Cách làm sạch nguồn nước bằng hào đất

Vì nhiều nguyên nhân khác nhau mà nhà máy xử lý nước thải vận hành không đúng cách, thường xuyên xảy ra tình trạng hỏng hóc, thiết bị bị hư hỏng và chi phí vận hành quá cao nên chất lượng nước sau xử lý chưa đảm bảo. Vì thế lựa chọn công nghệ xử lý đơn giản, chi phí đầu tư cạnh tranh hoặc chi phí vận hành thấp sẽ góp phần giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường. Và mô hình xử lý nước thải bằng hào đất sẽ rất phù hợp với nhu cầu và điều kiện ở Việt Nam.

Cơ chế làm sạch nguồn nước bằng hệ thống hào đất

Hệ thống xử lý nước thải bằng hào đất là khái niệm khá mới nhưng nó đã tồn tại lâu đời và là phương pháp xử lý nước thải của Nhật Bản mang đến hiệu quả xử lý khả quan. Hào đất là sự kết hợp của phương pháp lọc cơ học, phương pháp sinh học xử lý nước thải (sử dụng hệ sinh vật có sẵn để loại bỏ hết chất ô nhiễm) và xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học (lọc kết tủa, hấp phụ).

Cơ chế loại bỏ chất hữu cơ

Các vi sinh vật trong đất loại bỏ, giảm bớt chất hữu cơ bằng cách phân hủy và hấp thụ chúng thành nguồn thức ăn. Quần thể vsv này phát triển trên bề mặt đất, thực vật. Giống như cấu tạo bể hiếu khí, hệ thống hào đất được thiết kế và duy trì hoạt động vsv trong môi trường hiếu khí.

Khả năng xử lý chất hữu cơ phụ thuộc chủ yếu vào sự khuếch tán oxy từ không khí vào đất vì vsv chỉ sinh trưởng trong điều kiện được cung cấp oxy liên tục. Do đó, lượng oxy đủ sẽ giúp oxy hóa các hợp chất hữu cơ nhờ VSV thường ít hơn lượng oxy từ không khí khuếch tán vào đất.

Cơ chế chuyển hóa Nito (N2)

Loại bỏ nito hữu cơ

Nito hữu cơ là hợp chất gồm protein, chuỗi axit amin, axit nucleic, ure, chất hữu cơ tổng hợp. Nito hữu cơ và chất rắn huyền phù được loại bỏ qua quá trình lắng, lọc. Một số hấp thụ trực tiếp vào đất mùn hoặc phân hủy thành aminoaxit hòa tan, phân hủy thành ion NH4+.

Loại bỏ nito amon (NH4+)

Các cách loại bỏ NH4+ qua hào đất:

• Với amon hòa tan được loại bỏ bằng cách bay hơi trực tiếp vào không khí.
• Amon bị hấp phụ nhờ phản ứng trao đổi ion trong đất và trong chất hữu cơ. Các VSV biến các amon hành nitrat nhờ quá trình nitrat hóa sinh học trong điều kiện môi trường hiếu khí.

Loại bỏ Nito Nitrat (NO3-)

Chỉ có một phần nitrat được loại bỏ tại vùng gốc, rễ trong các giai đoạn phát triển của thực vật. Do đó mà quá trình loại bỏ nitrat chảy qua hệ thống hào đất được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn hô hấp tùy tiện trong điều kiện yếm khí. Lúc này các VSV tự dưỡng được cung cấp năng lượng để duy trì các hoạt động sống.

Cơ chế xử lý photpho

Hàm lượng phopho trong nước được loại bỏ bằng phương pháp kết tủa hấp thụ nhờ các chất hóa học xúc tác. Photpho tồn tại dưới 2 dạng gồm orthophotphoat và polyphotphoat bị hấp thụ bởi lớp đất sét tự nhiên và một phần đất hữu cơ trong đất. Kiểm tra kết quả hấp thụ photpho phụ thuộc vào việc tiếp xúc của nước thải với nền đất. Vì thế, hào đất thường được thiết kế từ trên xuống dưới đi qua lớp bề mặt lớp đất.

Ngoài ra, VSV sử dụng photpho trong quá trình tổng hợp tế bào mới và vận chuyển năng lượng. Chúng hấp thụ và tích lũy photpho khi cần sử dụng. Photpho trong nước thải được khử trong các giai đoạn xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học chiếm 0 – 3%. Trong giai đoạn hiếu khí, VSV cần rất nhiều photpho. Chúng phân giải axit béo dễ bay hơi trong nước thải ở giai đoạn yếm khí nhờ giải phóng photpho tích lũy.

Ưu điểm của hệ thống xử lý nước thải bằng hào đất

• Hệ thống đơn giản, rẻ tiền và có thể áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt gia đình, hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp vì khử được hàm lượng chất hữu cơ, nito và photpho trong nước thải.
• Hoàn toàn không phát sinh mùi hôi, với lượng bùn dư thừa phát sinh ít hơn so với các phương pháp xử lý nước thải thông thường khác.
• Hiệu suất xử lý nước thải hữu cơ có hàm lượng chất hữu cơ cao.
• Hiệu suất xử lý BOD, COD, NH4+ và SS từ 75 – 100%.