Môn kỹ thuật xử lý nước thải xử lý kỵ khí

1.Cơ sở lý thuyết của quá trình sinh học kỵ khí: lư u vã nhược điểm của quá trình sinh học ky khí so với quá sinh học hiếu khí.. 1.Cơ sở lý thuyết của quá trìnhsinh hoc ky khí: ™Cơ sở lý

1.Cơ sở lý thuyết của quá trình

sinh học kỵ khí:

lư u vã nhược điểm của quá trình sinh học ky khí so với quá sinh học hiếu khí.

□ Ưu điểm :

• Không tốn chi phí năng lượng.

• Quá trình kỵ khí sản sinh ra khí metan, là nguồn năng lượng dùng để đốt hoặc cung cấp nhiệt.

• Quá trình ky khí xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm cao.

• Bể phản ứng ky khí có thể hoạt động ở chế độ tải

trọng cao.

• Lượng bùn sinh ra ít hơn bể hiếu khí.

• Không tốn chi phí năng lượng.

1 .Cơ sở lý thuyết của quá trình

- sinh hoc ky khí:

□ Nhược điểm:■

• Quá trình ky khí diễn ra chậm hơn hiếu khí.

• Nhạy cảm hơn trong việc phân hủy các chất độc.■

• Quá trình khởi động cần nhiều thời gian.

• Xem xét khía cạnh phân hủy sinh học thì quá trình ky khí đòi hỏi nồng độ CO’ chất ban đầu tương đối cao.

1.Cơ sở lý thuyết của quá trình

sinh hoc ky khí:

™Cơ sở lý th u y ế t:

■ Sự phân hủy ky khí là một loạt quá trình

vi sinh vật phân hủy các hợp chất hữu

cơ thành khí metan (CH4).

■ Bản chất vi sinh học của quá trình tạo

metan đã được khám phá từ thế kỉ trước Trong quá trình hiếu khí chỉ liên quan

đến một số loài vi sinh vật, quá trình ky khí lại lôi kéo hầu hết các loài vi khuẩn.

■ Bản chất vi sinh học của quá trình tạo metan đã được khám phá từ thế

kỉ trước Trong quá trình hiếu khí chỉ liên quan đến một số loài vi sinh vật, quá trình ky khí lại lôi kéo hầu hết

các loài vi khuẩn.

1.Cơ sở lý thuyết của quá trình

1.Cơ sở lý thuyết của quá trình

sinh học kỵ khí:

PQuá trình sinh học kỵ k h í:

□ Quá trình phân hủy kị khí là quá trình sinh hóa

phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian

và phản ứng trung gian Tuy nhiên, phương trình phan ứng sinh hóa trong đieu kiện ky khí co thể biểu diễn đơn giản sau:

Chất hữu cơ -► CH4 + C 0 2 + NH3 + H2S +TB mới

□ Một cách tổng quát quá trình này xảy ra theo 4 giai đoạn:

2.QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ

■ Thủy phân : giai đoạn phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành

những đơn phân hòa tan.

■ Acid hóa: vi khuẩn lên men chuyển hóa các hợp chất hòa tan thành chất đơn giản acid béo dễ bay hơi

1.Cơ sở lý thuyết của quá trình sinh học ky khí:

■ Các phương trình phản ứng xảy ra như sau

4H2 + C 0 2 -> CH 4 + 2H20 4HCOOH —» CH 4 + 3 CO 2 + 2 H 20

4 CH 3 OH -> 3CH 4 + C 0 2 +2H20 4(CH3)3N + HzO 9C H 4 + 3C O2 +6H 2Ổ + 4NH

1.Cơ sở lý thuyết của quá trình sinh học ky khí:

Quá trình phân hủy kị khí

3.Các công trình xử lý sinh học kị

trình tiếp xúc ky khí:

Một số loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

có thể xử lý rất hiệu quả bằng quá trình tiếp xúc kỵ khí.

Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn Sau khi phân hủy, hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùn được tuần hoàn trở lại bể ky khí Lipợng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của

vi sinh vật khá chậm. ■ ■

■ Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn

và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn Sau khi phân hủy, hỗn hợp được đưa sang bể lắng

hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn

và nước

- ầ

3.Các công trình xử lý sinh học kị khí:

3.Các công trình xử lý sinh học kị

Đầu vào

■Bể-sinh học hiếu khí tiếp xúc

Bủn hoạt tính tuần hoàn

Bùn hoạt tính dư

Bể sinh học tiếp xúc :kết hợp với quá trình sinh trưởng lơ

lửng( bùn hoạt tính) và dính bám (màng sinh học).

Vi sinh vật sinh trưởng và phát triển thành bông bùn và màng

vi sinh —> lắng tốt —> tách khỏi nước bằng trọng lực.

Bùn tuần hoàn : duy trì mật độ sinh khối cao

Bùn dư : được đưa đến hệ thống xử lý bùn và thải bỏ.

cấu tạo của bể UASB■

■ Bể có thể xây bằng gạch hoặc bằng bê

tông cốt thép thường có mặt bằng hình chữ nhật Để tách khí khỏi nước thải,

trong bể gá thêm tấm phẳng đặt nghiêng

so với phương ngang > 35° Thể tích ngăn lắng tính theo thời gian lưu nước > 1 giờ Tổng chiều cao ngăn lắng khoảng 2m,

chiều cao phần lắng > 1m.

■ Để tách khí khỏi nước thải, trong bể

gá thêm tấm phẳng đặt nghiêng so với phương ngang > 35° Thể tích

ngăn lắng tính theo thời gian lưu

nước > 1 giờ Tổng chiều cao ngăn lắng khoảng 2m, chiều cao phần lắng

> 1m.

Sơ đồ cấu tạo bể phản ứng kị khí UASB

độ 5-7% phía trên lớp này là lớp bùn lơ lửng có nống độ 1000-3000 mg/l gồm các bông căn

chuyển động giữa lớp bun đáy và bùn tuần

hoàn từ ngăn lắng rơi xuống.

■ Bùn trong bể lắng được hình thành hai vùng rõ rệt :ở chiều cao 1Á tính từ dáy bể lên, lớp bùn này hình thành

do các hạt cặn keo tụ có nồng độ 5- 7% phía trên lớp này là lớp bùn lơ

lửng có nồng độ 1000-3000 mg/l gồm các bông cặn chuyển động giữa lớp bùn đáy và bùn tuần hoàn từ ngăn

lắng rơi xuống.

- Nguyên tắc hoạt động:

■ uể hình thành khối bùn hoạt tính đủ nồng

độ, làm việc có hiệu quả đòi hỏi thời gian vận hành khởi động từ 3- 4 tháng Nếu

cấy vi khuẩn tạo axit và vi khuẩn tạo

metan trước với nồng độ thích hợp vận

thiết kế, thời gian khởi động còn 2-3 tuần.

Bể UASB

Lan can báo vệ

Ó c c chv s ư đ c ĩ au x ừ lý

Ldp bừa k* khỉ

Upward-flow Anaerobic Sludge Blanket

*

-Sơ đồ bể UASB

Bể UASB

Entrada do esgoto (atluente) Saida de gases

Saỉda do efluente

Saidas do exesso

— de lodo

4

- ưu nhược điểm của bể UASB:

■ ơu điểm :

• ít tiêu tốn năng lượng vận hành.

• ít bùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn.

• Bùn sinh ra sẽ dễ tách nước.

• Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung dinh dưỡng.

Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí CH4.

Có khả năng hoạt động theo mùa vì bùn kị khí có thể hồi phục và hoạt động được sau một thời gian ngưng không nạp liệu.

ưu nhươc điểm của bể UASB:■

■ Nhược điểm :■

• Quá trình ky khí diễn ra chậm hơn quá

trình hiếu khí.

• Nhạy cảm hơn việc phân hủy chất độc.

• Quá trình khởi động cần nhiều thời gian.

■ c ấ u tao :Bể loc ki khí làm bằng vât■ ■ ■ ■ liệu nổi polyspiren với đường kính

■ Nguyên tắc hoạt động:

Nước thải đưa vào phân phối đều

theo diện tích đáy bể đi lên tiếp xúc

với

^ Bể lọc kỵ khí:

ẩ l u tạo :Bểĩọc kị khí làm bằng vật liệu nổi

polyspiren với đường kính hạt 3-5 mm, chiều dài vật liệu 2 m.■ ■

Nguyên tắc hoạt động:

Nước thải đưa vào phân phối đều theo diện tích đáy bể đi lên tiếp xúc với khối bùn lơ lửng ở dưới lớp lọc, một số chất thải được giữ lại ở đây dòng nước tiếp tục tiếp xúc với lớp vật liệu lọc tạo

màng vi sinh dính bám Cứ sau thời gian 2-3 ngày, khi tổn thất thủy lực tăng lên, cho xả bùn ra khỏi

bể một lần.

■ Nguyên tẳc hoạt động:

Nước thải đưa vào phân phối đều theo diện tích đáy bể đi lên tiếp xúc với khối bùn lơ lửng ở dưới lớp lọc, một số chất thải được giữ lại ở đây dòng nước tiếp tục tiếp xúc với lớp

bám

■ Cứ sau thời gian 2-3 ngày, khi tổn

thất thủy lực tăng lên, cho xả bùn ra khỏi bể một lần polyspiren với

đường kính hạt 3-5 mm, chiều dài vật liêu 2 m.

Bê lọc ky khí

sơ đồ cấu tạo bể lọc ky khí

J ứng dụng :

■ Xử lý nước thải sinh hoạt.

■ NT nhà máy rượu, bia.

- NT XN chế biến sữa.

■ NT nhà máy giấy các loại.

- NT XN chế biến hải sản.

Cám ơn cô và các bạn chú ý

lắng nghe