chương 5 xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Chương 5 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Nguyễn Ngọc Châu Chi cục BVMT Bình Dương NỘI DUNG  XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ  XỬ LÝ SINH HỌC KỴ KHÍ  HỒ SINH HỌC  CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NI TƠ VÀ PHỐT PHO XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ  Xử lý hiếu khí dạng tăng trưởng lơ lửng  Xử lý hiếu khí dạng tăng trưởng dính bám ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV Sinh trưởng của tế bào r g = -µX r g : tốc độ sinh trưởng của VSV (kl/tt.tg) µ: tốc độ sinh trưởng đặc biệt (thời gian -1 ) X: nồng độ vi sinh vật (khối lượng/thể tích) XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ Xr dt dX g µ == Sinh trưởng trong điều kiện giới hạn SK S S m + ×= µµ µ : tốc độ sinh trưởng đặc biệt (thời gian ‑1 ) µ m : tốc độ sinh trưởng đặc biệt max (thời gian ‑1 ) S : nồng độ cơ chất giới hạn sự sinh trưởng (khối lượng/thể tích) K S : hằng số tốc độ 1/2, nồng độ cơ chất ở vị trí có tốc độ sinh trưởng cực đại XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV SK XS r s m g + = µ QT sinh trưởng của VSV – sự tiêu thụ cơ chất r g = -Y.r su r g : tốc độ sinh trưởng của VSV (KL/TT.TG) Y: hệ số thu hoạch cực đại (mg/mg) r su : tốc độ tiêu thụ cơ chất (KL/TT.TG) ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ ( ) SK kXS SKY XS r SS m su + −= + = µ Ảnh hưởng của quá trình trao đổi chất nội bào r d = -k d X k d = hệ số phân hủy nội bào (thời gian -1 ) X = nồng độ VSV (KL/TT) r g ’ = tốc độ sinh trưởng thực của VSV (KL/TT.TG) µ m ’ = tốc độ sinh trưởng đặc biệt thực (thời gian -1 ) Tốc độ phân hủy nội bào ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ ( ) Xk SKY XS r d S m g − + = µ ' r g ’= -Yr su - k d X d S m k SK S − + ×= µµ ' Ảnh hưởng của nhiệt độ r T = r 20 θ (T-20) r T : tốc độ ở t o C; r 20 : tốc độ ở 20 o C; θ : hệ số hoạt độ; T : nhiệt độ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ V, X, S Q S 0 X 0 Q S X ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng theo sinh khối Tích lũy = vào + ra – sinh trưởng ' 0 . g VrQXQXV dt dX +−=         − + ×+−= Xk SK SX VQX d S m µ 00 ổn định d S m k SK S − + = µ θ 1 ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng theo sinh khối ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 1 1 −− + = −− + = d dS dm dS kYk kK k kK S θ θ µθ θ [...]... khí (kW) 7 ,5 15, 0 22 ,5 30,0 37 ,5 56,0 75, 0 Độ sâu bể Chiều rộng bể (m) (m) 3,0-3,6 3,6-4,2 3,9-4 ,5 3,6 -5, 1 4 ,5- 5 ,5 4 ,5- 6,0 4 ,5- 6,0 9,0-12,0 10 ,5- 15, 0 12,0-18,0 13 ,5- 20,0 13 ,5- 23,0 15, 0-26,0 18,0-27,0 THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ TÍNH DUNG TÍCH BỂ + Q : lưu lượng nước cần xử lý (m3/ngày); + S0 : nồng độ BOD5 trong nước thải (mg/L); + X : nồng độ bùn hoạt tính (tính bằng VSS) (mg/L); + F/M : mg BOD5/ng bùn THIẾT... 0, 75- 15 0,2-1,0 0,80-1,90 800-4000 3 -5 0, 25- 1,00 thải 3- 15 0,2-0 ,5 0,64-0,96 150 0- 350 0 3 -5 0, 25- 0, 75 Khử BOD5 kết hợp nitrate hóa 8-20 0,1-0,2 0,08-0,32 150 0-3000 6- 15 0 ,50 -1 ,50 Nitrate hóa bằng bể riêng biệt 15- 100 0, 05- 0,2 0,048-0,140 150 0-3000 3-6 0 ,50 -2,00 Xử lý theo mẻ kế tiếp nhau 10-30 0,04-0,1 0,08-0,24 Có dòng đều aerotank) chảy (plug Khuấy trộn hồn tồn Nạp nước theo cấp 2000 -50 00 12 -50 THIẾT... TÍNH HK Cân bằng theo cơ chất Xác định thơng số động học S0 − S kSX θX KS + S = ⇔ = θ KS + S S0 − S kS θX Ks 1 1 = × + S0 − S k S k ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng theo cơ chất Xác định thơng số động học 1 k tgα = KS k 1 k 1 S ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng theo cơ chất Xác định thơng số động học Y ( S0 − S ) X Y X = ⇔ = 1 + k dθ S 0 − S 1 + k dθ S0 − S 1 kd 1 = + × X Y Y θ ĐỘNG HỌC QT BÙN... HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK HRT Tại bể thổi khí V θ = Q Đối với cả hệ thống V + VL θ= Q ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK SRT VX θc = Qe X e + QW X r VX θc = Qe X e + QW X ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Hỗn hợp bùn trong bể thổi khí được khuấy trộn hồn tồn Q trình phân hủy sinh học chỉ xảy ra tại bể thồi khí Cân bằng sinh khối Tích lũy = Vào – Ra + Sinh Trưởng dX ' V = Q0 X 0 − Qe X e − QW X r + Vrg dt ĐỘNG HỌC... BOD5 bị tiêu thụ) THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ TÍNH DUNG TÍCH BỂ QS0 V= La La : tải trọng chất hữu cơ tính trên một đơn vị thể tích bể (kg BOD5/m3.ngđ) THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ Thơng số điển hình tính tốn TK bể thổi khí Loại và chức năng của Aerotank SRT (ngày) F/M Tải trọng (kg BOD5/m3.n gđ) Nồng độ bùn trong bể (mg/L) Thời gian lưu nước (giờ) Tỷ lệ tuần hồn 3- 15 0,2-0,6 0,32-0,64 1000-3000 4-8 0, 25- 0, 75 0, 75- 15. .. − Vrsu dt dS V = Q0 ( S0 − Se ) − V rsu dt ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng cơ chất Ở trạng thái ổn đònh S0 − S θ kS e X = K s + Se K S + Se Q0 ( S0 − Se ) 1 Y ( S0 − Se ) X = × = × µm 1 V θ Se + kd Y θc θ c Y ( S0 − Se ) X = × θ 1 + k dθ c CƠ SỞ Q TRÌNH XỬ LÝ SH Qúa trình hiếu khí Tăng trưởng dạng lơ lửng SS < 150 mg/L Dầu < 25 mg/L pH = 6 ,5 – 8 ,5 0 6 < t C < 37C THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ THIẾT KẾ... BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng sinh khối Ở trạng thái ổn đònh  µ m Se X  0 = 0 − Qe X e − Qw X r + V  − kd X  K +S   S e  Qe X e + QW X r µ m Se = − kd VX K S + Se ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng sinh khối Ở trạng thái ổn đònh 1 µm Se = − kd θ c K S + Se K S (1 + k d θ c ) K S (1 + k d θ c ) S= = θ c ( µ m − kd ) − 1 θ c ( Yk − kd ) − 1 ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng cơ chất Tích lũy... bùn hoạt tính trong NT ra khỏi bể lắng (mg/L) : lưu lượng nước đã xử lý ra khỏi bể lắng (m3/ngày) : thời gian lưu bùn (ngày) THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ Lượng Bùn Tạo Ra Hàng Ngày Y yb = 1 + k dθ c Mbùn= 0,8 (SS) + 0,3 (BOD5) SS là lượng cặn lơ lửng trong NT (kg/ngày) BOD5 là lượng BOD5 trong NT (kg/ngày) HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ Khoa CN&QL Môi Trường Đại Học Văn Lang ... THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ Hệ số động học qt bùn hoạt tính hiếu khí Hệ số Đơn vị Khoảng giá trị Giá trị đặc trưng µm g VSS/gVSS.d 3,0-13,2 6,00 KS g bCOD/m3 5, 0-40,0 20,00 Y g VSS/g bCOD 0,30-0 ,50 0,40 kd g VSS/gVSS.d 0,06-0,20 0,12 THIẾT KẾ BỂ THỔI KHÍ Tuần Hồn Bùn Hoạt Tính QvX0 + QtXt = (Qv + Qt) X Qt X α= ≈ Qv X t − X - ∝ tỷ lệ tuần hồn - Qv lưu lượng NT đi vào cơng trình xử lý (m3/h) - Qt lưu lượng hh bùn...ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng theo cơ chất Tích lũy = Vào – Ra – Tiêu thụ dS × V = QS 0−QS + Vrsu dt ổn định  kSX  0 = QS 0 − QS − V  K +S   s   kSX   Q( S0 − S ) = V  K +S  s  ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng theo cơ chất S0 − S θ kSX = KS + S ổn định X = X = S0 − S θ KS + S S0 − S KS + S × = × µm kS θ S Y Y ( S0 − S ) θ × 1 1 θ + kd Y ( S0 − S ) = 1 + k dθ ĐỘNG HỌC QT . Chương 5 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Nguyễn Ngọc Châu Chi cục BVMT Bình Dương NỘI DUNG  XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ  XỬ LÝ SINH HỌC KỴ KHÍ  HỒ SINH HỌC  CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ. XỬ LÝ NI TƠ VÀ PHỐT PHO XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ  Xử lý hiếu khí dạng tăng trưởng lơ lửng  Xử lý hiếu khí dạng tăng trưởng dính bám ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV Sinh trưởng của tế bào r g . độ; T : nhiệt độ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VSV XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ V, X, S Q S 0 X 0 Q S X ĐỘNG HỌC QT BÙN HOẠT TÍNH HK Cân bằng theo sinh khối Tích lũy = vào + ra – sinh trưởng ' 0 . g VrQXQXV dt dX +−=         − + ×+−=