duydiem6868
01-11-2016, 05:26 PM
cơ bản của lọc nước bằng cách sinh học là phân huỷ các chất ô nhiễm hữu cơ nhờ vi sinh vật. Tuỳ thuộc vào bản chất cấp không khí, các phương pháp phân huỷ vi sinh vật có thể phân loại xử lý hiếu khí, kỵ khí hoặc tuỳ tiện.
Phương pháp xử lý rác thải bằng công nghệ sinh học được ứng dụng để xử lý các chất vô cơ hoà tan có trong nước thải cũng như 1 số chất ô nhiễm vô cơ khác như H2S, sunfit, ammonia, nitơ… dựa vào cơ sở hoạt động của sinh học để phân huỷ chất hữu cơ gây ô nhiễm. sinh học dùng chất vô cơ và 1 số chất khoáng làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển.
một biện pháp tổng thế, phương pháp xử lý sinh học có thể chia làm 2 loại:
• biện pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, làm việc trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. tiến trình phân huỷ các chất vô cơ nhờ vi sinh vật gọi là tiến trình oxy hoá sinh hoá.
• phương pháp kỵ khí dùng nhóm sinh học kỵ khí, làm việc trong điều kiện không có oxy;
Trong phạm vi bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu 1 1 số phương pháp xử lý rác thải bằng phương pháp Hiếu khí.
quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:
- Oxy hoá các chất vô cơ: CxHyOz + O2 => CO2 + H2O + DH
- Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + NH3 + O2 => CO2 + H2O + DH
- Phân huỷ nội bào: C5H7NO2 + 5O2 => 5CO2 + 5 H2O + NH3 ± DH
Các quá trình xử lý vi sinh vật bằng biện pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hay nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều hiện tối ưu cho tiến trình oxy hoá sinh hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, tiến trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:
Bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank
1 phương pháp xử lý nước bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank)
Nếu bạn đã từng sử dụng than hoạt tính gáo dừa (http://vatlieuloc.vn/pro/vi/p452/than-hoat-tinh-gao-dua-tra-bac.html) & các loại cát thạch anh có ở một số bể lọc nước giếng khoan thì không lạ gì với phương pháp làm này, qua quá trình lọc bằng than hoạt tính chắc chắn dòng nước đêm đến cho gia đình bạn sẽ rất sạch khuẩn và bảo đảm an toàn vệ sinh bởi bể lọc nước giếng khoan sử dụng cát thạch anh sẽ bỏ đi hết gần như tất cả các vi khuẩn & các chất độc hại trong nguồn nước của bạn.
Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật phát triển dạng lơ lửng, quá trình phân huỷ xảy ra khi nước thải cọ xát với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm bảo đảm các đòi hỏi cấp đủ lượng oxy 1 cách liên tiếp và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái huyền phù.
bản chất của biện pháp là phân huỷ vi sinh vật hiếu khí với cung cấp ôxy cưỡng bức và mật độ vi sinh vật được duy trì cao (2.000mg/L –5.000mg/L) do vậy tải trọng phân huỷ hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho hệ thống xử lý. mặc dù vậy hệ thống có nhược điểm là cần nhiều thiết bị và tiêu hao nhiều năng lượng.
nồng độ oxy hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/l. tốc độ dùng oxy hoà tan trong bể bùn hoạt tính dựa vào vào:
• tỷ lệ giữa lượng thức ăn (CHC có trong nước thải) ø số vi sinh vật: tỷ lệ F/M;
• Nhiệt độ;
• mức độ sinh trưởng & hoạt động sinh lý của vi sinh vật;
• nồng độ mặt hàng độc tích sẵn trong tiến trình trao đổi chất;
• Lượng các chất cấu tạo tế bào;
• hàm lượng oxy hoà tan.
Để thiết kế & vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí 1 biện pháp hiệu quả cần phải nắm rõ nhiệm vụ cần thiết của quần thể vi sinh vật. Các vi sinh vật này sẽ phân huỷ các chất vô cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hoá thành tế bào mới, chỉ một phần chất vô cơ bị oxy hoá hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-, …
1 cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm nhiều loại vi khuẩn không giống nhau cùng tồn tại. yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải được đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không quá 150 mg/l, lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/l, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ 6oC< toC< 37oC.
2. phương pháp xử lý sinh học dạng mẻ (SBR)
Phương pháp sử dụng này cũng như cách xử lý nước trong các bể lọc giếng khoan, các bê lọc vì có các thành phần xử lý nước rất tốt như: cát thạch anh và than hoạt tính sẽ bảo đảm cho gia đình bạn một dòng nước sạch rất tuyệt vời và bảo đảm
tiến trình xử lý rác thải SBR
Bể làm việc gián đoạn là hệ thống xử lý nước với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn. tiến trình xảy ra trong bể SBR giống như như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục chỉ có điều tất cả xảy ra trong cùng một bể và được làm việc lần lượt theo các bước: (1) – Làm đầy; (2) – Phản ứng; (3) – Lắng; (4) – Xả cặn; (5) – Ngưng.
3. công nghệ vi sinh vật phát triển dính bám
Bể Bùn Hoạt Tính Với Vi Sinh Vật phát triển Dạng Dính Bám: Nguyên lý làm việc của bể này giống như như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng dạng huyền phù khác điều là là vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể.
do có nhiều điểm vượt trội về chất lượng xử lý cũng như giảm chi phí đầu tư & vận hành nên hiện nay, việc áp dụng công nghệ vi sinh vật phát triển dính bám được sử dụng khá rộng rãi. Năm 2010, GREE đã phát triển và nâng cấp cải tiến thành công phương pháp dính bám AFBR từ phương pháp FBR.
4. phương pháp lọc vi sinh vật (Trickling Filter)
Bể lọc sinh học Trickling Filter
Bể lọc vi sinh vật trong xử lý nước là 1 thiết bị phản ứng vi sinh vật theo đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên lớp cát lọc nước. Bể lọc hiện đại gồm có một lớp vật liệu dễ thấm với vi sinh vật kết nối trên đó. nước thải qua lớp vật liệu này sẽ thấm hay nhỏ giọt trên đó.
vật liệu lọc hay là đá nhỏ hoặc hoặc khối vật liệu lọc có hình dạng khác nhau. Nếu cát lọc nước là đá hoặc sỏi thì kích thước hạt dao động trong khoảng 0,5 -2,5 m, trung bình là 1,8 m. Bể lọc với vật liệu là đá dăm thường có dạng tròn. Nước thải được phân phối trên lớp cát lọc nước nhờ bộ phận chia. Bể lọc với cát lọc nước là vật liệu dẻo có thể có dạng tròn, vuông, hay nhiều dạng khác với chiều cao biến đổi từ 4 – 12 m. Ba loại vật liệu bằng chất dẻo thường dùng là (1) vật liệu với dòng chảy theo chiều thẳng đứng, (2) Vật liệu với dòng chảy ngang, (3) vật liệu đa dạng.
chất hữu cơ bị phân huỷ bởi quần thể vi sinh vật dính kết trên lớp vật liệu lọc. Các chất vô cơ có trong nước thải sẽ bị hấp thụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 – 0,2 mm và bị phân huỷ bởi vi sinh vật hiếu khí. Khi vi sinh vật phát triển và phát triển, bề dày lớp màng tăng cao, do đó, oxy đã bị tiêu thụ trước thời điểm khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật. như vậy, môi trường kị khí được tạo thành ngay bị tiêu thụ vật liệu lọc.
Khi chiều dày lớp màng tăng lên, tiến trình đồng hoá chất hữu cơ xảy ra trước thời điểm chúng cọ xát với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc. kết quả là vi sinh vật ở đây bị phân huỷ nội bào, không còn khả năng dính bám lên bề mặt cát lọc nước & bị rửa trôi.
Phương pháp xử lý rác thải bằng công nghệ sinh học được ứng dụng để xử lý các chất vô cơ hoà tan có trong nước thải cũng như 1 số chất ô nhiễm vô cơ khác như H2S, sunfit, ammonia, nitơ… dựa vào cơ sở hoạt động của sinh học để phân huỷ chất hữu cơ gây ô nhiễm. sinh học dùng chất vô cơ và 1 số chất khoáng làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển.
một biện pháp tổng thế, phương pháp xử lý sinh học có thể chia làm 2 loại:
• biện pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, làm việc trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. tiến trình phân huỷ các chất vô cơ nhờ vi sinh vật gọi là tiến trình oxy hoá sinh hoá.
• phương pháp kỵ khí dùng nhóm sinh học kỵ khí, làm việc trong điều kiện không có oxy;
Trong phạm vi bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu 1 1 số phương pháp xử lý rác thải bằng phương pháp Hiếu khí.
quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:
- Oxy hoá các chất vô cơ: CxHyOz + O2 => CO2 + H2O + DH
- Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + NH3 + O2 => CO2 + H2O + DH
- Phân huỷ nội bào: C5H7NO2 + 5O2 => 5CO2 + 5 H2O + NH3 ± DH
Các quá trình xử lý vi sinh vật bằng biện pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hay nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều hiện tối ưu cho tiến trình oxy hoá sinh hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, tiến trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:
Bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank
1 phương pháp xử lý nước bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank)
Nếu bạn đã từng sử dụng than hoạt tính gáo dừa (http://vatlieuloc.vn/pro/vi/p452/than-hoat-tinh-gao-dua-tra-bac.html) & các loại cát thạch anh có ở một số bể lọc nước giếng khoan thì không lạ gì với phương pháp làm này, qua quá trình lọc bằng than hoạt tính chắc chắn dòng nước đêm đến cho gia đình bạn sẽ rất sạch khuẩn và bảo đảm an toàn vệ sinh bởi bể lọc nước giếng khoan sử dụng cát thạch anh sẽ bỏ đi hết gần như tất cả các vi khuẩn & các chất độc hại trong nguồn nước của bạn.
Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật phát triển dạng lơ lửng, quá trình phân huỷ xảy ra khi nước thải cọ xát với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm bảo đảm các đòi hỏi cấp đủ lượng oxy 1 cách liên tiếp và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái huyền phù.
bản chất của biện pháp là phân huỷ vi sinh vật hiếu khí với cung cấp ôxy cưỡng bức và mật độ vi sinh vật được duy trì cao (2.000mg/L –5.000mg/L) do vậy tải trọng phân huỷ hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho hệ thống xử lý. mặc dù vậy hệ thống có nhược điểm là cần nhiều thiết bị và tiêu hao nhiều năng lượng.
nồng độ oxy hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/l. tốc độ dùng oxy hoà tan trong bể bùn hoạt tính dựa vào vào:
• tỷ lệ giữa lượng thức ăn (CHC có trong nước thải) ø số vi sinh vật: tỷ lệ F/M;
• Nhiệt độ;
• mức độ sinh trưởng & hoạt động sinh lý của vi sinh vật;
• nồng độ mặt hàng độc tích sẵn trong tiến trình trao đổi chất;
• Lượng các chất cấu tạo tế bào;
• hàm lượng oxy hoà tan.
Để thiết kế & vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí 1 biện pháp hiệu quả cần phải nắm rõ nhiệm vụ cần thiết của quần thể vi sinh vật. Các vi sinh vật này sẽ phân huỷ các chất vô cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hoá thành tế bào mới, chỉ một phần chất vô cơ bị oxy hoá hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-, …
1 cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm nhiều loại vi khuẩn không giống nhau cùng tồn tại. yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải được đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không quá 150 mg/l, lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/l, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ 6oC< toC< 37oC.
2. phương pháp xử lý sinh học dạng mẻ (SBR)
Phương pháp sử dụng này cũng như cách xử lý nước trong các bể lọc giếng khoan, các bê lọc vì có các thành phần xử lý nước rất tốt như: cát thạch anh và than hoạt tính sẽ bảo đảm cho gia đình bạn một dòng nước sạch rất tuyệt vời và bảo đảm
tiến trình xử lý rác thải SBR
Bể làm việc gián đoạn là hệ thống xử lý nước với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn. tiến trình xảy ra trong bể SBR giống như như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục chỉ có điều tất cả xảy ra trong cùng một bể và được làm việc lần lượt theo các bước: (1) – Làm đầy; (2) – Phản ứng; (3) – Lắng; (4) – Xả cặn; (5) – Ngưng.
3. công nghệ vi sinh vật phát triển dính bám
Bể Bùn Hoạt Tính Với Vi Sinh Vật phát triển Dạng Dính Bám: Nguyên lý làm việc của bể này giống như như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng dạng huyền phù khác điều là là vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể.
do có nhiều điểm vượt trội về chất lượng xử lý cũng như giảm chi phí đầu tư & vận hành nên hiện nay, việc áp dụng công nghệ vi sinh vật phát triển dính bám được sử dụng khá rộng rãi. Năm 2010, GREE đã phát triển và nâng cấp cải tiến thành công phương pháp dính bám AFBR từ phương pháp FBR.
4. phương pháp lọc vi sinh vật (Trickling Filter)
Bể lọc sinh học Trickling Filter
Bể lọc vi sinh vật trong xử lý nước là 1 thiết bị phản ứng vi sinh vật theo đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên lớp cát lọc nước. Bể lọc hiện đại gồm có một lớp vật liệu dễ thấm với vi sinh vật kết nối trên đó. nước thải qua lớp vật liệu này sẽ thấm hay nhỏ giọt trên đó.
vật liệu lọc hay là đá nhỏ hoặc hoặc khối vật liệu lọc có hình dạng khác nhau. Nếu cát lọc nước là đá hoặc sỏi thì kích thước hạt dao động trong khoảng 0,5 -2,5 m, trung bình là 1,8 m. Bể lọc với vật liệu là đá dăm thường có dạng tròn. Nước thải được phân phối trên lớp cát lọc nước nhờ bộ phận chia. Bể lọc với cát lọc nước là vật liệu dẻo có thể có dạng tròn, vuông, hay nhiều dạng khác với chiều cao biến đổi từ 4 – 12 m. Ba loại vật liệu bằng chất dẻo thường dùng là (1) vật liệu với dòng chảy theo chiều thẳng đứng, (2) Vật liệu với dòng chảy ngang, (3) vật liệu đa dạng.
chất hữu cơ bị phân huỷ bởi quần thể vi sinh vật dính kết trên lớp vật liệu lọc. Các chất vô cơ có trong nước thải sẽ bị hấp thụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 – 0,2 mm và bị phân huỷ bởi vi sinh vật hiếu khí. Khi vi sinh vật phát triển và phát triển, bề dày lớp màng tăng cao, do đó, oxy đã bị tiêu thụ trước thời điểm khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật. như vậy, môi trường kị khí được tạo thành ngay bị tiêu thụ vật liệu lọc.
Khi chiều dày lớp màng tăng lên, tiến trình đồng hoá chất hữu cơ xảy ra trước thời điểm chúng cọ xát với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc. kết quả là vi sinh vật ở đây bị phân huỷ nội bào, không còn khả năng dính bám lên bề mặt cát lọc nước & bị rửa trôi.