Thường được sử dụng như phương pháp xử lý bậc hai khi nồng độ ô nhiễm còn lớn sau khi xử lý lắng, lọc… Hệ thống xử lý sinh học là một công nghệ tiết kiệm về mặt kinh tế và loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ cao một cách hiệu quả. Chất ô nhiễm hữu cơ thường có trong các ngành nghề sản xuất công nghiệp thực phẩm, đồ uống, sản xuất hóa chất, dầu khí và các ngành công nghiệp đô thị.
Hệ thống xử lý hiếu khí và kỵ khí là 2 hình thức xử lý sinh học chính, nhưng bài viết này sẽ tập trung vào “Hệ thống xử lý hiếu khí là gì và hoạt động như thế nào?”
Hệ thống xử lý hiếu khí là gì?
Hệ thống xử lý hiếu khí là vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các hợp chất hòa tan, động vật nguyên sinh và các sinh vật đặc biệt khác để làm sạch nước (trái ngược với hệ thống xử lý kỵ khí thì không dùng oxy). Các hệ thống này tối ưu hóa quá trình phân hủy tự nhiên của vi sinh vật nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải.
Các chất ô nhiễm hữu cơ mà các vi sinh vật phân hủy này thường được đo bằng nhu cầu oxy sinh học hay BOD và dùng để chỉ lượng oxy hòa tan cần thiết cho các sinh vật hiếu khí để phân hủy chất hữu cơ thành các phân tử nhỏ hơn. Mức độ BOD cao cho thấy nồng độ các chất phân hủy sinh học có trong nước thải cao và đây cũng là nguyên nhân các chất ô nhiễm có trong nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt,…
Hệ thống xử lý hiếu khí hoạt động như thế nào?
Vi sinh vật hiếu khí hoạt động trong điều kiện cần oxy, nên các hệ thống xử lý hiếu khí cần cung cấp oxy để vi sinh vật hoạt động quá trình phân hủy của mình. Cung cấp oxy bằng cách thiết kế các hồ, ao có diện tích bề mặt lớn hoặc cung cấp oxy bằng phương pháp dung thiết bị xục khí để cung cấp oxy vào.
Tùy thuộc vào thành phần ô nhiễm và yêu cầu chất lượng nước đầu ra (xả thải) mà hệ thống xử lý nước thải có các quy trình và vi sinh xử lý hiếu khí khác nhau. Dựa vào đó mà trong quá trình vận hành mà ta cung cấp lượng vi sinh và oxy theo khả năng phân hủy, tạo sinh khối của vi sinh vật hiếu khí. Ví dụ, phải thường xuyên theo dõi và điều chỉnh quá trình xục khí để duy trì mức oxy hòa ta nhất định để vi sinh vật được hoạt động tốt nhất giúp nước thải đầu ra đạt yêu cầu xả thải.
Ngoài oxy hòa tan, các hệ thống sinh học cần được cân bằng về mặt lưu lượng, tải trọng, pH, nhiệt độ và các chất dinh dưỡng. Cân bằng các yếu tố này là điều kiện cần thiết và rất quan trọng trong quá trình vận hành hệ thống sinh học. Và dưới đây là một số phương pháp sinh học hiếu khí được áp dụng trong quá trình xử lý nước thải.
Bùn hoạt tính dạng lơ lửng.
Bùn hoạt tính là phương pháp sinh học được ứng dụng phổ biến trong nước và cả thế giới trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Quá trình phân hủy của bùn hoạt tính diễn ra từ giai đoạn xử lý sơ cấp đi vào bể hiếu khí.
Bể hiếu khí với sự có mặt của các vi sinh vật hiếu khí lơ lửng (trôi nổi tự do), các chất hữu cơ phân hủy và tiêu thụ chúng tạo thành các chất rắn sinh học kết tụ thành các cục lớn hơn hoặc bông cặn. Các bông cặn (bùn hoạt tính) này lơ lửng đi vào bể lắng và được tách khỏi nước bởi quá trình lắng. Bùn hoạt tính lắng dưới đáy bể lắng sẽ được tuần hoàn lại bể hiếu khí với một lượng kiểm soát, một phần dư sẽ được đưa về bể chứa bùn đem đi xử lý.
Xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính yêu cầu diện tích, không gian lớn và lượng bùn tạo ra nhiều ảnh hưởng tới chi phí vận hành. Nhưng chi phí đầu tư và quá trình bảo trì tương đối đơn giản hơn các phương pháp khác.
Xử lý hiếu khí dạng giá thể lơ lửng MBBR
MBBR là bể sục khí chứa đầy các giá thể Polyetylen với nhiều hình dạng khác nhau lơ lửng trong bể hiếu khí. Các giá thể này tạo môi trường cho các vi sinh vật hiếu khí bám dính bên trên.
Giá thể với nhiều hình dạng khác nhau như hình trụ, đồng tiền, bánh xe…có đường kính từ nữa đến 1 inch và được thiết kế rất nhẹ nhằm có thể lo lửng được trong bể hiếu khí.
Do các vi sinh vật được bám dính trên các giá thể nên có thể tiết kiệm diện tích sử dụng cho bể hiếu khí mà khả năng xử lý các chất ô nhiễm, BOD vẫn đạt được hiệu quả cao. MBBR được thiết kế phía sau là bể lắng nhằm giữ lại một lượng bùn bị trôi ra khỏi giá thể. Bùn này không được tuần hoàn lại bể MBBR mà được thu hồi và loại bỏ.
Xử lý hiếu khí dạng giá thể cố định FBBR
FBBR được thiết kế bể chứa bên trong bố trí các vật liệu bám dính dạng xốp, nhựa,… nhằm làm nơi bám dinh cho các vi sinh vật. Bề mặt giá thể được bố trí lớn nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, tăng tuổi thọ bám dính của vi sinh vật. Bể FBBR thiết kế cho nước thải đi qua các mặt của giá thể, tại đây tồn tại các vi sinh vật hiếu khí nhằm phân hủy các chất hữu cơ, ngoài ra còn tồn tại vùng thiếu khí để thực hiện quá trình khử nito.
Bể sinh học dạng màng MBR
MBR là công nghệ xử lý hiếu khí tiên tiến kết hợp giữa bùn hoat tính lơ lửng thông thường với quá trình lọc màng thay vì lắng để tách tách nước ra khỏi bùn hoạt tính. Kết quả là bể MBR hoạt động với lượng chất rắn lơ lửng (MLSS) cao hơn và thời gian lưu chất rắn (SRT) lâu hơn, chất lượng nước đầu ra đảm bảo hơn so với bùn hoạt tính thông trường.
MBR được thiết kế tùy thuộc vào từng loại nước thải và mục đích xử lý khác nhau. Bể MBR được thiết kế thông thường gồm có bể hiếu khí, máy sục khí, (hoặc máy trộn), bể lọc màng, hệ thống làm sạch màng, màng lọc. MBR với chất lượng đầu ra đảm bảo nhưng chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì cao.
Lọc sinh học nhỏ giọt
Bể lọc sinh học nhỏ giọt hoạt động bằng cách cho không khí và nước thải đi qua một màng lọc chứa vi sinh vật bám dính bên trên bề mặt của bể. Màng sinh học bao gồm cả vi sinh vật hiếu khí lẫn kỵ khí nhằm phân hủy các hữu cơ ô nhiễm có trong nước thải và không khí. Vật liệu màng lọc này có thể sử dụng sỏi, cát, bọt và vật liệu gốm.
Ứng dụng phổ biến nhất của công nghệ này là xử lý nước thải đô thị và xử lý không khí có mùi H2S nhưng nhược điểm của phương pháp này là cần phải kiểm soát mùi hôi của bể.
Làm sao để Dovitech có thể hỗ trợ bạn?
Dovitech có nhiều năm kinh nghiệm trong việc thiết kế và xây dựng các hệ thống xử lý nước thải cho nhiều ngành nghề khác nhau, vì vậy bạn hãy liên hệ với chúng tôi nếu bạn có thắc mắc.
Liên hệ với chúng tôi tại đây để nhận được sự tư vấn tận tình hoặc yêu cầu báo giá. Dovitech chân thành cám ơn bạn!