Các phương pháp hiêu khí:
Trong quá trình xử lý hiêu khí, các vi sinh vaơt sinh trưởng ở tráng thái huyeăn phù. Quá trình làm sách trong beơ bùn hốt tính dieên ra theo mức dòng chạy qua các hoên hợp nước thại và bùn hốt tính được súc khí. Vieơc súc khí nhaỉm đạm bạo các yeđu caău cụa quá trình : làm nước được bão hòa oxy và duy trì bùn hốt tính ở tráng thái lơ lửng.
◊ Các quá trình sinh hĩc xạy ra trong Aerotank:
Trong beơ Aerotank xạy ra các quá trình cơ bạn:
Quá trình taíng trưởng sinh khôi vi sinh vaơt
Quá trình hốt đoơng cụa enzym hay quá trình chuyeơn hoá vaơt chât hữu cơ có trong nước thại ở các beơ Aerotank
Quá trình khử Nitơ và photpho
• Quá trình taíng sinh khôi vi sinh vaơt:
Vi sinh vaơt có trong beơ Aerotank được câp từ 2 nguoăn: - Nguoăn vi sinh vaơt có trong nước thại
- Nguoăn giông vi sinh vaơt được nuođi cây rieđng trong các cơ sở táo giông và đưa vào đeơ taíng theđm khạ naíng chuyeơn hoá vaơt chât hữu cơ có trong nước thại. Ở trong các mođi trường khác nhau sự phát trieơn cụa vi sinh vaơt cũng dieên ra theo những chieău hướng khác nhau.
Ởû tráng thái tĩnh, mođi trường nước thại chứa nhieău chât hữu cơ tương đôi đoăng nhât, deê phađn huỷ như nhau, vi sinh vaơt sẽ phát trieơn theo moơt quy luaơt rieđng: Lúc đaău chúng trại qua giai đốn thích nghi, sau đó là giai đốn taíng sinh khôi rât nhanh. Sau moơt thời gian nhât định chúng sẽ táo ra tráng thái cađn baỉng (hay còn gĩi là giai đốn oơn định) và kêt thúc là giai đốn suy vong.
Trong tráng thái dòng chạy đaău vào lieđn túc và nước qua xử lý ra lieđn túc, sự taíng trưởng sinh khôi sẽ khođng dieên ra theo quy luaơt tređn. Quá trình taíng sinh khôi chư giông trong giai đốn thích nghi và giai đốn taíng sinh khôi ban đaău khi heơ thông mới baĩt đaău làm vieơc. Sau đó sẽ đát giá trị oơn định ở giai đốn cađn baỉng thì đoă thị cụa sự taíng sinh khôi lúc đó sẽ là hình sin. Mức đoơ leđn xuông cụa đường cong sẽ bieơu thị mức đoơ oơn định hay khođng oơn định cụa chât dinh dưỡng trong nước thại.
Các cơ chât vừa là yêu tô taíng sinh khôi vừa là yêu tô giới hán taíng sinh khôi. Trong trường hợp xử lý nước thại theo chu kỳ, cơ chât có trong nước thại ở các beơ Aerotank sẽ giạm daăn. Như vaơy naíng lượng dự trữ trong các cơ chât này sẽ mât daăn, sự taíng sinh sẽ giạm theo. Cơ chât sẽ giạm đên moơt giới hán nào đó, phú thuoơc vào khạ naíng phađn giại chât hữu cơ cụa vi sinh vaơt. Theo đó lượng vi sinh vaơt sẽ giạm rât nhanh khi lượng cơ chât khođng còn.
Trong trường hợp cơ chât được cung câp lieđn túc (xử lý lieđn túc) thì ạnh hưởng cụa cơ chât đên sự taíng sinh lái tuađn theo moơt quy luaơt khác. Khi đó cơ chât bị biên đoơi lieđn túc và lượng cơ chât đoăng thời cũng được boơ sung lieđn túc. Kêt quạ là lượng vi sinh vaơt sẽ được oơn định theo thời gian.
Cơ chât chât vođ cơ + chât hữu cơ + sinh khôi.
Sự chuyeơn hoá cơ chât trong nước thại bởi vi sinh vaơt đeău do enzym cụa vi sinh vaơt tham gia. Quá trình chuyeơn hoá có theơ xạy ra beđn ngoài tê bào hay cũng có theơ xạy ra beđn trong tê bào vi sinh vaơt.
Quá trình xạy ra beđn ngoài tê bào gĩi là thuỷ phađn ngối bào hay còn gĩi là quá trình dị hoá ngối bào.
CHONS + O2 + chât dinh dưỡng CO2 + NH3 + C5H7NO2 + sạn phaơm khác Quá trình xạy ra beđn trong tê bào gĩi là hođ hâp noơi nguyeđn
C5H7NO2 + O2 CO2 + CO2 + NH3 + naíng lượng. • Quá trình khử Nitơ và Photpho trong beơ Aerotank:
Trong nước thại ođ nhieêm hữu cơ naịng luođn chứa moơt hàm lượng lớn Nitơ và photpho. Nêu trong nước thại ra nguoăn tiêp nhaơn có hàm lượng Nitơ > 60 (mg/l) và Photpho > 8 (mg/l) sẽ gađy ra hieơn tượng phú dưỡng hoá. Khi đó, hàm lượng Nitơ và photpho sẽ kích thích sự phát trieơn mánh mẽ cụa rong ređu, tạo và cạ vi sinh vaơt. Khi sinh khôi cụa chúng bị thôi rửa lái tiêp túc làm ođ nhieêm nguoăn nước.
+ Quá trình khử Nitơ và quá trình Nitrate hoá:
vsv
vsv vsv
Sự đoăng hoá Nitơ xạy ra song song với quá trình khử BOD ở trong beơ Aerotank. Được mođ tạ cú theơ qua sơ đoă sau:
Có theơ mođ tạ toàn boơ mođ hình tređn baỉng 4 quá trình:
Quá trình amon hoá:
Vi sinh vaơt chuyeơn các hợp chât hữu cơ chứa Nitơ veă dáng NH+ 4.
Quá trình Nitrit và Nitrate hoá:
OH H H NO O NH Nitrosomonas 2 2 2 4++1,5 → −+2 ++ O H H NO O NO Nitrobacter 2 3 2 2−+0,5 → −+2 ++ Quá trình khử Nitrate: 2 . . 3 N
NO ThiobacillBlicheniforusmisdenitrificans
ans denitrific P → − −
Quá trình táo sinh khôi vi sinh vaơt:
Hợp chât hữu cơ chứa Nitơ
NH4+
NO2
NO3
N2
Sinh khôi tê bào Vi sinh vaơt
Tê bào sông và tê bào chêt theo bùn ra ngoài
Thuỷ phađn bởi enzym cụa vi sinh vaơt
O2
O2
Khử Nitơ
Trong beơ Aerotank có khoạng 20 – 40% NH+
4 được chuyeơn hoá thành sinh khôi tê bào.
22 2 7 5 2 4 3 2 5 4CO +HCO− +NH++H O→C H O N+ O + Quá trình khử Photpho:
Trong beơ Aerotank khi khử BOD đoăng thời cũng xạy ra quá trình khử Photpho. Các hợp chât photpho hoà tan sẽ được khuêch tán vào trong tê bào Vi sinh vaơt, tái đađy sẽ xaơy ra các phạn ứng toơng hợp chât hữu cơ đeơ xađy dựng tê bào. Toàn boơ quá trình được mođ tạ baỉng sơ đoă sau:
Beơ lĩc sinh hĩc (Biophin) : Beơ lĩc sinh hĩc là moơt thiêt bị phạn ứng sinh hĩc trong đó các vi sinh vaơt sinh trưởng cô định tređn lớp màng bám tređn lớp vaơt lieơu lĩc. Khi nước thại được tưới leđn beă maịt cụa beơ và thâm qua lớp vaơt lieơu lĩc, các caịn baơn được giữ lái tređn beă maịt lớp vaơt lieơu lĩc và ở các khe hở giữa chúng táo thành màng gĩi là màng vi sinh. Lượng ođxi caăn thiêt đeơ ođxi hoá các chât baơn hữu cơ đi vào beơ cùng với nước thại khi tưới, qua khe hở thành beơ, hoaịc qua heơ thông tieđu nước từ dưới đáy đi leđn. Vi sinh vaơt hâp thú chât hữu cơ và nhờ có ođxi mà quá trinh ođxi hoá được thực hieơn.
Beơ UNITANK :
Giới thieơu heơ thông UNITANK :
Hợp chât photpho Tham gia toơng hợp
ATP
Acid nucleic Phopholipit
UNITANK là heơ thông hiêu khí xử lý nước thại baỉng bùn hốt tính cho phép xử lý tât cạ các lối nước thại cođng nghieơp và sinh hốt.
Câu táo đơn giạn nhât cụa moơt heơ thông UNITANK là moơt khôi beơ hình chữ nhaơt được chia làm ba ngaín. Ba ngaín này thođng thuỷ với nhau baỉng cửa mở ở phaăn tường chung. Moêi ngaín được laĩp moơt thiêt bị súc khí. Hai ngaín ngoài có theđm heơ thông máng tràn nhaỉm thực hieơn cạ hai chức naíng vừa là beơ aeroten (súc khí) và beơ laĩng. Nước thại được đưa vào từng ngaín. Nước sau xử lý theo máng tràn ra ngoài; bùn sinh hĩc dư cũng được đưa ra khỏi heơ từ hai ngaín ngoài.
Tùy thuoơc vào lưu lượng , tính chât nước thại ban đaău và yeđu caău mức đoơ xử lý có theơ lựa chĩn moơt trong những heơ UNITANK phù hợp như : UNITANK đơn; đođi; moơt baơc hiêu khí; hai baơc hiêu khí; hai baơc yêm khi – hiêu khí; sách tuyeơt đôi...
Hốt đoơng :
Cũng giông như heơ thông bùn hốt tính truyeăn thông, hốt đoơng cụa heơ thông UNITANK là lieđn túc. Ngoài ra, UNITANK còn làm vieơc theo moơt chu trình tuaăn hoàn bao goăm hai pha chính và hai pha trung gian nôi tiêp nhau cho phép xử lý được lieđn túc mà khođng caăn beơ laĩng rieđng và hoăi lưu bùn vào beơ súc khí. Quá trình hốt đoơng này được tự đoơng hoá hoàn toàn.
Đĩa sinh hĩc (RBC) :Đađy là heơ thông sinh hĩc sinh trưởng cô định trong màng sinh hĩc khác, heơ thông này goăm moơt lốt các đĩa tròn laĩp tređn cùng moơt trúc cách nhau moơt khoạng nhỏ. Khi trúc quay moơt phaăn đĩa ngaơp trong máng chứa nước thại, phaăn còn lái tiêp xúc với khođng khí. Chât baơn bám leđn beă maịt
phaăn đĩa khi phaăn này ngaơp trong nước thại và các vi khuaơn sẽ thực hieơn quá trình phađn huỷ hiêu khí khi phaăn đĩa bám chât baơn này tiêp xúc với khođng khí.
Quá trình sinh hĩc kị khí:
Phương pháp xử lý kỵ khí các lối nước thại ođ nhieêm đaịc bieơt là các lối nước thại ođ nhieêm hữu cơ cao đã được áp dúng khá lađu. Tuy nhieđn, trong thời gian đaău, nó được sử dúng rieđng rẹ neđn hieơu quạ xử lý khođng cao và khođng oơn định. Hieơn nay, các nhà kỹ thuaơt cho raỉng đôi với những lối nước thại có noăng đoơ BOD > 500 (mg/l) neđn kêt hợp xử lý kỵ khí và xử lý hiêu khí. Moơt sô cođng trình xử lý sinh hĩc kỵ khí:
Beơ UASB: (Upflow Anaearobic Sludge Blanket). Dòng nước chạy từ dưới leđn làm xáo troơn lớp caịn lơ lững.
Trong quá trình này, dòng nước thại vào theo hướng từ dưới leđn đi qua lớp bùn goăm các hát bùn hình thành từ quá trình sinh hĩc. Vieơc xử lí dieên ra khi nước thại chạy tới và tiêp xúc ngay với các hát bùn lơ lửng. Các lối khí sinh ra trong quá trình phađn huỷ kị khí (chụ yêu là međtan và cacbon điođxit ) sẽ táo neđn sự lưu thođng beđn trong heơ thông và bạo quạn các hát. Moơt ít khí sinh ra sẽ bám vào các hát bùn. Khí tự do và các hát bùn có khí bám sẽ noơi leđn maịt nước phía tređn beơ. Các hát noơi leđn này sẽ va chám vào đáy cụa màng ngaín khử bĩt khí làm cho các bĩt khí bám vào hát bùn bung ra và được giại phóng. Cùng với các bĩt khí tự do, chúng được thu vào boăn chứa khí nhờ chúp thu khí. Các hát bùn tách ra và lái rơi trở lái beă maịt lớp bùn. Nước thại còn chứa moơt ít hát bùn nhỏ sẽ tiêp túc đi qua ngaín laĩng phía tređn. Các hát bùn nhỏ laĩng xuông đáy ngaín laĩng, quay trở lái lớp màng ngaín và rơi xuođng lớp bùn. Nước thại sau xử lí được dăn ra qua các máng thu đaịt ở giữa hoaịc ở hai beđn thành beơ.
◊ Các quá trình sinh hĩc xạy ra trong beơ UASB:
Moơt sô nhóm vi sinh vaơt tự nhieđn trong nước thại phađn huỷ các hợp chât hữu cơ phức táp và lipid các chât hữu cơ đơn giạn có trĩng lượng nhé như Monosacarit, amino acid đeơ táo thành nguoăn thức aín và naíng lượng cho vi
Tiêp theo đó các vi khuaơn táo men acid biên đoơi các hợp chât hữu cơ đơn giạn thành các acid hữu cơ thường là các acid acetic.
Và sau đó các vi khuaơn methane chuyeơn hoá hydro và acid acetic thành khí methane và cacbonic.
Beơ phạn ứng yêm khí tiêp xúc: Người ta troơn nước thại với bùn yêm khí ở quá trình leđn men yêm khí, tuaăn hoàn lái beơ yêm khí.
Beơ phạn ứng vi sinh dính bám: các vaơt dính bám là các maịt phẳng, cũng có theơ là dáng hát hay các ông nhựa xoaĩn đaịt trong beơ. Dòng nước thại sẽ đi từ dưới leđn hay từ tređn xuông.