vào các hạt chất rắn lơ lửng có trong nước thải và

phát triển thành các hạt bông cặn

 Các hạt bông này nếu được thổi khí và khuấy đảo sẽ lơ

lửng trong nước và lớn dần

 Bông bùn màu vàng nâu kích thước khoảng từ 50–200

µm Số lượng vi khuẩn trong bùn hoạt tính dao động trong khoảng 108-1012 trên 1mg chất khô

 Các vsv tham gia trong bùn hoạt tính: Pseudomonas,

Achromobacter, Desulfovibrio và Nitrosomonas ,

Notrobacter , cùng một số protozoa …

 Yêu cầu chung khi vận hành bùn hoạt tính:

– SS đầu vào không quá 150 mg/l – Hàm lượng dầu không quá 25mg/l – pH = 6.5 – 8.5 (tối ưu : 6.5 – 7.5) – Nhiệt độ: 6oC – 37oC

Quá trình sinh trưởng lơ lửng _bùn hoạt tính

(bông sinh học)

Quá trình sinh trưởng bám dính _Màng sinh học

CẤU TẠO CỦA MÀNG VI SINH VẬT

Khả năng oxi hoá các chất hữu cơ có trong nước thải khi chảy qua hoặc tiếp xúc.

Có màu vàng xám hay màu nâu tối, dày từ 1–3 mm hoặc hơn do sinh khối của vsv bám trên màng.

Màng sinh học được coi là một hệ tuỳ tiện, với vsv hiếu khí là chủ yếu.

III Các quá trình sinh học trong xử lý nuớc thải:

a) Quá trình phân huỷ hiếu khí :

Quá trình phân huỷ hiếu khí nước thải gồm 3 giai đoạn:

 Oxy hoá các chất hữu cơ :

b) Quá trình phân huỷ thiếu khí :

Chuyển hoá Nitơ trong quá trình xử lý sinh học

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Nitrat hoá

_ Tốc độ nitrat hoá tốt khi DO= 4 – 7mg/l

_ Tốc độ nitrat hoá trong bùn hoạt tính tăng gấp đôi khi DO tăng từ1– 3mg/l

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat

 Dạng và nồng độ chất nền chứa cacbon: chứa cacbon tan, phân huỷ sinh học nhanh

kị khí vk phân hủy các chất hữu cơ như sau:

vi sinh vật

Chất HC H2 + CO2 + H2S + NH3 + CH4 + tb mới +ΔH

Quá trình xảy ra theo 4 giai đoạn:

_ Giai đoạn 1: Thuỷ phân _ Giai đoạn 2: Acid hoá _ Giai đoạn 3: Acetat hoá _ Giai đoạn 4: Methane hoá

c) Quá trình phân huỷ kị khí :

Quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

Vi sinh vật tham gia vào quá trình phân huỷ

kị khí

 Nhóm vsv thuỷ phân:

Clodtridium, Peptococcus, lactobacillus, Actinomyces, Staphylococcus, Desulfobrio

 Nhóm vSV methane

hoá:

Methanobacterium, Methanococcus, Methanothrix, Methanosarina

Quá trình kị khí so với quá trình hiếu khí

_ Quá trình khởi động lâu _ Có thể yêu cầu thêm độ kiềm _ Không thực hiện khử N và P được _ Nhạy cảm với chất độc

_ Khả năng sinh mùi và khí gây ăn mòn

Thuận

lợi

Công trình xử lý ứng dụng các quá trình

phân huỷ

 Nồng độ chất hữu cơ: BOD5:N:P = 100: 5:1 hoặc 200:5:2 (bùn hoạt tính)

 Hàm lượng tạp chất

 Nhiệt độ, pH, các nguyên tố vi lượng, kim loại…

 Hàm lượng oxy trong nước thải

 Lưu lượng nứơc thải

 Hệ thống xử lý: chế độ thuỷ động …

IV Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lí

sinh học :

 Không có chất độc làm chết hay ức chế hệ vsv trong nước thải Đặc biệt là hàm lượng các kim loại nặng như:

Sb >Ag >Cu >Hg >Co >Ni >Pb >Cr+3 >V >Cd >Zn >Fe

 Chất hữu cơ trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn cacbon và năng lượng cho vsv như : hidratcacbon, protein, lipit hoà tan…

 COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 mới có thể đưa vào xử l sinh học(hiếu khí), nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó gồm có xenlulozơ, hemixenlulozơ, prottein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử l sinh học kị khí

Điều kiện nước thải đưa vào XLSH :

V Vai trò của vsv trong xử lý nước thải

Sự tăng trư ởng của vi khuẩn trong bể xử lý

V Vai trò của vsv trong xử lý nước thải

 Phân huỷ các chất hữu cơ

 Xử lý mùi của nước thải:

– Methyl Methyl sulfide, sulfide, dimethyl

sulfide được phân hủy bởi các

 Xử lý một số kim loại nặng: Hg, Cd, Pb, Se, As

 Các nguyên sinh động vật có ý nghĩa trong việc vận hành các hồsinh vật : rotifera, cladocera, và copepoda

Các lòai Cladocera thì lọc các tế bào vi khuẩn và cả chất hữu

cơ chết, lọc tảo sợi, có ích trong việc làm giảm độ đục của nướcthải sau xử lý

chladocera aspergillus niger.

Vai trò của vsv trong xử lý nước thải

Các yếu tố ảnh huởng đến hoạt động của vsv:

 Chất dinh dưỡng :

 Những chất vi lượng

 pH của vk: 6.5 – 7.5 (vk không chịu đuợc pH >9 và pH<4

 Phân loại nhiệt độ của quá trình xử lý sinh học:

C Các công trình xử lý nứơc thải bằng

Sơ đồ cánh đồng tưới công cộng

Cánh đồng tưới và bãi lọc:

Bãi lọc ngầm

 Cánh đồng tưới công cộng chủ yếu là xử lý nước thải còn phục vụcho nông nghiệp là thứ yếu.

 Cánh đồng tưới nông nghiệp phục vụ nông nghiệp và xử lý nướcthải là những mục tiêu thống nhất.Theo chế độ nước tưới chia làm

2 loại:

> Thu nhận nuớc thải quanh năm

> Thu nước thải theo mùa

 Khu đất chỉ dùng xử lý hoặc chứa nước thải thì gọi là bãi lọc

 Tưới bón cây, xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp chứa nhiềuchất hữu cơ không chứa chất độc và vi sinh vật gây bệnh

 Hiệu quả : BOD20 còn 10-15mg/l, NO3- là 25mg/l, vi khuẩn giảm tới99,9% Nước thu không cần khử khuẩn có thể đổ vào các thủyvực

Cánh đồng tưới và bãi lọc:

 Trong hồ, diễn ra quá trình tự làm

sạch của nước Các loài vi khuẩn, tảo

và các loại thuỷ sinh vật oxy hoá các

chất hữu cơ

 Ngoài việc xử lý nước thải, hồ sinh

vật còn có nhiệm vụ:

_ Nuôi trồng thuỷ sản_ Nguồn nước để tưới cho câytrồng

_ Điều hoà dòng chảy

 Tuỳ theo nồng độ oxy hoà tan có

trong hồ,hồ sinh vật phân loại thành :

 Hồ kỵ khí

 Hồ hiếu khí tuỳ tiện

 Hồ hiếu khí

Hồ sinh học:

Hồ kỵ khí

 Hồ kỵ khí có độ sâu lớn hơn 2,4m và có thể đạt đến 9,1m với thời gian lưu nước dao động trong khoảng 20-50 ngày.

 Quá trình ổn định nước thải trong hồ xảy ra dưới tác dụng kết hợp của quá trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành CO2, CH4, các khí khác, các acid hữu cơ và tế bào mới do vsv kỵ khí phân giải.

 Được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ

và hàm lượng cặn cao.

 Hiệu suất chuyển hóa BOD5 có thể đạt đến 70% - 85%.

Hồ hiếu khí tuỳ tiện

Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí

Có hai loại hồ hiếu khí : _Hồ nuôi tảo nhằm tạo điều kiện để tảo phát triển mạnh nhất, có độsâu từ

 Lọc sinh học (Biofilter):

- Bể lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập nước(lọc nhỏ giọt)

- Bể lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước

 Đĩa quay sinh học RBC

 Bể Aerotank (bể bùn hoạt tính)

 Bể lắng 2

 Bể UASB

2 Công trình xử lý nước thải trong điều

kiện nhân tạo :

Lọc sinh học

 Bể lọc sinh học ứng dụng cho quá trình nitrat hoá, bố trí sau bể Aeroten, hoặc bể lọc sinh học bậc 1 khi nước thải

đã bị loại bỏ hầu hết chất hữu cơ (BOD).

 Xử lý hợp chất hữu cơ (BOD), nitơ và chất lơ lửng SS.

 Ứng dụng trong các công trình xử lý vừa và nhỏ trong công nghiệp

 Lọc sinh học được chia làm 2 loại :

- Lọc sinh học với lớp vật liệu không ngập trong nước (lọc nhỏ giọt)

- Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước (lọc cao tải).

Bể lọc sinh học cĩ lớp vật liệu khơng ngập nước (lọc nhỏ giọt)

Ưu điểm:

Điều chỉnh được thời gian lưu nước ở lọc

và tốc độ dòng chảy

Quá trình oxy hoa diễn ra rất nhanh nên

tiết kiệm được thời gian xử lý,

Xử lý hiệu quả nước cần có quá trình khử

nitrat hoặc phản nitrat hóa

Nước ra khỏi bể lọc sinh học thường ít

bùn cặn hơn ra từ bể Aerotank

Nhược điểm:

Không khí khi ra khỏi bể lọc thường có

mùi hôi thối

Khu vực xung quanh bể thường có nhiều

ruồi muỗi

Bể lọc sinh học cĩ lớp vật liệu ngập

Ưu điểm:

- Chiếm ít diện tích

-Đơn giản dễ dàng cho việc bao che công

trình, khử độc và đảm bảo mỹ quan

- Không cần phải rửa lọc

- Phù hợp với nước thải pha loãng

- Đưa vào hoạt động rất nhanh

- Dễ dàng tự động hóa

Khuyết điểm:

- Tăng tổn thất tải lượng,

- Giảm lượng nước thu hồi

- Tổn thất khí cấp cho quá trình

- Giảm khả năng giữ huyền phù

Đĩa quay sinh học RBC

 Gồm nhiều đĩa tròn bằng polystyren

hoặc PVC lắp trên 1 trục Các đĩa

đặt ngập trong nước 1 phần và

quay chậm

 vsv sinh trưởng phát triển trên bề

mặt đĩa hình thành 1 lớp màng

mỏng tiếp xúc với chất hữu cơ

trong nước thải và oxi khí quyển khi

đĩa quay (đk hiếu khí)

 70% khử BOD của các hợp chất

carbon, 25% khử BOD của các hợp

chất carbon kết hợp với nitrate hoá

nước thải, 5% dùng để nitrate hoá

nước thải sau quá trình sử l thứ

cấp

Bể Aerotank (Aeration tank)

 Bể Aerotank thường được đặt

sau lắng 1 và truớc lắng 2

 Nước thải chảy qua suốt chiều

dài của bể và được sục khí,

khuấy đảo nhằm tăng cường

lượng oxi hoà tan và quá trình

oxi hoá chất bẩn hữu cơ trong

nước bẩn

 Xử l nước thải công nghiệp chế

biến, sinh hoạt, có thể thực

hiện hiếu khí kéo dài và khử

BOD gần như hoàn toàn

Mương oxy hoá

Bể lắng 2

 Nhờ vào quá trình hoạt động của

các vi sinh vật kị khí nhằm biến

đổi các chất hữu cơ phức tạp

thành các chất đơn giản hơn và

sinh ra khí sinh học

BỂ METHANE

&

BỂ METHANE

SCR BLĐ1 XỬ LÝ SH

RÁC

BÙN SINH HỌC

XỬ LÝ CẶN

KỴ KHÍ

vào

Đầu ra

Cấu tạo

6

6 – thiết bị hâm nóng cặn

BỂ METHANE

BỂ CÓ NẮP

CỐ ĐỊNH

BỂ CÓ NẮP TRÔI NỔI

Ứng dụng

 Xử lý nước thải sản xuất tinh bột

HẦM TỰ HOẠI

HẦM TỰ HOẠI

HTH TRUYỀN

1 NGĂN NHIỀU NGĂN

Ứng dụng

1 Cấu tạo

Hầm tự hoại một ngăn

Hầm tự hoại 2 ngăn

Hầm tự hoại 3 ngăn

 Hiệu suất lắng cặn trung bình 50 - 70%

BAST

BASTAF

 ST < BAST < BASTAF (HRT 48h)