huynhanh_333
New Member
Download miễn phí Khóa luận Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học yếm khí
Amoni được giải phóng ra đầu tiên từ các hợp chất hữu cơ, như protein bằng dị dưỡng. Mặc dù vài amoni không thể kết lại bằng các sinh vật khi chúng tăng trưởng, phần còn lại được giải phóng vào môi trường. Dưới các điều kiện yếm khí , amoni không thể bị oxi hoá. Chỉ một lượng nhỏ có thể được chuyển đi bằng sự đồng hoá để phát triển các vi sinh vật. Dưới các điều kiện yếm khí, nitrat có thể được chuyển thành khí N2 bằng vi khuẩn dị dưỡng denitrat hoá. Điều này đòi hỏi sự có mặt của các hợp chất hữu cơ để sử dụng khi có nguồn năng lượng khử.
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
You must be registered for see links
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
pháp này dựa trên nguyên tắc là các chất ô nhiễm tan trong nước có thể được hấp phụ trên bề mặt một số chất rắn ( chất hấp phụ). Các chất hấp phụ thường dùng trong mục đích này là than hoạt tính dạng hạt hay dạng bột, than bùn sấy khô hay có thể là đất sét hoạt tính diatomit, betomit.
Các chất hữu cơ kim loại nặng và các chất màu dễ bị hấp phụ. Lượng chất hấp phụ sử dụng tùy thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn có ở trong nước. Phương pháp này có tác dụng tốt có thể hấp phụ được 85-95% các chất hữu cơ và màu.
Để loại bỏ kim loại nặng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại người ta dùng than bùn để hấp phụ và nuôi bèo tây trên mặt hồ.
1.2.3. Phương pháp trung hòa [3]
Nước có độ axit cao cần cho qua lọc với vật liệu lọc có tính kiềm như với vôi, đá vôi đolomit hay dùng nước vôi trung hoà trực tiếp. Cũng có khi dùng dung dịch kiềm (NaOH hay Na2CO3 ) vào mục đích này.
Nước thải có độ axít cao cần cho qua lọc với vật liệu lọc có tính kiềm như với vôi, đá vôi đolomit hay dùng nước vôi trung hòa trực tiếp. Cũng có khi dùng dung dịch kiềm ( NaOH hay Na2CO3 ) vào mục đích này.
Nước thải có tính kiềm dùng axít kỹ thuật pha loãng để trung hòa. Trước khi trung hòa cần chuẩn bị và tính toán sao cho sau khi trung hòa được độ pH của nước mong muốn với lượng hóa chất vừa đủ.
1.2.4. Phương pháp dùng chất sát khuẩn [3]
Nước thải sau khi xử lý bằng các biện pháp cần thiết trước khi đưa vào sông hồ hay các nguồn nước khác, cũng như quay lại để cấp nước sinh hoạt phải cần sát khuẩn. Chất sát khuẩn cần dùng và không gây độc hại là khí clo (Cl2). Việc clo hóa nhằm mục đích diệt các vi sinh vật tảo và làm giảm mùi của nước. Các hợp chất clo dùng ở đây là clo lỏng được chứa trong các bình thép (bm clo) vôi clorua có độ hoạt động của clo là 25 - 35% các hypoclorit NaOCl, Ca(OCl)2 vừa có hoạt tính của clo vừa có hoạt tính oxy hóa nên có thể phân hủy nhiều chất độc hữu cơ thành chất không độc.
1.2.5. Các bể chứa và lắng [3]
Các bể này có thể là bể bê tông hay ao hồ được gia cố nền móng sao cho nước thải ít ngấm vào các tầng đất sâu. Nước thải vào các bể này và được lưu lại trong thời gian 2 - 10h . Thực tế đây là sự mô phỏng quá trình lắng đọng tự nhiên của nước trong các thủy vực. Sau thời gian 3 h thì hầu hết các chất rắn dễ lắng và 30 - 40% những chất rắn ở dạng lơ lửng huyền phù được lắng xuống đáy bể.
Phần nước ở trên được đưa vào các qúa trình xử lý tích cực với các phương pháp lên men, hiếu khí, thiếu khí hay kị khí tùy tiện.
Các phần lắng cắn tùy từng công đoạn có thể làm phân bón cho cây trồng hay đem thiêu hủy.
1.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
1.3.1. Nguyên lý chung [4]
Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong qúa trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên. Qúa trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là qúa trình oxy hóa sinh hóa.
Để thực hiện qúa trình oxy hoá sinh hóa, các chất hữu cơ hòa tan, cả các chất keo và phân tán nhỏ trong nước thải cần được di chuyển vào bên trong tế bào của vi sinh vật. Theo quan điểm hiện đại nhất, qúa trình xử lý nước thải hay nói đúng hơn là việc thu hồi các chất bẩn từ nước thải và việc vi sinh vật hấp phụ các chất bẩn đó là một qúa trình gồm ba giai đoạn:
Di chuyển các chất gây ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt của tế bào vi sinh vật do khuếch tán đối lưu và phân tử.
Di chuyển chất từ bề mặt ngoài tế bào qua màng bán thấm bằng khuếch tán do sự chênh lệch nồng độ các chất ở trong và ngoài tế bào.
Quá trình chuyển hóa các chất ở trong tế bào vi sinh vật với sự sản sinh năng lượng và qúa trình tổng hợp các chất mới của tế bào với sự hấp thụ năng lượng.
Các giai đoạn trên có quan hệ rất chặt chẽ với nhau và qúa trình chuyển hóa các chất đóng vai trò chính trong qúa trình xử lý nước thải.
Người ta có thể phân loại các phương pháp sinh học dựa trên các cơ sơ khác nhau. Song nhìn chung có thể chia chúng thành hai loại chính sau: xử lý sinh học hiếu khí và xử lý sinh học yếm khí
1.3.2. Phương pháp hiếu khí [2,4 ]
Đây là phương pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp oxy liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20 đến 40 0C.
Phương trình tổng quát các phản ứng tổng hợp của quá trình oxy hoá sinh hóa ở điều kiện hiếu khí như sau:
CxHy Oz N +(x+y/4- z/2 - 3/4) O2 vi sinh vật x CO2 + (y-3) /2 H2O + NH3 + DH (1)
CxHy Oz N + NH3 + O2 vi sinh vật C5H7 NO2 + CO2 + DH (2)
Trong phản ứng trên, CxHy Oz N là tất cả các chất hữu cơ của nước thải, còn C5H7NO2 là công thức theo tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào vi sinh vật, DH là năng lượng.
Phản ứng (1) là phản ứng oxy hoá các chất hữu cơ để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào, còn phải ứng (2) là phản ứng tổng hợp để xây dựng tế bào. Lượng oxy tiêu tốn cho các phản ứng này là tổng BOD của nước thải.
Nếu tiếp tục tiến hành quá trình oxy hoá thì không đủ chất dinh dưỗng, quá trình chuyển hoá các chất của tế bào xảy ra theo giai đoạn sau:
C5H7 NO2 + 5 O2 vi sinh vật 5 CO2 + NH3 + 2 H2O + DH
NH3 + O2 vi sinh vật HNO2 + O2 vi sinh vật HNO3
Tổng lượng oxy tiêu tốn cho bốn phản ứng trên gần gấp hai lần lượng oxy tiêu tốn của hai phản ứng đầu. Từ các phản ứng trên thấy rõ sự chuyển hoá hoá học là nguồn năng lượng cần thiết cho các vi sinh vật.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình phân huỷ hiếu khí:
pH: Đây là yếu tố có ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình xử lý. Khoảng pH tối ưu cho quá trình xử lý thường là nằm gần vùng trung tính.
Lượng oxy cung cấp cho quá trình xử lý phụ thuộc nhiều vào sự khuấy trộn, sục khí,...Lượng oxy cung cấp càng nhiều thì càng làm tăng tốc độ quá trình xử lý.
Nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ oxy hóa tăng. Trong thực tế nhiệt độ nước thải trong hệ thống xử lý được duy trì trong khoảng 20oC đến 30oC. Khi nhiệt độ tăng quá ngưỡng vi khuẩn sẽ bị chết, còn ở nhiệt độ thấp thì tốc độ xử lý sẽ giảm, quá trình thích nghi của vi sinh vật với môi trường mới sẽ bị chậm lại.
Các nguyên tố dinh dưỡng và vi lượng: Để có phản ứng sinh hóa nước thải cần chứa các hợp chất của các nguyên tố dinh dưỡng và vi lượng. Đó là các nguyên tố N, P, K, Mg, Ca, Na, Cl, Fe, Mn, ...Trong đó N, K, P là các nguyên tố chủ yếu.
1.3.3. Phương pháp yếm khí
1.3.3.1. Nguyên lý chung [2,3,4]
Đây là phương pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí.
(CHO)nNS + O2 đ CO2 + H2O + sinh khối vi sinh + sản phẩm chính + các chất
trung gian + CH4 + H2 + NH4+ + H2S + năng lượng.
ở điều kiện yếm khí sinh khối vi sinh vật được tạo thành ít, ngoài các chất trung gian tới (70%) có một sản được quan tâm nhiều là metan. Vì người ta cũng dựa vào qui trình này để thu metan và quá trình này còn được gọi là lên men metan.
Các ph...
Các chất hữu cơ kim loại nặng và các chất màu dễ bị hấp phụ. Lượng chất hấp phụ sử dụng tùy thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn có ở trong nước. Phương pháp này có tác dụng tốt có thể hấp phụ được 85-95% các chất hữu cơ và màu.
Để loại bỏ kim loại nặng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại người ta dùng than bùn để hấp phụ và nuôi bèo tây trên mặt hồ.
1.2.3. Phương pháp trung hòa [3]
Nước có độ axit cao cần cho qua lọc với vật liệu lọc có tính kiềm như với vôi, đá vôi đolomit hay dùng nước vôi trung hoà trực tiếp. Cũng có khi dùng dung dịch kiềm (NaOH hay Na2CO3 ) vào mục đích này.
Nước thải có độ axít cao cần cho qua lọc với vật liệu lọc có tính kiềm như với vôi, đá vôi đolomit hay dùng nước vôi trung hòa trực tiếp. Cũng có khi dùng dung dịch kiềm ( NaOH hay Na2CO3 ) vào mục đích này.
Nước thải có tính kiềm dùng axít kỹ thuật pha loãng để trung hòa. Trước khi trung hòa cần chuẩn bị và tính toán sao cho sau khi trung hòa được độ pH của nước mong muốn với lượng hóa chất vừa đủ.
1.2.4. Phương pháp dùng chất sát khuẩn [3]
Nước thải sau khi xử lý bằng các biện pháp cần thiết trước khi đưa vào sông hồ hay các nguồn nước khác, cũng như quay lại để cấp nước sinh hoạt phải cần sát khuẩn. Chất sát khuẩn cần dùng và không gây độc hại là khí clo (Cl2). Việc clo hóa nhằm mục đích diệt các vi sinh vật tảo và làm giảm mùi của nước. Các hợp chất clo dùng ở đây là clo lỏng được chứa trong các bình thép (bm clo) vôi clorua có độ hoạt động của clo là 25 - 35% các hypoclorit NaOCl, Ca(OCl)2 vừa có hoạt tính của clo vừa có hoạt tính oxy hóa nên có thể phân hủy nhiều chất độc hữu cơ thành chất không độc.
1.2.5. Các bể chứa và lắng [3]
Các bể này có thể là bể bê tông hay ao hồ được gia cố nền móng sao cho nước thải ít ngấm vào các tầng đất sâu. Nước thải vào các bể này và được lưu lại trong thời gian 2 - 10h . Thực tế đây là sự mô phỏng quá trình lắng đọng tự nhiên của nước trong các thủy vực. Sau thời gian 3 h thì hầu hết các chất rắn dễ lắng và 30 - 40% những chất rắn ở dạng lơ lửng huyền phù được lắng xuống đáy bể.
Phần nước ở trên được đưa vào các qúa trình xử lý tích cực với các phương pháp lên men, hiếu khí, thiếu khí hay kị khí tùy tiện.
Các phần lắng cắn tùy từng công đoạn có thể làm phân bón cho cây trồng hay đem thiêu hủy.
1.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
1.3.1. Nguyên lý chung [4]
Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong qúa trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên. Qúa trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là qúa trình oxy hóa sinh hóa.
Để thực hiện qúa trình oxy hoá sinh hóa, các chất hữu cơ hòa tan, cả các chất keo và phân tán nhỏ trong nước thải cần được di chuyển vào bên trong tế bào của vi sinh vật. Theo quan điểm hiện đại nhất, qúa trình xử lý nước thải hay nói đúng hơn là việc thu hồi các chất bẩn từ nước thải và việc vi sinh vật hấp phụ các chất bẩn đó là một qúa trình gồm ba giai đoạn:
Di chuyển các chất gây ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt của tế bào vi sinh vật do khuếch tán đối lưu và phân tử.
Di chuyển chất từ bề mặt ngoài tế bào qua màng bán thấm bằng khuếch tán do sự chênh lệch nồng độ các chất ở trong và ngoài tế bào.
Quá trình chuyển hóa các chất ở trong tế bào vi sinh vật với sự sản sinh năng lượng và qúa trình tổng hợp các chất mới của tế bào với sự hấp thụ năng lượng.
Các giai đoạn trên có quan hệ rất chặt chẽ với nhau và qúa trình chuyển hóa các chất đóng vai trò chính trong qúa trình xử lý nước thải.
Người ta có thể phân loại các phương pháp sinh học dựa trên các cơ sơ khác nhau. Song nhìn chung có thể chia chúng thành hai loại chính sau: xử lý sinh học hiếu khí và xử lý sinh học yếm khí
1.3.2. Phương pháp hiếu khí [2,4 ]
Đây là phương pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp oxy liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20 đến 40 0C.
Phương trình tổng quát các phản ứng tổng hợp của quá trình oxy hoá sinh hóa ở điều kiện hiếu khí như sau:
CxHy Oz N +(x+y/4- z/2 - 3/4) O2 vi sinh vật x CO2 + (y-3) /2 H2O + NH3 + DH (1)
CxHy Oz N + NH3 + O2 vi sinh vật C5H7 NO2 + CO2 + DH (2)
Trong phản ứng trên, CxHy Oz N là tất cả các chất hữu cơ của nước thải, còn C5H7NO2 là công thức theo tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào vi sinh vật, DH là năng lượng.
Phản ứng (1) là phản ứng oxy hoá các chất hữu cơ để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào, còn phải ứng (2) là phản ứng tổng hợp để xây dựng tế bào. Lượng oxy tiêu tốn cho các phản ứng này là tổng BOD của nước thải.
Nếu tiếp tục tiến hành quá trình oxy hoá thì không đủ chất dinh dưỗng, quá trình chuyển hoá các chất của tế bào xảy ra theo giai đoạn sau:
C5H7 NO2 + 5 O2 vi sinh vật 5 CO2 + NH3 + 2 H2O + DH
NH3 + O2 vi sinh vật HNO2 + O2 vi sinh vật HNO3
Tổng lượng oxy tiêu tốn cho bốn phản ứng trên gần gấp hai lần lượng oxy tiêu tốn của hai phản ứng đầu. Từ các phản ứng trên thấy rõ sự chuyển hoá hoá học là nguồn năng lượng cần thiết cho các vi sinh vật.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình phân huỷ hiếu khí:
pH: Đây là yếu tố có ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình xử lý. Khoảng pH tối ưu cho quá trình xử lý thường là nằm gần vùng trung tính.
Lượng oxy cung cấp cho quá trình xử lý phụ thuộc nhiều vào sự khuấy trộn, sục khí,...Lượng oxy cung cấp càng nhiều thì càng làm tăng tốc độ quá trình xử lý.
Nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ oxy hóa tăng. Trong thực tế nhiệt độ nước thải trong hệ thống xử lý được duy trì trong khoảng 20oC đến 30oC. Khi nhiệt độ tăng quá ngưỡng vi khuẩn sẽ bị chết, còn ở nhiệt độ thấp thì tốc độ xử lý sẽ giảm, quá trình thích nghi của vi sinh vật với môi trường mới sẽ bị chậm lại.
Các nguyên tố dinh dưỡng và vi lượng: Để có phản ứng sinh hóa nước thải cần chứa các hợp chất của các nguyên tố dinh dưỡng và vi lượng. Đó là các nguyên tố N, P, K, Mg, Ca, Na, Cl, Fe, Mn, ...Trong đó N, K, P là các nguyên tố chủ yếu.
1.3.3. Phương pháp yếm khí
1.3.3.1. Nguyên lý chung [2,3,4]
Đây là phương pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí.
(CHO)nNS + O2 đ CO2 + H2O + sinh khối vi sinh + sản phẩm chính + các chất
trung gian + CH4 + H2 + NH4+ + H2S + năng lượng.
ở điều kiện yếm khí sinh khối vi sinh vật được tạo thành ít, ngoài các chất trung gian tới (70%) có một sản được quan tâm nhiều là metan. Vì người ta cũng dựa vào qui trình này để thu metan và quá trình này còn được gọi là lên men metan.
Các ph...
