intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 1: Khái niệm cơ bản về xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học

Chia sẻ: Hứa Tung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST
Báo xấu
95
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 1: Khái niệm cơ bản về xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên biết biến đổi các thành phần dễ phân hủy sinh học thành các sản phẩm cuối chấp nhận được; khử các chất dinh dưỡng như N, P; bắt giữa các chất rắn/hạt keo vào các hạt keo và hạt lơ lửng vào bông bùn sinh học hay màng sinh vật... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 1: Khái niệm cơ bản về xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học

  1. BK TPHCM BAØI GIAÛNG MOÂN HOÏC CAÙC QUAÙ TRÌNH SINH HOÏC TRONG KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG CHÖÔNG 1 KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN VEÀ XÖÛ LYÙ CHAÁT THAÛI BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP SINH HOÏC Bieân soaïn: PGS. Nguyeãn Phöôùc Daân GVHD: TS. Leâ Hoaøng Nghieâm Email: hoangnghiem72@gmail.com hoangnghiem72@yahoo.com
  2. Toång quan BK TPHCM • Muïc tieâu caùc quaù trình sinh hoïc trong coâng ngheä moâi tröôøng: – Bieán ñoåi caùc thaønh phaàn deã phaân huûy sinh hoïc thaønh caùc saûn phaåm cuoái chaáp nhaän ñöôïc – Khöû caùc chaát dinh döôõng nhö N, P – Baét giöõ caùc chaát raén/haïït keo vaøo caùc haït keo vaø haït lô löõng vaøo boâng buøn sinh hoïc (biological floc) hay maøng sinh vaät (biofilm) – Khöû caùc thaønh phaàn/chaát höõu cô veát (trace organic/constitutent) • Boán loaïi chaát caàn xöû lyù (pollutants) cuûa quaù trình treân: CHC hoøa tan, CHC khoâng tan, chaát voâ cô khoâng tan vaø chaát voâ cô hoøa tan. • Vai troø cuûa quaù trình sinh hoaù (biochemical processes) trong XLNT theå hieän trong sô ñoà sau: 2 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  3. Toång quan BK TPHCM Xöû lyù baäc 1 Quaù trình Xöû lyù baäc Xöû lyù sô boä Preliminary sinh hoùa Taùch-Laéng cao Preliminary physical Biochemical Physical unitä Advanced physical unitä unitä process treatment Neùn-taùch Xöû lyù boå sung Oån ñònh buøn Neùn buøn nöôùc Additional Biochemical Thickening Thickening- treatment processä Dewatering SOM: Soluble organic matter IOM: Insoluble organic matter SIM: Soluble inorganic matter IIM: Insoluble inorganic matter Biomass 3 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  4. Toång quan BK TPHCM • Phaân loaïi quaù trình sinh hoùa döïa treân ba quan ñieåm sau: – Bieán ñoåi sinh hoùa: (1) chuyeån hoùa (oxy hoùa) caùc thaønh phaàn coù theå phaân huûy sinh hoïc vaø loaïi boû chaát dinh döôõng – Moâi tröôøng sinh hoùa: quaù trình sinh hoùa thöïc hieän trong ñieàu kieän kò khí, hieáu khí, thieáu khí. – Hình daïng beå sinh hoïc: chia laøm hai nhoùm chính, phuï thuoäc hình thaùi sinh tröôûng cuûa vi sinh: Lô löûng vaø baùm dính treân giaù theå raén 4 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  5. Toång quan BK TPHCM ™ Söï khaùc bieät giöõa quaù trình sinh hoïc vaø hoùa hoïc – Quaù trình sinh hoïc, ñöôïc thöïc hieän vôùi söï tham gia cuûa vi sinh vaät, khaùc vôùi quaù trình hoaù hoïc ôû caùc ñieåm sau: 9 Tính phöùc taïp cuûa hoãn hôïp caùc chaát phaûn öùng 9 Söï gia taêng sinh khoái dieãn ra cuøng vôùi söï chuyeån hoaù sinh hoïc 9 Khaû naêng cuûa vi sinh vaät töï toång hôïp caùc xuùc taùc cho rieâng mình (men vi sinh) 9 Khoù giöõ vaän toác chuyeån hoaù khoâng ñoåi (tính khoâng oån ñònh cuûa quaù trình) 9 Tieán haønh quaù trình chæ trong pha loûng (nöôùc) 9 Noàng ñoä cô chaát vaø saûn phaåm töông ñoái thaáp – Taát caû caùc phaûn öùng vi sinh hoïc ñeàu laø dò theå vì chuùng xaûy ra vôùi söï tham gia cuûa ít nhaát 2 pha: pha raén, laø vi sinh vaät vaø pha loûng (nöôùc). Ñoâi khi trong quaù trình coù theå tham gia pha khí, pha loûng vaø pha raén khaùc (khoâng khí hoaëc oxi trong heä thoâng hieáu khí vaø CO2 5 trong heä kî khí) TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  6. BK TPHCM Toång quan (tt) • Öùng duïng cuûa quaù trình sinh hoïc trong lónh vöïc moâi tröôøng – Xöû lyù nöôùc thaûi: trong quaù trình naøy vi sinh vaät ñöôïc söû duïng ñeå chuyeån hoaù chaát thaûi do hoaït ñoäng soáng cuûa con ngöôøi thaønh saûn phaåm coù giaù trò nhaát ñònh naøo ñoù. Söï chuyeån hoaù naøy ñaït ñöôïc laø nhôø trong nöôùc thaûi sinh hoaït vaø coâng nghieäp chöùa moät löôïng lôùn caùc chaát oâ nhieãm coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. – Xöû lyù chaát thaûi raén: chaát thaûi raén sinh hoaït chöùa phaàn lôùn thaønh phaàn höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc. Vi sinh vaät söû duïng chuùng laøm nguoàn thöùc aên vaø chuyeån hoùa thaønh phaân compost. – Tham gia vaøo quaù trình töï laøm saïch moâi tröôøng (ñaát, nöôùc, khoâng khí). – Xöû lyù khí thaûi: vi sinh vaät söû duïng caùc chaát oâ nhieãm trong khí thaûi laøm nguoàn cacbon nhö xöû lyù VOC 6 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  7. Thaønh phaàn vaø phaân loaïi vi sinh vaät BK TPHCM • Thaønh phaàn teá baøo vi sinh vaät – Nöôùc vaø muoái khoaùng 9 Nöôùc coù trong teá baøo VSV khoaûng 75-90% 9 Haøm löôïng chaát khoâ trong teá baøo VSV khoaûng 10- 30%, haøm löôïng muoái khoaùng trong chaùt khoâ khoaûng 5-10% – Caùc hôïp chaát höõu cô 9 Caùc loaïi hydrat cacbon: goàm monosacarit vaø polysacarit 9 Lipit: haøm löôïng môõ vaø caùc chaát beùo 9 Protit: goàm protein (protit ñôn giaûn) vaø proteic (protit phöùc taïp) 9 Caùc loaïi axit nucleic 7 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  8. Thaønh phaàn vaø phaân loaïi vi sinh vaät (tt) BK TPHCM • Caáu truùc teá baøo vi khuaån: – Maøng nhaày – Vaùch teá baøo – Maøng nguyeân sinh chaát – Nguyeân sinh chaát – Nhaân – Tieâm mao – Baøo töû 8 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  9. Thaønh phaàn vaø phaân loaïi vi sinh vaät (tt) BK TPHCM • Phaân loaïi vi sinh vaät – Vi khuaån – Naám – Taûo: taûo khueâ, taûo lam,... – Ñoäng vaät nguyeân sinh: truøng roi, thaûo truøng,... – Thöïc vaät nöôùc baäc cao 9 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  10. Trao ñoåi chaát vaø naêng löôïng cuûa vi sinh vaät BK TPHCM ™ Quaù trình trao ñoåi chaát ôû VSV bao goàm 2 quaù trình cô baûn: – Quaù trình ñoàng hoùa: toång hôïp vaät chaát trong teá baøo 9 Naêng löôïng ñöôïc cung caáp bôûi quaù trình di hoùa 9 Vaät chaát ñöôïc laáy töø moâi tröôøng vaø ñöôïc toång hôïp xaûy ra trong teá baøo – Quaù trình dò hoùa: phaân giaûi vaät chaát trong vaø ngoaøi teá baøo 9 Dò hoùa ngoaøi teá baøo cung caáp vaät chaát cho teá baøo nhôø caùc enzym ngoaïi baøo (ñöôïc toång hôïp trong teá baøo vaø thöïc hieän caùc phaûn öùng ngoaøi teá baøo) 9 Dò hoùa trong teá baøo ñöôïc thöïc hieän nhôø enzym noäi baøo (ñöôïc toång hôïp trong teá baøo vaø thöïc hieän caùc phaûn öùng trong teá baøo) 10 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  11. Trao ñoåi chaát vaø naêng löôïng cuûa vi sinh vaät (tt) BK TPHCM ™ Quaù trình trao ñoåi chaát bao goàm: – Quaù trình chuyeån hoùa vaät chaát töø ngoaøi teá baøo vaøo trong teá baøo – Quaù trình toång hôïp vaät chaát trong teá baøo – Quaù trình thaûi boû caùc chaát dö thöøa töø teá baøo ra moâi tröôøng ™ Quaù trình trao ñoåi naêng löôïng bao goàm taát caû caùc quaù trình oxy hoùa phaân huûy coù keøm theo giaûi phoùng naêng löôïng 11 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  12. Quaù trình trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät (tt) BK TPHCM 12 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  13. Söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa vi sinh vaät BK TPHCM • Ñieàu kieän nuoâi caáy tónh Æ khoâng theâm dinh döôõng cuõng khoâng loaïi boû caùc saûn phaåm cuoái cuøng cuûa trao ñoåi chaát • Quaù trình nuoâi caáy lieân tuïc vaø nuoâi caáy ñoàng boäÆ chaát dinh döôõng ñöôïc theâm vaøo lieân tuïc vaø caùc saûn phaåm thöøa cuûa trao ñoåi chaát luoân ñöôïc laáy khoûi moâi tröôøng • Ñöôøng cong sinh tröôûng cuûa quaàn theå vi khuaån: 13 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  14. Söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa vi sinh vaät (tt) BK TPHCM ™ Pha lag – Tính töø luùc baét ñaàu caáy ñeán khi vi khuaån ñaït ñöôïc toác ñoä sinh tröôûng cöïc ñaïi. – Trong pha lag vi khuaån chöa phaân chia (chöa coù khaû naêng sinh saûn) maø thích nghi daàn vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng. – Troïng löôïng vaø theå tích teá baøo taêng leân roõ reät do quaù trình toång hôïp caùc chaát dieãn ra maïnh meõ. – Ñoä daøi cuûa pha phuï thuoäc tröôùc heát vaøo tuoåi, gioáng vaø thaønh phaàn moâi tröôøng. – Trong pha naøy dieãn ra quaù trình xaây döïng laïi caùc teá baøo nghæ thaønh teá baøo sinh tröôûng logarit (hoaëc sinh tröôûng theo luõy thöøa). – Heä soá kinh teá ñaëc tröng cho hieäu suaát söû duïng cô chaát: Trong ñoù: Y : Heä soá kinh teá X X X : Löôïng sinh khoái sinh tröôûng, g Y= = S1: Löôïng cô chaát söû duïng, g S1 So − S So: Löôïng cô chaát ban ñaàu, g 14 S : Löôïng cô chaát coøn laïi TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  15. Söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa vi sinh vaät (tt) BK TPHCM ™ Pha logaric (Pha taêng tröôûng) – Trong pha naøy vi khuaån sinh tröôûng vaø phaùt trieån theo haøm luõy thöøa. Kích thöôùc teá baøo, thaønh phaàn hoùa hoïc, hoaït tính sinh hoïc,... Khoâng thay ñoåi theo thôøi gian. – Sinh khoái vaø khoái löôïng teá baøo taêng theo phöông trình N = No.2n ™ Pha oån ñònh – Trong pha naøy quaàn theå vi khuaån ôû traïng thaùi caân baèng ñoäng, toác ñoä sinh tröôûng phuï thuoäc vaøo noàng ñoä cô chaát. – Nguyeân nhaân toàn taïi pha oån ñònh laø do söï tích luõy caùc saûn phaåm cuûa trao ñoåi chaát vaø vieäc caïn kieät chaát dinh döôõng. – Thôøi gian pha oån ñònh seõ khaùc nhau ñoái vôùi moãi loaïi VSV. ™ Pha töû vong – Trong pha naøy soá löôïng teá baøo coù khaû naêng soáng giaûm daàn theo luõy thöøa. – Caùc teá baøo töû vong bôûi nhieàu nguyeân nhaân: caïn kieät chaát dinh döôõng, caùc saûn phaåm thöøa cuûa trao ñoåi chaát bò tích luõy laïi, tính chaát hoùa lyù moâi tröôøng thay ñoåi,... 15 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  16. Quaù trình sinh hoïc hieáu khí BK TPHCM ™ Quaù trình sinh hoïc hieáu khí – Chuyeån hoaù (oxy hoaù) caùc chaát hoaø tan vaø nhöõng chaát deå phaân huûy sinh hoïc thaønh nhöõng saûn phaåm cuoái cuøng coù theå chaáp nhaän ñöôïc (humic, fulvic,...); – Haáp phuï vaø keát tuï caën lô löûng vaø chaát keo khoâng laéng thaønh boâng sinh hoïc hay maøng sinh hoïc; – Chuyeån hoaù/khöû chaát dinh döôõng (N vaø photpho) ™ Vai troø cuûa vi sinh vaät hieáu khí trong xöû lyù nöôùc thaûi – Khöû caùc chaát hoaø tan, BOD carbon vaø oån ñònh hôïp chaát höõu cô trong nöôùc thaûi – Söû duïng nhieàu loaïi vi sinh vaät, chuû yeáu laø vi khuaån. – Nhöõng VSV oxy hoaù caùc CHCô hoaø tan thaønh nhöõng saûn phaåm ñôn giaûn vaø taêng sinh khoái. 16 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  17. Quaù trình sinh hoïc hieáu khí (tt) BK TPHCM • Quaù trình phaân huûy hieáu khí Oxi hóa và hô hấp nội bào dinh döôõng CO2 H2 O C.höõu cô O2 (N,P) Caën khoâng phaân huûy sinh hoïc 17 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  18. Quaù trình sinh hoïc hieáu khí (tt) BK TPHCM • Quaù trình phaân huûy hieáu khí (tt) Phân hủy nội bào O2 CO2 H2O N,P Caën khoâng phaân huûy sinh hoïc 18 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  19. BOD BK TPHCM ™ Ño ñaïc löôïng DO söû duïng do vi sinh trong quaù trình oxy hoùa CHC; ™ 3 phaûn öùng sinh hoùa xaûy ra trong BOD test: – Oxi hoùa/hoâ haáp: COHNS + O2 Î CO2 + H2O +NH3 + saûn phaåm cuoái + naêng löôïng – Toång hôïp: COHNS + O2 + naêng löôïng Î C5H7NO2 – Hoâ haáp noäi baøo: C5H7NO2 + 5O2 Î 5 CO2 + NH3 + 2H2O • BOD 5 ngaøy = 60-70% oxi hoùa hoaøn toaøn CHC • BOD 20 ngaøy = 95-99% toång löôïng CHC 19 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
  20. BK Moâ hình hoùa phaûn öùng ng BOD TPHCM • Moâ hình hoùa döïa treân löôïng CHC coøn laïi ôû thôøi gian t bieán ñoåi theo haøm baäc nhaát: dBODr = −k1 × BODr dt BOD r = UBOD × e − k1t Trong ñoù: BODr = Löôïng CHC coøn laïi ôû thôøi gian t (ngaøy) tính theo löôïng oxy töông ñöông, mg/L k1 = haèng soá toác ñoä phaûn öùng baäc nhaát, ngaøy-1 UBOD = Toång BOD hay BOD cuoái cuøng (ultimate), mg/L t = Thôøi gian (ngaøy) Nhö vaäy BOD söû duïng ôû thôøi gian t: BODt = UBOD − BODr = UBOD ∗ (1 − e − k1t ) 20 TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2