Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 5: Hồ sinh học và các hệ thống xử lý tự nhiên

Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 5: Hồ sinh học và các hệ thống xử lý tự nhiên có nội dung trình bày các kiến thức về xử lý nước thải bằng hồ sinh học tự nhiên, cơ chế hoạt động của hồ tùy tiện, thiết kế hồ sinh học, hệ thống xử lý nước thải tự nhiên đất ngập nước và cánh đồng tưới,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết dội dung bài giảng.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 5: Hồ sinh học và các hệ thống xử lý tự nhiên BAØI GIAÛNG CAÙC QUAÙ TRÌNH SINH HOÏC TRONG KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG CHÖÔNG 5: HOÀ SINH HOÏC VAØCAÙC HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ TÖÏ NHIEÂN GVHD: TS. Leâ Hoaøng Nghieâm Email: hoangnghiem72@gmail.com hoangnghiem72@yahoo.com 1XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI BAÈNGHOÀ SINH HOÏC TÖÏ NHIEÂN 2 HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI™ Hệ thống hồ sinh học ổn định nước thải (thường gọi là hồ sinh học) là các hồ nhân tạo lớn, không sâu, thường là hình chữ nhật sử dụng để xử lý nước thải.™ Hồ sinh học được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và Nam Mỹ, đây là loại công trình xử lý nước thải phù hợp với các nước đang phát triển ở vùng khí hậu nóng.™ Các yếu tố tự nhiên như nhiệt độ cao và giàu ánh sáng mặt trời có khả năng thúc đẩy sự phát triển nhanh của các loại vi sinh vật (chủ yếu vi khuẩn và vi tảo)™ Hồ sinh học có khả năng xử lý các chất hữu cơ (BOD) trong nước thải theo cả hai cách hiếu khí và kỵ khí.™ Các quá trình chuyển hoá sinh học diễn ra trong hồ là các chu trình tự nhiên và liên tục. 3 HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI™ Quá trình XLNT thường diễn ra trong hai hoặc nhiều hồ. Sự xắp xếp bố trí và kích thước, độ sâu thiết kế của hồ có thể tạo ra các điều kiện hiếu khí ở hồ này hoặc kỵ khí ở hồ khác.™ Dòng nước thải ra khỏi hồ thường giàu dinh dưỡng do nồng độ tảo lớn.™ Số lượng các vi sinh vật gây bệnh và các vi sinh vật nguồn gốc từ chất thải sinh họat trong dòng ra khỏi hồ sinh học giảm đáng kể [Mara và cs., 1992; Mara và Pearson, 1987; U.S. EPA, 1977a].™ Hệ thống hồ sinh học ổn định nước thải dễ xây dựng, giá thành thấp, tính đệm lớn và hiệu quả xử lý cao. 4 HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Ưu điểm của hồ sinh học™ Dễ xây dựng: công tác xây dựng chủ yếu là đào đất, ngoài ra cũng có thể tận dụng các ao hồ tự nhiên phù hợp để làm hồ sinh học.™ Chi phí thấp: Do cấu tạo đơn giản, hồ ổn định nước thải là loại công trình rẻ nhất so với các công trình XLNT khác.™ Tính đệm: Hồ sinh học ổn định nước thải có thể chịu được hàm lượng kim loại nặng cao (đến khoảng 30mg/l). Hồ còn có thể tự điều tiết được các hiện tượng sốc hữu cơ hoặc thuỷ lực không ổn định của dòng nước thải đầu vào [Mara & Pearson, 1986].™ Hiệu quả cao: Các hệ thống hồ được thiết kế đúng có thể đạt hiệu suất xử lý theo BOD > 90%, nitơ từ 70 ÷ 90% và phôtpho là 30 ÷ 50%.™ HSH có khả năng xử lý các loại sinh vật gây bệnh cao mà không cần sử dụng các biện pháp xử lý bậc cao khác như clo hoá, ozon hoá, UV,… có thể diệt được vi khuẩn gây bệnh và có thể đáp ứng được các quy định của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đối với chất lượng nước tưới cây [WHO, 2006; WHO,1989].™ Kết hợp nuôi cá, trồng tảo mang hiệu quả kinh tế cao. 5 HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Nhược điểm của hồ sinh học™ Hàm lượng các chất lơ lửng trong nước thải ra khỏi hồ cao hơn so với các công trình xử lý sinh học khác do sự xuất hiện tảo trong dòng nước thải ra khỏi hồ.™ Thời gian lưu thuỷ lực lâu đi đôi với thể tích hồ lớn để XLNT có thể là yếu tố hạn chế đối với quá trình này do yêu cầu diện tích và chi phí đất sử dụng cao.™ Phát sinh mùi hôi™ Khó kiểm soát quá trình 6 HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI™ Có 3 loại HSH: • Hồ kỵ khí • Hồ tuỳ tiện • Hồ hiếu khí/ Hồ xử lý triệt để.™ Chức năng của hồ kỵ khí và hồ tùy tiện là xử lý BOD cà hồ xử lý triệt để là tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh (chỉ tiêu faecal coliform thường được sử dụng để chỉ thị cho quá trình xử lý).™ Hồ sinh học kỵ khí có ưu điểm chính là xử lý được nước thải ô nhiễm hữu cơ cao có hàm lượng chất lơ lửng lớn.™ Hồ sinh học tuỳ tiện và HSH hiếu khí có quần thể tảo lớn. Tảo đóng vai trò chú yếu trong quá trình ổn định nước thải. Các hồ này đôi khi còn được gọi là HSH quang hợp hay là HSH làm thoáng tự nhiên. 7 HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛICác quá trình lên men kỵ khí và oxy hoá hiếu khí: Lên men kỵ khí gồm hai giai đoạn:™ Giai đoạn thứ nhất là sự thối rữa chất hữu cơ, tại đây vi khuẩn sẽ lên men để tạo thành sinh khối mới và hình thành các sản phẩm trung gian khác la axit hữu cơ. vi khuẩn Chất hữu cơ → tế bào vi khuẩn mới + hỗn hợp axit hữu cơ™ Giai đoạn thứ hai là phân huỷ các CHC hình thành giai đoạn một nhờ các loại vi khuẩn mêtan tạo thành khí mêtan và các sản phẩm đơn giản khác. Vi khuẩn Hỗn hợp axit hữu cơ → tế bào VK mới + CH4 + CO2 + H2O + NH3, v.v… 8 HOÀ OÅN ÑÒNH CH ...