Hỗ trợ
Chọn ngôn ngữ : English Vietnamese
  • Xin chúc mừng CÔNG TY TNHH THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG LÊ AN đại diện độc quyền phân phối sản phẩm Biofuture
Lĩnh vực kinh doanh
Học tập
Kiến trúc
FAQs
Liên kết website
archmodel.com.vn
 
 
 

[HOT] Câu hỏi 5.1.1. Tôi muốn tìm hiểu về hiện tượng nitrat hóa ở SBR, các điều kiện hoạt động chính nào tác động đến sự hoạt động và tăng trưởng vi khuẩn nitrat hóa và khả năng Nitrat hóa của bể SBR?

1. TỔNG QUAN
 
Nitrat hóa chuyển hóa hoặc oxi hóa (sự thêm vào của oxy) tới ammonium (NH4+) tới nitrit (NO2) và/hoặc chuyển hóa hoặc oxi hóa nitrit thành nitrat (NO3-). Nitrat hóa là một quá trình hiếu khí nghiêm ngặt (phụ thuộc vào oxy) phản ứng tiêu thụ một lượng lớn oxy hòa tan. Khử nitrat hóa được diễn ra bới hai nhóm vi khuẩn nitrat hóa.
 
Nhóm vi khuẩn đầu tiên là vi khuẩn oxi hóa ammonia (ammonia-oxidizing bacteria, AOB) và phần lớn là Nitrobacter và Nitrospira. Nhóm này chỉ có thể oxi hóa nitrit thành nitrat. 8.2
 
 
Ammonium (NH4+) and ammonia (NH3) là hình thức bị khử của nitơ, chúng chứa hydro. Ammonium hiện diện trong nước thải với một số lượng lớn tại giá trị pH < 9.4, trong khi đó amonia hiện diện trong nước thải vơi số lượng lớn tại giá trị pH ≥ 9.4. Khi thử nghiệm và báo cáo về nồng độ nitơ bị khử trong mẫu nước thải, các kỹ thuật phân tích yêu cầu độ pH của mẫu được tăng lên với hợp chất kiềm pH > 9,4. Việc tăng pH này giúp chuyển đổi ammonium trong nước thải thành amonia được hoặc đo bằng một đầu dò trong nước thải của đầu  dò hoặc tách từ nước thải bằng cách tiến hành trộn và được đo bằng một đầu dò trong môi trường trực tiếp trên nước thải. bằng thử nghiệm ammonia, nồng độ ammonium được xác định gián tiếp.
 
Ammonia là chất độc và không hữu ích cho mục đích sinh học. Ammonium đảm nhiệm hai vai trò sinh học quan trọng. Đầu tiên, ammonium là chất dinh dưỡng nitơ sơ cấp cho sự sinh trưởng của vi khuẩn (sản lượng bùn). Thứ hai, nó đảm nhiệm như nguồn cơ chất, năng lượng cho vi khuẩn nitrat hóa. Vi khuẩn nitrat hóa oxi hóa ammonium và nitrit chỉ để nhận được năng lượng cho hoạt động và sự sinh trưởng tế bào. Khoảng 60%-80% nitơ trong nước thải sinh hoạt và đô thị dưới dạng ammonium. Còn lại là nitơ ở dạng nitơ hữu cơ.
 
Mức độ nitrat hóa hoặc nitrat hóa/khử nitrat hóa, nếu được yêu cầu, phải được thực hiện bởi 1 bể SBR đã được xác định rõ giới hạn cho phép tối đa lượng amonia hoặc tổng nitơ ,mỗi loại được liệt kê trên giấy phép xả thải của các nhà máy xử lý. Tổng nitơ gồm nitrit, nitrat, và tổng nitơ Kjeldahl (TKN).
 
Tổng nitơ Kjeldahl (TKN) bao gốm ni tơ hữu cơ và ammonia. Số lượng và chất lượng của nước thải chứa ni tơ trong dòng đầu vào của quá trình xử lý nước thải đô thị có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào số lượng và chất lượng của các chất thải công nghiệp.
 
Bảng 8.1  Ammonium, Nitrite, and Nitrate trong nước thải công nghiệp
Ngành công nghiệp  
Ammonium 
Nitrite/Nitrate
Tự động
x
 
Hóa chất
x
 
Than đá
x
 
Chất chống ăn mòn    
 
x
Phân bón
x
 
Thực phẩm
 
x
Leachate
x
 
Leachate, pretreated    
 
x
Chăn nuôi
x
 
Thịt
x
 
Thịt, bảo quản    
 
x
Quân nhu
x
 
Hóa dầu
x
 
Dược
x
 
Kim loại nặng 
x
 
Lọc dầu 
x
 
Thép
x
 
Thuộc da
 
x
 
Nitrat hóa trong bể SBR do 3 lý do.
 
(1) Đòi hỏi thiết bị điều chỉnh để đáp ứng giới hạn ammonia hoặc tổng nitơ đầu ra.
(2) Số lượng nitrat tạo ra được mong muốn như là một chất chỉ thị cho sự ổn định của sinh khối hoặc như là một phân tử vận chuyển electron dưới điều kiện thiếu khí để làm giảm cBOD hòa tan để khống chế sự phát triển của vi khuẩn dạng sợi (filamentous),
(3) Điều kiện hoạt động đơn giản có lợi cho quá trình nitrat hóa, đó là, SBR đi vào quá trình nitrat hóa.
 
Quá trình nitrat hóa có thể diễn ra hoàn toàn hoặc không hoàn toàn (một phần). Nitrat hóa hoàn toàn xảy ra khi hỗn hợp dịch lọc dung dịch sau giai đoạn phản ứng chứa <1 mg/L ammonium, <1 mg/L nitrite, và càng nhiều nitrat càng tốt. Một hỗn hợp dung dịch thu được bằng cách cho qua giấy lọc. Dung dịch đi qua giấy lọc là dịch lọc.
 
Bởi vì có hai nhóm vi khuẩn nitrat hóa và hai phản ứng sinh hóa tham gia vào quá trình nitrat hóa, có bốn hình thức của quá trình nitrat hóa không hoàn toàn.
 
Các phản ứng sinh hóa là các phản ứng hóa học xảy ra bên ngoài tế bào sống. Một hình thức của nitrat hóa không hoàn toàn trong một bể SBR có thể được xác định bằng cách đo nồng độ amoni, ntrit, nitrat và trong một mẫu dung dịch - dịch lọc sau khi giai đoạn phản ứng (bảng 8.2). Bằng việc xác định các hình thức nitrat hóa đang xảy ra, nó có khả năng xác định các yếu tố hoạt động chịu trách nhiệm cho sự xuất hiện của nó.
 
TABLE 8.2 Các hình thức nitrat hóa
Các hình thức nitrat hóa
Mẫu nước trong bể SBR sau giai đoạn phản ứng
Ammonium (mg/L)
Nitrite (mg/L)
Nitrate (mg/L)
Hoàn toàn
<1
<1
>1
Không hoàn toàn Số. 1
<1
>1
<1
Không hoàn toàn Số. 2
>1
<1
>1
Không hoàn toàn Số. 3
<1
>1
>1
Không hoàn toàn Số. 4
>1
>1
>1
 
Bảng 8.3 Các yếu tố hoạt động gây nên quá trình nitrat hóa không hoàn toàn
Các dạng nitrat hóa không hoàn toàn
Các yếu tố hoạt động gây nên quá trình nitrat hóa không hoàn toàn
Không hoàn toàn Số. 1
Lý thuyết (không có khả năng xảy ra)
Không hoàn toàn Số. 2
Yếu tố giới hạna
Không hoàn toàn Số. 3
Nhiệt độ thường lạnh
Không hoàn toàn Số. 4
Yếu tố giới hạna hoặc nhiệt độ lạnha
(a) Yếu tố giới hạn bao gồm ioxy hòa tan thấp, thay đổi pH, cBOD hòa tan, và ức chế / độc tính.
 
THỜI GIAN LƯU TRÚ TẾ BÀO VÀ NHIỆT ĐỘ
 
Do vi khuẩn nitrat hóa nhạy cảm với nhiệt độ, quá trình nitrat hóa cũng nhạy cảm với nhiệt độ. Có một sự giảm đáng kể trong tỷ lệ nitrat hóa vơi sự giảm nhiệt độ nước thải và, ngược lại, sự gia tăng đáng kể trong tỷ lệ nitrat hóa với sự gia tăng nhiệt độ nước thải. Vì vậy, khi nhiệt độ nước thải tăng thì cần một quần thể vi khuẩn nitrat hóa ít hơn, khi nhiệt độ nước thải giảm cần một quần thể vi khuẩn nitrat hóa lớn hơn để có thể đạt được quá trình nitrat hóa.
 
 
Bởi vì vi khuẩn nitrat hóa tăng trưởng chậm hơn vi khuẩn hữu cơ dưỡng (organotrophic bacteria) để loại bỏ cBOD (bảng 8.4), nó có thể thải một số lượng đáng kể vi khuẩn nitrat hóa từ bể SBR với tỷ lệ cao hơn tỷ lệ tăng trưởng của chúng. Do đó, thời gian thích hợp (thời gian lưu trú tế bào MCRT thường là 8 ngày hoặc lâu hơn) phải đủ thời gian cho vi khuẩn nitrat tăng về số lượng và oxy hóa amoni thành nitrat.
 
Bảng 8.4 Thời gian thế hệ tối ưu của các nhóm vi khuẩn quan trọng trong nước thải
Nhóm vi khuẩn 
Thời gian thế hệ
Vi khuẩn hữu cơ dưỡng, bùn hoạt tính
15 – 30 phút
Vi khuẩn nitrat hóa, bùn hoạt tính 
2 – 3 ngày
Vi khuẩn metan hóa - vi khuẩn váng bọt  
3 – 30 ngày
 
Vi khuẩn trong bể SBR là một thành phần của chất rắn hoặc chất rắn lơ lửng trong hỗn hợp (MLSS). Bởi vì vi khuẩn dễ bay hơi (thay đổi một cách nhanh chóng thành hơi ở 550 ° C), chúng được gọi là chất rắn lơ lửng trong hỗn hợp dễ bay hơi (MLVSS) và đại diện cho khoảng 75% MLSS. Vi khuẩn nitrat hóa chiếm khoảng 10% tổng số vi khuẩn trong bể SBR. Số lượng vi khuẩn nitrat trong bể SBR có thể tăng hoặc giảm bằng cách tăng hoặc giảm tương ứng, nồng độ MLSS.
 
 Nồng độ MLSS là một hàm số của MCRT. Với việc tăng MCRT, có nhiều vi khuẩn trong bể SBR; giảm MCRT, trong SBR có ít vi khuẩn hơn. Mối quan hệ giữa nhiệt độ và MCRT được cung cấp trong bảng 8.5, giá trị nhiệt độ và ảnh hưởng của chúng trong quá trình nitrat hóa được cung cấp trong bảng 8.6. 
 
Bảng 8.5 Nhiệt độ và MCRT đề nghị cho quá trình nitrat hóa
Nhiệt độ (oC)    
MCRT đề nghị cho quá trình nitrat hóa
10
 30 ngày
15
20 ngày
20
15 ngày
25 
10 ngày
30 
7 ngày
 
Bảng 8.6 Tác động của nhiệt độ đến quá trình nitrat hóa
Nhiệt độ (oC)    
Tác động đến quá trình nitrat hóa
30   
Tốc độ tối đa của quá trình nitrat hóa
15  
Giảm 50% tốc độ tối đa
10 
Giảm 20% tốc độ tối đa
8  
Quá trình nitrat hóa bị ức chế
   
Với tất cả các điều kiện hoạt động thuận lợi cho quá trình nitrat hóa, tốc độ nitrat hóa diễn ra nhanh nhất ở 30 ° C. Tuy nhiên, quá trình nitrat hóa trong bể SBR có thể cải thiện ở nhiệt độ có giá trị lớn hơn 30 ° C, nếu nhiệt độ tăng lên thúc đẩy quá trình loại bỏ cBOD hòa tan nhanh chóng hơn. Khi cBOD hòa tan được loại bỏ nhanh chóng hơn, nhiều thời gian hiếu khí trong giai đoạn phản ứng có sẵn cho quá trình nitrat hóa.
 
Nồng độ MLVSS lớn hơn 2000 mg / L thường được sử dụng để nitrat hóa hóa, và nồng độ MLVSS cao hơn thường được đòi hỏi với nhiệt độ nước thải lạnh (≤15°C). Với nồng độ MLVSS tăng tỉ lệ thức ăn/vi sinh vật (F / M) của bể SBR giảm. F/M ≤ 0.08 thúc đẩy quá trình nitrat hóa.
 
 
OXY HÒA TAN
 
Vi khuẩn nitrat hóa là vi khuẩn hiếu khí bắt buộc, và quá trình nitrat hóa là phản ứng hiếu khí nghiêm ngặt.
 
Quá trình nitrat hóa tiêu thụ một lượng lớn oxy hòa tan. Khoảng 4.6 pound oxy tiêu thụ cho mỗi pound ammonium được oxy hóa thành nitrat (bảng 8.7).
 
Bảng 8.7 Sự thiêu thụ oxy (lý thuyết) cần cho quá trình nitrat hóa
Phản ứng sinh hóa
Oxy hòa tan được tiêu thụ (pounds)
1 pound NH4+ thành 1 pound NO2
3.43
1 pound NO2 thành 1 pound NO3
1.14
1 pound NH4+ thành 1 pound NO3
4.57
 
Nitrat hóa diễn ra nhanh nhất giữa nồng độ oxy hòa tan 2,0 mg / L và 3,0 mg / L. Tốc độ tối đa của quá trình nitrat hóa xảy ra vào khoảng oxy hòa tan 3,0 mg/L. quá trình nitrat hóa trong bể SBR có thể cải thiện giá trị oxy hòa tan lớn hơn 3mg/L, nếu tăng nồng độ oxy hòa tan sẽ làm tăng sự loại bỏ nhanh chóng cBOD hòa tan. Khi cBOD hòa tan được loại bỏ nhanh chóng, nhiều thời gian hiếu khí có sẵn cho quá trình khử nitrat. Giá trị oxy hòa tan lớn hay những khoảng trong các giá trị oxy hòa tan tác động đến quá trình nitrat hóa được cung cấp trong bảng 8.8. 
 
Bảng 8.8 Nồng độ oxy hòa tan và quá trình nitrat hóa
Nồng độ oxy hòa tan (mg/L)   
Ảnh hưởng đến quá trình nitrat hóa
<0.5  
Nếu quá trình nitrat có hóa xảy ra thường rất ít
0.5 – 0.9   
Nitrat hóa xảy ra, thường không hiệu quả
2.0 – 2.9   
Nitrat hóa xảy ra đáng kể 
3.0   
Tốc độ tối đa của quá trình nitrat hóa xảy ra
>3.0  
Cải thiện quá trình nitrat hóa xảy ra, nếu cBOD hòa tan được loại bỏ nhanh chóng hơn
 
pH VÀ ĐỘ KIỀM
 
Hầu hết tại bể SBR nitrat hóa thành công tại một pH gần trung tính 6,8-7,2. Một số bể SBR hoạt động tại pH tăng lên 7,6-7,8, để thúc đẩy điều kiện thuận lợi hơn cho quá trình nitrat hóa.
 
Tuy nhiên, tăng giá trị pH trên 7.8 không được khuyến khích vì những lý do sau đây:
- Sự tăng trưởng không mong muốn của Microthrix parvicella.
- Giảm sự hình thành bông bùn và hoạt tính enzyme của vi khuẩn hữu cơ dưỡng.
- Giảm sự thoát ra của carbon dioxide từ hỗn hợp chất lỏng.
 
Độ kiềm bị loại bỏ trong bể SBR trong quá trình nitrat hóa, và do đó pH giảm xuống. Khoảng 7,14 mg kiềm như calcium carbonate (CaCO3) bị loại bỏ khi 1 miligam amoni bị oxy hóa. Độ kiềm bị mất trong bể SBR, vì (1) nó được sử dụng như một nguồn carbon của vi khuẩn nitrat hoá để tổng hợp các tế bào vi khuẩn mới (sản xuất bùn) và (2) nó bị phá hủy bởi việc sản xuất axit nitơ (HNO2) trong quá trình oxy hóa amoni thành nitrit [công thức (8.3)]. Một số nitrite sinh ra từ quá trình oxy hóa amoni kết hợp với proton hydro (H+) cũng được sinh ra từ quá trình oxy hóa amoni để tạo thành axit nitrous tự do [phương trình (8.4)]. Acide nitơ tự do phá hủy kiềm và là độc tính đối với vi khuẩn nitrat hóa.
 
Việc giảm độ kiềm là nguyên nhân gây ra hai vấn đề hoạt động quan trọng. Đầu tiên, không có đủ độ kiềm, vi khuẩn nitrat có thể không còn oxy hóa amoni hoặc nitrite, khi đó, nitrat hóa dừng lại. Thứ hai, với sự giảm độ kiềm, pH ở SBR giảm và pH giảm ức chế quá trình nitrat hóa. Vì vậy, cần đảm bảo đủ lượng kiềm trong bể SBR ở tất cả các khoảng thời gian.
 
Độ kiềm thích hợp vào khoảng  ≥ 50 mg/L sau khí quá trình nitrat hóa hoàn thành.
 
Có một số hợp chất hóa học hay chất kiềm rất thích hợp cho việc tăng độ kiềm cho quá trình nitrat hóa. Các chất kiềm được liệt kê trong Bảng 8.9.
BẢNG 8.9 Chất kiềm thích hợp cho việc bổ sung kiềm.
 
ĐỘC TỐ
 
Có một số hình thức của sự ức chế hoặc độc tính ảnh hưởng đến vi khuẩn nitrat.
 
 
Nói chung, bất cứ điều gì ức chế vi khuẩn hữu cơ dưỡng (loại bỏ cBOD) cũng ức chế vi khuẩn nitrat hóa nhưng với nồng độ thấp hơn nhiều. Tuy nhiên, có hai dạng đặc biệt sự ức chế xảy ra cho vi khuẩn nitrat. Những dạng sau (1) sự ức chế của cBOD hòa tan và (2) cơ chất có tính độc.
Sự ức chế của cBOD hòa tan xảy ra do một số dạng cBOD đơn giản như: methanol (CH3OH), ethanol (CH3CH2OH), propanol (CH3CH2CH2OH), và butanol (CH3CH2CH2CH2OH) không bị phân hủy hoàn toàn bởi vi sinh vật hữu cơ dưỡng. Những dạng cBOD hòa tan đi vào vi khuẩn nitrat và tạo thành phức hợp với enzyme của vi khuẩn nitrat hóa và ngăn chặn quá trình nitrat hóa. Vì vậy, để ngăn chặn sự ức chế của cBOD hòa tan, cBOD trong bể SBR nên <40 mg / L để đảm bảo quá trình nitrat hóa diễn ra.
 
Cơ chất có tính độc xảy ra vì cơ chất dự trữ cho vi khuẩn nitrat hóa, ammonium hoặc nitrit, được tích lũy đến một mức không mong muốn trong bể SBR.
 
Khi amoni hiện diện trong bể SBR ở nồng độ ≥480 mg / L, một trong hai tình trạng sau đây có thể xảy ra mà kết quả là việc ức chế quá trình nitrat hóa:
* Ammonium tích lũy, và pH của SBR tăng. Sự tăng pH là kết quả của việc sản sinh ammonia tự do (NH3). Ammonia tự do là một chất độc.
* Ammonium nhanh chóng bị oxy hóa thành nitrite, và acid nitơ tự do (HNO2) được sinh ra với số lượng lớn. Việc sản sinh axit nitơ kết quả là pH giảm do đó làm tăng tốc độ sản sinh ra axit nitơ nhiều hơn. Axit nitơ tự do là chất độc.
 
Cơ chất có tính độc có thể được ngăn chặn bằng ba biện pháp vận hành. Đầu tiên, việc xả bùn thải chứa ammonium hoặc nitơ tại bể SBR cần được ngăn chặn. Thứ hai, tải trọng nBOD nên được cân bằng. Thứ ba, độ pH của bể SBR nên được duy trì ở pH gần trung tính (6,8-7,2).
 
THỜI GIAN LƯU (GIAI ĐOẠN PHẢN ỨNG)
 
Việc tăng thời gian lưu trong giai đoạn hiếu khí (giai đoạn phản ứng), quá trình nitrat hóa được đẩ mạnh. Tăng thời gian hiếu khí cung cấp nhiều thời gian cho quá trình nitrat hóa sau đó giảm cBOD hòa tan. Vi khuẩn nitrat hóa là hiếu khí nghiêm ngặt, và các phản ứng sinh hóa liên quan đến quá trình nitrat hóa là hiếu khí.
 
SỰ THIẾU HỤT PHOTPHO
 
Photpho là một chát dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động và sinh trưởng của tất cả các vi khuẩn. Tuy nhiên, vi khuẩn nitrat phải cạnh tranh nguồn photpho với các vi khuẩn hữu cơ dưỡng. Khi tồn tại điều kiện thiếu hụt hay gần đủ cho phản ứng phosphorus hoặc orthophosphate (H2PO4-HPO42-) vi khuẩn nitrat hóa không thể nitrat hóa. Do đó, giá trị photpho phản ứng còn lại  nên ≥0.5 mg / L trong hỗn hợp dịch lọc trực tiếp sau giai đoạn phản ứng để đảm bảo rằng nồng độ photpho thích hợp có sẵn cho vi khuẩn nitrat. Sự liên quan tới việc thiếu photpho cần giải quyết khi loại bỏ photpho hóa học được tiến hành.
 
2. GIẢI PHÁP
 
Có nhiều điều kiện tác động đến sự hoạt động và tăng trưởng vi khuẩn nitrat hóa và sự hoạt động của bể SBR:
* Thời gian lưu bùn (SRT)
* Nhiệt độ
* DO
* pH
* Độ kiềm (alkalinity)
* Chất độc hại ảnh hưởng đến vi khuẩn nitrat hóa
 
Trong các điều kiện này thì quan trọng nhất là SRT và nhiệt độ ảnh hưởng.
 
Các điều kiện khác ảnh hưởng đến sự nitrat hóa như sau:
* cBOD nước thải đầu vào cao
* nBOD nước thải đầu vào cao
* Thời gian phản ứng
* Lượng thiếu hụt phốt pho (phosphorus)
 
Để có thể hiểu thêm về hiệu quả Nitrat hóa kém trong bể SBR, vui lòng theo dõi lần lượt các giải pháp xử lý sự cố từ câu hỏi số 5.1.2 đến câu hỏi số 5.1.8.
 
Câu hỏi liên quan
 
Ông. Trương Trọng Danh
Ks. Kỹ Thuật Môi Trường - ĐHBK
Sales Manager
Phụ trách chế phẩm vi sinh BioFuture
 
Chi tiết, vui lòng liên hệ với Mạnh Khương, đại diện bán hàng chính thức sản phẩm vi sinh của Nhà sản xuất Ireland BioFuture Ltd tại Việt Nam; chuyên cung cấp công nghệ, giải pháp và cũng như sản phẩm sinh học trong kỹ thuật xử lý môi trường.
 
Comment
Company name :
Business type (*) :
Business field :
    Location and contact person
Country :
Address :
Tel :
Full name of Contact person :
Hand phone :
Email (*) :
Your website :
Subject :
Content :
Attach file :
Confirmation Code : 31y58
    Send
Từ điển - Dictionary
  • mkvietnam.vn

  • ecoworld.com.vn

  • MK Việt Nam

  • mkc.builders

  • mkc.equipment

  • mkc.construction

  • mkc.technology

  • mkc.contractors

  • mkc.solutions

  • aln.com.vn

Đại diện Hãng BioFuture Ltd
Exchang Rates (vcb.com.vn)
CurrencyBuySell
AUD16180.8216555.28
CAD17529.5817989.55
CHF23285.3623848.23
EUR25954.6726814.57
GBP28781.8329242.68
HKD2936.823001.8
JPY212.87222.75
KRW18.0920.65
SGD16910.317215.47
THB740.47771.36
USD2319023310
Hỗ trợ
Sales & Consulting
Ông. Lê Quang Thái
Giám Đốc
Phone: 0913 153 059
Email: quang@archmodel.com.vn
Dịch vụ chăm sóc khách hàng 24/7
Giám Đốc
Phone: 0913 153 059
Email: quang@archmodel.com.vn