Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Yếm Khí / Top 8 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 2/2023 # Top View | Channuoithuy.edu.vn

Xử Lý Nước Thải Yếm Khí Bằng Công Nghệ Uasb

a. Sơ lược về quá trình xử lý yếm khí nước thải thu biogas và khả năng ứng dụng:

Xử lý yếm khí nước thải bằng UASB là một trong những phương pháp sinh học xử lý hiệu quả nước thải giàu chất hữu cơ đồng thời thu khí biogas.

Quá trình này thích hợp với các loại nước thải có chất hữu cơ từ 3000 mg/l đến 10000 mg/l. Có thể đến 20000 mg/l

Xử lý bằng UASB thích hợp cho xử lý nước thải một số ngành như: Nước thải ngành thủy sản, nước thải ngành sản xuất cồn, nước thải ngành giấy…

b. Nguyên tắc của quá trình lên men yếm khí tạo biogas:

Nguyên tắc của qúa trình này là sử dụng vi sinh vật yếm khí và tùy tiện để để phân hủy các hợp chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học thu khí biogas.

c. Cơ chế của quá trình phân giải yếm khí:

Cơ chế của quá trình phân giải yếm khí các chất hữu cơ gồm 3 giai đoạn

Dưới tác dụng của các enzim thủy phân (Hyđrolaza) của vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ phức tạp như: gluxit, lipit và protein…được phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản thành các chất hữu cơ đơn giản như: Đường, peptit, glyxerin, axit hữu cơ, axit amin…

Cơ chế của một số chất đơn giản:

Giai đoạn 2 : Giai đoạn lên men axit hữu cơ.

Các sản phẩm thủy phân sẽ được phân giải yếm khí tạo thành các axít hữu cơ có phân tử lượng nhỏ hơn như axít butyric, axit propionic, axit axetic, axit foocmic. Trong quá trình lên men axit hữu cơ, một số axit béo phân tử lượng lớn được chuyển hóa tạo axit axetic dưới dạng của các vi khuẩn axetogen.

Ví dụ một số cơ chế đơn giản sau:

Ngoài ra, sự lên men cũng tạo thành các chất trung tính như: Rượu, andehyt, axeton, các chất khí CO 2, H 2, NH 3, H 2 S và một lượng nhỏ khí Indol, scatol…

Trong giai đoạn này BOD và COD giảm không đáng kể do đây chỉ là giai đoạn phân cắt các chất phức tạp thành các chất đơn giản hơn và chỉ có rất nhỏ một phần chuyển thành CO 2 và NH 3 , đặc biệt độ pH của môi trường có thể giảm.

Đây là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình

Dưới tác dụng của các vi khuẩn mêtan hóa, các axit hữu cơ, các chất trung tính…bị phân giải tạo thành khí mêtan

Sự hình thành khí mêtan có thể theo hai cơ chế sau:

– Do decacboxyl hóa các axit hữu cơ:

– Do khử CO 2 trong đó chất nhường điện tử là H 2 hoặc các chất mang H+ trung gian:

Nhiệt độ thích hợp đối với vi sinh vật ưu ấm là 35 – 37 oC, còn đối với vi sinh vật ưa nóng là 55 – 60 oC, như vậy có thể điền chỉnh nhiệt độ cho quá trình khoảng 42 – 43 o C

Khi nhiệt độ tăng thì vận tốc phản ứng của quá trình tăng nhưng quá trình đối lưu khí trong bể tăng nên khí CO 2 và H 2 dễ thoát ra ngoài do đó dễ mất 30% CH 4 tạo ra nhờ khử CO 2 và làm giảm hiệu quả thu khí biogas.

Ở giai đoạn 1và 2 thì pH ảnh hưởng không nhiều đến vi sinh vật vì các vi sinh vật của giai đoạn này có thể thích ứng được với môi trường axit.

Nếu pH < 6.2 hiệu quả thu metan giảm 30%.

Nếu pH < 6 kéo dài trong 1 tuần thì vi khuẩn metan có thể chết.

Tỷ số C/N = 30/1 là tỷ số thích hợp.

C/N3 trong môi trường yếm khí và trở thành chất độc kìm hãm vi sinh vật cho nên hiệu quả xử lý giảm.

So sánh với bể aeroten (C/N = 20/1) thì nhu cầu N của xử lý yếm khí thấp hơn vì hệ số tạo sinh khối đối với biện pháp hiếu khí là khoảng 0.25 lớn hơn nhiều so với phương pháp yếm khí chỉ khoảng 0.05 – 0.136.

Các chất kìm hãm đối với vi sinh vật của qúa trình này là:

+ Ngoài ra còn một số các chất hữu cơ dạng mạch vòng, dung môi hữu cơ, chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật…

Thời gian lưu phụ thuộc vào bản chất của COD và BOD và tải lượng của dòng thải.

Email: Moitruongxuyenviet@gmail.com

Tư vấn miễn phí:

CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT

Địa chỉ: 537/18/4 Nguyễn Oanh, Phường 17, Quận Gò Vấp, TP.HCM

(Địa chỉ cũ: B30 Khu Chung Cư An Lộc, Phường 17, Quận Gò Vấp, TPHCM)

Điện thoại: (+84) 028 3895 3166

Hotline: 0903.018.135 – 0918.280.905

Email: moitruongxuyenviet@gmail.com – info@moitruongxuyenviet.com

Fax: (+84) 028 3895 3188

Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!

Xử Lý Khí Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học –

Quý khách đang cần xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học xin hãy gọi!

097 222 1608

Hiện nay hệ thống xử lý khí thải đã và đang được áp dụng với nhiều phương pháp xử lý khí thải trước khi phát thải ra ngoài môi trường.

Trong đó công nghệ xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học được đánh giá là một trong những phương pháp xử lý hữu hiệu nhất hiện nay được đa số các nhà máy, khu công nghiệp lựa chọn để xử lý khí khải gây ô nhiễm.

Bạn đang thực sự muốn tìm hiểu về phương pháp. Xin hãy đọc kỹ những nội dung dưới để áp dụng đúng kỹ thuật.

Bài viết sẽ cung cấp những kiến thức cơ bản sau:

Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học là gì?

Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học là phương pháp lợi dụng các vi sinh vật phân hủy. Hoặc tiêu thụ các khí thải độc hại.

Các vi sinh vật, vi khuẩn sẽ hấp thụ, đồng hóa các thành phần hữu cơ, vô cơ độc hại trong khí thải và thải ra các khí như CO2,…

Xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học có các đặc điểm như sau:

Công nghệ làm sạch khí thải bằng phương pháp sinh học trong đó có bể xử lý chính gọi là “lọc sinh học giọt thấm, bộ lọc sinh học và lọc màng”. Cách thức của các bể này tương tự nhau. Khí thải mang chất ô nhiễm bay hơi được đưa qua bể xử lý, ở đó chất bay hơi được chuyển từ pha khí sang pha lỏng.

Vi sinh vật thích nghi với môi trường chậm, thời gian lưu dài. Các vi sinh vật tham gia vào quá trình bao gồm vi khuẩn, nấm và động vật nguyên sinh. Ví dụ Microcosus abbus, Proteur vulgnus, Streptomyces,… Trong quá trình xử lý các vi sinh vật này tùy vào sự tương tác với thành phần xử lý mà tạo thành một quần thể sinh vật dạng màng mỏng gọi là màng sinh khối.

Chất ô nhiễm phải hòa tan trong nước và có khả năng oxy hóa phân hủy bằng vi sinh vật

Nhiệt độ cho phương pháp tối ưu nằm trong khoảng giới hạn trên dưới từ 5-6oC đến 15-40o

Thành phần hỗn hợp các khí thải cần xử lý phải không chứa các chất độc hại làm chết các vi sinh vật.

Nguyên lý của xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học

Các nguyên lý được áp dụng trong việc xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học bao gồm 3 nguyên lý cơ bản sau:

Cân bằng phân bố của chất ô nhiễm.

Sự khuếch tán vào màng sinh học.

Phân hủy sinh học của chất ô nhiễm

Các phương pháp sinh học được dùng trong xử lý khí thải !

Nội dung bài viết này sẽ tập trung vào 3 phương pháp xử lý khí thải như sau:

Lọc sinh học (Biofillter).

Các thiết bị làm sạch sinh học (Bio- crubber).

Các Biocreactor chứa các màng lọc Polymer

Thứ nhất, Lọc sinh học (Biofillter)

Khái niệm phương pháp lọc sinh học trong xử lý khí thải

Phương pháp lọc sinh học là một biện pháp xử lý ô nhiễm tương đôi mới. Đây là một phương pháp hấp dẫn để xử lý các chất khí có mùi hôi và các hợp chất hữu cơ bay hơi có nồng độ thấp.

Hệ thống xử lý khí thải bằng phương pháp lọc sinh học cung cấp môi trường cho vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất khí có mùi hôi và các chất hữu cơ gây bệnh trong khí thải.

Hệ thống lọc bao gồm một buồng kín chứa các vi sinh vật và hấp thụ hơi nướ. Giữ chúng lại trong nguyên liệu lọc. Nguyên liệu lọc được thiết kế sao cho khả năng hấp thụ nước lớn. Độ bền cao, ít làm suy giảm áp lực luồng khí đi ngang qua nó.

Nguyên lý hoạt động

Hình ảnh cơ chế hoạt động của phương pháp lọc sinh học

Hệ thống lọc sinh học cung cấp môi trường cho vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất khí có mùi hôi, các chất hữu cơ gây ô nhiễm trong không khí.

Hệ thống lọc bao gồm một buồng kín chứa các vi sinh vật và hấp thụ hơi nước. Giữ chúng lại trong nguyên liệu lọc. Trong hệ thống này các vi sinh vật sẽ tạo thành một màng sinh học. Đây là một màng ẩm và mỏng bảo quanh vật liệu lọc.

Nguyên liệu lọc được thiết kế sao cho hấp thụ nước lớn nhất. Độ bền cao và ít làm suy giảm áp lực buồng khí đi ngang qua nó.

Trong quá trình lọc sinh học, các chất khí ô nhiễm được làm ẩm. Sau đó được bơm vào một buồng phía bên dưới vật liệu lọc.

Khi chất khí đi qua lớp nguyên liệu lọc, các chất ô nhiễm bị hấp thụ và phân hủy. Khí thải sau khi được đã lọc thoát lên trên vào khí quyển bên trên hệ thống lọc.

Nguyên liệu chính của quá trình xử lý khí thải bằng phương pháp lọc sinh học

Lớp nguyên liệu lọc ẩm tạo nên điều kiện lý học và hóa học thuận lợi cho việc chuyển đổi các chất ô nhiễm từ pha khí sang pha lỏng và quá trình phân hủy sinh học các chất ô nhiễm này bởi màng sinh học.

Nguyên liệu lọc điển hình là hỗn hợp của các chất nền ủ phân compost, đất, cây thạch nam (heather), plastic và các phụ phẩm gỗ. Các nguyên liệu lọc thường có tuổi thọ từ 5-7 năm trước khi phải thay mới.

Ưu và nhược điểm của việc xử lý khí thải bằng phương pháp lọc sinh học

Ưu điểm Nhược điểm

-Giá thành thấp, giá vận hành thấp, ít sử dụng hóa chất.

-Thiết kế linh động, dễ áp dụng cho mọi loại hình công ty xí nghiệp.

-Linh động trong việc xử lý mùi hôi, các hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất độc.

-Hiệu suất xử lý cao

-Hệ thống lọc sinh học linh động trong việc xử lý mùi hôi, các hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất độc. Hiệu suất xử lý thường lớn hơn 90% đối với các khí thải có nồng độ các chất ô nhiễm < 1000 ppm.

-Nhiều loại nguyên liệu lọc, vi sinh vật và điều kiện vận hành khác nhau có thể áp dụng để đáp ứng nhu cầu xử lý.

-Không phân hủy được các hợp chất hữu cơ bay hơi có chứa chlor.

-Hệ thống lọc sinh học không thể xử lý được các chất ô nhiễm có khả năng hấp phụ thấp. Tốc độ phân hủy sinh học chậm ví dụ như các hợp chất hữu cơ bay hơi có chứa chlor.

-Các nguồn ô nhiễm có nồng độ hóa chất cao. Cần các hệ thống lớn và diện tích lắp đặt lớn.

-Nguồn gây ô nhiễm mức độ cao sẽ gây ảnh hưởng đến vi sinh vật.

-Thời gian để vi sinh vật thích nghi với môi trường có thể kéo dài đến hàng tháng

Thứ hai, Các thiết bị làm sạch sinh học (Bio- Scrubber).

Nguyên tắc hoạt động

Nguyên tắc hoạt động của các bio-crubber khác với bio-fillter. Ở chỗ là chất ô nhiễm được hấp thụ bằng nước và bị phân hủy lần lượt bởi vi sinh vật nằm trong màng lọc.

Thành phần cấu tạo quan trọng nhất của các bio- crubber là màng lọc. Nơi diễn ra sự trao đổi khối lượng chất khí giữa khí thải nhiễm bẩn và chất hấp thụ.

Khi thiết kế bất kỳ kiểu màng lọc nào cần đặc biệt chú ý đến việc làm tăng diện tích bề mặt phân chia pha, đây là yếu tố quyết định hiệu quả của việc hấp thụ.

Bên trong absorber các chất độc và oxy di chuyển vào nước. Do đó khí thoát ra khỏi absorber sẽ ở dạng được làm sạch, còn nước thì ở trạng thái nhiễm bẩn.

Hình ảnh thiết bị làm sạch Bio- Scrubber

Thứ 3, Các Biocreactor chứa các màng lọc Polymer

Hình ảnh nguyên lý hoạt động của Bioreactor

Những bioreactor có chứa các màng polymer gắn tế bào sinh vật (hay được gọi là bioreactor bọc lớp rửa).

Là những hệ thống làm sạch không khí tiên tiến nhất. Việc làm sạch khỏi các chất độc hại diễn ra cũng nhờ vào quá trình hoạt tính enzyme của các tế bào vi sinh được cố định trên mạng.

Đôi khi thay thế vào chỗ các tế bào người ta cố định enzyme lên các màng polymer nói trên.

Tuy nhiên để thực hiện được các quy trình công nghệ. Thì chủ yếu dựa vào việc sử dụng các tế bào vi sinh vật cố định.

Một trong những nguyên nhân chủ yếu. Là do dễ dàng thâu nhận chúng với giá thành rẻ hơn so với các chế phẩm enzymer.

Ngoài ra, trong số các ưu thế về mặt công nghệ khác. Phải đề cập đến mức độ ổn định cao của enzymer trong tế bào sinh vật so với enzymer được tách ra từ tế bào.

Cũng như khả năng tái sinh tự nhiên cofactor của nó trong quá trình hóa sinh xảy ra liên tục. Trong khi việc tái sinh cofactor trong trường hợp sử dụng các chế phẩm enzymer tinh khiết.

Trong các quá trình sản xuất lớn sẽ đòi hỏi chi phí rất lớn kèm theo các thiết bị hiện đại

Tóm lại: lựa chọn công nghệ phù hợp

Dựa vào những kiến thức cơ bản về phương pháp xử lý ở trên. Và tùy vào từng mức độ dự án để lựa chọn công nghệ bạn nên dựa trên các tiêu chí:

Về mặt kinh phí đầu tư ban đầu cho dự án

Công nghệ xử lý phù hợp với từng nhà máy cụ thể

Các thiết bị vận hành dễ dàng, mức độ tự động hóa

Chi phí vận hành về sau

Từ đó, để có cái nhìn tổng quan và lựa chọn phù hợp nhất cho dự án của bạn.

Lựa chọn đơn vị xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học cho doanh nghiệp của bạn

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều dịch vụ xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học. Với nhiều mức giá và chất lượng khác nhau. Lựa chọn Hasy Environment bạn sẽ hoàn toàn hài lòng về mọi mặt.

Giải pháp xử lý khí thải bằng phương pháp sinh học hiện là lựa chọn hàng đầu của nhiều doanh nghiệp. Đến với Hasy Environment bạn sẽ hoàn toàn hài lòng về chất lượng, giá cả cũng như chế độ chăm sóc hậu mãi. Nếu cần tham khảo chi tiết về cách xử lý này thì bạn có thể vào http://xulymoitruong360.com/ hoặc gọi vào số 097 222 1608 để giải đáp nhanh mọi thắc mắc của mình.

Xử Lý Khí Thải Bằng Phương Pháp Hấp Phụ

Hấp phụ là hiện tượng các phân tử chất khí, lỏng, các ion được giữ lại trên bề mặt phân cách pha. Bề mặt phân cách pha có thể là lớp phim khí – lỏng, lỏng – lỏng, khí – rắn và lỏng – rắn. Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ là quá trình xử lý dựa trên sự phân ly khí bởi ái lực của một số chất rắn đối với một số loại khí có mặt trong hỗn hợp khí, trong quá trình đó các phân tử chất khí ô nhiễm trong khí thải bị giữ lại trên bề mặt vật liệu rắn.

Có hai phương thức hấp phụ:

Hấp phụ vật lý : Các phần tử khí bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ nhờ lực liên kết giữa các phần tử. Quá trình này có toả nhiệt, độ nhiệt toả ra phụ thuộc vào cường độ lực liên kết phân tử.

Hấp phụ hoá học : Khí bị hấp phụ do có phản ứng hóa học với vật liệu hấp phụ, lực liên kết phân tử trong trường hợp này mạnh hơn ở hấp phụ vật lý. Do vậy lượng nhiệt toả ra lớn hơn, và cần năng lượng nhiều hơn.

Hấp phụ được sử dụng nhiều trong ngành hóa học và môi trường nhằm hấp phụ các tạp chất hay thu những chất gây bất lợi cho quá trình  mà chúng ta muốn loại bỏ.

Các loại chất hấp phụ

Chất hấp phụ

Đặc tính

Ứng dụng

Ưu điểm

Nhược điểm

Than hoạt tính

Bề mặt kị nước hấp phụ các CHC trong nước và không khí

Tách các chất ô nhiễm có gốc hữu cơ

Giá rẻ, dùng trong xử lý môi trường

Khó tái sinh nếu bị đóng cặn, có thể bắt cháy khi tái sinh

Silicalite

Bề mặt lị nước, đặc trưng hấp phụ tương tự than hoạt tính

Tách các CHC từ dòng khí

Có thể đốt bỏ dễ hơn than hoạt tính

Giá thành cao hơn than hoạt tính

Chất hấp phụ cao phân tử

Thường là copolymer của styren/ divinyl benzen

Tách các CHC từ dòng khí

Không gặp vấn đề đóng cặn như than hoạt tính

Mắc hơn than hoạt tính

Chất hấp phụ sinh học

Bùn hoạt hóa trên chất mang xốp

Tách các CHC khỏi dòng

Không cần tái sinh

Tỉ lệ tách thấp hơn các chất hấp phụ

Tùy theo tính chất và lưu lượng khí thải của từng nhà máy, công xưởng mà chọn kiểu tháp hấp phụ khác nhau. Vật liệu hấp phụ cũng khá đa dạng, có thể kể đến như: than hoạt tính, silicagel, zeolit, và các chất hấp phụ tự nhiên khác,… tùy loại khí thải cần xử lý mà chọn vật liệu hấp phụ thích hợp.

Phương pháp hấp phụ có khả năng làm sạch không khí cao, hiệu quả xử lý trên 90%, giá thành xử lý thấp do vật liệu hấp phụ có khả năng tái sinh, tiết kiệm được chi phí xử lý cho nhà máy. Quá trình hấp phụ xảy ra trong buồng hấp phụ có chứa vật liệu hấp phụ, dòng khí thải được dẫn qua tháp, theo đó, các chất cần hấp phụ sẽ được giữ lại trên bề mặt vật liệu hấp phụ và dòng khí sạch được dẫn ra ngoài, vật liệu thường được sử dụng là than hoạt tính.

Hãy liên hệ cho Công ty chúng tôi để được tư vấn cụ thể, với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm chắc chắn sẽ làm hài lòng yêu câu của Quý khách hàng.

Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học Trong Điều Kiện Hiếu Khí

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí là gì?

a. Nguyên lý chung của quá trình oxy hoá sinh học trong điều kiện hiếu khí :

Khi nước thải tiếp xúc với bùn hoạt tính, các chất thải có trong môi trường như các chất hữu cơ hoà tan, các chất keo và phân tán nhỏ sé được chuyển hoá bằng cách hấp phụ và keo tụ sinh học trên bề mặt các tế bào vi sinh vật. Tiếp sau đó là giai đoạn khuếch tán và hấp thụ các chất bẩn từ mặt ngoài của tế bào vào trong tế bào quan màng bán thấm (tức màng nguyên sinh). Các chất vào trong tế bào dưới tác động của hệ enzym nội bào sẽ được phân huỷ. Quá trình phân giải các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong tế bào chất của tế bào sống là các phản ứng oxy hoá khử, có thể biển diễn ở dạng tổng quát như sau :

Sự oxy hóa các chất hữu cơ và một số chất khoáng trong tế bào vi sinh vật nhờ vào quá trình hô hấp. Nhờ năng lượng do vi sinh vật khai thác được trong quá trình hô hấp mà chúng có thể tổng hợp các chất để phục vụ cho quá trình sinh trưởng, sinh sản… Kết quả là số lượng tế bào vi sinh vật không ngừng được tăng lên.

Các quá trình trên liên tục xảy ra, nồng độ các chất ở xung quanh tế bào sẽ giảm dần. Các thành phần thức ăn mới từ môi trường bên ngoài (nước thải) lại khuếch tán và bổ sung thay thế vào. Thông thường quá trình khuếch tán các chất trong môi trường xảy ra chậm hơn quá trình hấp thụ qua màng tế bào, do vậy nồng độ các chất dinh dưỡng xung quanh tế bào bao giờ cũng thấp hơn nơi xa tế bào. Đối với sản phẩm của tế bào tiết ra thì ngược lại, nhiều hơn so với nơi xa tế bào.

b. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến môi trường xử lý

Để bảo đảm quá trình xử lý bằng biện pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí được tiến hành tốt, người ta theo dõi và điều chỉnh các yếu tố môi trường sau đây:

– Oxygen (O2) : Trong các công trình xử lý hiếu khí, O2 là một thành phần cực kỳ quan trọng của môi trường. Công trình phải bảo đảm cung cấp đầy đủ lượng O2 một cách liên tục và hàm lượng O2 hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt hai không nhỏ hơn 2mg/l.

– Nồng độ các chất bẩn hữu cơ phải thấp hơn ngưỡng cho phép. Có nhiều chất bẩn hữu cơ nếu nồng độ quá cao, vượt quá mức cho phép sẽ ảnh hưởng xấu đến hoạt động sống của vi sinh vật tham gia xử lý, cần kiểm tra các chỉ số BOD và COD của nước thải. Cụ thể: hỗn hợp nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt chảy vào công trình xử lý là bể lọc sinh học phải có BOD toàn phần (BODtp) ≤ 500mg/l, nếu dùng bể aeroten, thì BODtp không được quá 1000mg/l. Nếu nước thải có chỉ số BODtp vượt quá giới hạn nói trên, cần thiết phải dùng nước thải đã qua xử lý hay nước sông đã pha loãng.

– Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật : Để vi sinh vật tham gia thực hiện các quá trình oxy hoá nước thải một cách có hiệu quả, cần thiết phải cung cấp cho chúng đầy đủ các chất dinh dưỡng trong môi trường sống. Lượng các chất dinh dưỡng cần thiết để các quá trình sinh sản xảy ra bình thường không được thấp hơn giá trị nêu ở bảng 7.5.

BẢNG 7.5 : Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết

(Theo M.X. Moxitrep, 1982)

BODtp của nước thải (mg/l)

Nồng độ nitrogen trong muối ammonium (mg/l)

Nồng độ phosphortrong P2O5(mg/l)

< 500500 – 1000

1525

368

Ngoài nguồn nitrogen, phosphor có nhu cầu như đã nêu ở bảng 7.5, các yếu tố dinh dưỡng khoáng khác như K, Ca, S … trong nước thải thường cũng đủ cung cấp cho nhu cầu của vi sinh vật, ta không cần phải cho thêm vào nữa.

Các chất dinh dưỡng nói trên rất cần cho hoạt động sống của vi sinh vật tham gia sử lý nước thải, nếu thiếu sẽ kìm hãm và ngăn cản các quá trình oxy hoá sinh học. Nếu thiếu nitrogen một cách lâu dài, ngoài việc cản trở các quá trình sinh hoá, còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng và dễ trôi theo nước ra khỏi bể lắng.

Để xác định sơ bộ lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết đối với nhiều loại nước thải công nghiệp, có thể chọn tỉ lệ sau :

BODtp : N : P = 100 : 5 : 1

Ngoài ra các yếu tố khác của môi trường như pH, t0 cũng có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình hoạt động của vi sinh vật trong các thiết bị xử lý. Qua thực nghiệm cho thấy, thường giá trị 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 trong các công trình nằm trong khoảng 60C – 370C.

c. Các dạng công trình xử lý hiếu khí nước thải:

* Để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí, thường sử dụng hai loại công trình là bể lọc sinh học (biofilter) và bể sục khí (aeroten).

– Bể lọc sinh học (biofilter) :

Là thiết bị xử lý nước thải dựa theo nguyên tắc lọc với sự tham gia của vi sinh vật. Thiết bị này làm bằng bêtông có dạng hình tròn hay hình chữ nhật có hai đáy (hình 7.8). Đáy trên gọi là đáy dẫn lưu, được cấu tạo bằng bêtông cốt thép có thủng lỗ với tổng diện tích các lỗ thủng không nhỏ hơn 5 – 8% diện tích của đáy. Đáy dưới được xây kín, có độ dốc nhất định (để nước dễ dàng chảy về một phía) và thông với bể lắng thứ cấp, là nơi nước thải sau khi xử lý xong đổ ra. Ở bể này nước được lưu lại một thời gian ngắn để được lắng cặn trước khi đổ ra ngoài hoà vào hệ thống thoát nước của thành phố. Chiều cao của bể lọc (hay chiều cao của cột nguyên liệu) sẽ phụ thuộc vào thành phần của nước thải cũng như khả năng oxy hoá của màng sinh vật.

Để tạo điều kiện hiếu khí cho quá trình xử lý, từ phía dưới của đáy dẫn lưu, người ta cho không khí đi lên qua vật liệu lọc hoặc tấm mang bằng thông khí tự nhiên (do chênh lệch nhiệt độ trong bể lọc) hay thổi khí bằng quạt.

Vật liệu dùng trong bể lọc là các loại đá cuội, đá dăm và xỉ than đá (theo phương pháp cổ điển). Hiện nay để tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và hệ thống nước lọc sinh học, người ta thay các vật liệu lọc bằng những tấm mang làm bằng vật liệu nhẹ, xốp có cấu tạo dạng ống hoặc dạng miếng, được thiết kế sao cho có nhiều nếp gấp khúc (để tăng diện tích bề mặt).

Nước thải có chứa vi sinh vật tham gia xử lý được tưới từ trên xuống lớp vật liệu lọc hay tấm mang theo nguyên tắc chênh lệch thế năng. Khi dòng nước thải chảy qua vật liệu lọc hay tấm mang, vi sinh vật sẽ phát triển tạo thành màng sinh vật bám vàp khắp bề mặt của nguyên liệu lọc và tấm mang, và khu trú ở đây. Như vậy, khi dòng nước thải chảy liên tục với một vận tốc nhất định từ trên bề mặt của bể lọc xuống sẽ tiếp xúc trực tiếp với màng sinh vật. Và lúc đó sẽ xảy ra quá trình oxy hoá các chất bẩn có trong nước thải, để cuối cùng khi đến bể lắng thứ cấp, nước thải sẽ có chỉ số BOD5 giảm đi rất nhiều so với nước thải chưa xử lý.

Trong quá trình vận hành của bể lọc sinh học, sự sinh trường và chết đi của màng sinh vật xảy ra không ngừng. Màng sinh vật bị chết sẽ bị tách ra khỏi nơi bám và bị cuốn theo dòng chảy, chảy ra khỏi bể lọc, cuối cùng sẽ được lắng lại ở bể lắng thứ cấp vùng nơi cặn bùn.

Hiệu quả làm sạch nước thải của bể lọc sinh học khá cao. Nếu hệ thống bể lọc hoạt động tốt có thể xử lý làm giảm 90% chỉ số BOD5 của nước thải.

– Bể sục khí (Aeroten):

Ngoài việc dùng bể lọc sinh học, trong xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học ở điều kiện hiếu khí, người ta có thể sử dụng bể sục khí (aeroten).

Bể sục khí (hình 7.11) là hệ thống bể oxy hoá (1) có dạng hình chữ nhật được ngăn ra làm nhiều buồng (3 đến 4 buồng) nối với bể lắng (2). Giống như ở bể lọc sinh học, quá trình xử lý nước thải ở bể sục khí được tiến hành nhờ hoạt động của hệ vi sinhvật ở bùn hoạt tính. Nhưng quá trình này được thực hiện trong điều kiện có thông khí mạnh nhờ hệ thống sục khí từ dưới đáy bể lên (3). Cường độ thông khí: 5m3/m2/giờ, bảo đảm oxygen tối đa cho quá trình oxy hoá. Ở bể oxy hoá, bùn hoạt tính lấy từ bùn gốc sau khi qua giai đoạn khởi động hay sử dụng bùn lắng lấy từ bể lắng cặn (2) chuyển vào. Ở đây bùn hoạt tính gặp oxygen của không khí được bơm vào bể sẽ tiến hành quá trình oxy hoá và khoáng hoá các chất bẩn trong nước thải một cách khá triệt để. Sau khi chảy suốt qua các buồng của bể oxy hoá, nước thải sẽ chảy vào bể lắng. Ở đây cũng sẽ xảy ra quá trình lắng cặn xuống đáy bể, phần nước ở trên là nước đã được xử lý sẽ được dẫn ra ngoài.

Trong quá trình vận hành, ở bể oxy hoá, theo thời gian lượng bùn hoạt tính sẽ tăng lên, đồng thời cũng tích lũy nhiều tế bào vi sinh vật già cỗi khiến hoạt tính của bùn sẽ giảm. Người ta nói bùn bị già. Vì vậy khi cho bùn thu ở bể lắng trở lại bể oxy hoá, không nhất thiết cho toàn bộ số bùn có trong bể lắng, mà chỉ cho một phần, để bảo đảm nồng độ bùn hoạt tính là 2 – 4g/l.

Xử lý nước thải bằng bể aeroten phức tạp và đòi hỏi nhiều công sức hơn so với bể lọc sinh học. Người ta phải theo dõi liên tục và kịp thời điều chỉnh các chỉ số sau:

+ Nồng độ bùn hoạt tính

+ Chế độ thông khí

+ Nồng độ các chất bẩn trong nước thải

+ Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật.