Đang tải... (xem toàn văn)
giáo trình công nghệ sinh học môi trường Bài 3 xử lý nước
THC S VƯU NGC DUNG 4/22/14 1 !"#$ % &'() (*() + , !"#$ Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng đất ô nhiễm. Nước thải được định nghĩa là nước đã qua quá trình sử dụng của con người và được thải bỏ vào trong hệ thống nước, có các thông số hoá học và/hoặc vật lý đã bị biến đổi. &'() -.) % Nguyên tắc: sử dụng các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải có đầy đủ oxy hòa tan ở nhiệt độ, pH… thích hợp. (CHO) n NS + O 2 → CO 2 + H 2 O + NH 4 + + H 2 S + sinh khối Trong điều kiện hiếu khí NH 4 + và H 2 S cũng bị phân huỷ nhờ quá trình Nitrat hóa, sunfat hóa bởi vi sinh vật tự dưỡng: NH 4 + + 2O 2 → NO 3 - + 2H + H 2 O H 2 S + 2O 2 → SO 4 2- + 2H + Hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí bao gồm: - Quá trình dinh dưỡng: Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng và các nguyên tố khoáng vi lượng để xây dựng tế bào mới tăng sinh khối và sinh sản. - Quá trình phân huỷ: Vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ hoà tan hoặc ở dạng các hạt keo phân tán nhỏ thành nước và CO 2 hoặc tạo ra các chất khí khác. /01234056789:788;<8:=3>8? Là quá trình lên men bằng vi sinh vật trong điều kiện có oxy để cho sản phẩm là CO 2 , H 2 O, NO 3 - và SO 4 2- . Protein, tinh bột, chất béo… thuỷ phân enzyme ngoại bào các Acid amin, Acid béo, Acid hữu cơ, đường đơn… Các chất đơn giản này thấm qua màng tế bào và bị phân huỷ tiếp tục hoặc chuyển hoá thành các vật liệu xây dựng tế bào mới bởi quá trình hô hấp nội bào cho sản phẩm cuối cùng là CO 2 và H 2 O. Cơ chế quá trình xử lý hiếu khí gồm 3 giai đoạn: :@:ABC7DOxy hóa chất hữu cơ trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào :@:ABC7%EF3405678AG7H8I@JD Tổng hợp để xây dựng tế bào :@:ABC7EF3405678KL8I@JD Hô hấp nội bào Khi không đủ cơ chất quá trình chuyển hoá các chất của tế bào xảy ra sự tự oxy hóa chất liệu tế bào. -.) $MN&'()E$O$(J ' PN-.) Q.N$O$( :R:08:S3 Là quá trình xử lý sinh học hiếu khí, trong đó nồng độ cao của vi sinh vật mới được tạo thành được trộn đều với nước thải, được thực hiện ở nước Anh từ năm 1914. Bùn hoạt tính bao gồm những sinh vật sống kết lại thành dạng hạt hoặc dạng bông với trung tâm là các chất nền rắn lơ lửng (40%). Chất nền: rêu, tảo và các phần sót rắn khác nhau. Bùn hiếu khí ở dạng bông bùn vàng nâu, dễ lắng là hệ keo vô định hình còn bùn kỵ khí ở dạng bông hoặc dạng hạt màu đen. [...]... bể lắng Các bước trong chu kỳ hoạt động của hệ thống SBR LỌC SINH HỌC 1 2 3 4 RBC (Roltating Biological Contactor - Đĩa quay sinh học) Lọc nhỏ giọt Lọc sinh học ngập nước Lọc sinh học với lớp vật liệu là các hạt cố định Nước thải được lọc qua lớp vật liệu bao phủ bởi lớp màng vi sinh vật Màng sinh học hiếu khí là một hệ vi sinh vật: Ngoài cùng của màng là lớp vi khuẩn hiếu khí như Bacillus…... Quá trình sinh học xảy ra qua 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Bùn hoạt tính hình thành và phát triển Cơ chất và chất dinh dưỡng phong phú, sinh khối bùn ít Theo thời gian, quá trình thích nghi sinh trưởng theo cấp số nhân sinh khối bùn tăng mạnh Lượng oxy tiêu thụ tăng dần cuối giai đoạn này rất cao, gấp 3 lần giai đoạn 2 Tốc độ phân hủy chất bẩn hữu cơ tăng dần Giai đoạn 2: Vi sinh. .. tích bề mặt riêng lớn và vận tốc nước chảy trên bề mặt màng phải đủ lớn RBC (Roltating Biological Contactor - Đĩa quay sinh học) Khử BOD và Nitrat rất hiệu quả, sử dụng để xử lý nước thải chế biến thủy sản RBC gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng lắp trên một trục Các đĩa được đặt ngập một phần trong nước thải (40%) và quay từ từ với vận tốc 1 – 3 vòng/phút Vi sinh vật sẽ sinh trưởng gắn kết trên bề mặt... màng là các động vật nguyên sinh và một số sinh vật khác Vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng Chất hữu cơ được tách ra khỏi nước và sinh khối tăng lên Màng vi sinh chết được cuốn trôi theo nước và ra khỏi thiết bị Vật liệu đệm có độ xốp cao, khối lượng riêng nhỏ và diện tích bề mặt lớn: sỏi, đá, ống nhựa, sợi nhựa, xơ dừa Màng sinh học đóng vai trò tương tự... thành lớp màng mỏng nhầy trên bề mặt ướt của đĩa Đĩa quay vi sinh vật tiếp xúc với chất hữu cơ và oxy không khí Đĩa quay cũng để tách các chất rắn thừa ra khỏi bề mặt các đĩa nhờ lực ly tâm Lọc nhỏ giọt Bể lọc sinh học gồm các loại: lọc sinh học nhỏ giọt quay; biophin nhỏ giọt; bể lọc sinh học thô Thiết bị gồm 5 thành phần chính: Môi trường lọc đệm thường dùng nhất là đá Bể chứa thường xây... thống chia bể phản ứng thành 2 vùng: Vùng tiếp xúc là nơi xảy ra quá trình chuyển hóa các vật chất hữu cơ trong nước thải đầu vào Vùng ổn định là nơi bùn hoạt tính tuần hoàn từ thiết bị lọc được sục khí để ổn định vật chất hữu cơ Hiệu quả xử lý của hệ thống này thường đạt 85 – 95% BOD 5 và các chất rắn lơ lửng Dùng xử lý nước thải sinh hoạt với nồng độ cao các hợp chất hữu cơ dạng các phần tử chất rắn... cho xử lý các loại nước thải có tải trọng cao, chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng Bể bùn hoạt tính chọn lọc Dùng để kiểm soát sự tăng trưởng quá mức của các vi khuẩn lên men, có thể gồm các loài gây hại Tạo điều kiện có lợi cho sự tăng trưởng của các vi sinh vật kết bông tăng khả năng lắng đọng của bùn hoạt tính 2 cơ chế chọn lọc các vi sinh vật: động học và trao đổi chất Cơ chế động học: ... lượng sinh khối rắn từ quá trình chuyển hóa của các vật chất hữu cơ bị phân hủy bởi vi khuẩn Thời gian lưu bùn thường kéo dài từ 20 – 30 ngày Thời gian lưu nước khoảng 24 giờ có tác dụng: làm giảm lượng chất rắn và tăng sự ổn định của quá trình Nhược điểm: bể loại lớn sẽ hạn chế khả năng phối trộn Bể bùn hoạt tính thông khí CƯỜNG ĐỘ cao có khuấy đảo hoàn chỉnh Là loại Aerotank tương đối lý. .. và phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải - Ưu điểm: Khởi động nhanh: 2 tuần Khả năng loại bỏ những cơ chất phân huỷ chậm Khả năng chịu biến động về nhiệt độ và tải lượng ô nhiễm Sự đa dạng về thiết bị xử lý Hiệu quả cao đối với nước thải có nồng độ ô nhiễm thấp - Nhược điểm Không có khả năng điều khiển sinh khối Tốc độ làm sạch bị hạn chế bởi quá trình khuếch tán: giá thể phải có... Thiết bị khí nâng (Airlift reactor) Thuộc dạng sinh học hiếu khí tăng trưởng lơ lửng có cấu tạo tương tự bể SBR Bể hiếu khí gián đoạn - SBR (Sequencing Batch Reactor) Bể SBR là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính lơ lửng theo kiểu làm đầy và xả cặn, hoạt động theo chu kỳ gián đoạn Unitank Cấu tạo đơn giản: một khối bể hình chữ nhật chia 3 ngăn, mỗi ngăn có 1 máy sục khí bề mặt và cánh . khuẩn: 1.Alkaligenes- Achromobacter 2. Pseudomonas 3. Enterobacteriaceae 4. Athrobacter baccillus 5- Cytophaga- Flavobacterium 6- Pseudomonas- Vibrio aeromonas 7- Achrobacter 8- Hỗn hợp các vi khuẩn. vi sinh vật tự dưỡng: NH 4 + + 2O 2 → NO 3 - + 2H + H 2 O H 2 S + 2O 2 → SO 4 2- + 2H + Hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí bao gồm: - Quá trình dinh dưỡng: Vi sinh vật sử dụng. trình lên men bằng vi sinh vật trong điều kiện có oxy để cho sản phẩm là CO 2 , H 2 O, NO 3 - và SO 4 2- . Protein, tinh bột, chất béo… thuỷ phân enzyme ngoại bào các Acid amin, Acid béo,