Bài dịch sinh hóa môi trường kỵ khí

được mơ tả Speece ( 1983 ) hình 13.1 Completely mixed : pha trộn hoàn toàn Anearobic contact process : q trình xúc tác kỵ khí Upflow packed bed : ống phức hợp lên Upflow packed bed: ống phức hợp xuống Fluidized bed : lớp nước hóa lỏng 13.2.1 Khuấy trộn hồn tồn Q trình khuấy trộn hồn tồn sở hệ thống xử lí kỵ khí sử dụng cho xử lí bùn thải thành phố từ , phân hủy nhiệt kỵ khí xây dựng vào năm 1927 nhà máy Esen - Rellingghausen Germany Phân hủy nhiệt khí metan thực nhiệt độ trung bình khoảng 35oC, nhiệt độ tối ưu sử dụng nhà máy xử lí nước thải thành phố, kể từ thu hồi nhiệt thực lĩnh vực kinh tế kết hoạt động ổn định Thời gian lưu bể thông thường từ 15 - 25 ngày, nhiệt độ giới hạn cho sinh vật sinh metan sử dụng acetate [θxmin]lim khoảng ngày Vì để tránh rửa trôi sinh vật quan trọng, người ta sử dụng hệ số an toàn , dựa vào tỉ lệ θx/ [θxmin]lim, khoảng từ 4-6 Những thiết kế trước khơng thể pha trộn, với ngun nhân sau Thứ nhất, bùn tự nhiên lên men vi sinh vật không mang lại hiệu với Thứ hai, hạt rắn dày đặc sỏi cát có xu hướng lắng đọng lò phản ứng, làm giảm thể tích có lợi q trình xử lí Để giải vấn đề này, phản ứng không pha trộn thường vận hành thời gian lưu, dựa vào tỷ lệ thể tích bể chứa chảy đến tỉ lệ dòng chảy bùn, trình tự 60 ngày Bùn sơ cấp thứ cấp thành phố thường có nồng độ từ 2.5 đến 15 % tổng lượng chất rắn Với thời gian lưu khoảng 20 ngày, chất hữu pha trộn tốt thiết bị khuấy trộn liên tục ( CSTR ) từ đến kg chất phân hủy sinh học COD/m3 khối lượng phân hủy ( theo tính tốn giả định có khoảng 65% chất rắn lơ lửng bị bay 50% chất rắn bay bị phân hủy sinh học ) Đây tải dùng để so sánh, thể tích tải đạt cao hệ thống hiếu khí Thêm vào đó, phân hủy lượng nhiều tiêu thụ lượng Thật dễ dàng để nhận thấy nhà máy xử lí thành phố lại chọn phương pháp xử lí kỵ khí cho bùn thải Những bất lợi CSTR xử lí kỵ khí mức tải cao đơn vị thể tích thu với dòng chất thải tập trung, bùn giống thải thành phố, có hàm lượng COD phân hủy từ 8000 đến 50.000 mg/l ( Mesophilic anaerobic sludge digester with floating cover ) Tuy nhiên, nhiều dòng chất thải pha lỗng nhiều Nếu xử lí CSTR với thời gian lưu từ 15 - 25 ngày, tải COD đơn vị thể tích thấp, làm giảm loại bỏ lợi ích chi phí xử lí lỵ khí Bí mật xử lí chất thải kinh tế sử dụng hệ thống lò phản ứng để phân tách thời gian lưu chất lỏng qua lò phản ứng sinh khối, thực hệ thống bùn thải hoạt hóa kỵ khí mành sinh học Nói cách khác, θx/θ lớn Hình 13.1 minh họa thời gian lưu nhiều hệ thống sinh khối riêng biệt chất lỏng hệ thống kỵ khí, chiến lược năm 1950 đến 13.2.2 Xúc tác kỵ khí Q trình xúc tác kỵ khí giống với hệ thống bùn hoạt hóa hiếu khí Hệ thống trình bày thực vào năm 1955 Schroepfer đồng nghiệp ( Schroepfer et al., 1955 ) xử lí tương đối chất thải sinh hoạt với COD khoảng 1300 mg/l Bằng cách sử dụng thêm bể lắng tái sinh sinh khối trở lại lò phản ứng, họ phân chia từ θx đến θ đạt thời gian lưu thủy lực khoảng ngày, điều có nghĩa the 4-d [θxmin]lim vi khuẩn sinh metan từ acid acetic Họ thu 90 - 95% BOD bị loại bỏ tải - 2.5 kg/m3-d Mặc dù trình xúc tác kỵ khí ứng dụng rộng rãi vấn đề tái diễn chất rắn sinh học bể lắng có xu hướng tăng lên hệ thống bọt khí phụ tùng bể lắng Tràn dòng chất thải rắn cố nghiêm trọng hệ thống hiếu khí, số lượng vi sinh vật tạo q , thế, mát chất thải rắn hiểu giảm θx ảnh hưởng xấu tới ổn định trình chất lượng dòng chảy Khó khăn hiển nhiên tất hệ thống xử lý kỵ khí giải theo nhiều cách khác 13.2.3 Bộ ống phức hợp lên xuống Quá trình ống phức hợp lên, thông thường gọi lọc kỵ khí, phát triển nghiên cứu phòng thí nghiệm vào cuối năm 1960 ( Young McCarty, 1969 ) Hệ thống tương tự hệ thống lọc khí nhỏ giọt, ban đầu, đá trung tính sử dụng gắn vào chất hữu giàu dinh dưỡng Lọc kỵ khí sử dụng để xử lí chất thải rắn hòa tan với COD từ 375 đến 12,000 mg/l thời gian lưu từ đến 36 h sử dụng đá trung tính để xử lí dòng chất thải tinh bột với COD khoảng 8,800 mg/l áp dụng rộng rãi vào đầu năm 1970 Bởi thể tích vùng trống thấp diện tích bề mặt riêng phù hợp với đá trung tính, hầu hết ứng dụng sử dụng hạt nhựa mài mòn, giống tháp sinh học hiếu khí ngày Lọc kỵ khí giữ lại chất rắn sinh học tốt áp dụng rộng rãi Mối quan tâm hệ thống tắt nghẽn chất rắn sinh học, ảnh hưởng chất rắn lơ lửng kết tủa vơ Bởi vấn đề nên hệ thống ống phức hợp làm việc tốt điều kiện chất rắn lơ lửng, tắt nghẽn lỗ lọc giải Những đổi khác làm giảm vấn đề tắt nghẽn, chẳng hạn, người ta áp dụng vận tốc lớn đáy hệ thống sản xuất khí Dòng chất lỏng chuyển động hỗn loạn mang theo bọt khí tràn lên nhanh chóng lò phản ứng đánh vỡ chất rắn hệ thống bị tắt nghẽn Thay cho ống phức hợp chuyển động lên hệ thống chuyển động xuống Lý hệ thống xuống tốt tinh vi Với hệ thống dòng xuống, chất rắn có xu hướng tích trữ gần bề mặt nhiều hơn, nơi mà nồng độ chất tăng trưởng sinh học cao Điều làm cho trình loại bỏ chất rắn từ đầu dễ dàng tuần hồn khí Thuận lợi khả thi khác hệ thống dòng xuống sulfide sản xuất thơng qua giảm sulfate tách từ chất lỏng phần cột Thông thường, giảm mật độ tập trung sulfate cấp cao lò phản ứng, mật độ sinh vật sinh metan mức độ thấp Hydrogen sulfide làm nhiễm độc sinh vật sinh metan tách H2S trước chạm tới sinh vật sinh metan phần lò phản ứng làm giảm tính độc đến sinh vật Sự xuất phương pháp phân tách mang lại thuận lợi cho nhà máy Puerto Rico xử lý nước thải chưng cất rượu rum có hàm sulfate cao Mặt khác hệ thống dòng xuống, đặc biệt với hạt nhựa mài mòn, có xu hướng tốt để loại bỏ chất rắn sinh học Young Yang ( 1989) đưa thảo luận xuất sắc ứng dụng khác nhau, thuận lợi bất lợi tương đối dòng lên so với dòng xuống tiêu chuẩn hoạt động chung cho ống phức hợp xử lí kỵ khí Ứng dụng hầu hết lĩnh vực chế biến thực phẩm, thức uống, dược phẩm, nhà máy sử dụng lọc kỵ khí tốt  ... lưu nhiều hệ thống sinh khối riêng biệt chất lỏng hệ thống kỵ khí, chiến lược năm 1950 đến 13.2.2 Xúc tác kỵ khí Q trình xúc tác kỵ khí giống với hệ thống bùn hoạt hóa hiếu khí Hệ thống trình... ứng, mật độ sinh vật sinh metan mức độ thấp Hydrogen sulfide làm nhiễm độc sinh vật sinh metan tách H2S trước chạm tới sinh vật sinh metan phần lò phản ứng làm giảm tính độc đến sinh vật Sự xuất... dụng hạt nhựa mài mòn, giống tháp sinh học hiếu khí ngày Lọc kỵ khí giữ lại chất rắn sinh học tốt áp dụng rộng rãi Mối quan tâm hệ thống tắt nghẽn chất rắn sinh học, ảnh hưởng chất rắn lơ lửng