hoadongnoi279
New Member
Download miễn phí Đồ án Nghiên cứu quá trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia có công suất 30m3/ngày/đêm bằng aeroten
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 5
PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6
1. Phân loại và đặc tính của nước thải 6
1.1. Nước thải và phân loại nước thải 6
1.2. Các chỉ tiêu cơ bản đánh giá độ ô nhiễm nước thải [11,13,16,17,18,19] 7
1.2.1. Các chất hữu cơ [11, 18] 7
1.2.2. Các chất vô cơ [2, 13] 8
1.2.3. Hàm lượng chất rắn [13] 8
1.2.4. Lượng oxy hoà tan DO (Disolved Oxygen) [11, 13] 8
1.2.5. Nhu cầu oxy sinh hoá BOD (Biochemical Oxygen Demand) [11, 13, 17, 18, 19, 20] 9
1.2.6. Nhu cầu oxy hoá học COD (Chemical Oxygen Demand) [13, 16, 19, 23] 9
1.3. Nước thải của ngành công nghiệp bia 10
1.3.1. Sự phát triển của sản xuất bia ở Việt Nam 10
1.3.2. Nước thải của sẩn xuất bia [11, 13] 11
1.4. Các phương pháp sinh học xử lý nước thải 14
1.4.1. Phương pháp kỵ khí (Anaerobic) [13, 22] 14
1.4.2. Phương pháp thiếu khí (Anoxic) [13] 15
1.4.3. Phương pháp hiếu khí (aerobic) [1, 13] 15
1.5. Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong quá trình xử lý nước thải 17
1.6. Bùn hoạt tính 18
1.7. Bể aeroten [13] 21
PHẦN II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 25
1. Vật liệu 25
1.1. Mẫu nước thải 25
1.2 Hóa chất 25
1.3 Môi trường nuôi cấy vi sinh vật : (Xem phụ lục). 25
1.4 Thiết bị 25
2. Phương pháp nghiên cứu nước thải 25
2.1 Xác định thành phần, số lượng vi sinh vật [4] 25
2.2 Xác định oxy hòa tan (DO- Disolved Oxygen) [8, 13] 26
2.3 Xác định nhu cầu oxy sinh học BOD5 [8, 13] 28
2.4 Xác định nhu cầu oxy hóa học COD [8, 13] 29
2.5 Xác định hàm lượng Nitơ tổng số [8, 14] 30
2.6. Xác định hàm lượng Photpho tổng số [3] 32
2.8 Xác định chất rắn tổng số (TS) [13] 33
2.9 Xác định chất rắn huyền phù (SS) [13] 33
2.10 Xác định chất rắn bay hơi (MLSS) [13] 34
2.11 Tạo bùn hoạt tính 34
2.12 Xác định nồng độ bùn [13] 35
2.13. Xác định chỉ số thể tích của bùn hoạt tính [13] 35
PHẦN 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
1. Đánh giá chất lượng nước thải của Công ty bia Liên hợp thực phẩm 36
2. Xác định khả năng gây độc của nước thải đối với vi sinh vật 37
3. Xử lý nước thải bằng aeroten 39
3.1. Mô hình chung của bể aeroten 39
3.2. Xử lý nước thải bia theo mô hình phòng thí nghiệm 40
3.3. Tạo bùn hoạt tính từ bùn và nước thải 42
3.4. Ảnh hưởng của nồng độ bùn hoạt tính lên quá trình xử lý nước thải bia 43
3.5. Xác định mức độ cấp khí cho quá trình xử lý 44
3.6. Động thái quá trình xử lý 45
4. Thiết kế mô hình xử lý nước thải cho nhà máy bia quy mô nhỏ bằng bể aeroten 47
KẾT LUẬN 52
PHỤ LỤC 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 54
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
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:
Giai đoạn Giai đoạn Giai đoạn vi khuẩn chết
tăng trưởng ổn định theo logarit
theo quy luật
logarit
Giai đoạn phát triển chậm
Sinh trưởng và phát triển của hệ VSV
Thời gian
Hình 2: Đường cong biểu diễn sinh trưởng của quần thể vi khuẩn
trong nước thải
Quá trình sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nước thải chia làm 4 pha:
- Pha làm quen: mới đầu vi khuẩn chưa sinh sản ngay mà cần thời gian để thích nghi với môi trường. Thời gian này có thể là vài chục phút tới vài giờ.
- Pha phát triển logarit: sau khi thích nghi, vi khuẩn bắt đầu sinh sản bằng cách phân đôi tế bào. Số lượng tế bào tăng theo cấp số nhân. Giai đoạn này sinh trưởng của vi khuẩn rất nhanh và được gọi là giai đoạn phát triển theo logarit. ở pha này các chất dinh dưỡng trong môi trường còn phong phú và các tế bào giàu ARN và các enzim được sản sinh ra phục vụ cho quá trình dị hoá chất hữu cơ và đồng hoá xây dựng tế bào mới. Nói chung ở pha này các tế bào chết chưa xuất hiện.
- Pha ổn định: sinh trưởng ở cuối pha logarit chậm dần, chất dinh dưỡng cạn dần. Số lượng tế bào già chết đi bằng số tế bào sinh ra.
- Pha suy thoái: ở pha này dinh dưỡng cạn kiệt, số lượng tế bào già chết đi nhiều hơn số tế bào mới sinh ra. Nếu không bổ sung dinh dưỡng, toàn thể quần thể vi khuẩn sẽ chết.
1.6. Bùn hoạt tính
1.6.1. Hệ vi sinh vật trong bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính là một tập hợp các vi sinh vật phức tạp bao gồm vi khuẩn, nguyên sinh động vật, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, vi rut... nhưng chủ yếu là vi khuẩn. Bùn tốt có bông màu vàng nâu, dễ lắng, có kích thước từ 3 á5 mm, có khả năng hấp thụ lên bề mặt của nó và oxy hoá các chất khi có mặt oxy làm sạch nước thải [1]. Thành phần vi sinh vật của bùn hoạt tính gồm một số lượng lớn các loài như: Actinomyces, Bacillus, Corynebacterium, Escherichia, Pseudomonas, Sarcina.
Bảng 2. Một số giống chính trong quần thể vi sinh vật hiếu khí trong bùn hoạt tính
Vi khuẩn
Khả năng phân huỷ
Pseudomonas
Hyđrat-cacbon, Protein, Nitrat, chất hữu cơ khác
Arthobacter
Hyđrat-cacbon
Bacillus
Hyđrat-cacbon, Protein
Cytophaga
Polysaccarit
Nitromonas
Nitrit
Nitrobacter
Nitrat
Alcaginenes
Protein
Favobacterium
Protein
Corynebacterium
Protein
Escherichia
Protein, hợp chất hữu cơ
Sarcina
Chất hữu cơ
Nguyên sinh động vật
Xác vi sinh vật
Nhìn qua bảng 2, chúng có khả năng phân huỷ protein và lipid, nhất là Bacillus và Pseudomonas. Nguyên sinh động vật tham gia vào việc sử dụng chất hữu cơ, kích thích vi sinh vật tiết ra enzzim ngoại bào để phân huỷ chất hữu cơ, ăn vi khuẩn già và xác vi khuẩn, giúp điều chỉnh thành phần và loài của vi sinh vật trong bùn hoạt tính, giữ chúng luôn ở mức hoạt động tui ưu, làm tăng cường quá trình làm sạch nước thải, tăng khả năng kết lắng bùn, loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Đối với bùn tốt, nguyên sinh động vật có khoảng 10-15 cá thể/106 tế bào [6, 13]. Thành phần vi sinh vật trong bùn hoạt tính được giới thiệu ở bảng 2.
1.6.2.Hoạt hoá bùn hoạt tính [13]
Hoạt hoá bùn hoạt tính là tạo điều kiện cho quần thể vi sinh vật có trong đó phát triển lại trước khi cho bùn hồi lưu vào bể aeroten. Hoạt hoá bùn nhằm làm tăng số lượng vi sinh vật lên, từ đó tăng khả năng sử dụng chất hữu cơ có trong nước thải.
Để phát huy được vai trò của bùn hoạt tính trong quy trình công nghệ xử lý nước thải, phải quan tâm đến nồng độ oxy hoà tan trong nước, nồng độ và tuổi của bùn hoạt tính, các chất độc cho vi sinh vật, pH, nhiệt độ của nước thải. Nước thải sau khi được xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính thì hàm lượng các chất gây ô nhiễm giảm đi, nước thải ra môi trường tương đối đạt tiêu chuẩn về hàm lượng các chất cho phép: BOD giảm đến 85- 90%, Nitơ giảm 40%, coliform giảm 60- 90% [13]. Như vậy phương pháp bùn hoạt tính có khá nhiều ưu điểm và hiện nay vẫn là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để xử lý nước thải đô thị và công nghiệp.
1.6.3. Đánh giá bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính có chất lượng cao có dạng búi xốp, màu vàng hay nâu sẫm, dễ lắng và có khả năng thu hồi nhanh. Nếu bùn kém, các chất lơ lửng sẽ trôi theo nước ra, sẽ làm tăng BOD. Tốc độ oxy hoá chất hữu cơ phụ thuộc vào khả năng thích nghi của các chủng vi sinh vật mới có khả năng kết lắng và phân huỷ phổ nhiễm bẩn cao của nước thải [13].
* Tuổi và số lượng của bùn hoạt tính:
Hiệu suất xử lý của phương pháp phụ thuộc nhiều vào độ tuổi của bùn hoạt tính hay thời gian lưu của bùn trong hệ thống xử lý. Nhìn chung khi tăng lượng bùn hoạt tính thì khả năng xử lý càng cao, nhưng chỉ đến một mức độ giới hạn nhất định, vì khi tăng lượng bùn hoạt tính thì nhu cầu oxy cũng phải tăng theo cho đủ hàm lượng oxy hoà tan.
Bùn hoạt tính có chất lượng cao chỉ sử dụng được trong một thời gian nhất định. Nếu để lâu có nghĩa là bùn hoạt tính càng già thì khả năng xử lý kém dần đi do xác vi sinh vật chết lại trở thành nguồn gây ô nhiễm mới. Trong suốt toàn bộ quá trình xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính thì lượng bùn thải loại ra rất nhiều. Lượng bùn này tỷ lệ với mức độ nhiễm bẩn của nước thải thể hiện qua các chỉ số COD, BOD5.
1.7. Bể aeroten [13]
Aeroten là một dạng bể nhân tạo trong đó ta tiến hành cấp khí hoàn chỉnh để cung cấp oxy cho vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái huyền phù trong môi trường nước thải cần xử lý. Việc cấp khí (sục khí) ở đây đảm bảo hai yêu cầu là cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật sinh trưởng và oxy hoá chất hữu cơ đồng thời duy trì chúng ở trạng thái lơ lửng.
Bể aeroten có nhiều dạng được phân loại theo nhiều cách khác nhau:
- Phân loại theo nguyên lý làm việc.
- Hệ thống có quay vòng bùn.
- Hệ thống không có tái sinh bùn.
- Phân loại theo các dạng cấp khí.
+ Cấp khí theo tầng:
Thường dùng với các aeroten có chiều sâu lớn, COD ban đầu cao. Phương pháp này giúp giảm chi phí khí nén và làm cho bể aeroten hoạt động hiệu quả ở tất cả các tầng theo chiều sâu của bể.
+ Bể hiếu khí khuấy trộn hoàn toàn:
Bể này thường áp dụng khi nước thải được chảy liên tục vào bể eroten có thiết bị khuấy hoạt động. Nước thải sau khi lắng và bùn hồi lưu dược đưa vào nhiều điểm trên bể aeroten. Chất hữu cơ cho vào và nhu cầu oxy đồng đều theo chiều dài của bể aeroten, thời gian lưu 3 á 5 ngày, tải trọng 0,8 á 2 kg BOD5/m3/ngày, thời gian lưu bùn từ 5 á 15 ngày.
+ Cấp khí theo chiều dọc:
Hình thức bố trí ở phía đầu vào mật độ các phân tán khí dày hơn phía cuối bể.
+ Cấp khí theo ngăn:
Bể aeroten được chia thành các ngăn, nước thải đi từ ngăn đầu đến ngăn cuối. Mức độ cấp khí ở các ngăn khác nhau vừa đảm bảo xử lý triệt để vừa giảm chi phí khí nén.
+ Bể hiếu khí ổn định tiếp xúc:
Quá trình ổn định tiếp xúc gồm hai bể riêng biệt hay hai ngăn riêng biệt để xử lý nước thải và ổn định bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính sau khi đã ổn định trộn với nước thải đưa vào bể tiếp xúc. Sau bể tiếp xúc nước thải qua bể lắng thứ cấp và bùn hồi lưu đưa về bể ổn định. Phương pháp này được sử dụng để xử lý nước thải với BOD cao, các chất hữu cơ chủ yếu ở dạng lơ lửng và dạng keo. Thời gian lưu trong bể ổn định 1,5 á5 giờ, thời gian lưu trong bể tiếp xúc hiếu khí 20 á 40 phút. Tải trọng từ 0,6 á 0,75 kg/m3/ngày.
Các thông số cơ bản của aeroten.
Trong quá trình vận hành theo dõi các thông số của bể aeroten là càn thiết để điều chỉnh quá trình xử lý có hiệu quả và tiết kiệm, đồng thời giảm khả năng tái nhiễm do vi sinh vật trong bùn hoạt tính bị phân huỷ. Các thông số theo dõi là:
+ Thời gian lưu của nước trong bể aeroten q (ngày, giờ):
q = (1.7 – 1)
Trong đó:
V: Thể tích của bể aeroten (m3).
Q: Lưu lượng nước thải đi vào bể (m3/ngày); (m3/h).
+ Chỉ số thể tích bùn SVI (Slugde Volume Index):
(ml/g) (1.7 – 2)
Trong đó:
V1: diện tích lắng (ml/g).
X: hàm lượng sinh khối có trong 1l (mg/l).
Chỉ số SVI là thông số biểu thị dung tích lắng của 1 gam bùn.
+ Lượng oxy cần thiết cho quá trình xử lý nước thải :
OCo = - 1,42Px + (kg O2/ngày) (1.7 – 3)
Trong đó:
OCo: lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C.
Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày).
So: Nồng độ BOD5 đầu vào (g/m3).
S: Nồng độ BOD5 đầu ra (g/m3).
f: Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20
f = (1.7 – 4)
Px: Phần tế bào dư xả ra ngoài theo bùn dư (kg/ngày).
Px = YbQ(So – S)x10-3 (1.7 – 5)
1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD.
No: Tổng hàm lượng Nitơ đầu vào (g/m3).
N: Tổng hàm lượng Nitơ đầu ra (g/m3).
4,57: Hệ số sử dụng oxy khi oxy hoá NH4+ thành NO3-
+ Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
(1.7 – 6)
Trong đó:
Cs : Nồng độ oxy bão hoà trong nước sạch ứng với nhiệt độ (T0C) (mg/l).
C : Nồng độ oxy cần duy trì trong công trình (mg/l). Khi xử lý nước thải thường lấy C = 1,5 á 2 mg/l.
: Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải do ảnh hưởng của hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng và kích thước bể, có giá trị từ 0,6 á 0,94.
+ Lượng không khí cần thiết:
(m3/ngày) (1.7 – 7)
Trong đó:
OCt : Lượng oxy cần thiết tính theo công thức (1.7 – 6).
f : Hề số an toàn, thường từ 1,5 á 2
OU = Ou.h : Công suất hoà tan oxy vào nước thải của thiết b...