Ứng dụng của công nghệ xử lý nước thải sinh học

Xử lý nước thải sinh học để giải quyết một số vấn đề liên quan đến việc loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi nước thải. Để giảm tải tiêu cực cho các vùng nước, ở Việt Nam hiện đại cần phải áp dụng các công nghệ tiên tiến và áp dụng loại bỏ sâu chất dinh dưỡng khỏi nước thải.

Vì vậy, vấn đề loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan, bao gồm các nhóm nitơ và phốt pho là một phần của hợp chất protein, axit nucleic, nucleoprotein, v.v. ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước thải bệnh viên có ý nghĩa đặc biệt quan trọng.

Ho-xu-ly-sinh-hoc-nuoc-thai
Hồ xử lý sinh học nước thải

Đặc điểm của xử lý nước thải sinh học

Khi các loại nước thải khác nhau có nồng độ chất hữu cơ hòa tan cao, do tính đơn giản và chi phí thấp,  xử lý sinh học là một lựa chọn mang tính cạnh tranh. Yêu cầu duy nhất để áp dụng thỏa đáng công nghệ này là chất ô nhiễm phải có khả năng phân hủy sinh học và nước thải được xử lý phải không chứa các hợp chất diệt khuẩn.

Xử lý nước thải sinh học dựa trên khả năng các tập đoàn sinh vật sống phân hủy các thành phần hữu cơ trong nước thải bị ô nhiễm để phát triển. Chúng cần nitơ và phốt pho để phát triển. Việc tách các vi sinh vật này khỏi môi trường tinh khiết dưới dạng cặn rất đơn giản và tiết kiệm.

Vì vậy, vi sinh vật đóng vai trò chính trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước ở cả dạng lơ lửng và hòa tan.

Tập hợp sinh khối rất đa dạng, phong phú về loài và tạo thành một loại hệ sinh thái. Thành phần chính xác của nó phụ thuộc vào tính chất của chất gây ô nhiễm được xử lý và các điều kiện của quy trình. Ngoài ra, các khuẩn lạc sinh khối liên tục thích ứng với những điều kiện bên ngoài thay đổi.

Loại bỏ các chất gây ô nhiễm có khả năng phân hủy sinh học, cũng như nitơ và phốt pho, thông qua xử lý sinh học là phương pháp xử lý đơn giản và kinh tế nhất. Vì lý do này, công nghệ này được sử dụng cho cả nước thải đô thị và nước thải công nghiệp.

Những hạn chế trong xử lý nước thải sinh học có liên quan đến khả năng phân hủy sinh học của các chất ô nhiễm và sự hiện diện của các chất trong dòng có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật (chất diệt khuẩn).

Nguyên lý hoạt động của xử lý sinh học

Xử lý sinh học xảy ra do hoạt động của vi sinh vật – bùn hoạt tính (AS), trong quá trình hoạt động sống của nó (dinh dưỡng, hô hấp, v.v.) thực hiện một phức hợp các quá trình oxy hóa khử, kết quả cuối cùng là sự phân hủy các chất hữu cơ thành hợp chất khoáng.

Quan-the-vi-sinh-vat-nuoc-thai
Quần thể vi sinh vật nước thải

Sơ đồ quy trình xử lý sinh học

Thông thường khách hàng thường đặt nhiều câu hỏi: “Bùn hoạt tính có nguồn gốc từ đâu? Bạn sẽ tự mang theo hay chúng ta nên tìm nó từ vị trí gần nhất? Chúng ta hãy làm rõ ngay rằng vi khuẩn gây bệnh xâm nhập vào các cơ sở xử lý sinh học cùng với nước thải, cùng với các chất gây ô nhiễm có trong nước thải. Một sinh khối phức tạp được hình thành, các loại vi khuẩn và sinh vật khác nhau (giun, xạ khuẩn, nấm, v.v.) ra đời ăn chất ô nhiễm, trẻ hóa, phát triển và tăng sinh khối. Đây là cách thu được bùn hoạt tính theo nghĩa cổ điển.

Như chúng ta đã hiểu hiện nay, hoạt động hiệu quả của vi sinh vật trong bùn hoạt tính quyết định trực tiếp đến chất lượng xử lý nước thải. Vì vậy, cần phải tạo những điều kiện thoải mái nhất định cho vi sinh vật phát triển. Để phản ứng sinh học nước thải hiệu quả cần kiểm soát các thông số sau, ví dụ:

  • Đủ chất dinh dưỡng do nước thải cung cấp.
  • Mối quan hệ của chúng với nồng độ vi sinh vật trong sinh khối sống.
  • Khoảng nhiệt độ từ +12 0 C đến +30 0 C.
  • pH của môi trường trong khoảng từ 6,5 đến 8,5.
  • Hàm lượng oxy hòa tan (phạm vi phụ thuộc vào loại cấu trúc và chức năng được thực hiện, chúng tôi sẽ phân tích bên dưới).

Trong quá trình xử lý sinh học, có thể quan sát được cả sự thiếu hụt và dư thừa các chất hữu cơ. Trong trường hợp đầu tiên, sẽ thiếu môi trường dinh dưỡng cho vi sinh vật, dẫn đến mất liều lượng hoạt động trong công trình xây dựng sinh học. Thứ hai, thiếu chất lượng tối ưu để loại bỏ tạp chất.

So-do-xu-ly-nuoc-thai-sinh-hoc
Sơ đồ xử lý nước thải sinh học

Các yêu cầu để cân bằng tải lượng bùn hoạt tính trong nước thải

  1. Tích tụ sinh khối kèm theo tại nhà máy xử lý. Với mục đích này, các loại tải sinh học khác nhau được lắp đặt trong bể sục khí , nơi tạo điều kiện cho sự hình thành quần thể vi sinh vật với thành phần loài phát triển;
  2. Điều chỉnh tỷ lệ bằng cách loại bỏ bùn hoạt tính dư thừa sinh ra trong quá trình phát triển tế bào mới khỏi hệ thống xử lý sinh học.
  3. Việc loại bỏ hỗn hợp bùn dư thừa có thể được thực hiện bằng cả thiết bị thu gom chuyên dụng và sự trợ giúp của máy bơm;
  4. Độ bão hòa của hỗn hợp bùn với lượng oxy tối ưu từ sục khí. Khí nén được cung cấp cho hệ thống sinh học bằng máy thổi được lựa chọn đặc biệt. Độ bão hòa của oxy không chỉ cần thiết cho quá trình oxy hóa mà còn cho quá trình hô hấp của các sinh vật sống và trộn chất lỏng tinh khiết với quần thể vi sinh vật.

Vì các phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống còn của khối vi sinh vật nên phải đặc biệt chú ý đến các điều kiện môi trường diễn ra sự hình thành tế bào mới: pH và nhiệt độ, sự hiện diện của các chất độc hại, sự hiện diện của chất dinh dưỡng.

Nếu các phạm vi trên bị vi phạm, tốc độ lắng của các mảnh bùn sẽ giảm, dẫn đến việc loại bỏ quần thể vi sinh vật, ảnh hưởng tiêu cực đến đặc tính chất lượng của chất lỏng được tinh chế.

Để loại bỏ hiệu quả các chất gây ô nhiễm và sự đồng hóa của chúng bởi một nhóm vi sinh vật, nước thải nhất thiết phải chứa các nguyên tố như nitơ và phốt pho ở nồng độ phù hợp với đặc tính định lượng của chỉ số đặc trưng cho nhu cầu oxy sinh hóa (BOD). Nếu quần thể vi sinh vật không được cung cấp lượng nạp này, khả năng lắng và hoạt tính sinh học của nó sẽ giảm.

Sự khác biệt giữa tỷ lệ nhu cầu oxy hóa học và sinh hóa càng lớn thì sự hiện diện của tạp chất công nghiệp trong chất lỏng được xử lý càng cao, điều này cũng cho thấy sự gia tăng độc tính của nước. Chất độc bao gồm: kim loại nặng, chất hoạt động bề mặt, sản phẩm dầu mỏ. Vì vậy, trước khi tiến hành giai đoạn tinh chế sinh học, nếu có hàm lượng đáng kể các chất trên thì nên tổ chức tiền xử lý cục bộ bằng các thiết bị đặc biệt, bẫy dầu và bể lắng ngang hoặc dọc có xử lý bằng thuốc thử như như sữa vôi, soda.

Vì vậy, khi chúng ta tìm hiểu và tìm ra bùn hoạt tính là gì và nó phải ở trong điều kiện nào, chúng ta sẽ nói về quy trình xử lý nước thải sinh học. Thông thường, nó có thể được chia thành 3 giai đoạn:

  1. Bùn hoạt tính tiếp xúc với các chất gây ô nhiễm có trong nước thải và quá trình oxy hóa các dạng chất hữu cơ dễ bị oxy hóa đơn giản nhất bắt đầu. Trong giai đoạn này, hiệu quả làm sạch thường được coi là 60-70%
  2. Sau đó, cái gọi là quá trình phục hồi bùn hoạt tính bắt đầu do “công suất hoạt động” của nó giảm vào cuối giai đoạn đầu tiên. Quá trình oxy hóa các chất gây ô nhiễm được thực hiện nhờ các exoenzym do bùn hoạt tính tiết ra.
  3. Phần cuối cùng của quá trình xử lý sinh học, trong đó các dạng chất gây ô nhiễm phức tạp bị oxy hóa, nitơ amoni được chuyển thành nitrit và nitrat (quá trình nitrat hóa).
Xu-ly-nuoc-thai-sinh-hoc
Xử lý nước thải sinh học

Xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo

Lò phản ứng sinh học với màng sinh học. Nước thải được xử lý thông qua việc tiêu thụ màng sinh học qua quá trình oxy hóa hiếu khí các chất ô nhiễm hữu cơ và oxy hóa nitơ amoniac. Không khí được sử dụng để oxy hóa. Nhiều loại chất tải khác nhau được sử dụng để phát triển màng sinh học.

Bộ lọc sinh học

Có hai loại bộ lọc sinh học: có tải thể tích (chẳng hạn như sỏi) và có tải phẳng (ví dụ: loại đĩa – vật liệu cố định quay trên trục). Nước thải chảy qua một khay tròn trong đó các đĩa nửa chìm được gắn trên trục hoặc tải trọng lớn đặt trong trống lưới quay. Màng sinh học phát triển trên các bề mặt này. Sự sục khí xảy ra do sự di chuyển định kỳ của màng sinh học trong không khí.

Thiết bị sục khí đây là một hồ chứa được trang bị thiết bị sục khí nằm ở phần dưới và qua đó khí nén được cung cấp vào thể tích nước bằng thiết bị thổi. Máy sục khí có thể là đĩa, màng, hình ống.

Xử lý nước thải tự nhiên

Cần lưu ý rằng các ao sinh học, mặc dù về cơ bản là một cấu trúc nhân tạo, nhưng thường được phân loại là làm sạch tự nhiên hơn, vì các quá trình này giống hệt với các quá trình diễn ra trong các hồ chứa.

Vì vậy, hồ sinh học chúng là những hồ chứa nhân tạo, trong đó nước thải được sục khí bằng không khí tự nhiên. Nguyên lý lọc nước dựa trên khả năng tự làm sạch của hồ chứa. Ao sinh học có một nhược điểm đáng kể trong việc phát triển quần thể vi sinh vật hoạt động vào mùa đông. Điều này là do khi nhiệt độ giảm xuống dưới 10 độ C, mọi quá trình sinh học đều dừng lại. Ngoài ra, hồ sinh học đòi hỏi phải tạo ra các vùng bảo vệ vệ sinh rộng lớn (lên tới 200 m). Vì vậy, hiện nay việc sử dụng các hồ chứa nhân tạo chưa phổ biến.

Dịch vụ sửa chữa hệ thống xử lý nước thải tại TPHCM

Công ty thi công sửa chữa hệ thống xử lý nước thải tại TPHCM cam kết cung cấp dịch vụ trọn gói giá rẻ bảo hành uy tín dài lâu.

Nếu có thắc mắc hay cần giải đáp các giải pháp xử lý nước thải, liên hệ ngay với công ty chúng tôi ngay hôm nay để được phục vụ tốt nhất.

Cảm ơn đã quan tâm theo dõi!