Vấn đề: mô tả quá trình sinh học kỵ khí và hiếu khí trong xử lý nước thải

Theo hiến chương Châu Âu: Ô nhiễm là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp và nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã.Theo TCVN 5980-1995, ISO 6/07/1-1980: nước thải là nước được con người thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong 1 quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vấn đề: mô tả quá trình sinh học kỵ khí và hiếu khí trong xử lý nước thải Vấn đề: mô tả quá trình sinh học kỵ khí và hiếu khí trong xử lý nước thải. Giải quyết vấn đề 1. Định nghĩa nước thải Theo hiến chương Châu Âu: Ô nhiễm là sự biến đổi nói chung do con ngườiđối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, chocông nghiệp, nông nghiệp và nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và cácloài hoang dã. Theo TCVN 5980-1995, ISO 6/07/1-1980: nước thải là nước được con ngườithải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong 1 quá trình công nghệ và khôngcòn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó. 2. Các tính chất của nước thải 2.1. Tính chất vật lý Các yếu tố như nhiệt độ, độ nhớt, dòng chảy thay đổi: Nhiệt độ của nước thảităng, tốc độ lắng của tạp chất tăng, đồng thời hoạt động sống của vi sinh vật pháttriển mạnh. Màu của nước thải đục, có màu xám đục hoặc đen, mùi hôi thối. Màu và mùicủa nước thải là kết quả của sự phân hủy các tạp chất vi sinh vật. 2.2. Tính chất hóa học Nước thải có hàm lượng các chất hóa học tăng cao: các hợp chất hữu cơ nhưprotein, dầu mỏ, chất tẩy rửa; các hợp chất vô cơ như kiềm, acid, lưu huỳnh… Chỉ số COD (Chemical Oxygen Demand), nhu cầu ôxy hóa học, biểu thị mứcđộ ô nhiễm của nước, phản ánh toàn bộ các chất hữu cơ có chứa trong nước thải cơthậm chí cả 1 ít chất vô cơ. 2.3. Tính chất sinh học Nước thải những đặc trưng sinh học khác xa với sạch, hàm lượng các chấthữu cơ hòa tan, các loại sinh vật thủy sinh và vi sinh vật gây ô nhiễm và gây bệnh. Nước thải thường có nồng độ BOD (Biochemical Oxygen Demand – nhu cầuôxy sinh hóa cao hơn nhiều lần so với nước sạch. Hệ vi sinh vật của nước thải: hê vi sinh vật của nước thải chủ yếu có nguồngốc từ đất và rác thải. Hệ sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nồng độ các chấthữu cơ hòa tan, chất độc… Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, làmsạch nước thải trong vòng tuần hoàn vật chất. 3. Các phương pháp xử lý nước thải Có nhiều phương pháp xử lý nước thải như phương pháp vật lý, phương pháphóa học, phương pháp sinh học. Biện pháp vật lý xử lý nước thải: sử dụng các tính chất vật lý (trọng trường, lytâm, lắng…) để xử lý nước thải. Phương pháp này đơn giản, rẻ tiền, hiệu quả xử lýchất lơ lửng cao. Các công trình xử lý cơ học được sử dụng rộng rãi trong xử lýnước thải là: song/ lưới chắn rác, khuấy trộn, lắng, tuyển nổi, lọc, bay hơi,... Biện pháp hóa học xử lý nước thải: sử dụng các hợp chất hóa học để xử lý,thông thường tiến hành bằng cách loại keo tụ, Clor, javel, thuốc sát trùng…Biệnpháp hóa học thường được sử dụng kết hợp với biện pháp vật lý để tăng hiệu quả,tuy nhiên lại ít được áp dụng do giá thành cao và có khả năng sinh ra các sản phẩmphụ khác có tính độc hại. Biện pháp sinh học xử lý nước thải: phương pháp xử lý sinh học đang làphương pháp tối ưu nhất do chi phí thấp nhưng lại có hiệu quả cao và đảm bảo antoàn. Mặt khác, phương pháp này còn có thể thu được sản phẩm phụ có giá trị kinhtế và tái sử dụng năng lượng, làm tăng hiệu quả kinh tế của phương pháp. Mục đíchcủa việc sử dụng biện pháp sinh học xử lý nước thải là lên men phân hủy các chấthữu cơ nhờ hoạt động của vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí. Sản phẩm cuối cùng làlà chất khí (C02, N2, CH4, H2S), các chất vô cơ và tế bào mới. 4. Phương pháp sinh học xử lý nước thải 4.1. Cơ sở sinh học của biện pháp Trong nước sạch, thành phần các chất hóa học sinh học thường rất nhỏ, mộtlượng nhỏ vi sinh vật hình thành nên hệ sinh thái thủy sinh – hệ sinh thái này trongnước sạch đạt trạng thái cân bằng. Khi nước bị nhiễm bẩn, hệ sinh thái thủy sinh bị phá vỡ tính cân bằng, một sốtính chất của nước bị thay đổi làm cho nước không sử dụng được, và là tác nhânnguy hiểm tới sinh hoạt và đời sống. Trong nước thải, các vi sinh vật ngày càng tăng, đến một lúc nào đó số lượngcủa chúng sẽ giảm xuống mức bình thường, nước được làm sạch, các chất hữu cơđược oxy hóa thành CO2 và H2O. Khi nước được làm sạch, hệ sinh thái thủy sinh cân bằng trở lại, các tính chấtcủa nước được phục hồi, lúc này nước có thể sử dụng bình thường. Quy trình sinh học xử lý nước thải được xây dựng dựa trên cơ sở của hiệntượng trên, quy trình được thực hiện bằng các biện pháp xử lý hiếu khí, kỵ khí. Bản chất của phương pháp sinh học trong xử lý nước thải là sử dụng khả năngsống và hoạt động của vi sinh vật để khoáng hóa các chất bẩn hữu cơ trong nướcthải thành các chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước. 4.2. Biện pháp sinh hoc hiếu khí xử lý nước thải Quá trình xử lý sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng các vi sinh oxy hóa cácchất hữu cơ trong điều kiện có oxy. Nguyên tắc của phương pháp xử lý hiếu khí: Phương pháp hiếu khí dùng đểloại các chất hữu cơ, vô cơ dễ bị vi sinh vật phân huỷ ra khỏi nguồn nước.Các chất này được các loại vi sinh hiếu khí oxy hoá bằng oxy hòa tan trongnước. i. Oxy hóa cơ chất CXHYOZ + O2  CO2 + H2O + năng lượng ii. Tổng hợp xây dựng tế bào CXHYOZ + O2  tế bào VSV +CO2 + H2O + C5H7NO2 iii. Tự ôxy hóa chất liệu tế bào (tự phân hủy) C5H7NO2 + 5O2  5CO2 + 2H2O + NH3 ± năng lượng Điều kiện cần thiết cho quá trình: ph = 5.5 – 9.0, nhiệt độ 5 - 40 o c. Phân loại các công nghệ hiếu khí xử lý nước thải: phương pháp hiếu khíthường có 3 công nghệ chính là sinh trường lơ lửng ( Aerotank, hiếu khí tiếp xúc,xử lý sinh học theo mẻ); hồ sinh học hiếu khí; sinh trưởng dính bám (lọc hiếu khí,lọc sinh học nhỏ giọt, đĩa quay sinh học). - Aerotank: là công trình xử lý nước thải có dạng bể được thực hiện nhờ bùnhoạt tính và cấp oxy bằng khí nén hoặc làm thoáng, khuấy đảo liên tục. Với điềukiện nh ...