Download miễn phí Đồ án Thử nghiệm công nghệ Swim-Bed xử lý nước thải chế biến thủy sản mô hình phòng thí nghiệm
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC BẢNG iv
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 2
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3
1.3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 3
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3
1.6. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG 4
1.6.1. Phạm vi nghiên cứu 4
1.6.2. Đối tượng nghiên cứu 4
1.7. Ý NGHĨA KHOA HỌC 4
1.8. Ý NGHĨA THỰC TIỄN 4
1.9. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 6
2.1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN 7
2.1.1. Thành phần và tính chất nước thải chế biến thủy sản 7
2.1.2. Nguồn gốc phát sinh và tác động của nước thải chế biến thủy sản tới môi trường 8
2.1.3. Tác động của nước thải chế biến thủy sản tới môi trường: 9
2.2. CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 11
2.2.1. Sinh học tự nhiên 13
2.2.2. Sinh học nhân tạo 15
2.2.3. Vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải 19
2.2.4. Các quá trình sinh hóa xảy ra trong xử lý nước thải 29
2.3. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐƯỢC XỬ DỤNG PHỔ BIẾN ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN HIỆN NAY 36
2.4. CÔNG NGHỆ SWIM-BED 39
2.4.1. Giới thiệu 39
2.4.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động 40
2.4.3. Một số nghiên cứu trong và ngoài nước 40
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
3.1. VẬT LIỆU 43
3.1.1. Nước thải 43
3.1.2. Mô hình 43
3.1.3. Giá thể 45
3.1.4. Bùn 46
3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47
3.2.1. Xác định các thông số của bùn và của nước thải đầu vào 47
3.2.1.1. Xác định các thông số của bùn 47
3.2.1.2 Xác định các thông số đầu vào của nước thải 47
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49
4.1. GIAI ĐOẠN THÍCH NGHI 50
4.1.1. Hiệu quả xử lý COD 50
4.1.2. Hiệu quả xử lý chất dinh dưỡng 52
4.2. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ 53
4.2.1. Hiệu quả xử lý COD 53
4.2.2. Hiệu quả xử lý dinh dưỡng 54
4.2.2.1. Hiệu quả xử lý Nitơ: 54
4.2.2.2. Hiệu quả xử lý phospho: 57
4.3. ĐÁNH GIÁ SINH KHỐI TẠO THÀNH: 58
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – ĐỀ XUẤT 59
5.1. KẾT LUẬN 60
5.2. ĐỀ XUẤT 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
dài và rượu (acohol)- Thủy phân các acid béo dễ bay hơi (ngoại trừ acid acetic)
- Hình thành khí methan từ acid acetic
- Hình thành khí methan từ hydro và cacbonic
+ Giai đoạn thủy phân:
Trong giai đoạn này dưới tác dụng của enzyme tiết ra, các phức chất và chất không tan (như polysaccharides, proteins, lipits) chuyển hóa thành các phức chất đơn giản hơn hay chất hòa tan (như đường, các amono acids béo).
Quá trình này xảy ra chậm, tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất. Các chất béo thủy phân rất chậm.
+ Giai đoạn acid hóa :
Trong giai doạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành các chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. Sự hình thành acid có thể làm giảm pH xuống 4,0.
+ Giai đoạn acetic hóa:
Trong giai đoạn này, vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai doạn trước( acid hóa ) thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới.
+ Giai đoạn methan hóa:
Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình kỵ khí, cacetic, H2, acid formic và methanol chuyển hóa thành methan, CO2, và sinh khối mới.
4H2 + CO2 à CH4 + H2O
4HCOOH à 3CO2 + CH4 + 2 H2O
CH3COOH à CH4 + CO2
4CH3OH à CO2 + 3CH4 + 2 H2O
4(CH3)N + H2O à 3CO2 + 9CH4 + 6 H2O + 4NH3
Lưu ý: trong ba giai đoạn đầu ( thủy phân, acid hóa, acetic hóa ) COD trong dung dịch hầu như không giảm. COD chỉ giảm trong giai đoạn methan hóa.
Ngược với quá trình hiếu khí, quá trình kỵ khí tải trọng tối đa không bị hạn chế bởi chất phản ứng như oxy, nhưng trong công nghệ kỵ khí cần lưu ý đến hai yếu tố quan trọng:
Duy trì sinh khối càng nhiều càng tốt
Tạo tiếp yếu tố trên được đáp ứng công trình kỵ khí có thể được áp dụng với tải trọng rất cao.xúc đủ giữa nước thải với sinh khối vi sinh vật
Khi hai yếu tố trên được đáp ứng công trình kỵ khí có thể được áp dụng với tải trọng rất cao.
2.2.2.2 Công nghệ hiếu khí
Nguyên tắc của quá trình sinh học hiếu khí:
Phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện hiếu khí:
vi sinh vật
Chất hữu cơ + O2 à CO2+ H2O + sinh khối mới
Quá trình sinh học hiếu khí bao gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: oxy hóa các chất hữu cơ:
enzyme
CxHyOz + O2 à CO2 + H2O
Giai đoạn 2: tổng hợp tế bào mới:
enzyme
CxHyOz + NH 3 + O2 à CO2 + H2O + C5H7NO2
Giai đoạn 3: phân hủy nội bào:
enzyme
C5H7NO2 + 5O2 à 5CO2 + 2H2O + NH3
Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành xử lý sinh học hiếu khí lơ lững và xử lý sinh học hiếu khí dạng dính bám.
Xử lý sinh học sinh trưởng lơ lững (bùn hoạt tính)
Quá trình bùn hoạt tính là quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, chúng sống tập trung kết dính lại với nhau thành hạt bùn hay những bông bùn với trung tâm là chất nền rắn lơ lững (40%), những bông bùn này còn được gọi là bùn hoạt tính có kích thước từ 50-200 micromet. Bùn hoạt tính có màu vàng nâu dễ lắng.
Bùn hoạt tính là khối quần thể vi sinh vật có khả năng ổn định chất thải dưới điều kiện hiếu khí. Chất nền trong bùn hoạt tính có thể chiếm tới 90% là chất rắn, rong, rêu, tảo. Những vi sinh vật có trong bùn hoạt tính thường là vi khuẩn đơn bào, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, các động vật nguyên sinh, một số vi sinh vật bậc thấp... Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới. Chỉ có một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-…
Xử lý sinh học sinh trưởng dính bám
Phần lớn các vi sinh vật có khả năng xâm chiếm bề mặt của một vật rắn ( vật liệu lọc ) với các chất hữu cơ, muối khoáng và oxy. Việc dính bám được thực hiện nhờ một chất phụ trợ và keo động vật có nguồn gộc từ lâm ngọc hoài thu.docđầu được thực hiện ở một số điểm, và từ những điểm này màng sinh học bắt đầu nhân ra cho đến khi toàn bộ bề mặt chất rắn được bao phủ một lớp màng đơn bào. Từ đó các lớp tế bào sinh ra và bao phủ lên lớp ban đầu. Trên bề mặt ccác lớp màng nhầy này chủ yếu chứa các vi khuẩn. Chất hữu cơ trong nước thải thì được các vi khuẩn phân giải tạo thành CO2 và H2O.
Oxy và các thức ăn đồng hóa được nước thải vận chuyển và khuếch tán qua bế mặt dày lớp màng sinh học cho đến khi các tế bào nằm ở phần sâu nhất không thể tiếp xúc được với oxy và thức ăn đồng hóa trực tiếp nữa. Sau một thời gian nhất định xuất hiện sự phân tầng với những lớp hiếu khí chồng lên những lớp kỵ khí. Ở lớp hiếu khí có sự khuếch tán oxy còn lớp kỵ khí thì không. Lớp màng kỵ khí không được tiếp xúc với oxy sẽ bị phân hủy kỵ khí sinh ra H2S, amoniac, axit hữu cơ … Những sản phẩm này được các vi khuẩn hiếu khí oxy hóa để tạo thành H2SO4, HNO3, CO2, H2O.
Chất nến không còn khuếch tán tới nữa các vi sinh vật trong lớp ưa khí sẽ bị chết cà tự tiêu đi. Do đó xuất hiện các khoảng trống tế bào cho những sinh vật hiếu khí và kị khí khác. Khi chất nền thực sự can kiệt, việc tiêu hủy các tế bào còn lại làm cho lớp màng bị tách rời từng vùng ra khỏi bề mặt. Bề mặt này lại sẵn sàng tiếp nhận các vi sinh vật mới. Sự bong tróc của màng vi sinh vật được tạo ra và thúc đẩy bởi dòng nước chảy qua bề mặt.
Dù cho lớp vật liệu lọc có làm bằng loại gì đi nữa thì quá trình xử lý cũng tuân thủ theo nguyên lý trên.
2.2.3 Vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải
2.2.3.1 Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật
Sự sinh trưởng của vi sinh vật là sự tăng sinh khối của nó do hấp phụ, đồng hóa các chất dinh dưỡng. Theo nghĩa rộng, sinh trưởng hay sự tăng sinh khối là tăng trọng lượng, kích thước hay số lượng tế bào.
Như vậy, hiệu quả của sự sinh trưởng là quá trình tổng hợp các bộ phận của cơ thể, tế bào và sự tăng sinh khối – sức sinh trưởng (giảm BOD). Các quá trình diễn ra không đồng đều theo thời gian và không gian trong tế bào vi sinh vật.
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Hình 2.1: đồ thị biểu diễn sự tăng trưởng của vi sinh vật trong nước thải.
Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao 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. Trong giai đoạn này vi sinh vật hầu như không tăng (hay tăng không đáng kể) về số lượng.
+ 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 này cần được kéo dài để tăng hiệu quả và tải trọng xử lý.
+ 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: thứ nhất các chất dinh dưỡngcần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, thứ hai là số lượng vi khuẩn sinh ra bằng với số lượng vi khuẩn chết đi. Trong thức tế ta không mong muốn đ...