Tài liệu Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofiter docx

Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofiter (dùng vi sinh khử ) là một biện pháp xử lý ô nhiễm khí thải có chi phí đầu tư thấp, vận hành rẻ và thân thiện môi trường, nó phương pháp thích hợp để xử lý các chất khí có mùi hôi và các hợp chất hữu cơ bay hơi có nồng độ thấp như nhà máy sản xuất thức ăn gia súc, tinh bột sắn, sản xuất cồn, sản xuất chitin…. vỏ dừa khô Vỏ dừa là một nguyên liệu rất dễ tìm thấy tại đất nước chúng ta. Trái dừa khô được tách bỏ lớp vỏ bên ngoài để dễ dàng vận chuyển hơn đến nhà máy sản xuất hoặc đến tay người tiêu dùng. Lớp vỏ bỏ đi đó thực chất lại là một nguyên liệu quý báu để chúng tôi dùng làm vật liệu giá thể sinh học cho vi sinh vật phát triển Mô tả quá trình xử lý Hệ thống lọc sinh học cung cấp môi trường cho vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất khí có mùi hôi và các chất hữu cơ gây ô nhiễm trong khí thải. Hệ thống lọc là một bể kín dựng vỏ dừa cho các vi sinh vật trú ẩn và hấp thụ hơi nước, giữ chúng lại trong nguyên liệu lọc. Vỏ dừa có khả năng hấp thụ nước lớn, độ bền cao, và ít làm suy giảm áp lực luồng khí đi ngang qua nó. Các đơn vị nguyên liệu lọc này gọi là "khối sinh học" (Biocube) . Việc sử dụng nhiều lớp vỏ dừa lọc khí kiểu này hạn chế được việc các nguyên liệu lọc bị dồn nén lại và việc các luồng khí xuyên thành những đường thoát qua lớp nguyên liệu lọc. Hơn nữa, nó còn tạo sự thuận lợi trong việc bảo trì hay thay mới nguyên liệu lọc. Nguyên tắc chính của hệ thống xử lý là tạo điều kiện cho sinh khối tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong khí thải càng nhiều càng tốt. Vỏ dừa là nguyên liệu lọc và nơi sinh sản cho các vi sinh vật. Trong hệ thống này, các vi sinh vật sẽ tạo thành một màng sinh học (biofilm), đây là một màng mỏng và ẩm bao quanh các vỏ dừa. Trong quá trình lọc, khí thải được bơm chậm xuyên qua hệ thống lọc, các chất ô nhiễm trong khí thải sẽ bị các nguyên liệu lọc hấp thụ cơ chế của quá trình lọc sinh học bao gồm quá trình hấp phụ, hấp thụ và phân hủy bởi các vi sinh vật. Các vi sinh vật trong màng sinh học liên tục hấp thụ và biến dưỡng các chất ô nhiễm. Các chất khí gây ô nhiễm sẽ bị hấp phụ bởi màng sinh học, tại đây, các vi sinh vật sẽ phân hủy chúng để tạo nên năng lượng và các sản phẩm phụ là CO2 và H2O các loại muối theo phương trình sau: Không khí ô nhiễm + O2 —> CO2 + H2O + nhiệt + sinh khối Trong quá trình lọc sinh học, các chất khí gây ô nhiễm được làm ẩm và sau đó được bơm vào một buồng phía bên dưới nguyên liệu lọc. Khi chất khí đi ngang qua lớp nguyên liệu lọc, các chất ô nhiễm bị hấp thụ và phân hủy. Khí thải sau khi đã lọc sạch được phóng thích vào khí quyển từ bên trên của hệ thống lọc. Hệ thống lọc sinh học của chúng tôi thiết kế có công suất xử lý mùi và các chất hữu cơ bay hơi lớn hơn 90%. Nguyên liệu lọc : Vỏ dừa Lớp nguyên liệu lọc ẩm tạo nên điều kiện lý học và hóa học thuận lợi cho việc chuyển đổi các chất ô nhiễm từ pha khí sang pha lỏng và quá trình phân hủy sinh học các chất ô nhiễm này bởi màng sinh học. Nguyên liệu lọc này nhằm cung cấp diện tích bề mặt lớn để hấp thụ và hấp phụ các chất ô nhiễm. Ngoài ra nó còn làm nhiệm vụ cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật. Trong quá trình vận hành khí thải có thể thiếu hụt dưỡng chất cho vi sinh vật, do đó chúng ta phải hiệu chỉnh bằng cách cho thêm vào các hợp chất đạm và phospho. Xơ dừa có tuổi thọ từ 2 – 5 năm trước khi phải thay mới. Khả năng giữ ẩm của vỏ dừa để tạo lớp màng sinh học - Có diện tích bề mặt lớn tạo điều kiện cho quá trình hấp thụ và phát triển của vi sinh vật - Có chứa các dưỡng chất để cung cấp cho các vi sinh vật - Tạo lực cản không khí thấp (giảm mức độ sụt áp và năng lượng cần sử dụng cho máy bơm) - Các tính chất lý học khác như độ ổn định lý học và dễ dàng thao tác. Vỏ dừa có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật và không gây giảm áp luồng khí nhiều. Vỏ dừa là nguyên liệu sẵn có tại VN và bề mặt tiếp xúc với khí thải rất lớn(350- 450m2/m3). Thêm vào đó, ẩm độ của các nguyên liệu lọc phải được duy trì ở mức 30 – 60% cho quần thể các vi sinh vật phát triển. Do đó, bên cạnh thiết bị làm ẩm khí thải, người ta thường lắp đặt hệ thống phun nước cho các lớp nguyên liệu lọc DỮ LIỆU THIẾT KẾ Diện tích : Thiết kế hệ thống lọc sinh học khử mùi cần diện tích lớn. Để xử lý lưu lượng khí khoảng 100.000m3 khí/h, một hệ thống lọc sinh học có thể cần diện tích gần bằng 100m2. Đối với những lưu lượng khí lớn hơn, chúng ta cần diện tích lớn hơn nên cần tính toán quỹ đất trước khi chọn lọc sinh học. Thành phần hóa học và hàm lượng của chất ô nhiễm trong khí thải : Phân tích thành phần hóa học và hàm lượng của nó trong khí thải cần thiết để xác định xem biện pháp lọc sinh học có thích hợp hay không. Các hệ thống lọc sinh học hoạt động tốt khi các hợp chất ô nhiễm (không hoà tan trong nước) có nồng độ thấp (<1000 ppm). Một số hợp chất khó phân hủy sinh học (như các hợp chất chlor) chiếm diện tích lọc sinh học lớn hơn. Thời gian lưu khí: Thời gian lưu khí càng dài sẽ cho hiệu suất xử lý càng cao, song giá thành sản phẩm sẽ tăng cao. Tính toán chính xác nồng độ các chất gây ô nhiễm, vận tốc khí thoát ra, là thước đo để thiết kế hệ thống lọc sinh học. Thông thường, thời gian lưu trú của các hệ thống lọc sinh học biến động trong khoảng 30 giây đến 1 phút. Độ ẩm: Ẩm độ của luồng khí thải cần phải xử lý rất quan trọng vì nó giữ ẩm độ cần thiết cho các màng sinh học. Do đó, luồng khí thải thường được bơm qua một hệ thống phun sương trước khi bơm vào hệ thống lọc sinh học để đảm bảo ẩm độ của luồng khí thải đi vào hệ thống lọc sinh học phải lớn hơn 95%. Kiểm soát pH : Các sản phẩm phụ của quá trình phân hủy sinh học là các acid hữu cơ. Để duy trì pH từ 6-7,5 cho các vi sinh vật hoạt động tốt, chúng ta cần cho có hệ thống pH cotroller Giảm áp : Việc giảm áp của luồng khí khi đi ngang lớp nguyên liệu lọc nên được hạn chế tối đa. Nếu lớp nguyên liệu lọc gây trở lực lớn cho nguồn khí, ta cần tiêu tốn thêm năng lượng cho máy thổi khí, gây tăng giá thành xử lý. Khả năng gây trở lực cho nguồn khí phụ thuộc vào ẩm độ và độ rổng của lớp nguyên liệu lọc. Độ ẩm tăng, độ rổng lớp nguyên liệu giảm là nguyên nhân gây tăng trở lực cho nguồn khí. Đối với các hệ thống điển hình mức độ giảm áp nằm trong khoảng 1 -10 hPa. Bảo trì : Khi bắt đầu đưa vào hoạt động, hệ thống cần được bổ sung chất dinh dưỡn cho vi sinh một lần/ngày. Sau khi hệ thống đã hoạt động ổn định và đã giải quyết tất cả các vấn đề có thể xảy ra. Tần số thăm có thể giảm xuống 1 lần/nửa tháng hoặc hàng tháng. Ưu và khuyết điểm của hệ thống lọc sinh học Ưu điểm : + Ưu điểm chính là giá thành thấp, giá vận hành thấp, ít sử dụng hóa chất. + Thiết kế linh động, do đó có thể thích nghi với mọi loại hình công nghiệp và diện tích của xí nghiệp. + Hệ thống lọc sinh học linh động trong việc xử lý mùi hôi, các hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất độc. + Hiệu suất xử lý thường lớn hơn 90% đối với các khí thải có nồng độ các chất ô nhiễm < 1000 ppm. +Nguyên liệu sẵn có, giá thành rẽ và dễ thay thế. Khuyết điểm : + Hệ thống lọc sinh học khó xử lý được các chất ô nhiễm có khả năng hấp phụ thấp và tốc độ phân hủy sinh học chậm ví dụ như các hợp chất hữu cơ bay hơi có chứa chlor. + Các nguồn ô nhiễm có nồng độ hóa chất cao cần các hệ thống lớn và diện tích lớn để lắp đặt hệ thống lọc sinh học. + Nguồn gây ô nhiễm có mức độ phóng thích chất ô nhiễm biến động cao sẽ gây ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật cũng như hiệu suất xử lý của chúng. + Thời gian để cho các vi sinh vật thích nghi với môi trường và tạo thành các màng sinh học (biofilm) có thể kéo dài hàng tuần, đặc biệt là đối với việc xử lý các chất hữu cơ bay hơi nên cần người vận hành am hiểu kỹ thuật nuôi cấy vi sinh. Hình ảnh nhà máy sử dụng công nghệ biofilter Việc sử dụng hệ thống lọc sinh học xử lý các chất hữu cơ bay hơi đã được áp dụng trong các ngành công nghiệp sau: - Công nghệ hóa chất và hóa dầu - Công nghệ dầu khí - Công nghệ nhựa tổng hợp - Công nghệ sản xuất sơn và mực in - Công nghệ dược phẩm - Xử lý chất và nước thải - Xử lý đất và nước ngầm - Xử lý nước cống rãnh - Xử lý chất và nước thải lò mổ - Các công nghệ tái chế - Các nhà máy sản xuất gelatin và keo dán - Công nghệ chế biến thịt và nông sản - Công nghệ sản xuất thuốc lá, ca cao, đường - Công nghệ sản xuất gia vị, mùi nhân tạo. . hợp - Công nghệ sản xuất sơn và mực in - Công nghệ dược phẩm - Xử lý chất và nước thải - Xử lý đất và nước ngầm - Xử lý nước cống rãnh - Xử lý chất. Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofiter (dùng vi sinh khử ) là một biện pháp xử lý ô nhiễm khí thải có chi phí đầu tư thấp,