Nguyên tắc xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính

Mỗi quy trình XLNT khác nhau sẽ phụ thuộc vào thành phần nước thải. Các mục tiêu chính bao gồm việc tách chất rắn, loại bỏ vật liệu gây ra những bất lợi đối với nước thải đầu ra và tối đa hóa tiềm năng tái sử dụng nước thải đã qua xử lý.

Đối với nước thải sinh hoạt, vẫn còn hơn 50% chất rắn tồn tại ở dạng lơ lửng và có thể loại bỏ qua thiết bị lắng, lọc. Quy trình xử lý hóa học, chủ yếu dựa vào chất đông tụ để tạo thành bông cặn lớn có thể lắng được. Còn với xử lý sinh học hiếu khí, VSV sẽ chuyển hóa chất phân hủy sinh học dạng keo, dạng hòa tan thành chất vô hại. Trong khi đó, xử lý vật lý liên quan đến quá trình hấp phụ, chẳng hạn chất ô nhiễm được loại bỏ thông qua than hoạt tính.

Và nổi bật trong số những công nghệ xử lý sinh học phải kể đến quy trình bùn hoạt tính. Đây là quy trình xử lý phổ biến và được áp dụng nhiều nhất trong lĩnh vực xử lý nước thải sinh hoạt và cả nước thải công nghiệp.

Nguyên tắc cơ bản nhất của quy trình bùn hoạt tính

Quá trình này là sự phát triển của quần thể vi khuẩn thông qua sự phát triển của chất ô nhiễm trong môi trường hiếu khí. Nó cho phép xử lý đồng thời chất hữu cơ, chất dinh dưỡng cùng nhiều chất ô nhiễm khác. Các vi sinh vật trong bùn hoạt tính chịu trách nhiệm phân hủy và chuyển hóa chất hữu cơ tạo ra tế bào mới như cacbon, oxy và nước,… Quy trình bùn hoạt tính cần thời gian để hình thành hạt bùn (floc), sinh khối được tạo ra cùng với nước thải đã xử lý được phép lắng trong bể lắng.

Thành phần chính của hệ thống bùn hoạt tính thường bao gồm bể sục khí, nước thải trộn với bùn hoạt tính liên tục cùng với nguồn oxy được cung cấp sẵn. Sau quá trình này, bùn hoạt tính đi vào bể lắng để loại bỏ và tạo ra nguồn nước tinh khiết.

Để quy trình bùn hoạt tính hoạt động hiệu quả cần dựa vào thiết bị sục khí cung cấp nguồn oxy ổn định để phát triển quần thể sinh khối. Vì thế, nó thích hợp với nước thải có cường độ ô nhiễm BOD ở mức thấp. Đồng thời để tăng cường quá trình thanh lọc, người ta còn ứng dụng thêm quá trình lọc nước thải bằng than hoạt tính trong bể sục khí. Hoặc xử lý trước hay sau bằng ozone cũng được ứng dụng.

Sục khí vẫn luôn là tiêu chí quan trọng nhất trong vận hành hệ thống xử lý bùn hoạt tính để loại bỏ nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD). Việc này đòi hỏi phải dựa vào lưu lượng, khối lượng nước thải, đặc tính và các yêu cầu xử lý sơ bộ.

Các quy trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính trở thành một phần của hệ thống xử lý nước thải phức tạp và thường sử dụng sau quá trình xử lý sơ cấp. Hệ thống bao gồm giai đoạn sục khí chính, thiết bị sục khí mở rộng, thiết bị trộn để giữ cho hạt bùn ở dạng huyền phù. Đồng thời thiết bị lọc thứ cấp tham gia vào quá trình tách sinh khối và thu thập sinh khối đã lắng. Các quá trình sinh học này diễn ra hiệu quả hơn trong việc loại bỏ chất ô nhiễm, đồng thời cho phép diễn ra quá trình nitrat hóa, khử nitrat hay loại bỏ photpho.

Một số quy trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính xảy ra theo một số giai đoạn dưới đây:

• Thời gian hấp thụ của bông bùn từ 15 – 45 phút ngắn hơn so với các hệ thống xử lý khác từ 30 – 90 phút
• Thời gian lưu có thể kéo dài 24 tiếng hoặc lâu hơn tùy thuộc vào quá trình sục khí
• So với quy trình oxy hóa sinh học khác thì việc loại bỏ BOD đạt đến 95% hoặc cao hơn
• Quy trình sục khí theo từng giai đoạn cũng được ứng dụng là thay đổi từ quy trình bùn hoạt tính thông thường thành quy trình tốc độ cao
• Hệ thống bùn hoạt tính thường ứng dụng XLNT đô thị vì thế khi thiết kế bể với dòng chảy giúp giảm thiểu thời gian lưu thủy lực và tối ưu hóa đặc tính lắng của bông cặn
• Vì mức độ ô nhiễm chất dinh dưỡng ngày càng phức tạp, bể bùn hoạt tính thường có thêm giai đoạn xử lý kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí kết hợp để loại bỏ photpho và nito
• Nhiều hệ thống còn được thiết kế bể kỵ khí sau bể sục khí. Khi đó, quá trình khử nito sơ bộ, quá trình nitrat hóa cũng diễn ra trong bể hiếu khí
• Quá trình sục khí mở rộng ứng dụng ngày càng nhiều và được thiết kế với thời gian lưu giữ nước lâu hơn, tạo ra tuổi bùn dài hơn, nito được chuyển hóa thành nitrat trong bể phản ứng nên giảm nhu cầu oxy của nước thải đầu ra từ nguồn tiếp nhận
• Một sửa đổi khác của bùn hoạt tính là bể phản ứng theo mẻ trình tự SBR dựa vào quá trình xử lý liên tục trong cùng một bể xử lý. Hệ thống này cung cấp khả năng lắng của bông bùn cao hơn, chất lượng nước đầu ra ổn định, khử nhiều chất dinh dưỡng

Hiện nay, quy trình bùn hoạt tính không còn ứng dụng riêng lẻ mà thường kết hợp cùng với nhiều công nghệ xử lý khác để tăng hiệu quả xử lý hoặc nâng cấp thành quy trình xử lý mới tối ưu hơn. Để áp dụng công nghệ xử lý hiệu quả nhất, bạn cần tư vấn từ đơn vị có chuyên môn để hiểu rõ hơn về tính năng, bản chất và khả năng ứng dụng vào nguồn thải thực tế cần xử lý. Cần tư vấn thêm hãy liên hệ ngay với Công ty xử lý môi trường Hợp Nhất qua Hotline 0938.857.768 để được báo giá hệ thống chi tiết hơn.