Bài giảng vi sinh vật môi trường (TS lê quốc tuấn) chương 7

Chương khử phosphorus ng phương pháp sinh học TS Lê Quốc Tuấn Khoa Môi trường ng Taiø nguyên Đaiï hoc ï Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Các trình khử phosphorus ™ Phosphorus loại thải qua việc hấp thu tế bào vi sinh vật ™ Lượng ng phosphorus tế bào VSV khoảng ng 1/5 lượng ng nitrogen ™ Thường ng lượng ng phosphorus nước thải xử lý khoảng ng 10-30% ™ Yếu tố quan trọng ng việc khử phosphorus luân phiên điều kiện hiếu khí kỵ khí ™ Việc xử lý phosphorus tạo điều kiện tối ưu cho VSV việc đồng ng hóa phosphorus Sơ đồ trình khử phosphorus Nước thải Thiếu khí Kỵ khí Nitrogen giải phóng dạng khí Xả sông Hiếu khí Xử lý sơ cấp Bể phản ứng Bể lắng thứ cấp Phosphorus hấp thu VSV, loại thải dạng bùn bể lắng thứ cấp Quá trình kỵ khí/hiếu khí khử phosphorus dòng ng ™ Là trình kết hợp oxi hóa carbon khử phosphorus ™ Là trình tăng cường ng bùn hoạt tính lơ lững kết hợp phần kỵ khí hiếu khí ™ Trong pha kỵ khí, phosphorus nước thải chuyển hóa thành nh dạng ng dễ tan ™ Trong pha hiếu khí, phosphorus hòa tan sử dụng ng cho việc tăng sinh khối tế bào ™ Tỉ lệ BOD/P 10/1 để đạt hiệu xử lý cao, hàm lượng ng P đầu khoảng ng mg/L ™ Nếu BOD/P thấp muối kim loại thêm vào để tăng thê hiệu xử lý % loại thải Mối tương quan loại thải P thành phần bùn Lượng bùn % P bùn Quá trình PhoStrip (khử P dòng ng phụ) ™ Trong PhoStrip, phần bùn hoạt tính hồi lưu từ trình xử lý sinh học làm lệch hướng qua bể làm phosphorus kỵ khí ™ Thời gian lưu nước bể làm biến động điển hình từ - 12 ™ Phosphorus giải phóng bể làm bên bể chất mặt, bùn hoạt tính nghèo phosphorus đưa trở lại bể kỵ khí ™ Chất mặt giàu phosphorus xử lý với vôi chất keo tụ khác bể tách đẩy vào bể lắng sơ cấp bể kết bông/ gạn lọc để tách chất rắn ™ Phosphorus loại bỏ từ hệ thống kết tủa hóa học Xử lý cặn trạm xử lý kết hợp tăng cường trình lên men (Quá trình PhoStrip) Bể phản ứng ng mẻ liên tục ™Được sử dụng để trình kết hợp trình: oxi hóa carbon, giảm nitrogen, loại thải phosphorus ™Để tăng cường loại bỏ P hệ thống này, số chất keo tụ P bổ sung thêm ™Quá trình làm giảm cấu thành nước thải thực với việc bổ sung không bổ sung thêm hóa chất cách thay đổi vận hành bể phản ứng Thiếu khí Hiếu khí Phản ứng Làm đầy Thoát nước xử lý Tháo bùn dư Thoát nước bùn Quá trình phản ứng mẻ liên tục Ổn đònh Mô tả trình Làm đầy Khuấy kỵ khí Khuấy hiếu khí Khuấy thiếu khí Ổ đònh Tháo nước/bùn ¾Sự giải phóng phosphorus đồng hóa BOD xảy pha trộn kỵ khí, với đồng hóa tiếp sau pha trộn hiếu khí ¾Việc chỉnh sửa thời gian phản ứng làm cho trình nitrate hóa loại thải nitrogen thực Thời gian quay vòng biến động từ đến 24 ¾Nguồn carbon pha thiếu khí đòi hỏi để giúp đỡ trình phản nitrate hóa - nguồn carbon bên hô hấp nội sinh sinh khối tồn nước thải Độ dẫn điện (mS/m) Động ng học phản ứng ng mẻ liên tục khử phosphorus Pha kỵ khí Độ dẫn điện Phosphate Pha hiếu khí Acid béo bay Thời gian (phút) Lắng Phân hủy kỵ khí Nước thải Xử lý bùn Nước Ngăn chứa Bể điều Thiếu khí hòa bùn Hiếu khí Lắng Mô hình hoàn chỉnh phản ứng mẻ liên tục Khử trùng So sánh nh trình khử P sinh học Quá trình A/O Thuận lợi - Sự vận hành đơn giản so với trình khác - Bùn thải có thành phần phosphorus cao (3-5%) có giá trò làm phân bón - Thời gian lưu nước ngắn - Mức độ làm giảm hiệu việc khử phosphorus chấp nhận được, trình có lẽ đạt đến việc nitrate hóa hoàn toàn PhoStrip - Có thể kết hợp dễ dàng vào hệ thống xử lý bùn hoạt tính tồn - Quá trình linh hoạt : trình khử phosphorus không bò điều khiển tỷ số BOD/phosphorus - Một vài khu xử lý US - Ít sử dụng hóa chất so với kết tủa hóa học dòng - Có thể đạt đến nồng độ orthophosphate thấp 1.5mg/l - Quá trình linh hoạt cho việc kết hợp việc khử nitrogen phosphorus - Quá trình đơn giản để vận hành - Chất rắn dòch trộn rửa dâng nước Phản ứng mẻ liên tục Không thuận lợi - Không có khả đạt đến mức độ cao việc khử phosphorus nitrogen đồng thời - Trong điều kiện thời tiết lạnh, trình vận hành không bảo đảm - Đòi hỏi tỷ số BOD/P cao - Thời gian lưu tế bào hiếu khí giảm, đòi hỏi phải có thiết bò cung cấp oxy với tốc độ cao - Sự linh động kiểm soát trình bò giới hạn - Yêu cầu thêm vôi để kết tủa phosphorus - Yêu cầu oxy hòa tan cao dòch trộn để ngăn cản giải phóng phosphorus bể lọc cuối - Đòi hỏi phải có thêm bể cho việc làm - Cặn vôi vấn đề cho việc trì - Chỉ thích hợp với dòng chảy nhỏ - Đòi hỏi phải có đơn vò thừa - Chất lượng nước đầu tùy thuộc vào thiết bò lắng - Thông số thiết kế hạn chế Khử nitrogen phosphorus kết hợp ™Quá trình bùn hoạt tính với giai đoạn kỵ khí, thiếu khí hiếu khí khác để khử đồng thời nitrogen phosphorus ™Các trình bao gồm: ™ A2/O (Anaerobic-Anoxic/Oxic – Kỵ khí – thiếu khí/hiếu khí) ™ Bardenpho giai đoạn ™ Phản ứng ng mẻ liên tục Các thông số thiết kế liên quan Thông số Tỷ số thức ăn / chất Thời gian lưu chất rắn Chất rắn lơ lững dòch Thời gian lưu nước Vùng kỵ khí Vùng thiếu khí -1 Vùng hiếu khí -1 Vùng thiếu khí -2 Vùng kỵ khí -2 Bùn hoạt tính hồi lưu Đơn vò Kg BOD/kg chất nền.ngày Ngày Mg/l Giờ % nước thải Quá trình A2/O giai đoạn 0.15-0.25 0.1-0.2 4-7 3.000-5.000 10-40 2.000-4.000 0.5-1.5 0.5-1 3.5-6 1-2 2-4 4-12 2-4 0.5-1 50-100 20-50 Quá trình A2/O ™Quá trình A2/O sửa đổi trình A/O cung cấp thêm vùng thiếu khí cho sửa đổi ™Thời gian lưu nước vùng thiếu khí khoảng chừng ™Vùng thiếu khí thiếu hụt oxy hòa tan, oxy hóa hợp dạng nitrate nitrite đưa vào dòch trộn hồi lưu từ phần hiếu khí ™Nồng độ phosphorus nước thải đầu thường nhỏ mg/l mong đợi không cần phải qua lọc, qua lọc nồng độ phosphorus giảm xuống thấp 1.5 mg/l Quá trình A /O Sơ đồ trình A2/O Nước thải Thiếu khí Kỵ khí Nitrogen giải phóng dạng khí Xả sông Hiếu khí Xử lý sơ cấp Bể phản ứng Bể lắng thứ cấp Phosphorus hấp thu VSV, loại thải dạng bùn bể lắng thứ cấp Quá trình giai đoạn ™Hệ thống giai đoạn cung cấp giai đoạn kỵ khí, thiếu khí hiếu khí để khử phosphorus, nitrogen carbon ™Giai đoạn thiếu khí thứ cung cấp cho trình nitrate hóa phụ thêm sử dụng nitrate sinh giai đoạn hiếu khí chất nhận điện tử carbon hữu nội sinh chất cho điện tử ™Giai đoạn hiếu khí cuối sử dụng để làm khí nitrogen từ dung dòch làm giảm tối thiểu giải phóng phosphorus thiết bò làm cuối ™Dòch trộn từ vùng hiếu khí thứ hồi lưu trở lại vùng thiếu khí Quá trình giai đoạn So sánh nh trình khử nitrogen phosphorus kết hợp Quá trình A2/O Quá trình giai đoạn Những thuận lợi Bùn thải có thành phần phosphorus cao (3-5%) có giá trò làm phân bón Cung cấp khả phản nitrate hóa tốt A/O Sinh bùn hoạt tất hệ thống loại phosphorus Bùn thải có thành phần phosphorus cao có giá trò làm phân bón Tổng nitrogen giảm đến mức độ thấp hầu hết trình khác Kiềm quay trở lại hệ thống, cách làm giảm loại trừ cần thiết cho việc bổ sung hóa chất Được sử dụng rộng rãi Nam phi liệu quan trọng có sẵn Không thuận lợi Khó vận hành thời tiết lạnh Phức tạp A/O Tuần hoàn nội lớn tăng lượng cung cấp yêu cầu trì Kinh nghiệm giới hạn US Đòi hỏi cung cấp thêm hóa chất Đòi hỏi thể tích bể phản ứng trình A/O Sự lắp đặt ban đầu giảm khả trình để loại bỏ nitrogen phosphorus Yêu cầu tỷ số BOD/P cao Ảnh hưởng nhiệt độ lên trình không rõ ràng Hệ thống A/O dùng để xử lý BOD Phosphorus VÙNG KỴ KHÍ VÙNG HIẾU KHÍ BỂ LẮNG Nước xử lý Nước thải đầu vào Hoàn lưu bùn hoạt tính Bùn thải giàu phosphorus Xử lý phosphorus ng đất ngập nước Uptake: Hấp thu Phosphorus Lắng đọng Dính vào đáy TẢO Dòng Dính vào đáy Ứng ng dụng ng thực tế [...]... khí, với sự đồng hóa tiếp sau trong pha trộn hiếu khí Vi c chỉnh sửa thời gian phản ứng làm cho quá trình nitrate hóa và loại thải nitrogen có thể được thực hiện Thời gian quay vòng biến động từ 3 đến 24 giờ ¾Nguồn carbon trong pha thiếu khí được đòi hỏi để giúp đỡ quá trình phản nitrate hóa - hoặc nguồn carbon bên ngoài hoặc sự hô hấp nội sinh của sinh khối tồn tại trong nước thải Độ dẫn điện (mS/m)... phản ứng mẻ liên tục Khử trùng So sánh nh các quá trình khử P sinh học Quá trình A/O Thuận lợi - Sự vận hành đơn giản so với các quá trình khác - Bùn thải có thành phần phosphorus cao (3-5%) và có giá trò làm phân bón - Thời gian lưu nước ngắn - Mức độ làm giảm hiệu quả của vi c khử phosphorus có thể chấp nhận được, quá trình có lẽ đạt đến vi c nitrate hóa hoàn toàn PhoStrip - Có thể kết hợp dễ dàng... chính - Có thể đạt đến nồng độ orthophosphate thấp hơn 1.5mg/l - Quá trình rất linh hoạt cho vi c kết hợp vi c khử nitrogen và phosphorus - Quá trình đơn giản để vận hành - Chất rắn dòch trộn không thể được rửa sạch bởi sự dâng nước Phản ứng từng mẻ liên tục Không thuận lợi - Không có khả năng đạt đến mức độ cao của vi c khử phosphorus và nitrogen đồng thời - Trong điều kiện thời tiết lạnh, quá trình vận... hạn - Yêu cầu thêm vôi để kết tủa phosphorus - Yêu cầu oxy hòa tan cao hơn của dòch trộn để ngăn cản sự giải phóng phosphorus trong bể lọc cuối cùng - Đòi hỏi phải có thêm bể cho vi c làm sạch - Cặn vôi là một vấn đề cho vi c duy trì - Chỉ thích hợp với những dòng chảy nhỏ - Đòi hỏi phải có các đơn vò thừa - Chất lượng nước đầu ra tùy thuộc vào thiết bò lắng - Thông số thiết kế hạn chế Khử nitrogen... khí, thiếu khí và hiếu khí để khử phosphorus, nitrogen và carbon ™Giai đoạn thiếu khí thứ 2 được cung cấp cho quá trình nitrate hóa phụ thêm sử dụng nitrate được sinh ra trong giai đoạn hiếu khí như là chất nhận điện tử và carbon hữu cơ nội sinh như là chất cho điện tử ™Giai đoạn hiếu khí cuối cùng được sử dụng để làm sạch khí nitrogen từ dung dòch và làm giảm tối thiểu sự giải phóng phosphorus trong... làm phân bón Cung cấp khả năng phản nitrate hóa tốt hơn A/O Sinh ra bùn hoạt ít nhất trong tất cả các hệ thống loại phosphorus Bùn thải có thành phần phosphorus khá cao và có giá trò làm phân bón Tổng nitrogen giảm đến mức độ thấp hơn hầu hết các quá trình khác Kiềm quay trở lại hệ thống, bằng cách này làm giảm hoặc loại trừ sự cần thiết cho vi c bổ sung hóa chất Được sử dụng rộng rãi ở Nam phi và các... kỵ khí Vùng thiếu khí -1 Vùng hiếu khí -1 Vùng thiếu khí -2 Vùng kỵ khí -2 Bùn hoạt tính hồi lưu Đơn vò Kg BOD/kg chất nền.ngày Ngày Mg/l Giờ % nước thải Quá trình A2/O 5 giai đoạn 0.15-0.25 0.1-0.2 4 -7 3.000-5.000 10-40 2.000-4.000 0.5-1.5 0.5-1 3.5-6 1-2 2-4 4-12 2-4 0.5-1 50-100 20-50 Quá trình A2/O ™Quá trình A2/O là một sửa đổi của quá trình A/O và cung cấp thêm một vùng thiếu khí cho sự sửa đổi... hỏi cung cấp thêm hóa chất Đòi hỏi thể tích bể phản ứng hơn quá trình A/O Sự lắp đặt ban đầu giảm khả năng của quá trình để loại bỏ nitrogen và phosphorus Yêu cầu tỷ số BOD/P cao Ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình không rõ ràng Hệ thống A/O dùng để xử lý BOD và Phosphorus VÙNG KỴ KHÍ VÙNG HIẾU KHÍ BỂ LẮNG Nước đã xử lý Nước thải đầu vào Hoàn lưu bùn hoạt tính Bùn thải giàu phosphorus Xử lý phosphorus ... qua vi c hấp thu tế bào vi sinh vật ™ Lượng ng phosphorus tế bào VSV khoảng ng 1/5 lượng ng nitrogen ™ Thường ng lượng ng phosphorus nước thải xử lý khoảng ng 10-30% ™ Yếu tố quan trọng ng vi c... hoạt cho vi c kết hợp vi c khử nitrogen phosphorus - Quá trình đơn giản để vận hành - Chất rắn dòch trộn rửa dâng nước Phản ứng mẻ liên tục Không thuận lợi - Không có khả đạt đến mức độ cao vi c... chuyển hóa thành nh dạng ng dễ tan ™ Trong pha hiếu khí, phosphorus hòa tan sử dụng ng cho vi c tăng sinh khối tế bào ™ Tỉ lệ BOD/P 10/1 để đạt hiệu xử lý cao, hàm lượng ng P đầu khoảng ng mg/L