xử lý kỵ khí bằng phương pháp UABS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA MƠI TRƯỜNG-HĨA-THỰC PHẨM MÔN HỌC:XỬ LÝ NƯỚC THẢI DÂN DỤNG CÔNG NGHỆ Đề Tài:Xử lý kỵ khí PP UBSA Nhóm Bể sinh học kỵ khí UASB là bể kỵ khí lớp bùn chảy ngược dòng Trong bể UASB, nước thải đc đưa vào từ đáy bể thông qua hệ thống phân phối dòng vào Nước thải chuyển động theo chiều từ dưới lên với vận tốc 0,6 đến 0,9 m/h, qua lớp bùn vi sinh kỵ khí lơ lửng Trong điều kiện kỵ khí, các chất hữu có nước thải sẽ phân hủy thành các hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ hơn, hình thành khí CH4, CO2, tạo nên sự xáo trợn bên bể Khí đc tạo có khuynh hướng bám vào các hạt bùn, nổi lên mặt bể, va chạm tấm hướng dòng Các tấm này có nhiệm vụ tách khí, bùn và nước Các hạt bùn được tách khí sẽ rơi x́ng lại tầng bùng lơ lửng Khí sinh học sẽ được thi bằng hệ thớng thu khí 1 Điều kiện áp dụng  - Bùn nuôi cấy ban đầu: nồng độ tối thiểu là 10 kg VSS/m3 Lượng bùn cho vào khơng nên nhiều 60% thể tích bể.  - Hàm lượng chất hữu cơ: COD 50.000mg/l thì cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước thải đầu ra.  - Chất dinh dưỡng: nồng độ nguyên tố N, P, S tới thiểu có thể tính theo biểu thức sau:  (COD/Y) : N :P : S = (50/Y) : 5: :1 (Y là hệ số sản lượng tế bào phụ thuộc vào loại nước thải Nước thải dễ acid hóa Y= 0,03, khó acid hóa Y= 0,15.)  - Hàm lượng cặn lơ lửng: nước thải có hàm lượng SS lớn khơng thích hợp cho mơ hình này SS > 3.000 mg/l khó phân hủy sinh học sẽ lưu lại bể sẽ ngăn cản quá trình phân hủy nước thải.  Quá trình hoạt động vi sinh vật bể UASB  Thủy phân cắt mạch: giai đoạn này chuyển hóa các chất hữu phức tập thành chất hữu đơn giản  Axit hóa: Chuyển hóa chất hữu đơn giản thành H2, CO2, Axit hữu cơ, Axit acetic, rượu  Axit acetat: H2, CO2, Axiacetit  Metan hóa: CO2, H2O, CH4 Vận hành bể UASB - Khởi động : 3kg COD/ngày Thời gian lưu nước 24 Nồng độ 5000 COD/l pha lỗng và t̀n hoàn lại nước - Phương pháp kiểm tra vi sinh vật q trình ni cấy + Xác định sinh khối tươi và khô bằng phương pháp ly tâm, cân và xác định + Xác định Nitơ tổng, Cacbon tổng Kiểm tra khí metan - Bắt đầu vận hành bể bằng cách cung cấp tải lượng vào một nửa thể tích bể, với nồng đợ tới thiểu 0.2 kg COD/m3/ngày, thời gian lưu nước 24 - Sau chờ ngày đầu tiên, kiểm tra khí thoát có đạt 0.1 m3/ngày không? - Nếu không đạt, nên dừng cung cấp dòng vào và chờ đến sản lượng khí này giảm x́ng dưới mg/l, tiếp tục vận hành bình thường - Kiểm tra nông độ khí metan ngày mợt lần 5 Kiểm tra nước - Kiểm tra nồng độ COD: ( COD < 100 mg/l : có vấn đề COD > 5000 mg/l : pha loãng nước và tuần hoàn lại nước thải) - Kiểm tra khả phân hủy của vi sinh vật - Kiểm tra nước thải có tính đẹm hay khơng - Kiểm tra lượng dinh dưỡng nước thải - Kiểm tra nồng độ chất rắn lơ lửng có cao hay không - Kiểm tra độc tố ( NH3-N = 2000 mg/l, Độ mặn > 15.000 mg/l, SO4 > 500 mg/l) Ưu nhược điểm Ưu điểm - Không tốn nhiều lượng;  - Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp;  - Tạo lượng bùn có hoạt tính cao lượng bùn sản sinh khơng nhiều, giảm chi phí xử lý;  - Loại bỏ chất hữu với lượng lớn, hiệu quả Xử lý BOD khoảng 600 ÷ 15000 mg/l đạt từ 80-95%;  - Có thể xử lý một số chất khó phân hủy;  - Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh từ hệ thớng Nhược điểm - Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải;  - Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát 7 Yếu tố ảnh hưởng o o o o o o o Thời gian lưu bùn (SRT) Nhiệt đợ (20-45 đợ C) Đợ pH (6.6-7.6) Tính chất của chất nền (TSS, Chất rắn hòa tan, VSS) Chất gây hại (CCL4, CHCL3, Kiem loại nặng (cu, ni, zn ) HCHO, SO2) Sự khuấy đảo hỗn hợp phân hủy Các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng Hạn chế Phương pháp trao đổi ion: – Nếu nước tồn tại các hợp chất hữu hay ion Fe3+, chúng sẽ bám dính vào các hạt nhựa ion, làm giảm khả trao đổi ion của nhựa – Chi phí đầu tư và vận hành khá cao nên được sử dụng cho các công trình lớn và thường sử dụng cho các trường hợp đòi hỏi xử lý cao Cơ Sở Phương Pháp Trao đổi ion   Là quá trình trao đổi ion dựa sự tương tác hoá học giữa ion pha lỏng và ion pha rắn Trao đổi ion là một quá trình gồm các phản ứng hoá học đổi chỗ (phản ứng thế ) giữa các ion pha lỏng và các ion pha rắn (là nhựa trao đổi)  Sự ưu tiên hấp thu của nhựa trao đổi dành cho các ion pha lỏng nhờ đó các ion pha lỏng dễ dàng thế chổ các ion có khung mang của nhựa trao đổi Quá trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác Có hai phương pháp sử dụng trao đổi ion  – Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động , vận hành và tái sinh liên tục ; – Trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên ,vận hành và tái sinh gián đoạn  Trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh là phổ biến  Ta cần dùng một loại vật chất làm chất trao đổi ion để xử lý trao đổi ion vật chất này gặp nước, có thể đem ion nào đó của bản thân nó trao đổi lẫn với các ion cùng dấu nước Nếu chất trao đổi dạng NaR, gặp nước có chứa Ca2+ sẽ phát sinh phản ứng trao đổi sau:  2NaR + Ca  Chất trao đổi ion dạng Na  Chất trao đổi ion dạng Ca => CaR2 + 2Na Kết quả phản ứng  Ca2+ nước bị hấp thụ chất trao đổi ion, chất trao đổi chuyển biến thành dạng Ca2+, Na+ nguyên có chất trao đổi vào nước, vậy Ca2+ nước bị khử  Chất trao đổi ion chuyển biến thành dạng Ca, có thể dùng muối Na cho thông qua, làm cho chất trao đổi chuyển thành dạng Na sau đó sử dụng lại  Có nhiều loại chất trao đổi ion: chất trao đổi ion thiên nhiên, nhân tạo, hữu cơ, vô cơ, dạng cationit… Có hai phương pháp sử dụng trao đổi ion là:  Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động, vận hành và tái sinh liên tục;  Trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên, vận hành và tái sinh gián đoạn  Trong đó trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh là phổ biến ... lớp bùn vi sinh kỵ khí lơ lửng Trong điều kiện kỵ khí, các chất hữu có nước thải sẽ phân hủy thành các hợp chất có khới lượng phân tử nhỏ hơn, hình thành khí CH4, CO2, tạo...Bể sinh học kỵ khí UASB là bể kỵ khí lớp bùn chảy ngược dòng Trong bể UASB, nước thải đc đưa vào từ đáy bể... nước - Phương pháp kiểm tra vi sinh vật q trình ni cấy + Xác định sinh khối tươi và khô bằng phương pháp ly tâm, cân và xác định + Xác định Nitơ tổng, Cacbon tởng Kiểm tra khí metan