Bạn đang xem bài viết Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Bằng Bể Kỵ Khí Vách Ngăn được cập nhật mới nhất tháng 12 năm 2023 trên website Channuoithuy.edu.vn. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất.
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG
BỂ KỴ KHÍ VÁCH NGĂN
Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước mặt là do quá trình sản xuất công nghiệp và nước thải phân tán từ khu dân cư, nhà máy, xí nghiệp…
Bể xử lý truyền thống là một công nghệ thích hợp để xử lý nước thải có chứa chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học có nồng độ cao. Với Bể kỵ khí truyền thống thì hiệu xuất của quá trình xử lý các chất hữu cơ (BOD5) là khoảng 50 đến 60%. Trong thực tế rất nhiều rất nhiều bể kị khí truyền thống cho hiệu suất xử lý thấp hơn nhiều do được thiết kế, xây dựng và quản lý không đúng qui cách.
Chúng tôi đã nghiên cứu tìm cách cải tiến Bể kị khí truyền thống bằng việc thay đổi cấu tạo bể thành Bể kỵ khí vách ngăn có hiệu suất xử lý BOD5 đạt 80 – 90%.
Cấu tạo bể kị khí vách ngăn kết hợp lắng:
Cấu tạo của Bể kỵ khí vách ngăn kết hợp lắng như hình vẽ:
1. Các ngăn kỵ khí.
2. Ngăn lắng
3. Tấm hướng dòng
4. Vách ngăn
5. Bơm tuần hoàn
6. Van một chiều
7. Tháp xử lý khí (có thể có tùy theo qui mô)
8. Tháp đốt khí
Bể kỵ khí vách ngăn
Nguyên lý hoạt động
Nước thải được đưa vào Bể từ ngăn kỵ khí đầu tiên đồng thời với quá trình này là quá trình tuần hoàn bùn từ ngăn lắng vế ngăn đầu tiên nên xảy ra quá trình tiếp xúc nước thải và bùn kị khí. Nước thải lần lược chảy qua các ngăn kỵ khí về bể lắng.
Nhờ các tấm hướng dòng ở các ngăn kỵ khí, chất thải chuyển động theo chiều từ trên xuống dưới và từ dưới lên trên. Nhờ vậy chất thải được tiếp xúc vơi vi sinh vật kỵ khí trong lớp bùn hình thành ở đáy bể trong điều kiện động. Các chất hữu cơ được vi sinh vật hấp thu và chuyển hóa, làm nguồn dinh dưỡng cho sự phát triển của chúng. Nhờ chia thành các ngăn kỵ khí riêng nên quần thể vi sinh vật của từng ngăn sẽ khác nhau và có điều kiện sinh sôi phát triển nhanh. Ở ngăn đầu, các vi khuẩn tạo axit sẽ chiếm ưu thế và ở những ngăn sau vi khuẩn tạo khí mêtan sẽ chiếm ưu thế.
Ngăn cuối cùng là ngăn lắng, chức năng của ngăn này là tách hoàn toàn chất rắn lơ lửng và bùn ra khỏi nước làm nâng cao chất lượng nước đầu ra. Mặc khác ngăn lắng còn có chức năng là ngăn lưu trữ bùn kỵ khí để tuần hoàn lại cho ngăn kỵ khí đầu tiên đầu tiên.
Hiệu suất của quá trình xử lý cũng tăng lên nhờ quá trình tuần hoàn liên tục bùn kỵ khí làm cho bùn kỵ khí luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng nên bùn liên tục được hoạt hóa làm cho hiệu quá của quá xử lý chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học cũng tăng lên.
Với quy trình Bể kỵ khí vách ngăn kết hợp lắng cho phép tăng thời gian lưu bùn và nhờ vậy hiệu xuất của quá trình xử lý tăng, trong khi lượng bùn xả lại giảm.
Ưu điểm của Bể kỵ khí vách ngăn kết hợp lắng là:
- Hiệu xuất xử lý cao: 80 – 90% trong việc xử lý BOD5.
- Không có mùi hôi.
- Nước thải và khí thải đạt tiêu chuẩn không mùi và sạch.
- Sinh ra lượng bùn ít và lượng bùn trong bể luôn được duy trì ổn định
Bể kỵ khí vách ngăn kết hợp lắng là một thiết bị xử lý nước thải theo chu trình kín, tự động và đạt hiệu xuất cao.
Lĩnh vực áp dụng Bể kỵ khí vách ngăn
- Xử lý nước thải sinh hoạt.
- Xử lý nước thải công nghiệp: cà phê, cao su…
Email: [email protected]
HOTLINE: 0903 018 135 – 0918 28 09 05
Tư vấn miễn phí:
CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT
Địa chỉ: 537/18/4 Nguyễn Oanh, Phường 17, Quận Gò Vấp, TP.HCM
(Địa chỉ cũ: B30 Khu Chung Cư An Lộc, Phường 17, Quận Gò Vấp, TPHCM)
Điện thoại: (+84) 028 3895 3166
Hotline: 0903.018.135 – 0918.280.905
Email: [email protected] – [email protected]
Fax: (+84) 028 3895 3188
Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!
Xử Lý Nước Thải Bằng Công Nghệ Sinh Học Thiếu Khí (Bể Anoxit)
Bể Anoxit trong công nghệ xử lý nước thải hay còn gọi là bể lên men, bể anoxit được sử dụng kết hợp với các công nghệ hiếu khí hay kỵ khí để xử lý nước chứa nồng độ Amoni (NH4), NO2 (Nitrit), NO3 (Nitrat), Nitơ vô cơ, Phosphat (PO4), Poly-phosphat.
Trong bể anoxit đồng thời diễn ra các quá trình như: lên men các chất trong nước thải, cắt các mạch Poly-photphas thành Photphas, quá trình Khử nitrat (NO3) thành nitơ (N2)… ở điều kiện thiếu khí.
Qúa trình xử lý Nitơ và Phospho của bể Anoxit thường sẽ được thiết kế kết hợp trước các công nghệ sinh học hiếu khí và sau công nghệ sinh học kỵ khí.
Khi thiết kế bể anoxit phải đảm bảo nước thải được khuấy trộn đều nhờ thiết bị khuấy trộn đặt dưới bể và nồng độ oxy từ 0.5-1mgO2/l. Thời gian lưu bể anoxit từ 4-6 tiếng
Trường hợp thiếu oxy, các loại vi khuẩn khử nitơrat denitrificans (dạng kỵ khí tùy tiện) sẽ tách oxy của nitơrat và nitrit để oxy hóa chất hữu cơ. Nitơ phân tử tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.
Quá trình chuyển: NO3 – NO2 – NO – N2O – N2 (NO, N2O, N2: dạng khí)
Tuy nhiên để cho quá trình này diễn ra thì cần phải xảy ra thêm 2 quá trình Nitrit hóa và Nitrat hóa ở điều điện hiếu khí nhe.
Nhưng để xử lý được Nitơ cũng đòi hỏi có nguồn Cacbon để tổng hợp tế bào. Do nước thải đã được nitrat hóa thường chứa ít vật chất chứa Cacbon nên đòi hỏi phải bổ sung thêm nguồn Cacbon từ ngoài vào. Trong một số hệ khử nitrit sinh học, nước thải chảy tới hoặc tế bào chất thường là nguồn cung cấp Cacbon cần thiết. Khi xử lý nước thải công nghiệp thường thiếu Cacbon hữu cơ nên người ta thường dung CH3OH rượu metylic làm nguồn Cacbon bổ sung. Nước thải công nghiệp nếu nghèo chất dinh dưỡng nhưng lại chứa Cacbon hữu cơ thì cũng có thể hòa trộn vào.
Quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng phospho
Photpho xuất hiện trong nước thải ở dạng PO4 3- hoặc poli photphat P2O7 hoặc dạng photpho liên kết hữu cơ. Hai dạng sau chiếm khoảng 70% trong nước thải.
Các dạng tồn tại của P thường dùng các loại hợp chất keo tụ gốc Fe, Al,…để loại bỏ nhưng giá thành đắt, tạo thành bùn chứa tạp chất hóa học,…
Vi khuẩn Acinetobater là 1 trong những sinh vật đầu tiên có trách nhiệm khử P, chúng có khả năng tích lũy poliphotphat trong sinh khối tương đối cao (2-5%).
Khả năng lấy Phospho của vi khuẩn kỵ khí tùy tiện Acinebacter sẽ tăng lên rất nhiều khi cho nó luân chuyển các điều kiện hiếu khí, kỵ khí.
Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Bằng Bể Bùn Hoạt Tính
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
BỂ BÙN HOẠT TÍNH
Để thiết kế bể bùn hoạt tính người ta phải chú ý đến loại bể, lưu lượng nạp, lượng bùn sinh ra, nhu cầu và khả năng chuyển hóa oxy, nhu cầu về dinh dưỡng cho vi khuẩn, đặc tính của nước thải đầu vào và đầu ra, điều kiện môi trường, giá thành, chi phí vận hành, bảo trì. Xác định tỉ lệ thức ăn trên số lượng vi khuẩn F/M (food to microorganism)
trong đó F/M: tỉ lệ thức ăn trên số lượng vi khuẩn d-1 S0: BOD hoặc COD của nước thải đầu vào, mg/L (g/m3) [influent soluble BOD] Q: thời gian lưu tồn nước trong bể bùn hoạt tính = Vr/Q, d Vr: Thể tích bể, Mgal (m3) Q: Lưu lượng nước thải nạp vào bể, Mgal/d (m3/d) X: hàm lượng vật chất rắn bay hơi (VSS) trong bể mg/L (g/m3) Lưu ý các giá trị thực nghiệm cho thấy F/M nằm trong khoảng 0,05 ¸ 1,0 Với một hiệu suất sử dụng thức ăn U của vi khuẩn ta có công thức:
trong đó E: hiệu suất của quá trình xử lý, % E = [(S0 – S)/S0)] ´ 100 Thay vào phương trình trên ta có:
trong đó S: BOD hoặc COD của nước thải đầu ra, mg/L (g/m3) [ effluent soluble BOD] Thời gian lưu nước trong bể bùn hoạt tính được tính bằng công thức:
Thời gian lưu nước trong cả hệ thống được tính bằng công thức:
trong đó qs: thời gian lưu nước trong hệ thống Vs: thể tích bể lắng thứ cấp Xác định thời gian lưu trú trung bình của vi khuẩn trong bể
trong đó qc: thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể theo thể tích bể, d Vr: thể tích bể, Mgal (m3) X: hàm lượng VSS trong bể, mg/L (g/m3) Xw: hàm lượng VSS trong bùn thải bỏ, mg/L (g/m3) Qw: lưu lượng bùn thải bỏ, Mgal/d (m3/d) Xe: hàm lượng VSS trong nước thải đầu ra, mg/L (g/m3) Qe: Lưu lượng nước thải đầu ra, Mgal/d (m3/d ) Theo các số liệu của Mỹ qc = 3 ¸ 15 ngày cho hiệu quả xử lý và khả năng lắng của bùn tốt. Thời gian lưu tồn nước trong bể là 4 ¸ 8 giờ, lưu lượng nạp 3 ¸ 30 kg BOD5/m3.d Nếu hàm lượng VSS trong nước thải đầu ra là không đáng kể ta có:
Nhu cầu về dưỡng chất nhằm bảo đảm sự phát triển của các vi khuẩn được thể hiện qua công thức:
trong đó Rs: là lượng BOD5 (hay chất nền) được sử dụng (hay loại bỏ) Rs = Q(S0 – S) Rb: lượng sinh khối được sản sinh ra
trong đó Y: sản lượng biomass tính bằng mgVSS/mg BOD5 Ta có:
Kd = 0,48t -0,415(1,05)t – 20 trong đó Kd: tốc độ phân hủy ts: tuổi trung bình của bùn đối với bể bùn hoạt tính (» q C) Theo thực nghiệm thì tỉ lệ BOD5 : N : P » 100 : 5 : 1
Một số hệ số động cho việc xử lý nước thải sinh hoạt bằng bể bùn hoạt tính
Hệ số
Đơn vị
Giá Trị
Khoảng biến thiên
Tiêu biểu
k
d-1
2 ¸ 10
5
Ks
mg/L BOD5
25 ¸ 100
60
mg/L COD
17 ¸ 50
40
Y
mg VSS/mg BOD5
0,4 ¸ 0,8
0,6
Kc
d-1
0,025 ¸ 0,075
0,06
Các bước để thiết kế một bể bùn hoạt tính: 1. Chọn thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể. Các yếu tố cần biết: BOD5 của nước thải đầu ra SS của nước thải đầu ra Khả năng chịu đựng của bể đối với sự biến động lớn của nước thải đầu vào (lưu lượng, hàm lượng chất gây ô nhiễm) Nhu cầu về năng lượng cho các thiết bị cung cấp khí Nhu cầu về dưỡng chất 2. Chọn thời gian lưu tồn của nước thải trong bể. Các yếu tố cần biết: Thích hợp cho việc loại bỏ các chất ô nhiễm Quá trình ổn định, không bị ảnh hưởng của các chất độc Lượng MLSS được giữ ổn định 3. Xác định thể tích bể lắng thứ cấp cần thiết. Các yếu tố cần biết: Diện tích bề mặt của bể lắng Diện tích cần thiết cho việc cô đặc bùn
BODcủa nước thải đầu raSS của nước thải đầu raKhả năng chịu đựng của bể đối với sự biến động lớn của nước thải đầu vào (lưu lượng, hàm lượng chất gây ô nhiễm)Nhu cầu về năng lượng cho các thiết bị cung cấp khíNhu cầu về dưỡng chấtThích hợp cho việc loại bỏ các chất ô nhiễmQuá trình ổn định, không bị ảnh hưởng của các chất độcLượng MLSS được giữ ổn địnhDiện tích bề mặt của bể lắngDiện tích cần thiết cho việc cô đặc bùn
4. Xác định công suất thiết bị sục khí. Các yếu tố cần biết: Xác định nhu cầu về oxy Xác định nhu cầu điện năng để duy trì các chất rắn ở dạng lơ lửng. 5. Chọn tỉ lệ hoàn lưu bùn 6. Ước tính lượng bùn thải bỏ
Xác định nhu cầu về oxyXác định nhu cầu điện năng để duy trì các chất rắn ở dạng lơ lửng.
Các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành bể bùn hoạt tính và nguyên nhân
Sự cố
Nguyên nhân
Hiệu suất loại BOD hoà tan thấp
1. Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá ngắn 2. Thiếu N và P pH quá cao hoặc quá thấp Trong nước thải đầu vào có chứa độc tố Sục khí chưa đủ Khuấy đảo chưa đủ hoặc do hiện tượng ngắn mạch
Nước thải chứa nhiều chất rắn
1. Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá lâu 2. Quá trình khử nitơ diễn ra ở bể lắng Do sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi (trong điều kiện thời gian cư trú của vi khuẩn ngắn, thiếu N và P, sục khí không đủ) Tỉ lệ hoàn lưu bùn quá thấp
Mùi
1. Sục khí không đủ
2. Quá trình yếm khí xảy ra ở bể lắng
Cách hiệu chỉnh các sự cố
Thời gian cư trú của VK
Quá thấp
Giảm bớt lượng bùn thải Xây thêm bể điều lưu
Quá cao
Tăng lượng bùn thải
Thiếu dưỡng chất N và P
Cung cấp thêm dưỡng chất cho nước thải đầu vào
pH quá cao hoặc quá thấp
Xây thêm bể điều lưu Trung hòa nước thải đầu vào
Nước thải đầu vào có chứa độc tố
Xây thêm bể điều lưu Loại bỏ các chất độc trong nước thải đầu vào
Sục khí không đủ
Tăng công suất thiết bị sục Phân bố lại các ống phân phối khí trong bể
Khuấy đảo không đủ, “mạch ngắn”
Tăng mức độ sục khí Gắn thêm các đập phân phối nước
Quá trình khử nitơ ở bể lắng
Giảm thời gian giữ bùn trong bể lắng bằng cách tăng tỉ lệ hoàn lưu Gắn thêm gàu múc bùn Tăng lượng bùn thải
Quá trình yếm khí ở bể lắng
Các phương pháp tương tự phương pháp áp dụng để tránh quá trình khử nitơ của bể lắng
Xác định lượng oxy cần cung cấp cho bể bùn hoạt tính (aeroten) theo công thức
trong đó
f: hệ số biến đổi BOD5 sang BOD cuối cùng (0,68)
f: hệ số biến đổi BODsang BOD cuối cùng (0,68)
Px: lượng bùn sản xuất ròng trong một ngày của bể bùn hoạt tính tính bằng VSS kg/ngày Sau đó nhân với hiệu suất của quá trình trao đổi khí để tính ra lượng oxy cần thiết. Lưu ý ở 1atm và 25oC thì 1m3 không khí nặng khoảng 1,2 kg. Nên giữ trị số DO bằng 1,5 ¸ 4 mg/L (thông thường khoảng 2 mg/L ở tải trung bình và 0,5 mg/L ở tải đỉnh) ở mọi khu vực của bể, trên 4 mg/L không tăng được hiệu suất của quá trình mà còn tốn thêm điện. Đối với F/M lớn hơn 0,3 lượng không khí cần thiết là 30 ¸ 55 m3/kg BOD5 được xử lý (hệ thống sục khí tạo bọt lớn), 24 ¸ 36m3/kg BOD5 (hệ thống xử lý tạo bọt mịn). Nếu F/M nhỏ hơn 0,3 lượng không khí cần thiết sẽ tăng lên. Thông thường khi sử dụng hệ thống bơm nén khí với hệ thống khuếch tán khí người ta cần 3,75 ¸ 15,0 m3 không khí/m3 nước thải. Đối với các thiết bị cơ khí khuấy đảo để sục khí cần 1,0 ¸ 1,5 kg O2/kg BOD5 được xử lý.
Mô tả các thiết bị thường được sử dụng để cung cấp khí cho các bể xử lý
Phân loại
Mô tả
Ứng dụng
Khuếch tán khí đặt ngầm
Đục lổ (bọt khí nhỏ)
Các bọt khí thoát ra từ các đĩa hình phẳng, vòm hay ống có đục lổ làm bằng sứ, thủy tinh hoặc nhựa.
Tất cả các loại bể bùn hoạt tính.
Đục lổ (bọt khí trung bình)
Các bọt khí thóat ra từ các màng có lổ hoặc các ống nhựa
Tất cả các loại bể bùn hoạt tính.
Không đục lổ (bọt khí lớn)
Bọt khí được thóat ra trực tiếp từ đầu ra của các thiết bị cung cấp khí.
Tất cả các loại bể bùn hoạt tính.
Ống khuấy tĩnh
Các ống ngắn, đặt thẳng đứng, bên trong có các vách ngăn để làm chậm sự thóat các bóng khí lên mặt bể. Không khí được đưa vào bể từ phía dưới các ống này, khi thóat lên trên bề mặt bể nó tiếp xúc với nước thải trong ống.
Ao thông khí, và bể bùn hoạt tính.
Turbine phân phối
Bao gồm một turbine có vận tốc chậm và một bơm
Tất cả các loại bể
khí
nén khí.
bùn hoạt tính.
Thiết bị phun tia
Khí nén được đưa vào nước thải khi nó được bơm với áp suất cao vào các thiết bị phun tia.
Tất cả các loại bể bùn hoạt tính.
Thiết bị khuấy bề mặt
Turbine vận tốc chậm
Turbine có đường kính lớn, khi quay nó bắn các giọt nước lên khí quyển để tiếp xúc với không khí.
Các bể bùn hoạt tính cổ điển và các ao thông khí
Turbine vận tốc nhanh
Turbine có đường kính nhỏ, khi quay nó bắn các giọt nước lên khí quyển để tiếp xúc với không khí.
Ao thông khí
Rotor răng lược
Các cánh khuấy được gắn lên trục trung tâm như một cái lược. Khi rotor quay oxy được đưa vào nước thải bởi việc bắn các giọt nước lên khí quyển để tiếp xúc với không khí
Mương oxy hóa, kênh thông khí hay ao thông khí.
Thác nước
Nước thải được cho chảy xuống bên dưới kiểu như thác nước
Nâng DO của nước thải sau xử lý.
Các thiết bị cung cấp khí cho bể xử lý thông dụng (p. 279)
Các giá trị tham khảo về hiệu suất cung cấp khí của các thiết bị khuếch tán khí
Loại thiết bị, cách lắp đặt
Công suất thổi khí (ft3/min.đầu thổi)
Hiệu suất cung cấp khí (%) ở độ sâu 15 ft » 4.6 m
Đĩa sứ đục lổ – đặt thành hàng thẳng
0,4 ¸ 3,4
25 ¸ 40
Đĩa sứ hình vòm đục lổ – đặt hàng thẳng
0,5 ¸ 2,5
27 ¸ 39
Đĩa sứ phẳng đục lổ – đặt hàng thẳng
2,0 ¸ 5,0
26 ¸ 33
Ống plastic cứng đục lổ
Hàng thẳng
2,4 ¸ 4,0
28 ¸ 32
Xoắn ốc đôi
3,0 ¸ 11,0
17 ¸ 28
Xoắn ốc đơn
2,0 ¸ 12,0
13 ¸ 25
Ống plastic mềm đục lổ
Hàng thẳng
1,0 ¸ 7,0
26 ¸ 36
Xoắn ốc đơn
2,0 ¸ 7,0
19 ¸ 27
Ống châm lổ
Hàng thẳng
1,0 ¸ 4,0
22 ¸ 29
Đặt ở 4 góc bể
2,0 ¸ 6,0
19 ¸ 24
Xoắn ốc đơn
2,0 ¸ 6,0
15 ¸ 19
Chú ý: ft3/min x 0,0283 = m3 /min ft x 0,3048 = m
Các giá trị tham khảo về hiệu suất cung cấp khí của các thiết bị cơ khí khuấy đảo
Loại thiết bị
Hiệu suất cung cấp khí lb O2/hp.h
Tiêu chuẩn
Thực nghiệm
Khuấy đảo bề mặt vận tốc chậm
2,0 ¸ 5,0
1,2 ¸ 2,4
Khuấy đảo bề mặt vận tốc nhanh
2,0 ¸ 3,6
1,2 ¸ 2,0
Khuấy ngầm
2,0 ¸ 4,0
1,2 ¸ 1,8
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Người ta còn sử dụng oxy tinh khiết để hoàn thành quá trình sục khí. Khống chế các vi sinh vật hình sợi Sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi tạo nên bùn khó lắng cho nên phải khống chế sự phát triển của các vi sinh vật này, bằng cách thêm chlorine vào bùn hoàn lưu, thay đổi DO trong bể, thay đổi điểm nạp để thay đổi F/M.
Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu trong bể bùn hoạt tính
(Trái sang phải: Sphaerotilus natans, và 2 loài Thiothrix)
(Trái sang phải: Sphaerotilus natans, và 2 loài Thiothrix)
Chú ý trong quá trình đôi khi người ta cho bùn ở bể lắng thứ cấp hoàn lưu trở lại bể bùn hoạt tính nhằm tăng lượng bùn hoạt tính trong bể để bể đạt được hiệu suất cao.
Xử lý bùn thải đô thị: Bài toán chưa có lời giải
Công nghệ xử lý nước bằng thuỷ động lực học không hoá chất
Chú ý trong quá trình đôi khi người ta cho bùn ởhoàn lưu trở lại bể bùn hoạt tính nhằm tăng lượng bùn hoạt tính trong bể để bể đạt được hiệu suất cao.
Xử Lý Nước Thải Bằng Vi Sinh Kỵ Khí
Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:Chất hữu cơ: CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mớiMột cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:+ Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử+ Giai đoạn 2: Acis hóa+ Giai đoạn 3: Acetate hóa
+ Giai đoạn 4: Methane hóa
Các chất thải hữu cơ chứa nhiều các chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin… trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo.
Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acid acetic, H2 và CO2. Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acid acetic, acid propionic và acid lactic.
Bên cạnh đó, CO2, H2, methanol và các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrat. Vi sinh vật chuyển hóa methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines và CO. Các phương trình phản ứng xảy ra như sau:
Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:
+ Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB)
+ Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process).
Liên hệ với chúng tôi để hiểu rõ hơn về Quy trình xử lý nước thải bằng vi sinh:
Email: [email protected]
So Sánh Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Hiếu Khí Và Kỵ Khí * Tin Cậy
Việt Nam chúng ta đang trong quá trình phát triển, vì vậy quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng được đẩy mạnh, các ngành công nghiệp ngày càng phát triển đem lại doanh thu lớn cho đất nước. Nhưng kéo theo đó là mặt trái của sự phát triển, cùng với nền công nghiệp thì lượng chất thải, nước thải thải ra môi trường ngày càng tăng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, gây mất cân bằng sinh thái. Nếu chúng ta không có biện pháp kịp thời, để ngăn chặn thì môi trường sẽ bị ảnh hưởng và hủy hoại.
Trong 3 loại ô nhiễm là rác thải, nước thải và khí thải thì nước thải là vấn nạn ô nhiễm đáng báo động. Công cuộc xử lý nước thải còn gặp vô vàn khó khăn, bất cập. Đa số là quy trình xử lý không đúng, sơ sài, qua loa hoặc xả chui. Công nghệ xử lý nước thải điển hình được ứng dụng gồm 2 phương pháp là xử lý hiếu khí và xử lý kỵ khí. Tùy vào từng loại nước thải khác nhau mà có phương pháp xử lý phù hợp. Nhìn chung, 2 quá trình xử lý sinh học hiếu khí và kỵ khí đều dùng vi sinh vật để loại bỏ các chất hữu cơ, cặn bã có trong nước thải.
1. Xử lý hiếu khí Tổng quanQuá trình xử lý hiếu khí hiểu đơn giản là quá trình xử lý diễn ra trong điều kiện có oxy. Tức là các bể sinh học được sục khí đầy đủ, vi sinh vật sẽ sử dụng nguồn oxy làm nguồn sống để phục vụ cho quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng. Chúng sẽ phân hủy và đào thải các chất hữu cơ trong nước ra khỏi bể dưới dạng bùn thải.
Vi sinh vật xử lý hiếu khíHoạt động trong điều kiện có oxy. Chúng sẽ chết hoặc hoạt động yếu dần nếu không được cung cấp đầy đủ lượng oxy cần thiết.
Các vi sinh vật xử lý hiếu khí:
Pseusomonas: thủy phân hidratcacbon, protein, các chất hữu cơ và khử nitrat.
Arthrobacter: phân hủy hidratcacbon.
Bacillus: phân hủy hidratcacbon, protein.
Cytophaga: phân hủy polime.
Zoogle: tạo màng nhầy, chất keo tụ.
Nitrosomonas: nitrit hóa.
Nitrobacter: nitrat hóa.
Nitrococus Denitrificans: khử nitrat.
Desulfovibrio: khử sunfat, khử nitrat.
(Theo “Vi sinh vật trong quá trình xử lý hiếu khí nước thải, kỵ khí và bùn hoạt tính”, ĐH Công nghiệp thực phẩm TPHCM)
Giai đoạn xử lýQuá trình xử lý sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng các vi sinh oxy hóa các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn:
Trong 3 loại phản ứng ΔH là năng lượng được sinh ra hay hấp thu vào. Các chỉ số x, y, z tuỳ thuộc vào dạng chất hữu cơ chứa cacbon bị oxy hóa.
Phân loại Ưu và nhược điểm
Quá trình xử lý hiếu khí hầu như ít gây ra mùi hôi, tạo ra sản phẩm ổn định và dạng bùn.
Bùn sau xử lý có thể tái sử dụng làm phân bón.
Vận hành đơn giản.
Chi phí đầu tư thấp hơn.
Chi phí vận hành bao gồm điện và nhân công cao, do phải duy trì hệ thống cấp oxy.
Tạo ra nhiều bùn thải, và bùn sau xử lý khó tách nước bằng phương pháp cơ học.
Chỉ xử lý được nước thải có nồng độ ô nhiễm thấp.
2. Xử lý kỵ khí Tổng quanKhác với quá trình xử lý hiếu khí, xử lý kỵ khí diễn ra trong điều kiện không có oxy. Sản phẩm cuối cùng tạo ra gồm CH 4, CO 2, N 2, H 2,… và trong đó CH 4 chiếm tới 65%.
Vi sinh vật xử lý kỵ khíVi sinh vật kỵ khí nếu có sự tác động của oxy thì sẽ không thể phát triển và đem lại hiệu quả cao trong quá trình xử lý được.
Các vi sinh vật xử lý kỵ khí:
Giai đoạn xử lý
Thủy phân: Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid béo). Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất. Chất béo thủy phân rất chậm.
Acid hóa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. Sự hình thành các acid có thể làm pH giảm xuống 4.
Acetic hoá (Acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới.
Methane hóa (methanogenesis): Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân huỷ kỵ khí. Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới.
Phân loại Ưu và nhược điểm
Không cần xử dụng oxy, giảm chi phí điện năng cho quá trình cấp khí.
Quá trình kỵ khí tạo ra ít bùn hơn so với quá trình xử lý sinh học hiếu khí.
Quá trình xử lý kỵ khí tạo ra lượng khí Metan lớn, có thể được dùng để cấp khí cho lò hơi.
Nhu cầu năng lượng cho quá trình được giảm nhiều.
Có thể được thiết kế để hoạt động dưới tỉ trọng cao.
Tốc độ phản ứng diễn ra chậm.
Quá trình phân hủy cần nhiều thời gian hơn.
Quá trình khởi động cần lượng bùn lớn hơn (nồng độ bùn yêu cầu cao hơn).
Xử lý nước thải là cả một quá trình từ khâu tiếp nhận nước thải, đến khâu xử lý rồi thải ra nguồn tiếp nhận. Tùy thuộc vào tính chất của loại nước thải, yêu cầu chất lượng nước đầu ra, về kinh tế, vị trí địa lí,…mà sẽ có quy trình xử lý nước thải phù hợp. Có những hệ thống áp dụng cả phương pháp xử lý hiếu khí và kỵ khí, hoặc áp dụng một trong hai, cũng có khi là không áp dụng cả hai phương pháp. Nhưng trên hết, xây dựng hệ thống xử lý là phải an toàn, đảm bảo, chất lượng, vì mục đích cuối cùng là xử lý nước thải trước khi xả ra môi trường bên ngoài, hoặc phục vụ cho mục đích khác nhau, bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
Địa chỉ: Số 4, Đường số 3, Khu Dân Cư Vạn Phúc, P.Hiệp Bình Phước, Q.Thủ Đức,Tp.HCM
Điện thoại: (028) 2253 3535 Mobile: 0903 908 671 – 0903 095 978
Email: [email protected]; [email protected]
Để biết thêm thông tin về các vấn đề xử lý nước thải, xin vui lòng liên hệ: CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ TIN CẬY
Xử Lý Nước Thải Yếm Khí Bằng Công Nghệ Uasb
a. Sơ lược về quá trình xử lý yếm khí nước thải thu biogas và khả năng ứng dụng:
Xử lý yếm khí nước thải bằng UASB là một trong những phương pháp sinh học xử lý hiệu quả nước thải giàu chất hữu cơ đồng thời thu khí biogas.
Quá trình này thích hợp với các loại nước thải có chất hữu cơ từ 3000 mg/l đến 10000 mg/l. Có thể đến 20000 mg/l
Xử lý bằng UASB thích hợp cho xử lý nước thải một số ngành như: Nước thải ngành thủy sản, nước thải ngành sản xuất cồn, nước thải ngành giấy…
b. Nguyên tắc của quá trình lên men yếm khí tạo biogas:Nguyên tắc của qúa trình này là sử dụng vi sinh vật yếm khí và tùy tiện để để phân hủy các hợp chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học thu khí biogas.
c. Cơ chế của quá trình phân giải yếm khí:Cơ chế của quá trình phân giải yếm khí các chất hữu cơ gồm 3 giai đoạn
Dưới tác dụng của các enzim thủy phân (Hyđrolaza) của vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ phức tạp như: gluxit, lipit và protein…được phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản thành các chất hữu cơ đơn giản như: Đường, peptit, glyxerin, axit hữu cơ, axit amin…
Cơ chế của một số chất đơn giản:
Giai đoạn 2 : Giai đoạn lên men axit hữu cơ.
Các sản phẩm thủy phân sẽ được phân giải yếm khí tạo thành các axít hữu cơ có phân tử lượng nhỏ hơn như axít butyric, axit propionic, axit axetic, axit foocmic. Trong quá trình lên men axit hữu cơ, một số axit béo phân tử lượng lớn được chuyển hóa tạo axit axetic dưới dạng của các vi khuẩn axetogen.
Ví dụ một số cơ chế đơn giản sau:
Ngoài ra, sự lên men cũng tạo thành các chất trung tính như: Rượu, andehyt, axeton, các chất khí CO 2, H 2, NH 3, H 2 S và một lượng nhỏ khí Indol, scatol…
Trong giai đoạn này BOD và COD giảm không đáng kể do đây chỉ là giai đoạn phân cắt các chất phức tạp thành các chất đơn giản hơn và chỉ có rất nhỏ một phần chuyển thành CO 2 và NH 3 , đặc biệt độ pH của môi trường có thể giảm.
Đây là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình
Dưới tác dụng của các vi khuẩn mêtan hóa, các axit hữu cơ, các chất trung tính…bị phân giải tạo thành khí mêtan
Sự hình thành khí mêtan có thể theo hai cơ chế sau:
– Do decacboxyl hóa các axit hữu cơ:
– Do khử CO 2 trong đó chất nhường điện tử là H 2 hoặc các chất mang H+ trung gian:
Nhiệt độ thích hợp đối với vi sinh vật ưu ấm là 35 – 37 oC, còn đối với vi sinh vật ưa nóng là 55 – 60 oC, như vậy có thể điền chỉnh nhiệt độ cho quá trình khoảng 42 – 43 o C
Khi nhiệt độ tăng thì vận tốc phản ứng của quá trình tăng nhưng quá trình đối lưu khí trong bể tăng nên khí CO 2 và H 2 dễ thoát ra ngoài do đó dễ mất 30% CH 4 tạo ra nhờ khử CO 2 và làm giảm hiệu quả thu khí biogas.
Ở giai đoạn 1và 2 thì pH ảnh hưởng không nhiều đến vi sinh vật vì các vi sinh vật của giai đoạn này có thể thích ứng được với môi trường axit.
Nếu pH < 6.2 hiệu quả thu metan giảm 30%.
Nếu pH < 6 kéo dài trong 1 tuần thì vi khuẩn metan có thể chết.
Tỷ số C/N = 30/1 là tỷ số thích hợp.
C/N3 trong môi trường yếm khí và trở thành chất độc kìm hãm vi sinh vật cho nên hiệu quả xử lý giảm.
So sánh với bể aeroten (C/N = 20/1) thì nhu cầu N của xử lý yếm khí thấp hơn vì hệ số tạo sinh khối đối với biện pháp hiếu khí là khoảng 0.25 lớn hơn nhiều so với phương pháp yếm khí chỉ khoảng 0.05 – 0.136.
Các chất kìm hãm đối với vi sinh vật của qúa trình này là:
+ Ngoài ra còn một số các chất hữu cơ dạng mạch vòng, dung môi hữu cơ, chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật…
Thời gian lưu phụ thuộc vào bản chất của COD và BOD và tải lượng của dòng thải.
Email: [email protected]
Tư vấn miễn phí:
CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT
Địa chỉ: 537/18/4 Nguyễn Oanh, Phường 17, Quận Gò Vấp, TP.HCM
(Địa chỉ cũ: B30 Khu Chung Cư An Lộc, Phường 17, Quận Gò Vấp, TPHCM)
Điện thoại: (+84) 028 3895 3166
Hotline: 0903.018.135 – 0918.280.905
Email: [email protected] – [email protected]
Fax: (+84) 028 3895 3188
Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!
Cập nhật thông tin chi tiết về Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Bằng Bể Kỵ Khí Vách Ngăn trên website Channuoithuy.edu.vn. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!