Bùn hoạt tính (ATIVATED SLUDGE)

KHÁI NIỆM• Bùn hoạt tính là tập hợp gồm nhiều vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn có khả năng ổn định chất hữu cơ hiếu khí tạo nên trong quá trình sinh hóa hiếu khí.. • Bùn hoạt t

BÙN HOẠT TÍNH

Nguyễn Văn Nhì 91002296

Lê Quang Đỗ Thành 91002989

Nguyễn Nhật Trường 91003710Nguyễn Công Hòa 91001158

Trần Xuân Nguyên 91002185

Trần Đoàn Minh Trí 91003594

KHÁI NIỆM

• Bùn hoạt tính là tập hợp gồm nhiều vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn có khả năng

ổn định chất hữu cơ hiếu khí tạo nên trong quá trình sinh hóa hiếu khí

• Bùn hoạt tính(là các bông cặn) có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải

là nơi cư trú và phát triển của một số loài vi sinh vật

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH

• Cuối thế kỉ 19 - Angus Smith: làm thoáng khí tạo điều kiện oxy hóa chất hữu cơ làm

giảm ô nhiễm trong nước thải

• 1910 - Black & Phelp: sục khí có thể làm giảm ô nhiễm trong nước thải đáng kể

• 1912 - 1913 - Clark & Gage: có thể nuôi cấy vi sinh trong bể sục khí

• 3/5/1914 - Ardern & Lockett: bùn đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải bằng

cách sục khí Quá trình này gọi là quá trình bùn hoạt tính

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ

• 1920 -1970: các hệ thống bùn hoạt tính được sử dụng ở dạng Plug – flow ( dòng chảy đều)

• Từ 1970: complete mix (khuấy trộn hoàn toàn) được sử dụng

• 1970 -1980: để nâng cao hiệu quả xử lý amoni hệ thống bùn hoạt tính hai bậc được sử

dụng

• Giếng sâu (Deep shaft)

• Xử lý theo mẻ (SBR - Sequencing Batch Reactor)

• AAO (Anaerobic Anoxic Oxidation)

• MBBR (Moving bed biofilm reactor)

PHÂN LOẠI BỂ AEROTANK

NGUYÊN LÝ

Quá trình sinh học trong aeroten chia làm 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: cơ chất và chất dinh dưỡng phong phú vsv phát triển tăng theo cấp số nhân  sinh khối bùn tăng mạnh  lượng oxy tiêu thụ tăng cao và khả năng phân hủy chất hữu cơ bẩn tăng dần

• Giai đoạn 2: vsv phát triển ổn định và kéo dài  tốc độ phân hủy chất hữu cơ đạt cực đại

• Giai đoạn 3: tốc độ tiêu thụ oxy giảm dần rồi tăng Quá trình nitrat hóa amoniac xảy ra Sau cùng nhu cầu oxy giảm và quá trình làm việc kết thúc

Phần không phân hủy sinh học

Chất hcơ O2 Dinh dưỡng (N,P) CO2

QÚA TRÌNH CHUYỂN HÓA CƠ CHẤT

Phần không phân hủy sinh học

H2O N,P

QÚA TRÌNH CHUYỂN HÓA CƠ CHẤT

Hợp chất hữu cơ chứa nito

NH4+

Sinh khối tế bào vi sinh vật

Tế bào sống và tế bào chết theo bùn

O2

Và quá trình khử Quá trình nitrat hóa

QÚA TRÌNH XỬ LÝ NITO

• Những vi sinh sống trong bùn hoạt tính gồm có vi khuẩn đơn bào hoặc đa bào, nấm men nấm mốc, xạ khuẩn, các động vật nguyên sinh.

• Chiếm đa số là vi khuẩn, có vai trò cơ bản là làm sạch nước thải của bùn hoạt tính, gồm 8

nhóm : Achrobacter, Pseudomonas, Alkaligenes-Achromobacter,

Cytophaga-Flavobacterium, Enterobacteriaceae, Pseudomonas-Vibrio Aeromonas, Achrobacter

baccillus, hỗn hợp các vi khuẩn khác như Ecoli Micrococus

VSV TRONG BÙN HOẠT TÍNH

Chu kì phát triển của vi khuẩn trong bể xử lý gồm

giai đoạn:

• Giai đoạn chậm (lag-phase): xảy ra khi bể đưa vào hoạt động và bùn được cấy thêm vào

bể Giai đoạn để vi khuẩn thích nghi với qua trình mới và bắt đầu quá trình phân bào

• Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): diễn ra quá trình phân bào vi khuẩn tăng nhanh

về số lượng Tốc độ phân bào phụ thuộc vào dinh dưỡng và thời gian các lần phân bào

VSV TRONG BÙN HOẠT TÍNH

Chu kì phát triển của vi khuẩn trong bể xử lý gồm

CÔNG THỨC TÍNH TOÁN

Tính thể tích bể:

Qv: Lưu lượng nước thải vào aeroten, m 3/ngày hoặc m3/h

Y : Hệ số sản lượng tế bào (mgVSS/mgBOD5 )

La : Nồng độ BOD trong nước thải đầu vào, mg/l

Lt : Nồng độ BOD trong nước thải đầu ra, mg/l

A : Thời gian lưu bùn (tuổi bùn), ngày

Kd : Hệ số phân hủy nội bào, ngày -1

Lượng bùn thải ra mỗi ngày:

Yobs : sản lượng tế bào quan sát được, mgVSS/mgBOD5

Lượng oxy cần thiết:

Oxy cần thiết = Qv(La - Lt)/0,68x10-3 -1,42Px

CÔNG THỨC TÍNH TOÁN

Coefficients Units

ValueRange Typical

mgCOD/L

25-10015-70

6040

Y mgVSS/mgBOD5

mgVSS/mgCOD

0.4-0.80.25-0.4

0.60.4

Các thông số động học

Thông số thiết kế bể aeroten

Loại aeroten Liều lượng bùn a, g/l Tuổi bùn A, ngày

Ví dụ : tính toán bể aerotank hoạt động với lưu lượng 10000 m3/ngày Nước thải có nồng độ BOD đầu vào 200mg/l và sau khi xử lý đầu ra nước đầu ra có nồng độ 20 mg/l.

 Dựa vào bảng thông số động học và thông số thiết kế ta chọn:

Q Y(L - L )A 10000.0,6(100 20).4 V=

Lương thải bùn bỏ mỗi ngày:

= 871,2 (kg/ngày)

5 d

Lượng oxy cần thiết:

Oxy cần thiết = Q(La – Lt)/0,68.10-3 - 1,42Px

= 10000(200 – 20)/0,68.10-3 – 1,42.871,2 = 1409 (kgO2/ngày)

VÍ DỤ

SV: Settling Volume ( thể tích lắng – ml/l)

• Đánh giá khả năng lắng (sau 30’) và nén của bùn (sau 1h)

• Thông số gián tiếp để tính chỉ số lắng của bùn (SVI)

SVI: Sluge Volume Index (chỉ số lắng của bùn – ml/g)

• Đánh giá khả năng lắng của bùn

• SVI30 < 100l/g : bùn lắng tốt

• SVI30 > 150l/g : bùn lắng kém

THÔNG SỐ KIỂM SOÁT

COD: Chemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy hóa học – mg/l)

• Đo lượng oxy cần thiết oxy hóa chất hữu cơ

• Đánh giá nhanh chóng độ ô nhiễm trong nước thải

DO: Dissolved Oxygen( oxy hòa tan trong nước – mgO2/l)

• Nồng độ oxi trong nước

• Mức độ ô nhiễm trong nước

• Độ kiềm – độ axit của nước

THÔNG SỐ KIỂM SOÁT

TÀI LiỆU THAM KHẢO

TÀI LiỆU THAM KHẢO

• Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải đô thị

• PGS Nguyễn Văn Phước, Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

• Lâm Minh Triết, xử lý nước thải đô thị và công nghiệp

• Lâm Vĩnh Sơn, bài giảng bể Aerotank

• Bùi Xuân Thành, Bài giảng Quá trình sinh xử lí nước

• Youtube.com

CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ

LẮNG NGHE