Chương 7. Phương pháp luận - Mô tả quá trình phát triển công nghệ xử lý nước thải bằng sinh học

CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG KHÔNG GIAN XANH Treatment and Reuse PHỐ XANH Fourth Edition CHƯƠNG Cover by: Ks HUỲNH MẠNH PHÚC Đơn vị công tác: CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG KHÔNG GIAN XANH Địa chỉ: Số 409/3/9, Nguyễn Oanh, Phường 17, Q Gò Vấp, TP.HCM TP HCM Tháng 02/2023 LỜI NÓI ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Chào bạn đọc giả đọc phần tài liệu này! Đây chương số bảy (7) sách Wastewater Engineering Treatment and Reuse ấn lần thứ tư Metcalf & Eddy, INC xuất năm 2004 Đây sách hay Công nghệ xử lý nước nước thải Tuy nhiên phiên PDF mờ cũ kỹ, nên dành thời gian ngày sau làm việc để cover biên soạn lại, bên cạnh tơi cịn sử dụng số vố Anh ngữ ỏi kèm theo cơng nghệ dịch thuật để biên soạn phần tài liệu sang tiếng Việt kèm song song theo nguyên tác tiếng Anh để tiện cho bạn trẻ có đam mê hoạt động bảo vệ môi trường tiện tham khảo Tôi xin chân thành cảm ơn tác giả ấn phẩm gốc Tôi xin sử dụng ấn phẩm gốc để truyền tải kiến thức quý báo quý vị đến với nhiều người nhằm tạo nên giá trị vượt thượng Tuy dành nhiềm tâm huyết để biên soạn dịch thuật lại nó, với hạn hẹp vốn từ kỹ Anh ngữ, việc sai sót phần tài liệu thực khó tránh khỏi Tơi mong muốn bạn đọc giúp tơi chỉnh sửa để hồn thiện thêm nhằm để trở thành tài liệu hữu ích cho người Mọi đóng góp vui lịng gởi vào Email: huynhmanhphuc.env@gmail.com Xin chân thành cảm ơn!!! Contents 7-1 OVERVIEW OF BIOLOGICAL WASTEWATER TREATMENT/ Objectives of Biological Treatment/ Some Useful Definitions Role of Microorganisms in Wastewater Treatment Types of Biological Processes for Wastewater Treatment/ 7-2 COMPOSITION AND CLASSIFICATION OF MICROORGANISMS 13 Cell Components/ 13 Cell Composition/ 18 Environmental Factors/ 19 Microorganism Identification and Classification/ 20 Use of Molecular Tools/ 23 7-3 INTRODUCTION TO MICROBIAL METABOLISM/ 26 Carbon and Energy Sources for Microbial Growth/ 27 Nutrient and Growth Factor Requirements/ 29 7-4 BACTERIAL GROWTH AND ENERGETICS/ 30 Bacterial Reproduction/ 30 Bacterial Growth Patterns in a Batch Reactor/ 31 Bacterial Growth and Biomass Yield/ 32 Measuring Biomass Growth/ 33 Estimating Biomass Yield and Oxygen Requirements from Stoichiometry/ 34 Estimating Biomass Yield from Bioenergetics/ 38 Stoichiometry of Biological Reactions/ 48 Biomass Synthesis yields for Different Growth Conditions/ 50 Observed versus Synthesis Yield 50 7-5 MICROBIAL GROWTH KINETICS 51 Microbial Growth Kinetics Terminology/ 52 Rate of Utilization of Soluble Substrates/ 53 Other Rate Expressions for the Utilization of Soluble Substrate/ 55 Rate of Soluble Substrate Production from Biodegradable Particulate Organic Matter/ 56 Rate of Biomass Growth with Soluble Substrates/ 57 Kinetic Coefficients for Substrate Utilization and Biomass Growth/ 58 Rate of Oxygen Uptake/ 59 Effects of Temperature/ 59 Total Volatile Suspended Solids and Active Biomass/ 60 Net Biomass Yield and Observed Yield/ 61 7-6 MODELING SUSPENDED GROWTH TREATMENT PROCESSES 63 Description of Suspended Growth Treatment Processes/ 63 Biomass Mass Balance/ 64 Substrate Mass Balance/ 68 Mixed Liquor Solid Concentration and Solids Production/ 69 The Observed Yield/ 73 Oxygen Requirements/ 73 Design and Operating Parameters/ 76 Process Performance and Stability/ 79 Modeling plug-flow Reactors/ 81 7-7 SUBSTRATE REMOVAL IN ATTACHED GROWTH TREATMENT PROCESSES/ 82 Substrate Flux in Biofilms/ 85 Substrate Mass Balance for Biofilm 87 Substrate Flux Limitations/ 88 7-8 AEROBIC BIOLOGICAL OXIDATION 90 Process Description/ 91 Microbiology/ 91 Growth Kinetics/ 93 Environmental Factors/ 95 7-9 BIOLOGICAL NITRIFICATION/ 95 Process Description/ 96 Microbiology/ 96 Stoichiometry of Biological Nitrification/ 98 Growth Kinetics/ 100 Environmental Factors/ 103 7-10 BIOLOGICAL DENITRIFICATION/ 104 Process Description/ 104 Microbiology/ 107 Stoichiometry of Biological Denitrification/ 109 Growth Kinetics/ 112 Environmental Factors/ 116 7-11 BIOLOGICAL PHOSPHORUS REMOVAL/ 116 Process Description/ 116 Processes Occurring in the Anaerobic Zone/ 118 Processes Occurring in the Aerobic/Anoxic Zone/ 119 Microbiology/ 119 Stoichiometry of Biological Phosphorus Removal/ 121 Growth Kinetics/ 124 Environmental Factors/ 124 7-12 ANAEROBIC FERMENTATION AND OXIDATION/ 124 Process Description/ 126 Microbiology/ 127 Stoichiometry of Anaerobic Fermentation and Oxidation/ 130 Growth Kinetics/ 132 Environmental Factors/ 133 7-13 BIOLOGICAL REMOVAL OF TOXIC AND RECALCITRANT ORGANIC COMPOUNDS/ 133 Development of Biological Treatment Methods/ 134 Anaerobic Degradation/ 136 Aerobic Biodegradation/ 137 Abiotic Losses/ 138 Modeling Biotic and Abiotic Losses/ 141 7-14 BIOLOGICAL REMOVAL OF HEAVY METALS/ 145 PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ 146 FIGURE MENU Figure 7- Typical (simplified) flow diagrams for biological processes used for wastewater treatment:/ Sơ đồ dòng chảy điển hình (đơn giản hóa) cho q trình sinh học sử dụng để xử lý nước thải: Figure 7- Suspended growth biological treatment process (a-1) schematic and (a-2) view of plug-flow activated-sludge process and (b-1) schematic and (b-2) view of complete-mix activated-sludge process./ Quy trìnhBảng 7- xử lý sinh học tăng trưởng lơ lửng (a-1) sơ đồ (a-2) quy trình bùn hoạt tính làm thống thơng thường (b-1) sơ đồ (b-2) xem quy trình bùn hoạt tính hỗn hợp hoàn chỉnh 11 Figure 7- Attached growth biological treatment process (a-1) schematic and (a-2) view of tricking filter with rock packing and (b-1) schematic and (b-2) view of tower tricking filter with plastic packing (see Fig -15b) The tower filter is 10 m high and 50 m in diameter./ Quy trình xử lý sinh học tăng trưởng dính bám (a-1) sơ đồ (a-2) hình ảnh bể lọc với giá đá (b-1) sơ đồ (b-2) hình ảnh bể lọc với giá thể nhựa (xem Hình -15b) Bể lọc cao 10 m đường kính 50 m 12 Figure 7- Typical internal structure of cells: (a) prokaryotic and (b) eukaryotic./ Cấu trúc bên điển hình tế bào: (a) nhân sơ (b) nhân thực 14 Figure 7- Nucleotide structure of deoxyribose nucleic acid (DNA) and ribose nucleic acid (RNA)./ Cấu trúc nucleotide axit nucleic deoxyribose (DNA) axit nucleic ribose (RNA) 15 Figure 7- Gene expression leads to the formation of proteins by transcription of a segment of the DNA genetic code and translation in the ribosome via messenger RNA (mRNA) and transfer RNA (tRNA) to form a series of amino acids, which form polypeptides and finally protein./ Sự biểu gen dẫn đến hình thành protein cách phiên mã đoạn mã di truyền DNA dịch mã ribosome thông qua RNA thông tin (mRNA) RNA chuyển (tRNA) để tạo thành chuỗi axit amin, tạo thành polypeptit cuối protein.Error! Bookmark not defined Figure 7- Phylogenetic tree of life./ Cây phát sinh loài sống (Adapted bom Madigon et al, 2000.) 23 Figure 7- Dot blot technique to probe DMA genetic information./ Hình 7-8 Kỹ thuật chấm chấm để thăm dị thơng tin di truyền DMA 25 Figure 7- Examples of bacteria metabolism: (a) aerobic, heterotrophic (b) aerobic autotrophic, (c) anaerobic, heterotrophic./ Ví dụ q trình trao đổi chất vi khuẩn: (a) hiếu khí, dị dưỡng (b) tự dưỡng hiếu khí, (c) kỵ khí, dị dưỡng 27 Figure 7- 10 Batch process biomass growth phases with changes in substrate and biomass versus time./ Các giai đoạn tăng trưởng sinh khối quy trình hàng loạt với thay đổi chất sinh khối theo thời gian 32 Figure 7- 11 Rate of change of substrate utilization versus biodegradable soluble COD concentration based on the saturation-type model [see Eq (7-12)]./ Tỷ lệ thay đổi việc sử dụng chất so với nồng độ COD hịa tan phân hủy sinh học dựa mơ hình loại bão hịa [xem Cơng thức (7-12)] Error! Bookmark not defined Figure 7- 12 Schematic diagram of activated-sludge process with model nomenclature: (a) with wasting from the sludge return line and (b) with wasting from the aeration tank./ Sơ đồ q trình bùn hoạt tính với danh pháp mơ hình: (a) với chất thải từ đường hồi bùn (b) với chất thải từ bể sục khí 65 Figure 7- 13 Biodegradable soluble COD, biomass and MLVSS concentrations versus SRT for complete-mix activated-sludge process./ Nồng độ COD, sinh khối MLVSS hòa tan dễ phân hủy sinh học so với SRT cho quy trình bùn hoạt tính hỗn hợp hồn chỉnh 71 Figure 7- 14 Effluent substrate concentration and removal efficiency for complete-mix and plugflow reactors with recycle versus SRT./ Nồng độ chất nước thải hiệu loại bỏ bể phản ứng hỗn hợp hồn chỉnh bể phản ứng dịng chảy thơng thường có tuần hồn so với SRT 80 Figure 7- 15 Typical packing for trickling filter: (a) rock and (b) plastic/ Vật liệu điển hình cho bể lọc nhỏ giọt: (a) đá (b) nhựa 83 Figure 7- 16 Schematic representation of the cross section of a biological slime in a trickling filter: (a) pictorial and (b) iaealized./ Biểu diễn giản đồ mặt cắt ngang chất nhờn sinh học lọc nhỏ giọt: (a) hình ảnh (b) lý tưởng hóa 84 Figure 7- 17 Definition sketch for the analysis of substrate concentration in the biofilm./ Bản phác thảo định nghĩa cho việc phân tích nồng độ chất màng sinh học 85 Figure 7- 18 Examples of foam caused by Nocardia accumulated on the surface of activatedsludge aeration tanks./ Ví dụ bọt Nocardia tích tụ bề mặt bể sục khí bùn hoạt tính 93 Figure 7- 19 Process configuration used for biological nitrification: (a) single-sludge suspended growth system and (b) two-sludge suspended growth system./ Cấu hình quy trình sử dụng để nitrat hóa sinh học: (a) hệ thống tăng trưởng lơ lửng bùn (b) hệ thống tăng trưởng lơ lửng hai bùn 98 Figure 7- 20 Nitrogen transformations in biological treatment processes (Adapted from Sedlak, 1991)/ Sự biến đổi nitơ trình xử lý sinh học 106 Figure 7- 21 Types of denitrification processes and the reactors used for their implementation: (a) substrate driven (pre-anoxic denitrification) and (b) endogenous driven (post-anoxic denitrification)./ Các loại quy trình khử nitơ bể phản ứng sử dụng để thực chúng: (a) điều khiển chất (khử nitơ trước thiếu khí) (b) điều khiển nội sinh (khử nitơ sau thiếu khí) 106 Figure 7- 22 Biological phosphorus removal: (a) typical reactor configuration Photos below flow diagram are of (b) transmission electron microscope images of polyhydroxybutyrate storage and (c) polyphosphate storage granules./ Loại bỏ photpho sinh học: (a) cấu hình bể phản ứng điển hình Các ảnh sơ đồ dịng chảy (b) ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua chất lưu trữ polyhydroxybutyrat (c) hạt lưu trữ polyphotphat 118 Figure 7- 23 Fate of soluble BOD and phosphorus in nutrient removal reactor (Adapted from Sedlak, 1991)/ Số phận BOD phốt hòa tan bể phản ứng loại bỏ chất dinh dưỡng (Phỏng theo Sedlak, 1991) 120 Figure 7- 24 Views of anaerobic digesters, (a) Kuwait City, Kuwait and (b) egg-shaped digester at Okinawa, Japan./ Quang cảnh bể phân hủy kỵ khí, (a) Thành phố Kuwait, Kuwait (b) bể phân hủy hình trứng Okinawa, Nhật Bản 125 Figure 7- 25 Anaerobic process schematic of hydrolysis, fermentation, and methanogenesis (Adapted from McCarty and Smith, 1991)./ Sơ đồ q trình kỵ khí q trình thủy phân, lên men tạo thành methanogenesis (Phỏng theo McCarty Smith, 1991) 128 Figure 7- 26 Carbon and hydrogen flow in anaerobic digestion process (Adapted from Jeris and McCarty 1963 and McCarty, 1981)./ Dịng cacbon hydro q trình phân hủy kỵ khí (Phỏng theo Jeris and McCarty 1963 McCarty, 1981) 128 TABLE MENU Table 7- Definitions of common terminology used for biological wastewater treatmenta/ Định nghĩa thuật ngữ phổ biến sử dụng để xử lý nước thải sinh học Table 7- Major biological treatment processes used for wastewater treatment./ Các quy trình xử lý sinh học dùng để xử lý nước thải Table 7- Description of bacteria cell components/ Mô tả thành phần tế bào vi khuẩn 14 Table 7- Typical composition of bacteria cellsa/ Thành phần đặc trưng tế bào vi khuẩn 18 Table 7- Temperature classification of biological processes/ Phân loại nhiệt độ trình sinh học 20 Table 7- Classification of microorganisms by electron donor, electron acceptor, sources of cell carbon, and end products/ Phân loại vi sinh vật theo chất cho điện tử, chất nhận điện tử, nguồn cacbon tế bào sản phẩm cuối 26 Table 7- Half reactions for biological systemsa/ Một nửa phản ứng cho hệ thống sinh học 39 Table 7- Typical bacteria synthesis yield coefficients for common biological reactions in wastewater treatment/ Hệ số suất tổng hợp vi khuẩn điển hình cho phản ứng sinh học thông thường xử lý nước thải 50 Table 7- Typical kinetic coefficients for the activated-sludge process for the removal of organic matter from domestic wastewater/ Hệ số động học điển hình cho trình bùn hoạt tính để loại bỏ chất hữu từ nước thải sinh hoạt 58 Table 7- 10 Examples of toxic and recalcitrant organic compounds found in wastewater./ Ví dụ hợp chất hữu độc hại khó ăn mịn tìm thấy nước thải 134 Table 7- 11 Comparison of selected estimated partition coefficients (Kp) values for different types of organic compoundsa/ So sánh giá trị hệ số phân vùng ước tính (Kp) lựa chọn cho loại hợp chất hữu khác 140 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an EXAMPLE MENU Example 7- Observed Biomass Yield and Oxygen Consumption/ Năng suất sinh khối quan sát mức tiêu thụ oxy 36 Example 7- Free Energy Change from Hydrogen Oxidation by Molecular Oxygen/ Thay đổi lượng tự từ q trình oxy hóa hydro oxy phân tử 42 Example 7- Estimate Biomass Yield Using Energetics/ Ước tính suất sinh khối cách sử dụng lượng 45 Example 7- Write a Balanced Reaction for the Biological Oxidation of Acetate Using Oxygen/ Viết phản ứng cân cho trình oxy hóa sinh học axetat cách sử dụng oxy 49 Example 7- Determine Biomass and Solids Yields./ Xác định Năng suất Sinh khối Chất rắn 62 Example 7- Design of a Complete-Mix Suspended Growth Process/ Thiết kế trình sinh học tăng trưởng lơ lửng hỗn hợp hoàn chỉnh 74 Example 7- Oxygen Limitation for Nitrification in a Biofilm./ Giới hạn oxy cho q trình nitrat hóa màng sinh học 89 Example 7- Estimating the Amount of Phosphorus Removal./ Ước tính lượng Phốt loại bỏ 122 Example 7- Prediction of Methane Gas Production/ Dự đốn sản lượng khí mêtan 131 Example 7- 10 Predicting the Fate of Benzene in an Activated-Sludge Treatment Process/ Dự đoán số phận Benzen quy trình xử lý bùn hoạt tính 143 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 7-13 BIOLOGICAL REMOVAL OF TOXIC AND RECALCITRANT ORGANIC COMPOUNDS/ lượng benzen tương đối bị qua trình phân hủy sinh học, hấp thụ chất rắn, bay nước thải lỏng bao nhiêu? Influent benzene concentration/ nồng độ benzen đầu vào, = 2.0 g/m3 System SRT = 6.0 d Aeration tank τ = 0.25 d MLVSS concentration XT= 2500 g/ m3 Kp = 0.234 × 10-3 m3/g KLaS = 3/h = 72/d µm = 2.0 g VSS/g VSS.d KS = 0.50 g/m3 kd = 0.l0 VSS/gVSS.d 10 Y = 0.60 g VSS/g benzene Solution Determine the liquid benzene concentration using Eq (7-129)./ Xác định nồng độ benzen lỏng sử dụng phương trình (7-129)  0.5 g/m  1   0.10 g VSS/g VSS.d  6.0 d   0.077 g/m S  6.0 d   2.0  0.10  g VSS/g VSS.d   Determine concentration of biomass degrading benzene XS from Eq (7-128):/ Xác định nồng độ sinh khối phân huỷ XS benzen từ phương trình (7-128): XS  Y  SO  S   KO SX T  / SRT   K L aS S    kd     / SRT  (0.60 g/g){[(2.0 - 0.077)g/m3 ] - (0.234  103 m3 /g) (2500 g/m3 )(0.25 d/6.0 d) - (72/d)(0.077 g/m3 )(0.25 d)}  4.83 g/m3 (0.10 g/g.d)(0.25 d) + (0.25 d/6.0 d) Determine the loss of benzene due to biodegradation [1st term in Eq (7-127)]:/ Xác định benzen phân hủy sinh học [số hạng phương trình (7-127)] XS     (2.0/d)(0.077 g/m3 )    m S ( 4.83 g/m3 )(0.25 d) = 0.537 g/m3  X S          Y   KS  S   _ (0.6 g/g)   (0.5 + 0.077) g/m   Determine the loss of benzene due to sorption [2nd term in Eq (7-127)]:/ Xác định benzen trình hấp thụ [số hạng thứ phương trình (7-127)]: K p S  X T   0.234  10 3 m3 /g  0.077 g/m3  2500 g/m3   0.25 d    0.0019 g/m3 SRT 6.0 d Determine the loss of benzene due to volatilization [3rd term in Eq (7-127)]:/ Xác định lượng benzen bay [số hạng thứ phương trình (7-127)]:  K L aS  S    (72 d)(0.077 g/m3 )(0.25 d) = 1.386 g/m3 Summarize the losses due to the various mechanisms./ Tổng hợp thiệt hại chế khác Pathway Influent fate, fl/m3 Fraction of total Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 144 144 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 7-14 BIOLOGICAL REMOVAL OF HEAVY METALS/ Effluent Biodegradation Sorption Volatilization Total a 0.077 0.039 0.537 0.268 0.002 0.001 1.386 0.692 2.002a 1.000 0.002 is due to round-off error a For benzene, which is a volatile organic compound with a low solids partition coefficient, 69.2 percent of the influent benzene is transferred to the atmo-sphere, 26.8 percent is biodegraded, 3.9 percent remains dissolved in the liq-uid effluent, and 0.1 percent is sorbed onto the solids leaving the process./ Đối với benzen, hợp chất hữu dễ bay với hệ số phân vùng chất rắn thấp, 69,2% benzen đầu vào chuyển vào khí quyển, 26,8 phần trăm phân hủy sinh học, 3,9 phần trăm hòa tan nước thải lỏng 0,1 phần trăm hấp thụ vào chất rắn để lại trình b The effect of the aeration system benzene KLa value on the relative amounts biodegraded or stripped to the atmosphere is illustrated in the following sum-mary table:/ Ảnh hưởng hệ thống sục khí Giá trị benzen KLa lượng tương đối bị phân hủy sinh học loại bỏ khí minh họa bảng tóm tắt sau: Parameter KLa, h-1 Unit 1.5 3.0 4.0 6.3 Effluent g/m3 0.077 0.077 0.077 0.052 Effluent % 3.9 3.9 3.9 2.6 Biodegraded % 61.4 26.8 3.7 0.0 Volatilized % 34.6 69.2 92.3 97.3 7-14 BIOLOGICAL REMOVAL OF HEAVY METALS/ LOẠI BỎ SINH HỌC CÁC KIM LOẠI NẶNG Metal removal in biological treatment processes is mainly by adsorption and complex-ation of the metal with the microorganisms./ Loại bỏ kim loại trình xử lý sinh học chủ yếu cách hấp phụ tạo phức kim loại với vi sinh vật In addition, processes that result in transformations and precipitation of metals are possible./ Ngoài ra, xảy q trình dẫn đến biến đổi kết tủa kim loại Microorganisms combine with metals and adsorb them to cell surfaces because of interactions between the metal ions and the negatively charged microbial surfaces./ Vi sinh vật kết hợp với kim loại hấp thụ chúng vào bề mặt tế bào tương tác ion kim loại bề mặt vi sinh vật mang điện tích âm Metals may also be complexed by carboxyl groups found in microbial polysaccharides and other polymers, or absorbed by protein materials in the biological cell./ Kim loại tạo Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 145 145 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ phức nhóm cacboxyl có polysaccharid vi sinh vật polyme khác, hấp thụ vật liệu protein tế bào sinh học The removal of metals in biological processes has been found to fit adsorption characteristics displayed by the Freundlich isotherm model (see Sec 11-7 in Chap 11) (Mullen et al., 1989; Kunz et al., 1976)./ Việc loại bỏ kim loại trình sinh học tìm thấy để phù hợp với đặc điểm hấp phụ hiển thị mơ hình đẳng nhiệt Freundlich (xem Phần 11-7 Chương 11) (Mullen cộng sự, 1989; Kunz cộng sự, 1976) A significant amount of soluble metal removal has been observed in biological processes, with removals ranging from 50 to 98 percent depending on the initial metal concentration, the biological reactor solids concentrations, and system SRT./ Một lượng đáng kể kim loại hòa tan loại bỏ trình sinh học, với lượng loại bỏ từ 50 đến 98 phần trăm tùy thuộc vào nồng độ kim loại ban đầu, nồng độ chất rắn bể phản ứng sinh học SRT hệ thống In anaerobic processes the reduction of sulfate to hydrogen sulfide can promote the precipitation of metal sulfides./ Trong q trình kỵ khí, khử sunfat thành hydro sunfua thúc đẩy kết tủa sunfua kim loại A classic example is the addition of ferric or ferrous chloride to anaerobic digesters to remove sulfide toxicity by the for mation of iron sulfide precipitates./ Một ví dụ cổ điển việc bổ sung sắt clorua sắt vào thiết bị phân hủy kỵ khí để loại bỏ độc tính sunfua cách hình thành kết tủa sunfua sắt The precipitation of heavy metals by hydrogen sulfide is discussed in Sec 6-5 in Chap 6./ Sự kết tủa kim loại nặng hydro sunfua thảo luận Phần 6-5 Chương PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ CHỦ ĐỀ THẢO LUẬN 7-1 Prepare a recipe for an inorganic medium to be used in a laboratory chemostat to grow 500, 1000, or 1200 mg VSS/d (value to be selected by instructor) of bacteria biomass, assuming that the chemical formula for the biomass can be described as C5H7NO2./ Chuẩn bị công thức cho mơi trường vơ sử dụng phịng thí nghiệm để ni cấy 500, 1000 1200 mg VSS / d (giá trị người hướng dẫn lựa chọn) sinh khối vi khuẩn, giả sử công thức hóa học cho sinh khối mơ tả C5H7NO2 Determine the concentration of essential inorganic compounds as reported in Table 7-4 for a feed rate of L/d./ Xác định nồng độ hợp chất vô thiết yếu báo cáo Bảng 7-4 tỷ lệ thức ăn L/d Assume that phosphorus is added as KH2PO4, sulfur as Na2SO4, nitrogen as NH4CL and other cations associated with chloride./ Giả sử phốt thêm vào dạng KH2PO4, lưu huỳnh dạng Na2SO4, nitơ dạng NH4CL cation khác liên kết với clorua 7-2 Protein is a major component of bacterial enzymes./ Protein thành phần enzym vi khuẩn List the key cell components involved and the major steps that lead to protein production./ Liệt kê thành phần tế bào quan trọng có liên quan bước dẫn đến sản xuất protein 7-3 From the literature (e.g Journal of Applied and Environmental Microbiology) identify the key physiological, metabolic characteristics, and phylogenetic classification of a bacteria that may have a role in biological wastewater treatment or toxic degradation./ Từ tài liệu (ví dụ: Tạp chí Vi sinh vật học Ứng dụng Môi trường) xác định đặc điểm sinh lý, trao đổi chất phân loại phát sinh loài Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 146 146 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ vi khuẩn có vai trị xử lý nước thải sinh học phân hủy chất độc Cite a minimum of references./ Trích dẫn tối thiểu tài liệu tham khảo 7-4 From the literature, describe an application using molecular biology (e.g., molecular probes or other methods) techniques that can be related to biological wastewater treatment./ Từ tài liệu, mô tả ứng dụng sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử (ví dụ, đầu dị phân tử phương pháp khác) liên quan đến xử lý nước thải sinh học Cite a minimum of references./ Trích dẫn tối thiểu tài liệu tham khảo 7-5 A 1-L sample contains 20, 28, or 36 g (value to be selected by instructor) of casein (C8H12O3N2)./ Mẫu 1-L chứa 20, 28 36 g (giá trị người hướng dẫn chọn) casein (C8H12O3N2) If 18 g of bacterial cell tissue (C5H7NO2) is synthesized per lb of casein consumed, determine the amount of oxygen required to complete the oxidation of casein to end products and cell tissue./ Nếu 18 g mô tế bào vi khuẩn (C5H7NO2) tổng hợp lb casein tiêu thụ, xác định lượng oxy cần thiết để hồn thành q trình oxy hóa casein thành sản phẩm cuối mô tế bào The end products of the oxidation are carbon dioxide (CO2), ammonia (NH3) and water./ Sản phẩm cuối q trình oxy hóa khí cacbonic (CO2), amoniac (NH3) nước Assume that the nitrogen not incorporated in cell tissue production will be converted to ammonia./ Giả sử nitơ khơng kết hợp q trình sản xuất mô tế bào chuyển thành amoniac 7-6 A complete-mix suspended growth reactor, without a clarifier and recycle, is used to treat a waste water flow containing only soluble organic substances./ Một bể phản ứng tăng trưởng lơ lửng hỗn hợp hồn chỉnh, khơng có bể lắng tái chế, sử dụng để xử lý dòng nước thải chứa chất hữu hòa tan The influent BOD and COD are as follows./ BOD COD đầu vào sau Influent Unit BOD COD Wastewater A B C mg/l 200 180 220 mg/l 450 450 480 If the effluent dissolved BOD concentration is mg/L and the effluent volatile suspended solids concentration iss 100 mg/L, determine (waste water to be selected by the instructor) (a) the observed yield in terms of g VSS/g BOD, g VSS/g COD, and gTSS/g BOD, (b) the effluent total sCOD concentration including nonbiodegradablc dissolved COD, and (c) the fraction of the influent BOD that is oxidized to CO2 and H2O./ Nếu nồng độ BOD hòa tan nước thải mg / L nồng độ chất rắn lơ lửng dễ bay nước thải 100 mg / L, xác định (nước thải người hướng dẫn lựa chọn) (a) sản lượng quan sát tính theo g VSS/g BOD, g VSS/g COD, gTSS/g BOD, (b) tổng nồng độ sCOD nước thải bao gồm COD hịa tan khơng phân hủy sinh học, (c) phần BOD đầu vào oxy hóa thành CO2 H2O Assume the biodegradable COD/BOD ratio is 1.6 and 1.42 g O2 equivalent/g biomass./ Giả sử tỷ lệ COD / BOD phân hủy sinh học 1,6 1,42 g O2 đương lượng / g sinh khối 7-7 An aerobic complete-mix reactor (no recycle) with a volume of 1000 L receives a 500 L/d wastewater flow and has an effluent soluble COD concentration of 10 mg/L./ Một bể phản ứng hỗn hợp hồn chỉnh hiếu khí (khơng tái chế) tích 1000 L nhận dịng nước thải 500 L/ngày có nồng độ COD hịa tan nước thải 10 mg/L The reactor oxygen uptake rate is 10 mg/L.h./ Tốc độ hấp thụ Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 147 147 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ oxy lò phản ứng 10 mg/L.h For one of the wastewaters with the characteristics given below (to be selected by instructor), determine: (a) the τ value for the reactor in days, (b) the oxygen used per day in (g/d), (c) the effluent volatile suspended solids concentration (assume biomass oxygen equivalent of 1.42 g O2/g VSS), and (d) the observed yield in g VSS/g bsCDD removed./ Đối với loại nước thải có đặc điểm (do người hướng dẫn lựa chọn), xác định: (a) giá trị τ cho bể phản ứng tính theo ngày, (b) lượng oxy sử dụng ngày tính (g / d), (c) nồng độ chất rắn lơ lửng dễ bay đầu (giả sử sinh khối oxy tương đương với 1,42 g O2/g VSS), (d) sản lượng quan sát tính g VSS/g bsCDD loại bỏ Item Unit Wastewater A B C Influent sCOD mg/L 1000 1800 600 Reactor oxygen uptake rate mg/L.h 10 15 7-8 Using the half-reaction free energy values given in Table 7-7, calculate and compare the biomass yields (g VSS/g CODr) for the degradation of methanol, carbohydrate mixture, or ethanol (constituent to be selected be instructor) with oxygen and nitrate as the electron acceptors./ Sử dụng giá trị lượng tự nửa phản ứng cho Bảng 7-7, tính tốn so sánh sản lượng sinh khối (g VSS / g CODr) cho phân hủy metanol, hỗn hợp cacbohydrat etanol (thành phần chọn chất hướng dẫn) với oxy nitrat làm chất nhận điện tử Assume ammonia is available for cell synthesis needs and 1.42 g O2 equiv/g biomass./ Giả sử amoniac có sẵn cho nhu cầu tổng hợp tế bào 1,42 g O2 đương lượng/g sinh khối 7-9 Nitrate and sulfate are both available in an anaerobic laboratory chemostat with both nitrate-reducing and sulfate-reducing bacteria present./ Nitrat sunfat có sẵn phịng thí nghiệm kỵ khí với vi khuẩn khử nitrat vi khuẩn khử sunfat The chemostat is fed continuously a solution containing the electron acceptors in equal amounts, glucose, and a nutrient media./ Chemostat cho ăn liên tục dung dịch có chứa chất nhận điện tử với lượng nhau, glucose môi trường dinh dưỡng Which biological populations will remain after long-term operation?/ Những quần thể sinh vật cịn lại sau q trình hoạt động lâu dài? Explain./ Giải thích 7-10 For Example -3, use the half reactions to write a balanced equation of acetate oxidation by methanogenic bacteria./ Ví dụ 7-3, sử dụng nửa phản ứng để viết phương trình cân q trình oxy hóa axetat vi khuẩn sinh metan 7-11 For the synthesis yield values given in Table 7-8 for organic compound degradation, what are the respective fe and fs values./ Đối với giá trị suất tổng hợp đưa Bảng 7-8 cho phân hủy hợp chất hữu cơ, giá trị fe fs tương ứng 7-12 Compare the end products of organic compound degradation under the following conditions and discuss how the bacterial synthesis yields are affected by them: aerobic (oxygen as electron acceptor), fermentation (organic compound as electron acceptor), and methanogenesis (CO2 as electron acceptor)./ So sánh sản phẩm cuối trình phân hủy hợp chất hữu điều kiện sau thảo luận cách thức ảnh hưởng suất tổng hợp vi khuẩn: hiếu khí (oxy chất nhận điện tử), lên men (hợp chất hữu chất nhận điện tử) trình tạo metan (CO2 chất nhận điện tử ) Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 148 148 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ 7-13 If bacterial cells are of the coccus type with a diameter of 1, 1.2 or 1.5 µm and are 80 percent water with 90 percent of the dry weight as organic, determine (cell diameter to be selected by the instructor): (a) the volume and organic mass of one cell and (b) the number of cells present in one liter of a biomass suspension with a concentration of 100 mg VSS/L./ Nếu tế bào vi khuẩn thuộc loại xương rồng có đường kính 1, 1,2 1,5 µm chứa 80% nước với 90% trọng lượng khô chất hữu cơ, xác định (đường kính tế bào người hướng dẫn chọn): (a) thể tích khối lượng hữu tế bào (b) số lượng tế bào có lít huyền phù sinh khối với nồng độ 100 mg VSS/L 7-14 For aerobic bacteria with an assumed generation time of 20, 30, or 60 (time to be selected by instructor), how many bacteria would be present after 12 hours, if 20 cells are present at time zero?/ Đối với vi khuẩn hiếu khí có thời gian hệ giả định 20, 30 60 phút (thời gian người hướng dẫn chọn), có vi khuẩn có mặt sau 12 giờ, 20 tế bào có mặt thời điểm 0? Using the bacteria volume and mass from Problem 7-13 for a µm diameter bacteria, what would be the dry weight of the bacteria after 12 hours in mg volatile suspended solids?/ Sử dụng thể tích khối lượng vi khuẩn từ Bài 7-13 cho vi khuẩn có đường kính µm, khối lượng khơ vi khuẩn sau 12 tính mg chất rắn lơ lửng dễ bay bao nhiêu? 7-15 Consider a batch reaction with nitrifying bacteria in a chemostat./ Xem xét phản ứng hàng loạt với vi khuẩn nitrat hóa mơi trường hóa chất The initial concentration of nitrifying bacteria is 10 mg/L and the initial substrate concentration is 40 mg NH4-N/L./ Nồng độ ban đầu vi khuẩn nitrat hóa 10 mg/L nồng độ chất ban đầu 40 mg NH4-N/L The NH4-N is oxidized to NO3-N and the cell yield is 0.12 g VSS/g NH4-N oxidized./ NH4-N bị oxy hóa thành NO3-N sản lượng tế bào 0,12 g VSS/g NH4-N bị oxy hóa Other kinetic coefficients related to substrate utilization and growth are one of the following selected by instructor/ Các hệ số động học khác liên quan đến việc sử dụng tăng trưởng chất hệ số sau người hướng dẫn lựa chọn Coefficient Unit Wastewater A B C µm g VSS/g VSS.d 0.50 0.75 0.60 KS kd mg/L 0.50 0.50 0.75 g VSS/g VSS.d 0.01 0.08 0.04 What is the substrate and biomass concentration at 0.80 days?/ Nồng độ chất sinh khối thời điểm 0,80 ngày bao nhiêu? Plot the substrate and biomass concentration versus time up to 1.0 day (Hint: one solution approach is to use a spreadsheet to solve for the biomass and substrate concentration at small time increments)./ Vẽ đồ thị nồng độ chất sinh khối so với thời gian lên đến 1,0 ngày (Gợi ý: cách tiếp cận giải pháp sử dụng bảng tính để giải sinh khối nồng độ chất mức tăng thời gian nhỏ) 7-16 Curves A and B represent the Monọd kinetics for two different bacteria capable of degrading the same substrate./ Các đường cong A B thể động học Monọd hai vi khuẩn khác có khả phân hủy chất You are to operate a laboratory continuous flow CMAS reactor without recycle that is inoculated with bacteria A and B./ Bạn phải vận hành bể phản ứng CMAS dòng liên tục phịng thí nghiệm mà khơng cần tái chế cấy vi khuẩn A B In the first experiment Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 149 149 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ (I) a high SRT is used (10 d or greater) and in the second (II) a very low SRT is used (about 1.1 d)./ Trong thí nghiệm (I) SRT cao sử dụng (10 ngày trở lên) thử nghiệm thứ hai (II) SRT thấp sử dụng (khoảng 1.1 ngày) Which bacteria will be dominant in experiments I and II?/ Vi khuẩn chiếm ưu thí nghiệm I II? Explain why/ Giải thích 7-17 A complete-mix aerobic reactor without solids recycle is used to treat a wastewater containing 100 mg/L phenol (C6H6O) at 20oC./ Một bể phản ứng hiếu khí hỗn hợp hồn chỉnh khơng tuần hồn bùn sử dụng để xử lý nước thải chứa 100 mg/L phenol (C6H6O) 20oC Using the following kinetic coefficients (coefficient set A, B, or C to be selected by instructor) determine: (a) the minimal hydraulic retention time τ in days at which the biomass can be washed out faster than they can grow, (b) the minimum τ value at 10oC, assuming the temperature-activity coefficient θ is 1.07, (c) the effluent phenol and biomass concentration at a τ value of 4.0 d at 20oC, and (d) the amount of oxygen required in kg/d for at value of 4.0 d assuming a flow of 100 m3/d./ Sử dụng hệ số động học sau (tập hệ số A, B C người hướng dẫn lựa chọn) xác định: (a) thời gian lưu thủy lực tối thiểu τ tính theo ngày mà sinh khối rửa nhanh chúng phát triển, (b) giá trị τ tối thiểu 10oC, giả sử hệ số nhiệt độ-hoạt độ θ 1,07, (c) nồng độ phenol sinh khối nước thải giá trị τ 4,0 d 20oC, (d) lượng oxy cần thiết tính kg/ngày cho giá trị 4,0 d với giả sử lưu lượng 100 m3/ngày / Plot the phenol and biomass concentration and the amount of oxygen required versus τ in days./ Vẽ đồ thị nồng độ phenol sinh khối lượng oxy cần thiết so với τ ngày Coefficient k KS Y kd Unit Wastewater A B C g phenol/g VSS.d 0.90 0.80 0.90 mg phenol/L 0.20 0.15 0.18 g VSS/g phenol 0.45 0.45 0.40 g V5S/g VSS.d 0.10 0.08 0.06 7-18 Laboratory test reactors have been operated at different SRT values at steady state to obtain biological kinetic coefficients for a wastewater with soluble constituents only./ Các bể phản ứng thử nghiệm phịng thí nghiệm vận hành giá trị SRT khác trạng thái ổn định để Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 150 150 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ thu hệ số động học sinh học nước thải có thành phần hịa tan The reactors are complete-mix and aerated with clarifiers and solids recycle./ Các bể phản ứng trộn hoàn chỉnh sục khí với thiết bị lọc tái chế chất rắn The τ value in all cases is 0,167 d and the SRT values were varied for the five tests./ Giá trị τ tất trường hợp 0,167 d giá trị SRT thay đổi năm thử nghiệm The influent and effluent soluble COD and reactor MLVSS concentrations are summarized as follows:/ Nồng độ COD hòa tan nước thải đầu vào nồng độ MLVSS bể phản ứng tóm tắt sau: Test no SRT, d SO, mg COD/L S, mg COD/L X, mg VSS/L 3.1 400 10.0 3950 2.1 400 14.3 2865 1.6 400 21.0 2100 0.8 400 49.5 1050 0.6 400 101.6 660 From these results determine the values for the biokinetie coefficients, k, KS, µm and kd (Note: calculate the solids production at each SRT.)/ Từ kết xác định giá trị cho hệ số biokinetie, k, KS, um kd (Lưu ý: tính sản lượng chất rắn SRT.) 7-19 The following data were obtained using four bench-scale continuous-flow activated-sludge units to treat a food-processing waste./ Dữ liệu sau thu thập cách sử dụng bốn đơn vị bùn hoạt tính dịng chảy liên tục quy mô bàn để xử lý chất thải chế biến thực phẩm Using these data, determine Y and kd./ Sử dụng liệu này, xác định Y kd Parameter Unit X, g MLVSS/L g MLVSS/L.d U, g BOD5/g MLVSS.d 18.81 0.88 0.17 7.35 1.19 0.41 7.65 1.42 0.40 2.89 1.56 1.09 7-20 Using the data given below for three different complete-mix activated-sludge reactors, determine (reactor to be selected by instructor): (a) the system SRT, (b) how much oxygen is required in kg/d if the effluent soluble COD concentration = mg/L, and (c) the oxygen uptake rate, expressed in mg/L.h at steady state in the aeration tank./ Sử dụng liệu đưa cho ba lị phản ứng bùn hoạt tính hỗn hợp hồn chỉnh khác nhau, xác định (lị phản ứng người hướng dẫn lựa chọn): (a) SRT hệ thống, (b) lượng oxy cần thiết kg/ngày nồng độ COD hòa tan nước thải = mg/L, (c) tốc độ hấp thụ oxy, tính mg/L.h trạng thái ổn định bể sục khí Item Aeration tank MLVSS Aeration tank volume Influent flow rate Waste sludge flow rate Waste sludge VSS concentration Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Unit mg/l m3 m3/d m3/d mg/l A 3000 1000 5000 59 8000 Reactor B 3000 1000 5000 45 8000 C 3000 1000 5000 65 8000 151 151 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ Influent soluble COD concentration mg/L 400 400 400 7-21 A complete-mix activated-sludge process with secondary clarification and sludge recycle is used to treat a dairy waste water at a flow rate of 1000 m3/d with a degradable influent COD of 3000 mg/L and BOD of 1875 m/L./ Quy trình bùn hoạt tính hỗn hợp hồn chỉnh với q trình lọc thứ cấp tuần hoàn bùn sử dụng để xử lý nước thải chăn ni bị sữa tốc độ dịng chảy 1000 m3/ngày với COD đầu vào phân hủy 3000 mg/L BOD 1875 m/L The MLSS concentration is 2800, 3300, or 3500 mg/L (MLSS value to be selected by instructor), MLVSS/MLSS ratio is 0.80, effluent TSS concentration is 20 mg/L, τ is 24 hours, recycle MLSS concentration is 10,000 mg/L, and waste sludge flowrate from the recycle line is 83.5 m3/d./ Nồng độ MLSS 2800, 3300 3500 mg/L (giá trị MLSS người hướng dẫn lựa chọn), tỷ lệ MLVSS/MLSS 0,80, nồng độ TSS nước thải 20 mg/L, τ 24 giờ, nồng độ MLSS tuần hoàn 10.000 mg/L, lưu lượng bùn thải từ đường tuần hoàn 83,5 m3/ngày Using the given information, determine: (a) the system SRT, the F/M ratio in g BOD/g MLVSS.d, and the volumetric BOD loading (kg/m3.d), (b) the observed yield in terms of g TSS/BOD and g TSS/g COD, and (c) the synthesis yield, assuming that kd = 0.10 g VSS/g VSS and fd = 0.15 g VSS/g VSS./ Sử dụng thông tin cho, xác định: (a) SRT hệ thống, tỷ lệ F/M tính g BOD/g MLVSS.d, tải trọng BOD thể tích (kg/m3.d), (b) suất quan sát g TSS/BOD g TSS/g COD, (c) suất tổng hợp, giả sử kd = 0,10 g VSS/g VSS fd = 0,15 g VSS/g VSS 7-22 A conventional activated-sludge plant is operated at SRT values of 8, 10, or 12 d (value to be selected by instructor)./ Một nhà máy bùn hoạt tính thơng thường vận hành giá trị SRT 8, 10 12 d (giá trị người hướng dẫn lựa chọn) The reactor volume is 8000 m3 and the MLSS concentration is 3000 mg/L./ Thể tích bể phản ứng 8000 m3 nồng độ MLSS 3000 mg/L Determine (a) the sludge production rate, (b) the sludge wasting flowrate when wasting from the reactor, and (c) the sludge wasting flowrate when wasting from the recycle line./ Xác định (a) tốc độ tạo bùn, (b) lưu lượng thải bùn thải từ bể phản ứng, (c) lưu lượng thải bùn thải từ quy trình tuần hồn bùn Assume that the concentration of suspended solids in the recycle is equal to 10.000 mg/L, and the solids loss in the secondary clarifier effluent is minor and can be neglected./ Giả sử nồng độ chất rắn lơ lửng trình tái chế 10.000 mg / L mát chất rắn nước thải bể lắng thứ cấp nhỏ bỏ qua 7-23 A complete-mix activated-sludge process with a clarifier and sludge recycle receives an influent wastewater flow of 2000 m3/d and influent particulate concentration of 400, 500, or 600 mg VSS/L (value to be selected by instructor) that is entirely biodegradable./ Quy trình bùn hoạt tính hỗn hợp hồn chỉnh với lọc tái chế bùn nhận lưu lượng nước thải đầu vào 2000 m3/ngày nồng độ hạt đầu vào 400, 500 600 mg VSS/L (giá trị người hướng dẫn lựa chọn) hoàn toàn phân hủy sinh học./ The volume of the activated-sludge reactor is 500 m3./ Thể tích bể phản ứng bùn hoạt tính 500 m3 The biokinetic coefficients for particulate degradation (Eq 7-20) are kp = 2.2 g VSS/g biomass.d and KS = 0.15 g VSS/g biomass./ Các hệ số động học sinh học cho phân hủy hạt (phương trình 7-20) kp = 2,2 g VSS/g sinh khối.d KS = 0,15 g VSS/g sinh khối The yield and endogenous decay coefficients are 0.50 g biomass/g VSS and 030 g VSS/g VSS.d, respectively./ Sản lượng hệ số phân rã nội sinh tương ứng 0,50 g sinh khối/g VSS 030 g VSS/g VSS.d Using the given information: (a) develop a steady-state mass balance for particulate removal in the activated-sludge system, (b) develop equations for the aeration tank particulate and biomass concentrations as a function of SRT (assume that the effluent flow contains no degradable particulates and par-ticulates only leave the system via the waste sludge), (c) determine the biomass and particulate concentrations in the aeration tank at SRT Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 152 152 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ values of 3.5, and 10 d, and (d) determine the percent removal of particulates at 5, and 10 d./ Sử dụng thông tin cho: (a) phát triển cân khối lượng trạng thái ổn định để loại bỏ hạt hệ thống bùn hoạt tính, (b) phát triển phương trình cho nồng độ hạt sinh khối bể sục khí hàm SRT (giả sử dịng nước thải khơng chứa hạt phân hủy hạt rời khỏi hệ thống qua bùn thải), (c) xác định nồng độ sinh khối hạt bể sục khí giá trị SRT 3,5 10 d, (d) xác định phần trăm loại bỏ hạt 3.5 10 d 7-24 The following sets of kinetic coefficients (to be selected by instructor) are given for the treatment of a municipal waste water with an influent degradable COD of 300 mg/L and influent nbVSS concentration of 100 mg/L./ Các hệ số động học sau (do người hướng dẫn lựa chọn) đưa để xử lý nước thải đô thị với COD phân hủy đầu vào 300 mg/L nồng độ nbVSS đầu vào 100 mg/L Using these data and assuming the effluent degradable COD concentration is negligible compared to the amount of COD removed, prepare plots of (a) the observed yield (as g VSS/g COD) removed as a function of SRT and (b) the g oxygen used/g COD removed as a function of SRT./ Sử dụng liệu giả sử nồng độ COD phân hủy nước thải không đáng kể so với lượng COD loại bỏ, chuẩn bị đồ thị (a) sản lượng quan sát (g VSS/g COD) loại bỏ dạng hàm SRT (b) g oxy sử dụng/g COD bị loại bỏ chức SRT On the plot in Part (a) also show the fraction of the yield from cell debris and influent nbVSS./ Trên biểu đồ Phần (a) cho thấy phần sản lượng thu từ mảnh vụn tế bào nbVSS ảnh hưởng Coefficient set A B C Coefficient Unit Y g VSS/g COD 0.40 0.40 0.35 kd g VSS/g VSS.d 0.10 0.08 0.12 fd g VSS/g VSS 0.10 0.15 0.15 7-25 Design a complete-mix activated sludge process with recycle to treat an industrial wastewater with one of the following characteristics(to be selected by instructor) at peak month conditions./ Thiết kế quy trình bùn hoạt tính hỗn hợp hồn chỉnh có tái chế để xử lý nước thải cơng nghiệp có đặc điểm sau (do người hướng dẫn lựa chọn) điều kiện tháng cao điểm Item Unit Wastewater A B C Flow m3/d 4000 4300 4000 BOD mg/L 800 600 1000 nbVSS mg/L 200 200 200 TKN mg/L 30 30 40 Total phosphorus mg/L 8 Temperature 15 15 15 °C The relevant biokinetic coefficients and operating conditions are:/ Các hệ số động học điều kiện vận hành liên quan là: Y = 0.45 g VSS/g COD SRT = 10 d kd = 0.l0 gVSS/gVSS.d Return sludge = 8000 mg VSS/L Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 153 153 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ µm = 2.5 g VSS/g VSS.d Aeration tank MLSS = 2500 mg/L Ks = 20 mg COD/L Clarifier effluent TSS = 15 mg/L fd = 0.l0 gVSS/gVSS bCOD = 1.6 (BOD) Using the given information and biokinetic coefficients, determine (a) the aeration tank volume (m3), the amount of waste solids produccd/day (kg/d), the oxygen requirement (kg/d), the aeration tank oxvgen uptake rate (mg/L.h), the effluent soluble BOD concentration, the return sludge recycle ratio for the following design conditions, and the MLVSS to MLSS ratio, and (b) whether supplemental nitrogen or phosphorus is required and, if so, how much in mg/L?/ Sử dụng thông tin cho hệ số động học, xác định (a) thể tích bể sục khí (m3), lượng chất rắn thải sản xuấtcd / ngày (kg/ngày), nhu cầu oxy (kg/d), yêu cầu oxy (kg/d), tỷ lệ hấp thụ oxvgen bể sục khí (mg/L.h), nồng độ BOD hòa tan nước thải, tỷ lệ tái chế bùn hồi lưu cho điều kiện thiết kế sau tỷ lệ MLVSS MLSS, (b) có cần bổ sung nitơ phốt hay khơng có, tính mg/L bao nhiêu? Assume the biomass contains 12 percent nitrogen and percent phosphorus on a volatile suspended solids basis./ Giả sử sinh khối chứa 12% nitơ 2% phốt sở chất rắn lơ lửng dễ bay Assume no nitrification occurs Giả sử khơng có q trình nitrat hóa xảy 7-26 For the same industrial wastewater application given in problem 7-23, powdered activated carbon (PAC) is added to the influent at a dose of 50 mg/L to sorb potential toxic substances./ Đối với ứng dụng nước thải công nghiệp tương tự đưa vấn đề 7-23, than hoạt tính dạng bột (PAC) thêm vào đầu vào với liều lượng 50 mg/L để hấp thụ chất độc hại tiềm ẩn The SRT is still held at 10 d./ SRT giữ 10 ngày Determine the MLSS concentration, the MLVSS/MLSS ratio, and the total daily sludge production in kg TSS/d with the PAC addition./ Xác định nồng độ MLSS, tỷ lệ MLVSS/MLSS tổng lượng bùn thải hàng ngày tính kg TSS/d với việc bổ sung PAC -27 A complete-mix activated-sludge system receives wastewater with one of the following characteristics (wastewater to be selected by instructor):/ Hệ thống bùn hoạt tính hỗn hợp hồn chỉnh tiếp nhận nước thải có đặc tính sau (nước thải người hướng dẫn lựa chọn): Item Unit Wastewater A Flow m3/d B C 6000 6000 6000 Biodegradable COD mg/L 300 400 500 Influent nbVSS 100 100 150 mg/l The relevant design criteria are/ Tiêu chí thiết kế có liên quan là: Flow = 6000 m3/d Biodegradable COD = 300 mg/L Influent nbVSS = 100mg/L The following biokinetic coefficients can be assumed/ Có thể giả định hệ số động học sau: Y = 040 g VSS/g COD kd = 0.l0 gVSS/g VSS.d Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 154 154 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ µm = 5,0 g VSS/g VSS.d KS = 20 mg COD/L If the system aeration oxygen transfer capacity is 52 kg O2/h, what maximum SRT can be used so that the oxygen requirements can be met by the existing oxygen transfer capacity?/ Nếu công suất truyền oxy hệ thống sục khí 52 kg O2/h, SRT tối đa sử dụng để yêu cầu oxy đáp ứng khả truyền oxy có? 7-28 The kinetics for substrate utilization can be described by a first-order relationship (Eq 7-18) (rsu = -kSX)./ Động học sử dụng chất mơ tả mối quan hệ bậc (Phương trình 7-18) (rsu = -kSX) (a) Using the given first-order kinetic relationship instead of the Michaclis-Menten relationship for substrate utilization, derive a steady-state relationship that can be used to calculate the effluent soluble substrate concentration from a complete-mix suspended growth reactor./ (a) Sử dụng mối quan hệ động học bậc cho thay mối quan hệ Michaclis-Menten để sử dụng chất nền, suy mối quan hệ trạng thái ổn định sử dụng để tính tốn nồng độ chất hòa tan nước thải từ bể phản ứng tăng trưởng lơ lửng hỗn hợp hoàn chỉnh Verify that Eq (7-43) can be used to determine the biomass (X) concentration./ Xác minh phương trình (7-43) sử dụng để xác định nồng độ sinh khối (X) (b) For the following reactor conditions and biokinetic information, determine the SRT needed to provide an effluent soluble substrate concentration of 1.0 mg/L, and the biomass concentration./ (b) Đối với điều kiện bể phản ứng thông tin động học sau đây, xác định SRT cần thiết để cung cấp nồng độ chất hòa tan nước thải 1,0 mg/L nồng độ sinh khối So = 500 mg/L COD τ = 0.25 d Y = 0.50 g VSS/g COD removed kd = 0.06, 0.10, or 0,12 g VSS/g VSS.d (to be selected by instructor) rsu = -kXS, where k = 0.504 g/g.d 7-29 Consider a biofilm treating a liquid stream containing acetate and dissolved oxygen with a stagnant liquid layer above the biofilm: (a) Using the stoichiometric relationship developed for the biological degradation of acetate in Example 7-4 determine the maximum acetate concentration in the bulk liquid that can be satisfied before the aerobic degradation in the biofilm is limited by the surface flux rate of oxygen, where the bulk liquid DO concenhation is 2.0, 3.0, or 4,0 mg/L (DO value to be selected by instructor), (b) Compare these results to the results of NH4-N oxidation in Example 7-7./ Hãy xem xét màng sinh học xử lý dịng chất lỏng có chứa axetat oxy hòa tan với lớp chất lỏng ứ đọng bên màng sinh học: (a) Sử dụng mối quan hệ đo phân vị phát triển cho phân hủy sinh học axetat Ví dụ 7-4 xác định nồng độ axetat tối đa chất lỏng khối lượng lớn thỏa mãn trước phân hủy hiếu khí màng sinh học bị giới hạn tốc độ dòng chảy bề mặt oxy, nồng độ DO dạng lỏng khối lượng lớn 2,0, 3,0 4,0 mg/L (giá trị DO người hướng dẫn chọn), (b) So sánh kết với kết trình oxy hóa NH4-N ví dụ 7-7 Why is the bulk liquid NH4-N concentration so much lower at a DO concentration of 2.0 mg/L?/ Tại nồng độ NH4-N dạng lỏng số lượng lớn lại thấp nhiều nồng độ DO 2,0 mg / L? Given: Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 155 155 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ Acetate diffusivity coefficient/ Hệ số khuếch tán axetat = 0.9 cm2/d Oxygen diffusivity coefficient/ Hệ số khuếch tán oxy = 2.6 cm2/d 7-30 An aciivated-sludge system treating domestic wastewater is operated at a solids retention time of 10 d with a mixed-liquor temperature of 18oC./ Hệ thống bùn hỗn hợp xử lý nước thải sinh hoạt vận hành thời gian lưu chất rắn 10 ngày với nhiệt độ hỗn hợp rượu 18oC For many weeks nitrification has occurred, with an effluent NH4-N concentration reported at less than 1.0 mg/L./ Q trình nitrat hóa xảy nhiều tuần, với nồng độ NH4-N nước thải báo cáo 1,0 mg/L After some time, the nitrification performance declines with effluent NH4-N concentrations exceeding 10 mg/L./ Sau thời gian, hiệu suất nitrat hóa giảm với nồng độ NH4-N nước thải vượt 10 mg/L As the city engineer you are requested to investigate the cause of the decline in performance and to make recommendations for actions that will get the discharge quality back in compliance./ Với tư cách kỹ sư thành phố, bạn yêu cầu điều tra nguyên nhân việc giảm hiệu suất đưa đề xuất hành động giúp chất lượng xả thải trở lại tuân thủ Describe possible causes for the decline in nitrification efficiency and how you would evaluate the problem./ Mô tả nguyên nhân làm giảm hiệu suất nitrat hóa bạn đánh giá vấn đề 7-31 Using the half-reactions from Table 7-7 calculate the oxygen equivalent of nitrite (g O2/g NO3-N), for biological reaction with nitrite as the electron acceptor instead of oxygen./ Sử dụng nửa phản ứng từ Bảng 7-7 để tính đương lượng oxy nitrit (g O2/g NO3-N), phản ứng sinh học với nitrit làm chất nhận điện tử thay oxy 7-32 An anoxic suspended growth reactor is operated at an SRT of 5.0, 10.0 or 15.0 d (to be selected by instructor) and acetate is added as the electron donor./ Bể phản ứng tăng trưởng lơ lửng thiếu khí vận hành SRT 5,0, 10,0 15,0 d (do người hướng dẫn lựa chọn) axetat thêm vào làm chất cho điện tử Given the following kinetic coefficients for acetate under nitrate reduction conditions, determine how much acetate is needed, in kg/d, to remove 20 mg/L of nitrate in a treatment flowrate of 4000 m3/d./ Cho hệ số động học sau axetat điều kiện khử nitrat, xác định lượng axetat cần thiết, tính kg/ngày, để loại bỏ 20 mg/L nitrat lưu lượng xử lý 4000 m3/d Y = 0.3 g VSS/g COD removed kd = 0.08 g VSS/g VSS.d 7-33 Two complete-mix suspended growth laboratory reactors with sludge recycle fed the same synthetic wastewater the operated in parallel at the same aerobic SRT./ Hai bể phản ứng hỗn hợp hồn chỉnh phịng thí nghiệm tăng trưởng lơ lửng có tái chế bùn cung cấp loại nước thải tổng hợp vận hành song song SRT hiếu khí One reactor has an anaerobic/aerobic sequence to promote biological phosphorus removal and the other is operated only with the aerobic portion./ Một bể phản ứng có trình tự kỵ khí/hiếu khí để thúc đẩy q trình loại bỏ photpho sinh học bể cịn lại hoạt động với phần hiếu khí The influent flow contains 100, 200, or 300 mg/L acetate (as selected by instructor) for the organic carbon source./ Dòng vào chứa 100, 200 300 mg / L axetat (theo lựa chọn người hướng dẫn) cho nguồn cacbon hữu The phosphorus and volatile fraction contents of the two mixed liquors are as follows./ Hàm lượng phốt phần dễ bay hai hỗn hợp chất lỏng sau The lower VSS/TSS ratio for the biological phosphorus removal reactor accounts for both polyphosphate and associated cation in the storage products./ Tỷ lệ VSS/TSS thấp bể phản ứng loại bỏ phốt sinh học giải thích cho polyphosphate cation liên kết sản phẩm lưu trữ Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 156 156 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PROBLEMS AND DISCUSSION TOPICS/ Reactor g P/g VSS g VSS/g TSS Aerobic only 0.015 0.85 Biological P removal 0.25 0.65 Using the following operating conditions and kinetic coefficients, how much phosphorus is removed from the influent lor each system in mg/L, and what are the aerobic reactor MLVSS and MLSS concentrations?/ Sử dụng điều kiện vận hành hệ số động học sau, phốt loại bỏ khỏi đầu vào hệ thống tính mg/L, nồng độ MLVSS MLSS bể phản ứng hiếu khí bao nhiêu? (Note: for this problem the coefficients are assumed equal for both types of organisms, but in practice they may be different)./ (Lưu ý: toán này, hệ số giả định cho hai loại sinh vật, thực tế chúng khác nhau) Y = 0.40 g VSS/g COD kd = 0.l0 g VSS/g VSS.d SRT = d τ=3h fd = 0.10 g VSS/g VSS 7-34 A laboratory reactor is to be operated to study operating conditions that affect biological phosphorus removal./ Một bể phản ứng phịng thí nghiệm vận hành để nghiên cứu điều kiện vận hành ảnh hưởng đến việc loại bỏ phốt sinh học The influent phosphorus concentration will be 10, 20, or 30 mg/L (as selected by instructor)./ Nồng độ phốt đầu vào 10, 20 30 mg / L (theo lựa chọn người hướng dẫn) What minimum concentrations of magnesium; potassium, and calcium should be in the influent liquid?/ Nồng độ tối thiểu magiê; kali, canxi nên có chất lỏng đầu vào? 7-34 An anaerobic treatment process is used to treat a flow of 500 m3/d with an influent soluble COD concentration of 2000, 5000, or 9000 mg/L (value to be selected by instructor)./ Quy trình xử lý kỵ khí sử dụng để xử lý lưu lượng 500 m3/d với nồng độ COD hòa tan đầu vào 2000, 5000 9000 mg/L (giá trị người hướng dẫn lựa chọn) The net biomass yield is 0.04 g VSS/g COD removed and 95 percent soluble COD removal occurs at a temperature of 30oC./ Sản lượng sinh khối thực 0,04 g VSS/g COD loại bỏ 95 phần trăm COD hòa tan loại bỏ nhiệt độ 30oC Assuming the gas contains 65 percent methane, calculate the total gas flow in m3/d./ Giả sử khí chứa 65% metan, tính tổng lưu lượng khí theo m3/d What is the energy value of the gas produced in kJ/d?/ Giá trị lượng khí sinh tính kJ/d là? (The heat value of methane is 50.1 kJ/g at 30oC.)/ (Nhiệt trị mêtan 50,1 kJ/g 30oC.) 7-36 Based on a review of the literature (cite a minimum of two references) explain the importance of the syntrophic relationship between methanogens and acid fermenters in an anaerobic process./ Dựa đánh giá tài liệu (trích dẫn tối thiểu hai tài liệu tham khảo) giải thích tầm quan trọng mối quan hệ tổng hợp methanogens chất lên men axit q trình kỵ khí What is the effect (increase, decrease, or remain the same) on the gas production rate, percent methane in the gas, volatile fatty acid concentration, and pH if an upset occurs to create an imbalance between fermenters and methanogens./ Ảnh hưởng (tăng, giảm giữ nguyên) tốc độ tạo khí, phần trăm mêtan Cover by K.s Huỳnh Mạnh Phúc Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 157 157 C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn