Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học

http://lapduan.vn/wp-content/uploads/xu-ly-nuoc-thai32.jpghttp://lapduan.vn/wp-content/uploads/xu-ly-nuoc-thai32.jpgXử lý nước thải bằng công nghệ sinh học

Phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải và một số chất ô nhiễm vô cơ khác như H2S, sunfit, ammonia, nitơ… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển.

Phương pháp xử lý sinh học chia làm 2 loại:

+  Phương pháp kỵ khí sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy;
+  Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá.

Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hoà tan, cả chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo 3 giai đoạn chính như sau:

  • Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật;
  • Khuyếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào
  • Chuyển hoá các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.

Tốc độ quá trình oxy hoá sinh hoá phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thuỷ động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng.

xu-ly-nuoc-thai

Xử lý nước thải sản xuất

1. Công nghệ sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:

  • Oxy hoá các chất hữu cơ: CxHyOz + O2 => CO2 + H2O + DH
  • Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + NH3 + O2 => CO2 + H2O + DH
  • Phân huỷ nội bào: C5H7NO2 + 5O2 => 5CO2 + 5 H2O + NH3 ± DH

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Các công trình xử lý nước thải nhân tạo có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều do quá trình oxy hoá sinh hoá được tạo điều kiện tối ưu

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

  • Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân huỷ hiếu khí.
  • Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate hoá với màng cố định.

Công nghệ sinh học hiếu khí gồm :

  • Công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank)
  • Công nghệ xử lý sinh học dạng mẻ (SBR)
  • Công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám
  • Công nghệ lọc sinh học (Trickling Filter)

xu-ly-nuoc-thai-hieu-khi

2. Công nghệ sinh học kỵ khí

Quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hoá phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian.

Quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

Thuỷ phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử –> Acid hoá –> Acetate hoá –>Methane hoá.

Các phản ứng thuỷ phân sẽ chuyển hoá protein thành amino acids, carbohydrates thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo.

Tuỳ theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

  • Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí, quá trình xử lý bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB).
  • Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí.

a. Công nghệ bể xử lý kỵ khí

Các chất hữu cơ trong nước thải được chuyển hoá thành mêtan và khí cacbonic, quá trình được thực hiện không có mặt của oxy. Hệ thống xử lý kỵ khí có thể là các ao kỵ khí hoặc các dạng khác nhau của bình phản ứng tải trọng cao.

Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải sản xuất có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao. Độ sâu hồ kỵ khí phải lớn 2,4 m (8 ft), có thể đạt đến 9,1 m với thời gian lưu nước dao động trong khoảng 20–50 ngày.

b. Công nghệ sinh học kỵ khí UASB

  •  Cả 3 quá trình: phân huỷ – lắng bùn – tách khí, được lắp đặt trong cùng một công trình
  • Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.

Ưu điểm

  • Ít tiêu tốn năng lượng vận hành;
  • Ít bùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn;
  • Bùn sinh ra dễ tách nước;
  • Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung dinh dưỡng;
  • Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí methane;
  • Có khả năng hoạt động theo mùa vì kỵ khí có thể phục hồi và hoạt động được sau một thời gian ngưng không nạp liệu.
  • Tải trọng phân huỷ hữu cơ cao do vậy mặt bằng yêu cầu cho hệ thống xử lý nước thải nhỏ.
  • Nhu cầu tiêu thụ năng lượng thấp do không cần phải cung cấp oxy.
  • Có khả năng thu hồi năng lượng.

Xử lý nước thải sản xuất

Author Description

administrator

Join the Conversation