đề tài báo cáo công nghệ vi sinh vật trong xử lý nước thải

Đề tài báo cáo
Đề tài báo cáo
CÔNG NGHỆ VI SINH
CÔNG NGHỆ VI SINH
VẬT
VẬT


TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI



NỘI DUNG BÁO CÁO
NỘI DUNG BÁO CÁO
I/ GIỚI THIỆU .
I/ GIỚI THIỆU .
II/ QUÁ TRÌNH HIẾU KHÍ VÀ HIẾU KHÍ
II/ QUÁ TRÌNH HIẾU KHÍ VÀ HIẾU KHÍ
KHÔNG BẮC BUỘC .
KHÔNG BẮC BUỘC .
III/ QUÁ TRÌNH YẾM KHÍ .
III/ QUÁ TRÌNH YẾM KHÍ .
IV/ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC .
IV/ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC .

I/GIỚI THIỆU :

I/GIỚI THIỆU :

quá trình xử lý sinh học thường theo sau
quá trình xử lý sinh học thường theo sau
quá trình xử lý cơ học để loại bỏ các chất
quá trình xử lý cơ học để loại bỏ các chất
hữu cơ trong nước thải nhờ hoạt động của
hữu cơ trong nước thải nhờ hoạt động của
các vi khuẩn.
các vi khuẩn.

Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu
Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu
khí hay yếm khí mà người ta thiết kế các
khí hay yếm khí mà người ta thiết kế các
công trình khác nhau.
công trình khác nhau.

nhưng với điều kiện trong nước thải không
nhưng với điều kiện trong nước thải không
chứa các chất độc với vi sinh vật .
chứa các chất độc với vi sinh vật .

II/ Quá trình hiếu khí và hiếu khi không bắt
II/ Quá trình hiếu khí và hiếu khi không bắt
buộc:
buộc:

Chất thải hữu cơ sẽ được các vi khuẩn hiếu khí
Chất thải hữu cơ sẽ được các vi khuẩn hiếu khí

và hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy năng
và hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy năng
lượng để tổng hợp các chất hữu cơ còn lại thanh
lượng để tổng hợp các chất hữu cơ còn lại thanh
tế bào vi khuẩn mới.
tế bào vi khuẩn mới.

Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc các giống
Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc các giống
Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter,
Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter,
Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio,
Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio,
Mycobacterium
Mycobacterium

Hai loại vi khuẩn nitrat hóa là
Hai loại vi khuẩn nitrat hóa là
Nitrosomonas và
Nitrosomonas và
Nitrobacter
Nitrobacter
.
.

Ngoài ra còn có các loại hình sợi như
Ngoài ra còn có các loại hình sợi như
Sphaerotilus,Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và
Sphaerotilus,Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và
Geotrichum

Geotrichum
.
.

flavobacterium flavobacterium
mycobacterium mycobacterium

nocardia
nocardia
nocardia
untitled untitled zoogloea


Khi bể xử lý được đưa vào vận hành thì
Khi bể xử lý được đưa vào vận hành thì
các vi khuẩn có sẵn trong nước thải bắt
các vi khuẩn có sẵn trong nước thải bắt
đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của
đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của
các vi khuẩn trong một mẻ cấy vi khuẩn.
các vi khuẩn trong một mẻ cấy vi khuẩn.
1/Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn
1/Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn
trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn:
trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn:

Giai đoạn chậm (lag-phase).
Giai đoạn chậm (lag-phase).

Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase).

Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase).

Giai đoạn cân bằng (stationary phase).
Giai đoạn cân bằng (stationary phase).

Giai đoạn chết (log-death)
Giai đoạn chết (log-death)

Số Tế Bào Vi Khuẩn
Giai đoạn chậm
Giai đoạn tăng trưởng
Giai đoạn cân bằng
Giai đoạn chết
đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi khuẩn trong bể xử lý
Thời gian



- Vi khuẩn đóng vai trò hàng đầu trong các bể xử
- Vi khuẩn đóng vai trò hàng đầu trong các bể xử
lý nước thải. Do đó trong các bể này chúng ta
lý nước thải. Do đó trong các bể này chúng ta
phải duy trì một mật độ vi khuẩn cao tương thích
phải duy trì một mật độ vi khuẩn cao tương thích
với lưu lượng các chất ô nhiễm đưa vào bể.
với lưu lượng các chất ô nhiễm đưa vào bể.


- Phải tính toán chính xác thời gian tồn lưu của vi
- Phải tính toán chính xác thời gian tồn lưu của vi

khuẩn trong bể xử lý và thời gian này phải đủ
khuẩn trong bể xử lý và thời gian này phải đủ
lớn để các vi khuẩn có thể sinh sản được. Trong
lớn để các vi khuẩn có thể sinh sản được. Trong
quá trình vận hành, các điều kiện cần thiết cho
quá trình vận hành, các điều kiện cần thiết cho
quá trình tăng trưởng của vi khuẩn (pH, chất
quá trình tăng trưởng của vi khuẩn (pH, chất
dinh dưỡng, nhiệt độ, khuấy trộn ) phải được
dinh dưỡng, nhiệt độ, khuấy trộn ) phải được
điều chỉnh ở mức thuận lợi nhất cho vi khuẩn
điều chỉnh ở mức thuận lợi nhất cho vi khuẩn

bacteria
Free swimming
ciliates
Zoo flagellates
suctoria
Stalked ciliates
Rotifes
Đồ thị về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong bể xử lý nước thải

2/Cơ chế của quá trình:
2/Cơ chế của quá trình:

Oxi hóa các hợp chất hữu cơ không chứa
Oxi hóa các hợp chất hữu cơ không chứa
nitơ.
nitơ.


Oxi hoá các hợp chất có chứa nitơ.
Oxi hoá các hợp chất có chứa nitơ.

Tổng hợp sinh khối.
Tổng hợp sinh khối.

Phân hủy nội bào.
Phân hủy nội bào.

Quá trình Nitrat hóa:
Quá trình Nitrat hóa:

Oxi hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh và
Oxi hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh và
photpho:
photpho:

Oxi hóa cả hợp chất chứa sắt và mangan:
Oxi hóa cả hợp chất chứa sắt và mangan:

3/ Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động
3/ Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động
của các công trình xử lý nước thải hiếu
của các công trình xử lý nước thải hiếu
khí :
khí :

Oxi hòa tan – DO:
Oxi hòa tan – DO:
DO tối ưu thường từ 2

DO tối ưu thường từ 2
– 4 mg/l. Nhưng trên thực tế thì tốt nhất là
– 4 mg/l. Nhưng trên thực tế thì tốt nhất là
> 4 mg/l.
> 4 mg/l.

pH của môi trường:
pH của môi trường:
pH tối ưu cho xử lý
pH tối ưu cho xử lý
hiếu khí nước thải là từ 6.5 – 8.
hiếu khí nước thải là từ 6.5 – 8.

Nhiệt độ:
Nhiệt độ:
nhiệt độ tối ưu là 20 – 27 oC,
nhiệt độ tối ưu là 20 – 27 oC,
nhưng cũng có thể chấp nhận khoảng
nhưng cũng có thể chấp nhận khoảng
nhiệt độ 17,5 – 35oC.
nhiệt độ 17,5 – 35oC.


Chất dinh dưỡng:
Chất dinh dưỡng:

F/M – Food/Microorganism
F/M – Food/Microorganism
(BOD/MLSS):chỉ số thức ăn .
(BOD/MLSS):chỉ số thức ăn .


Các chất kiềm hãm .
Các chất kiềm hãm .

Hàm lượng sinh khối :
Hàm lượng sinh khối :
Hàm lượng sinh
Hàm lượng sinh
khối ổn định trong bể aeroten thường từ
khối ổn định trong bể aeroten thường từ
500 – 800mg/l và có thể 1000 –
500 – 800mg/l và có thể 1000 –
1500mg/l .
1500mg/l .

III/Quá trình yếm khí :
III/Quá trình yếm khí :

Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ
Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ
rất phức tạp liên hệ đến hàng trăm phản
rất phức tạp liên hệ đến hàng trăm phản
ứng và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên
ứng và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên
người ta thường đơn giản hóa chúng
người ta thường đơn giản hóa chúng
bằng phương trình sau đây :
bằng phương trình sau đây :

Chất hữu cơ

Chất hữu cơ
lên men yếm khí
lên men yếm khí
>CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S
>CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S


Hỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí
Hỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí
sinh học hay biogas. Thành phần của
sinh học hay biogas. Thành phần của
Biogas như sau:
Biogas như sau:

Methane (CH4) 55
Methane (CH4) 55
，
，
65%
65%

Carbon dioxide (CO2) 35
Carbon dioxide (CO2) 35
，
，
45%
45%

Nitrogen (N2) 0
Nitrogen (N2) 0

，
，
3%
3%

Hydrogen (H2) 0
Hydrogen (H2) 0
，
，
1%
1%

Hydrogen Sulphide (H2S) 0
Hydrogen Sulphide (H2S) 0
，
，
1%
1%

1/ Quá trình phân hủy yếm khí được chia
1/ Quá trình phân hủy yếm khí được chia
thành 3 giai đoạn chính như sau:
thành 3 giai đoạn chính như sau:

1. Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử.
1. Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử.

2. Tạo nên các axit.
2. Tạo nên các axit.


3. Tạo methane.
3. Tạo methane.


Ba giai đoạn của quá trình lên men yếm khí
Ba giai đoạn của quá trình lên men yếm khí
Chất hữu cơ
cao phân tử
Axit hữu cơ
Axit acetic
H2
methane
76%
4%
20%
24%
52%
28%
72%
Giai đoạn 1
Thủy phân và lên men
Giai đoạn 3
Sinh CH4
Giai đoạn 2
Tạo acetic ,H2

2/ Các nhóm vi khuẩn tham gia :
2/ Các nhóm vi khuẩn tham gia :

Ba nhóm vi khuẩn chính tham gia vào quá trình

Ba nhóm vi khuẩn chính tham gia vào quá trình
là nhóm vi sinh vật thủy phân chất hữu cơ .
là nhóm vi sinh vật thủy phân chất hữu cơ .

nhóm vi sinh vật tạo acid bao gồm các loài
nhóm vi sinh vật tạo acid bao gồm các loài
Clostridium spp., Peptococcus anaerobus,
Clostridium spp., Peptococcus anaerobus,
Bifidobacterium spp., Desulphovibrio spp.,
Bifidobacterium spp., Desulphovibrio spp.,
Corynebacteriumspp.,Lactobacillus,Actonomyce
Corynebacteriumspp.,Lactobacillus,Actonomyce
s, Staphylococcus và Escherichia coli .
s, Staphylococcus và Escherichia coli .

nhóm vi sinh vật sinh methane gồm các loài
nhóm vi sinh vật sinh methane gồm các loài
dạng hình que (Methanobacterium,
dạng hình que (Methanobacterium,
Methanobacillus), dạng hình cầu
Methanobacillus), dạng hình cầu
(Methanococcus, Methanosarcina).
(Methanococcus, Methanosarcina).

clostridium
methanococcus
clostridium
methanobacterium
methanococcus
clostridium

peptococcus
peptococcus
peptococcus

3/ Các nhân tố môi trường ảnh hưởng
3/ Các nhân tố môi trường ảnh hưởng
đến quá trình lên men yếm khí :
đến quá trình lên men yếm khí :

Ảnh hưởng của nhiệt độ :
Ảnh hưởng của nhiệt độ :


+ 25-40oC: đây là khoảng nhiệt độ thích
+ 25-40oC: đây là khoảng nhiệt độ thích
hợp cho các vi sinh vật ưa ấm.
hợp cho các vi sinh vật ưa ấm.


+ 50-65oC: nhiệt độ thích hợp cho các vi
+ 50-65oC: nhiệt độ thích hợp cho các vi
sinh vật ưa nhiệt.
sinh vật ưa nhiệt.

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh khí của hầm ủ


Ảnh hưởng của pH và độ kiềm (alkalinity) .
Ảnh hưởng của pH và độ kiềm (alkalinity) .


Ảnh hưởng của độ mặn .
Ảnh hưởng của độ mặn .

Các chất dinh dưỡng .
Các chất dinh dưỡng .

Ảnh hưởng lượng nguyên liệu nạp .
Ảnh hưởng lượng nguyên liệu nạp .

Ảnh hưởng của các chất khoáng trong
Ảnh hưởng của các chất khoáng trong
nguyên liệu nạp .
nguyên liệu nạp .

IV/ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC :
IV/ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC :
- Xử lý nước hồ bằng công nghệ vi sinh vật hữu
- Xử lý nước hồ bằng công nghệ vi sinh vật hữu
hiệu (EM – Effective Microorganisms
hiệu (EM – Effective Microorganisms
) .
) .

Theo hai giai đoạn: giai đoạn xử lý cấp tập và
Theo hai giai đoạn: giai đoạn xử lý cấp tập và
giai đoạn duy trì.
giai đoạn duy trì.

Để xử lý cấp tập, sử dụng EM thứ cấp 1% theo
Để xử lý cấp tập, sử dụng EM thứ cấp 1% theo

cách nhỏ giọt ở những điểm nước thải đổ vào
cách nhỏ giọt ở những điểm nước thải đổ vào
hồ theo tỷ lệ 1/1.000 lượng nước thải chảy qua.
hồ theo tỷ lệ 1/1.000 lượng nước thải chảy qua.

Định kỳ đưa EM thứ cấp vào hồ, tốt nhất là theo
Định kỳ đưa EM thứ cấp vào hồ, tốt nhất là theo
phương pháp nhỏ giọt EM thứ cấp vào hố ga
phương pháp nhỏ giọt EM thứ cấp vào hố ga
chứa nước thải trước khi dẫn vào hồ.
chứa nước thải trước khi dẫn vào hồ.


Xử lý nước thải bằng thủy sinh vật .
Xử lý nước thải bằng thủy sinh vật .

Xử lý nước thải bằng tảo .
Xử lý nước thải bằng tảo .

Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có
Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có
kích thước lớn :
kích thước lớn :


+ Thủy thực vật sống chìm .
+ Thủy thực vật sống chìm .


+Thủy thực vật sống trôi nổi .

+Thủy thực vật sống trôi nổi .


+Thủy thực vật sống nổi .
+Thủy thực vật sống nổi .
Tảo lam
Lục bình Tảo spirulina

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN