BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Báo cáo thực hành môn: KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Vũ Đình Khang SVTH: MSSV: Lớp: Nhóm: TP.HCM ngày 25 tháng năm 2016 ĐHMT9A QUÁ TRÌNH SINH HỌC HIẾU KHÍ LƠ LỬNG (AEROTANK) I Giới thiệu tổng quan Mục đích thí nghiệm - Aerotank bể xử lý sinh học hiếu khí đặt cụm xử lý sinh học hệ thống xử lý nước thải Nó dùng để loại bỏ chất hữu có nước thải thông qua hoạt động sống vi sinh vật nước thải nguồn vi sinh bổ sung Xử lý sinh học xem trình quan trọng xử lý nước thải đòi hỏi điều kiện chặt chẽ, nghiêm ngặt vi sinh vật nhạy cảm với điều kiện môi trường xung quanh chúng nhiệt độ, pH, oxy, chất dinh dưỡng… - Loại bỏ số chất hữu BOD tác dụng vsv hiếu khí - Dựa vào hoạt động vsv để tạo hạt bùn có kích thước lớn dễ lắng bể lắng Cơ sở lý thuyết Quá trình oxi hóa sinh học hiếu khí trình xử lý sinh học thực vsv điều kiện cung cấp oxi Trong trình oxi hóa sinh hóa xảy trình: - VSV sử dụng oxi tạo lượng cho trình tổng hợp tế bào + trì hoạt động tể bào, di động tiếp hợp + sinh trưởng sinh sản, tích lũy chất dinh dưỡng tiết sản phẩm - Ngoài ra, có trình tự phân hủy thành phần thể vi sinh vật kèm theo giải phóng lượng trình oxi hóa phân hủy kèm theo giải phóng lượng câng thiết cho hoạt động sống gọi trình trao đổi lượng tế bào vi sinh vật, số lượng chất dự trữ thướng nhỏ, chúng phải sứ dụng yếu chất hấp thu từ môi trường xung quanh Cơ chế phán ứng mô tả theo phương trình sau: Chất hữu + O2 + NH3 tế bào + CO2 + H2O Tế bào + O2 CO2 + H2O + NH3 Cơ Chế Quá Trình Khử BOD Hiệu khử BOD phụ thuộc vào thành phần tính chất nước thải, chế gồm trình: Khử chất keo tụ trình hấp phụ sinh hóa bề mặt bùn Loại bỏ chất hữu dính bảm bề mặt bùn nhờ trình lắng trọng lực - Chuyển hóa chất hữu thành lượng dự trữ sinh khối tế bào Mô hình - II Thí Nghiệm 30 ml sữa Kiểm tra mô hình 20l nước Đất Chuẩn bị nước thải Chuẩn bị vi sinh Vi sinh xả bồn cầu Nước Dụng cụ chứa mẫu Chuẩn bị dụng cụ Feroin, H2SO4 Dụng cụ phân tích Chuẩn bị hóa chất K2Cr2O7 0,0167 M FAS 0,1 M pH, SS, Cod Chạy mô hình Mỗi thời điểm mẫu SS (mỗi mầu 25 ml) Lấy mẫu ở thời điểm: thời điểm lấy phút, 30 phút, 45 phút, 60 mẫu COD phút Phân tích mẫu Phân tích pH Dùng quỳ tím để xác định pH mẫu nước thải thời điểm lấythímẫu III.Kết nghiệm Phân tích số SS Sấy + cân giấy lọc Lọc mẫu nước thải Sấy SS giấy lọc Cân giấy lọc vừa sấy Tính toán hàm lượng SS Phân tích số COD Chuẩn độ lại FAS Rửa ống COD acid loãng Cho mẫu+hóa chất vào ống COD (4 mẫu thực + mẫu trắng) Nung ống COD (2 tiếng) Chuẩn độ FAS Số liệu phân tích 1.1 Phân tích mẫu nước thải Thời gian lấy mẫu Mẫu trắng phút 30 phút 35 phút 45 phút SS KL (g) COD SS Thể tích FAS chuẩn độ (ml) 1.8 0.05 1.2 0,04 1.5 0,04 1.2 0.03 1.1 pH 6,5 6,5 6,5 6.5 Xử lý số liệu 2.1 Thời gian lấy mẫu 0p 30p 35p 40p Nồng độ hiệu suất xử lý Kết SS Kết COD Hàm Hiệu xử lý Hàm lượng lượng (%) (mg/l) (mg/l) Hiệu xử lý 500 400 400 300 50 25 58,33 20 20 40 144 96 120 88 Nhận xét: dựa vào đồ thị ta thấy hàm lượng SS giảm dần, hàm lượng COD có tăng phút thứ 30, nguyên nhân thời gian xử lý ngắn, có sai số việc lấy mẫu chuẩn độ IV Trả lời câu hỏi Cơ chế trình xử lý nước thải phương pháp sinh học hiếu khí lơ lửng: dựa vào hoạt động sống vi sinh vật có bùn hoạt tính điều kiện hiếu khí để chuyển hóa chất hữu nước thải tạo chất rắn ổn định tăng sinh khối tế bào Các yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lí sinh học hiếu khí: Lượng ôxy hòa tan nước Một điều kiện cần thiết để đảm bảo khả oxy hóa chất bẩn hữu nước thải với hiệu cao phải cung cấp đủ oxy hòa tan cách liên tục cho nhu cầu hiếu khí vi sinh vật bùn hoạt tính Lượng oxy hòa tan thường kiểm soát mức 1.5- mg/l Cung cấp oxy vào bể làm thoáng cách sau: Khuấy đảo học: dạng khuấy trục ngang, dạng khuấy trục đứng Thổi sục khí hệ thống khí nén với hệ thống phân tán khí thành dòng tia lớn nhỏ khác Kết hợp sục khí với khuấy đảo học • - Thành phần dinh dưỡng vi sinh vật Trong nước thải, thành phần dinh dưỡng chủ yếu nguồn cacbon ( chất hay chất nền), thể qua tiêu BOD Đây nguồn chất bẩn hữu dễ bị phân hủy( oxy hóa) vi sinh vật Bên cạnh đó, để đảm bảo cho hoạt động sống vi sinh vật, cần lưu ý tới nguồn nitơ (dạng NH4+) nguồn photpho ( muối photphat) Nitơ photpho chất dinh dưỡng tốt vi sinh vật Ngoài ra, vi sinh vật cần tới số chất khoáng khác như: Mg, Ca, K, Mn, Fe, Co… với nồng độ vi lượng Khi thiếu dinh dưỡng nước thải làm giảm mức độ sinh trưởng, phát triển tăng sinh khối vi sinh vật, thể lượng bùn hoạt tính tạo thành giảm, kìm hãm ức chế trình oxy hóa chất hữu gây nhiễm bẩn Nếu thiếu nitơ cách kéo dài, việc cản trở trình hóa sinh làm cho bùn hoạt tính khó lắng, hạt bùn bị phồng lên trôi theo dòng nước làm cho nước khó chứa lượng lớn vi sinh vật, làm giảm tốc độ sinh trưởng cường độ oxy hóa chúng Nếu thiếu phosphor, vi sinh vật dạng sợi phát triển làm cho bùn hoạt tính lắng chậm giảm hiệu xử lí Khi thiếu nguồn N P lâu dài ảnh hưởng nhiều tới cấu tạo tế bào mới, giảm mức độ sinh trưởng, ảnh hưởng không tốt tới di truyền hệ sau vi sinh vật Trong công trình bùn hoạt tính, nhu cầu chất dinh dưỡng kiểm soát thông qua tỉ lệ: BOD: N:P = 100:5:1 ( hiếu khí ngắn ngày), BOD:N:P = 200:5:1 ( hiếu khí kéo dài) Trong trương hợp dư thừa N P, vi sinh vật sử dụng không hết, cần phải loại bỏ thành phần biện pháp khác để tránh ảnh hưởng đến nguồn tiếp nhận • Nồng độ chất bẩn hữu có nước thải Nồng độ chất nước thải có ảnh hưởng tới hiệu làm việc công trình bùn hoạt tính Nếu nồn độ chất cao gây ức chế sinh lý sinh hóa tế bào sinh vật, làm ảnh hưởng xấu đến trình trao đổi chất, đến việc hình thành enzyme, chí làm cho vi sinh vật bị chết • Các chất có độc tính ức chế đến đời sống vi sinh vật Để đảm bảo cho bùn hoạt tính tạo thành hoạt động bình thường nước thải cần phải xác định xem nước thải làm môi trường dinh dưỡng để nuôi vi sinh vật thích hợp không, có kìm hãm, ức chế đến sinh trưởng tăng sinh khối hay không Tiến hành xác định độc tính vi sinh vật, dùng nước thải để nguyên pha loãng cân đối dinh dưỡng, sau cấy giống vi sinh vật Nồng độ muối vô nước thải không 10 g/l muối vô thông thường, pha loãng nước thải xử lý phương pháp bùn hoạt tính, chất độc kim loại nặng, chất độc hữu phải tiến hành phân • - - tích cẩn thận có biện pháp xử lí riêng biệt ( hấp phụ, trao đổi ion…), sau xử lý phương pháp sinh học • Nồng độ chất lơ lửng dạng huyền phù Sau xử lí sơ bộ, tùy thuộc nồng độ chất lơ lửng có nước thải mà xác định công trình xử lí thích hợp lọc sinh học Aerotank Nếu nồng độ chất lơ lửng không qúa 100 mg/l loại hình xử lí thích hợp bể lọc sinh học nồng độ không 150 mg/l xử lí aerotank cho hiệu phân hủy chất hữu nhiễm bẩn cao Đối với công trình aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, nồng độ chất lơ lửng cho phép mức cao Tuy nhiên, nồng độ chất rắn lơ lửng cao thường làm ảnh hưởng tới hiệu xử lí công trình sinh học Vì vậy, nước thải có nồng độ chất rắn lơ lửng cao cần phải xử lí sơ trước để loại bớt • Các yếu tố khác PH nước thải: có ảnh hưởng nhiều đến trình hóa sinh vi sinh vật, trình tạo bùn lắng Nói chung PH thích hợp cho xử lí nước thải Aerotank 6.5 – 8.5 Trong thời gian cuối, nước thải Aerotank có PH chuyển sang kiềm, hợp chất nitơ chuyển thành NH3 muối amon Nhiệt độ nước thải: có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống vi sinh vật Hầu hết vi sinh vật có nước thải thể ưa ẩm ( mesophile) : chúng có nhiệt độ sinh trưởng tối đa 40 oC tối thiểu oC Vì vậy, nhiệt độ xử lí nước thải khoảng – 37 oC, tốt 15 – 35 oC Ứng dụng trình sinh học hiếu khí lơ lửng xử lí nước thải: dùng để loại bỏ chất hữu hòa tan, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng… khỏi nước thải Một số công trình ứng dụng trình sinh học hiếu khí lơ lửng: Aerotank, Mương oxy hóa, SBR, Unitank,…