bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG II NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Điểm số bằng số ………………… Điểm số bằng chữ……………………. TP.HCM, ngày tháng năm 2009 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG III LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này là nhờ vào sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, của bạn bè và của người thân. Đầu tiên, em xin được bày tỏ lòng biết ơn của mình tới các thầy cô trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ, đặc biệt là các thầy cô Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học đã trực tiếp hướng dẫn, dạy dỗ, trang bị kiến thức và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập tại trường và quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Để hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp này em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô Võ Hồng Thi, là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp. Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Cuối cùng, em xin chúc toàn thể các thầy cô, gia đình và bạn bè luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, tháng 7 năm 2009 Sinh viên thực hiện NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG IV MỤC LỤC Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp I Nhận xét của giáo viên hướng dẫn II Lời cảm ơn III Mục lục IV Danh mục các chữ viết tắt IX Danh mục các bảng X Danh mục các hình XI CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý do hình thành đề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiê cứu 2 1.3 Nội dung nghiên cứu 2 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Tổng quan về nước thải 3 2.1.1 Khái niệm về nước thải và sự ô nhiễm nước 3 2.1.2 Phân loại nước thải 5 2.1.2.1 Nước thải sinh hoạt 5 2.1.2.2 Nước thải công nghiệp 7 2.1.2.3 Nước thải là nước mưa 8 2.1.3 Các chất gây nhiễm bẩn nước 9 2.2 Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải 10 2.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 10 2.2.1.1 Thiết bị chắn rác 10 2.2.1.2 Thiết bị nghiền rác 11 2.2.1.3 Bể điều hòa 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG V 2.2.1.4 Bể lắng cát 11 2.2.1.5 Quá trình lắng 12 2.2.1.6 Quá trình lọc 12 2.2.1.7 Quá trình tuyển nổi 12 2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý và hoá học 13 2.2.2.1 Quá trình keo tụ, tạo bông 13 2.2.2.2 Phương pháp trung hoà 14 2.2.2.3 Phương pháp hấp phụ 14 2.2.2.4 Phương pháp trích ly 15 2.2.2.5 Phương pháp trao đổi ion 15 2.2.2.6 Phương pháp xử lý bằng màng 15 2.2.2.7 Khử khuẩn 16 2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 16 2.2.3.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc 17 2.2.3.2 Cánh đồng tưới nông nghiệp 17 2.2.3.3 Hồ sinh học 17 2.2.3.4 Bể lọc sinh học 18 2.2.3.5 Bể xử lý sinh học bằng quá trình bùn hoạt tính (aerotank) 18 2.2.3.6 Bể UASB 19 2.2.3.7 Bể lên men có thiết bị trộn và có bể lắng riêng (ANALIFT) 19 2.3 Vai trò của phương pháp sinh học hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải 19 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Nguyên tắc chung của quá trình 22 3.2 Các vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải 23 3.2.1 Vi khuẩn (Bacteria) 24 3.2.2 Virus và thực khuẩn thể 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HỒI THƯƠNG VI 3.2.3 Vi nấm (Fungi) 27 3.2.3.1 Nấm men 27 3.2.3.2 Nấm mốc 27 3.2.4 Tảo (Algae) 28 3.2.5 Ngun sinh động vật (Protozoa) 29 3.3 Q trình sinh trưởng của tế bào vi sinh vật 29 3.3.1 Giai đoạn làm quen 31 3.3.2 Giai đoạn phát triển theo số mũ. 31 3.3.3 Giai đoạn chậm dần 31 3.3.4 Giai đoạn ổn định. 31 3.3.5 Giai đoạn suy vong 32 CHƯƠNG 4: XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG VI SINH VẬT TRONG ĐIỀU KIỆN HIẾU KHÍ 4.1 Mơ tả q trình 33 4.2 Hố sinh học của q trình phân huỷ chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí 34 4.2.1 Giai đoạn thuỷ phân (phân huỷ ngoại bào) 34 4.2.2 Giai đoạn oxy hố 35 4.3 Vi sinh vật học của q trình phân huỷ chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí 37 37 4.3.1 Các nhóm vi sinh vật chủ yếu trong giai đoạn thuỷ phân 37 4.3.2 Các nhóm vi sinh vật oxy hố cơ chất 41 4.3.3 Một số vi sinh vật chỉ thị trong các cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí 43 4.4 Các yếu tố ảnh hưởng lên q trình phân huỷ chất hữu cơ trong nước thải trong điều kiện hiếu khí 45 4.4.1 Lượng Oxy hoà tan trong nước 45 4.4.2 Thành phần dinh dưỡng đối với vi sinh vật 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HỒI THƯƠNG VII 4.4.3 Nồng độ cho phép của chất bẩn hữu cơ có trong nước thải 47 4.4.4 Các chất có độc tính ở trong nước thải ức chế đời sống vi sinh vật 47 4.4.5 pH của nước thải 47 4.4.6 Nhiệt độ 47 4.4.7 Nồng độ các chất lơ lửng ở dạng huyền phu 48ø 4.5 Động học của q trình phân huỷ chất hữu cơ tronbg nước thải trong điều kiện hiếu khí 48 4.5.1 Chất nền – Giới hạn của tăng trưởng 49 4.5.2 Sự tăng trưởng tế bào và sử dụng chất nền 49 4.5.3 Ảnh hưởng của hơ hấp nội bào 50 4.5.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ 51 4.6 Các dạng cơng trình xử lý sinh học hiếu khí 51 4.6.1 Các cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên 51 4.6.1.1 Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc 51 4.6.1.2 Hồ sinh học hiếu khí 55 4.6.2 Các cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo 55 4.6.2.1 Bể lọc sinh học 55 4.6.2.2 Bể Aerotank - bùn hoạt tính 57 4.7 Các thơng số tính tốn cơng trình xử lý 59 4.8 Một số vấn đề cần lưu ý khi vận hành hệ thống xử lý nước thải trong điều kiện hiếu khí 62 4.8.1 Những vấn đề trong phân tích bùn hoạt tính 62 4.8.1.1 Sự cố 62 4.8.1.2 Cách khắc phục: 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG VIII 4.8.2 Những vấn đề trong quá trình xử lý nước thải 66 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 67 5.2 Kiến nghị 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG IX DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DO (Dissolved Oxygen): oxy hoà tan. BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hoá COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học. TOC: Cacbon hữu cơ toàn phần hay tổng cacbon hữu cơ. AND: deoxyribonucleic acid. ARN: ribonucleic acid ATP: adenosine – 5’- triphosphate. SVI (Sludge Volume Index): Chỉ số thể tích bùn. STT: số thứ tự GDP (Gross Domestic Product): Tổng sản lượng nội địa. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG X DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt 5 Bảng 2.2: Thành phần trung bình của nước thải sinh hoạt 6 Bảng 2.3: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của một số ngành công nghiệp 7 Bảng 4.1: Tóm tắy nguyên nhân và hậu quả của nhựng sự cố trong bùn hoạt tính 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG XI DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Ước tính tổng lượng nước thải hàng ngày (Việt Nam) 3 Hình 3.1: Đường cong biểu diễn các giai đoạn phát triển của vi khuẩn về số lượng theo thang logarit 30 Hình 4.1: Tiến trình thuỷ phân của vi sinh vật trong nước thải 35 Hình 4.2: Tiến trình oxy hoá sinh học của vi khuẩn 37 [...]... vật trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí đã ra đời 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí nhằm giảm thiểu ơ nhiễm các chất hữu cơ trong nước thải gây ra cho mơi trường... các phương pháp xử lý nước thải như sau: - Xử lý bằng phương pháp cơ học - Xử lý bằng phương pháp hố lý và hố học - Xử lý bằng phương pháp sinh học 2.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học Q trình xử lý cơ học thường được áp dụng ở giai đoan đầu của q trình xử lý nước thải hay còn gọi là q trình xử lý sơ bộ hay là q trình tiền xử lý Qúa trình này dùng để loại bỏ các tạp chất khơng tan có trong nước. .. là khí CO2, nước, khí N2, ion sulfat… 21 SVTH: NGUYỄN THỊ HỒI THƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN Q TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 NGUN TẮC CHUNG CỦA Q TRÌNH Phương pháp xử lý sinh học có thể chia thành 2 loại chính: - Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật hiếu. .. THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí Ngồi vi c xử lý nước thải còn có nhiệm vụ: + Ni trồng thuỷ sản + Nguồn nước để tưới cho cây trồng + Điều hồ dòng chảy Có các loại hồ sinh học sau đây: + Hồ kỵ khí + Hồ kỵ hiếu khí + Hồ hiếu khí 2.2.3.4 Bể lọc sinh học Ngun lý hoạt động dựa trên q trình hoạt động của vi sinh vật hoạt động ở màng sinh. .. đề tài thành một hệ thống logic và hồn chỉnh 2 SVTH: NGUYỄN THỊ HỒI THƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI 2.1.1 Khái niệm về nước thải và sự ơ nhiễm nước Nước thải là nước đã qua sử dụng trong sinh. .. Trong nước thải có một lượng khá lớn các hợp chất vơ cơ tùy thuộc vào các nguồn nước thải - Các yếu tố sinh học: virus, vi khuẩn gây bệnh, vi nấm ngun sinh động vật, các lồi giun sán 9 SVTH: NGUYỄN THỊ HỒI THƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí 2.2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Các... Tìm hiểu về nước thải và các phương pháp xử lý nước thải nói chung - Tổng quan về các phương pháp sinh học trong xử lý nước thải - Xử lý nước thải bằng vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí: các biến đổi hố sinh học và vi sinh học, động học của q trình, các thơng số ảnh hưởng, các dạng cơng trình xử lý vi sinh hiếu khí 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thu thập, sắp xếp và tổng hợp những tài liệu cần thiết... THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí TÀI LIỆU THAM KHẢO I TÀI LIỆU TIẾNG VI T 1 Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty – 2003 – Vi sinh vật học – Nhà xuất bản Giáo dục 2 Trịnh Xn Lai – 2000 – Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải – Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội 3 Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thuỳ Dương – 2003 – Cơng... hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo Vì vậy, vi c xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là một bước cực kì quan trọng và cần thiết trong tất cả các hệ thống xử lý nước thải nói chung Trong đó vi c sử dụng 1 SVTH: NGUYỄN THỊ HỒI THƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật. .. cơ học kết hợp với phương pháp hố lý nói chung thì hiệu quả xử lý thấp mà chi phí cao Do đó, để xử lý nước thải nhiều chất hữu cơ dạng keo và hồ tan thì áp dụng phương pháp xử lý sinh học và hay gặp là phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí vì hiệu quả xử lý cao, chi phí thấp và khi nồng độ chất hữu cơ trong nước thải cần xử lý là khơng q cao Xử lý nước thải bằng phương pháp . THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG VIII 4.8.2 Những vấn đề trong quá trình xử lý nước thải. thống xử lý nước thải nói chung. Trong đó vi c sử dụng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí. nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí đã ra đời. 1.2