Chuong3 QTSH DH sept2010

BK TPHCM BÀI GIẢNG CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Chương III: QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH (QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG) GVHD: TS Lê Hoàng Nghiêm Email: hoangnghiem72@gmail.com hoangnghiem72@yahoo.com BK TPHCM Chương III: QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH (QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG LƠ LỮNG) 3.1 Mô tả trình bùn hoạt tính 3.2 Mô hình độâng học trình bùn hoạt tính 3.3 Tính toán trình bùn hoạt tính 3.4 Đánh giá thông số động học trình bùn hoạt tính 3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình bùn hoạt tính 3.6 Các dạng ứng dụng trình bùn họat tính Câu hỏi thảo luận tập chương TS.LÊ HỒNG NGHIÊM THUA Ữ THUẬÄT NG NGỮ BK TPHCM Thu t ng nh ngh a Ch c n ng trao đ i ch t Quá trình hi u khí QTrình XLSH x y có hi n di n oxy Q trình k khí Q trình XLSH u ki n khơng có oxy Q trình thi u khí Q trình chuy n hố Nit Nitrat thành khí Nit u ki n khơng có m t oxy q trình c ng đ c g i kh nitrat (denitrification) Quá trình tùy ti n QT XLSH VSV có th ho t đ ng u ki n có ho c khơng có oxy Q trình k t h p hi u khí/thi u khí/k khí QT XLSH q trình hi u khí, thi u khí k khí k t h p v i đ th c hi n m c tiêu x lý riêng TS.LÊ HỒNG NGHIÊM THUA Ữ THUẬÄT NG NGỮ BK TPHCM Thu t ng Quá trình x nh ngh a lý Quá trình t ng tr l ng ng l VSV ch u trách nhi m chuy n hoá h p ch t h u c , ho c nh ng thành ph n khác n c th i thành khí vi sinh v t đ c trì l l ng ch t l ng ng Q trình t ng tr dính ng bám Vi sinh v t ch u trách nhi m chuy n hoá nh ng h p ch t h u c , ho c nh ng thành ph n khác n c th i thành khí VS bám dính vào b m t VL tr nh : đá, x , ho c nh a t ng h p Quá trình x lý t ng tr ng bám dính c ng gi ng nh trình màng c đ nh Quá trình k t h p K t h p trình t ng tr t ng tr ng bám dính ng l l ng Q trình h Q trình x lý đ c th c hi n bên ao hay h v i t l c nh chi u sâu khác TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM THUA ÖÕ THUAÄÄT NG NGÖÕ BK TPHCM Thu t ng Ch c n ng x lý Kh ch t dinh d sinh h c nh ngh a ng b ng kh Nit photpho trình x h c lý sinh Kh photpho b ng sinh h c photpho tích l y sinh kh i đ nh ng qúa trình ti p theo c tách Kh BOD (carbon) Chuy n hoá nh ng h p ch t h u c ch a carbon n c th i thành t bào s n ph m cu i d ng khí Trong q trình chuy n hố, gi s r ng nit có m t nh ng h p ch t khác đ c chuy n thành ammonia Nitrat hố Q trình x lý g m giai đo n: đ u tiên chuy n hố ammonia thành nitrit sau t nitrit thành nitrat Kh nitrat Quá trình x lý sinh h c đ kh nitrat thành khí nit khí khác TS.LÊ HỒNG NGHIÊM THUA Ữ THUẬÄT NG NGỮ BK TPHCM Thu t ng n đ nh C ch t nh ngh a h p ch t h u c ch a bùn tươi n đ nh ch t th i b ng ph ng pháp sinh h c, CHC đ c chuy n hoá thành t bào khí Q trình có th th c hi n d i u ki n hi u khí hay k khí (g i phân h y k khí hay hi u khí) H p ch t h u c ho c ch t dinh d hoá QT XLSH ng đ c chuy n TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM CÔNG NGHỆ XLNT SINH HOẠT TIÊU BIỂU BK TPHCM SCRác Bể Lắng Cát bể vớt dầu Bể lắng đợt I Xử Lý bậc Nước thải Bể aeroten Bể Lắng đợt II Xử Lý bậc Xử lý sinh Học Cl2 Nước thải sau xử lý Bể tiếp xúc chlorine Xử Lý bùn khử nước Nén bùn Phân hủy kò khí chứa bùn TS.LÊ HỒNG bánNGHIÊM h bùn 3.1 MÔ TẢ QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH BK TPHCM Xử Lý Bậc I XỬ LÝ BẬC II (X Ử LY (XỬ LÝÙ SINH SINH HO HỌÏC) C) Cl2 Influent (QT ính) (QT bu bùønn hoa hoạïtt ttính) X Lý B c I: Lo i rác có kích th thi t b Nguồn tiếp nhận Tới xử lý bùn c to có thê gây t c ng n đ ng ng, h h ng Lo i c n l l ng chu y u ch t h u c Song ch n rác, bê l ng cát, bê l ng I, bê n n i, v t d u m X Lý b c II: Kh X ch t h u c hòa tan ho c d ng keo ly sinh h c TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM BK TPHCM 3.1 MÔ TẢ QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu sử dụng để khử chất hữu chứa carbon Quá trình bùn hoạt tính trình phổ biến vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng Các công trình xử lý nước thải áp dụng trình sinh học hiếu khí sinh trưởng lơ lững gồm: Bể bùn hoạt tính (Activated sludge process) hay bể aeroten (Aeration tank) Mương oxy hóa (Oxidation ditch) Bể sinh học hiếu khí dạng mẻ (Sequencing Batch Reactor – SBR) Hồ sinh học hiếu khí làm thoáng cưỡng (Aerated lagoon) TS.LÊ HỒNG NGHIÊM BK TPHCM QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH Quá trình phân hủy CHC xảy nước thải tiếp xúc với bùn điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm đảm bảo yêu cầu: Cung cấp đủ lượng oxy cách liên tục trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng, Xáo trộn VSV (bùn) CHC nước thải chúng sử dụng CHC nguồn thức ăn Khi VSV phát triển xáo trộn không khí chúng kết lại thành khối với tạo thành bùn hoạt tính – bùn sinh học) 10 TS.LÊ HỒNG NGHIÊM BK TPHCM 78 HO HỒÀ SINH HO HỌÏC HIE HIẾÁU KH KHÍÍ - HO HỒÀ THO THỔÅI KH KHÍÍ (AERATED LAGOON) TS.LÊ HỒNG NGHIÊM THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN BỀ MẶT CỦA HỒ THỔI KHÍ BK TPHCM 79 TS.LÊ HỒNG NGHIÊM Hồ sinh học BK TPHCM Hồ hiếu khí DEEP MOOR , ENGLAND 80 HAREWOOD WHIN, ENGLAND COMPTON BASSETT, ENGLAND HỒNG NGHIÊM SUMMERSTON,TS.LÊ SCOTLAND 3.6 CÁC DẠNG ỨNG NG DỤNG QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH BK TPHCM Hệ thống bùn hoạt tính hai giai đoạn Hệ thống bùn hoạt tính giai đoạn Vào Ra Không khí (Air) Khuấy trộn Làm đầy (Fill) hiếu khí (Aerobic react) Lắng (Settle) Xả (Decant) Nghỉ (Idle) SBR thông thường Hệ thống bùn hoạt tính cấp khí bậc cấp tải bậc 81 TS.LÊ HỒNG NGHIÊM BK TPHCM CÁC DẠNG ỨNG NG DỤNG QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH Hệ thống BHT khử nitơ sau Bổ sung nguồn cacbon bên ??? Hệ thống BHT khử nitơ trước Hệ thống BHT khử nitơ đồng hành 82 Các hệ thống bùn họat tính khử nitơ TS.LÊ HỒNG NGHIÊM BK TPHCM CÁC DẠNG ỨNG NG DỤNG QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH Be å la én g Ñ a àu va øo Th ie áu kh í Đ a àu va øo H ie áu khí Bu øn tu a àn h o a øn Bu øn th a ûi Quá trình Ludzack-Ettinger Khái niệm trình tiền anoxic khử nitơ sinh học(BNR) hoạt động thiếu khí – hiếu khí (Ludzack Ettinger, 1962) Nitrate hóa khử nitrate hóa xảy bể Nitrate hoá xảy vùng hiếu khí phía sau (aerobic) nitrat hình thành vùng hiếu khí tuần hoàn qua đường bùn tuần hoàn (RAS) đến vùng thiếu khí Khử nitrate xảy vùng thiếu khí (anoxic) phía trước Nguồn carbon hữu cần thiết cho trình khử nitrate hoá lấy từ dòng nước thải đầu vào Tổng hiệu suất khử nitơ trình hàm số lưu lượng bùn tuần hoàn Tuy nhiên, trình ứng dụng với việc tăng tốc độ tuần hoàn bùn hoạt tính để ngăn cản bùn bể lắng đợt gây trình khử nitơ 83 TS.LÊ HỒNG NGHIÊM BK TPHCM CÁC DẠNG ỨNG NG DỤNG QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH Tuần hoàn nội Bể lắng Đầu vào Thiếu khí Đầu vào Hiếu khí Bùn tuần hoàn Bùn thải Quá trình Ludzack-Ettinger cải tiến (MLE) Barnard (1973) cải tiến trình Ludzack-Ettinger cách cung cấp đường tuần hoàn nội (IR), để nitrat hoá dẫn trực tiếp đến vùng thiếu khí từ vùng hiếu khí Tốc độ khử nitrat hiệu khử nitơ tăng Tỉ số lưu lượng tuần hoàn nội khoảng đến Với BOD vào thời gian tiếp xúc đủ, nồng độ NO3-N đầu trung bình khoảng từ đến mg/L xừ lí nước thải sinh hoạt, TN