Xử lý nước thải với quá trình màng sinh học

3Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC Vi khuẩn xâm nhập vào một số vị trí Phát triển cho đến khi toàn bộ chất rắn bao phủ một lớp đơn bào Tế bào mới sinh ra và bao phủ lên lớp ban đầu (chủ yếu là vi khuẩn) Chất hữu cơ trong nước thải được vi khuẩn chuyển hoá thành CO2 và H2O SỰ SINH TRƯỞNG DÍNH BÁM 4 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC SỰ SINH TRƯỞNG DÍNH BÁM Lớp kỵ khí Lớp hiếu khí Sản phẩm kỵ khí tạo thành H2S, amoniac, axit hữu cơ,... Vi khuẩn hiếu khí chuyển hoá thành H2SO4, HNO3, CO2, H2O Khi chất nền không khuếch tán tới nữa, các VS chết và tự tiêu đi tạo thành những khoảng trống cho tế bào khác Chất nền cạn kiệt, màng vi sinh vật bị rách rời từng vùng và tách ra khỏi bề mặt 5Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC SỰ SINH TRƯỞNG DÍNH BÁM Vi khuẩn dính bám 6 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC PHÂN LOẠI LỌC SINH HỌC Lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập trong nước (lọc nhỏ giọt) Lọc sinh học có vật liệu tiếp xúc đặt ngập trong nước. Lọc sinh học với lớp vật liệu là các hạt cố định. Đĩa quay sinh học. 8 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP LỌC SINH HỌC Dựa trên hoạt động của vi sinh vật ở màng sinh học, oxy hóa chất bẩn hữu cơ. Màng sinh học là tập hợp các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí và tùy tiện. Các vi sinh vật phát triển và gắn với giá mang gọi là quá trình sinh trưởng gắn kết hay dính bám. 9Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP LỌC SINH HỌC Nước thải sau khi qua bể lọc vào bể lắng 2, một phần quay trở lại để pha lõang nước thải đậm đặc và giữ nhiệt cho màng vi sinh vật. Chất hữu cơ hấp phụ vào màng hay lớp màng vi sinh vật (dày 0,1 – 0,4mm). Khi lớp màng tăng lên, chất hữu cơ bị hấp phụ hết ở bên ngòai, vi sinh vật chuyển sang hô hấp nội bào và mất khả năng bám vào bề mặt vật liệu lọc. 10 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC PHÂN LOẠI BỂ BIOPHIN PHÂN LOẠI BIOPHIN Biophin với lớp vật liệu lọc không ngập trong nước Biophin với lớp vật liệu lọc ngập trong nước 11 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC PHÂN LOẠI BỂ BIOPHIN Biophin với lớp vật liệu lọc không ngập trong nước Mức độ xử lý PP làm thoáng Chế độ làm việc Công nghệ Khả năng chuyển tải Cấu tạo vật liệu lọc • Hoàn toàn • Không hoàn toàn • Thấp tải (nhỏ giọt) • Cao tải • Chất liệu khối • Biophin chất liệu bản • Một bậc • Hai bậc • Liên tục • Gián đoạn • Tự nhiên • Cưỡng bức 13 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC ĐẶC ĐIỂM • Dùng xử lý nước thải hoàn toàn. • Hiệu quả khử BOD ³ 90% • Kích thước vật liệu lọc 25 – 30mm • Tải trọng thuỷ lực: 0,5 – 1,0 m3 nước thải/m3 vật liệu lọc • Được sử dụng khi lưu lượng nước thải: 20 – 1000 m3/ngày 14 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC CẤU TẠO Hình tròn hoặc hình chữ nhật Hệ thống phân phối nước Tấm đan đỡ lớp vật liệu lọc Ống dẫn nước vào Ống thu nước Vật liệu lọc 15 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC NGUYÊN TẮC CỦA QUÁ TRÌNH Nước thải Hệ thống phân phối Vật liệu Sau xử lý 16 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC BỂ LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT 17 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC MÔ TẢ QUÁ TRÌNH VSV gắn kết vào các hạt vật liệu và nước thải chảy qua thấm hoặc nhỏ giọt trên đó. Nước thải đã xử lý cùng chất rắn sinh học đã bị nước xối trôi theo. Hệ thống thu nước lọc còn có tác dụng để không khí đi qua lớp vật liệu. 18 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC MÔ TẢ QUÁ TRÌNH Nước thải trước khi đưa vào thiết bị cần phải xử lý sơ bộ để tránh tắc nghẽn. Sau khi qua bể lọc đưa vào bể lắng 2 kéo theo mãnh vỡ của màng sinh học. Nồng độ bùn ra khỏi bể thường < 500 mg/l. 19 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC VẬT LIỆU LỌC Đá dăm, đá cuội, đá ong, vòng kim loại, vòng gốm, than đá, than cốc, gỗ mảnh, chất dẻo uốn lượn. Dòng chảy ngang Dòng chảy đứng Đa dạng 20 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC VẬT LIỆU LỌC 21 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC MÔ TẢ QUÁ TRÌNH Nước xói màng nhầy rời khỏi vật liệu, lớp màng mới bắt đầu xuất hiện. Hiện tượng tróc màng phục thuộc vào: – Tải trọng thủy lực: là yếu tố tạo tốc độ xói cắt. – Tải trọng hữu cơ: tốc độ chuyển hóa ở lớp màng nhầy. 22 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC SƠ ĐỒ LỌC SINH HỌC NHỎ GIỌT Một phần nước tập trung về hệ thống thu hoặc nước sau lắng được tuần hòan trở lại để pha lõang nước thải đậm đặc chảy vào bể lọc và giữ cho lớp màng sinh học trong điều kiện đủ ẩm 24 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC ĐẶC ĐIỂM Chiều cao công tác và tải trọng thuỷ lực cao (10 – 30m3 nước thải/m3 VLL.ngày). Quá trình oxy hoá xảy ra với tốc độ cao Có thể xử lý nước có công suất £ 50000 m3/ngày 25 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC Xử lý sơ bộ trước khi đưa vào bể BOD: 150 – 200 mgO2/l Thường xuyên rửa bể tránh tắt nghẽn do màng vi sinh vật Biophin một bậc (xử lý không hoàn toàn) Biophin hai bậc (xử lý hoàn toàn) – có thể tăng thời gian lưu nước ở bể một bậc. 26 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC BỂ BIOPHIN VỚI LỚP VẬT LIỆU LỌC NGẬP TRONG NƯỚC FPZ-1 FPZ-2 FPZ-3 • Nước thải từ dưới lên. • Nước rửa lọc từ trên xuống Nước thải và nước rửa lọc từ trên xuống • Có hai lớp vật liệu lọc • Nước thải từ dưới lên. Nước rửa lọc từ trên xuống • Qua lớp vật liệu lọc 1 thì bổ sung hoá chất (VL lọc 1: lọc sơ bộ, VL2: lọc tinh) 27 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC BỂ BIOPHIN VỚI VẬT LIỆU NỔI Nước chuyển động từ dưới lên cùng với không khí. Trong lớp VLL xảy ra quá trình khử BOD và chuyển NH4+ thành NO3-. Lớp VLL có khả năng giữ cặn lơ lửng. 28 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC ĐẶC ĐIỂM CỦA VẬT LIỆU NỔI Thường gọi là xốp (polystyrol) Thể tích khí chiếm khoảng 96 – 98% Độ bền hoá học cao (trừ ete, hydrocacbon thơm). Độ trương nở không quá 2 – 3% 30 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC ĐĨA SINH HỌC Gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng bằng polistyren hoặc polivinylclorua lắp trên trục. Các đĩa đặt ngập một phần và quay chậm. 31 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC MÔ TẢ QUÁ TRÌNH VSV gắn kết vào bề mặt đĩa và hình thành lớp màng mỏng trên các bề mặt xấp nước của đĩa. Khi đĩa quay, màng sinh học tiếp xúc chất hữu cơ và hấp thụ oxy trong khí quyển. Ngòai ra, đĩa quay chất rắn dư khỏi bề mặt đĩa nhờ lực xóay – xoắn. 32 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC MÔ TẢ QUÁ TRÌNH Tốc độ quay của đĩa: 1 – 2 v/phút. Đảm bảo chảy rối không cho bùn cặn lắng lại trong bể. Chiều dày của màng sinh học phụ thuộc vào vận tốc quay của đĩa (thường 2 – 4mm) Không hạn chế công suất xử lý (thường < 5.000 m3/ngày) 33 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC CÁCH SẮP XẾP ĐĨA SINH HỌC 34 Saturday, 19 June, 2010 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU MÀNG SINH HỌC ĐĨA TIẾP XÚC SINH HỌC