Download luận văn đồ án tốt nghiệp với đề tài: Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học, cho các bạn có thể tham khảo

1. XỬ LÝ KHÍ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SINH HỌC
Nguyễn Văn Phước – Khoa Môi Trường
ĐH BáchKhoa TP.HCM
I. GIỚI THIỆU CHUNG
Ô nhiễm môi trường hiện đang là vấn đề nan giải. Hằng năm 1,6 tỉ tấn hoá
chất độc hại được thải trực tiếp vào môi trường không khí từ hoạt động của
các loại hình công nghiệp như: Sơn, nhựa, cao su, keo dán, chất phủ bề mặt,
các sản phẩm chế biến dầu mỏ, dược phẩm, mỹ phẩm, dệt nhuộm.
Các loại hoá chất mạch vòng như toluen,xylene, benzen, methyl benzen,
phenol.. đã và đang gây tác hại nghiêm trọng đến môi trường, ảnh hưởng
đến sức khỏe con người.
Bên cạnh một số phương pháp xử lý khí thải thông thường như: hấp thụ,
hấp phụ, chưng cất, ngưng tụ, đốt, oxy hoá (có hoặc không xúc tác). Phương
pháp sinh học bao gồm lọc sinh học, tháp rửa, lọc sinh học nhỏ giọt, màng
sinh học đã được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi cho xử lý khí ô nhiễm. Các
phương pháp trên hoạt động ổn định, hiệu quả xử lý cao , chi phí đầu tư và
vận hành thấp.
Nguồn gốc hình thành các hợp chất hữu cơ : tồn tại trong các hạt bụi rắn
hay lỏng .
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) hiện diện trong thành phần của các
loại dung môi, sơn, keo dán sàn, các sản phẩm tẩy rửa, đánh bóng, khử mùi
phòng và thảm … Chúng bao gồm từ các hợp chất hữu cơ đơn giản như
mêtan đến hydrocacbuathơm, alcoho, aldehyt, keton, este, hợp chất hữu cơ
của halogen cũng như hợp chất hữu cơ có chứa liên kết lưu huỳnh hoặc
nitơ …
Đặc trưng của khí hữu cơ là có mùi gây nên cảm giác khó chịu và ảnh hưởng
trực tiếp đến sức khoẻ con người (nhiễm độc qua đường hô hấp).
Aûnh hưởng đến sức khỏe con người:
Gây nhức đầu, buồn nôn, chóng mặt, chảy máu não, chảy máu phế quản,
phù phổi,… vật vã. Ngủ sâu, khi tỉnh lại có thể bị mất trí nhơ. Ù Thường

2. gặp ở những người có môi trường làm việc phải thường xuyên tiếp xúc với
các khí hữu cơ.
Tuỳ vào liều lượng, nồng độ å mà biểu hiện nhiễm độc thể hiện ở những
mức độ khác nhau. Những biểu hiện thường gặp :viêm da, đau đầu, chóng
mặt, mệt mỏi, tim đập nhanh, gây tổn thương mắt, giảm thị giác, giảm độ
nhạy về thần kinh, rối loạn các chức năng hô hấp, suy giảm thần kinh trung
ương, gây nhiễm độc gan, rối loạn huyết học; Gây rối loạn chức năng tiêu
hoá: kém ăn, nôn, xáo trộn, tổn hại đến dạ dày,…
-Một số chất có khả năng gây ung thư :benzen, styrene butadience gây ung
thư máu; ung thư da, ung thư tinh hoàn … và mức độ nhiễm bệnh theo thời
gian tiếp xúc.
Ung Thư Máu

3. Tổn Hại Tế Bào Phổi
Ung thư da

4. II. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Cơ chế: sử dụng vi sinh vật phân hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong
thành phần khí thải thành CO2, H2O và các sản phẩm ít nguy hại.
4 quá trình sinh học thường được áp dụng bao gồm:
- Lọc sinh học
- Tháp tưới sinh học
- Lọc nhỏ giọt
- Màng sinh học
2.1. Lọc sinh học (Biofilter)
Biofilter, sử dụng vật liệu lọc như than, đất, xi(... có khả năng xử lý đến 99%
khí ô nhiễm. Thiết bị trên được áp dụng rộng rãi cho xử lý mùi sinh ra từ
các nông trại chăn nuôi, chế biến thực phẩm, phân bón hữu cơ và các khí ô
nhiễm từ các nhà máy công nghiệp: in, dệt nhuộm,..
Phương pháp trên rẻ tiền hơn các phương pháp hóa học khác như hấp thụ,
hấp phụ , ..
Ưu điểm:
- Thể tích nhỏ nhất
- Ít năng lượng nhất
- Xử lý một lượng lớn các chất ô nhiễm hữu cơ bay hơi
Khuyết điểm:
- Cần thời gian cho VSV phát triển
- Khó kiểm tra khả năng phân hủy sinh học

5. Hình 1: Mô hình lọc sinh học
1980 lọc sinh học được áp dụng cho xử lý VOC, khí độc ở Tây Đức và
Hà Lan, sau đó là Mỹ, mehico, Pháp, ý. Các hệ thống trên xử lý rượu,
phenol, keton, dầu khoáng.
Các yếu tố ảnh hưởng đếnhoạt động của hệ thống xử lý: pH, nhiệt độ,
nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng ẩm , độ ẩm tương đối của không khí .
Xử lý khí thải từ công nghiệp chế biến gỗ, sản xuất giấy
Lọc sinh học thuận lợi cho xử lý khí thải trong chế biến gỗ do: sử dụng
ngay gỗ làm vật liệu tiếp xúc. Chất ô nhiễm từ pha khí chuyển trực tiếp
vào lớp màng vi sinh vật sau đó bị phân hủy. Các chất khí ô nhiễm hoà
tan kém trong nước.
Hình 2: Mô hình lọc sinh học
Aùp dụng hệ thống lọc sinh học cho xử lý khí thải ít ô nhiễm .

6. Hình 3: Sơ đồ hệ thống xử lý khí thải Cyclic trong công nghiệp chế biến
gô”
Kết quả nghiên cứu xử lý khí cyclic trong mô hình lọc sinh học cho thấy:
sau 271 ngày vận hành, hiệu quả xử lý đạt 80% - 90%, với thời gian lưu :
40 giây; nồng độ cyclic trung bình:25 ppmv.
Trong giai đoạn vận hành, thường xuyên tưới nước , đảm bảo độ ẩm lớn
hơn 15%.
Xử lý ethanol bằng phương pháp lọc sinh học (richard auria)
Bể phản ứng chứa các lớp vật liệu lọc: than, đá, vật liệu nhân tạo. Không
khí ô nhiễm sẽ đi qua lớp vật liệu trên. Tại đây các vi sinh vật tham gia
phân hủy các chất ô nhiễm chuyển thành CO2 và nước.
Bể lọc sinh học có, đường kính trong 14 cm; không khí khô đi qua hệ
thống tạo ẩm, ethanol cũng đi qua hệ thống tương tự sau đó nhập 2 dòng
lại. Vật liệu lọc là than bùn (50% thể tích). Trong quá trình vận hành cần
bổ sung các chất dinh dưỡng, vi lượng cho hệ thống.

7. Ở giai đoạn start up, ethanol hấp thụ trên bề mặt ẩm. Bị phân hủy thành
acetaldehyde, acid acetic, ethyl acetate sau đó sẽ chuyển hoá thành sản
phẩm cuối cùng là CO2 và H2O
Kết quả nghiên cứu cho thấy: 1 g ethanol sinh 0,35 g CO2. Hiệu quả xử
lý: 39 g/m3/h.
2.2. Tháp tưới sinh học (Bioscrussber)
Nguyên tắc: Các chất ô nhiễm trong không khí sẽ bị hoà tan, hấp thụ vào
nước, sau đó chuyển hoá thành các sản phẩm không độc hại.
Ưu điểm:
Dễ điều khiển pH, nhiệt độ, dinh dưỡng, oxy
Khuyết điểm:
Chi phí về năng lượng, lắp đặt, bảo trì, vận hành cao hơn so với biofilter
Hình 4: Mô hình tháp tưới sinh học
2.3. Trickling Biofilter
Bắt nguồn từ biofilter và bioscrussber. VSV phát triển trên bề mặt vật
liệutiếp xúc tham gia vào quá trình phân hủy cơ chất.

8. Ưu điểm:
- Bể phản ứng độc lập
- Dễ kiểm soát pH và dinh dưỡng
- Ít nhu cầu năng lượng hơn bioscrussber
Khuyết điểm:
- Tiêu tốn nhiều năng lượng hơn biofilter
- Nghẹt màng (vi khuẩn kị khí phát triển)
- Phụ ï thuộc trọng lực
Hình 5: Mô hình lọc sinh học nhỏ giọt
Mô hình lọc sinh học nhỏ giọt ứng dụng phổ biến cho xử lý mùi, khí thải
hữu cơ (toluen, phenol, Chlorobenzenes và o-Dichlorobenzenes ), H2S và
một số hợp chất lưu huỳnh, N-NH3, mercaptane ,...Điển hình như:
Xử lý 95% H2S ; 40-50% mercaptan, từ khí cống rảnh sau thời gian lưu
nước 5 giây.
Xử lý toluen bằng vi khuẩn pseudomonas trong mô hình lọc sinh học nhỏ
giọt sử dũng môi trường dinh dưỡng nhân tạo bao gồm: glucose, dinh
dưỡng, vi lượng

9. . Trong mô hình trên, các vi khuẩn tham gia phân hủy các hợp chất mạch
vòng, giảm số vòng thơm.
pH xử lý: 4,5 – 7, thời gian tiếp xúc: 1 phút. Hàm lượng toluen: 400 ppm
- Với tốc độ dòng khí: 12.5 l/phút. Hiệu quả khử toluen đạt 75-8y(
- Tốc độ dòng khí: 2,94 l/phút. Hiệu quả khử toluen đạt 94%
- Aùp suất ngập lụt: 3,3 kPa/m
- Thời gian thích nghi: 11-15 ngày.
Sơ đồ hệ thống trình bày ở hình 6:
Hình 6: Sơ đồ hệ thống xử lý toluen
Mô hình gồm:
Cột PVC, d=10,3 cm; cao: 147,6 cm; vòng raschig (yên ngựa) , có diện tích
bề mặt riêng 291 m2/m3.
Hệ thống lên men (bằng thủy tinh): 6,8 lít.
Xử lý VOC, H2S

10. Các thông số vận hành như sau:
Thông số Giá trị
Chiều cao của lớp vật liệu 3 – 6 ft
Diện tích tiếp xúc 10 – 32,000
Lưu lượng dòng khí vào,
CFM
600 – 600,000
Thể tích vật liệu, % 90 – 95%
Thời gian lưu khí 2 – 60 , s
Độ giảm áp khi qua giá thể 0.36 - 2, inch H2O
pH của pha lỏng tuần hoàn
+ Xử lý VOC
+ Xử lý H2S
7
1-2
Nồng độ VOC, grains ft3
( grains = 0.0648 gram)
4.57x10-3 - 45.7
Khả năng xử lý,% 60 – 99.9
Mô hình phân lập 2 loài vi khuẩn đặc trưng là: - Pseudomonas sp và
Alcaligenes sp
 Phương pháp thí nghiệm

11. 
 DOWNLOAD ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ NỘI DUNG
 MÃ TÀI LIỆU: 51262
 DOWNLOAD: + Link tải: Xem bình luận
 Hoặc : + ZALO: 0932091562