Vietnam Water
Hãy đăng nhập hoặc đăng ký thành viên để được sử dụng diễn đàn một cách tốt nhất !
Diễn đàn Công nghệ Cấp thoát nước và Môi trường - VietnamWater

Join the forum, it's quick and easy

Vietnam Water
Hãy đăng nhập hoặc đăng ký thành viên để được sử dụng diễn đàn một cách tốt nhất !
Diễn đàn Công nghệ Cấp thoát nước và Môi trường - VietnamWater
Vietnam Water
Bạn có muốn phản ứng với tin nhắn này? Vui lòng đăng ký diễn đàn trong một vài cú nhấp chuột hoặc đăng nhập để tiếp tục.
Tìm kiếm
 
 

Display results as :
 


Rechercher Advanced Search

Đăng Nhập

Quên mật khẩu

Thống Kê
Hiện có 35 người đang truy cập Diễn Đàn, gồm: 0 Thành viên, 0 Thành viên ẩn danh và 35 Khách viếng thăm

Không

[ View the whole list ]


Số người truy cập cùng lúc nhiều nhất là 201 người, vào ngày 31/12/2010, 10:49 am

Báo cáo khoa học " Nghiên cứu áp dụng bể AEROTEN hoạt động gián đoạn trong Xử lý nước rỉ rác"

Go down

Báo cáo khoa học " Nghiên cứu áp dụng bể AEROTEN hoạt động gián đoạn trong Xử lý nước rỉ rác" Empty Báo cáo khoa học " Nghiên cứu áp dụng bể AEROTEN hoạt động gián đoạn trong Xử lý nước rỉ rác"

Bài gửi by Nguyễn Hiếu 7/6/2011, 10:50 pm

Giời thiệu: cùng bạn đọc và diễn đàn
Một trong những đề tài nghiên cứu khoa học được các hội đồng đánh giá cao là "Nghiên cứu áp dụng bể AEROTEN hoạt động gián đoạn trong Xử lý nước rỉ rác" Được viên Khoa học và Kỹ thuật Môi trường thực hiện từ năm 2006 - tới 2008. Hiện đã có một số công trình được áp dụng tại các địa phương như Thái Bình, Hưng Yên và Ngoại thành Hà Nội.

Mở đầu:

Việc áp dụng xử lý nước thải qui mô nhỏ và phân tán(Decentralised Sanitation) là phương thức hiện đại, thân thiện với môi trường đối với cả những nước phát triển và đang phát triển.Đứng trước hiện trạng ô nhiễm môi trường ngày càng tăng cao nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng,thì việc áp dụng rộng rãi phương thức xử lý nước thải qui mô nhỏ và phân tán sẽ giúp cho việc giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn,tái sử dụng nước thải và phát triển bền vững..

Đề tài nghiên cứu áp dụng bể aeroten hoạt động gián đoạn( SBR) để xử lý nước thải qui mô nhỏ do có cấu tạo đơn giản, hiệu quả xử lý cao, khử được các chất dinh dưỡng nitơ,phốt pho,dễ vận hành..

Hiện nay, công nghệ xử lý nước thải bằng vi sinh vật theo từng mẻ liên tục (SBR – Sequential Batch Reactor) được nghiên cứu mạnh và triển khai nhiều trong thực tế thay thế công nghệ sử dụng bể Aeroten truyền thống. đây là phương pháp này được phát triển trên cơ sở xử lý bằng bùn hoạt tính, vận hành theo từng mẻ liên tục và dễ dàng kiểm soát được theo thời gian.

Mục tiêu của đề tài là:

Nghiên cứu áp dụng công nghệ này cho các trạm xử lý nước thải đô thị quy mô nhỏ là hướng nghiên cứu mà nhóm đề tài đặt ra nhằm đưa ra công nghệ xử lý phù hợp.

Trong khuôn khổ báo cáo này, chúng tôi trình bày kết quả ban đầu về nghiên cứu áp dụng bể SBR trong xử lý nước thải đô thị quy mô nhỏ trên mô hình nghiên cứu phòng thí nghiệm.



Chương I
Tổng quan về các quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính
1.1. Cơ chế chuyển hoá sinh học các chất bẩn hữu cơ và các chất dinh dưỡng trong các công trình XLNT
Khi đưa nước thải vào trong công trình XLNT bằng phương pháp sinh học, các chất bẩn hữu cơ ở trạng thái hoà tan, keo và không hoà tan phân tán nhỏ sẽ được hấp phụ lên bề mặt tế bào vi khuẩn. Sau đó chúng được chuyển hoá và phân huỷ nhờ vi khuẩn. Quá trình này gồm 3 giai đoạn như sau:
1. Khuếch tán, chuyển dịch và hấp phụ chất bẩn từ môi trường nước lên bề mặt tế bào vi khuẩn;
2. ôxy hoá ngoại bào và vận chuyển các chất bẩn hấp phụ được qua màng tế bào vi khuẩn;
3. Chuyển hoá các chất hữu cơ thành năng lượng , tổng hợp sinh khối từ chất hữu cơ và các nguyên tố dinh dưỡng khác bên trong tế bào vi khuẩn.
Các chất đầu tiên bị ôxy hoá để tạo thành năng lượng là Cácbon Hydrát và một số chất hữu cơ khác. Quá trình này được thực hiện trên bề mặt tế bào vi khuẩn nhờ xúc tác của men ngoại bào. Một phần chất bẩn được vận chuyển qua màng tế bào vi khuẩn (màng bán thấm) vào bên trong và tiếp tục ôxy hoá để giải phóng ra năng lượng học tổng hợp thành tế bào chất. Sinh khối vi sinh vật sẽ tăng lên. Trong điều kiện thiếu nguồn dinh dưỡng, tế bào chất lại bị ôxy hoá nội bào để tạo ra năng lượng cần thiết cho hoạt động sống.
Vi khuẩn ôxy hoá các chất hữu cơ bằng các cách: hô hấp và lên men. Trong quá trình hô hấp, các cơ chất được ôxy hoá bằng ôxy tự do (ôxy phân tử) để sinh ra năng lượng và tạo thành sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Đây là quá trình hô hấp hiếu khí diễn ra trong môi trường đủ ôxy tự do. Vi khuẩn thực hiện quá trình này là các loại vi khuẩn hiếu khí hoặc vi khuẩn tuỳ tiện.
Khi môi trường không đủ ôxy tự do (điều kiện thiếu khí - anoxic) hoặc không có ôxy tự do (điều kiện yếm khí - anaerobic), các loại vi khuẩn hiếu khí hoặc vi khuẩn tuỳ tiện (vi khuẩn facultatives) sẽ tách ôxy trong liên kết nitrat, nitrit hoặc sunfat để ôxy hoá chất hữu cơ. Sản phẩm tạo ra của quá trình thường là các chất mang tính khử như H2S, NO2-,... hoặc nitơ phân tử.
Trong môi trường giàu chất hữu cơ và không có ôxy tự do, vi khuẩn kị khí có thể ôxy hoá cơ chất theo nguyên lý lên men. Một phần cơ chất được vi khuẩn dùng men tách điện tử. Phần cơ chất khác tiếp nhận điện tử. Trong hệ hình thành thế năng ôxy hoá - khử và quá trình ôxy hoá diễn ra để giải phóng năng lượng và hình thành các sản phẩm mới như mêtan, H2S, axit hữu cơ,... Quá trình lên men này thực hiện nhờ các loại vi khuẩn kị khí, thường là các loại kị khí nghiêm ngặt.
Các phương pháp xử lý để tách các hợp chất hữu cơ khỏi nước thải theo các nguyên lý ôxy hoá nêu trên có thể tổng hợp theo bảng 1 sau đây.
Bảng 1. Hệ thống các phương pháp và công trình xử lý sinh học nước thải

Phương pháp ôxy hoá Nguyên tắc XLNT Các loại công trình XLNT
Hô hấp hiếu khí (môi trường có đủ ôxy tự do) Hấp thụ và ôxy hoá chất hữu cơ trong các bông bùn hoạt tính (vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng). ? Các aerôten truyền thống
? Aerôten thổi khí theo bậc
? Aerôten trộn
? Kênh ôxy hoá tuần hoàn
? Aerôten kết hợp nitrat hoá và khử nitrat
Hấp thụ và ôxy hoá chất hữu cơ trên màng sinh vật (vi sinh vật sinh trưởng dính bám). ? Bể lọc sinh học
? Đĩa lọc sinh học
? Công trình thổi khí tiếp xúc
Hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí (môi trường có hoặc thiếu ôxy tự do) Quá trình chuyển hoá chất hữu cơ nhờ hệ vi khuẩn và tảo ? Hồ sinh vật hiếu khí
? Hồ sinh vật tuỳ tiện
? Hồ sinh vật kị khí
Quá trình chuyển hoá chất bẩn trong đất ướt ? B•i lọc ngầm
? Cánh đồng lọc
Hô hấp kị khí và lên men (môi trường không có ôxy tự do) Quá trình hô hấp và lên men kị khí ? Bể mêtan
? Bể lọc kị khí
Quá trình lọc ngược qua tầng bùn kị khí ? Bể UASB
Việc lựa chọn các phương pháp và công trình xử lý sinh học nước thải thường dựa vào nồng độ và trạng thái các chất hữu cơ dễ bị ôxy hoá sinh hoá trong nước thải.
Để các công trình XLNT bằng phương pháp sinh học hoạt động ổn định, thành phần cũng như tính chất nước thải phải ổn định và đảm bảo các điều kiện tốt cho sự phát triển của vi sinh vật.
1.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí
Sự chuyển hoá các chất hữu cơ (đặc trưng bằng BOD) và các chất dinh dưỡng nhờ vi khuẩn hiếu khí qua các quá trình sau đây:
1. Đồng hoá (Catabolism):
CxHyOzN + O2 ? CO2 + H2O + NH3 + Năng lượng
2. Dị hoá (Anabolism):
CxHyOzN + Năng lượng ? C5H7NO2 (Tế bào chất)
3. Tự phân huỷ (Autolysis):
CxHyOzN + O2 ? CO2 + H2O + NH3 + Năng lượng
Trong quá trình ôxy hoá sinh hoá hiếu khí, các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, lưu huỳnh, phốt pho cũng được chuyển thành nitơrat (NO3-), sunphat (SO42-), phốt phát (PO43-), CO2 và H2O.
Khi môi trường cạn nguồn các bon hữu cơ, các loại vi khuẩn nitơrít hoá (Nitrosomonas) và nitơrat hoá (Nitrobacter) thực hiện quá trình nitơrat hoá theo hai giai đoạn:
55NH4+ + 76O2 + 5CO2 Nitrosonas C5H7NO2 + 54NO2- + 52 H2O + 109 H+
400NO2- + 195O2 + NH3 + 2H2O + 5CO2 Nitrobacter C5H7NO2 + 400NO3-
Trong quá trình này tỷ lệ sử dụng ôxy do Nitrosomonas là 3,33 g O2 cho 1 g N-NH4 và do Nitrobacter là 1,11 gO2 cho 1 g N-NO2. Trong điều kiện yếm khí , không có ôxy tự do, các loại vi khuẩn phản nitơrat (Denitrificans) tách ôxy từ nitơrat và nitơrit để ôxy hoá các chất hữu cơ. Lượng ôxy được giải phóng từ 1 g NO2- là 1,71 g và từ 1 g NO3- là 2,85g. Quá trình này thường được gọi là thiếu khí (Anoxic) nếu sản phẩm cuối cùng là nitơ phân tử N2 dạng khí bay ra khỏi nước.
Ngoài việc xử lý các chất hữu cơ, các công trình XLNT bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo còn có thể khử được các nguyên tố dinh dưỡng như nitơ và phốt pho.
Xử lý nitơ: nitơ trong nước thải được khử theo các nguyên tắc sau đây:
? Cung cấp ôxy để thực hiện quá trình amôn hoá, chuyển N - NH4 thành N - NO2 hoặc N - NO3 nhờ các loại vi khuẩn nitrosomonas và nitrobacter.
? Tạo điều kiện thiếu khí (anoxic) để hô hấp kị khí chất hữu cơ. Vi khuẩn lấy ôxy từ NO3- và NO2- để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử tạo thành được bay khỏi nước.
Xử lý phốt pho: Khử phốt pho bằng biện pháp sinh học có thể tiến hành tuần tự theo quy trình như sau:
? Tạo điều kiện cho vi khuẩn hấp thụ chất hữu cơ và ôxy hoá ngoại bào, lấy PO43- để tích luỹ năng lượng trong nội bào dưới dạng ATP hoặc ADP.
? Tách bùn hoạt tính (tập hợp vi khuẩn chứa chất hữu cơ và tập trung năng lượng cao) ra khỏi nước thải.
Các công trình khử N và P thường kết hợp với các công trình sinh học xử lý BOD.
Trên cơ sở các quá trình đ• nêu, về nguyên tắc XLNT bằng phương pháp sinh học hiếu khí bao gồm các bước sau đây:
Bước 1: Chuyển hoá các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc các bon ở dạng hoà tan, keo hoặc không hoà tan phân tán nhỏ thành khí CO2, nước và sinh khối vi sinh vật.
Bước 2: Tạo ra bùn thứ cấp (các bông bùn hoặc màng sinh vật) chủ yếu là các vi khuẩn, động vật nguyên sinh và các keo vô cơ trong nước thải.
Bước 3: Tách bùn thứ cấp ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực.
1.3. Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí
1.3.1. Xử lý nước thải theo nguyên lý lọc - dính bám
Các màng sinh vật bao gồm các loại vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tuỳ tiện, động vật nguyên sinh, giun, bọ,... hình thành xung quanh hạt VLL hoặc trên bề mặt giá thể (sinh trưởng dính bám) sẽ hấp thụ chất hữu cơ. Vi khuẩn sẽ lấy ôxy tự do trong điều kiện tự nhiên hoặc nhờ cấp cưỡng bức để ôxy hoá các chất hữu cơ. Các công trình chủ yếu là các bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh học có VLL ngập nước,...
1.3.2. Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính là tập hợp vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh,... thành các bông bùn xốp, dễ hấp thụ chất hữu cơ và dễ lắng (vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng). Các công trình chủ yếu là các loại bể aerôten, kênh ôxy hoá tuần hoàn,... Các công trình này được cấp khí cưỡng bức đủ ôxy cho vi khuẩn ôxy hoá chất hữu cơ và khuấy trộn đều bùn hoạt tính với nước thải.


















CHƯƠNG II
Tæng quan vÒ bÓ Aeroten ho¹t ®éng gi¸n ®o¹n (Sequencing Batch Reactor-SBR)
2.1. Lịch sử và triển khai bể hệ SBR

Năm 1890 ở Anh đã phát hiện khả năng vi sinh có thể hấp thụ được chất hữu cơ nhưng khẳng này chưa được ứng dụng vào thực tiễn. Năm 1914, thử nghiệm xử lý nước thải ô nhiễm chất thải hữu cơ bằng vi sinh đầu tiên do Ardẻn và Lockett thực hiện trong phòng thí nghiệm gồm các bước cơ bản như một hệ SBR: Nạp nước thải vào bể phản ứng, tạo các môi trường cần thiết cho vi sinh vật sinh sống và hấp thụ các chất hữu cơ, để lắng bùn và gạn lấy nước sạch xử lý. Năm 1956, Passvert áp dụng hệ SBR vào mương ôxy hoá xử lý nước thải nhưng không thành công do tốc độ dòng trong mương chậm. Phương pháp xử lý nước thải thông dụng lúc đó là hệ bùn hoạt tính. Nước thải phải qua ít nhất ba bể phản ứng: hiếm khí; hiếu khí và anoxic. Năm 1940, Monod đã định lượng được hoạt động của vi sinh vật qua định luật Monod hết sức cơ bản. Tuy nhiên do chưa hiểu rõ bản chất của vi sinh vật và quá trình trao đổi chất của vi sinh nên các thiết kế thực hiện trong vòng 30 năm sau đó đều dựa trên quy luật kinh nghiệm và xem tỷ lệ F:M là một tỷ lệ thần kỳ.

Năm 1980, là một thời phát triển mới của hệ SBR, US EPA đã triển khai những nghiên cứu chuyên sâu về hệ SBR và so sánh với hệ CFS (bùn hoạt tính dòng chảy liên tục) đang phát triển mạnh trong thời kỳ này. Sau 4 năm nghiên cứu , US EPA đã công bố kết quả so sánh nêu bật tính ưu việt và khả năng xử lý của hệ SBR so với hệ CFS. Không còn dựa trên các quy luật kinh nghiệm và tỷ lệ F:M, hệ SBR được thiết kế theo vi sinh - động học, tỷ lệ F:M chỉ còn là một chỉ số thông thường.
Thập niên 1980-1990 là giai đoạn phát triển nghiên cứu sâu rộng, nắm vững động học và khai thác tiềm năng xử lý của hệ SBR trên nền tảng vi sinh - động học, tốc độ tạo sinh khối, hấp thụ và phân huỷ các hợp chất hữu cơ, tính toán việc nitrat hoá, đề nitrat hoá.



2.2. Nguyên tắc hoạt động và tính ưu việt của hệ SBR

2.2.1. Nguyên tắc hoạt động của hệ SBR
Chu kỳ hoạt động của bể aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ gồm các giai đoạn sau:
 Nạp nước thải vào bể phản ứng
 Vừa nạp vừa tạo môi trường anoxic và môi trường anaerobic.
 Vừa nạp vừa tạo điều kiện cho vi sinh xử lý chất hữu cơ
 Xử lý tách loại các chất ô nhiễm bằng vi sinh vật
 Để lắng bùn
 Gạn nước thải
 Lặp lại chu kỳ mới
Nguyễn Hiếu
Nguyễn Hiếu
Lắng thứ cấp
Lắng thứ cấp

Nam
Tổng số bài gửi : 127
Age : 41
Đến từ : Hà Nội
Nghề nghiệp : Cấp thoái nước và Môi trường nước + khác
Đơn vị công tác : Đại học Xây Dựng
Câu nói ưa thích : Giáo sư Xoay - Cù Trọng Xoay - Xoày Trọng Cu
Points : 246
Reputation : 5
Registration date : 04/08/2010

http://www.epe.edu

Về Đầu Trang Go down

Về Đầu Trang

- Similar topics

 
Permissions in this forum:
Bạn không có quyền trả lời bài viết