GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG - CHƯƠNG 8

CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÍ SINH HỌC8.1. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÍ SINH HỌC8.1.1. Một số loại vi khuẩn trong hệ thống xử lý nước thảiCác nhà máy xử lý nước thải thường dựa trên hoạt động phân hủy các chất hữu cơ dạng dễ phân hủy sinh học của các nhóm vi sinh vật. Sự phân huỷ sinh học này được tiến hành dưới điều kiện có oxy. Ví dụ oxy hoá 2 mg cacbon thì phải cần 2,67 mg oxy. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG - CHƯƠNG 8 Chương 8 CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÍ SINH HỌC8.1. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÍ SINH HỌC 8 .1.1. M ộ t s ố l o ạ i vi khu ẩ n trong h ệ t h ố ng x ử l ý n ướ c th ả i C ác nhà máy x ử l ý n ướ c th ả i th ườ ng d ự a trên ho ạ t đ ộ ng phân h ủ y cácch ấ t h ữ u c ơ d ạ ng d ễ p hân h ủ y sinh h ọ c c ủ a các nhóm vi sinh v ậ t. S ự p hânhu ỷ s inh h ọ c này đ ượ c ti ế n hành d ướ i đ i ề u ki ệ n có oxy. Ví d ụ o xy hoá 2 mgcacbon thì ph ả i c ầ n 2,67 mg oxy. Các nguyên t ố h ydro, l ư u hu ỳ nh và nit ơt rong các ch ấ t h ữ u c ơ - c ác nguyên t ố c hính ch ứ a trong n ướ c th ả i, đ òi h ỏ im ộ t l ượ ng oxy b ổ s ung cho quá trình oxy hoá chúng. C ác ch ấ t th ả i h ữ u c ơ + O 2 → C O 2 + H 2 O +H 2 SO 4 + N H 4 + … + N O 3- ( C, H, O, N) Vi khu ẩ n D ự a trên ph ươ ng th ứ c phát tri ể n vi khu ẩ n đ ượ c chia thành: + C ác vi khu ẩ n d ị d ưỡ ng (heterotrophic): S ử d ụ ng các ch ấ t h ữ u c ơ l àmngu ồ n n ă ng l ượ ng và ngu ồ n cacbon đ ể t h ự c hi ệ n các ph ả n ứ ng sinh t ổ ngh ợ p. Trong lo ạ i này có các lo ạ i vi khu ẩ n hi ế u khí ( aerobic) c ó th ể o xy hoáhoà tan khi phân hu ỷ c h ấ t h ữ u c ơ ; vi khu ẩ n k ị k hí ( anaerobic) c ó th ể o xyhoá các ch ấ t h ữ u c ơ m à không c ầ n oxy t ự d o vì chúng có th ể s ử đ ụ ng oxyliên k ế t trong nitrat và sunphat. { CH 2 O} + O 2 → C O 2 + H 2 O + E V i khu ẩ n hi ế u khí { CH 2 O} + N O 3 - → C O 2 + N 2 + E V i khu ẩ n k ị k hí { CH 2 O} + S O 4 2- → C O 2 + H 2 S + E { CH 2 O} → c ác axit h ữ u c ơ + C O 2 + H 2 O + E CH4 + CO2 + E N ă ng l ượ ng E đ ượ c dùng đ ể t ổ ng h ợ p t ế b ào m ớ i và m ộ t ph ầ n thoát raở d ạ ng nhi ệ t n ă ng. + C ác vi khu ẩ n t ự d ưỡ ng (aototrophic) có kh ả n ă ng oxy hoá ch ấ t vô c ơđ ể t hu n ă ng l ượ ng và s ử d ụ ng CO 2 l àm ngu ồ n cacbon cho quá trình sinht ổ ng h ợ p. Ví d ụ : các lo ạ i vi khu ẩ n nit ơ rat hoá, vi khu ẩ n l ư u hu ỳ nh, vikhu ẩ n s ắ t v .v... + Q uá trình nitrat hoá (nitrification) n itrosomonas 2 NH 4 + + 3 O 2 → 2 NO 2 - + 4 H + + 2 H 2 O + E 75 n itrobacter 2 NO 2 + O 2 → 2 NO 3 - + E - + C ác vi khu ẩ n s ắ t: Có kh ả n ă ng xúc ti ế n cho ph ả n ứ ng oxy hoá Fe 2+t an trong n ướ c thành Fe(OH) 3 , [FeO(OH)] k ế t t ủ a. v i khu ẩ n s ắ t F e 2 + n ướ c + O 2 → F e 3+ (OH) 3 ↓ + E 4Fe 2+ + 4 H + + O 2 → 4 Fe 3+ + 2 H 2 O hoặc + C ác vi khu ẩ n l ư u hu ỳ nh: Có th ể x úc ti ế n cho ph ả n ứ ng gây ă n mònthi ế t b ị : H 2 S + O 2 → H +SO 4 + E V i khu ẩ n l ư u hu ỳ nh 8 .1.2. Đ ộ ng h ọ c c ủ a phát tri ể n vi sinh v ậ t T rong nh ữ ng thi ế t k ế x ử l ý môi tr ườ ng b ằ ng ph ươ ng pháp sinh h ọ c c ầ nthi ế t ph ả i có s ự k i ể m soát v ề m ôi tr ườ ng và qu ầ n th ể s inh v ậ t. Đ i ề u ki ệ nmôi tr ườ ng ở đ ây đ ượ c th ể h i ệ n qua các thông s ố n h ư đ ộ p H, nhi ệ t đ ộ , ch ấ tdinh d ưỡ ng, hàm l ượ ng oxi hoà tan, các ch ấ t vi l ượ ng... Nh ữ ng thông s ốm ôi tr ườ ng này đ ượ c ki ể m soát đ ể g i ữ m ứ c đ ộ t hích h ợ p đ ố i v ớ i đ ờ i s ố ngvà s ự p hát tri ể n c ủ a vi sinh v ậ t. S inh tr ưở ng phát tri ể n vi sinh v ậ t th ườ ng đ ượ c mô t ả n h ư m ộ t ph ả nứ ng b ậ c m ộ t: t rong đ ó: X l à n ồ ng đ ộ c h ấ t r ắ n h ữ u c ơ , kh ố i l ượ ng / đ ơ n v ị t h ể t ích t là th ờ i gian K hi c ơ c h ấ t tr ở t hành y ế u t ố h ạ n đ ị nh thì t ố c đ ộ s inh tr ưở ng có th ểđ ượ c mô t ả b ở i ph ươ ng trình sau: t rong đ ó: S là n ồ ng đ ộ c ơ c h ấ t µ m l à t ố c đ ộ p hát tri ể n riêng c ự c đ ạ i K s l à h ằ ng s ố b ão hòa hay h ệ s ố b án v ậ n t ố c. V ớ i m ứ c đ ộ l àm s ạ ch nh ấ t đ ị nh các y ế u t ố c h ị u ả nh h ưở ng t ớ i t ố c đ ộp h ả n ứ ng sinh hoá là ch ế đ ộ t hu ỷ đ ộ ng, hàm l ượ ng oxy trong n ướ c th ả i,nhi ệ t đ ộ , pH, các nguyên t ố d inh d ưỡ ng c ũ ng nh ư c ác kim lo ạ i n ặ ng và cácmu ố i khoáng.76 T ỷ l ệ B OD 5 : N: P trong n ướ c th ả i đ ể x ử l ý sinh h ọ c c ầ n có giá tr ịk ho ả ng 100:5:1. T rong quá trình x ử l ý ch ấ t th ả i b ằ ng ph ươ ng pháp sinh h ọ c, ả nh h ưở ngc ủ a nhi ệ t đ ộ t ớ i t ố c đ ộ p h ả n ứ ng gi ữ m ộ t vai trò r ấ t quan tr ọ ng. Nhi ệ t đ ộk hông nh ữ ng ả nh h ưở ng t ớ i các ho ạ t đ ộ ng chuy ể n hoá c ủ ...