UASB vi t t t c a ế ắ ủ Upflow Anaerobic Sludge
Blanket (b L c sinh h c k khí dòng ch y ể ọ ọ ỵ ả
ng c qua l p đ m bùn) ượ ớ ệ
Th ng đ c ng d ng đ i v i l ng ườ ượ ứ ụ ố ớ ượ
n c th i đ u vào có hàm l ng CHC cao, ướ ả ầ ượ
BOD (COD) > 1000mg/l (VD: sx r u bia, ượ
sx cao su, khoai mì, .v.v.)
81 trang |
Chia sẻ: nhungnt | Lượt xem: 2500 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Báo cáo Vi sinh môi trường, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BÁO CÁO
VI SINH MÔI TRƯỜNG
Nhóm thực hiện:
Nguyễn Trần Thiên Di
Lê Thị Kim Thoa
Nguyễn Thị Ánh Ngọc
Nguyễn Phan Thu Ngân
Mô hình XLNT cty N c gi i khát Kirin ướ ả
Acecook
I. Khái ni mệ
UASB vi t t t c a ế ắ ủ Upflow Anaerobic Sludge
Blanket (b L c sinh h c k khí dòng ch y ể ọ ọ ỵ ả
ng c qua l p đ m bùn)ượ ớ ệ
Th ng đ c ng d ng đ i v i l ng ườ ượ ứ ụ ố ớ ượ
n c th i đ u vào có hàm l ng CHC cao, ướ ả ầ ượ
BOD (COD) > 1000mg/l (VD: sx r u bia, ượ
sx cao su, khoai mì, ..v..v..)
II. Nguyên lý ho t đ ng b ạ ộ ể
UASB
C s s phân h y k khíơ ở ự ủ ỵ
•S phân h y k khí là m t lo t quá trình ự ủ ỵ ộ ạ
VSV phân h y các h p ch t h u c thành ủ ợ ấ ữ ơ
khí metan – CH4
•T lâu quá trình x lý k khí đ c áp d ng ừ ử ỵ ượ ụ
đ n đ nh bùn trong các công trình x lý ể ổ ị ử
bùn.
•Hi n nay, đã đ c ng d ng r ng rãi trong ệ ượ ứ ụ ộ
x lý n c th i.ử ướ ả
Quá trình phân h y k khí.ủ ỵ
- Các h th ng y m khí ng d ng kh năng phân h y CHC c a vsv trong đi u ki n ệ ố ế ứ ụ ả ủ ủ ề ệ
không có oxy.
lên men
Ch t h u c ấ ữ ơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S
y m khíế
- H n h p khí sinh ra đ c g i là khí sinh h c hay biogas, thành ph n biogas ỗ ợ ượ ọ ọ ầ
nh sau:ư
Methane (CH4) 55¸65%
Carbon dioxide (CO2) 35¸45%
Nitrogen (N2) 0¸3%
Hydrogen (H2) 0¸1%
Hydrogen Sulphide (H2S) 0¸1%
- Biogas có tr nhi t cao 4,500-6000kcal/mị ệ 3 tùy vào thành ph n % methan có ầ
trong biogas. (Methane có tr nhi t cao 9.000 kcal/mị ệ 3)
Quá trình phân h y y m khí đ c chia thành 3 giai đo n ủ ế ượ ạ
chính nh sau:ư
1. Phân h y các ch t h u c cao phân t .ủ ấ ữ ơ ử
2. T o nên các axít.ạ
(Quá trình 1 và 2 g i chung là quá trình lên men acid)ọ
3. T o methane (lên men metan)ạ
Giai đo n Iạ Giai đo n II ạ Giai đo n ạ
III
Th y phân và lên menủ T o axid acetic, H2 ạ Sinh CH4
Nguyên lý x lý k khíử ỵ :
1.Quá trình lên men acid(phân h y h p ch t cao phân t ) ủ ợ ấ ử
Cellulose acetate + r uượ
Lipid acid h u cữ ơ
Protein H2 ,CO2 NH3 ,H2S
Bi n ch t h u c đ n gi n axit béo +ch t h u c ế ấ ữ ơ ơ ả ấ ữ ơ
hòa tan
3. Quá trình Metan hóa (lên men metan):
+ L y năng l ng t ph n ng t o CHấ ượ ừ ả ứ ạ 4
+ Không có s hi n di n c a oxyự ệ ệ ủ
+ C n nhi t đ caoầ ệ ộ
Các nhóm VSV tham gia quá trình
x lý k khí.ử ỵ
• Nhóm 1: VK th y phân – Hydrolytic bacteria ủ
(chi m h n 50% t ng s VSV)ế ơ ổ ố
• Nhóm 2: VK lên men acid – Fermentative
acidogenic bacteria.
• Nhóm 3: VK acetic – Acetogenic bacteria
• Nhóm 4: VK metan - Methanogens
Nhóm 1: VK th y phân – Hydrolytic bacteriaủ
• Protein, cellulose, lignin, lipid acid
amin, glucose, acid béo, glycerol.
• Quá trình có s xúc tác c a enzyme ự ủ
ngo i bào: cellulase, protease, lipaseạ
The hydrolytic bacteria
The hydrolytic
bacteria
Nhóm 2: VK lên men acid –
Fermentative acidogenic bacteria.
Đ ng, acid ườ
amin, acid
béo
1.Acid h u cữ ơ.
Acetic, formic,
propionic, lactic,
butylic, succinic.
2. Alcol và ketons.
Ethanol, methanol,
glycerol, aceton,
acetate, CO2 và
H2.
Nhóm 3: VK acetic – Acetogenic
bacteria
• Chuy n hóa acid béo, alcol → acetate, ể
CO2 và H2.
• Đòi h i th Hydro th p.ỏ ế ấ
• Th hidro cao: acetate t o thành gi m, ế ạ ả
các ch t chuy n hóa thành acid propionic, ấ ể
butyric, ethanol → metan gi m.ả
• M i quan h c ng sinh gi a VK acetic và ố ệ ộ ữ
VK metan.
Vi khu n: ẩ Clostridium spp., Peptococcus
anaerobus, Bifidobacterium spp.,
Desulphovibrio spp., Corynebacterium
spp., Lactobacillus, Actonomyces,
Staphylococcus và Escherichia coli
N mấ : penicillium, Furasium, Mucor…
Protozoa: th o trùng, trích trùng, …ả
desulphovibrio Corynebacterium spp
Lactobacillus Actynomyces
Escherichia coli Clostridium spp
Peptococcus Bifidobacterium spp.
Nhóm 4: VK metan -
Methanogens
• VK metan chia thành 3 nhóm ph .ụ
- VK metan hydrogenotrophic:
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
- Vk metan acetotrophic: CH3COOH → CH4 + CO2
- Methylotrophic methanogens:
3CH3OH + 6H+ → 3CH4 + 3H2O (3.10)
4(CH3)3 – N + 6H2O → 9CH4 + 3CO2 + 4NH3
- Nhóm VK metan bao g m c gram âm và gram ồ ả
d ng, tăng tr ng ch m.ươ ưở ậ
• Th i gian th h :ờ ế ệ
– 3 ngày 35ở 0C.
– 50 ngày 10ở 0C
VK metan
• Methanogenic bacteria
• Methanogens
• Methane-forming bacteria
• Methane-producing bacteria
4 nhóm VK metan ch y uủ ế
• methanobacterium
• Methanobacillus
• Methanococus
• Methanosarcina
Methanobacterium formicium
Methanobacterium thermoantotrophicum
methanobacterium
Methanococcus frisius
Methanococcus mazei
methanococcus
Methanosarcina bakerii
Methanosarcina
Methanobacillus
Ho t đ ng c a bùn trong b ạ ộ ủ ể
UASB
• Đóng vai trò quy t đ nh trong vi c phân h y và ế ị ệ ủ
chuy n hóa các ch t h u c .ể ấ ữ ơ
• Chia thành 2 vùng rõ r t và chi u cao ¼ b t ệ ề ể ừ
đáy tính lên.
• L p bùn hình thành do các h t c n keo t n ng ớ ạ ặ ụ ồ
đ 5 -7%. L p bùn l l ng n ng đ 1000 – 3000 ộ ớ ơ ử ồ ộ
mg/l.
• N ng đ cao c a bùn cho phép b làm vi c v i ồ ộ ủ ể ệ ớ
t i tr ng ch t h u c cao.ả ọ ấ ữ ơ
Lý thuy t spaghetti trong vi c t o ế ệ ạ
thành bùn h tạ
1 – 1,5 mm
H t bùnạ
Quá trình k khí:ỵ
u đi m:Ư ể
Ch u t i tr ng h u c l nị ả ọ ữ ơ ớ
R t ít bùn t o raấ ạ
Ít yêu c u dinh d ngầ ưỡ
Sinh khí metan
Có th ng ng ho t đ ng trong th i gian dài mà v n gi đ c bùnể ư ạ ộ ờ ẫ ữ ượ
Nh c đi mượ ể
- Tăng sinh kh i ch mố ậ
- Nh y c m v i tạ ả ớ 0 ,,pH,ch t đ cấ ộ
- D m t n đ nhễ ấ ổ ị
- Không x lý đ c hoàn toàn ch t ô nhi mử ươ ấ ễ
Các y u t ki m soát quá trình k khí.ế ố ể ỵ
• Nhi t đệ ộ
• Th i gian l uờ ư
• pH
• C nh tranh gi a VK metan và vi khu n kh ạ ữ ẩ ử
sulfat
• Các y u t gây đ cế ố ộ
• Nhi t đ t i u là 30 – 35ệ ộ ố ư 0 C
• Th i gian l u: Tùy thu c n c th i và đi u ờ ư ộ ướ ả ề
ki n môi tr ng. Đ lâu cho phép các ệ ườ ủ
ho t đ ng trao đ i k khí x y ra.ạ ộ ổ ỵ ả
• pH:
pH ho t đ ng: 6.7 – 7.4ạ ộ
pH t i u: 7.0 – 7.2ố ư
Quá trình th t b i n u pH → 6.ấ ạ ế
B sung CaCOổ 3, NaOH, NaHCO3
Hi u qu c a th i gian l uệ ả ủ ờ ư
Hi u qu c a th i gian l uệ ả ủ ờ ư
Hi u qu c a nhi t đ và m t đ bùnệ ả ủ ệ ộ ậ ộ
C nh tranh gi a VK metan và vi ạ ữ
khu n kh sulfatẩ ử
• Vi khu n metan và VK kh sulfate r t ẩ ử ấ
c nh tranh t s COD/ SO4 = 1.7 – 2.7ạ ở ỷ ố
• T s này tăng có l i cho VK metan.ỷ ố ợ
Các y u t gây đ cế ố ộ
• Oxy
• Ammonia
• Hydrocacbon có Clo
• H p ch t có vòng benzenợ ấ
• Formadehyd
• Acid bay h iơ
• Acid béo m ch dàiạ
• Kim lo i n ngạ ặ
• Cyanide, Sulfide, tanin.
• Đ m n.ộ ặ
1. KHÁI NI MỆ
Caáu truùc Aerotank phaûi thoûa
maõn 3 ñieàu kieän:
Giöõ ñöôïc löôïng buøn cao trong beå
VSV phaùt trieån lieân tuïc ôû giai
ñoaïn buøn treû
Ñaûm baûo löôïng oxy caàn thieát
cho VSV ôû moïi ñieåm cuûa beå
Buøn hoaït tính laø quaù trình xöû lí
sinh hoïc nöôùc thaûi trong ñoù VSV
taêng sinh.
Quaù trình naøy veà cô baûn bao
goàm xöû lí hieáu khí ñeå oxy hoùa
chaát höõu cô thaønh CO2, H2O,
NH4+ vaø sinh khoái teá baøo.
1 SOÁ VSV TRONG
BEÅ AEROTANK
Öu ñieåm
Deã xaây döïng vaø vaän
haønh
Hieäu quaû xöû lí cao
Xöû lí ñöôïc löu löôïng lôùn
Nhöôïc ñieåm
Chi phí vaän haønh, baûo
döôõng cao
Vaän haønh toán naêng
löôïng