4 Cách xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học thường gặp

Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá và đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với tất cả các hoạt động của con người và sinh vật trên trái đất. Khi nguồn nước cạn kiệt con người có thể vận chuyển từ nơi này cung cấp đến nơi khác nhưng khi nguồn nước bị ô nhiễm lại là vấn đề nan giải khó giải quyết trong nhiều năm qua ở các quốc gia trên thế giới, kể cả Việt Nam. Dưới đây là một số phương pháp xử lý nước thải sinh học ô nhiễm nổi trội được Hợp Nhất triển khai và thực hiện trong nhiều năm qua:

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa vào sự sinh trưởng và phát triển của các hệ vi sinh vật trong nước thải. Vi sinh vật chuyển hóa và phân hủy các chất hữu cơ và chất khoáng làm thức ăn, tổng hợp tế bào mới từ đó làm tăng sinh khối sinh vật lên đáng kể.

1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí

Trong điều kiện không được cung cấp oxy, vi sinh vật vẫn có thể phân hủy các chất hữu cơ và chất vô cơ trong nước thải.

1.1. Giai đoạn xử lý chất hữu cơ và chất vô cơ

Các giai đoạn diễn ra:

• Bước 1: Dưới tác dụng của thủy phân mà các chất hữu cơ phức tạp và chất béo thành các chất hữu cơ đơn giản. Vi khuẩn sử dụng các chất này làm thức ăn để cung cấp năng lượng và dinh dưỡng trong việc sinh trưởng và phát triển.
• Bước 2: Lên men axit. Các chất hữu cơ đơn giản à axit hữu cơ thông thường (axit acetic, glixerin, axetat,…).
• Bước 3: Lên men kiềm. Chuyển hóa axit acetic + hydro à CH4 và CO2.
• Bước 4: Methane hóa

1.2. Phương pháp sinh học kỵ khí nhân tạo

- Bể USA: trong lớp bùn nằm sâu dưới đáy bể chứa nhiều chất gây ô nhiễm. Nhờ hoạt động của VSV kỵ khí sinh ra khí mêtan và cacbon dioxide. Ngoài ra ưu điểm nổi bật khi xử lý ở bể USA ít hao tốn năng lượng, lượng bùn có hoạt tính cao, loại bỏ lượng lớn chất hữu cơ,…

- Lọc sinh học kỵ khí: lọc kỵ khí với sinh trưởng gắn kết trên giá mang hữu cơ nhờ cơ chế phân hủy và hấp thụ chất hữu cơ của VSV.

1.3. Phương pháp sinh học kỵ khí tự nhiên

Ao hồ kỵ khí: thường sử dụng loại ao hồ có kích thước sâu mà không cần cung cấp oxy cho VSV mà VSV sẽ sử dụng lượng oxy từ hợp chất nitrat, sulfat,… thành các axit hữu cơ, khí CH4, H2S, CO2 hoặc H2O.

2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí

Xử lý nước thải công nghệ sinh học mang đến hiệu suất cao hơn nhờ vi sinh vật tồn tại trong điều kiện được cung cấp lượng oxy nhân tạo thường xuyên và liên tục để tăng cường quá trình phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ làm thức ăn.

Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy trong nguồn nước thải nhờ quá trình sục khí liên tục cung cấp một lượng lớn khí oxy làm điều kiện thuận lợi để VSV sinh trưởng và phát triển.

Quá trình xử lý nước thải hiếu khí bao gồm 2 giai đoạn chủ yếu: tự nhiên và nhân tạo.

2.1. Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí tự nhiên

Ao hồ sinh học hiếu khí: Kích thước từ 0,3 -0.5 m, là nơi diễn ra quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ cơ chế hoạt động chủ yếu từ VSV hiếu khí. Nhờ ánh sáng mặt trời, lớp oxi khuếch tán dễ dàng qua tầng nước bề mặt tạo điều kiện thuận lợi để tảo, rong rêu tiến hành quá trình quang hợp để cung cấp oxy cho VSV sinh trưởng.

Cánh đồng tưới và bãi lọc: thường dùng để xử lý nước thải sinh hoạt.

2.2. Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo

- Bể Aerotank: Bể Aerotank được xây dựng với dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn. Đây là nơi tập trung nhiều bùn cặn; chính vì thế, máy thổi khí được thiết kế dưới đáy bể để đảm bảo lớp bùn này luôn trong trạng thái xáo trộn nhờ vậy mà các VSV liên kết thành những các hạt bùn hoạt tính lơ lửng trong nguồn nước.

+ Nguyên lý hoạt động

Quá trình oxy hóa trong bể Aerotank gồm 3 giai đoạn chính:

• Giai đoạn 1: Tốc độ oxy hóa diễn ra mạnh mẽ. Thúc đẩy quá trình phát triển của VSV, lượng oxy tăng lên đáng kể.
• Giai đoạn 2: VSV sinh trưởng và phát triển ổn định.
• Giai đoạn 3: Tốc độ oxy giảm – Tốc độ tiêu thụ oxy tăng.

- Bể lọc sinh học: Bể lọc sinh học sử dụng các lớp vật liệu lọc được bao quanh bởi các lớp màng VSV. Cấu tạo: bộ phận chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước, hệ thống thu và dẫn nước sau lọc, hệ thống dẫn và phân phối khí cho bể lọc.

+ Phân loại:

• Lớp vật liệu không ngập nước đòi hỏi hệ thống làm việc bằng những chỉ số cụ thể như nồng độ pH=7, nhiệt độ từ 30 – 40 độ C, độ ẩm hoặc lượng oxy thích hợp. Ngoài ra với cơ chế hoạt động tự động giúp tiết kiệm thời gian vận hành cũng như tiết kiệm năng lượng khi sử dụng.
• Lớp vật liệu ngập nước không phụ thuộc vào sự thay đổi tải trọng, quy mô thiết kế gọn nhẹ tiết kiệm diện tích cũng như cấu trúc modun và dễ dàng điều khiển và vận hành tự động hóa.
• Đĩa quay sinh học RBC: Xử lý nước thải bằng thiết bị sinh học RBC là sự kết nối chủ yếu giữa màng lọc sinh học và lớp VSV gắn kết trên bề mặt lớp vật liệu đó. Lớp VSV bám chặt trên lớp vật liệu lọc tiếp xúc trực tiếp với các hợp chất hữu cơ cùng oxy có trong nước thải. Vì thế, quá trình quay liên tục của đĩa quay tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhanh và hiệu quả hơn.
• Mương oxy hóa: được nâng cấp từ dạng bể Aerotank được khuấy trộn thường xuyên trong điều kiện hiếu khí.

3. Xử lý nước thải sinh học thiếu khí

Phương pháp thiếu khí xảy ra quá trình khử nitrat thành nito (điều kiện không có oxy) nhưng oxy hóa nhiều các chất hữu cơ trong nước thải (sử dụng nitrat và nitrit thay vì oxy).

4. Xử lý nước thải sinh học hiếu khí kết hợp với kỵ khí

Ao hồ hiếu – kỵ khí gồm hai quá trình diễn ra song song với nhau, bao gồm:

• Phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan nhờ tảo quang hợp dưới ánh sáng của mặt trời
• Phân hủy kỵ khí các chất cặn lắng ở đáy tạo thành khí CH4, H2S, H2,…

Bài viết mang tính chất tham khảo, công ty môi trường Hợp Nhất cảm ơn bạn đã theo dõi, mọi thắc mắc hoặc cần hỗ trợ, bạn có thể để lại bình luận bên dưới.