Báo cáo Vi sinh môi trường

BÁO CÁO  VI SINH MƠI TRƯỜNG Nhĩm thực hiện: Nguyễn Trần Thiên Di Lê Thị Kim Thoa Nguyễn Thị Ánh Ngọc Nguyễn Phan Thu Ngân Mơ hình XLNT cty N c gi i khát Kirin ướ ả Acecook I. Khái ni mệ UASB vi t t t c a ế ắ ủ Upflow Anaerobic Sludge Blanket (b L c sinh h c k khí dịng ch y ể ọ ọ ỵ ả ng c qua l p đ m bùn)ượ ớ ệ Th ng đ c ng d ng đ i v i l ng ườ ượ ứ ụ ố ớ ượ n c th i đ u vào cĩ hàm l ng CHC cao, ướ ả ầ ượ BOD (COD) > 1000mg/l (VD: sx r u bia, ượ sx cao su, khoai mì, ..v..v..) II. Nguyên lý ho t đ ng b ạ ộ ể UASB C s s phân h y k khíơ ở ự ủ ỵ •S phân h y k khí là m t lo t quá trình ự ủ ỵ ộ ạ VSV phân h y các h p ch t h u c thành ủ ợ ấ ữ ơ khí metan – CH4 •T lâu quá trình x lý k khí đ c áp d ng ừ ử ỵ ượ ụ đ n đ nh bùn trong các cơng trình x lý ể ổ ị ử bùn. •Hi n nay, đã đ c ng d ng r ng rãi trong ệ ượ ứ ụ ộ x lý n c th i.ử ướ ả Quá trình phân h y k khí.ủ ỵ - Các h th ng y m khí ng d ng kh năng phân h y CHC c a vsv trong đi u ki n ệ ố ế ứ ụ ả ủ ủ ề ệ khơng cĩ oxy. lên men Ch t h u c ấ ữ ơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S y m khíế - H n h p khí sinh ra đ c g i là khí sinh h c hay biogas, thành ph n biogas ỗ ợ ượ ọ ọ ầ nh sau:ư Methane (CH4) 55¸65% Carbon dioxide (CO2) 35¸45% Nitrogen (N2) 0¸3% Hydrogen (H2) 0¸1% Hydrogen Sulphide (H2S) 0¸1% - Biogas cĩ tr nhi t cao 4,500-6000kcal/mị ệ 3 tùy vào thành ph n % methan cĩ ầ trong biogas. (Methane cĩ tr nhi t cao 9.000 kcal/mị ệ 3) Quá trình phân h y y m khí đ c chia thành 3 giai đo n ủ ế ượ ạ chính nh sau:ư 1. Phân h y các ch t h u c cao phân t .ủ ấ ữ ơ ử 2. T o nên các axít.ạ (Quá trình 1 và 2 g i chung là quá trình lên men acid)ọ 3. T o methane (lên men metan)ạ Giai đo n Iạ Giai đo n II ạ Giai đo n ạ III Th y phân và lên menủ T o axid acetic, H2 ạ Sinh CH4 Nguyên lý x lý k khíử ỵ : 1.Quá trình lên men acid(phân h y h p ch t cao phân t ) ủ ợ ấ ử Cellulose acetate + r uượ Lipid acid h u cữ ơ Protein H2 ,CO2 NH3 ,H2S Bi n ch t h u c đ n gi n axit béo +ch t h u c ế ấ ữ ơ ơ ả ấ ữ ơ hịa tan 3. Quá trình Metan hĩa (lên men metan): + L y năng l ng t ph n ng t o CHấ ượ ừ ả ứ ạ 4 + Khơng cĩ s hi n di n c a oxyự ệ ệ ủ + C n nhi t đ caoầ ệ ộ Các nhĩm VSV tham gia quá trình x lý k khí.ử ỵ • Nhĩm 1: VK th y phân – Hydrolytic bacteria ủ (chi m h n 50% t ng s VSV)ế ơ ổ ố • Nhĩm 2: VK lên men acid – Fermentative acidogenic bacteria. • Nhĩm 3: VK acetic – Acetogenic bacteria • Nhĩm 4: VK metan - Methanogens Nhĩm 1: VK th y phân – Hydrolytic bacteriaủ • Protein, cellulose, lignin, lipid acid amin, glucose, acid béo, glycerol. • Quá trình cĩ s xúc tác c a enzyme ự ủ ngo i bào: cellulase, protease, lipaseạ The hydrolytic bacteria The hydrolytic bacteria Nhĩm 2: VK lên men acid – Fermentative acidogenic bacteria. Đ ng, acid ườ amin, acid béo 1.Acid h u cữ ơ. Acetic, formic, propionic, lactic, butylic, succinic. 2. Alcol và ketons. Ethanol, methanol, glycerol, aceton, acetate, CO2 và H2. Nhĩm 3: VK acetic – Acetogenic bacteria • Chuy n hĩa acid béo, alcol → acetate, ể CO2 và H2. • Địi h i th Hydro th p.ỏ ế ấ • Th hidro cao: acetate t o thành gi m, ế ạ ả các ch t chuy n hĩa thành acid propionic, ấ ể butyric, ethanol → metan gi m.ả • M i quan h c ng sinh gi a VK acetic và ố ệ ộ ữ VK metan. Vi khu n: ẩ Clostridium spp., Peptococcus anaerobus, Bifidobacterium spp., Desulphovibrio spp., Corynebacterium spp., Lactobacillus, Actonomyces, Staphylococcus và Escherichia coli N mấ : penicillium, Furasium, Mucor… Protozoa: th o trùng, trích trùng, …ả desulphovibrio Corynebacterium spp Lactobacillus Actynomyces Escherichia coli Clostridium spp Peptococcus Bifidobacterium spp. Nhĩm 4: VK metan - Methanogens • VK metan chia thành 3 nhĩm ph .ụ - 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 - Nhĩm VK metan bao g m c gram âm và gram ồ ả d ng, tăng tr ng ch m.ươ ưở ậ • Th i gian th h :ờ ế ệ – 3 ngày 35ở 0C. – 50 ngày 10ở 0C VK metan • Methanogenic bacteria • Methanogens • Methane-forming bacteria • Methane-producing bacteria 4 nhĩm VK metan ch y uủ ế • methanobacterium • Methanobacillus • Methanococus • Methanosarcina Methanobacterium formicium Methanobacterium thermoantotrophicum methanobacterium Methanococcus frisius Methanococcus mazei methanococcus Methanosarcina bakerii Methanosarcina Methanobacillus Ho t đ ng c a bùn trong b ạ ộ ủ ể UASB • Đĩng vai trị quy t đ nh trong vi c phân h y và ế ị ệ ủ chuy n hĩa các ch t h u c .ể ấ ữ ơ • Chia thành 2 vùng rõ r t và chi u cao ¼ b t ệ ề ể ừ đáy tính lên. • L p bùn hình thành do các h t c n keo t n ng ớ ạ ặ ụ ồ đ 5 -7%. L p bùn l l ng n ng đ 1000 – 3000 ộ ớ ơ ử ồ ộ mg/l. • N ng đ cao c a bùn cho phép b làm vi c v i ồ ộ ủ ể ệ ớ t i tr ng ch t h u c cao.ả ọ ấ ữ ơ Lý thuy t spaghetti trong vi c t o ế ệ ạ thành bùn h tạ 1 – 1,5 mm H t bùnạ Quá trình k khí:ỵ u đi m:Ư ể Ch u t i tr ng h u c l nị ả ọ ữ ơ ớ R t ít bùn t o raấ ạ Ít yêu c u dinh d ngầ ưỡ Sinh khí metan Cĩ th ng ng ho t đ ng trong th i gian dài mà v n gi đ c bùnể ư ạ ộ ờ ẫ ữ ượ Nh c đi mượ ể - Tăng sinh kh i ch mố ậ - Nh y c m v i tạ ả ớ 0 ,,pH,ch t đ cấ ộ - D m t n đ nhễ ấ ổ ị - Khơng x lý đ c hồn tồn ch t ơ nhi mử ươ ấ ễ Các y u t ki m sốt quá trình k khí.ế ố ể ỵ • Nhi t đệ ộ • Th i gian l uờ ư • pH • C nh tranh gi a VK metan và vi khu n kh ạ ữ ẩ ử sulfat • Các y u t gây đ cế ố ộ • Nhi t đ t i u là 30 – 35ệ ộ ố ư 0 C • Th i gian l u: Tùy thu c n c th i và đi u ờ ư ộ ướ ả ề ki n mơi tr ng. Đ lâu cho phép các ệ ườ ủ ho t đ ng trao đ i k khí x y ra.ạ ộ ổ ỵ ả • pH: pH ho t đ ng: 6.7 – 7.4ạ ộ pH t i u: 7.0 – 7.2ố ư Quá trình th t b i n u pH → 6.ấ ạ ế B sung CaCOổ 3, NaOH, NaHCO3 Hi u qu c a th i gian l uệ ả ủ ờ ư Hi u qu c a th i gian l uệ ả ủ ờ ư Hi u qu c a nhi t đ và m t đ bùnệ ả ủ ệ ộ ậ ộ C nh tranh gi a VK metan và vi ạ ữ khu n kh sulfatẩ ử • Vi khu n metan và VK kh sulfate r t ẩ ử ấ c nh tranh t s COD/ SO4 = 1.7 – 2.7ạ ở ỷ ố • T s này tăng cĩ l i cho VK metan.ỷ ố ợ Các y u t gây đ cế ố ộ • Oxy • Ammonia • Hydrocacbon cĩ Clo • H p ch t cĩ vịng benzenợ ấ • Formadehyd • Acid bay h iơ • Acid béo m ch dàiạ • Kim lo i n ngạ ặ • Cyanide, Sulfide, tanin. • Đ m n.ộ ặ 1. KHÁI NI MỆ 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