quá-trình-sinh-học-hiếu-khí-lơ-lửng-aerotank

Xử lý sinh học được xem là quá trình quan trọng nhất trong xử lý nước thải và đòi hỏi các điều kiện khá chặt chẽ, nghiêm ngặt do vi sinh vật nhạy cảm với các điều kiện môi trường xung qu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG



Báo cáo thực hành môn:

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI

SVTH:

MSSV:

Lớp: ĐHMT9A

Nhóm:

TP.HCM ngày 25 tháng 1 năm 2016

QUÁ TRÌNH SINH HỌC HIẾU KHÍ LƠ LỬNG (AEROTANK)

I. Giới thiệu tổng quan

1. Mục đích thí nghiệm

- Aerotank là bể xử lý sinh học hiếu khí được đặt trong cụm xử lý sinh học trong hệ thống xử lý nước thải Nó được dùng để loại bỏ chất hữu cơ có trong nước thải thông qua hoạt động sống của vi sinh vật trong nước thải cũng như nguồn vi sinh

bổ sung Xử lý sinh học được xem là quá trình quan trọng nhất trong xử lý nước thải và đòi hỏi các điều kiện khá chặt chẽ, nghiêm ngặt do vi sinh vật nhạy cảm với các điều kiện môi trường xung quanh chúng như nhiệt độ, pH, oxy, chất dinh dưỡng…

- Loại bỏ một số chất hữu cơ và BOD dưới tác dụng của vsv hiếu khí

- Dựa vào hoạt động của vsv để tạo ra các hạt bông bùn có kích thước lớn hơn dễ lắng trong bể lắng tiếp theo

2. Cơ sở lý thuyết

Quá trình oxi hóa sinh học hiếu khí là quá trình xử lý sinh học được thực hiện bởi vsv trong điều kiện cung cấp oxi

Trong quá trình oxi hóa sinh hóa thì xảy ra 2 quá trình:

- VSV sử dụng oxi tạo năng lượng cho quá trình tổng hợp tế bào

+ duy trì hoạt động của tể bào, di động tiếp hợp

+ sinh trưởng sinh sản, tích lũy chất dinh dưỡng và bài tiết sản phẩm

- Ngoài ra, còn có quá trình tự phân hủy các thành phần trong cơ thể vì vi sinh vật kèm theo sự giải phóng năng lượng các quá trình oxi hóa phân hủy kèm theo sự giải phóng năng lượng câng thiết cho hoạt động sống còn được gọi là quá trình trao đổi năng lượng ở tế bào các vi sinh vật, số lượng các chất dự trữ thướng rất nhỏ, vì thế chúng phải sứ dụng chú yếu các chất hấp thu từ môi trường xung quanh

Cơ chế phán ứng được mô tả theo 2 phương trình sau:

Chất hữu cơ + O2 + NH3  tế bào mới + CO2 + H2O

2

Tế bào + O2  CO2 + H2O + NH3

Cơ Chế Quá Trình Khử BOD

Hiệu quả khử BOD phụ thuộc vào thành phần và tính chất của nước thải, cơ chế gồm các quá trình:

- Khử các chất keo tụ bằng quá trình hấp phụ sinh hóa trên bề mặt bông bùn

- Loại bỏ các chất hữu cơ dính bảm trên bề mặt bông bùn nhờ quá trình lắng trọng lực

- Chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng dự trữ và sinh khối tế bào

3. Mô hình

II. Thí Nghiệm

III.Kết quả thí nghiệm

4

30 ml sữa  20l nước



Dùng quỳ tím để xác

định pH của mẫu nước

thải tại các thời điểm đã

lấy mẫu

1. Sấy + cân giấy lọc

2. Lọc 4 mẫu nước thải

3. Sấy SS và giấy lọc

4. Cân giấy lọc vừa sấy

5. Tính toán hàm lượng SS

Phân tích chỉ số COD Phân tích chỉ số SS

Phân tích pH

 mỗi thời điểm lấy

1 mẫu COD

Mỗi thời điểm 1 mẫu SS

(mỗi mầu 25 ml) 

Phân tích mẫu

Lấy mẫu ở các thời điểm: 0 phút, 30 phút, 45 phút, 60

phút Chạy mô hình

Dụng cụ chứa mẫu 

Dụng cụ phân tích 

pH, SS, Cod

 Đất

 Feroin, H2SO4

 K2Cr2O7 0,0167 M

 FAS 0,1 M

 Nước

Vi sinh xả bồn cầu 

Chuẩn bị dụng cụ

Chuẩn bị hóa chất Chuẩn bị vi sinh

Kiểm tra mô hình Chuẩn bị nước thải

1. Chuẩn độ lại FAS

2. Rửa ống COD bằng acid loãng

3. Cho mẫu+hóa chất vào ống COD (4 mẫu thực +

2 mẫu trắng)

4. Nung ống COD (2 tiếng)

5. Chuẩn độ bằng FAS

1. Số liệu phân tích

1.1. Phân tích mẫu nước thải

Thời gian lấy mẫu pH

KL SS (g) Thể tích FASchuẩn độ (ml)

2. Xử lý số liệu

2.1. Nồng độ và hiệu suất xử lý

Thời

gian

lấy

mẫu

Hàm

lượng

(mg/l)

Hiệu quả xử lý

Nhận xét: dựa vào đồ thị ta thấy hàm lượng SS đã giảm dần, còn hàm lượng COD có

tăng ở phút thứ 30, nguyên nhân là do thời gian xử lý ngắn, có sai số trong việc lấy mẫu

và chuẩn độ

IV Trả lời câu hỏi

1 Cơ chế của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí lơ lửng: dựa vào hoạt động sống của các vi sinh vật có trong bùn hoạt tính trong điều kiện hiếu khí để chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải tạo ra chất rắn ổn định

và tăng sinh khối tế bào

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lí sinh học hiếu khí:

• Lượng ôxy hòa tan trong nước

Một trong những điều kiện cần thiết để đảm bảo khả năng oxy hóa các chất bẩn hữu cơ trong nước thải với hiệu quả cao là phải cung cấp đủ oxy hòa tan một cách liên tục cho nhu cầu hiếu khí của vi sinh vật trong bùn hoạt tính Lượng oxy hòa tan thường được kiểm soát ở mức 1.5- 2 mg/l

Cung cấp oxy vào bể làm thoáng bằng các cách sau:

- Khuấy đảo cơ học: dạng khuấy trục ngang, dạng khuấy trục đứng

- Thổi và sục khí bằng hệ thống khí nén với các hệ thống phân tán khí thành các dòng hoặc tia lớn nhỏ khác nhau

- Kết hợp sục khí với khuấy đảo cơ học

6

• Thành phần dinh dưỡng đối với vi sinh vật

Trong nước thải, thành phần dinh dưỡng chủ yếu là nguồn cacbon ( cơ chất hay chất nền), được thể hiện qua chỉ tiêu BOD Đây chính là nguồn chất bẩn hữu

cơ dễ bị phân hủy( hoặc oxy hóa) bởi vi sinh vật

Bên cạnh đó, để đảm bảo cho hoạt động sống của vi sinh vật, cần lưu ý tới nguồn nitơ (dạng NH4+) và nguồn photpho ( muối photphat) Nitơ và photpho

là những chất dinh dưỡng tốt nhất đối với vi sinh vật

Ngoài ra, vi sinh vật còn cần tới một số chất khoáng khác như: Mg, Ca, K, Mn,

Fe, Co… với nồng độ vi lượng

Khi thiếu dinh dưỡng trong nước thải sẽ làm giảm mức độ sinh trưởng, phát triển tăng sinh khối của vi sinh vật, thể hiện bằng lượng bùn hoạt tính tạo thành giảm, kìm hãm và ức chế quá trình oxy hóa các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn Nếu thiếu nitơ một cách kéo dài, ngoài việc cản trở các quá trình hóa sinh còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng, các hạt bông bùn bị phồng lên trôi nổi theo dòng nước ra làm cho nước khó trong và chứa một lượng lớn vi sinh vật, làm giảm tốc độ sinh trưởng cũng như cường độ oxy hóa của chúng Nếu thiếu phosphor, vi sinh vật dạng sợi phát triển và cũng làm cho bùn hoạt tính lắng chậm và giảm hiệu quả xử lí Khi thiếu 2 nguồn N và P lâu dài sẽ ảnh hưởng nhiều tới cấu tạo tế bào mới, giảm mức độ sinh trưởng, ảnh hưởng không tốt tới di truyền và các thế hệ sau này của vi sinh vật Trong các công trình bùn hoạt tính, nhu cầu về các chất dinh dưỡng được kiểm soát thông qua tỉ lệ: BOD: N:P = 100:5:1 ( hiếu khí ngắn ngày), BOD:N:P = 200:5:1 ( hiếu khí kéo dài)

Trong trương hợp dư thừa N và P, vi sinh vật sử dụng không hết, cần phải loại

bỏ các thành phần này bằng các biện pháp khác nhau để tránh ảnh hưởng đến nguồn tiếp nhận

• Nồng độ chất bẩn hữu cơ có trong nước thải

Nồng độ cơ chất trong nước thải có ảnh hưởng tới hiệu quả làm việc của công trình bùn hoạt tính Nếu nồn độ cơ chất quá cao sẽ gây ức chế sinh lý và sinh hóa của các tế bào sinh vật, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình trao đổi chất, đến việc hình thành enzyme, thậm chí có thể làm cho vi sinh vật bị chết

• Các chất có độc tính ức chế đến đời sống của vi sinh vật

Để đảm bảo cho bùn hoạt tính được tạo thành và hoạt động bình thường trong nước thải cần phải xác định xem nước thải làm môi trường dinh dưỡng để nuôi

vi sinh vật thích hợp không, có kìm hãm, ức chế đến sự sinh trưởng và tăng sinh khối hay không

Tiến hành xác định độc tính đối với vi sinh vật, có thể dùng nước thải để nguyên hoặc pha loãng rồi cân đối dinh dưỡng, sau đó cấy giống vi sinh vật Nồng độ muối vô cơ trong nước thải không quá 10 g/l nếu là muối vô cơ thông thường, có thể pha loãng nước thải và xử lý phương pháp bùn hoạt tính, còn nếu là chất độc như kim loại nặng, các chất độc hữu cơ phải tiến hành phân

tích cẩn thận và có biện pháp xử lí riêng biệt ( hấp phụ, trao đổi ion…), sau đó mới có thể xử lý bằng phương pháp sinh học

• Nồng độ các chất lơ lửng ở dạng huyền phù

Sau khi xử lí sơ bộ, tùy thuộc nồng độ chất lơ lửng có trong nước thải mà xác định công trình xử lí cơ bản thích hợp như lọc sinh học hoặc Aerotank

Nếu nồng độ các chất lơ lửng không qúa 100 mg/l thì loại hình xử lí thích hợp

là bể lọc sinh học và nồng độ không quá 150 mg/l là xử lí bằng aerotank sẽ cho hiệu quả phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn là cao nhất Đối với công trình aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, nồng độ các chất lơ lửng có thể được cho phép ở mức cao hơn

Tuy nhiên, nồng độ chất rắn lơ lửng cao thường làm ảnh hưởng tới hiệu quả xử

lí của các công trình sinh học Vì vậy, đối với những nước thải có nồng độ chất rắn lơ lửng quá cao cần phải được xử lí sơ bộ trước đó để loại bớt

• Các yếu tố khác

- PH nước thải: có ảnh hưởng nhiều đến các quá trình hóa sinh của vi sinh vật, quá trình tạo bùn và lắng Nói chung PH thích hợp cho xử lí nước thải ở Aerotank là 6.5 – 8.5 Trong thời gian cuối, nước thải trong Aerotank có PH chuyển sang kiềm, có thể là các hợp chất nitơ được chuyển thành NH3 hoặc muối amon

- Nhiệt độ nước thải: có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động sống của vi sinh vật Hầu hết các vi sinh vật có trong nước thải là các thể ưa ẩm ( mesophile) : chúng có nhiệt độ sinh trưởng tối đa là 40 oC và tối thiểu là 5 oC Vì vậy, nhiệt độ xử lí nước thải chỉ trong khoảng 6 – 37 oC, tốt nhất là 15 – 35 oC

3 Ứng dụng của quá trình sinh học hiếu khí lơ lửng trong xử lí nước thải: dùng để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng… ra khỏi nước thải

4 Một số công trình ứng dụng quá trình sinh học hiếu khí lơ lửng: Aerotank, Mương oxy hóa, SBR, Unitank,…

8