Xử lý chất, thành phần hữu cơ trong nước

Xử lý chất, thành phần hữu cơ trong nước

XỬ LÝ chất/thành phần hữu nước Xử lý sinh học – Để ổn định hàm lượng hữu – Loại bỏ chất dinh dưỡng N P Các loại: Các trình hiếu khí Các trình thiếu khí Quá trình xử lý yếm Quá trình kết hợp hiếu khíthiếu khí-yếm khí Quá trình hồ Sinh trưởng gắn kết Sinh trưởng lơ lửng Hệ thống kết hợp Hiếu khí Trưởng thành/tăng cường Tùy nghi Yếm khí Các trình xử lý sinh học hiếu khí Loại sinh trưởng Tên thông thường Công dụng Sinh trưởng lơ lửng Bùn hoạt tính (AS) Loại BOD (nitrat hóa) Hồ sục khí Loại BOD (nitrat hóa) Sinh trưởng gắn kết Lọc nhỏ giọt Loại BOD nitrat hóa Lọc thô (lọc nhỏ giọt với tốc độ thủy lực lớn) Loại BOD Lọc tiếp xúc sinh học Loại BOD (nitriat hóa) Packed-bed reactors Lọc đáy khối ống Loại BOD (nitrat hóa) Quá trình lọc sinh học hoạt hoát Loại BOD (nitrat hóa) Kết hợp sinh trưởng lơ lửng gắn kết Lọc nhỏ giọt lớp lọc rắn Lọc sinh học-AS Lọc chuỗi nhỏ giọt-AS Các trình sinh học yếm khí Loại sinh trưởng Tên thông thường Công dụng Sinh trưởng lơ lửng Quá trình yếm khí tiếp xúc Loại BOD Dòng ngược qua lớp bùn kị khí (UASB) Loại BOD Lọc yếm khí Loại BOD, ổn định chất thải (phản nitrat hóa) Lọc đáy mở rộng Loại bỏ BOD, ổn định chất thải Sinh trưởng gắn kết Nước thải Lưới lọc Lắng Phân hủy thiếu khí Bùn hoạt tính Oxi hóa Bùn sau phân Khử trùng hủy: làm khô, đốt, làm phân bón hay chôn lấp Dòng xử lý Nước thải thô Xử lý sơ Lọc nhỏ giọt Ôxi hóa Xử lý thứ cấp Vai trò vi sinh vật Loại bỏ BOD thực vi sinh vật: n1(chất hữu cơ) + n2O2 + n3NH3 + n4PO43n5 (tế bào mới) + n6CO2 + n7H2O Vi sinh vật sử dụng xử lý nước thải quần xã hỗn hợp bao gồm:  bacteria,  protozoa  fungi  algae Các loại trinh sinh học Quá trình sinh trưởng lơ lửng: Vi sinh vật trì chất lỏng vẩn cách đảo trộn Các trình sinh trưởng gắn kết: Vi sinh vật gắn kết vào vật liệu trơ (đá, sỏi, xỉ, cát, nhựa v.v.) Chất hữu dinh dưỡng loại bỏ chảy qua lớp màng sinh học gắn kết Quá trình sinh trưởng lơ lửng Bùn hoạt tính (phổ biến nhất) Bể sục khí Phân hủy hiếu khí (yếm khí) Quá trình xử lý bùn hoạt tính • Các vi khuẩn lơ lửng bể sục khí đảo trộn thổi khí vào nước thải • Bùn hoạt tính khí trình hiếu khí vi khuẩn sử dụng chất hữu cơ, N oxi từ nước thải để phát triển tế bào • Tạo chất rắn lắng đọng bị loại bỏ nhờ trọng lực Sơ đồ lọc tiếp xúc quay Lọc tiếp xúc quay • Bao gồm chuỗi đĩa tròn làm polystyrene polyvinyl chloride ngập nước thải quay cách chậm chạp nước thải • Đĩa quay giúp cho vi sinh vật tiếp xúc với chất hữu không khí nên hấp phụ oxy không khí • Lượng chất rắn dư loại bỏ lực xén gây chế chuyển động quay Ưu/nhược điểm Ưu điểm • Có giai đoạn tiếp xúc ngắn • Có thể áp dụng lưu lượng nước thải khoảng lớn • Dễ dàng tách sinh khối khỏi dòng nước thải • Chi phí vận hành thấp • Thời gian lưu ngắn • Tạo bùn thải • Điều khiển trình tốt Nhược điểm • Cần che công trình xây dựng khí hậu lạnh để tránh đóng băng • Có cấu trúc trục đơn vị chuyển động khí nên phải bảo dưỡng thường xuyên Quá trình tiếp xúc yếm khí • Nước thải chưa xử lý trộn với bùn tuần hoàn phân hủy bể phản ứng kín • Hỗn hợp tách bể lọc gạn • Nước gạn thành dòng ra, bùn lắng tuần hoàn Ưu/nhược điểm Ưu điểm • Thu hồi khí metan • Đòi hỏi diện tích nhỏ • Phá hủy chất rắn bay • • • • Nhược điểm Đòi hỏi nhiệt Chất đầu dạng khử cần tiếp tục xử lý Cần vận hành với kỹ xảo Lượng bùn thải đổ bỏ giảm thiểu Dòng ngược qua lớp bùn yếm khí • Nước thải chảy lên qua lớp bùn tạo hạt sinh học phân hủy chất hữu • Một vài loại khí sinh gắn với hạt sinh học làm tăng trở ngại cho việc giải phóng khí • Khí tự thu hồi vòm đặc biệt • Dòng qua hầm lắngr Ưu/Nhược điểm Ưu điểm • • • • Đòi hỏi lượng Đòi hỏi diện tích Tạo bùn Không đắt trình yếm khí khác • Hiệu loại bỏ chất hữu cao Nhược điểm • Giai đoạn khởi động dài • Đòi hỏi lượng hạt sinh học đủ để làm tăng tốc trình khởi động • Rửa trôi lượng bùn lớn pha ban đầu trình • Tạo khí so với trình yếm khí khác Các trình thiếu khí kết hợp Loại Loại sinh Tên thông thường trưởng Công dụng Thiếu khí Sinh trưởng lơ lửng Phản nitrat hóa sinh trưởng lơ lửng Phản nitrat hóa Sinh trưởng gắn kết Phản nitrat hóa màng cố định Phản nitrat hóa Sinh trưởng lơ lửng Quá trình nhiều Loại bỏ BOD, nitrat hóa, phản giai đoạn, trình nitrat hóa, loại bỏ photpho sở hữu khác Sinh trưởng gắn kết Quá trình nhiều Loại bỏ BOD, nitrat hóa, phản giai đoạn nitrat hóa, loại bỏ photpho Quá trình kết hợp hiếu khí, thiếu khí yếm khí Quá trình xử lý ao hồ Tên thông thường Nhận xét Công dụng Hồ ổn định hiếu khí Xử lý vi khuẩn hiếu khí; oxy cung cấp hoạt động quang hợp tảo phản ứng bề mặt; độ sâu 0,15 to 1,5 m Loại BOD Hồ trưởng thành/tăng cường (tam cấp) Xử lý hiếu khí; áp dụng cho nước có tải lượng ô nhiếm thấp để bảo toàn điều kiện hiếu khí Xử lý dòng thải thứ cấp nitrat hóa theo thời vụ Hồ tủy nghi Xử lý vi khuẩn hiếu, kị khí tùy nghi; hồ có ba tầng nước: tầng mặt, tầng đáy, tầng trung gian nửa hiếu khí nửa yếm khí Loại BOD Hồ yếm khí Xử lý với vi khuẩn kị khí; độ sâu lên đến 9,1 m để đảm bảo điều kiện kị khí Loại BOD (ổn định chất thải) Các ví dụ khu vực Địa trung hải (1) Đất nước Tên nhà máy Công suất m3/day Công nghệ xử lý Biện pháp tái sử dụng Tây Ba Nha Vitoria 55.000 Xử lý thứ cấp (lọc lưới, lắng, nitrat hóa-phản nitrat hóa) + xử lý bậc ba(keo tụ-tủa bông, lọc cát, khử trùng clo) Tưới vườn ăn Tây Ba Nha Tenerife 90.000 Xử lý thứ cấp (bùn hoạt tính), xử lý tam cấp Tưới chuối khoai tây, cà chua Hy lạp Chalkis 9.000 Xử lý sơ bộ, lọc gạn, sục khí, lọc gạn lần cuối, xử lý nân cao Tưới bụi Các ví dụ khu vực Địa trung hải (2) Đất nước Tên nhà máy Công suất m3/day Công nghệ xử lý Biện pháp tái sử dụng Palestin Dan Region Project 330.000 Xử lý thứ cấp (bùn hoạt tính, hồ ổn định), xử lý đất ngập nước Tưới hoa màu, vườn trái, rau hoa Ý Grammich -elle 1.500 Bùn hoạt tính, bể tiếp xúc clo, bể chứa Tưới cam, olưu, mía rau Ý Clatagiron -e 5.200 Bùn hoạt tính, lọc cát, hồ chứa Tưới cam, olưu, mía rau Đảo sip Larnaca 8.500 Mương oxi hóa, lọc cát, khử trùng clo Tưới ngô, cỏ alfalfa, vườn, công viên cánh đồng Các ví dụ khu vực Địa trung hải (3) Đất nước Tên nhà máy Công suất m3/day Công nghệ xử lý Biện pháp tái sử dụng Jordan Al Samra 150.000 chuối hồ: hồ yếm khí, hồ tùy nghi, hồ trưởng thành/tăng cường Tưới olưu, rừng, đồng cỏ rau cho thí nghiệm Morocco City of Drargua 600 Xử lý sơ (bể yếm khí), xử lý thứ cấp (lọc cát), xử lý bậc ba Tưới cỏ alfalfa, cà chua, zucchini, ngô cỏ Thổ nhĩ kì Gaziantep 200.000 Xử lý sơ bộ, thứ cấp (bùn hoạt tính) Tưới hoa màu, rau cánh đồng lân cận Mương oxi hóa  Là trình hiếu khí tương tự bùn hoạt tính  Về hình dạng vật lý mương oxi hóa có dạng tròn trang bị thiết bị sục khí học Hiệu trình hiếu khí kị khí [...]... trình xử lý bùn hoạt tính Có rất nhiều kiểu khác nhau của quá trình bùn hoạt tính: - Bể phản ứng mẻ kế tiếp - Hệ thống mương oxi hóa - Hồ sục khí - Hồ ổn định Các thành phần cơ bản của quá trình xử lý bùn hoạt tính:  Bể phản ứng là nơi lưu trữ vi sinh vật trong huyền phù và được sục khí  Bể lắng để tách chất rắn và lỏng  Hệ thống tuần hoàn để đưa chất rắn từ bể lắng trở lại bể phản ứng Quá trình xử lý. .. vị xử lý bùn hoạt tính • Sinh khối tạo thành • Trong đó kd thể hiện tốc độ phân hủy nội bào (d-1) (vd Tốc độ chết của vi sinh vật) • Thay hằng số tốc độ sinh trưởng vào: • Tận dụng cơ chất: trong đó Y hệ số sản lượng (mg sinh khối/mg cơ chất tiêu thụ) • Khoảng của Y: – Hiếu khí: 0.4-0.8 mg/g • Tỉ lệ cơ chất/vi sinh vật (F/M) – Biểu hiện khối lượng cơ chất hàng ngày được cung cấp cho sinh khối, X, trong. .. ra khuấy đảo mạnh nước thải và khí để vận chuyển oxy vào trong nước thải • như trong pp bùn hoạt tính khí, vi khuẩn sinh trưởng ở trạng thái lơ lửng trong nước Ao hồ ổn định Đặc điểm: • Công nghệ đơn giản để xử lý nước thải • Bể rộng và nông để xử lý nước thải bằng các quá trình tự nhiên • Tốc độ oxi hóa chậm hơn so với các hệ thống kỹ thuật Ao hồ ổn định Phân hạng: • Hồ yếm khí: loại BOD bằng cách... Phương trình thiết kế của xử lý bùn hoạt tính Cân bằng khối lượng của sinh khối sản sinh Sinh khối đầu vào + sinh khối sản xuất = sinh khối đầu ra + bùn thải Substitute biomass production equation Cho là nồng độ sinh khối đầu vào và đầu ra là không đáng kể: Cân bằng khối lượng cơ chất Cơ chất đầu vào + cơ chất tiêu thụ = cơ chất đầu ra + cơ chất ở bùn thải Thay phương trình loại bỏ cơ chất vào Cho là không... Cần hệ thống phân phối nước thải đầu vào • Bộ phận tách pha khí và rắn • Thiết bị lấy bùn ra Qui trình thí nghiệm • Thí nghiệm thực hiện trên hệ UASB Hồ hiếu khí • Ao hồ hiếu khí là một quá trình hiếu khí rất giống như bùn hoạt tính • Sục khí cơ khí thường được sử dụng để thổi khí vào nước thải hoặc tạo ra khuấy đảo mạnh nước thải và khí để vận chuyển oxy vào trong nước thải • như trong pp bùn hoạt tính... 100-400kg/ha.day • Hồ trưởng thành/ tăng cường: khử trùng Quá trình phân hủy yếm khí - Thủy phân: các chất hữu cơ phức tạp phân hủy thành các hợp chất đơn giản bởi nhiều loại vi khuẩn khác nhau - Lên men axit: axit béo và cồn bị ô xi hóa; amino axit và hidro carbon bị lên men - Lên men acetat: chuyển hóa axit béo thành axit acetic - Lên men meta: chuyển hóa axit acetic thành metan và CO2; CO2 và H2 thành metan Ở nhiệt... chất hữu cơ và nhiệt độ • Cần ít diện tích • Tốc độ của nitrat hóa có thể kiểm soát được • Vấn đề mùi ít • Chi phí vận hành cao (lao động kỹ thuật cao, điện năng, v.v.) • Tạo ra chất rắn đòi hỏi phải xử lý bùn • Các quá trình thay thế rất nhạy cảm với sốc tải lượng, kim loại nặng và các chất độc khác • Đòi hỏi cung cấp khí liên tục Vi sinh vật trong bể hiếu khí Dòng ngược qua lớp bùn yếm khí-UASB • Nước. .. cơ chất ở bùn thải Thay phương trình loại bỏ cơ chất vào Cho là không có phản ứng sinh học nào xảy ra trong bể lọc gạn Do vậy nồng độ cơ chất ở bể sục khí bằng với nồng độ cơ chất trong đầu ra và trong bùn hoạt tính loại Đáp án là: Phương trình tổng thể – Kết hợp phương trình cân bằng khối lượng cho cơ chất và sinh khối: Thời gian lưu của tế bào: Thời gian lưu thủy lực, Thay thế và chuyển vị: tính toán... tách chất rắn và lỏng  Hệ thống tuần hoàn để đưa chất rắn từ bể lắng trở lại bể phản ứng Quá trình xử lý bùn hoạt tính • Bể sục khí bao gồm hỗn hợp nước thải và vi sinh vật Chất lỏng này được đảo trộn bằng thiết bị sục khí (đồng thời cung cấp oxy) • Một phần của bùn sinh học được tách từ đầu ra thứ cấp bằng phương pháp lắng được tuần hoàn trở lại bể sục khí • Các loại của hệ AS: thông thường, đảo trộn ... kết Nước thải Lưới lọc Lắng Phân hủy thiếu khí Bùn hoạt tính Oxi hóa Bùn sau phân Khử trùng hủy: làm khô, đốt, làm phân bón hay chôn lấp Dòng xử lý Nước thải thô Xử lý sơ Lọc nhỏ giọt Ôxi hóa Xử. .. giọt Ôxi hóa Xử lý thứ cấp Vai trò vi sinh vật Loại bỏ BOD thực vi sinh vật: n1(chất hữu cơ) + n2O2 + n3NH3 + n4PO43n5 (tế bào mới) + n6CO2 + n7H2O Vi sinh vật sử dụng xử lý nước thải quần xã... khí vào nước thải • Bùn hoạt tính khí trình hiếu khí vi khuẩn sử dụng chất hữu cơ, N oxi từ nước thải để phát triển tế bào • Tạo chất rắn lắng đọng bị loại bỏ nhờ trọng lực Quá trình xử lý bùn