Khử nito bằng biện pháp sinh học

Khử nito bằng biện pháp sinh học

CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI 1. MỞ ĐẦU Tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam rất nhanh cùng với sự phát triển của công nghiệp. Tỉ lệ dân số tại các thành thị tăng cùng với tốc độ đô thị hóa. Nước thải từ các thành phố, khu dân cư tập trung, khu công nghiệp cũng tăng theo mức tăng dân số với lượng thải lớn. Lưu lượng nước thải của thành phố 20 vạn dân khoảng 40.000 - 60.000 m 3 /ngày. Hiện nay, tại thành phố Hà Nội tổng lượng nước thải (năm 2005) khoảng 550.000 m 3 /ngày. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (từ 55-65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có các vi sinh vật gây bệnh. Thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải như BOD 5 là 110 - 400mg/l, tổng lượng nitơ TN là 20-85mg/l trong đó nitơ amoni là 12-50mg/l. Cùng nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp cũng chứa nhiều loại chất tạp chất phức tạp, có nhiều loại chứa nhiều chất bẩn vô cơ, đặc biệt là các kim loại nặng như trong các ngành công nghiệp có công nghệ mạ. Nước thải trong các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, thuộc da, giết mổ chứa nhiều các chất hữu cơ, các vi khuẩn gây bệnh. Sự phát triển nhanh của nền kinh tế dẫn đến sự cải thiện về mức sống của người dân cũng như sự đòi hỏi về mức độ Vệ sinh môi trường. Vì vậy xây dựng các công trình xử lý nước thải phải đạt các yêu cầu về chất lượng nguồn nước xả ra. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải thấp hơn giá trị giới hạn cho phép quy định khi xả ra các loại nguồn nước mặt khác nhau. Một trong những chỉ tiêu cần phải đạt được là hàm lượng nitơ trong nước thải. Theo TCVN 6772:2000 thì lượng N-NH 4 + không lớn hơn 0.05mg/l với nguồn loại A và 1mg/l với nguồn loại B. Hàm lượng Nitơ trong nước thải cao làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đến môi trường và với các quá trình xử lý khác trong trạm xử lý nước thải. Có nhiều biện pháp để khử nitơ trong nước thải và trong giới hạn của chuyên đề này, chúng tôi đưa ra các biện pháp sinh học để khử Nitơ. 1 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 1 Nitơ phân tử N2 N-Protein thực vật N-Protein động vật Amôn hóa NH4+ hoặc NH3 + O2Nitrit hoá NO2-NO3- Nitrat hoá + O2 Khử nitơrat Cố định nitơ CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI 2. TỔNG QUAN 2.1. Trạng thái tồn tại của Nitơ trong nước thải Trong nước thải, các hợp chất của nitơ tồn tại dưới 3 dạng: các hợp chất hữu cơ, amoni và các hợp chất dạng ôxy hoá (nitrit và nitrat). Các hợp chất nitơ là các chất dinh dưỡng, chúng luôn vận động trong tự nhiên, chủ yếu nhờ các quá trình sinh hoá. Hình 1. Chu trình Nitơ trong tự nhiên Hợp chất hữu cơ chứa nitơ là một phần cấu thành phân tử protein hoặc là thành phần phân huỷ protein như là các peptid, axit amin, urê. Hàm lượng amoniac (NH 3 ) chính là lượng nitơ amôn (NH + 4 ) trong nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp thực phẩm và một số loại nước thải khác có thể rất cao. Các tác nhân gây ô nhiễm Nitơ trong nước thải công nghiệp: chế biến sữa, rau quả, đồ hộp, chế biến thịt, sản xuất bia, rượu, thuộc da. Trong nước thải sinh hoạt nitơ tồn tại dưới dạng vô cơ (65%) và hữu cơ (35%). Nguồn nitơ chủ yếu là từ nước tiểu. Mỗi người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước 1,2 lít nước tiểu, tương đương với 12 g nitơ tổng số. Trong số đó nitơ trong urê (N-CO(NH 2 ) 2 ) là 0,7g, còn lại là các loại nitơ khác. Urê thường được amoni hoá theo phương trình như sau. ♦ Trong mạng lưới thoát nước urê bị thuỷ phân: CO(NH 2 ) 2 + 2H 2 O = (NH 4 ) 2 CO 3 (1.2) 2 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 2 CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI ♦ Sau đó bị thối rữa: (NH 4 ) 2 CO 3 = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O (1.3) Như vậy NH 3 chính là lượng nitơ amôn trong nước thải. Trong điều kiện yếm khí amoniac cũng có thể hình thành từ nitrat do các quá trình khử nitrat của vi khuẩn Denitrificans. Lượng chất bẩn Nitơ amôn (N-NH 4 ) một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước: 7 g/ng.ngày Trong thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư: Bảng 1. Các chỉ tiêu trung bình các hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu Trung bình Tổng Nitơ, mg/l 40 - Nitơ hữu cơ, mg/l 15 - Nitơ Amoni, mg/l 25 - Nitơ Nitrit, mg/l 0,05 - Nitơ Nitrat, mg/l 0,2 Tổng Phốt pho, mg/l 8 Nitrit (NO 2 - ) là sản phẩm trung gian của quá trình ôxy hoá amoniac hoặc nitơ amoni trong điều kiện hiếu khí nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas. Sau đó nitrit hình thành tiếp tục được vi khuẩn Nitrobacter ôxy hoá thành nitrat. Các quá trình nitrit và nitrat hoá diễn ra theo phản ứng bậc I: NH 4 + kn NO 2 - km NO 3 - Trong đó: k n và k m là các hằng số tốc độ nitrit và nitrat hoá. Các phương trình phản ứng của quá trình nitrit và nitrat hoá được biểu diễn như sau: NH 4 + + 1,5O 2 Nitrosomonas NO 2 - + H 2 O + 2H + NO 2 - + 0,5O 2 Nitrobacter NO 3 - NH 4 + + 2O 2 NO 3 - + H 2 O + 2H + Quá trình nitrat hoá cần 4,57g ôxy cho 1g nitơ amôn. Các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter là các loại vi khuẩn hiếu khí thích hợp với điều kiện nhiệt độ từ 20÷30 o C. 3 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 3 CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI Nitrit là hợp chất không bền, nó cũng có thể là sản phẩm của quá trình khử nitrat trong điều kiện yếm khí. Ngoài ra, nitrit còn có nguồn gốc từ nước thải quá trình công nghiệp điện hoá. Trong trạng thái cân bằng ở môi trường nước, nồng độ nitrit, nitrat thường rất thấp, nó thường nhỏ hơn 0,02 mg/l. Nếu nồng độ amoni, giá trị pH và nhiệt độ của nước cao, quá trình nitrit hoá diễn ra thuận lợi, và nồng độ của nó có thể đạt đến giá trị lớn. Trong quá trình xử lý nước, nitrit trong nước sẽ tăng lên đột ngột. Nitrat (NO 3 - ) là dạng hợp chất vô cơ của nitơ có hoá trị cao nhất và có nguồn gốc chính từ nước thải sinh hoạt hoặc nước thải một số ngành công nghiệp thực phẩm, hoá chất, . chứa một lượng lớn các hợp chất nitơ. Khi vào sông hồ, chúng tiếp tục bị nitrat hoá, tạo thành nitrat. Nitrat hoá là giai đoạn cuối cùng của quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ chứa nitơ. Nitrat trong nước thải chứng tỏ sự hoàn thiện của công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Mặt khác, quá trình nitrat hoá còn tạo nên sự tích luỹ ôxy trong hợp chất nitơ để cho các quá trình ôxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ tiếp theo, khi lượng ôxy hoà tan trong nước rất ít hoặc bị hết. Khi thiếu ôxy và tồn tại nitrat hoá sẽ xảy ra quá trình ngược lại: tách ôxy khỏi nitrat và nitrit để sử dụng lại trong các quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ khác. Quá trình này đ- ược thực hiện nhờ các vi khuẩn phản nitrat hoá (vi khuẩn yếm khí tuỳ tiện). Trong điều kiện không có ôxy tự do mà môi trường vẫn còn chất hữu cơ cácbon, một số loại vi khuẩn khử nitrat hoặc nitrit để lấy oxy cho quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ. Quá trình khử nitrat được biểu diễn theo phương trình phản ứng sau đây: 4NO 3 - + 4H + + 5C hữu cơ 5CO 2 + 2N 2 + 2H 2 O Trong quá trình phản nitrat hoá, 1g nitơ sẽ giải phóng 1,71g O 2 (khử nitrit) và 2,85g O 2 (khử nitrat). 4 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 4 CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI 2.2. Tác hại của Nitơ trong nước thải 2.2.1. Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng Trên bình diện sức khoẻ Nitơ tồn tại trong nước thải có thể gây nên hiệu ứng về môi trường. Sự có mặt của Nitơ trong nước thải có thể gây ra nhiều ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái và sức khoẻ cộng đồng. Khi trong nước thải có nhiều Amôniăc có thể gây độc cho cá và hệ động vật thuỷ sinh, làm giảm lượng ôxy hoà tan trong nước. Khi hàm lượng nitơ trong nước cao cộng thêm hàm lượng phôtpho có thể gây phú dưỡng nguồn tiếp nhận làm nước có màu và mùi khó chịu đặc biệt là lượng ôxy hoà tan trong nước giảm mạnh gây ngạt cho cá và hệ sinh vật trong hồ. Khi xử lý nitơ trong nước thải không tốt, để hợp chất nitơ đi vào trong chuỗi thức ăn hay trong nước cấp có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm. Nitrat tạo chứng thiếu Vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo thành các nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi. Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng để pha sữa. Khi lọt vào cơ thể, nitrat chuyển hóa thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột. Ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người. Khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây ung thư. Trong cơ thể Nitrit có thể ôxy hoá sắt II ngăn cản quá trình hình thành Hb làm giảm lượng ôxy trong máu có thể gây ngạt, nôn, khi nồng độ cao có thể dẫn đến tử vong. 2.2.2. Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường Nitơ trong nước thải cao, chảy vào sông, hồ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng. Do vậy nó gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại thực vật phù du như rêu, tảo gây tình trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường trong sạch của thủy vực, sản sinh nhiều chất độc trong nước như NH 4 + , H 2 S, CO 2 , CH 4 . tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích trong nước. Hiện tượng đó gọi là phú dưỡng nguồn nước Hiện nay, phú dưỡng thường gặp trong các hồ đô thị, các sông và kênh dẫn nước thải. Đặc biệt là tại khu vực Hà Nội, sông Sét, sông Lừ, sông Tô Lịch đều có màu xanh đen hoặc đen, có mùi hôi thối do thoát khí H 2 S. Hiện tượng này tác động tiêu cực tới hoạt động sống của dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái của nước hồ, tăng thêm mức độ ô nhiễm không khí của khu dân cư 5 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 5 CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI Hình 2. Qúa trình phú dưỡng trong thủy vực nước mặt 2.2.3. Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước Sự có mặt của Nitơ có thể gây cản trở cho các quá trình xử lý làm giảm hiệu quả làm việc của các công trình. Mặt khác nó có thể kết hợp với các loại hoá chất trong xử lý để tạo các phức hữu cơ gây độc cho con người. Với đặc tính như vậy việc xử lý Nitơ trong giai đoạn hiện nay đang là vấn đề đáng được nghiên cứu và ứng dụng.Vấn đề này đã được các nhà nghiên cứu, các học giả đi sâu tìm hiểu 2.3. Các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải hiện nay Đã có nhiều phương pháp nhiều công trình xử lý nitơ trong nước thải được nghiên cứu và đưa vào vận hành trong đó có cả các phương pháp hoá học, sinh học, vật lý v v. Nhưng phần lớn chúng đều chưa đưa ra được một mô hình xử lý nitơ chuẩn để có thể áp dụng trên một phạm vi rộng. Dưới đây là bảng phân tích một cách tổng quan nhất về dạng và hiệu suất làm việc của các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải đã được nghiên cứu và ứng dụng. 6 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 6 CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI Bảng 2. Các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải Các phương pháp xử lý Hiệu suất xử lý nitơ ( % ) Hiệu suất xử lý % Nitơ dạng hữu cơ NH3 - NH4+ NO3- Xử lý thông thường Bậc I 10-20% 0 0 5-10% Bậc II 15-50% < 10% Hiệu suất thấp 10-30% Xử lý bằng phương pháp sinh học Vi khuẩn hấp thụ Nitơ 0 40-70% Hiệu suất thấp 30-70% Quá trình khử nitrat 0 0 80-90% 70-95% Thu hoạch tảo Chủ yếu chuyển hoá thành NH3- NH4+ Thu hoạch sinh khối Thu hoạch sinh khối 50-80% Quá trình nitrat hoá Xử lý có giói hạn Chuyển hoá thành nitrat 0 5-20% Hồ ôxyhóa Chủ yếu chuyển hoá thành NH3- NH4+ Xử lý bởi quá trình làm thoáng Tách bằng các quá trình nitrat và khử nitrat 20-90% Các phương pháp hoá học Châm clo Kém ổn định 90-100% 0 80-95% Đông tụ hoá học 50-70% Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp 20-30% Cacbon dính bám 30-50% Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp 10-20% Trao đổi iôn có chọn lọc với Amôni Hiệu suất thấp,kém ổn định 80-97% 0 70-95% Trao đổi iôn có chọn lọc với Nitrat Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp 75-90% 70-90% Các phương pháp vật lý Lọc 30-95% N dạng cặn hữu cơ Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp 20-40% Làm thoáng 0 60-95% 0 50-90% Kết tủa bằng đện cực 100% N dạng cặn hữu cơ 30-50% 30-50% 40-50% Thẩm thấu ngược 60-90% 60-90% 60-90% 80-90% 7 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 7 CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI Qua bảng phân tích và đánh giá hiệu quả xử lý nitơ, ta thấy việc xử lý nitơ bằng phương pháp sinh học cho hiệu quả rất cao. Cùng với việc ứng dụng phương pháp sinh học để khử nitơ trong nước thải, ta còn lưu ý đến các phương pháp khác như: hóa học (châm clo), vật lý (thổi khí), trao đổi ion .Theo thống kê các nhà máy ứng dụng các công nghệ để xử lý nitơ thì chi có 6/1200 nhà máy là sử dụng biện pháp thổi khí, 8/1200 nhà máy sử dụng biện pháp châm clo và duy nhất có 1 nhà máy là sử dụng biện pháp trao đổi ion. Sở dĩ những biện pháp này ít được dùng là do chi phí đầu tư lớn, thêm vào đó là sự phức tạp trong quá trình vận hành và bảo dưỡng. Các phương pháp chủ yếu là: Phương pháp sinh học: - Các muối nitrat, nitrit tạo thành trong quá trình phân hủy hiếu khí sẽ được khử trong điều kiện thiếu khí (anoxic) trên cơ sở các phản ứng khử nitrat. Phương pháp hoá học và hoá lý: - Vôi hoá nước thải đến pH = 10÷11 để tạo thành NH 4 OH và thổi bay hơi trên các tháp làm lạnh. - Phốt pho được lắng xuống nhờ các muối sắt, nhôm hoặc vôi. Tuy nhiên, trong đó, phương pháp sinh học lại có những ưu điểm nổi bật như; - Hiệu suất khử nitơ rất cao - Sự ổn định và đáng tin cậy của quá trình rất lớn - Tương đối dễ vận hành, quản lý - Diện tích đất yêu cầu nhỏ - Chi phí đầu tư hợp lý, vừa phải 2.4. Kết luận Với những tác động xấu của hàm lượng nitơ có trong nước thải sinh hoạt và khu công nghiệp đến sức khỏe con người cũng như môi trường, chúng ta nên xử lý nitơ xuống dươi tiêu chuẩn cho phép trước khi xả nước thải ra môi trường (sông, hồ .) Từ việc xem xét, đánh giá hiệu quả xử lý cũng như tổng quan các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải, chúng tôi lựa chọn phương pháp sinh học để xử lý 8 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 8 CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI 3. Xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học 3.1. Cơ sở lý thuyết các quá trình xử lý nitơ bằng phương pháp sinh học Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, nitơ amôn sẽ được chuyển thành nitrit và nitrat nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi môi trường thiếu ôxy, các loại vi khuẩn khử nitrat Denitrificans (dạng kỵ khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrát (NO 3 - ) và nitrit (NO 2 - ) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N 2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước. Hình 3. Qúa trình chuyển hóa Nitơ trong nước thải Quá trình chuyển NO 3 - → NO 2 - → NO → N 2 O → N 2 với việc sử dụng mêtanol làm nguồn các bon được biểu diễn bằng các phương trình sau đây: 3.1.1. Nitrat hóa Nitrat hoá là một quá trình tự dưỡng (năng lượng cho sự phát triển của vi khuẩn được lấy từ các hợp chất ôxy hoá của Nitơ, chủ yếu là Amôni. Ngược với các vi sinh vật dị dưỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO 2 (dạng vô cơ) hơn là các nguồn các bon hữu cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá tạo thành trên một đơn vị của quá trình trao đổi chất nhỏ hơn nhiều lần so với sinh khối tạo thành của quá trình dị dưỡng. 9 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 9 CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amôni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật , đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. ở giai đoạn đầu tiên amôni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat Bước 1. NH 4 - + 1,5 O 2  NO 2 - + 2H + + H 2 O Bước 2. NO - 2 + 0,5 O 2  NO 3 - Các vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria sử dụng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau : NH 4 - + 2 O 2  NO 3 - + 2H + + H 2 O (*) Cùng với quá trình thu năng lượng, một số iôn Amôni được đồng hoá vận chuyển vào trong các mô tế bào. Quá trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình sau : 4CO 2 + HCO 3 - + NH + 4 + H 2 O  C 5 H 7 O 2 N + 5O 2 C 5 H 7 O 2 N tạo thành được dùng để tổng hợp nên sinh khối mới cho tế bào vi khuẩn. Toàn bộ quá trình ôxy hoá và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau : NH 4 + +1,83O 2 +1,98 HCO 3 -  0,021C 5 H 7 O 2 N + 0,98NO 3 - +1,041H 2 O+1,88H 2 CO 3 Lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá amôni thành nitrat cần 4,3 mg O 2 / 1mg NH 4 + . Giá trị này gần bằng với giá trị 4,57 thường được sử dụng trong các công thức tính toán thiết kế. Giá trị 4,57 được xác định từ phản ứng (*) khi mà quá trình tổng hợp sinh khối tế bào không được xét đến. 3.1.2. Khử nitrit và nitrat: Trong môi trường thiếu ôxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kị khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước. + Khử nitrat : NO 3 - + 1,08 CH 3 OH + H +  0,065 C 5 H 7 O 2 N + 0,47 N 2 + 0,76CO 2 + 2,44H 2 O + Khử nitrit : NO 2 - + 0,67 CH 3 OH + H +  0,04 C 5 H 7 O 2 N + 0,48 N 2 + 0,47CO 2 + 1,7H 2 O Như vậy để khử nitơ công trình xử lý nước thải cần : Điều kiện yếm khí ( thiếu ôxy tự do ) Có nitrat (NO 3 - ) hoặc nitrit (NO 2 - ) Có vi khuẩn kị khí tuỳ tiện khử nitrat; 10 GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006 10 [...]... khi cỏc lp phớa di cựng nm trong trng thỏi k khớ Ta gi thit rng nhng vi sinh vt chỳng ta ang tỡm kim c trỳ nhng lp thp nht ca mng biofilm S dng u dũ gen c bit v cụng ngh FISH (Flourescence In Situ Hybridization) chỳng ta cú thờ xỏc nhn s cú mt ca vi khun thuc chng Planctomycetes S dng k thut sinh hc phõn t v nhng thớ nghim sinh lý hc khỏc chỳng ta cú th kt lun rng chớnh vi khun Kuene- nia stuttgartiensis... Lng ụxy cung cp cú th gim ti 60% ng ngha vi vic gim nng lng cn cung cp ụxy cho quỏ trỡnh sinh hoỏ - Quỏ trỡnh anammox khụng yờu cu ngun cỏc bon hu c Trỏi ngc vi quỏ trỡnh Nitrification /Denitrification khi phi cung cp ngun cacbon hu c ( metanol ) lm tỏc nhõn cho quỏ trỡnh sinh hoỏ - Cỏc vi khun Anammox to ra ớt sinh khi hn do ú gim c lng bựn x lý - Quỏ trỡnh Anammox khụng nhng s dng ớt nng lng v cỏc... khi nc v gim hm lng 16 GVHD: PGS.TS Trn c H 16 Lp Cao hoc Mụi trng 2006 CHUYấN : X Lí NIT TRONG NC THI Photpho xung ti a Thi gian x lý kộo di hn quy trỡnh A2/O Tng thi gian lu nc l 10-40ngy, tng sinh khi ca vi sinh vt Hỗn hợp nước thải tuần hoàn Nước thải trước xử lý Anaerobic Anoxic Aerobic Anoxic Aerobic Nước thải sau xử lý Bể lắng Bùn cặn Bùn tuần hoàn chứa photpho Hỡnh 10 Quy trỡnh Bardenpho (5 giai... 3.2.1 Dõy chuyn cụng ngh x lý nit - Quỏ trỡnh hu phn (Post - denitrification) Nitrat húa (X lý sinh hc bc 2) Phn nitrat(X lý bc 3) Cấp khí Nước thải trước xử lý Có thể bổ sung nguồn cácbon hữu cơ Aeroten (XLSH hoàn toàn hay thổi khí kéo dài) Anoxic + Ôxy hóa hiếu khí chất hữu cơ Bể lắng Nước thải sau xử lý + Khử nitrat hóa + Nitrat hóa Bùn tuần hoàn NO3 Bùn dư Hỡnh 4 S dõy chuyờn x lý Nit trong nc thi... lp mng sinh hc biofilm Amụnic s c ụxy hoỏ di iu kin gii hn v ụxy to ra mt lng nitrit thớch hp Lng nitrit ny s kt hp vi lng amụnic cũn li to thnh N 2 bi cỏc vi khun anammox Kt hp hai quỏ trỡnh theo phn ng sau : NH4+ + 0,85 O2 0,435 N2 + 0,13 NO3- + 1,3 H2O + 1,4 H+ Cụng ngh da trờn quỏ trỡnh ny cú th ỏp dng nghiờn cu x lý nc thi giu amụni ca nc thi thu gom trờn b mt ca cỏc quỏ trỡnh x lý sinh húa... thỏng nuụi cy bựn ging s c ly ra lm thớ nghim Dũng vo c chun b bng cỏch ho tan 47,1 - 471mg (NH4)2SO4 v 13,6g KH2PO4 vo trong nc mỏy 4.2.2 Vt liu mang Giỏ th vi sinh l si Acrylin chuyờn dng cú c tớnh nh dng si xự xỡ tng bỏm cho mng vi sinh vt, ng kớnh 2mm , kt ni vi nhau thnh dng li do cụng ty Biofix , Net Co, Ltd sn xut 21 GVHD: PGS.TS Trn c H 21 Lp Cao hoc Mụi trng 2006 CHUYấN : X Lí NIT TRONG... n to mt s ngun nc mt , gõy ra hin tng tỏi nhim bn v nc cú mu, mựi khú chu 3.3.1 Kt hp x lý Pht pho v Nit trong nc thi bng phng phỏp sinh hc 15 GVHD: PGS.TS Trn c H 15 Lp Cao hoc Mụi trng 2006 CHUYấN : X Lí NIT TRONG NC THI Mt trong nhng quỏ trỡnh x lý bng phng phỏp sinh hc ang c phỏt trin ú l kt hp x lý c nit v photpho Bng cỏch s dng bựn hot tớnh, cỏc hp cht trong cỏc quỏ trỡnh x lý thiu khớ (anoxic),... GVHD: PGS.TS Trn c H 19 Lp Cao hoc Mụi trng 2006 CHUYấN : X Lí NIT TRONG NC THI 4 Nghiờn cu phng phỏp x lý Nit trong nc thi bng quỏ trỡnh Anammox T nhng nm 1980 v 1990 ngi ta ó thy rng ngoi phng phỏp x lý sinh hc kt hp hai quỏ trỡnh nitrat hoỏ v kh nitrat hoỏ cú th loi b c amụni ra khi ngun thi m cũn tn ti mt loi vi khun cú kh nng ụxy hoỏ amụni thnh dng khớ N2 s dng nitrit c hỡnh thnh t quỏ trỡnh x lý thay... Aerụten hot ng giỏn on theo m (h SBR) 13 GVHD: PGS.TS Trn c H 13 Lp Cao hoc Mụi trng 2006 CHUYấN : X Lí NIT TRONG NC THI Nước thải vào Bể lắng cát Bể lắng đợt một Bể SBR 1 Bể SBR 2 Xả bùn hoạt tính dư Khử trùng Xả nước thải ra sông, hồ Hỡnh 7 S dõy chuyờn x lý Nit trong nc thi B SBR Cỏc giai on hot ng din ra trong mt ngn bao gm: lm y nc thi, thi khớ, lng tnh, x nc thi v x bựn d Nước thải vào Làm... khớ ti N2 cung cp hi t v mt lng nh nitrat theo phng trỡnh phn ng sau: NH3 + 1,32 NO2- + H+ 1,02N2 + 0,26 NO3- + 2H2O loi b nit amụn t nc thi s dng vi khun anammox mt phn nit amụn thớch hp c s dng sn sinh ra lng nitrit NO 2- theo phng trỡnh phn ng sau : NH4+ + 1,5O2 +2HCO3- NO2- + 2CO2 + 3H2O Trong thc t thc hin thnh cụng quỏ trỡnh anammox thỡ bt buc phi thc hin trc mt bc quỏ trỡnh aerobic oxy hoỏ