Đề Tài: ĐĨA SINH HỌC ppt

Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy  ĐỒ ÁN Đề Tài: ĐĨA SINH HỌC Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 1 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy MỤC LỤC Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 2 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy 1. Mở đầu: 1.1 Sự cần thiết của đề tài - Nước là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá đối với sự sống của các loài động thực vật mà đặc biệt là con người. Con người sử dụng nước cho các hoạt động sống của mình nhưng không có một chính sách tái sử dụng cũng như bảo vệ nguồn tài nguyên này một cách hợp lý. Chính vì điều đó nước đang bị ô nhiễm một cách nghiêm trọng và ngày càng bị giảm mạnh. Nếu không có chiến lược bảo vệ nguồn nước đúng đắn và các phuơng pháp xử lý thích hợp thì thế giới sẽ rơi vào tình trạng sa mạc hóa đất đai, hệ sinh thái bị hủy hoại, cuộc sống loài người sẽ khó khăn, bệnh tật sẽ hoành hành và sự sống trên trái đất sẽ dần dần bị thu hẹp lại. - Vì vậy, chúng em thực hiện đề tài “Mô hình xử lý nước thải bằng đĩa tiếp xúc sinh học”với mong muốn nghiên cứu về phương pháp xử lý sinh học, nhằm tìm hiểu một cách kĩ lưỡng về khả năng xử lý của mô hình này trong quá trình xử lý nước thải cũng như đóng góp một phần nhỏ vào giải quyết vấn đề ô nhiễm nước hiện nay. 1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu  Tổng quan về xử lý nước thải bằng đĩa tiếp xúc sinh học.  Đưa ra phương pháp nghiên cứu về mô hình xử lý.  Phân tích, đánh giá đối tượng nước thải cần xử lý.  Xây dựng mô hình xử lý.  Các thông số thiết kế mô hình xử lý. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 3 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  Đối tượng: nước thải sinh hoạt hoặc nước thải công nghiệp chứa chất hữu cơ.  Phạm vi nghiên cứu: Trên cơ sở về các phương pháp xử lý nước thải bằng đĩa tiếp xúc sinh học đã được áp dụng. Tiến hành xây dựng mô hình trong phạm vi phòng thí nghiệm. 1.4. Phương pháp nghiên cứu  Tìm hiểu và tổng hợp tài liệu trên sách, báo, internet.  Tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn.  Phương pháp tính toán và thiết kế.  Phương pháp nghiên cứu mô hình. 2. Tồng quan về mô hình 2.1 Mục đích - Đĩa tiếp xúc sinh học RBC (Rotating Biological Contactor) là công nghệ tiên tiến trong xử lý nước thải nhằm giảm thiểu các chất ô nhiễm cacbon (BOD) hoặc BOD/nitrat hoá đồng thời là công nghệ tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm chi phí xử lý. RBC được nghiên cứu và phát triển tại Đức vào những năm 1960,đến nay hệ thống RBC được ứng dụng rộng rãi tại 140 quốc gia trên thế giới. - Ở Mỹ và Canada 70% số đĩa tiếp xúc sinh học được dùng để khử BOD của các hợp chất carbon, 25% dùng để khử BOD của các hợp chất carbon kết hợp vời nitrat hóa nước thải, 5% dùng để nitrat hóa nước thải sau quá trình xử lý thứ cấp. - Các loại nước thải thích hợp cho hệ thống là nước thải có nguồn gốc sinh hoạt như nước thải tại các toà nhà, khu dân cư, bệnh viện … và nước thải một số ngành sản xuất công nghiệp. 2.2 Cơ sở lý thuyết - Các đĩa sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn bằng PE hay PVC lắp trên một trục được đặt trong nước một phần và quay chậm. Trong quá trình vận hàng, vi sinh học sinh trưởng, Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 4 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy phát triển trên bề mặt đĩa hình thành một phần lớp màng mỏng bám trên bề mặt đĩa. Khi đĩa quay, lớp màng sinh học sẽ tiếp xúc với chất hữu cơ có trong nước thải và với khí quyển để hấp thụ oxy. Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyển oxy và đảm bảo cho vi sinh vật tồn tại trong điều kiện hiếu khí. - Đĩa sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng bằng polistyren hoặc đĩa polynylclorua lắp trên một trục. Các đĩa được đặt ngập vào nước một phần và quay chậm, - Trong vận hành, sự sinh trưởng sinh học được gắn kết vào bề mặt các dĩa sẽ và sẽ hình thành lớp màng mỏng trên bề mặt đĩa.Khi đĩa quay, lần lượt sẽ làm cho màng sinh học (sinh khối) tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và khí quyển để hấp thụ oxy.Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyển oxy và đảm bảo cho sinh khối tồn tại trong điều kiện thiếu khí. Ngoài ra còn tách chất rắn dư (vi sinh vật) ra khỏi bề mặt đĩa. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 5 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy 2.3 Cấu tạo mô hình Mô hình đĩa tiếp xúc sinh học - Trục quay: trục quay làm bằng sắt dùng để gắn kết các đĩa tiếp xúc sinh học bằng plastic và quay chúng quanh trục. Cấu trúc, đặc điểm của trục quay và cách gắn các đĩa sinh học vào trục phụ thuộc vào thiết kế mô hình. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 6 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy - Đĩa sinh học: được sản xuất từ nhựa có nhiều nếp gấp để tăng diện tích bề mặt. Tùy theo diện tích bề mặt người ta chia làm 3 loại: loại có diện tích bề mặt thấp, loại có diện tích bề mặt trung bình và loại có diện tích bề mặt cao. - Cách sắp xếp đĩa: người ta dùng các vách ngăn để chia bể xử lý thành nhiều ngăn, mỗi ngăn có một đĩa sinh học hoạt động độc lập, hoặc sử dụng nhiều bể chứa các đĩa sinh học nối tiếp nhau. Người ta thường sử dụng các hệ thống xử lý từ ba giai đoạn đĩa sinh học trở lên, việc sử dụng nhiều giai đoạn đĩa sinh học nhằm nitrat hóa nước thải. - Thiết bị truyền động: để quay các đĩa sinh học có thể dùng motor truyền động gắn trực tiếp với trục. Motor truyền động này với vận tốc 30 vòng/phút, để giảm vận tốc còn 5 – 6 vòng/phút ta sử dụng dây curoa mắc vào 2 buli có đường kính khác nhau: ϕ 20mm và ϕ 80mm. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 7 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy - Bể chứa đĩa sinh học: có thể tích 32,4 lít cho 0,904 m 2 đĩa sinh học và 40% diện tích đĩa sinh học ngập trong nước thải. - Bể chứa nước: làm nhiệm vụ phân phối nước cho bể lọc sinh học. - Giá đỡ: làm khung đỡ bằng sắt và bảo vệ cho tất cả các thiết bị có trong mô hình. - Van: làm nhiệm vụ khóa mở nước - Các sự cố trong vận hành bao gồm: trục quay bị hỏng do thiết kế kém, sự mỏi kim loại, quá nhiều vi sinh vật bám trên đĩa. Đĩa sinh học bị hư do tiếp xúc với nhiệt, các dung môi hữu cơ, tia UV. Ổ bi bị kẹt do thiếu mỡ bò. Mùi hôi do lưu lượng nạp chất hữu cơ quá cao. Để giải quyết các vấn đề trên hiện nay người ta có khuynh hướng đặt các đĩa sinh học sâu hơn trong nước thải để làm giảm tải trọng của trục và ổ bi. Cấu tạo đĩa 2.4 Nguyên lý hoạt động Dựa vào nguyên lý tiếp xúc của hệ vi sinh vật bán dính trên đĩa quay (màng sinh học) đối với nước thải và ôxy có trong không khí. Khi khối đĩa quay lên, các vi sinh vật lấy ôxy để oxy hoá các chất hữu cơ và giải phóng CO 2 . Khi khối đĩa quay xuống, vi sinh vật nhận chất nền (chất dinh dưỡng) có trong nước. Quá trình tiếp diễn như vậy cho đến khi hệ vi sinh vật sinh trưởng và phát triển sử dụng hết các hữu cơ có trong nước thải. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 8 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy - Bước 1: Cung cấp nước thải cho két nước (đối với mô hình phòng thí nghiệp ta có thể dùng một bơm nhỏ bơm nước lên két nước hoặc nếu lưu lượng quá nhỏ có thể múc nước đổ vào két nước), tại đây nước có nhiệm vụ phân phối nước đều cho bể chứa sinh học. - Bước 2: bật tụ điện → làm quay motor → làm quay đĩa lọc → nước thải trong bể được xáo trộn sau một thời gian sẽ được chuyển qua bể lắng → ra ngoài. 3. Thông số thiết kế  Thể tích bể chứa: V = 45 × 30 × 24 = 32400 cm 3 o Chọn chiều cao bể: h = 24cm = 0,24m o Vậy chiều dài × chiều rộng = L × B = 0,45(m) × 0,3(m)  Lưu lượng đầu vào: Q = S × v Diện tích tổng bề mặt van phân phối nước gồm 18 lỗ: R = 1mm S = 18 × π × R 2 = 18 × π × 1 2 = 56,52 mm 2 Vận tốc nước vào: Vậy Q = S × v = 56,52 ×140 = 7912,8 mm 3 /s = 7,9128 cm 3 /s Thời gian lưu nước: Chọn bán kính của đĩa: R = 0,12m Diện tích 1 đĩa: S = π × R 2 = π × 0,12 2 = 0,0452m 2 Tổng diện tích khối đĩa: 0,0452 × 20 = 0,9m 2 4. Kết luận 4.1 Ưu và nhược điểm  Ưu điểm: • Thiết bị làm việc đạt hiệu quả xử lý chất hữu cơ BOD trên 90%, chất dinh dưỡng nito, photphot đạt trên 35%. • Không yêu cầu tuần hoàn bùn. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 9 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy • Không yêu cầu cấp khí cưỡng bức, hoạt động ổn định, ít nhạy cảm với sự biến đổi lưu lượng đột ngột và các tác nhân độc đối với vi sinh vật. • Tự động vận hảnh, không yêu cầu lao động có trình độ cao. • Không gây ô nhiễm, độ ồn thấp, tính thẫm mỹ cao. • Thiết kế theo đơn nguyên, dễ dàng thi công theo tửng bậc, tiết kiệm diên tích mặt bằng.  Nhược điểm • Các cặn hữu cơ của nước thải đầu vào dễ làm nghẹt ống phân phối nước. • Trục ổ vòng bi và các đơn vị cơ khí đòi hỏi phải bảo trì thường xuyên 4.2 Kết luận - Tiếp xúc sinh học là một công nghệ được sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải. Công nghệ này cho phép nước thải tiếp xúc với một môi trường sinh học để tạo thuận lợi cho việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm chủ yếu là những hợp chất hữu cơ - Đĩa tiếp xúc sinh học đã được áp dụng thành công nhiều nơi trên thế giới và ở Việt Nam cũng có một số nhà máy xử lý nước thải đã áp dụng phương pháp này và đạt được hiệu quả xử lý khá cao. - Mô hình đĩa tiếp xúc sinh học này tuy còn nhiều sai sót và chưa đạt hiệu quả xử lý tốt nhưng cũng là cơ sở của đĩa tiếp xúc sinh học trong thực tế. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 10 [...]...Đồ Án Chuyên Ngành Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học GVHD: Cao Thu Thủy Page 11 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy MỘT SỐ HÌNH ẢNH ĐĨA TIẾP XÚC SINH HỌC Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 12 . ϕ 80mm. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 7 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy - Bể chứa đĩa sinh học: có thể tích 32,4 lít cho 0,904 m 2 đĩa sinh học và 40% diện tích đĩa sinh học ngập trong. GVHD: Cao Thu Thủy  ĐỒ ÁN Đề Tài: ĐĨA SINH HỌC Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 1 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy MỤC LỤC Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 2 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD:. trục quay và cách gắn các đĩa sinh học vào trục phụ thuộc vào thiết kế mô hình. Mô Hình Đĩa Tiếp Xúc Sinh Học Page 6 Đồ Án Chuyên Ngành GVHD: Cao Thu Thủy - Đĩa sinh học: được sản xuất từ nhựa