XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC MỤC LỤC CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI .......... 7 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI..................................................... 7 1.2 THÀNH PHẦN LÝ HÓA HỌC CỦA NƯỚC THẢI .......................................... 9 1.2.1 Tính chất vật lý ............................................................................................. 10 1.2.2 Tính chất hóa học.......................................................................................... 10 1.3 NGUỒN GỐC PHÁT SINH CÁC LOẠI NƯỚC THẢI ðẶC TRƯNG............ 12 1.4 CÁC THÔNG SỐ ðÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ YÊU CẦU CẦN THIẾT PHẢI XỬ LÝ NƯỚC THẢI .................................................................................. 19 1.4.1. Các thông số ñánh giá ô nhiễm..................................................................... 19 1.4.2 Yêu cầu cần thiết phải xử lý nước thải........................................................... 25 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI........................................................................................................ 26 2.1 PHÂN LOẠI CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC.................................................. 26 2.1.1 Biến ñổi sinh hóa........................................................................................... 27 2.1.2 Môi trường sinh hóa...................................................................................... 28 2.1.3 Trình tự phản ứng của quá trình..................................................................... 29 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH........................................................ 29 2.3 CÂN BẰNG HÓA HỌC VÀ ðỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH SINH HỌC .... 32 2.3.1 ðộng học phản ứng lên men quá trình xử lý nước thải .................................. 32 2.3.2. ðộng học chuyển hóa cơ chất hữu cơ trong quá trình xử lý theo sinh khối bùn và thời gian. .................................................................................................... 34 CHƯƠNG III: VI SINH VẬT TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .... 35 3.1 KHÁI NIỆM .................................................................................................... 35 3.2 SINH THÁI, SINH LÝ, PHÂN LOẠI VI SINH VẬT...................................... 35 3.2.1 Sinh thái, sinh lý vi sinh vật .......................................................................... 35 3.2.2 Phân loại vi sinh vật ...................................................................................... 39 3.2.2.1 Vi khuẩn..................................................................................................... 46 3.2.2.2 Eukarya (Sinh vật nhân thực) ..................................................................... 50 3.2.2.3 Archaea (cổ khuẩn) .................................................................................... 55 3.3 SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA TẾ BÀO VI SINH VẬT ....................................... 56 3.3.1 Nuôi cấy tĩnh/ nuôi cấy theo mẻ. .................................................................. 56 3.3.2 Nuôi cấy liên tục/ dòng liên tục.................................................................... 58 3.4 ðỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH TĂNG TRƯỞNG ........................................ 59 3.4.1 Các ñặc trưng ñộng học của quá trình sinh trưởng......................................... 59 3.4.2 Các giai ñoạn phát triển của vi sinh vật trong quá trình sinh trưởng............... 603.4.2.1. Giai ñoạn chậm phát triển (giai ñoạn cảm ứng): ........................................ 61 3.4.2.2. Giai ñoạn phát triển theo hàm số mũ của vi sinh vật:................................. 61 3.4.2.3. Giai ñoạn phát triển tuyến tính: ................................................................. 62 3.4.2.4. Giai ñoạn ổn ñịnh:..................................................................................... 62 3.4.3 Sự phụ thuộc tốc ñộ phát triển của vi sinh vật vào nồng ñộ cơ chất: .............. 63 3.4.3.1 Phương trình Mono: ................................................................................... 63 3.4.3.2 Xác ñịnh KS và các thông số ñộng học theo phương pháp Lineweaver Burk:...................................................................................................................... 64 3.4.4 ðộng học quá trình chết của vi sinh vật:........................................................ 65 3.5 CHỈ THỊ VI SINH VẬT TRONG CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 66 3.5.1 Vi sinh vật lên men kỵ khí............................................................................. 66 3.5.2 Vi sinh vật lên men hiếu khí .......................................................................... 67 3.5.2.1 Tác nhân sinh trưởng lơ lửng:..................................................................... 67 3.5.2.2 Tác nhân sinh trưởng bám dính: ................................................................. 69 3.5.3 Vi sinh vật trong các hồ ổn ñịnh .................................................................... 73 3.6 ỨNG DỤNG.................................................................................................... 74 3.6.1 Thực phẩm .................................................................................................... 74 3.6.2 Nông nghiệp.................................................................................................. 75 3.6.3 Khai thác nguyên liệu.................................................................................... 75 3.6.4 Bảo vệ môi trường......................................................................................... 75 CHƯƠNG IV: ðỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH SINH HỌC............................ 77 4.1 MÔ HÌNH ðỘNG HỌC HÌNH THỨC ............................................................ 77 4.1.1Phản ứng bậc 1............................................................................................... 77 4.1.2Phản ứng bậc 2............................................................................................... 78 4.1.3Phản ứng bậc bất kỳ ....................................................................................... 78 4.2MÔ HÌNH DỰA TRÊN CƠ CHẾ LÊN MEN XÚC TÁC ................................. 80 4.2.1 Phương trình ñộng học – phương trình Michaelis-Menten:........................... 80 4.2.2 Xác ñịnh các thông số ñộng học .................................................................... 82 4.3 MÔ HÌNH DỰA TRÊN CƠ CHẾ LÊN MEN SINH KHỐI.............................. 86 4.3.1 Mô hình dựa trên cơ chế lên men sinh khối ................................................... 86 4.3.2 Phương pháp xác ñịnh các thông số của mô hình........................................... 88 4.3.2.1 Phương pháp vi phân................................................................................. 88 4.3.2.2 Phương pháp tích phân............................................................................... 89 4.4 PHƯƠNG TRÌNH MICHAELIS-MENTEN TRONG DẠNG TÍCH PHÂN: ... 93 CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ............................................ 96 5.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT....................................................................................... 96 5.2 CÁC CÔNG TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ ...................................................... 97 5.2.1 Các dạng bể xử lý kỵ khí............................................................................... 97 5.2.2 Sinh học kỵ khí hai giai ñoạn: ....................................................................... 98 5.2.3 Bể kỵ khí kiểu ñệm bùn dòng chảy ngược - UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor).......................................................................................... 99 5.2.4 Bể phản ứng khuấy liên tục - CSTR (Continuously stirred tank reactor)...... 102 5.2.5 Bể phản ứng dòng chảy ñều - PFR (plug flow reactor) ................................ 104 5.2.6 Lọc kỵ khí bám dính cố ñịnh - AFR (anaerobic filter reactor)...................... 104 5.2.7 Bể phản ứng kỵ khí có ñệm giãn - FBR, EBR (fluidized and expanded bed reactor) ................................................................................................................ 105 5.3 MÔ TẢ QUÁ TRÌNH .................................................................................... 106 5.4 YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ................................................................................ 108 5.5 THÔNG SỐ THIẾT KẾ................................................................................. 109 5.6 THÔNG SỐ VẬN HÀNH.............................................................................. 111 5.7 ỨNG DỤNG ðẶC TRƯNG .......................................................................... 115 CHƯƠNG VI: CÔNG NGHỆ SINH HỌC HIẾU KHÍ .................................... 116 6.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT..................................................................................... 116 6.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ....................................................................... 117 6.3 CÁC DẠNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC HIẾU KHÍ...................................... 119 6.3.1 Bùn hoạt tính............................................................................................... 119 6.3.1.1 Khuấy trộn hoàn toàn ............................................................................... 127 6.3.1.2 Dòng chảy nút (Bể bùn hoạt tính cấp khí giảm dần) ................................. 128 6.3.1.3 Thổi khí nhiều bậc (Bể bùn hoạt tính nạp nước thải theo bậc) .................. 129 6.3.1.4 Mương oxy hóa:....................................................................................... 130 6.3.1.5 Thiết bị khí nâng (Airlift reactor) ............................................................. 133 6.3.1.6 Tăng trưởng hiếu khí của sinh khối trong các tháp kín A – B (Aerobic growth of biomass in packed towers) ................................................................... 137 6.3.1.7 Bể hiếu khí gián ñoạn - SBR (Sequencing Batch Reactor)........................ 138 6.3.1.8 Unitank .................................................................................................... 140 6.3.2 Lọc sinh học................................................................................................ 142 6.3.2.1 RBC (Roltating Biological Contactor - ðĩa quay sinh học): ..................... 145 6.3.2.2 Lọc nhỏ giọt:............................................................................................ 146 6.3.2.3 Lọc sinh học ngập nước (ñệm cố ñịnh, ñệm giãn nở)................................ 148 6.4 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN.............................................................................. 149 6.4.1 Tính toán bể Aerotank ................................................................................. 149 6.4.1.1 Aerotank năng suất cao với sự khoáng hóa bùn hoạt tính tách biệt............ 149 6.4.1.2 Tối ưu hóa công nghệ bể aerotank năng suất cao...................................... 156 6.4.1.3 Kết cấu aerotank năng suất cao................................................................ 1586.4.1.4 Aerotank sục khí kéo dài .......................................................................... 161 6.4.1.5 Ví dụ tính toán công nghệ hệ thống xử lý ................................................ 163 6.4.2 Các thông số thiết kế cụ thể......................................................................... 169 6.4.2.1 Quá trình phân hủy hiếu khí ..................................................................... 169 6.4.2.2 Các thông số thiết kế cho bể Aerotank:..................................................... 170 6.4.2.3 Các thông số thiết kế mương oxy hóa....................................................... 171 6.4.2.4 Thiết kế bể lọc sinh học nhỏ giọt.............................................................. 171 6.4.2.5 Thông số thiết kế bể lọc sinh học ngập nước ........................................... 172 6.5 THÔNG SỐ VẬN HÀNH.............................................................................. 174 6.5.1 Vận hành hệ thống xử lý hiếu khí................................................................ 174 6.5.1.1 Các thông số kiểm tra trong quá trình vận hành........................................ 175 6.5.1.2 Kiểm soát quá trình xử lý ........................................................................ 176 6.5.1.3 Quan sát vận hành .................................................................................... 177 6.5.1.4 Ngừng hoạt ñộng...................................................................................... 177 6.5.1.5 Giải quyết sự cố ...................................................................................... 177 6.5.1.6 Những sự cố thường gặp .......................................................................... 178 6.5.2 Vận hành hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt..................................................... 179 6.5.2.1 Theo dõi vận hành.................................................................................... 179 6.5.2.2 Kiểm soát các quá trình thử mẫu và kiểm tra ............................................ 180 6.5.2.3 Các vấn ñề thường gặp trong quá trình vận hành và cách khắc phục......... 180 6.5.3. Vận hành hệ thống bùn hoạt tính:............................................................... 183 6.5.3.1 Các thông số vận hành hệ thống: .............................................................. 185 6.5.3.2 Kiểm soát vận hành hệ thống; .................................................................. 186 6.5.3.3 Các vấn ñề có thể xảy ra khi vận hành và cách khắc phục: ....................... 186 6.6 ỨNG DỤNG.................................................................................................. 195 CHƯƠNG VII: HỒ SINH HỌC........................................................................ 196 7.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT..................................................................................... 196 7.2 CÁC DẠNG HỒ SINH HỌC......................................................................... 196 7.2.1 Hồ tự nhiên, hồ nhân tạo: ............................................................................ 197 7.2.1.1 Hồ tự nhiên .............................................................................................. 197 7.2.1.2 Hồ nhân tạo.............................................................................................. 197 7.2.2 Hồ kỵ khí: ................................................................................................... 198 7.2.3 Hồ tùy tiện: ................................................................................................. 199 7.2.4 Hồ hiếu khí: ................................................................................................ 202 7.2.5 Hồ sinh học với sự tham gia của thực vật nước: .......................................... 203 7.3 VI SINH VẬT HIỆN DIỆN ........................................................................... 204 7.3.1 Vi khuẩn hiếu khí: ....................................................................................... 205 7.3.2 Vi khuẩn kỵ khí:.......................................................................................... 206 7.3.3 Các vi sinh vật quang hợp: .......................................................................... 206 7.3.4 ðộng vật nguyên sinh và ñộng vật không xương sống:................................ 207 7.3.5 Hồ thực vật: ................................................................................................ 207 7.4 THÔNG SỐ THIẾT KẾ................................................................................. 207 7.4.1 Thiết kế hồ kỵ khí ....................................................................................... 208 7.4.2 Thiết kế hồ tùy tiện ..................................................................................... 209 7.4.3 Thiết kế hồ hiếu khí..................................................................................... 213 7.4.4 Thiết kế hồ thực vật nước:........................................................................... 214 7.5 THÔNG SỐ VẬN HÀNH.............................................................................. 215 7.6 ỨNG DỤNG ðẶC TRƯNG .......................................................................... 216 CHƯƠNG VIII: CÔNG NGHỆ SINH HỌC LAI HỢP ................................... 217 8.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.................................................................................... 217 8.2 CÁC DẠNG HỆ THỐNG SINH HỌC LAI HỢP........................................... 218 8.2.1 Công nghệ kỵ khí hai giai ñoạn (acid hóa + lọc kỵ khí)............................... 218 8.2.2 UASB + lọc kỵ khí...................................................................................... 218 8.2.4 Hệ thống hybrid kị khí tăng trưởng lơ lửng. ............................................... 221 8.2.5 Bùn hoạt tính + lọc màng ............................................................................ 224 8.2.6 Bùn hoạt tính + lọc sinh học........................................................................ 226 8.3 ðỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH ................................................................... 228 8.4 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN.............................................................................. 228 8.5 CÁC ỨNG DỤNG ðẶC TRƯNG ................................................................. 229 CHƯƠNG IX: XỬ LÝ CÁC CHẤT DINH DƯỠNG (N,P) BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC............................................................................................. 230 9.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH...................................................... 230 9.2 ðỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH ................................................................... 236 9.2.1 ðộng học quá trình Nitrat hóa sinh học ....................................................... 236 9.2.2 ðộng học quá trình khử Nitrat sinh học....................................................... 239 9.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ....................................................................... 244 9.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ................................................................................ 246 9.4.1 Nitrat hóa và khử nitrat kết hợp................................................................... 246 9.4.2 Nitrat hóa và khử nitrat riêng biệt................................................................ 254 9.4.3 Khử P.......................................................................................................... 254 9.5 ỨNG DỤNG ðẶC TRƯNG .......................................................................... 255 CHƯƠNG X: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC CHO XỬ LÝ CÁC LOẠI NƯỚC THẢI ........................................................................................... 257 10.1 BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ ..................................................... 257 10.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ............................................................. 257 10.3 CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ...................................................... 260 10.4 YÊU CẦU THIẾT KẾ.................................................................................. 260 10.5 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ SƠ BỘ NƯỚC THẢI SINH HOẠT (CHO KHU DÂN CƯ) ............................................................................................................ 262 10.6 XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÓ TÍNH CHẤT NGUY HẠI................................... 263 10.6.1 Xử lý nước thải dệt nhuộm ........................................................................ 263 10.6.2 Xử lý nước thải thuộc da ........................................................................... 266 10.6.3 Xử lý nước thải chế biến mủ cao su........................................................... 269 10.6.4 Xử lý nước thải sản xuất thuốc trừ sâu....................................................... 271 10.6.5 Xử lý nước thải chế biến hạt ñiều .............................................................. 273 10.7 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP ...................... 276 10.7.1 Khu công nghiệp Biên Hòa 2..................................................................... 276 10.7.2 Khu công nghiệp Việt Nam - Singapore .................................................... 281 10.7.3 Khu chế xuất Linh Trung 1........................................................................ 284 10.7.4 Khu chế xuất Tân Thuận ........................................................................... 288 10.7.5 Khu công nghiệp Tân Tạo ......................................................................... 291 10.7.6 Khu công nghiệp Long Thành (ðồng Nai)................................................. 295 10.7.7 Khu công nghiệp Mỹ Phước (Bình Dương) ............................................... 301 10.7.8 Khu chế xuất và công nghiệp Linh Trung III ............................................. 303 10.8 XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP ðẶC TRƯNG ........ 307 10.8.1 Xử lý nước thải chăn nuôi heo................................................................... 307 10.8.2 Xử lý nước thải tinh bột mì ....................................................................... 309 10.8.3 Xử lý nước rỉ rác ....................................................................................... 313 10.8.4 Xử lý nước thải sản xuất DOP................................................................... 319 10.8.5 Xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún..................................................... 322 10.8.6 Xử lý nước thải sản xuất bia nhà máy bia Việt Nam .................................. 324CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng cho tất cả các sinh vật trên trái ñất. Nếu không có nước thì chắc chắn không có sự sống xuất hiện, thiếu nước thì cả nền văn minh hiện nay cũng không tồn tại ñược. Từ xưa, con người ñã biết ñến vai trò quan trọng của nước; các nhà khoa học cổ ñại ñã coi nước là thành phần cơ bản của vật chất và trong quá trình phát triển của xã hội loài người thì các nền văn minh lớn của nhân loại ñều xuất hiện và phát triển trên lưu vực của các con sông lớn như: nền văn minh Lưỡng Hà ở Tây Á nằm ở lưu vực hai con sông lớn là Tigre và Euphrate (thuộc Irak hiện nay); nền văn minh Ai Cập ở hạ lưu sông Nil; nền văn minh sông Hằng ở Ấn Ðộ; nền văn minh Hoàng Hà ở Trung Quốc; nền văn minh sông Hồng ở Việt Nam ... Nước ñóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình diễn ra trong tự nhiên và trong cuộc sống của con người. Từ 3.000 năm trước Công Nguyên, người Ai Cập ñã biết dùng hệ thống tưới nước ñể trồng trọt và ngày nay con người ñã khám phá thêm nhiều khả năng của nước ñảm bảo cho sự phát triển của xã hội trong tương lai: nước là nguồn cung cấp thực phẩm và nguyên liệu công nghiệp dồi dào, nước rất quan trọng trong nông nghiệp, công nghiệp, trong sinh hoạt, thể thao, giải trí và cho rất nhiều hoạt ñộng khác của con người. Ngoài ra nước còn ñược coi là một khoáng sản ñặc biệt vì nó tàng trữ một nguồn năng lượng lớn và lại hòa tan nhiều vật chất có thể khai thác phục vụ cho nhu cầu nhiều mặt của con người. Trong công nghiệp, người ta sử dụng nước làm nguyên liệu và nguồn năng lượng, làm dung môi, làm chất tải nhiệt và dùng ñể vận chuyển nguyên vật liệu... Nước bao phủ 71% diện tích của quả ñất trong ñó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt. Nước giữ cho khí hậu tương ñối ổn ñịnh và pha loãng các yếu tố gây ô nhiễm môi trường, nó còn là thành phần cấu tạo chính yếu trong cơ thể sinh vật, chiếm từ 50%-97% trọng lượng của cơ thể, chẳng hạn như ở người nước chiếm 70% trọng lượng cơ thể và ở Sứa biển nước chiếm tới 97%. Trong 3% lượng nước ngọt Download : thuvien24/xu-ly-nuoc-thai-bang-phuong-phap-sinh-hoc-90906.html
Posted on: Mon, 15 Jul 2013 04:06:20 +0000
Trending Topics
Recently Viewed Topics
© 2015