3 quy trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí phổ biến hiện nay

xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí

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. 

Chất hữu cơ có trong nước thải sẽ được phân giải thành hợp chất vô cơ đơn giản và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống của vi sinh vật. Mục đích của quá trình này là làm giảm nồng độ BOD/COD và làm sạch nguồn nước thải, đáp ứng tiêu chuẩn nước đầu ra theo quy định.

xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí có thể mô tả bằng phản ứng sau:

(CHO)nNS + O2 → CO2 + H2O + NH4+ + H2S + tế bào vi sinh vật + ∆H

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí gồm 3 giai đoạn:

  • Giai đoạn 1: Oxi hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào

CxHyOzN + (x+ +  + ) O2 → xCO2 + []H2O + NH3

  • Giai đoạn 2 (quá trình đồng hóa): Tổng hợp để xây dựng tế bào

CxHyOzN + NH3 + O2 → xCO2 + C5H7NO2

  • Giai đoạn 3 ( quá trình dị hóa): Hô hấp nội bào

C5H7NO2 + 5O2 → xCO2 + H2O

NH3 + O2 → O2 + HNO2 → HNO3

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 ra khỏi bể lắng đợt hai không nhỏ hơn 2mg/l.

oxy

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.

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. 

nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật

Để xác định hàm lượng chất dinh dưỡng cần thiết trong quá trình xử lý nước thải, người ta thường chọn tỉ lệ như sau: BODtp : N : P = 100 : 5 : 1.

Cụ thể, lượng các chất dinh dưỡng cần thiết phải đạt chỉ số tối thiểu như sau:

  • Nồng độ BODtp của nước thải: 500 – 1000 mg/l
  • Nồng độ nitrogen trong muối ammonium: 1525 mg/l
  • Nồng độ photpho trong P2O5: 368 mg/l

Nếu nồng độ dưỡng chất nói trên bị thấp hơn thông số quy định sẽ kìm hãm và ngăn cản các quá trình oxi hóa sinh học. Nếu thiếu nitrogen sẽ cản trở các quá trình sinh hoá, còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng và dễ trôi theo nước ra khỏi bể lắng.

Ngoài ra các yếu tố khác của môi trường như độ pH, nhiệt độ nước thải cũng có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình hoạt động của vi sinh vật trong quá trình xử lý nước thải. Theo nhiều nghiên cứu, độ pH tối ưu cho hoạt động phân giải của các vi sinh vật trong bể xử lý hiếu khí là 6,5 – 8,5 và nhiệt độ của nước thải thường nằm trong khoảng 6 – 37 độ C.

Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí

1/ Xử lý bằng bùn hoạt tính hiếu khí hay vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng

Bể bùn hoạt tính hiếu khí là một trong những phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp hiện nay. 

công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí

Phương pháp này sử dụng các vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục nhằm cung cấp một lượng oxy ổn định. Phản ứng oxy hóa diễn ra nhanh đồng thời các chất ô nhiễm tích tụ được vi sinh vật hấp thụ để làm thức ăn, gia tăng sinh khối, từ từ tạo thành các hạt bông gọi là bùn hoạt tính.

Ưu điểm:

  • Hiệu quả xử lý nồng độ BOD cao, đảm bảo nguồn nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn chất lượng.
  • Hệ thống dễ xây dựng và vận hành, thân thiện với môi trường, không gây ô nhiễm thứ cấp.

Nhược điểm:

  • Khi vận hành có thể phát tán bọt do các chất tẩy rửa.
  • Phát tán vi khuẩn trong quá trình sục khí.
  • Chi phí điện dùng để vận hành khá cao, tiêu tốn nhiều năng lượng.
  • Đầu tư thêm bơm tuần hoàn bùn, bơm thổi khí.

2/ Xử lý bằng vi sinh vật tăng trưởng dạng bám dính

Nguyên lý hoạt động của phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật tăng trưởng bám dính là sử dụng các vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc được đặt trong bể bùn hoạt tính để phân hủy các chất hữu cơ, tạp chất gây ô nhiễm có trong nước thải.

Ưu điểm:

  • Hệ vi sinh vật cộng sinh mang đến hiệu quả xử lý nước thải toàn diện.
  • Giảm 30% thể tích bể, giảm diện tích hệ thống, giảm chi phí đầu tư ban đầu.
  • Tiết kiệm 40% điện năng so với phương pháp xử lý thông thường.

3/ Xử lý bằng bể lọc sinh học

Đây là phương pháp xử lý nước thải sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong bể lọc sinh học nhân tạo. Vi sinh vật dính bám trên bề mặt vật liệu lọc tạo thành lớp màng sinh học, sau khi nước thải chảy qua lớp vật liệu này thì các chất ô nhiễm sẽ được phân hủy và xử lý.

xử lý bằng bể lọc sinh học

Cấu tạo của bể lọc sinh học gồm các bộ phận chính: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước trên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống dẫn và phân phối khí cho bể lọc.

Bể lọc sinh học được chia làm 2 loại là: lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước và lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước.

Ưu điểm:

  • Chi phí đầu tư thấp.
  • Tiêu tốn ít năng lượng hơn so với các phương pháp xử lý bằng bùn hoạt tính.

Nhược điểm:

  • Có thể bị tắc hệ thống.
  • Lưu lượng nước thải xử lý nhỏ.
  • Dễ sinh mùi.
  • Dễ bị tác động bởi các yếu tố khác như: tính chất của chất hữu cơ ô nhiễm, tốc độ oxi hóa, tiết diện màng sinh học, thành phần vi sinh, nhiệt độ….

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

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Hotline: 0888 167 247