Công nghệ xử lí nước thải bằng sinh học trong xử lí nước thải ngành thực phẩm

pháp kỵ khíĐòi hỏi chi phí đầu tư để xử lý bùn, Xử lý nước thải có tải trọng không cao như phương pháp kỵ khí Nhược điểm Nhược điểm được những Không chịu thay đổi đột ngột về tải trọn

CHÀO MỪNG THẦY VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT

TRÌNH CỦA NHÓM 8

Chủ đề: Công nghệ xử lí nước thải bằng sinh học trong xử lí nước thải ngành thực phẩm

Chủ đề: Công nghệ xử lí nước thải bằng sinh học trong xử lí nước thải ngành thực phẩm

1 Lê Minh Cương

A QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ

VI SINH VẬT HIẾU KHÍ

Phân hủy chất hữu cơ

A QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ

Ưu điểm

Không gây ô nhiễm thứ cấp như phương pháp hóa học, hóa lý

Hiểu biết về quá trình xử

lý đầy đủ hơn

Hiểu biết về quá trình xử

pháp kỵ khí

Đòi hỏi chi phí đầu tư

để xử lý bùn, Xử lý nước thải có tải trọng không cao như phương

pháp kỵ khí

Nhược điểm

Nhược điểm được những Không chịu

thay đổi đột ngột về tải trọng

hữu cơ

Không chịu được những thay đổi đột ngột về tải trọng

hữu cơ

Chi phí xây dựng công trình

và đầu tư thiết bị lớn, vận hành, đặc biệt chi phí cho năng lượng tương đối cao

Chi phí xây dựng công trình

và đầu tư thiết bị lớn, vận hành, đặc biệt chi phí cho năng lượng tương đối cao

Không có khả

năng thu hồi

năng lượng

lý càng lớn hoặc ngược lại

 Nồng độ bùn hoạt tính: chỉ số bùn càng nhỏ thì nồng độ bùn cho vào công trình xử

lý càng lớn hoặc ngược lại

 Nồng độ oxy: Phải cung cấp đầy đủ lượng oxy vào liên tục sao cho lượng oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt II >=

2(mg/l).

 Nồng độ oxy: Phải cung cấp đầy đủ lượng oxy vào liên tục sao cho lượng oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt II >=

2(mg/l).

 Các nguyên tố vi lượng: Hàm lượng cơ chất trong nước thải khác nhau thì yêu cầu về nồng độ các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết khác nhau ( BODtoàn phần:N:P=100:5:1)

 Các nguyên tố vi lượng: Hàm lượng cơ chất trong nước thải khác nhau thì yêu cầu về nồng độ các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết khác nhau ( BODtoàn phần:N:P=100:5:1)

 pH: pH>9: VSV chết vì lúc này sẽ phá hủy cân bằng nguyên sinh chất tế bào, pH<4 sẽ

thúc đẩy nấm phát triển

 pH opt = 6,5-7,5

 Nhiệt độ: t o copt = 25 o C – 37 o C

Các giai đoạn xử lý nước thải bằng

công nghệ hiếu khí

Tiền xử lý Xử lý sơ cấp Xử lý cấp II Xử lý cấp III

Nước thải Lắng sơ cấp Oxy hóa

Bùn hoạt tính Bùn sơ

cấp

Ao sinh học

Chlore hóa Lọc cát

Thải/ Sử dụng

Bùn

Phân hủy

kỵ khí

1 Phương pháp xử lý sinh học tự nhiên.

 Ao hồ sinh học hiếu khí.

 Là loại ao nông 0,3-0,5m có quá trình oxy hóa các chất bẩn

hữu cơ chủ yếu nhờ các VSV hiếu khí

 Ưu điểm:

 Không đòi hỏi nhiều vốn đầu tư.

 Bảo trì vận hành đơn giản, không đòi hỏi có người quản lý thường xuyên.

 Hầu hết các khu đô thị, các khu dân cư có nhiều ao, hồ hay khu ruộng trũng có thể sử dụng mà không cần cải tạo xây dựng nhiều.

 Có các điều kiện két hợp mục đích xử lý nước thải với việc nuôi trồng thủy sản và điều hòa nước mưa

11

Cấp nước và xử lý nước thải

II CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ.

Đòi hỏi mặt bằng rộng

Nước hồ thường có mùi khó chịu đối với các khu vực xung

quanh

Nước hồ thường có mùi khó chịu đối với các khu vực xung

quanh

Thường sử dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt do chứa N:P:K=5:1:2 phù hợp cho phát triển thực vật Nhằm xử

lý nước thải đồng thời tận dụng nước thải làm nguồn

phân bón

13

 Cánh đồng tưới và bãi lọc.

 Dựa trên khả năng giữ các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lọc, nhờ có oxy trong các lỗ hỏng và mao quản của lớp đất mặt, các VSV hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn

 Càng sâu xuống, lượng oxy càng ít và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ càng giảm xuống dần Cuối cùng đến độ sâu ở đó chỉ xảy ra quá trình khử nitrat.

 Quá trình oxy hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp đất mặt sâu tới 1.5m cánh đồng tưới và bãi lọc thường được xây dựng

ở những nơi có mực nước nguồn thấp hơn 1.5m so với mặt đất

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Cấp nước và xử lý nước thải

• Vị trí trong hệ thống xử lý nước thải

Tuần hoàn nước

Bãi lọc ngập nước

Bãi lọc ngập nước

Nước thải chăn nuôi

Nước thải

CN thực phẩm

Bể aerotank

 Là công trình nhân tạo xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, trong đó người ta cung cấp oxy và khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính.

16

2 Phương pháp xử lí sinh học nhân tạo

 Phân loại:

- Aerotank tải trọng thấp (Aerotank truyền thống):

BOD<400mg/l; hiệu suất xử lý BOD đạt 80-95%

- Aerotank tải trọng cao 1 bậc: BOD cao>500mg/l; thổi khí liên tục (6-8h)

- Aerotank tải trọng nhiều bậc: BOD>500mg/l; chất rắn

lơ lửng pH= 6,5-9; t0=6-320C

- Aerotank tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn: tải trọng BOD>1,3kg BOD tính trên 1kg chất thải hữu cơ trong ngày; hiệu suất xử lý BOD 70-75%

Quá trình oxy hóa gồm 3 giai đoạn:

GD1: tốc độ Oxy hóa = tốc độ tiêu thụ Oxy, ở giai đoạn này bùn hoạt tính hình thành và phát triển.VSV phát triển mạnh

GD2:VSV phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxy gần như ít thay đổi, chính giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy

GD3: Sau 1 thời gian khá dài tốc độ oxy hóa cầm

trừng và có chiều hướng giảm, tốc độ tiêu thụ oxy tăng lên

Nguyên lí làm việc

Ưu điểm

Công nghệ đề xuất phù hợp với đặc điểm, tính chất của

nguồn nước thải

Nồng độ các chất ô nhiễm sau quy trình xử lý đạt quy

 Diện tích đất sử dụng tối

thiểu.

 Công trình thiết kế dạng

modul, dễ mở rộng, nâng công suất xử lý.

xử lý cần được thu gom và xử

lý định kỳ

Bùn sau quá trình

xử lý cần được thu gom và xử

lý định kỳ

Chất lượng nước thải sau

xử lý có thể bị ảnh hưởng nếu một trong những công trình đơn vị trong trạm không được vận hành đúng các yêu cầu kỹ

thuật

Yếu tố ảnh hưởng:

 Thành phẩn dinh dưỡng đối với VSV.

 Nồng độ chất bẩn hữu cơ trong nước thải.

 Các chất độc tính có trong nước thải.

 pH của nước thải.

 Nhiệt độ

 Nồng độ chất lơ lửng

21

 Vị trí trong hệ thống xử lý nước thải

Bùn tuần hoàn

Xử lý bùn

Nước

thải

Là thiệt bị trong đó

nước thải được lọc qua

lớp vật liệu bao phủ bởi

Lọc sinh học có lớp vật liệu không

ngập trong nước (lọc phun hay lọc nhỏ giọt)

Ưu điểm:

- Giảm việc trông coi

- Tiết kiệm năng lượng

Không khống chế được quá trình thông khí, dễ bốc mùi

Chiều cao hạn chế

Bùn dư không ổn định

Khối lượng vật liệu tương đối nặng nên giá thành xây dựng cao

 Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước

sự thay đổi tải lượng của nước thải

Dễ dàng phù hợp với nước thải pha loãng, đưa vào hoạt động rất nhanh, ngay cả sau

1 thời gian dừng làm việc kéo dài cả tháng.26

Nhược điểm:

- Làm tăng tổn thất tải lượng, giảm

lượng nước thu hồi.

- Tổn thất khí cấp cho quá trình, vì

tải năng lưu lượng khí không chỉ

đáp ứng cho nhu cầu của VSV mà

còn cho nhu cầu của thủy lực.

- Phun khí mạnh tạo nên dòng

chuyển động xoáy làm giảm khả

năng giữ huyền phù

27

vật liệu lọc (kích thước, diện tích

bề mặt tiếp xúc )

o Tải trọng, tính chất vật lý của nước

thải.

28

 Vị trí trong hệ thống xử lý

nước thải

29

Lượt rác Nước

thải

đầu

vào

Sỏi, cát Bùn

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể lắng cát

Hoàn lưu nước

thải

Bùn

Bể lắng

Song chắn rác

Bể khử trùng

Bể lắng

sơ cấp

Nước thải đầu ra

Cl2 hoặc NaOCl

Video

 Là một dạng cải tiến

của Aerotank khuấy trộn

hoàn chỉnh làm việc

trong điều kiện khí kéo

dài với bùn hoạt tính

chuyển động tuần hoàn

trong mương.

nước thải có độ ô nhiễm

Ưu điểm:

 Hiệu quả khi xử lý BOD, nitơ, photpho

cao

 Quản lý vận hành đơn giản

 Ít bị ảnh hưởng bởi sự dao động lớn về

chất lượng và lưu lượng nước cần xử lý

Nhược điểm:

 Đòi hỏi diện tích xây dựng lớn

 Thời gian lưu nước dài ngày

 Lượng oxy cung cấp cho mương lơn dẫn

đến chi phí cao

31

 Đĩa quay sinh học RBC

(rotatingbiogical contactors)

Khái niệm:

Là công trình của thiết bi xử lý nước thải bằng

kỷ thuật màng lọc sinh học dựa trên sự gắn kết của VSV trên bề mặt của vật liệu

Nguyên tắc hoạt động:

Khi màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ có

trong nước thải sau đó tiếp xúc với oxy ra khỏi đĩa

Nhờ quay liên tục mà màng sinh học vừa tiếp xúc với không khí vừa tiếp xúc với chất hữu cơ  chất hữu

cơ bị phân hủy nhanh

Phân loại :

Công nghệ xử lý kỵ khí

Nhân tạo

Lọc

kỵ khí

Kỵ khí tiếp xúc

Tự nhiên

Ao sinh học kỵ khí

U

A

S

B

Công nghệ xử lý kỵ khí nhân tạo :

 UASB : bể xử lý sinh học kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn.

 Mô hình là cột hình trụ tròn gồm hai phần: + Phần phân huỷ

+ Phần lắng

1 Xử lý nước thải trong bể UASB

Quá trình xử lý :

 Lớp bùn lắng có hoạt tính rất cao ở dưới đáy

chất thải được đưa vào từ dưới đáy của bể phản ứng vào trong lớp bùn

 Dưới tác dung của vi sinh vật kị khí Chúng được

chuyển hoá thành mêtan và cacbon dioxide

 Chất khí phát sinh giữ cho cả lớp bùn được trộn đều

 Một số hạt bị dẩy lênkhỏi lớp bùn

 Khi mất “bẩykhí” chúng lắng xuống trở lại lớp bùn

Không tốn nhiều năng lượng

Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỷ thuật phức tạp

Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao, nhưng lượng bùn không sản sinh không nhiều giảm chi phí xử lý

Loại bỏ chất hữu cơ với lượng lớn,hiệu quả

Quá trình xử lý :

• Bể lọc kỵ khí là cột chứa đầy vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh vật kỵ khí sống bám trên bề mặt Giá thể có thể là

sỏi, đá , than, vòng nhựa tổng hợp, tấm

nhựa…

 Dòng nước phân bố đều từ dưới lên, tiếp xúc với màng vi sinh bám dính trên bề mặt giá thể Do khả năng bám dính tốt của

màng vi sinh dẫn đến lượng sinh khối

trong bể tăng lên và thời gian lưu bùn kéo dài Vì vậy thời gian lưu nước thấp, có thể vận hành ở tải trọng rất cao.

Ưu điểm:

 Ít bị tắt nghẽn trong quá trình làmviệc

 Không tẩytrôi các quần thể sinh học bám trên vật

liệu

Giữ lưu lượng 5 – 10 m3/h để giữ cho lớp vật liệu ở trạng thái xốp – trương nở

Phải thu hồi các hạt vật liệu theo dòng nếu muốn loại

bỏ huyền phù cần phải đặt thêm thiết bị lắng trong tiếp theo

Trong nhiều trường hợp, phải thực hiện axit hoá sơ bộ

3 Xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí tiếp xúc

Gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết bị điều chỉnh bùn tuần hoàn.

Quá trình xử lý :

Ưu điểm :

Có thể chuyển bùn từ bể này sang bể khác một

cách dễ dàng.

Lọc bỏ được BOD5 tới 80 ÷95% và COD từ 65

÷90% ( tùy thuộc vào bản chất của nước thải)

Ứng dụng:

Loại ao hồ này có thể tiếp nhận loại

nước thải (kể cả nước thải công nghiệp)

có độ nhiễm bẩn lớn, tải BOD cao và

không cần vai trò quang hợp của tảo.

Công nghệ xử lý kỵ khí tự nhiên

Ao hồ kỵ khí

Ao hồ kỵ khí là loại ao sâu Các VSV kỵ khí hoạt

động sống không cần oxy của không khí Chúng sử dụng oxy ở các hợp chất như

nitrat, sulfat… để oxy hóa các chất hữu cơ thành các axit hữu cơ, các loại rượu và khí CH4, H2S, CO2, …, và H2O

Quá trình xử

lý :

cho việc phân phối cặn đồng đều trong hồ

Cửa xả nước ra khỏi hồ theo kiểu thu nước bề mặt và có tấm ngăn bùn không cho ra cùng với nước

Ao hồ hiếu kị - khí (Ao hồ tùy nghi)

• Là loại kết hợp có 2 quá trình song song : Phân hủy các chất hữu cơ hòa tan có ở trong nước và phân