Bài giảng Quá trình hóa sinh trong công nghệ môi trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Hóa Mơi trường - Bộ môn KTMT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV Mơn học: Q TRÌNH HỐ SINH TRONG CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG Th.S Nguyễn Thanh Hịa (0904727546), PGS TS Nguyễn Thị Thế Nguyên (0983033532) NỘI DUNG 1.1 Vai trị VSV cơng nghệ mơi trường 1.2 Phân loại VSV công nghệ môi trường 1.3 Quá trình trao đổi chất VSV 1.4 Quá trình sinh sản VSV 1.5 Động học trình phát triển VSV 1.6 Hô hấp VSV CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV NỘI DUNG 1.1 Vai trị VSV cơng nghệ môi trường 1.2 Phân loại VSV công nghệ môi trường 1.3 Quá trình trao đổi chất VSV 1.4 Quá trình sinh sản VSV 1.5 Động học trình phát triển VSV CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV Vi sinh vật gì? Các vi sinh vật có đặc điểm chung gì? CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV 1.1 Vai trò VSV CNMT Đặc điểm chung vi sinh vật  Kích thước nhỏ bé, thường đo micromet  Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh Vi khuẩn lactic phân giải lượng đường lactose nặng 1.000 – 10.000 lần khối lượng chúng  Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh  Năng lực thích ứng mạnh dễ phát sinh biến dị  Phân bố rộng, chủng loại nhiều Số lượng chủng loại thay đổi theo thời gian Do tính chất dễ phát sinh đột biến nên số lượng loài vi sinh vật tìm ngày tăng, chẳng hạn nấm trung bình năm lại bổ sung thêm khoảng 1.500 lồi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV 1.1 Vai trị VSV CNMT VSV có vai trị quan trọng xử lý môi trường  Nước  Đất  Chất thải rắn  Khơng khí CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV Các vi sinh vật liên tục chuyển hóa chất hữu mơi trường để làm gì? CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV 1.1 Vai trò VSV CNMT (tiếp) Các vi sinh vật liên tục chuyển hóa chất hữu môi trường để: + Tổng hợp thành tế bào (nguyên sinh chất) + sinh lượng cần thiết cho việc tổng hợp => Giảm chất hữu mơi trường CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV 1.1 Vai trị VSV CNMT (tiếp) – MT nước VSV ứng dụng xử lý nước thơng qua: Các q trình tự nhiên: Các trình nhân tạo: ??? ??? CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV 1.1 Vai trò VSV CNMT (tiếp) – MT nước VSV ứng dụng xử lý nước thông qua: Các trình tự nhiên: Quá trình làm Các q trình nhân tạo: - Sơng, hồ tự nhiên - Q trình hiếu khí (bể aeroten, SBR, …) - Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc - Quá trình thiếu khí (bể anoxic, …) - Hồ sinh học - Q trình yếm khí (bể anarobic, UABR, …) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HĨA SINH CỦA VSV 10 6.3 ĐÔNG KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC Các chất keo tụ trợ keo tụ Vô cơ: Thường chất có nguồn gốc từ Al chất có nguồn gốc từ Fe (FeSO4, FeCl3, Fe2(SO4)3) Chất điện phân cao phân tử (Polyelectrolytes): gồm hai loại polymer tổng hợp polymer tự nhiên Polymer tự nhiên: tinh bột, xenlulozo… Polymer tổng hợp: polime mạch thẳng, tan nước có dạng cation, anion, khơng ion : poliacrylamit, poliacrylic, polidiallyl dimetyl clorit, polystiren… CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT Phản ứng keo tụ nhờ chất trợ lắng polime CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT 6.3 ĐÔNG KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC Phản ứng keo tụ CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUÁ TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT 6.3 ĐƠNG KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC Hãy cho biết yếu tố ảnh hưởng đến q trình đơng keo tụ? CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT 6.3 ĐƠNG KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình đơng keo tụ: – pH – Nhiệt độ nước – Liều lượng chất keo tụ chất trợ keo tụ – Tạp chất nước – Tốc độ khuấy trộn – Môi chất tiếp xúc CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT Jar test 6.3 ĐÔNG KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUÁ TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT Khuấy trộn 6.3 ĐƠNG KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT 6.3 ĐƠNG KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC H2O Phèn Al, Fe Nước vào Nước – Thùng pha hóa chất – Bộ định lượng – Thiết bị trộn (keo tụ) – Thiết bị tạo – Bể lắng CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT Xả bùn 6.3 ĐÔNG KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC Tại cần thực trình keo tụ để xử lý nước? CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT Nội dung 6.1 Quá trình xử lý nước cứng 6.2 Q trình oxy hóa nâng cao 6.3 Đơng keo tụ 6.4 Quá trình màng CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT 6.4 Q trình màng Có loại màng lọc xử lý nước? Các loại màng lọc khác điểm gì? CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT 6.4 Q trình màng Cơng nghệ màng lọc Nước Ion hóa Ion đa Virus trị hóa trị - Màng thẩm thấu ngược ( RO ) - Màng lọc nano ( NF ) - Màng siêu lọc ( UF ) - Màng tinh lọc ( MF ) Trong ứng dụng, kết hợp sử dụng loại màng với CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT Vi khuẩn TSS 6.4 Quá trình màng Màng tinh lọc (MF) - Dùng để loại bỏ cặn có kích thước lớn, đại phân tử tách từ phân tử lớn khác, protein, hay mảnh vỡ tế bào - Có kích thước lỗ khoảng 0,1 micron, loại bỏ số lồi vi sinh vật không bao gồm virus - Màng tinh lọc hoạt động áp suất tương đối thấp Màng siêu lọc (UF) - Là q trình lọc có áp lực loại bỏ dầu, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ tương, chất rắn lơ lửng, vi khuẩn, hầu hết phân tử lớn từ nước dung dịch khác - Có kích thước lỗ khoảng 0,01 micron loại bỏ số virus, màng tinh lọc => Cả màng tinh lọc siêu lọc loại bỏ chất hòa tan, trừ chất hấp phụ trước than hoạt tính keo tụ phèn nhôm sắt CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT 6.4 Quá trình màng Màng lọc Nano ( NF ) - Có kích thước lỗ khoảng 0,001 micron - Có chức tương tự màng thẩm thấu ngược, thường sử dụng để loại bỏ ion đa hóa trị, chất hữu đơn phân tử, gần tất virus, hầu hết vật chất hữu tự nhiên muối - Các ion đơn trị Na, Cl qua => thường sử dụng cho trình tiền lọc khử muối nước mặn - Có thể sử dụng để làm mềm nước, loại bỏ thuốc trừ sâu, khử màu CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT Màng thẩm thấu ngược ( RO ) - Có kích thước lỗ khoảng 0,0001 micron - Ngồi việc loại bỏ tất phân tử hữu virus, màng RO loại bỏ hầu hết ion đơn trị, khống chất có mặt nước - Ứng dụng phổ biến khử muối, khử mặn, khử khống để sản xuất nước tinh khiết với tính kinh tế cao so với phương pháp chưng cất CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU MỘT SỐ Q TRÌNH HĨA LÝ TRONG CNMT