Luận Văn Tìm hiểu một vài quá trình sinh học loại bỏ nitơ trong nước thải

MỤC LỤC
-----------------------------------
Trang
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 2
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu . 2
1.2.2. Nội dung nghiên cứu 2
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài . 2

CHƯƠNG 2: NGUỒN GỐC, CÁC DẠNG TỒN TẠI 3
2.1. Các dạng tồn tại của Nitơ trong môi trường nước 3
2.2. Nguồn gốc của các hợp chất chứa Nitơ trong nước . 4
2.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt . 4
2.2.2. Nguồn nước thải công nghiệp . 5
2.2.3. Nguồn thải từ nông nghiệp và chăn nuôi . 6
2.2.4. Nước rác . 8
2.3. Ảnh hưởng của các hợp chất chứa Nitơ đến môi trường 8
2.3.1. Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng 8
2.3.2. Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường 9
2.3.3. Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước 10



CHƯƠNG 3: BẢN CHẤT CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC . 11
3.1. Sơ lược về chu trình của Nitơ trong môi trường nước tự nhiên 11
3.2. Các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng
dụng để xử lý nước và nước thải 14
3.2.1. Quá trình amon hóa 14
3.2.1.1 Amon hóa urê 14
3.2.1.2 Amon hóa protein . 14
3.2.2. Quá trình nitrate hóa . 15
3.2.2.1. Giai đoạn nitrite hóa 16
3.2.2.2. Giai đoạn nitrate hóa 16
3.2.3. Quá trình phản nitrate 16
3.2.4. Quá trình oxy hóa kỵ khí amoni (Anammox) . 18
3.2.4.1. Hóa sinh học của Anammox . 18
3.2.4.2. Vi sinh học của Anammox 19
3.2.5. Quá trình đồng hóa Nitơ ở thực vật nước . 19

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC 23
4.1. Một số ứng dụng của quá trình nitrat hóa để xử lý Nitơ trong nước và
nước thải . 23
4.1.1. Bể Aerotank kết hợp Nitrat hóa 24
4.1.2. Bể lọc sinh học kết hợp Nitrate hóa 25
4.1.3. Đĩa quay sinh học kết hợp Nitrat hóa 26
4.2. Một số ứng dụng của quá trình khử nitrate để xử lý Nitơ trong nước và nước
thải . 27
4.2.1. Bể anoxic . 27
4.2.2. Bể lọc sinh học 29
4.3. Tổ hợp các quá trình nitrate hóa và khử nitrate để loại bỏ Nitơ trong nước
và nước thải 29
4.3.1. Hệ xử lý khử nitrate đặt trước . 31
4.3.2. Hệ xử lý nitrate đặt sau 31
4.3.3. Hệ tổ hợp Bardenpho 32
4.4. Các ứng dụng của quá trình Anammox . 32
4.4.1. Nguyên lý chung 32
4.4.2. SHARON và quá trình kết hợp SHARON-Anammox 32
4.4.3. CANON . 33
4.4.4. OLAND . 33
4.4.5. SNAP . 34
4.5. Ứng dụng thực vật bậc thấp hấp thu hợp chất nito trong nước thải 34
4.5.1. Xử lý nước thải bằng tảo 34
4.5.2. Bèo tây 37
4.5.3. Hệ xử lý trồng thảm lau sậy 49

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT . 42
5.1. Kết luận . 42
5.2. kiến nghị 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam trong thời gian gần đây diễn ra rất nhanh chóng cùng với sự phát triển của công nghiệp. Tỉ lệ dân số vì thế cũng tăng theo cùng với tốc độ đô thị hóa, kết quả là nước thải từ các thành phố, khu dân cư tập trung, khu công nghiệp cũng không ngừng gia tăng với khối lượng lớn. Đối với nhiều loại nước thải có hàm lượng các chất dinh dưỡng như Nitơ, phospho cao, việc xử lý để loại ra các thành phần này trước khi xả ra môi trường là một yêu cầu quan trọng, nhằm hạn chế sự ô nhiễm nước ngầm, nước mặt.
Cùng với nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp cũng chứa nhiều loại hợp chất phức tạp (vô cơ, hữu cơ). Một trong các dạng hợp chất gây nên sự ô nhiễm nước phải kể đến là các hợp chất chứa Nitơ. Nếu hàm lượng Nitơ có trong nước xả ra sông, hồ cao quá mức sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa kích thích sự bùng nổ nhanh chóng của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước và cạn kiện oxy hòa tan, đe dọa hệ sinh thái nước. Bởi vậy, Nitơ là yếu tố cần phải được loại bỏ.
Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý Nitơ gồm phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý và phương pháp sinh học. Trong các phương pháp trên, việc áp dụng các quá trình sinh học để xử lý nước thải có chứa hợp chất Nitơ là vấn đề cần được chú ý và đẩy mạnh hơn nữa. Đây là phương pháp dùng vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy nhằm tạo ra các sản phẩm có lợi như carbonic, nước và các chất vô cơ khác, do vậy là phương pháp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
Trong thực tế các phương pháp sinh học để loại bỏ Nitơ đã và đang áp dụng tại một số hệ thống xử lý nước thải, nhưng các tài liệu có liên quan còn rời rạc, tản mạn, chưa được nghiên cứu nhiều, tài liệu còn rời rạc chưa sắp xếp lại thành hệ thống có tính logic chặt chẽ. Đó cũng là lý do để đề tài “tìm hiểu một vài quá trình sinh học loại bỏ Nitơ trong nước thải” ra đời.



1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng bổ sung, tìm hiểu, sắp xếp, lựa chọn tài liệu làm cơ sở lý thuyết cho phương pháp loại Nitơ bằng quá trình sinh học.
1.2.2. Nội dung nghiên cứu


Nguồn gốc, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước và ảnh hưởng đến môi trường.
Bản chất các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải.
Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước và nước thải.
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu
Do đề tài chỉ hình thành trên cở sở lý thuyết mà không tiến hành thí nghiệm hay tiến hành làm thực nghiệm nên phương pháp nghiên cứu ở đây chủ yếu là phương phương pháp hồi cứu:
Trong quá trình thực hiện đề tài, tiến hành thu thập, sưu tầm các thông tin, tài liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ các tạp chí, sách báo, giáo trình, internet, từ đó các kiến thức sẽ được lựa chọn và tổng hợp lại làm cơ sở cho quá trình thực hiện đề tài.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
Khóa luận được thực hiện trên cơ sở lý thuyết tìm hiểu các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải, tổng hợp lại các tài liệu quan có từ trong sách, báo, giáo trình, với mong muốn bổ sung và hoàn chỉnh hơn các vấn đề có liên hoan đến phương pháp loại bỏ Nitơ bằng quá trình sinh học..