Cơ chế sinh học xử lý nước thải hiếu khí và kỵ khí thực chất là quá trình hấp thụ sinh học, chuyển hóa và phân hủy hợp chất ô nhiễm trong nước thải. Sự trao đổi chất của vi sinh vật thông qua phản ứng sinh hóa cho phép hệ thống được vận hành để biến đổi chất ô nhiễm thành hợp chất đơn giản hơn.
1. Hệ thống xử lý nước thải hiếu khí
1.1. Vấn đề khi vận hành hệ thống xử lý nước thải hiếu khí
Sục khí:
- Bổ sung không khí là bước thiết yếu trong quá trình xử lý hiếu khí nước thải bằng thiết bị khuếch tán tạo bọt khí.
- Quá trình này phụ thuộc vào tốc độ truyền oxy trong bể phản ứng sinh học, dòng chảy, diện tích bề mặt và điều kiện thiết kế, vận hành hệ thống.
Vi khuẩn dạng sợi
- Khi vận hành hệ thống XLNT có sục khí thường đối mặt với sự phát triển của vi khuẩn dạng sợi.
- Việc hình thành vi khuẩn dạng sợi quá lớn gây ra bùn nổi, chúng tạo ra bất lợi như giảm vận tốc lắng, giảm độ nén của bùn.
- Hiện tượng bùn nổi thường liên quan đến việc sục khí kém, tỷ lệ thức ăn thấp, thiếu hụt chất dinh dưỡng (nito, photpho).
1.2. Độ pH
- XLNT thứ cấp thành công sẽ phụ thuộc vào các điều kiện pH thuận lợi.
- Hệ thống hiếu khí cần điều chỉnh pH để đạt được hiệu quả tối đa vì tạo điều kiện phát triển của vi khuẩn tạo flocs và khả năng tăng trưởng của chúng.
1.3. Bổ sung chất dinh dưỡng
- Khi hệ thống bị hạn chế về chất dinh dưỡng sẽ cản trở quá trình xử lý và giảm hiệu quả vận hành hệ thống.
- Điều này thúc đẩy việc bổ sung chất dinh dưỡng (nito, photpho), nhưng việc bổ sung không đủ chất dinh dưỡng làm giảm chức năng trao đổi chất, tăng nồng độ oxy hòa tan đối với hệ thống hiếu khí.
- Sự dư thừa chất dinh dưỡng lại tạo ra cặn bã, BOD, TSS trong nước thải đầu ra và tăng nguy cơ phú dưỡng nguồn nước.
- Vì vậy, việc tối ưu hóa việc bổ sung chất dinh dưỡng sẽ giúp kiểm soát tốt chất lượng, giảm chi phí vận hành.
1.4. Các hệ thống xử lý nước thải hiếu khí
- Bộ lọc nhỏ giọt hiếu khí: nâng cao hiệu suất và độ ổn định của bể phản ứng sinh học để phân hủy hợp chất hữu cơ. Bùn hoạt tính đóng vai trò như bộ lọc sinh học với sự hỗ trợ của màng sinh học.
- Bể phản ứng màng hiếu khí: việc kết hợp màng lọc trong giai đoạn xử lý sinh học giúp tạo ra nguồn nước tinh khiết.
- Xử lý sinh học theo giai đoạn: thiết kế hệ thống chiếm ít không gian hơn với sự kết hợp giữa hai hoặc nhiều giai đoạn với nhau. Quy trình xử lý tuần tự tạo ra ít bùn hơn so với hoạt động XLNT sục khí thông thường.
2. Hệ thống xử lý nước thải kỵ khí
2.1. Điều kiện và nguyên tắc xử lý kỵ khí
- Nhiệt độ: Ảnh hưởng đến quá trình xử lý kỵ khí, phân hủy sinh học ở nhiệt độ cao tạo điều kiện để VSV ưa nhiệt phát triển để loại bỏ các thành phần hòa tan khi vận hành hệ thống ở nhiệt độ cao
- Việc giảm nhu cầu oxy sinh học diễn ra trong điều kiện ưa nhiệt, trong khi xử lý ở nhiệt độ thấp hơn lại không cho thấy bất kỳ sự giảm nhu cầu oxy nào
- Sản phẩm phụ: thu hồi khí metan cùng nhiều khí sinh học khác
- Vi khuẩn khử lưu huỳnh: hợp chất lưu huỳnh bị khử thường gây ra nhiều trở ngại đối với việc tạo ra khí metan. Một giải pháp để khắc phục vấn đề là xử lý thông qua sục khí hoặc kết hợp các phương pháp để loại bỏ hợp chất chứa lưu huỳnh.
2.2. Đặc điểm của bể kỵ khí
- Được thiết kế thành nhiều hệ thống như vách ngăn kỵ khí, bộ lọc kỵ khí, bể phản ứng tầng bùn kỵ khí dòng chảy lên và bể phản ứng sinh học màng kỵ khí
- Hệ thống kỵ khí dòng chảy lên: với sự hỗ trợ của bùn hoạt tính để cố định vi sinh vật
- Hệ thống kỵ khí tầng sôi: bùn kỵ khí dạng hạt có sự gắn chặt chất sinh học vào bề mặt với sự hỗ trợ của thiết bị cơ học khuấy trộn nước thải
- Hệ thống kỵ khí màng sinh học: ứng dụng siêu lọc hoặc lọc nano để tách bỏ chất ô nhiễm, tiêu chuẩn nhất là bể UASB và EGSB
Đối với hệ thống XLNT thì quy trình hiếu khí, kỵ khí đóng vai trò quan trọng, do đó bạn phải cân nhắc nhiều vấn đề trong thiết kế và vận hành để đảm bảo mỗi hệ thống có hiệu quả xử lý tối ưu nhất. Nếu bạn cần tư vấn thiết kế hệ thống XLNT thì hãy liên hệ ngay với Công ty môi trường Hợp Nhất qua Hotline 0938.857.768
