Ứng dụng hệ vi sinh bám dính trong xử lý triệt để nước thải

Hiện nay việc xử lý triệt để nước thải đang được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi, để đáp ứng tiêu chuẩn thải ra sông ngòi ngày càng gắt gao tại nhiều nước trên thế giới. Ngoài ra, xử lý nước thải triệt để còn rất cần thiết trong hệ thống cấp nước công nghiệp tuần hoàn để sử dụng lại nước thải cho quá trình sản xuất. Xử lý nước thải triệt để (Advanced Wastewater Treatmnt) có thể được hiểu như là công đoạn xử lý bổ sung cần thiết để loại bỏ các hợp chất lơ lửng cũng như hoà tan trong...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng hệ vi sinh bám dính trong xử lý triệt để nước thải Ứng dụng hệ vi sinh bám dính trong xử lý triệt để nước thải 1. Đặt vấn đề Hiện nay việc xử lý triệt để nước thải đang được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi, để đáp ứng tiêu chuẩn thải ra sông ngòi ngày càng gắt gao tại nhiều nước trên thế giới. Ngoài ra, xử lý nước thải triệt để còn rất cần thiết trong hệ thống cấp nước công nghiệp tuần hoàn để sử dụng lại nước thải cho quá trình sản xuất. Xử lý nước thải triệt để (Advanced Wastewater Treatmnt) có thể được hiểu như là công đoạn xử lý bổ sung cần thiết để loại bỏ các hợp chất lơ lửng cũng như hoà tan trong nước thải dưới nồng độ giới hạn sau công đoạn xử lý bậc 2 truyền thống. Các công trình xử lý triệt để nước thải có thể là công trình xử lý cơ học, sinh học, xử lý hoá lý hoặc kết hợp giữa các phương pháp trên. Phương pháp xử lý triệt để nước thải có thể phân ra làm: (1) xử lý bằng hệ vi sinh lơ lửng, hay còn gọi là bùn hoạt tính; (2) hệ vi sinh bám dính, hay còn gọi là màng sinh học và (3) kết hợp. Phương pháp sinh học sử dụng hệ vi sinh bám dính có một số ưu điểm hơn so với các phương pháp khác. 2. Các phương pháp xử lý 2.1 Xử lý hợp chất hữu cơ (theo BOD), Ni-tơ (N) và chất lơ lửng SS Quá trình loại bỏ ammonia nitrogen (NH4+) hay là quá trình nitrate hoá (nitrification) có thể thực hiện theo hai cách: (1) xử lý theo bậc, tức là quá trình xử lý chất hữu cơ BOD và xử lý ammonia nitrogen (NH4+) được thực hiện trong các công trình riêng biệt (hình 1 và 2 ) xử lý đồng thời, tức là loại bỏ chất hữu cơ (theo BOD) và ammonia nitrogen (NH4+) trong cùng một công trình (hình 2). Để thực hiện quá trình xử lý theo bậc, trong thực tế ứng dụng rộng rãi hệ vi sinh bám dính, dưới dạng công trình bể lọc sinh học (strickling filter hay biofilter)và các đĩa sinh học. Bể lọc sinh học ứng dụng cho quá trình nitrat hoá thông thường được bố trí sau bể aeroten, hoặc bể lọc sinh học bậc 1 khi nước thải đã bị loại bỏ hầu hết chất hữu cơ (BOD). Thông dụng nhất là xử lý qua 2 bậc biofilter với các vật liệu lọc bằng chất tổng hợp có bề mặt bám dính riêng cao. Tải trọng thuỷ lực là thông số thiết kế quan trọng để tính toán bể biofilter cho quá trình nitrat hoá riêng. Hiệu suất xử lý ammonia nitrogen (NH4+) giảm đi khi tăng tải trọng thuỷ lực và giảm nhiệt độ nước thải. Trên thực tế, với tải trọng thuỷ lực khoảng 20,37 l/m2.phút thì hiệu quả xử lý nitơ amôn (NH4+) luôn luôn đạt được cao cho mọi mùa trong năm. + Bảng 1. Tải trọng hữu cơ tính toán cho bể lọc sinh học xử lý NH 4 Bể lọc sinh học (biofilter) Hiệu quả xử Tải trọng hữu cơ theo BOD5 (kgO2/m3.ngđ) lý(%) + theo NH 4 − N Biofilter với VLL là sỏi cuội, đá 75 - 85 0,16 - 0,096 dăm 85 - 95 0,096 - 0,048 Biofilter dạng tháp, và biofilter 75 - 85 0,288 - 0,192 với 0,192 - 0,096 VLL là chất dẻo Biofilter Biofilter methanol Biofilter 2 1 3 Nước Nước sau Xlý thải vào Xlý Xlý L L L xử lý + NH 4 BOD NO3− Xả bùn L: bể lắng Cấp khí Hình 1. Sơ đồ công nghệ xử lý triệt để nước thải riêng biệt bằng bể lọc + sinh học (biofilter) - xử lý BOD, NH 4 và NO3 Biofilter Biofilter methanol 1 2 Nước Nước sau Xlý thải vào Xlý L L xử lý + NO3− BOD và NH 4 Xả bùn Cấp khí L: lắng Hình 2. Sơ đồ công nghệ xử lý triệt để nước thải riêng biệt bằng bể lọc + sinh học(biofilter)-xử lý BOD và NH 4 cùng trong một bể biofilter,xử lý NO3.riêng Quá trình xử lý đồng thời chất hữu cơ (BOD) và ammonia nitrogen (NH4+) trong bể sinh học được xác định bởi tải trọng BOD. Tải trọng BOD tính toán cho bể sinh học được trình bày trong bảng 1. Quá trình khử ammonia nitrogen (NH4+) trong bể sinh học (strickling filter) với vật liệu lọc là sỏi cuội được biểu diễn bằng công thức toán học. amm.Nout = 134.amm.Nin 0,86.SS in 0,15 Với: - amm.Nout : nồng độ ammonia nitrogen (NH4+) sau khi xử ...