SƠ LƯỢC VỀ CÁC QUÁ TRÌNH VI SINH TRONG BỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

SƠ LƯỢC VỀ CÁC QUÁ TRÌNH VI SINH TRONG BỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Như đã nói ở các chương trước quá trình xử lý sinh học thường theo sau quá trình xử lý cơ học để loại bỏ các chất hữu cơ trong nước thải nhờ hoạt động của các vi khuẩn. Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay yếm khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau. Tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng ao hồ có sẵn hoặc xây dựng các...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
SƠ LƯỢC VỀ CÁC QUÁ TRÌNH VI SINH TRONG BỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ LƯỢC VỀ CÁC QUÁ TRÌNH VI SINH TRONG BỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢINhư đã nói ở các chương trước quá trình xử lý sinh học thường theo sau quá trình xử lýcơ học để loại bỏ các chất hữu cơ trong nước thải nhờ hoạt động của các vi khuẩn. Tùytheo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay yếm khí mà người ta thiết kế các công trìnhkhác nhau. Tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng ao hồcó sẵn hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý.Sơ lược về các quá trình vi sinh trong việc xử lý nước thảiQuá trình hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc (tùy nghi)Để thiết kế và vận hành một bể xử lý sinh học có hiệu quả chúng ta phải nắm vững cáckiến thức sinh học có liên quan đến quá trình xử lý. Trong các bể xử lý sinh học các vikhuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu vì nó chịu trách nhiệm phân hủy các thành phầnhữu cơ trong nước thải. Trong các bể bùn hoạt tính một phần chất thải hữu cơ sẽ được cácvi khuẩn hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy năng lượng để tổng hợp cácchất hữu cơ còn lại thành tế bào vi khuẩn mới. Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc cácgiống Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio,Mycobacterium và hai lo ại vi khuẩn nitrát hóa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngoài racòn có cácloại hình sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix vàGeotrichum. Ngoài các vi khuẩn các vi sinh vật khác cũng đóng vai trò quan trọng trongcác bể bùn hoạt tính. Ví dụ như các nguyên sinh động vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làmcho nước thải đầu ra sạch hơn về mặt vi sinh.Khi bể xử lý được xây dựng xong và đưa vào vận hành thì các vi khuẩn có sẵn trongnước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong một mẻ cấy vikhuẩn. Trong thời gian đầu, để sớm đưa hệ thống xử lý vào hoạt động ổn định có thểdùng bùn của các bể xử lý đang hoạt động gần đó cho thêm vào bể mới như là một hìnhthức cấy thêm vi khuẩn cho bể xử lý. Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lýbao gồm 4 giai đoạn: Giai đoạn chậm (lag-phase): xảy ra khi bể bắt đầu đưa vào hoạt động và bùn của các bể khác được cấy thêm vào bể. Đây là giai đoạn để các vi khuẩn thích nghi với môi trường mới và bắt đầu quá trình phân bào. Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): giai đoạn này các tế bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng. Tốc độ phân bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lượng thức ăn trong môi trường. Giai đoạn cân bằng (stationary phase): lúc này mật độ vi khuẩn được giữ ở một số lượng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này là (a) các chất dinh dưỡngcần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, (b) số lượng vi khuẩn sinh ra bằng với số lượng vi khuẩn chết đi. Giai đoạn chết (log-death phase): trong giai đo ạn này số lượng vi khuẩn chết đi nhiều hơn số lượng vi khuẩn được sinh ra, do đó mật độ vi khuẩn trong bể giảm nhanh. Giai đoạn này có thể do các loài có kích thườc khả kiến hoặc là đặc điểm của môi trường. Một đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi khuẩn trong bể xử lýCũng cần nó thêm rằng đồ thị trên chỉ mô tả sự tăng trưởng của một quần thể vi khuẩnđơn độc. Thực tế trong bể xử lý có nhiều quần thể khác nhau và có đồ thị tăng trưởnggiống nhau về dạng nhưng khác nhau về thời gian tăng trưởng cũng như đỉnh của đồ thị.Trong một giai đoạn bất kỳ nào đó sẽ có một loài có số lượng chủ đạo do ở thời điểm đócác điều kiện như pH, oxy, dinh dưỡng, nhiệt độ... phù hợp cho loài đó. Sự biến động vềcác vi sinh vật chủ đạo trong bể xử lý được biểu diễn trong hình bên dưới. Khi thiết kế vàvận hành hệ thống xử lý chúng ta phải để ý tới cả hệ vi sinh vật này, không nên nghĩ rằngđây là một hộp đen với những vi sinh vật bí mật. Đồ thị về sự tăng trưởng tương đối của các vi sinh vật trong bể xử lý nước thải Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991Như đã nói ở trên vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong các bể xử lý nướcthải. Do đó trong các bể này chúng ta phải duy trì một mật độ vi khuẩn cao tương thíchvới lưu lượng các chất ô nhiễm đưa vào bể. Điều này có thể thực hiện thông qua quá trìnhthiết kế và vận hành. Trong quá trình thiết kế chúng ta phải tính toán chính xác thời giantồn lưu của vi khuẩn trong bể xử lý và thời gian này phải đủ lớn để các vi khuẩn có thểsinh sản được. Trong quá trình vận hành, các điều kiện cần thiết cho quá trình t ăngtrưởng của vi khuẩn (pH, chất dinh dưỡng, nhiệt độ, khuấy trộn...) phải được điều chỉnh ởmức thuận lợi nhất cho vi khuẩn. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của các công trình xử lý nước thải hiếu khíLoại Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của công trìnhBùn hoạt tính Loại bể phản ứng Thời gian lưu của nước thải trong bể phản ứng Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Hiệu suất sục khí Thời gian lưu trữ VSV trong bể phản ứng Tỉ lệ thức ăn/vi sinh vật (F/M) Tỉ lệ bùn bơm hoàn lưu về bể phản ứng Các chất dinh dưỡng Các yếu tố môi trường (nhiệt độ, pH)Bể lọc sinh học Loại nguyên liệu làm giá bám và chiều cao của cột nguyên liệu nàynhỏ giọt Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Hiệu suất thông khí Tỉ lệ hoàn lưu Cách sắp xếp các cột lọc Cách phân phối lưu lượng nướcĐĩa quay sinh học Số bể, đĩa Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Bộ phận truyền động Mật độ của nguyên liệu cấu tạo đĩa Vận tốc quay Các trục quay Độ ngập nước của đĩa ...