Đang tải... (xem toàn văn)
Cung cấp kiến thức về quá trình sinh học hiếu khí cụ thể là màng sinh học. Có thể hiểu tương tự như phương pháp xử lý truyền thống bùn hoạt tính – sự oxi hóa BOD. Mặc dù vi khuẩn chiếm ưu thế trong quá trình màng sinh học khác hoàn toàn với vi khuẩn trong bùn hoạt tính về hình thái và trạng thái, nhưng chúng có cùng chức năng và giống. Sự tương đồng này là đương nhiên, vì sinh vật sử dụng cùng điện tử trao đổi và được đặt vào cùng điều kiện môi trường, như là nhiệt độ, dinh dưỡng và thời gian lưu. Hơn nữa, quá trình đạt được chất lượng dòng chảy giống nhau.
Sinh Hóa Môi Trường Sinh Hóa Môi Trường Mục lục Sinh Hóa Môi Trường Quá trình sinh học hiếu khí Có thể hiểu tương tự phương pháp xử lý truyền thống bùn hoạt tính – oxi hóa BOD Mặc dù vi khuẩn chiếm ưu trình màng sinh học khác hoàn toàn với vi khuẩn bùn hoạt tính hình thái trạng thái, chúng có chức giống Sự tương đồng đương nhiên, sinh vật sử dụng điện tử trao đổi đặt vào điều kiện môi trường, nhiệt độ, dinh dưỡng thời gian lưu Hơn nữa, trình đạt chất lượng dòng chảy giống Điểm khác biệt trình màng sinh học bùn hoạt tính điều kiện trì tích lũy sinh khối Cả hai gần dựa vào tích tụ lượng sinh khối tự nhiên Trong trình keo tụ, sa lắng tái sử dụng sở bùn hoạt tính, kết dính vào bề mặt rắn sở cho tích lũy màng sinh học Trong vài trường hợp, khai thác khả kết dính tạo thuận lợi thực trình màng sinh học tăng chi phí lợi ích Để tìm lợi ích tiềm trên, cuối năm 1980 1990 có nhiều đề tài nghiên cứu hoạt động phát triển hệ thống ứng dụng phản ứng màng sinh học Xét mặt hệ thống, lĩnh vực hạt nhỏ cố định, dung dịch nền, trình trung gian cặn lơ lửng màng sinh học phát triển để áp dụng vào xử lý nước thải Những công nghệ nhắc đến suốt chương, tập trung vào việc xử lý nước thải Xét mặt ứng dụng, quy trình màng sinh học phát triển để xử lý nước uống luồng khí ô nhiễm hợp chất hữu bay Mặc dù việc thiết kế ứng dụng dựa vào quy luật giống mẫu thiết kế xử lý nước thải, ứng dụng có khía cạnh khác biệt Xử lý nước uống đề cập chương 12 xử lý không khí thảo luận chương 15 Bảng 8.1 tóm tắt tham số động lực học giới hạn cho giải pháp màng sinh học BOD Các giá trị cho bảng 8.1 sở hữu ích cho việc thiết kế thể theo chuẩn trình độ phương pháp Những giá trị không tính toán đặc biệt từ ảnh hưởng nhiệt độ, cấu trúc trung gian, diện chất ức chế, pH, hay yếu tố khác tăng giảm thay đổi chất Công nghệ thiết kế phân tích giới thiệu chương áp dụng để tính toán yếu tố chuyên biệt Trong trường hợp riêng biệt, giá trị JR cung cấp chuẩn số tốt để đánh giá tải thấp hay tải cao đặc điểm để vận hành hệ thống Những nghiên cứu nên xem lại chuyên đề bề mặt tải thường chương để giải nghĩa JR , tải thấp tải cao không giống Ví dụ chương làm sáng tỏ tính chất màng sinh học thể chi tiết phân tích động học Bảng 8.1 Các thông số trích dẫn xử lý màng sinh học hiếu khí BOD Sinh Hóa Môi Trường Thông số Giá trị a Giới hạn chất b BODL Y, mg VSSa/mg BODL 0.45 qˆ, mg BODL/mg VSSa-d 10 K, mg BODL/l 1.0 b, d-1 0.1 Bdet, d-1 0.1 b', d-1 0.2 θx, d 10 D, cm2/d 0.2c Df, cm2/d 0.16 Xf, mg VSSa/cm3 40 L, cm 0.0029 S*min, mg BODL/l 0.047 S*min 0.047 K* 0.27 JR, mg BODL/cm2-d 0.033 Chú ý: a giá trị chung cho T = 15°C b giới hạn chất hỗn hợp BODL c giả thuyết BODL có công thức khối lượng trung bình 1, 000g/mol Sinh Hóa Môi Trường Xem xét trình màng sinh học (Biofilm process considerations) Sự oxi hóa BOD màng sinh học kỷ 20, lọc nhỏ giọt chất rắn trung gian giới thiệu Sự xuất môi trường nhựa trung gian cho phép tháp sinh học màng xoay sinh học thách thức lọc nhỏ giọt vật cứng năm 1960 đến 1970 Sau đó, vào cuối năm 1980 đầu năm 1990, phạm vi phát minh giải pháp đầu tư cho mục đích cải thiện yếu tố hiệu suất vượt qua tiêu chuẩn máy lọc nhỏ giọt, tháp sinh học tiếp xúc sinh học rotor quay Giờ đây, kỹ sư có nhiều lựa chọn hệ thống màng sinh học từ thiết kế Cùng thời điểm đó, người giải với hoạt động điều kiện tồn thuận lợi, yếu tố vận hành từ lọc nhỏ giọt vật cứng thông qua phát minh hệ thống Mặc dù nhiều góc độ đa dạng lớn trình màng sinh học, yếu tố quan trọng trì đặc tính thích hợp Tầm quan trọng yếu tố khác thay đổi BOD để đạt chất lượng nước thải tương thích cho xử lý nước thải Với hầu hết trình màng sinh học, trạng thái BOD thay đổi xuống phạm vi từ đến 10kg BODL/1,000 m2-d Chính phạm vi hoạt động thông thường thích hợp cho vùng tải cao, J > JR Hình 8.1 thể vùng đường cong tải thường cho thông số bảng 8.1 Hình 8.1 Tiêu chuẩn hóa biểu đồ phụ tải trình oxi hóa chung màng sinh học hiếu khí (Smin = 0.047, S*min = 0.047 mg/l, K* = 0.27 JR = 0.33 mg/cm2-d) thể giá trị tiêu biểu J/JR xử lý nước thải vùng tải cao Trong phạm vi tải cao có ý nghĩa tỷ lệ ổn định dòng chảy tập trung cho chất hữu nhạy cảm để thay đổi J Bảng 8.1 thể độ nhạy Sự thay đổi J/JR từ 8.5 đến 40, gần nếp gấp thứ 5, tương ứng với nếp gấp thứ tăng S/Smin, từ khoảng 80 đến khoảng 400 Từ quan sát đầu, độ nhạy không thích hợp Tuy nhiên, ba yếu tố giải Sinh Hóa Môi Trường thích rõ độ nhạy chấp nhận đặc trưng nước thải thực tiễn Đầu tiên, S trì thấp, đến Smin nhỏ : cho Smin = 0.047 mg BODL/l ( bảng 8.1), S thay đổi từ gần đến 20 mg BODL/l, giá trị tiêu chuẩn nước thải thông thường Thứ hai, nhiều nước thải hòa tan BODL hay COD gồm có SMP – khó thay đổi Thứ ba, tổng dòng chảy BODL COD bao gồm chất rắn lơ lửng dễ bay hơi, chất mà phụ thuộc vào tỷ lệ kết dính màng sinh học Do đó, lựa chọn cho J trực tiếp kiểm soát tích lũy chất Thay vào đó, xem xét kinh tế thực tiễn mang tính định (ví dụ, nguồn oxy bổ sung, độ cồng kềnh trung gian độ kết dính màng sinh học) Bể lọc nhỏ giọt tháp sinh học (Trickling filters and biological towers) Bộ lọc nhỏ giọt đá cỡ trung bình , lần đầu sử dụng Anh vào năm 1893 dần trở nên phổ biến Hoa Kỳ năm 1920 sử dụng phổ biến Những viên đá lọc nhìn chung có kích thước từ 25 đến 100 mm (1 đến inch) bất thường hình dạng Hình 8.2 cho ta nhìn chặt chẽ toàn cảnh đầu lọc nhỏ giọt đá Độ sâu tầng đá thường 1-2 m điều khiển hạn chế trọng lượng mang hệ thống từ hệ thống cống ngầm (underdrain) Bề mặt xác định lọc đá khoảng 40 m-1 Vào năm 1970 , hệ thống nhựa bắt đầu thay hạt đá thiết kế Các hệ thống nhựa nhẹ nhiều so với đá , cho phép độ sâu lọc lên đến 12m Nó có độ xốp lớn nhiều (95% so với 40% đá) diện tích bề mặt riêng (khoảng 200 m-1) Hình 8.3 cho thấy nhìn cận cảnh loại hệ thống nhựa sử dụng rộng rãi , mô-đun sóng xếp chồng lên bên vòng tháp vuông Do có chiều cao lớn hơn, hệ thốnglọc nhỏ giọt lọc nhựa thường gọi tháp sinh học Dù dạng đá tháp, tất lọc nhỏ giọt đại (hoặc tốc độ cao) có đặc điểm sau (thể sơ đồ hình 8.4): • Nước thải áp dụng điều kiện "nhỏ giọt" theo giai đoạn, nước( giai đoạn đầu) chuyển tải dọc theo bề mặt xốp không bão hòa trung bình (giai đoạn thứ hai ) Không khí di chuyển lên tải xuống ( giai đoạn thứ ba) với mục đích cung cấp oxy • Nước thoát khỏi đáy lọc nhỏ giọt chuyển đến bể lắng để làm giảm nồng độ nước thải tổng số chất rắn lơ lửng BOD L Bùn, thường gọi chất mùn (humus), thường bị lãng phí trình lắng dòng chảy ngầm Sinh Hóa Môi Trường • Nước thải (hoặc nước thải từ lọc trước làm lắng gạn) tái chế để thiết lập quyền kiểm soát đường truyền tải thủy lực đến lọc nhỏ giọt Tốc độ dòng tái chế (Qr) thường 50-400 % tốc độ dòng chảy đến (Q) Với lọc nhỏ giọt tốc độ cao , độ truyền tải thuỷ lực xác định bằng: H.L = Q + Q r / Apv Trong Apv diện tích bề mặt lọc nhỏ giọt, với lọc tròn A pv = r2 π r bán kính lọc phạm vi bình thường truyền tải thủy lực với lọc nhỏ giọt tốc độ cao 10-40 m/d Để trì bề mặt truyền tải BOD cho phép được, dòng chảy đến phải trộn với nước thải tái chế để đạt đến truyền tải thủy lực khoảng Mặc dù việc dùng nước thải tái chế để kiểm soát truyền tải thủy lực áp dụng thành công với lọc nhỏ giọt tốc độ cao nhiều thập kỷ, hoạt động chủ đề gây tranh cãi Nâng cao truyền tải thủy lực đến phạm vi bình thường, có bốn điều nên tăng cường hiệu suất trình Một, tăng truyền tải thủy lực làm cho bề dầy tầng nước lớn hơn, làm tăng thời gian ngăn cản giữ lại làm tăng diện tích bề mặt làm ẩm để hoạt động phân hủy sinh học tích cực Hai, truyền tải thủy lực lớn có xu hướng phân tán màng sinh học sâu vào tầng đất, nên cho phép diện tích bề mặt chủ động việc phân hủy sinh học làm giảm khả tắc nghẽn Ba, ứng suất cắt cao làm tăng tách sinh khối dư thừa, làm giảm nguy tắc nghẽn khí Bốn, tăng truyền tải thủy lực làm tăng tỷ lệ chuyển giao khối lượng oxy từ không khí Việc sử dụng nước thải tái chế để nâng truyền tải thủy lực tạo hai hiệu ứng khác cải thiện hiệu suất trình Đầu tiên, tái chế nước thải loãng BOD chảy đến lọc đầu vào làm tăng nồng độ D.O Do đó, tỷ lệ BOD/D.O lọc bị giảm, giảm khả làm hạn chế oxy Thứ hai, pha trộn dòng chảy đến tái chế làm suy giảm BOD - biến động truyền tải kết vấn đề tình trạng tải BOD làm cạn kiệt D.O Cùng với truyền tải thủy lực, thông số thiết kế quan trọng việc truyền tải bề mặt BOD, thay đổi liên tục bề mặt Nó tính toán từ S.L = Q S0 / Apvha h chiều sâu lọc, S hàm lượng BOD chảy đến a diện tích bề mặt trung bình cụ thể Hầu hết lọc nhỏ giọt hoạt động phạm vi S.L = 2-7 kg BOD L / 1000m2-d (0,2-0,7 mg /cm2-d) Phạm vi truyền tải đặt trình hình thành hạng mục truyền tải cao Sinh Hóa Môi Trường Các truyền tải thấp thường tính kinh tế Các truyền tải cao không khả thi bị giới hạn thực tế tốc độ truyền tải oxy tách rời màng sinh học Parker đồng nghiệp dự toán tốc độ truyền oxy thực tế tối đa vào khoảng 28 kg O / 1000m2-d ; phạm vi thiết kế bình thường BOD tuôn an toàn phía thông lượng oxy tối đa Bộ lọc thô tận dụng "thêm" khả chuyển oxy cách tăng truyền tải bề mặt lên đến 45 kg BODL / 1000m2-d truyền tải thủy lực lên đến 200m/d Họ loại trở ngại mùi hôi gây , tỷ lệ phần trăm BOD chất rắn lơ lửng mức nước thải Tải trọng thể tích có tầm quan trọng to lớn kinh tế, V.L = Q.S0/Apvh Tải trọng thể tích thông thường lọc nhỏ giọt tốc độ cao vào khoảng 0,3 đến 1,0 kg BOD5/m3-d Bộ lọc thô có tải trọng thể tích cao nhiều lên đến kg BOD 5/m3-d Điều thú vị khoảng 0,3-10 kg / m3-d có giống tải trọng thể tích thông thường cho bùn hoạt tính truyền thống giải thích cách hệ thống tồn cạnh tranh thay cách ly nhiều thập kỷ Chức bể lắng để tạo chất rắn lơ lửng có nước thải , hàm lượng chất rắn bể lắng lãng phí, không tái sử dụng cho lọc nhỏ giọt màng sinh học đính kèm cung cấp sinh khối trì cần thiết Thông số thiết kế tỷ lệ chảy tràn , O/F = Q + Q r – Q w / A s Q w tốc độ dòng chảy bùn A s diện tích bề mặt bể lắng Tỷ lệ chảy tràn nên trì 48m/d (1,200 gpd /ft2) cho lưu lượng đỉnh (peak) Giá trị sử dụng tương tự lưu lượng đỉnh chuẩn cho bùn hoạt tính Bởi tỷ lệ tái chế nước thải cao,tỷ lệ trung bình tốc độ chảy tràn thấp đáng kể cho lọc nhỏ giọt , so với bùn hoạt tính Hệ thống cống ngầm lọc nhỏ giọt thường xây dựng theo khuôn men sứ có rãnh để hỗ trợ lúc trọng lượng hệ thống lượng nước nhận vào Cống ngầm đặt trực tiếp sàn lọc , có độ dốc đến % để nước thoát theo rãnh trung tâm để gom lại mở chung quanh chu vi lọc phép cósự lưu thông không khí Bộ lọc thông gió tự nhiên dựa vào khác nhiệt độ không khí xung quanh không khí sát bể lọc Kết áp suất cột khác nhiệt độ có công thức ∆Pdraft = 0.353 (1/Tam – 1/Tpore)h Sinh Hóa Môi Trường Trong Pdraft áp suất cột thông khí theo cm nước, T am nhiệt độ không khí xung quanh theo K, Tpore nhiệt độ không khí sát bể theo K h chiều sâu bể theo m Nếu Tam > Tpore Pdraft < O Kết tỷ lệ thể tích tổn thất hàng đầu tỷ lệ cân Pdraft Nguyên tắc cốt yếu cho việc giảm đến mức tối thiểu tổn thất hàng đầu thiết kế cống ngầm đưa Liên Đoàn Môi Trường Nước (1992) Mặc dù thiết kế cách, vài lần kinh nghiệm bể lọc nhỏ giọt T am Tpore chậm không xảy khí lưu Sự ứ đọng khí có khuynh hướng xảy nhiều vào mùa xuân, nhiệt độ không khí nước thải giống Thiếu khí lưu dẫn đến nhiều vấn đề nghiêm trọng, bao gồm hiệu xử lý, màng sinh học (bong tróc) mùi Thông gió không khí cưỡng thường sử dụng để tránh ứ đọng bể lọc tải Một hệ thống quạt yêu cầu để phát vận tốc khí thấp 0.3m/min (1 ft/min) Trong giai đoạn thời tiết lạnh, khí lưu lớn (tự nhiên nhân tạo) lẫn tạp chất nhiệt độ lạnh dễ bay thấp nhiệt độ nước nhiều Nhiệt độ thấp làm giảm tỷ lệ hoạt động sinh học dẫn đến hình thành nước đá Bể lọc nhỏ giọt dễ bị ảnh hưởng, tách màng sinh học., gọi bong tróc Một cố bong tróc gây hư hỏng nghiêm trọng chất lượng phun cách trực tiếp thông qua chất rắn lơ lửng thải tác động gián tiếp xảy với sinh khối thay đổi chất nền, bong tróc đặc trưng xảy suốt giai đoạn ứ đọng khí, chẳng hạn suốt cuối mùa xuân, nhiệt độ không khí nhiệt độ nước giống Có thể đoán, điều kiện kỵ khí màng sinh học dẫn đến suy yếu cấu trúc (có thể thông qua họ acid ) dẫn đến bề mặt bị hỏng làm cho mảnh lớn màng sinh học vỡ Như vậy, trì thông khí thích hợp mấu chốt để ngăn chặn tình trạng bong tróc Albertson (1989) đề nghị cách điển hình nước ứng dụng đỉnh bể lọc với vấn đề bong tróc nghiêm trọng Dựa vào trình hoạt động Germany, Albertson đề nghị phần phân phối máy quay phải chậm, việc tạo nên mạch tải nước vững Mạch ngăn chặn tích lũy mức màng sinh học, ông tin cốt yếu gây bong tróc Để đạt mức độ thích hợp mạch Albertsn đề nghị cường độ phun phải mức từ 0.1 đến 0.5 m/vòng với giá trị lớn cần cho lượng BOD cao Cường độ phun SK tên tiếng Đức Spulkraft tính SK = (Q + Qr)/(Apvnω) (d/1.440 phút) Trong SK = cường độ phun, m/vòng Sinh Hóa Môi Trường n = số nhánh phân phối ω = tốc độ xoay vòng phút (rpm) Thông thường Bắc Mỹ có giá trị SK 0.002 đến 0.01 m/vòng Để tăng giá trị SK, tốc độ quay phận phân phối phải chậm Ví dụ, số nhánh phân phối (n = 2) với sức chứa nước ((Q + QR)/Apv) 30 m/d phải có tốc độ quay (omga) 0.1 rpm để SK đạt 0.1 m/vòng Một nhược điểm lớn bể lọc, so sánh với nước thải qua xử lý nồng độ chất rắn lơ lửng tương đối cao Nguyên nhân xem việc loại bỏ chất rắn độc hại từ màng sinh học theo liên tiếp (không bong tróc theo chu kỳ) dính kết Có cách để giảm bớt vấn đề dính kết tiếp cận chất rắn Dính kết bể nhỏ gồm dây dò từ dòng nước bên bể lọc đến bể lắng Bể tiếp cận chất rắn ống rời, ống dẫn mở, trung tâm tập hợp bể Hầu hết dạng chủ yếu hoạt động chậm để cung cấp thời gian va chạm phần tử cho chất rắn sinh học để tạo khối Giữ chất lỏng từ đến 60 phút, thông thường 20 phút Ở số nguyên nhân, chất rắn nước bên bể thu lại pha trộn với nước bên bể lọc để kết thành keo tụ Được cho môi trường đẩy mạnh keo tụ, vi khuẩn keo hữu bị loại bỏ từ tổng hợp đủ để lắng bể tốt Những nhánh phân phối xoay vòng thiết kế theo đường kính ống dẫn chiều dài Tăng chiều dài đường kính nhánh làm tăng tốc độ dòng chảy lên đến giá trị mà đạt Những chi tiết liên quan đến suất dòng chảy phận phân phối đạt nhờ vào chế tạo Lưu lượng thực tế đạt dựa vào hao hụt cột áp áp dụng Trong số trường hợp phận phân phối vòi phun cố định sử dụng Vòi phun phẳng đặc biệt sử dụng để bảo đảm nước tản qua đệm với tốc độ dòng chảy vòi phun Lọc sinh học tốc độ thấp hay lọc sinh học tốc độ trung bình quan tâm chủ yếu khứ , nhiên số hệ thống nhỏ lại phục vụ Lọc sinh học tốc độ thấp sử dụng tải trọng thủy lực thấp (1-4 m / d), không sử dụng lại dòng chảy ra, có lượng chảy gián đoạn Đó đặc trưng tạo nên tải thể tích thấp (0084 - 0,4 kg BOD5 / m3-d) Một thùng định lượng, hoạt động ống siphon, sử dụng để đảm bảo cánh tay phân phối xoay cách suốt trình thi hành.Thùng định lượng nhỏ, kết khoảng chu kì phút cho điều kiện dòng chảy trung bình Giữa lần định lượng, không cho vào nước thải Trong suốt trình dòng chảy thấp, bể lọc lại "khô" thời gian dài thùng định lượng làm đầy lại Thời kỳ khô dài - dài - gây suy giảm hiệu suất trình, làm khô màng sinh học Từ năm 1950, chuỗi "công thức" toán học rút Một số thực nghiệm, số khác thử để phù hợp với kết thực nghiệm dựa mô hình 10 Sinh Hóa Môi Trường giả thuyết Các mô hình thực nghiệm nghiêm ngặt hữu ích thiết kế nằm giới hạn liệu gốc Hai công thức thực nghiệm cổ điển NRC Galler Gotaas Sau chiến II, ủy ban Hội đồng nghiên cứu quốc gia (NRC) theo thống kê phân tích liệu hoạt động từ 34 vật liệu lọc đá quân sự, tạo từ nước thải sinh hoạt Trích dẫn phương trình 8.7 8.8 để đại diện cho cách loại bỏ hiệu phần trăm cho BOD5 dao động với tải thể tích, tái chế, dàn dựng [8.7] [8.8] Trong = hiệu khử BOD5 bể lọc nhỏ giọt thứ = hiệu khử BOD5 bể lọc nhỏ giọt thứ hai = Tải trọng BOD5 bể lọc nhỏ giọt thứ nhất, kg/d = Tải trọng BOD5 bể lọc nhỏ giọt thứ hai, kg/d V= Thể tích vật liệu lọc, m3 F= + Qr/Q (F khác bể) Trong năm 1960, Galler Gotaas thực phân tích thống kê với sở liệu lớn nhiều (322 quan sát) liệu thực vật cho bể lọc vật liệu đá xử lý nước thải sinh hoạt.Cơ sở liệu lớn nhiều phức tạp - phân tích hồi quy cho phép Galer Gotaas tính đến tác động nhiệt độ, nồng độ BOD, bể lọc hình học, tải Công thức Galer-Gotass mô tả nồng độ BOD5 nước thải [8.9] Trong [8.10] Và = tốc độ dòng chảy tải trọng thủy lực, m3/m2 – d = m/d =tốc độ tải rác, m/d 11 Sinh Hóa Môi Trường = nồng độ dòng chảy vào , mg/l = nồng độ dòng chảy , mg/l = chiều sâu bể lọc, m = bán kính bể lọc, m = Nhiệt độ, oC Lưu ý xuất vị trí phương trình 8.9, phải giải thích lặp lại Velz, Holland, Eckenfelder, nhiều người khác sử dụng mô hình thứ để cung cấp phương pháp bán thực nghiệm nghĩa giải thích ngoại suy liệu thực vật cho thiết kế Tất cách tiếp cận để xây dựng dựa giả định việc loại bỏ BOD hàm bậc nhất, [8.11] Trong z chiều sâu bể lọc tỉ lệ thứ tham số (T -1) Sự khác công thức thứ cho thấy cách khác để giải thích phụ thuộc vào tải thủy lực, nhiệt độ, tính chất nước thải, đặc tính môi trường trung gian Một hình thức phổ biến công thức Eckenfelder, đưa theo đơn vị Anh phương trình 8.12 chuyển đổi sang đơn vị mét cho tình điển hình phương trình 8.13: [8.12] = nồng độ vào thực tế, mg = nồng độ dòng chảy vào , mg/l = diện tích hình chiếu bề mặt, ft2 = , gal/phút = chiều sâu, ft = Hệ số khả xử lí, thông thường 0.088 m = hệ số phân bố chất nhờn, m=0 phân bố n= số mũ vật liệu lọc, thường từ 1/3 đến 2/3 Nếu m = 0, n = 2/3, = 0.088, công thức Eckenfelder chuyển đổi sang đơn vị mét: 12 Sinh Hóa Môi Trường [8.13] Những công thức bể lọc nhỏ giọt hữu ích cho việc thiết kế phân tích, chúng cần phải sử dụng cách thận trọng Các công thức thực nghiệm có giá trị cho bể lọc vật liệu đá nước thải;chúng không nên sử dụng cho hạt nhựa nước thải công nghiệp Công thức Eckenfelder công cụ tuyệt vời cho liệu thực vật phù hợp, đặc biệt kể từ có vài thông số hiệu chuẩn (m, n ) Tuy nhiên,nên tránh ngoại suy bên phạm vi hoạt động thử nghiệm Cuối cùng, giá trị tính toán có bao gồm vật liệu tổng hợp, không phân biệt số tất dạng hữu tạo nên góp phần đến Đĩa quay sinh học (Rotating Biological Contactors) Sự phát triển giá thể nhựa mỏng dẫn đến thay tháp sinh học , là đĩa quay sinh học RBC RBCs giới thiệu vào năm 1960, phổ biến đáng kể năm 1970 ưa chuộng năm 1980 vấn đề thiết kế ban đầu trở nên rõ ràng Ngày nay, RBCs phương pháp màng sinh học quan trọng thiết bị xử lý lựa chọn cho thiết kế Như minh họa hình 8.5, RBC có màng sinh học gắn với môi trường nhựa trung gian mà xoay vào khỏi máng nước thải Việc xoay vòng dẫn tới pha trộn hỗn loạn lưu thông thông khí hàm lượng chất lỏng máng Quan trọng màng sinh học lớp nước tiếp xúc với O chúng mực nước Phần lớn vận chuyển oxy đến màng sinh học tiếp xúc lớp nước phía Ví dụ hình 8.5 cho thấy, uốn lại giá thể nhựa có dạng xoắn ốc Nhiều định dạng khác sử dụng sáng chế đặc tính mà nhà sản xuất đưa Mặc dù 13 Sinh Hóa Môi Trường cấu trúc giá thể khác diện tích bề mặt đặc trưng giá thể phạm vi từ khoảng 110m-1 (độ dày tiêu chuẩn) tới khoảng 170 m -1 (độ dày cao) Giá thể có độ dày cao mà có rãnh nhỏ cho trình thâm nhập chất lỏng khí, dễ bị tắc nghẽn nên sử dụng với tải nạp thấp ( minh họa bên dưới) Với giá thể nhựa mỏng tỉ lệ đầy đủ, đường kính phận khoảng 3,6m (12ft) Giá thể gắn với trục thép (trục xe ) chống đỡ trụ quay ổ đĩa khí trực tiếp hầu hết trường hợp ( Trong số trường hợp, máng bọt thông khí, bọt giữ lại “ cốc” để tạo luân chuyển hướng khí) Mô-dun phận gắn với trục để cung cấp cho tổng chiều dài xấp xỉ m (26 ft) Trên thực tế, RBCs thường bán cho đơn vị “trục”có trục dài xấp xỉ m Trục quay giá thể có độ dày tiêu chuẩn xấp xỉ 9.300 m (100.000 ft2) diện tích bề mặt, trục mật độ cao xấp xỉ 14,000m (150,000 ft2) Thông thường, giá thể độ dày cao thường dùng giai đoạn sau hệ RBCs, mà nồng độ BOD giảm bớt đủ để rãnh mở nhỏ mở không bị tắc nghẽn Giá thể bị nhấn chìm phần nước Tham số hoạt động chủ chốt phần trăm bị nhấn chìm, tỷ lệ phần trăm đường kính trung bình ( đo đường tâm ) bị nhấn chìm Phần trăm ngập điển hình 25- 40 % Sự tăng trưởng phần chìm gia tăng tốc độ truyền oxy, bên cạnh đòi hỏi lượng nhiều để trì tốc độ quay Tốc độ quay với quy mô đầy đủ thông thường khoảng rpm Tuy nhiên, tiêu chuẩn sử dụng π rộng rãi để thiết lập tốc độ quay vận tốc đầu, (rpm) Dm Dm đường kính giá thể Nguyên tắc thông thường với vận tốc ban đầu 20 m/phút cho thiết bị tỉ lệ đầy đủ Việc gia tăng vận tốc đầu làm tăng tốc độ truyền tải oxy (sự tương xứng khoảng tuyến tính), làm cho nhu cầu lượng tăng theo Chìa khóa cho thành công lâu dài hệ thống RBC bảo vệ yếu tố phần tử Hầu hết giá thể RBC có màu đen thu giữ carbon màu đen với nhựa Carbon màu đen hấp thụ ánh sáng mặt trời UV giúp bảo vệ nhựa khỏi suy thoái UV gây Hầu hết trường hợp, mô-đun giá thể bao bọc vỏ bọc sợi thủy tinh mà che chắn giá đỡ màng sinh học khỏi ánh nắng mặt trời, bảo vệ cấu thiết bị điều khiển khỏi thời tiết, làm giảm nhiệt đóng băng thời tiết lạnh, giúp kiểm soát mùi Dĩ nhiên, chắn phải thông gió tốt phép cung cấp oxy, cấu trúc thiết kế chịu nạp gió tuyết trang bị cửa vào cổng kiểm tra để bảo trì Hệ thống RBC hoạt động chuỗi phương thức với 3-5 giai đoạn Một bể lắng kèm theo để giảm thải chất rắn lơ lửng Bộ bể lắng thông thường thiết kế với tốc độ chảy khoảng 16-32 m/d Trong số trường hợp, bể lắng không cung cấp chấtt lượng dòng chảy yêu cầu làm hóa chất đông lại trước lắng việc sử dụng 14 Sinh Hóa Môi Trường µ màng chắn dạng dây ([...]... hóa Quá trình tổ hợp khác là quá trình sinh học hoạt tính (ABF) hoàn thiện những năm 1970 bởi Neptune- Microfloc Lò sinh học bao gồm thanh gỗ đỏ ngang Áp dụng “tia” nước nhỏ từng giọt xuống thanh trong môi trường không ngập và dòng khí mang trong không khí Dung dịch được ứng dụng phù hợp với kết cấu bao gồm tái chế sinh khối lơ lửng từ dòng nước ngầm bề lắng Giữa lò sinh học và bề lắng là bể lọc sinh. .. trăm 7 Sinh hóa pha trộn / Quá trình tăng trưởng gián đoạn (Hybrid biofilm / Suspended-growth processes) Quá trình tăng trưởng bùn hoạt tính có thể nâng cao về khả năng và độ tin cậy thông qua việc tạo ra các màng trung gian bằng tạo sinh hóa lai/ hệ thống tăng trưởng gián đoạn Hiện tại quá trình bùn hoạt tính có thể nâng cấp bằng cách tăng diện tích bề mặt sinh hóa trên trong khu vực sục khí Sinh hóa... Quá trình tổ hợp cuối cùng là quá trình PACT chúng viết tắt của từ Powdered Activated Carbon Treatment Phát triển ban đầu bởi Zimpro phải đi kèm với quá trình oxy hóa ẩm không khí bởi carbon hoạt tính, PACT được sử dụng phổ biến trong xử lý sinh học trong xử lý nước thải công nghiệp,thường chứa các hóa chất hữu cơ ảnh hưởng đến vi khuẩn Than hoạt tính dạng bột (PAC) được thêm vào hiệu quả của quá trình. .. phân tử mỗi màng sinh học dành một khoảng thời gian tới gần lối vào cột - nơi nồng độ chất nền tương đối cao và sự tăng trưởng màng sinh học xảy ra - và một khoảng thời gian tới gần lối ra cột - nơi nồng độ chất nền rất thấp, nhưng màng sinh học tích tụ có thể tiếp tục loại bỏ chất nền Sự di chuyển của các phân tử màng sinh học không liên kết ưu thế của chất nền và sự tích tụ màng sinh học tại bất kỳ... hai, sự tích tụ sinh học và các hạt lọc phải được rửa ngược để phòng ngừa sự mất mát bên trên Việc rửa ngược hàng ngày là cần thiết khi mà quá trình hoạt động tốt Bộ lọc Bilote được biết đến với 3 quá trình được thể hiện bằng sơ đồ ở hình 8.7 Qúa trình Biocarbone, được biết đến như một màng lọc hơi sinh học( BAF) ở Bắc Mỹ, phát triển bởi OTV Pháp và sử dụng dòng chảy ngược của không khí và nước thải... đông lại trước khi lắng và việc sử dụng 14 Sinh Hóa Môi Trường µ màng chắn dạng dây ( .. .Sinh Hóa Môi Trường Mục lục Sinh Hóa Môi Trường Quá trình sinh học hiếu khí Có thể hiểu tương tự phương pháp xử lý truyền thống bùn hoạt tính – oxi hóa BOD Mặc dù vi khuẩn chiếm ưu trình. .. phân tử màng sinh học không liên kết ưu chất tích tụ màng sinh học vị trí cụ thể Như vậy, màng sinh học phát triển tốt nồng độ S gần lối (Rittmann, 1982) Bằng cách này, trình màng sinh học trạng... giống Ví dụ chương làm sáng tỏ tính chất màng sinh học thể chi tiết phân tích động học Bảng 8.1 Các thông số trích dẫn xử lý màng sinh học hiếu khí BOD Sinh Hóa Môi Trường Thông số Giá trị a Giới