Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí là một trong những phương pháp được áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp phổ biến nhất hiện nay. Nguyên tắc xử lý nước thải của phương pháp này, các yếu tố tác động và hiệu quả xử lý ra sao? Cùng NTSE tìm hiểu những đặc trưng này trong bài viết ngay sau đây nhé!
Nguyên lý chung của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ thích hợp có trong nước thải dưới điều kiện được cung cấp oxy liên tục ở nồng độ phù hợp (2-4 mg/l)
Sơ đồ cân bằng BOD trong công trình XLNT bằng phương pháp sinh học hiếu khí:
Phương trình tổng quát của phản ứng oxi hóa diễn ra trong điều kiện hiếu khí:
– Oxy hóa chất hữu cơ:
CxHyOzNt + (x+y/4-z/2-3t/4) O2 🡪 x CO2 + (y-3t)/2 H2O + t NH3 + ∆H
– Tổng hợp sinh khối:
CxHyOzNt + t NH3 + (x+y/4-z/2-43t/4) O2 🡪 2t C5H7NO–2 + (x-10t) CO2 + (y-11t)/2 H2O + ∆H
– Oxi hóa nội bào:
C5H7NO–2 + 5 O2 🡪 5 CO2 + NH3 + 2 H2O + ∆H
- CxHyOzNt : Chất hữu cơ trong nước thải
- C5H7NO–2 : Công thức tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào
- ∆H: Năng lượng.
Các quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Đặc biệt, khả năng xử lý nước thải trong quá trình này có đạt hiệu quả hay không còn phụ thuộc nhiều vào các yếu tố môi trường xung quanh. Vậy, các yếu tố đó là gì?
Các yếu tố môi trường cần quan tâm trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Để đảm bảo quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí được tiến hành trong điều kiện tốt nhất, người ta thường quan tâm đến 3 yếu tố môi trường sau đây:
1/ Oxy
Trong quá trình xử lý nước thải ở điều kiện hiếu khí, Oxy là một trong những yếu tố vô cùng quan trọng. Quy trình cần bảo đảm cung cấp đầy đủ lượng Oxy một cách liên tục và hàm lượng Oxy hòa tan trong nước ở bể xử lý sinh học hiếu khí từ 2-4 mg/l.
2/ Nồng độ các chất thải hữu cơ không vượt ngưỡng cho phép
Nồng độ chất thải hữu cơ trong nước thải nếu quá cao, vượt ngưỡng cho phép có thể làm ảnh hưởng đến hoạt động sống bình thường của vi sinh vật. Vì vậy, trước khi tiến hành xử lý, người ta cần tiến hành kiểm tra các chỉ số BOD và COD của nước thải.
Cụ thể, hỗn hợp nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt phải có BOD toàn phần (BODtp) ≤ 500mg/l, và không được vượt quá 1000mg/l. Nếu nước thải có chỉ số BODtp vượt quá giới hạn nói trên thì cần phải thay đổi phương án xử lý nước thải cho phù hợp hoặc pha loãng nước thải trước khi vào hệ thống xử lý sinh học hiếu khí.
3/ Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật
Muốn vi sinh vật có thể tham gia vào quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí thì cần phải cung cấp cho chúng đầy đủ các chất dinh dưỡng thiết yếu trong môi trường sống.
Để xác định hàm lượng chất dinh dưỡng cần thiết trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, người ta thường chọn tỉ lệ như sau: BODtp : N : P = 100 : 5 : 1.
Thiếu hụt N, P sẽ kìm hãm sự phát triển của một số vi sinh vật trong quá trình oxyhóa, làm thay đổi tương tác giữa các nhóm vi khuẩn, các vi khuẩn dạng sợi phát triển mạnh làm cho bùn xốp sẽ khó lắng
4/ pH và nhiệt độ
Giá trị pH có ảnh hưởng rất lớn đến enzim trong tế bào và quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bào, hệ thống XLy sinh học hiếu khí có thể hoạt đông được trong dải pH khá rộng 5-9, tuy nhiên pH tối ưu cho quá trính trong khoảng 6.5-8.5
Nhiệt độ có vai trò quan trọng trong xử lý sinh học vì nhiệt độ quyết định vận tốc của phản ứng oxy hóa, các quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Nhiệt độ tối ưu khoảng 20-35 độ.
5/ Tỷ lệ F/M
Nếu F/M >1, tức là dư thừa dinh dưỡng, nên vi khuẩn sinh trưởng nhanh, khó tự hủy và thời gian tạo nha bảo giảm dẫn đến kkhả năng tạo bông kém, nước đục và bùn khó lắng
Nếu F/M <1, tức là thiếu dinh dưỡng, khi đó các vi khuẩn sợi phát triển làm xốp bùn dẫn đến khả năng bùn lắng kèm.
6/ Các chất độc hại
Cái ion kim loại năng, ion halogen có khả năng ức chế tính hoạt hóa của enzim oxy hóa khử ở vi sinh vật
Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là một giải pháp tối ưu về các yếu tố kinh tế và kỹ thuật, thân thiện với môi trường. XLNT bằng phương pháp sinh học bao gồm:
1/ Phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên
Phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên bao gồm:
Bãi lọc ngầm, cánh đồng lọc, các hồ sinh vật hiếu khí.
Ưu điểm: Đây là phương pháp xử lý chi phí thấp, dễ vận hành.
Nhược điểm: Cần diện tích xây dựng lớn
Trong quá trình vận hành, cần kiểm soát một số bể gây mùi.
2/ Phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo
Bao gồm: PP lọc dính bám
PP bùn hoạt tính
Phương pháp lọc dính bám dựa trên nguyên tắc hấp thụ và oxy hóa các chất hữu cơ trên màng sinh vật (VSV sinh trưởng dính bám).
Một số công trình xử lý nước thải sử dụng công nghệ này:
+ Bể lọc sinh học
+ Đĩa lọc sinh học
+ Công trình thổi khí tiếp xúc
Đặc thù của phương pháp này là hàm lượng BOD của nước thải thấp BOD5 < 300 mg/l.
Phương pháp bùn hoạt tính hoạt động theo nguyên tắc hấp thụ cà oxy hóa chất hữu cơ trong các bông bùn hoạt tính (VSV sinh trưởng lơ lửng).
Một số công trình xử lý nước thải bằng công nghệ này:
+ Các bể Aerotank truyền thống
+ Aerotank thổi khí theo bậc
+ Aerotank trộn
+ Kênh oxy hóa tuần hoàn
+ Aerotank kết hợp nitrat hóa và khử Nitrat
Đặc thù của phương pháp này là hàm lượng BOD của nước thải trung bình BOD5 = 300-500 mg/l.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí thường chỉ thích hợp để xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm vừa và thấp, lưu lượng vừa phải như nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp chẳng hạn. Bạn đang có nhu cầu xử lý nước thải nhằm bảo vệ môi trường thì NTSE sẽ cung cấp cho bạn giải pháp toàn diện và chất lượng nhất. Liên hệ ngay với chúng tôi nhé!
>>> Xem thêm: Ứng dụng vi sinh xử lý nước thải trong cuộc sống hiện đại
