Công nghệ xử lý nước thải AAO (A2O)

Công nghệ xử lý nước thải AAO là một trong những công nghệ xử lý nước tiên tiến được nhiều công ty ứng dụng để xử lý các thành phần ô nhiễm trong nước thải hiện nay. Cùng tìn hiểu nguyên lý và quá trình hoạt động của công nghệ này.

1. Công nghệ xử lý nước thải AAO là gì?

AAO hay còn được gọi là A2O bao gồm 3 giai đoạn xử lý sau đây: Anaerobic (kỵ khí) – Anoxic (thiếu khí) – Oxic (hiếu khí). Công nghệ xử lý nước thải A2O là phương pháp sinh học nhờ vào sự sinh trưởng và phát triển của các hệ vi sinh vật (VSV) như: VSV kỵ khí, VSV thiếu khí và VSV kỵ khí. Nhờ quá trình hoạt động mạnh mẽ khi hấp thụ và phân hủy các chất hữu cơ (chất ô nhiễm trong nước thải) mà các thành phần ô nhiễm được xử lý hiệu quả. Tùy vào yêu cầu nước đầu ra tại mỗi nơi mà công nghệ này có thể kết hợp thêm quá trình xử lý nâng cao phía sau hoặc không cần. 

2. Nguyên lý hoạt động của công nghệ AAO

Xử lý nước thải công nghệ AAO trải qua 3 quá trình cơ bản dưới đây:

2.1. Quá trình sinh học kỵ khí (Anearobic)

Đây là quá trình vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải trong điều kiện không có oxy hòa tan. Các vi sinh vật kỵ khí sử dụng chất hữu cơ làm nguồn năng lượng và chuyển hóa chúng thành các sản phẩm đơn giản hơn, trong đó có khí sinh học (biogas) chứa chủ yếu methane (CH4) và CO2.

Quá trình kỵ khí diễn ra trong 4 giai đoạn dưới đây:

• Giai đoạn 1 - Thủy phân: Các hợp chất hữu cơ phức tạp như protein, carbohydrate và chất béo được vi sinh vật và enzyme phân giải thành các hợp chất đơn giản hơn như đường, axit amin và axit béo.
• Giai đoạn 2: - Acid hóa: Các hợp chất đơn giản tiếp tục được chuyển hóa thành các axit hữu cơ dễ bay hơi, CO2, H2 và một số sản phẩm trung gian khác.
• Giai đoạn 3 - Acetane hóa: Các sản phẩm tạo thành ở giai đoạn trước tiếp tục được chuyển hóa thành acetate, H2 và CO2 - những chất nền quan trọng cho quá trình sinh methane.
• Giai đoạn 4 - Methane hóa: Các vi sinh vật sinh methane sử dụng acetate hoặc H2 và CO2 để tạo thành CH4 (methane) cùng CO2 và nước.

Bể kỵ khí của AAO không hoàn toàn giống một công trình xử lý kỵ khí chuyên sâu như UASB hoặc hầm Biogas. Trong AAO, vùng kỵ khí chủ yếu được tạo ra để phục vụ các quá trình sinh học, đặc biệt là giải phóng Photpho của nhóm vi khuẩn tích lũy Photpho (PAOs).

2.2. Quá trình sinh học thiếu khí (Anoxic)

Quá trình sinh học thiếu khí (Anoxic) là quá trình vi sinh vật xử lý nước thải trong điều kiện không có hoặc có rất ít oxy hòa tan (DO). Tuy nhiên, khác với bể kỵ khí, trong môi trường thiếu khí vẫn có sự hiện diện của nitrate (NO3-) hoặc nitrite (NO2-). Vi sinh vật sử dụng các hợp chất này thay cho oxy để thực hiện quá trình phân hủy chất hữu cơ.

Hầu hết nước thải chứa hàm lượng nito và photpho khá cao, vì thế 2 thành phần này phải được xử lý. Tại bể Anoxic diễn ra quá trình khử N và P nhờ các vi sinh vật hiếu khí tồn tại trong điều kiện không được cung cấp oxy. Song song, 2 quá trình Nitrat hóa và Photphoril xảy ra đồng thời khử hoàn toàn các chất độc hại trong nước thải.

Quá trình nitrat hóa: Là quá trình có sự hỗ trợ từ hai chủng loại vi khuẩn Nitrosonas và Nitrobacter. Trong điều kiện thiếu oxy, nitrat hóa xảy ra trong 2 giai đoạn sau:

• Đồng hóa: diễn ra quá trình khử NO₃ > NH₄⁺
• Dị hóa: khử NO₃ > NO₂ > N₂O > N₂

Khí nito đã được xử lý nhờ bay hơi và thoát ra khỏi nguồn nước.

Quá trình photphorit hóa: Nhờ sự tham gia của vi khuẩn Acinetobacter mà hàm lượng photpho được loại bỏ hoàn toàn trong quá trình tổng hợp các hợp chất mới mà không có sự tham gia của photpho hoặc các hợp chất mới chứa thành phần photpho nhưng lại dễ phân hủy bởi vi khuẩn Acinetobacter.

Thông thường, bể Anoxic được bố trí thêm máy khuấy chìm giúp làm xáo trộn nguồn nước tạo ra môi trường thiếu oxy giúp hệ vi sinh vật thiếu khí sinh trưởng và phát triển. Nhờ vậy mà quá trình nitrat hóa và photpho diễn ra thuận lợi hơn.

2.3. Quá trình sinh học hiếu khí (Oxic)

Đây là quá trình xử lý sinh học diễn ra trong môi trường có oxy hòa tan (DO). Trong công nghệ AAO, bể hiếu khí thường là công đoạn quan trọng để phân hủy chất hữu cơ và chuyển hóa Amoni thành Nitrat, góp phần xử lý BOD, COD và Nitơ trong nước thải.

Quá trình xử lý hiếu khí diễn ra với các bước như sau:

• Cấp oxy vào bể hiếu khí: Máy thổi khí và hệ thống phân phối khí liên tục đưa oxy vào bể. Oxy hòa tan tạo điều kiện cho các nhóm vi sinh vật hiếu khí phát triển và hoạt động.
• Vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ: Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn carbon và năng lượng. Quá trình này giúp chuyển hóa các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản hơn. Có thể hiểu đơn giản: Chất hữu cơ + O2 > CO2 + H2O + sinh khối. Nhờ đó, hàm lượng BOD và COD trong nước thải được giảm xuống.
• Diễn ra quá trình Nitrat hóa: Bên cạnh việc phân hủy chất hữu cơ, bể Oxic còn tạo điều kiện cho nhóm vi khuẩn Nitrat hóa chuyển hóa Amoni (NH₄⁺) thành Nitrit và tiếp tục thành Nitrat: NH4+ > NO2 - > NO3-. Quá trình này thường được chia thành hai bước: Bước 1: Nitrit hóa: NH4+ > NO2- và bước 2:  Nitrat hóa: NO2-⁻ > NO3-. Nitrat sau đó có thể được tuần hoàn về bể Anoxic để thực hiện quá trình khử Nitrat, qua đó loại bỏ Nitơ ra khỏi nước thải dưới dạng khí N₂.
• Hình thành và duy trì sinh khối vi sinh: Trong quá trình xử lý, vi sinh vật sinh trưởng và tạo thành bông bùn hoạt tính. Sinh khối này tiếp tục tham gia phân hủy chất hữu cơ và các hợp chất Nitơ. Sau bể Oxic, nước thường được đưa sang bể lắng để tách bùn vi sinh ra khỏi nước. Một phần bùn có thể được tuần hoàn trở lại hệ thống, phần bùn dư được đưa đi xử lý.

3. Công nghệ AAO xử lý được những loại nước thải nào? 

Công nghệ AAO phù hợp với các loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, đồng thời có yêu cầu xử lý Nitơ và Photpho. Một số nhóm nước thải thường có thể áp dụng gồm:

• Nước thải sinh hoạt: Nước thải hộ gia đình, khu dân cư, chung cư, tòa nhà văn phòng, trường học, khu đô thị, khu du lịch, nghỉ dưỡng, v.v...
• Nước thải chế biến thực phẩm: Chế biến thủy sản, chế biến thịt, chế biến nông sản, chế biến đồ uống, v.v...
• Nước thải chăn nuôi: Nước thải từ trang trại heo, bò, gia cầm có hàm lượng hữu cơ và Nitơ cao. AAO có thể tham gia xử lý chất hữu cơ và Nitơ, nhưng với tải lượng ô nhiễm lớn thường cần bố trí thêm các công đoạn tiền xử lý hoặc xử lý kỵ khí trước đó.
• Nước thải y tế: AAO có thể được sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải bệnh viện, phòng khám, cơ sở y tế sau khi có các công đoạn tiền xử lý cần thiết. Thông thường cần kết hợp thêm màng lọc MBR và khử trùng để kiểm soát vi sinh trước khi xả thải.

4. Ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải AAO

Cũng như các công nghệ xử lý nước thải khác, công nghệ AAO cũng có một số ưu điểm và nhược điểm. Một số ưu điểm của công nghệ này phải kể đến là

• Xử lý tốt chất hữu cơ: Hệ vi sinh trong các bể AAO có khả năng phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, giúp giảm các chỉ tiêu BOD, COD và TSS trong nước thải.
• Có khả năng xử lý Nitơ: AAO có khả năng kiểm soát Amoni và Nitơ tổng tốt nếu được thiết kế và vận hành đúng.
• Có khả năng xử lý Photpho sinh học: Bể kỵ khí trong AAO tạo điều kiện cho nhóm vi sinh vật tích lũy Photpho hoạt động. Khi kết hợp với các vùng thiếu khí và hiếu khí, hệ thống có thể hỗ trợ loại bỏ Photpho bằng phương pháp sinh học.
• Có thể xử lý đồng thời nhiều chất ô nhiễm: Một hệ thống AAO được thiết kế phù hợp có thể xử lý đồng thời: BOD, COD, TSS, Amoni, Nitơ, Photpho, và một số chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.
• Có thể áp dụng cho nhiều quy mô: Công nghệ AAO có thể được thiết kế cho nhiều quy mô từ hệ thống nhỏ đến các hệ thống xử lý nước thải có công suất lớn.
• Có thể kết hợp với các công nghệ khác: AAO có thể kết hợp với các công nghệ khác như MBR, MBBR, keo tụ, tạo bông, v.v...

Bên cạnh đó thì có một số điểm hạn chế như sau:

• Phụ thuộc nhiều vào hoạt động của vi sinh vật;
• Dễ bị ảnh hưởng khi hệ thống bị sốc tải;
• Yêu cầu diện tích xây dựng tương đối lớn;
• Không phù hợp với nước thải có nhiều chất khó phân hủy;
• Cần thời gian để hệ vi sinh thích nghi;
• Bùn sinh học cần được quản lý định kỳ;
• Khả năng xử lý Photpho phụ thuộc vào điều kiện vận hành.

5. Chuyên thiết kế, thi công hệ thống xử lý nước thải 

Công ty Cổ phần Xây dựng và Công nghệ Môi trường Hợp Nhất trong suốt hành trình phát triển hơn 15 năm đã trở thành đơn vị xử lý nước thải uy tín của nhiều doanh nghiệp. Hệ thống xử lý nước thải của Hợp Nhất không chỉ đáp ứng về mặt kỹ thuật mà còn đảm bảo về yếu tố kinh tế và yếu tố môi trường.

Ngoài công nghệ xử lý nước thải AAO, tùy vào đặc điểm nước thải ở mỗi ngành nghề, Hợp Nhất còn ứng dụng các công nghệ khác như công nghệ sinh học kết hợp A-O, AO-MBBR, công nghệ màng MBR, công nghệ xử lý sinh học theo mẻ SBR, hóa lý, oxy hóa bậc cao.

Hợp Nhất đã thực hiện thiết kế, thi công và lắp đặt hệ thống xử lý nước thải cho nhiều lĩnh vực với đặc tính nước thải và yêu cầu xử lý khác nhau, tiêu biểu như:

• Nước thải sinh hoạt: Khu dân cư, tòa nhà, chung cư, khách sạn, nhà hàng, trường học...;
• Nước thải sản xuất, chế biến thực phẩm: Chế biến thủy sản, thực phẩm, đồ uống;
• Nước thải y tế: Bệnh viện, phòng khám, cơ sở y tế;
• Nước thải chăn nuôi: Trang trại chăn nuôi, giết mổ gia súc;
• Nước thải dệt nhuộm: Xử lý nước thải chứa màu, chất hữu cơ và các thành phần đặc thù phát sinh trong quá trình nhuộm;
• Nước thải xi mạ: Xử lý các thành phần kim loại nặng và các chất ô nhiễm đặc thù bằng giải pháp hóa lý phù hợp.

Bên cạnh đó, Hợp Nhất còn triển khai hệ thống xử lý nước thải cho nhiều ngành nghề sản xuất và dịch vụ khác, với giải pháp được tính toán dựa trên lưu lượng, thành phần nước thải, tải lượng ô nhiễm, điều kiện mặt bằng và yêu cầu chất lượng nước đầu ra. Việc lựa chọn công nghệ vì vậy không áp dụng theo một công thức cố định mà được khảo sát, phân tích và thiết kế riêng cho từng dự án, nhằm đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, đạt hiệu quả xử lý và tối ưu chi phí đầu tư.

Song song với dịch vụ xử lý nước thải, Hợp Nhất còn cung cấp các gói hồ sơ về môi trường như đăng ký môi trường, giấy phép môi trường, báo cáo đánh giá tác động môi trường, báo cáo công tác bảo vệ môi trường định kỳ, hồ sơ ứng phó sự cố hóa chất, v.v... Giúp doanh nghiệp thực hiện đồng bộ giữa hồ sơ môi trường và các công trình bảo vệ môi trường, tuân thủ đúng đúng các quy định của Nhà nước, yên tâm phát triển bền vững trong dài hạn. 

6. Tài liệu tham khảo

 Tổng hợp

Nếu Quý doanh nghiệp đang có nhu cầu xử lý nước thải, hãy liên hệ qua Hotline: 0938.857.768 hoặc Để Lại Thông Tin tại Form Tư Vấn để được tư vấn giải pháp phù hợp với tình trạng thực tế.