Nghiên cứu mô hình hoá quá trình khử photpho trong nước thải bằng phương pháp sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH HỐ Q TRÌNH KHỬ PHOTPHO TRONG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ VÂN ANH Người hướng dẫn khoa hc: TS NG XUN HIN H NI 2005 Luận văn th¹c sÜ khoa häc -2- LỜI NĨI ĐẦU Trong mơi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ cung cấp nước cho sống mn lồi sinh vật vơ quan trọng Con người, lồi động thực vật trái đất tồn phát triển khơng có nước khơng thể tồn phát triển nguồn nước bị ô nhiễm Vì việc bảo vệ cung cấp nước sạch, việc thải xử lý nước bị ô nhiễm trước đổ vào nguồn nước vấn đề xúc toàn thể loài người Nguồn nước thải không xử lý làm ô nhiễm nguồn nước mặt, ngấm vào nguồn nước ngầm, làm ô nhiễm nguồn cung cấp nước sạch, làm ảnh hưởng môi trường sống, đến sức khoẻ cộng đồng người chịu tác động trực tiếp nguồn nước thải Trong nước giàu nguồn Nitơ Photpho, đặc biệt Photpho, điều kiện tốt cho tảo phát triển Tảo phát triển làm cho nước có màu sắc, tảo phát triển cịn gây cho nước có nhiều mùi khó chịu, mùi cỏ, mùi mỡ khét, mùi thối… Nhìn chung tảo khơng gây độc, phát triển khơng thể kìm hãm chúng ngun nhân cân sinh thái nguồn nước chúng tồn tại, làm giảm lượng Oxy hoà tan nước Ngoài thân xác chúng làm ách tắc cho bơm, lọc, đường ống, làm giảm độ keo tụ cặn làm giảm chất lượng nước, đặc biệt mầu mùi… Ngoài ra, phát triển mức tảo nguyên nhân gây tượng phú dưỡng cho nguồn nước, nguyên nhân gây nhiễm thứ cấp Vì cần phải xử lý Photpho tồn nguồn nước thải trước chúng thải môi trường Để xử lý nước thải chứa nhiều Photpho có nhiều phương pháp khác nhau, phổ biến phương pháp kết tủa hoá học phương pháp sinh học Trong luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu mơ hình hố q trình khử Photpho nước thải phương phỏp sinh hc nhm Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa häc -3- nghiên cứu q trình sinh hố xảy hệ thống xử lý Photpho phương pháp sinh học, nghiên cứu thành phần cấu tử tham gia vào q trình Từ thiết lập nên phương trình cân vật liệu cho cấu tử hệ thống thông qua biểu thức toán học biểu diễn mối quan hệ tương hỗ cấu tử trình áp dụng phương pháp số để giải toán cân vật liệu với nồng độ cấu tử đầu vào biết (số liệu thu từ thực nghiệm) kết nhận thông số đầu hệ thống xử lý lượng Photpho xử lý Trên sở kết nhận được, từ đưa định, vận hành, điều khiển, kiểm soát hệ thống cách tối ưu nhất, đánh giá hiệu xuất xử lý hệ thống hoạt động trợ giúp cho việc thiết kế cơng trình xử lý nước thải Luận văn bao gồm chương sau: Chương I: Tổng quan phương pháp xử lý sinh học Chương II: Lý thuyết trình khử photpho nước thải phương pháp sinh học Chương III: Mô hình hố q trình khử photpho phương pháp sinh hc Chng IV: p dng mụ hỡnh Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa học -4- CC CH VIT TT TRONG LUẬN VĂN ADP Adenozin diphotphat ATP Adenozin triphotphat EMP Con đường Embden - Meyerhof - Parnas NAD Nicotinamit adenin dinucleotit PAOs Vi sinh vật tích luỹ photpho PHA Poly - hydroxyalkanotes PHB Poly - hydroxybutyrat PHV Poly - hydroxyvalerat TCA Chu trình Tricarboxylic acid (Chu trình Krebs) VFA Axit bộo bay hi Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa häc -5- MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC 1.1 Nguyên lý chung trình xử lý sinh học 1.2 Vi sinh vật 1.2.1 Vi sinh vật trình xử lý sinh học 1.2.2 Nhu cầu chất dinh dưỡng cho phát triển vi sinh vật 11 1.2.3 Sự tăng trưởng vi khuẩn 13 1.3 Enzim 15 1.4 Động lực học trình xử lý 16 1.4.1 Tốc độ tăng trưởng vi khuẩn 16 1.4.2 ¶nh hưởng hô hấp nội bào 18 1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý 19 1.5.1 Nhiệt độ 19 1.5.2 pH 20 1.5.3 ¶nh hưởng oxi chất mô tả qua phương trình động học sau: 20 1.5.4 ¶nh hưởng chất kìm hãm 21 1.5.5 ¶nh hưởng chất độc 22 CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH KHỬ PHOTPHO TRONG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 23 2.1 Photpho nước thải ảnh hưởng P hệ sinh thái 23 2.2 Các phương pháp khử Photpho nước thải 26 2.2.1 Phương pháp kết tủa hoá học 26 2.2.2 Phương pháp sinh học 30 Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn th¹c sÜ khoa häc 2.3 -6- Khử Photphor nước thải phương pháp sinh học 35 2.3.1 Cơ chế hoá sinh 35 2.3.2 Vi sinh vật tích luỹ Photpho (PAOs) 44 2.3.3 Nguồn Cacbon 45 2.3.4 Các trình xử lý 46 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH HỐ Q TRÌNH KHỬ PHOTPHO BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 56 3.1 Khái quát mơ hình hố 56 3.1.1 Sơ lược phương pháp mơ hình hoá 56 3.1.2 Đặc điểm phương pháp mơ hình hố 57 3.1.3 Vai trị mơ hình hố lĩnh vực nghiên cứu xử lý nước thải 58 3.2 Giới thiệu số nghiên cứu mơ hình hố ứng dụng cơng nghiệp 59 3.3 Mơ hình hố q trình khử Photpho phương pháp sinh học 61 3.3.1 Các cấu tử mơ hình 61 3.3.2 Các thông số hệ số tỷ lượng mơ hình 63 3.3.3 Các q trình mơ hình 64 3.3.4 Các mơ hình 68 3.3.5 Xác định thông số mơ hình 69 3.3.6 Thiết lập phương trình cân vật liệu cho cấu tử trình khử Photpho nước thải phương pháp sinh học 75 CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG MƠ HÌNH 91 4.1 Nồng độ thành phần mơ hình 91 4.2 Kết tính tốn 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa häc -7- CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC 1.1 NGUYÊN LÝ CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC Các chất hữu hoà tan, chất keo phân tán nhỏ chuyển hoá cách hấp phụ keo tụ sinh học bề mặt tế bào vi sinh vật Tiếp đó, q trình trao đổi chất, tác dụng men nội bào, chất hữu bị phân huỷ Quá trình vi sinh vật tiêu thụ chất bẩn từ nước thải gồm ba giai đoạn sau: + Di chuyển chất gây ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt vi sinh vật khuyếch tán đối lưu phân tử + Di chuyển chất bẩn từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm khuyếch tán chênh lệch nồng độ chất ngồi tế bào + Q trình chuyển hoá chất tế bào vi sinh vật với sản sinh lượng trình tổng hợp chất tế bào với hấp thụ lượng Nồng độ chất xung quanh tế bào giảm dần, thành phần thức ăn từ mơi trường bên ngồi (mơi trường nước thải) lại khuyếch tán bổ xung thay Thường trình khuyếch tán mơi trường chậm q trình hấp thụ qua màng tế bào nên nồng độ chất dị dưỡng xung quanh tế bào thấp Song sản phẩm tế bào tiết nhiều so với nơi xa tế bào Giai đoạn hấp thụ hấp phụ cần thiết việc tiêu thụ chất hữu vi sinh vật song khơng phải có ý nghĩa định q trình xử lý nước thải mà đóng vai trị chủ yếu định q trình diễn t bo vi sinh vt Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn th¹c sÜ khoa häc -8- Hình 1.1: Q trình chuyển hố chất hữu ơxi hố sinh hố Chất bẩn trước xử lý Chất bẩn bị giữ lại bề mặt tế bào Chất bẩn cịn lại mơi trường sau xử lý Chất bẩn bị ơxi hố trực tiếp thành CO2, H2O, H Chất bẩn bị đồng hoá tổng hợp để tăng sinh khối Tự ơxi hố vi sinh vật thành CO2 H2O men hô hấp nội bào Phần dư vi sinh vật Nước thải tiếp xúc bùn hoạt tính, phần lớn chất bẩn bị giữ lại bề mặt tế bào, phần cịn lại ngồi theo dịng ra, phần chất bẩn bị giữ lại có phần bị ơxi hố hồn tồn thành CO2 H2O, phần bị đồng hoá để tổng hợp tế bào tức để sinh khối vi sinh vật tăng lên Đồng thời, song song với q trình đồng hố tế bào vi sinh vật diễn trình dị hố, phân huỷ chất có tế bào sống Như vậy, phần số chất sống tổng hợp lại tự ơxi hố + Oxy hoá hợp chất hữu cơ: CxHyOzN + (x + y/4 + z/3 + 3/4) O2 Enzym xCO2 + (y - 3)/2 H2O + NH3 + H +Tổng hợp xõy dng t bo: Enzym Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn th¹c sÜ khoa häc -9- C5H7NO2 + C2O + H2O + H CxHyOzN + NH3 + O2 +Hô hấp nội sinh: C5H7NO2 + 5O2 Enzym 5CO2 + 2H2O + NH3 + H 1.2 VI SINH VẬT 1.2.1 Vi sinh vật trình xử lý sinh học a Vi khuẩn: Là thể sống đơn bào, có khả phát triển tăng trưởng cặn lơ lửng dính bám vào bề mặt vật cứng Vi sinh vật khả sinh sản nhanh tiếp xúc với chất dinh dưỡng có nước thải, chúng hấp thụ nhanh thức ăn qua màng tế bào Vi khuẩn đóng vai trị quan trọng việc phân huỷ chất hữu biến chất hữu thành chất ổn định tạo thành cặn dễ lắng + Xét hình dạng bên ngồi, vi khuẩn chia thành nhóm: Cầu khuẩn (đường kính 0,5 ~ 1,0m); Trực khuẩn (chiều dài: 0,5 ~ 1,0m; chiều rộng 1,5 ~ 3m); Xuắn khuẩn (dài 0,5 ~ 5; rộng ~ 15m) Chúng có nước thải dạng tụ tập lại thành màng mỏng lưới liên kết với thành khối cặn Song có loại vi khuẩn dạng sợi (filamentous) kết với thành lưới nhẹ lên bề mặt làm ngăn cản q trình lắng bể lắng đợt + Cơng thức hoá học gần tế bào C5H7NO2 Khi Photpho xem xét cơng thức hố học C60H87O23N12P + Nhiệt độ nước thải có ảnh hưởng lớn đến trình hoạt động sinh sản vi khuẩn, phần lớn vi khuẩn hoại sinh hoạt động có hiệu cao phát triển mạnh mẽ nhiệt độ 20 ~ 400C Một số loại vi khuẩn có q trình xử lý cặn phát triển nhit 50 ~ 600C Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sÜ khoa häc - 10 - + pH môi trường yếu tố phát triển vi sinh vật, phần lớn vi khuẩn chịu đựng pH > 9,5 pH < 4,5 Nhìn chung pH phát triển vi khuẩn: pHOP = 6,5 ~ 7,5 Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sÜ khoa häc - 88 - Suy ta có (2) có dạng: xi = n a xi ij −  x j aii j =1 aii (voi j  i) (3) Trong (2) đặt:  b1     a11  b    b* =  a22  (4)      bn  a   nn  Khi phương trình (2) trở thành: X i = − A * X j + bi * Và nghiệm hệ phương trình cân vật chất tính sau: x11 = x10 + x10 x12 = x20 + x20  x1n = xn0 + xn0 - Công thức lặp cho vectơ đầu:  x10     x0  X0 = 2    x0   n Các xi1 tính theo (3): n xi1 = b * − a j x 0j j =1 bước lặp thứ k: n xik = b * − a j x kj −1 j =1 Khi nghiệm hệ phương trỡnh cõn bng vt cht l: Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn th¹c sÜ khoa häc - 89 - x1k = x1k −1 + x1k −1 x2k = x2k −1 + x2k −1  xnk = xnk −1 + xnk −1 Phép lặp hội tụ khi: n x j =1 Ngun ThÞ V©n Anh k i − xik −1   viƯn khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sÜ khoa häc - 90 - b Sơ đồ khối thuật tốn lặp Jacobi hệ phương trình cân vật liệu Cho vectơ ban đầu X0 X − X  epsilon Tính (A), (B) Nghiệm phương trình: Lập ma trận A*, B* i = 1,2,…, n c = 1/aii; b* = bi.c j = 1, 2, …, n ai,j = ai,j.c xi = xi0 + xi0 = n X − X  epsilon X = X1 Thực lặp k = k=k+1 n xi1 = b  −  aj x 0j j =1 Nguyễn Thị Vân Anh k kmax Kt thỳc viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa học - 91 - CHNG 4: ÁP DỤNG MƠ HÌNH 4.1 NỒNG ĐỘ CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH Chất hữu dịng vào mơ hình gồm thành phần sau: CODtot = Si + Sva + Ss + XS + Xh + Xp + Xa + Xi Sinh khối mơ hình gồm thành phần dạng hạt: Tổng sinh khối = Xp + Xh + Xa + Xpop + Xpha+ Xi + Xnd Trong đó: Si : Chất hữu trơ, dạng hoà tan Sva: Axit béo dễ bay Ss: Chất hữu dễ phân huỷ sinh học Xs: Chất hữu phân huỷ sinh học chậm Xi: Chất hữu trơ, dạng hạt Xp: Vi sinh vật tích luỹ photpho Xh: Vi sinh vật dị dưỡng Xa: Vi sinh vật tự dưỡng Xpop: Poly photphat tích luỹ Xp Xpha: PHA tích luỹ Xp Xnd: Nitơ hữu dạng hạt Nồng độ thành phần chất hữu dòng vào tính theo phần trăm COD sau: Thành phần % COD tổng %COD hoà tan Si 10,4 16,3 Sva 15,8 26,9 Ss 11,9 Xs 31 44,9 Xh 15 NguyÔn Thị Vân Anh %COD dng ht 11,1 37 viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa häc - 92 - Xp 15 Xa 0,4 0,9 Xi 14 34 Các số động học sử dụng mơ hình nhiệt độ 250C sau: Ký hiệu Mô tả thông số động học Giá trị Đơn vị Vi sinh vật tích luỹ photpho p Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật 1,55 ngày-1 dp Tốc độ phân huỷ 0,26 ngày-1 Yp Hệ số tạo sinh khối 0,67 - kp Tốc độ thải Photpho 6,47 ngày-1 fpp P thải / SVA tích luỹ 0,3 - rxp Hệ số hấp thụ Photpho 1,5 Khs Hằng số bán bão hoà 25,16 mgCOD/l Ksva Hằng số bán bão hoà 6,29 mgCOD/l Kxpa Hằng số bán bão hoà 0,08 mgCOD/mg Kpo Hằng số bán bão hoà 0,63 Xp Kpop Hằng số bán bão hoà 0,01 mgP/l Kop Hằng số bán bão hoà 0,13 mgP/mgXp Kno Hằng số bán bão hoà 0,63 mgO2/l Kva Hằng số bán bão hoà 3,77 mgN/l  Hệ số hiệu chỉnh điều kiện hiếu khí / thiếu khí  mgCOD/l 0,63 Hệ số hiệu chỉnh iu kin ym khớ Nguyễn Thị Vân Anh 1,13 viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn th¹c sÜ khoa häc - 93 - Vi sinh vật tự dưỡng a Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật 1,31 ngày-1 da Tốc độ phân huỷ 0,16 ngày-1 Ya Hệ số tạo sinh khối 0,24 - Knh Hằng số bán bão hoà 1,26 mgN/l Koa Hằng số bán bão hoà 0,63 mgO2/l Vi sinh vật dị dưỡng h Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật 5,66 ngày-1 dh Tốc độ phân huỷ 0,99 ngày-1 Yh Hệ số tạo sinh khối 0,67 - Khs Hằng số bán bão hoà 25,16 mgCOD/l Ksva Hằng số bán bão hoà 6,29 mgCOD/l Koh Hằng số bán bão hoà 0,25 mgO2/l Kno Hằng số bán bão hoà 0,63 mgN/l Hệ số hiệu chỉnh đk thiếu 0,75 -  khí Các q trình thuỷ phân ka Tốc độ amon hoá 0,02 ngày-1 khx Tốc độ thuỷ phân Xs → Ss 4,83 ngày-1 kferm Tốc độ lên men Ss → Sva 4,83 ngày-1 Kx Hằng số bán bão hoà 0,04 mgCOD/l Ks Hằng số bán bão hoà 0,04 mgCOD/l  Hệ số hiệu chỉnh thiếu khí 0,75 -  Hệ số hiệu chỉnh yếm khớ 0,01 - Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa häc - 94 - Hệ số khác ixp Hàm lượng Photpho sinh khối 0,03 - ixb Hàm lượng Nitơ sinh khối 0,06 - fp Phần COD trơ 0,08 - Các thơng số dịng vào sau: Lưu lượng dịng vào: Q = 540 m3/h Lưu lượng tuần hồn hỗn hợp lỏng: 1,2 Q = 648m3/h Lưu lượng tuần hoàn bùn: 0,6 Q = 324 m3/h Nồng độ VSS bể hiếu khí: 3550mg/l COD dịng vào: 200mg/l; COD, hoà tan: 119mg/l Nhiệt độ làm việc: 25oC Thành phần Nồng độ, mg/l Si 10,4 Sva 31,6 Ss 14 Xs 62 Xh 30 Xp 14 Xa 0,8 Xi 28 Sop 4,4 Sno 0,1 Snh 23,9 Snd 4,8 Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa học - 95 - Thay cỏc giá trị động học nhiệt độ 25oC ta có bảng ma trận hệ số tỷ lượng mô hình yếm khí, mơ hình thiếu khí mơ hình hiu khớ nh sau: Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa häc - 96 - 4.2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN Với số liệu đầu vào ta kết tính tốn mơ sau: Thành phần Bể yếm khí Bể thiếu khí Bể hiếu khí Tổng photpho, mg/l - - 1.6 P-PO4 , mg/l 8,3 3,1 1,3 Tổng Nitơ, mg/l 15,4 8,9 9,2 N-NH4, mg/l 13,5 6,6 0,7 N-NO3, mg/l 0,2 0,3 6,7 N-NHC, mg/l 1,7 2,0 1,8 Ss, mg COD/l 2,5 3,5 1,1 Sva, mgCOD/l 1,8 0,0 0,0 2.186 3.519 3.513 VSS, mg COD/l Hàm lượng photpho dòng vào 4,4mg/l , hàm lượng photpho dòng 1,6mg/l phần photpho xử lý 2,8mg/l với lượng axit béo bay hấp thụ 32mg/l Điều chứng tỏ để khử 1mg Photpho cần 12mg VFAs Quá trình xử lý photpho phương pháp sinh học kết hợp với xử lý Nitơ theo q trình A/O có hiệu suất xử lý photpho 65% hiệu suất xử lý Nitơ 68% Trong xử lý nước thải sinh hoạt q trình bùn hoạt tính khử 20-30 % photpho, q trình đồng hố photpho thơng thường Và hiệu suất xử lý photpho tăng lên đến 90-95% bổ sung thêm lượng axit acetic vào hệ thống (nhận xét rút từ kết thí nghim) Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa học - 97 - KẾT LUẬN Hệ thống xử lý nước thải thông thường khử 20 - 30% Photpho Lượng Photpho lại với nước thải vào thuỷ vực nước Khi nước thải chứa nhiều Photpho mà không xử lý triệt để thải thẳng vào sông hồ, gây nên tượng phú dưỡng, làm cho tảo phát triển mức chúng chết gây nên nhiễm bẩn thứ cấp làm ảnh hưởng tới hệ sinh thái thủy vực Do cần thiết phải xử lý Photpho nước thải trước thải vào nguồn chứa Có hai phương pháp khử Photpho phổ biến phương pháp hoá học phương pháp sinh học Phương pháp hoá học chủ yếu dùng trình kết tủa hoá học để khử Photpho nước thải, tuỳ thuộc vào vị trí bổ sung hố chất mà có phương pháp xử lý hoá học khác như: - Kết tủa trực tiếp - Tiền kết tủa - Kết tủa đồng thời - Hậu kết tủa - Và phương pháp xử lý phần Với phương pháp hoá học có nhược điểm tạo lượng bùn lớn, giá thành xử lý tăng lên, chi phí hố chất cao, khó định lượng hố chất theo thời gian, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái nồng độ muối nhôm muối sắt gây Phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để loại Photpho nước thải Trong q trình chuyển hố lượng tế bào vi khuẩn, lượng Photpho “sinh học” sử dụng ATP để tích luỹ lượng Nhóm vi khuẩn Acinetobater spp vi khuẩn kị khí tuỳ tiện có khả tích luỹ Polyphotphat sinh khối tương đối cao (từ - 5% P) Do ú ó ng Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa häc - 98 - dụng q trình Photphril hố vi khuẩn để khử Photpho Khả lấy Photpho vi khuẩn tăng lên nhiều cho nước thải luân chuyển qua điều kiện hiếu khí kỵ khí Trong điều kiện kỵ khí chuỗi Poly-P tế bào vi khuẩn thuỷ phân thành ortophotphat, trình tạo lượng cần thiết cho vi sinh vật tích luỹ Photpho tích luỹ cacbon dạng PHB Cịn điều kiện hiếu khí Cacbon tích luỹ sử dụng để tạo lượng cho tăng trưởng vi sinh vật hấp thụ Photpho dư thừa nước thải dạng hạt Poly-P Một lượng lớn Photpho tách khỏi nước thải dạng Polyphophat bùn dư Nitơ khử bể thiếu khí nhờ q trình khử nitrat Q trình xử lý chia làm nhóm chính: q trình dịng q trình dịng phụ Q trình dịng phổ biến nhất: - Bardenpho (Phoredox) - A / O (Yếm khí/ Hiếu khí) - UCT - Biodenipho Q trình dịng phụ gồm loại: - Q trình Phottrip - Quá trình tiếp xúc ổn định với kết tủa dịng phụ Trong q trình Phottrip biết đến nhiều Trên sở nghiên cứu trình chủ yếu xảy khử Photpho phương pháp sinh học cấu tử tham gia vào trình thiết lập mối quan hệ tốn học 16 cấu tử v 20 quỏ trỡnh Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa häc - 99 - chủ yếu xảy hệ thống Từ thiết lập hệ phương trình giải phương pháp lặp Jacobi Mơ hình hố bước đầu sử dụng để đánh giá dự báo lượng Photpho bị khử Mơ hình sử dụng để kiểm tra, đánh giá trợ giúp cho việc thiết kế cơng trình xử lý nước thải phương pháp sinh học Ngun ThÞ Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa học - 100 - TI LIỆU THAM KHẢO Tô Minh Châu (1998), Vi sinh đại cương, Tủ sách ĐHNL, Thành phố HCM Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (1997), Vi sinh vật học, NXB giáo dục, Hà Nội Trần Đức Hạ (2002), Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ vừa, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Cơng Hiền (1999), Giáo trình mơ hình hố hệ thống mơ Trịnh Xn Lai (2000), Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB xây dựng, Hà Nội Trần Văn Minh (2001), Phương pháp số chương trình Turbo Pascal, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ(1999), Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Qch Tuấn Ngọc (1996), Ngơn ngữ lập trình Pascal, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Đức Hạ (2004), Chất lượng nước sông hồ bảo vệ môi trường, NXB Khoa học Kỹ thuât, Hà Nội 10 Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải (2003), Lý thuyết mơ hình hố q trình xử lý nước thải phương pháp sinh học, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (1999), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 12 Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa học - 101 - 13 Lê Ngọc Tú (1998), Hố sinh cơng nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 14 Nguyễn Minh Tuyển (1998), Kỹ thuật hệ thống công nghệ hoá học, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 15 Nhiều tác giả (1999), Sổ tay xử lý nước tập I, II, Trung tâm đào tạo ngành nước môi trường 16 Trần Lệ Minh, Luận văn cao học:”nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố tới trình xử lý nước thải sản xuất bia bùn hoạt tính”, Thư viện đại học Bách khoa Hà Nội 17 Nguyễn Minh Nguyệt, Luận văn cao học: “Nghiên cứu chọn mơ hình xử lý nước thải phương pháp sinh học ứng dụng thử nghiệm xử lý nước thải nhà máy thực phẩm” , Thư viện đại học Bách khoa Hà Nội 18 Nguyễn Thị Sơn, Bài giảng kỹ thuật xử lý sinh học nước thải, Đại học Bách khoa Hà Nội 19 Trịnh Thành, Bài giảng mơ hình hố ứng dụng cơng nghệ mơi trường, Đại học Bách khoa Hà Nội 20 G.A.Ekama, G.V.R.marais, I.P.Siebritz et all (1999), Theory, design and operation of nutrient removal activated sludge processes 21 Gabriel Bitton (1999), Waste Waer Microbiology (second edition) Newyor 22 Gujer W, Henze M, Takahashi Mino and Mark van Loosdrecht (1999), Activated Sludge Model No.3 Wat Sci Tech, vol39 No 1, pp 183193 23 Gujer W, Henze M, Takahashi Mino, T.Matsuo, M.C Wentzel and G.V.R Maraist (1995), The Activated Sludge Model No.2 Wat.Sci Tech, vol31 No2, pp 2-11 Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ môi tr-ờng Luận văn thạc sĩ khoa học - 102 - 24 J Makinia, Scott A Wells (2000), A general model of the activated sludge reactor with dispersive how I Model developmentand parameter estimatin.Wat.Res.vol34 No16,pp3987-3996 25 Metcalf & Eddy, inc (1999), Wastewater engeneering, treatment, disposal and Reuse Mc Graw Hill 26 MarkJ Hammmer (1996), Water and Wastewater technology, Mac Graw Hill 27 M.Moo-Young, W.A.Anderson and A.M Chakrabarty(1996), Environmental Biotechnology,Kluer acdemic publishers 28 Peter A Vanrolleghem, Henrri Spanjers, Britta Petersen, Philippe Ginestet and Imre Takacs (1999), Estimating (combination of) Activated Sludge Model No1 Panameters and component by respirometry Wat.Sci Tech vol39 No1, pp 195-214 29 R.J Seviour and L.L Blackall (Published in 1999), The Microbyology of Activated Sludge 30 Ron Crites (1998), Small and Decentralized waste water manegement, Mc Graw Hill Nguyễn Thị Vân Anh viện khoa học công nghệ m«i tr-êng ... 2.3 Khử Photpho nước thải phương pháp sinh học 2.3 KHỬ PHOTPHOR TRONG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 2.3.1 Cơ chế hoá sinh Levin Shapiro (1965) người đưa chế hoá sinh trình hấp thụ Photpho. .. VỀ QUÁ TRÌNH KHỬ PHOTPHO TRONG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 2.1 PHOTPHO TRONG NƯỚC THẢI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA PHOTPHO ĐỐI VỚI HỆ SINH THÁI Theo quan điểm hoá học, chu kỳ Photpho đơn giản Photpho. .. PHÁP SINH HỌC 23 2.1 Photpho nước thải ảnh hưởng P hệ sinh thái 23 2.2 Các phương pháp khử Photpho nước thải 26 2.2.1 Phương pháp kết tủa hoá học 26 2.2.2 Phương pháp sinh học