Báo cáo vi sinh môi trường

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 Nước giải khát Kirin Acecook
I. Khái niệm
UASB viết tắt của Upflow Anaerobic Sludge Blanket (bể Lọc sinh học kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp đệm bùn)

Thường được ứng dụng đối với lượng nước thải đầu vào có hàm lượng CHC cao, BOD (COD) > 1000mg/l (VD: sx rượu bia, sx cao su, khoai mì, ..v..v..)
II. Nguyên lý hoạt động bể UASB
Cơ sở sự phân hủy kỵ khí
Sự phân hủy kỵ khí là một loạt quá trình VSV phân hủy các hợp chất hữu cơ thành khí metan – CH4
Từ lâu quá trình xử lý kỵ khí được áp dụng để ổn định bùn trong các công trình xử lý bùn.
Hiện nay, đã được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải.
Quá trình phân hủy kỵ khí.
- Các hệ thống yếm khí ứng dụng khả năng phân hủy CHC của vsv trong điều kiện không có oxy.
lên men
Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S
yếm khí
- Hỗn hợp khí sinh ra được gọi là khí sinh học hay biogas, thành phần biogas như sau:
Methane (CH4) 55¸65%
Carbon dioxide (CO2) 35¸45%
Nitrogen (N2) 0¸3%
Hydrogen (H2) 0¸1%
Hydrogen Sulphide (H2S) 0¸1%
- Biogas có trị nhiệt cao 4,500-6000kcal/m3 tùy vào thành phần % methan có trong biogas. (Methane có trị nhiệt cao 9.000 kcal/m3)
Quá trình phân hủy yếm khí được chia thành 3 giai đoạn chính như sau:
1. Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử.
2. Tạo nên các axít.
(Quá trình 1 và 2 gọi chung là quá trình lên men acid)
3. Tạo methane (lên men metan)
Giai đoạn I Giai đoạn II Giai đoạn III
Thủy phân và lên men Tạo axid acetic, H2 Sinh CH4

Nguyên lý xử lý kỵ khí:
Quá trình lên men acid(phân hủy hợp chất cao phân tử)

Cellulose acetate + rượu
Lipid acid hữu cơ
Protein H2 ,CO2 NH3 ,H2S
Biến chất hữu cơ đơn giản axit béo +chất hữu cơ hòa tan
3. Quá trình Metan hóa (lên men metan):
+ Lấy năng lượng từ phản ứng tạo CH4
+ Không có sự hiện diện của oxy
+ Cần nhiệt độ cao
Các nhóm VSV tham gia quá trình xử lý kỵ khí.
Nhóm 1: VK thủy phân – Hydrolytic bacteria (chiếm hơn 50% tổng số VSV)
Nhóm 2: VK lên men acid – Fermentative acidogenic bacteria.
Nhóm 3: VK acetic – Acetogenic bacteria
Nhóm 4: VK metan - Methanogens
Nhóm 1: VK thủy phân – Hydrolytic bacteria
Protein, cellulose, lignin, lipid acid amin, glucose, acid béo, glycerol.
Quá trình có sự xúc tác của enzyme ngoại bào: cellulase, protease, lipase
The hydrolytic bacteria
The hydrolytic bacteria
Nhóm 2: VK lên men acid – Fermentative acidogenic bacteria.
Đường, acid amin, acid béo
Acid hữu cơ.
Acetic, formic, propionic, lactic, butylic, succinic.
2. Alcol và ketons.
Ethanol, methanol, glycerol, aceton, acetate, CO2 và H2.
Nhóm 3: VK acetic – Acetogenic bacteria
Chuyển hóa acid béo, alcol → acetate, CO2 và H2.
Đòi hỏi thế Hydro thấp.
Thế hidro cao: acetate tạo thành giảm, các chất chuyển hóa thành acid propionic, butyric, ethanol → metan giảm.
Mối quan hệ cộng sinh giữa VK acetic và VK metan.

Vi khuẩn: Clostridium spp., Peptococcus anaerobus, Bifidobacterium spp., Desulphovibrio spp., Corynebacterium spp., Lactobacillus, Actonomyces, Staphylococcus và Escherichia coli
Nấm: penicillium, Furasium, Mucor…
Protozoa: thảo trùng, trích trùng, …
desulphovibrio
Corynebacterium spp
Lactobacillus
Actynomyces
Escherichia coli
Clostridium spp
Peptococcus
Bifidobacterium spp.
Nhóm 4: VK metan - Methanogens
VK metan chia thành 3 nhóm phụ.
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 gồm cả gram âm và gram dương, tăng trưởng chậm.
Thời gian thế hệ:
3 ngày ở 350C.
50 ngày ở 100C
VK metan
Methanogenic bacteria
Methanogens
Methane-forming bacteria
Methane-producing bacteria
4 nhóm VK metan chủ yếu
methanobacterium
Methanobacillus
Methanococus
Methanosarcina
Methanobacterium formicium
Methanobacterium thermoantotrophicum
methanobacterium
Methanococcus frisius
Methanococcus mazei
methanococcus
Methanosarcina bakerii
Methanosarcina
Methanobacillus
Hoạt động của bùn trong bể UASB
Đóng vai trò quyết định trong việc phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ.
Chia thành 2 vùng rõ rệt và chiều cao ¼ bể từ đáy tính lên.
Lớp bùn hình thành do các hạt cặn keo tụ nồng độ 5 -7%. Lớp bùn lơ lửng nồng độ 1000 – 3000 mg/l.
Nồng độ cao của bùn cho phép bể làm việc với tải trọng chất hữu cơ cao.
Lý thuyết spaghetti trong việc tạo thành bùn hạt
1 – 1,5 mm
Hạt bùn
Quá trình kỵ khí:

Ưu điểm:
Chịu tải trọng hữu cơ lớn
Rất ít bùn tạo ra
Ít yêu cầu dinh dưỡng
Sinh khí metan
Có thể ngưng hoạt động trong thời gian dài mà vẫn giữ được bùn
Nhược điểm
Tăng sinh khối chậm
Nhạy cảm với t0 ,,pH,chất độc
Dễ mất ổn định
Không xử lý đươc hoàn toàn chất ô nhiễm
Các yếu tố kiểm soát quá trình kỵ khí.
Nhiệt độ
Thời gian lưu
pH
Cạnh tranh giữa VK metan và vi khuẩn khử sulfat
Các yếu tố gây độc
Nhiệt độ tối ưu là 30 – 350 C
Thời gian lưu: Tùy thuộc nước thải và điều kiện môi trường. Đủ lâu cho phép các hoạt động trao đổi kỵ khí xảy ra.
pH:
pH hoạt động: 6.7 – 7.4
pH tối ưu: 7.0 – 7.2
Quá trình thất bại nếu pH → 6.
Bổ sung CaCO3, NaOH, NaHCO3
Hiệu quả của thời gian lưu
Hiệu quả của thời gian lưu
Hiệu quả của nhiệt độ và mật độ bùn
Cạnh tranh giữa VK metan và vi khuẩn khử sulfat
Vi khuẩn metan và VK khử sulfate rất cạnh tranh ở tỷ số COD/ SO4 = 1.7 – 2.7
Tỷ số này tăng có lợi cho VK metan.
Các yếu tố gây độc
Oxy
Ammonia
Hydrocacbon có Clo
Hợp chất có vòng benzen
Formadehyd
Acid bay hơi
Acid béo mạch dài
Kim loại nặng
Cyanide, Sulfide, tanin.
Độ mặn.
1. KHÁI NIỆM
Cấu trúc Aerotank phải thỏa mãn 3 điều kiện:

Giữ được lượng bùn cao trong bể
VSV phát triển liên tục ở giai đoạn bùn trẻ
Đảm bảo lượng oxy cần thiết cho VSV ở mọi điểm của bể
Bùn hoạt tính là quá trình xử lí sinh học nước thải trong đó VSV tăng sinh.
Quá trình này về cơ bản bao gồm xử lí hiếu khí để oxy hóa chất hữu cơ thành CO2, H2O, NH4+ và sinh khối tế bào.
1 SỐ VSV TRONG BỂ AEROTANK
Ưu điểm
Dễ xây dựng và vận hành
Hiệu quả xử lí cao
Xử lí được lưu lượng lớn
Nhược điểm
Chi phí vận hành, bảo dưỡng cao
Vận hành tốn năng lượng