Tag: lọc sinh học

Tìm hiểu phương pháp xử lý nước thải 2A

Tìm hiểu phương pháp xử lý nước thải 2A

Vi khuẩn tham gia vào quá trình photphoril hóa là Acinetobacter sp. Khả năng lấy photpho của vi khuẩn này sẽ tăng lên rất nhiều khi cho nó luân chuyển các điều kiện hiếu khí và kỵ khí.

Tìm hiểu phương pháp xử lý nước thải 2A

Tìm hiểu phương pháp xử lý nước thải 2A

Công nghệ xử lý nước 2A (Aerotank và Anoxic): nước thải được xử lý bằng sinh học thiếu, hiếu khí chảy liên tục Đây là công nghệ có từ lâu đời, còn gọi là Công nghệ xử lý nước truyền thống.

Quy trình này công nghệ xử lý nước có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ thấp, rất thuận tiện và đơn giản nên được ưa chuộng cho XLNT tòa nhà, cao ốc văn phòng, nhà hàng, khách sạn, khu dân cư…Với việc lấy công nghệ sinh học là nền chủ đạo cho việc xử lý nên chúng ta phải quan tâm đến các yếu tố căn bản như hàm lượng BOD, N tổng, tỷ lệ F/M…

Công nghệ xử lý nước 2A này có quy trình xử lý như sau:

Hố gom – Tách dầu mỡ – Bể điều hòa – Anoxic – Aerotank – Lắng – Trung gian – Lọc thô – Khử trùng

Công nghệ xử lý nước 2A – Bể Anoxic:

Là nơi lưu trú của các chủng vi sinh khử N, P, nên quá trình nitrat hoá và quá trình photphoril hóa xảy ra liên tục ở đây.
– Quá trình nitrat hóa:
• Hai loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi môi trường thiếu ôxy, các loại vi khuẩn khử nitrat Denitrificans sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hóa chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2¬ tạo thành trong quá trình này sẽ thoát khỏi nước.
• Quá trình chuyển hóa NO3-→ NO2-→ NO → N2O →N2 với việc sử dụng mêtanol được thể hiện ở phương trình sau:
NH4+ Oxidation NO2- + NO3- + H+ + H2O
NO2-,NO3- Redution N2 => escape to air
– Quá trình photphoril hóa:
• Vi khuẩn tham gia vào quá trình photphoril hóa là Acinetobacter sp. Khả năng lấy photpho của vi khuẩn này sẽ tăng lên rất nhiều khi cho nó luân chuyển các điều kiện hiếu khí và kỵ khí.
• Quá trình photphoril hóa được thể hiện như phương trình sau:
PO4-3 Microorganism (PO4-3)salt =>sludge
Để nitrat hóa, photphoril hóa thuận lợi, tại ngăn Anoxic bố trí máy khuấn trộn chìm với tốc độ khuấy trộn phù hợp.

Công nghệ xử lý nước thải 2A – Aerotank:

Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-,… Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa.
Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ các chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất, mật độ vi sinh vật và mức độ ổn định lưu lượng của nước thải ở trạm xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng… Tải trọng chất hữu cơ của bể sinh học hiếu khí thường dao dộng từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm. Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải ở bể sinh học hiếu khí cần được luôn luôn duy trì ở giá trị lớn hơn 2,5 mg/l.

Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể sinh học hiếu khí phụ thuộc vào:
– Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật: tỷ lệ F/M;
– Nhiệt độ;
– Tốc độ sinh trưởng và hoạt độ sinh lý của vi sinh vật (bùn hoạt tính);
– Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất;
– Lượng các chất cấu tạo tế bào;
– Hàm lượng oxy hòa tan.
Về nguyên tắc phương pháp này gồm 3 giai đoạn như sau:
• Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật;
• Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào;
• Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.
Cơ chế quá trình xử lý hiếu khí:
• Giai đoạn I – Oxy hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào

• Giai đoạn II (Quá trình đồng hóa) – Tổng hợp để xây dựng tế bào

• Giai đoạn III (Quá trình dị hóa) – Hô hấp nội bào

Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofiter

Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofiter

Khi bắt đầu đưa vào hoạt động, hệ thống cần được bổ sung chất dinh dưỡng cho vi sinh một lần/ngày. Sau khi hệ thống đã hoạt động ổn định và đã giải quyết tất cả các vấn đề có thể xảy ra. Tần số thăm có thể giảm xuống 1 lần/nửa tháng hoặc hàng tháng.

Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofiter

Xử lý khí thải bằng công nghệ Biofiter

Công nghệ Biofilter (lọc sinh học) là một biện pháp xử lý ô nhiễm khí thải có chi phí đầu tư thấp, vận hành rẻ và thân thiện môi trường, nó phương pháp thích hợp để xử lý các chất khí có mùi hôi và các hợp chất hữu cơ bay hơi có nồng độ thấp như nhà máy sản xuất thức ăn gia súc, tinh bột sắn, sản xuất cồn, sản xuất chitin…Xử lý khí thải

Vỏ dừa là một nguyên liệu rất dễ tìm thấy tại đất nước chúng ta. Trái dừa khô được tách bỏ lớp vỏ bên ngoài để dễ dàng vận chuyển hơn đến nhà máy sản xuất hoặc đến tay người tiêu dùng. Lớp vỏ bỏ đi đó thực chất lại là một nguyên liệu quý báu để chúng tôi dùng làm vật liệu giá thể sinh học cho vi sinh vật phát triển

Mô tả quá trình Xử lý khí thải bằng công nghệ biofiter bằng giá thể vỏ dừa

Hệ thống lọc sinh học cung cấp môi trường cho vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất khí có mùi hôi và các chất hữu cơ gây ô nhiễm trong khí thải. Hệ thống lọc là một bể kín dựng vỏ dừa cho các vi sinh vật trú ẩn và hấp thụ hơi nước, giữ chúng lại trong nguyên liệu lọc. Vỏ dừa có khả năng hấp thụ nước lớn, độ bền cao, và ít làm suy giảm áp lực luồng khí đi ngang qua nó. Các đơn vị nguyên liệu lọc này gọi là “khối sinh học” (Biocube) . Việc sử dụng nhiều lớp vỏ dừa lọc khí kiểu này hạn chế được việc các nguyên liệu lọc bị dồn nén lại và việc các luồng khí xuyên thành những đường thoát qua lớp nguyên liệu lọc. Hơn nữa, nó còn tạo sự thuận lợi trong việc bảo trì hay thay mới nguyên liệu lọc. Nguyên tắc chính của hệ thống xử lý là tạo điều kiện cho sinh khối tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong khí thải càng nhiều càng tốt. Vỏ dừa là nguyên liệu lọc và nơi sinh sản cho các vi sinh vật. Trong hệ thống này, các vi sinh vật sẽ tạo thành một màng sinh học (biofilm), đây là một màng mỏng và ẩm bao quanh các vỏ dừa. Trong quá trình lọc, khí thải được bơm chậm xuyên qua hệ thống lọc, các chất ô nhiễm trong khí thải sẽ bị các nguyên liệu lọc hấp thụ cơ chế của quá trình lọc sinh học bao gồm quá trình hấp phụ, hấp thụ và phân hủy bởi các vi sinh vật. Các vi sinh vật trong màng sinh học liên tục hấp thụ và biến dưỡng các chất ô nhiễm. Các chất khí gây ô nhiễm sẽ bị hấp phụ bởi màng sinh học, tại đây, các vi sinh vật sẽ phân hủy chúng để tạo nên năng lượng và các sản phẩm phụ là CO2 và H2O các loại muối theo phương trình sau:

Không khí ô nhiễm + O2 —> CO2 + H2O + nhiệt + sinh khối

Trong quá trình xử lý khí thải bằng công nghệ biofilter, các chất khí gây ô nhiễm được làm ẩm và sau đó được bơm vào một buồng phía bên dưới nguyên liệu lọc. Khi chất khí đi ngang qua lớp nguyên liệu lọc, các chất ô nhiễm bị hấp thụ và phân hủy. Khí thải sau khi đã lọc sạch được phóng thích vào khí quyển từ bên trên của hệ thống lọc. Hệ thống lọc sinh học của chúng tôi thiết kế có công suất xử lý mùi và các chất hữu cơ bay hơi lớn hơn 90%.

Nguyên liệu cho lọc khí biofiter : Vỏ dừa
Lớp nguyên liệu lọc ẩm tạo nên điều kiện lý học và hóa học thuận lợi cho việc chuyển đổi các chất ô nhiễm từ pha khí sang pha lỏng và quá trình phân hủy sinh học các chất ô nhiễm này bởi màng sinh học. Nguyên liệu lọc này nhằm cung cấp diện tích bề mặt lớn để hấp thụ và hấp phụ các chất ô nhiễm. Ngoài ra nó còn làm nhiệm vụ cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật. Trong quá trình vận hành khí thải có thể thiếu hụt dưỡng chất cho vi sinh vật, do đó chúng ta phải hiệu chỉnh bằng cách cho thêm vào các hợp chất đạm và phospho.
Trong hệ thống xử lý khí thải bằng công nghệ biofilter xơ dừa có tuổi thọ từ 2 – 5 năm trước khi phải thay mới.Xử lý khí thải

Khả năng giữ ẩm của vỏ dừa để tạo lớp màng sinh học

– Có diện tích bề mặt lớn tạo điều kiện cho quá trình hấp thụ và phát triển của vi sinh vật
– Có chứa các dưỡng chất để cung cấp cho các vi sinh vật
– Tạo lực cản không khí thấp (giảm mức độ sụt áp và năng lượng cần sử dụng cho máy bơm)
– Các tính chất lý học khác như độ ổn định lý học và dễ dàng thao tác.
Vỏ dừa có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật và không gây giảm áp luồng khí nhiều. Vỏ dừa là nguyên liệu sẵn có tại VN và bề mặt tiếp xúc với khí thải rất lớn(350 – 450m2/m3). Thêm vào đó, ẩm độ của các nguyên liệu lọc phải được duy trì ở mức 30 – 60% cho quần thể các vi sinh vật phát triển. Do đó, bên cạnh thiết bị làm ẩm khí thải, người ta thường lắp đặt hệ thống phun nước cho các lớp nguyên liệu lọc

Dữ liệu thiết kế xử lý khí thải bằng công nghệ biofilter

Diện tích :

Thiết kế hệ thống Xử lý khí thải bằng công nghệ biofilter cần diện tích lớn. Để xử lý lưu lượng khí khoảng 100.000m3 khí/h, một hệ thống xử lý khí thải bằng công nghệ biofiltercó thể cần diện tích gần bằng 100m2. Đối với những lưu lượng khí lớn hơn, chúng ta cần diện tích lớn hơn nên cần tính toán quỹ đất trước khi chọn lọc sinh học.

Thành phần hóa học và hàm lượng của chất ô nhiễm trong khí thải :

Phân tích thành phần hóa học và hàm lượng của nó trong khí thải cần thiết để xác định xem biện pháp xử lý khí thải sinh học có thích hợp hay không. Các hệ thống lọc sinh học hoạt động tốt khi các hợp chất ô nhiễm (không hoà tan trong nước) có nồng độ thấp (<1000 ppm). Một số hợp chất khó phân hủy sinh học (như các hợp chất Clo) chiếm diện tích lọc sinh học lớn hơn.

Thời gian lưu khí:

Thời gian lưu khí càng dài sẽ cho hiệu suất xử lý càng cao, song giá thành sản phẩm sẽ tăng cao. Tính toán chính xác nồng độ các chất gây ô nhiễm, vận tốc khí thoát ra, là thước đo để thiết kế hệ thống xử lý khí thải bằng công nghệ biofilter. Thông thường, thời gian lưu trú của các hệ thống lọc sinh học biến động trong khoảng 30 giây đến 1 phút.Xử lý khí thải

Độ ẩm trong hệ thống xử lý khí thải bằng công nghệ biofilter:

Ẩm độ của luồng khí thải cần phải xử lý rất quan trọng vì nó giữ ẩm độ cần thiết cho các màng sinh học. Do đó, luồng khí thải thường được bơm qua một hệ thống phun sương trước khi bơm vào hệ thống lọc sinh học để đảm bảo ẩm độ của luồng khí thải đi vào hệ thống lọc sinh học phải lớn hơn 95%.

Kiểm soát pH trong hệ thống :

Các sản phẩm phụ của quá trình phân hủy sinh học là các acid hữu cơ. Để duy trì pH từ 6-7,5 cho các vi sinh vật hoạt động tốt, chúng ta cần cho có hệ thống pH cotroller

Giảm áp cho hệ thống:

Việc giảm áp của luồng khí khi đi ngang lớp nguyên liệu lọc nên được hạn chế tối đa. Nếu lớp nguyên liệu lọc gây trở lực lớn cho nguồn khí, ta cần tiêu tốn thêm năng lượng cho máy thổi khí, gây tăng giá thành xử lý. Khả năng gây trở lực cho nguồn khí phụ thuộc vào ẩm độ và độ rổng của lớp nguyên liệu lọc. Độ ẩm tăng, độ rổng lớp nguyên liệu giảm là nguyên nhân gây tăng trở lực cho nguồn khí. Đối với các hệ thống điển hình mức độ giảm áp nằm trong khoảng 1 -10 hPa.

Bảo trì hệ thống :Xử lý khí thải

Khi bắt đầu đưa vào hoạt động, hệ thống cần được bổ sung chất dinh dưỡng cho vi sinh một lần/ngày. Sau khi hệ thống đã hoạt động ổn định và đã giải quyết tất cả các vấn đề có thể xảy ra. Tần số thăm có thể giảm xuống 1 lần/nửa tháng hoặc hàng tháng.
Ưu và khuyết điểm của hệ thống lọc sinh học

Ưu điểm :

+ Ưu điểm chính là giá thành thấp, giá vận hành thấp, ít sử dụng hóa chất.

+ Thiết kế linh động, do đó có thể thích nghi với mọi loại hình công nghiệp và diện tích của xí nghiệp.

+ Hệ thống lọc sinh học linh động trong việc xử lý mùi hôi, các hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất độc.

+ Hiệu suất xử lý thường lớn hơn 90% đối với các khí thải có nồng độ các chất ô nhiễm < 1000 ppm.

+Nguyên liệu sẵn có, giá thành rẻ và dễ thay thế. Xử lý khí thải

Khuyết điểm:

+ Hệ thống lọc sinh học khó xử lý được các chất ô nhiễm có khả năng hấp phụ thấp và tốc độ phân hủy sinh học chậm ví dụ như các hợp chất hữu cơ bay hơi có chứa Clor.

+ Các nguồn ô nhiễm có nồng độ hóa chất cao cần các hệ thống lớn và diện tích lớn để lắp đặt hệ thống lọc sinh học.

+ Nguồn gây ô nhiễm có mức độ phóng thích chất ô nhiễm biến động cao sẽ gây ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật cũng như hiệu suất xử lý của chúng.

+ Thời gian để cho các vi sinh vật thích nghi với môi trường và tạo thành các màng sinh học (biofilm) có thể kéo dài hàng tuần, đặc biệt là đối với việc xử lý các chất hữu cơ bay hơi nên cần người vận hành am hiểu kỹ thuật nuôi cấy vi sinh.