Xử lý nước ô nhiễm bằng phương pháp sinh học

Phần I Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ Các hoạt động kinh tế, phát triển của xã hội đang là nguyên nhân chính gây ra sự biến đổi môi trường và khí hậu trên toàn thế giới Những hoạt động đó, một mặt sẽ làm cải thiện đời sống của con người, nhưng mặt khác lại làm cạn kiệt, khan hiếm nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm và suy thoái môi trường trên thế giới Hệ thống thoát nước hiện tại không đủ năng lực để đáp ứng nhu cầu thoát nước thải và nước mưa ở các khu đô thị, trung tâm công nghiệp và các khu vực nôn.

Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ Các hoạt động kinh tế, phát triển xã hội nguyên nhân gây biến đổi mơi trường khí hậu tồn giới Những hoạt động đó, mặt làm cải thiện đời sống người, mặt khác lại làm cạn kiệt, khan nguồn tài ngun thiên nhiên, gây nhiễm suy thối mơi trường giới Hệ thống thoát nước khơng đủ lực để đáp ứng nhu cầu nước thải nước mưa khu đô thị, trung tâm công nghiệp khu vực nông thôn Các thuỷ vực ao hồ, sông suối kênh rạch ngày ô nhiễm nước thải sinh hoạt chất thải công nghiệp Nhiều chất ô nhiễm công nghiệp ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe người Việt Nam có tới 110 khu cơng nghiệp hoạt động, gần 1/3 số có hệ thống phù hợp để xử lý nước thải chất thải độc hại khác Ngành nuôi trồng thủy sản nằm tình trạng đó, với lượng lớn nước thải thải ngồi mơi trường lượng lớn nước thải, với lượng lớn khí thải chất thải rắn Vấn đề nước thải trở nên nhức nhối hết.Ở nước ta vấn đề bảo vệ môi trường vấn đề chiến lược có tầm quan trọng nghiệp phát triển kinh tế xã hội Trước tình hình đó, lồi người tìm giải pháp để bảo vệ mơi trường Công nghệ xử lý nước thải ngày sâu vào áp dụng công nghệ sinh học biện pháp sinh học chứng minh hiệu triệt để, hẳn biện pháp xử lý hóa lý khác Hiện nhiều mơ hình xử lý nước thải nuôi tôm nghiên cứu đưa vào ứng dụng nhiều nơi giới nước, cụ thể hệ thống xử lý bể bùn hoạt tính; hệ thống xử lý kỵ khí kiểu UASB, kiểu tầng sôi; kiểu dạng khác lọc sinh học kỵ khí hiếu khí; hệ thống xử lý kết hợp kỵ khí/hiếu khí; hệ thống kết hợp xử lý bùn hoạt tính với thực vật thuỷ sinh Do xu phát triển xã hội với q trình thị hóa diễn ra, ngành công – nông nghiệp, nhà máy, khu công nghiệp, vùng kinh tế đời, đô thị mở rộng đòi hỏi cần nhiều nước Trên thực tế, giới có khoảng 30 triệu km3 nước ngọt, nguồn dự trữ không thay đổi nhu cầu sử dụng nước tăng, nhu cầu nước hàng năm giới vào khoảng 3.500- 3.900 tỉ m3 nước số trở thành nước thải, cịn nửa không quay trở lại, 1m nước thải làm “nhiễm bẩn mạnh” 10m nước Do đó, nguồn nước dần khả tự làm sạch, nhanh chóng bị kiệt gây nạn thiếu nước trầm trọng Hiện nay, giải nước cho đời sống người kinh tế quốc dân trở thành vấn đề thực thiết Nhiều quốc gia giới đưa quy định pháp lý nghiêm ngặt vấn đề Việc sử dụng tổng hợp nguồn nước: sinh hoạt, sản xuất, bảo vệ môi trường quan tâm Dựa nguồn gốc đặc tính nước thải số ngành nghề sản xuất nhận thấy hầu hết giá trị thông số ô nhiễm vượt nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước Tuy nhiên, với mục đích nghiên cứu đề xuất mơ hình xử lý nước thải ni tơm theo tiêu chí mơ hình đơn giản, dễ vận hành, chi phí lượng, xin đưa đề tài “xử lý nước ô nhiễm phương pháp sinh học” Phần II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Các vi sinh vật xử lý nước sinh học Yêu cầu nước thải đưa vào xử lý sinh học Các phương pháp xử lý nước thải sinh học a Xử lý nước thải cơng trình nhân tạo b Xử lý nước thải cơng trình tự nhiên Phần III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Các vi sinh vật xử lý nước sinh học Các vi sinh vật dùng xử lý nước thải gồm nhiều loại khác như: vi khuẩn, nâm, tảo, nguyên sinh động vật thực vật Tùy theo công nghệ xử lý mà người ta sử dụng nhóm hay nhóm khác * Vi sinh vật lên men kỵ khí: Nhiều nghiên cứu ho có nhiều loại vi sinh vật tham gia vào trình phân hủy hợp chất hữu điều kiện kỵ khí Giai đoạn thủy phân: Hydratcacbon, protein, lipit thành cac mono để hấp phụ qua màng tế bào vi sinh vật kỵ khí tùy nghi có chứa hệ men ngoại bào proteaza, lipaza, cellulaza Các vi sinh vật phổ biến phát triển nhiều điều kiện tự nhiên có nhóm vi khuẩn Ecoli B.subtilus Giai đoạn lên men axít: nhóm khuẩn, nấm mốc protozoa khơng tạo CH4 thực việc lên men axit sản phẩm thủy phân thành axit hữu đơn giản nhóm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí tuyệt đối kỵ khí tùy tiện vi khuẩn kỵ khí tùy tiện phân hủy protit vi khuẩn Amon hóa axit amin kể đến Clostridium spp, Lactobacillus spp, Desulfovibrio spp, Corynebacterium spp vài loài vi khuẩn hiếu khí tham gia vào giai đoạn đầu q trình lên men kỵ khí axit lồi Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Micrococus, Sarcinavulgaris, Escherichia coli Trong bể phân hủy kỵ khí cịn thấy có mặt vi khuẩn khử sunfat Desulfovibrio, vi khuẩn phân hủy Protit tạo Hidrosunfua Nhiều loại nấm mốc Penicillium, Fusarium, Mucor Protozoa tham gia vào trình lên men axit Nhưng nhìn chung giai đoạn vi khuẩn kỵ khí đóng vai trị chủ yếu cịn vi khuẩn hiếu khí, nấm mốc, Protozoa đóng vai trị thứ yếu Giai đoạn lên men kiềm: axit béo dễ bây sản phẩm trung gian tiếp tục phân hủy thành CH4 CO2 làm cho môi trường trở nên kiềm hóa Trong gian đoạn chuyển từ lên men axit sang men kiềm vi sinh vật hiếu khí bị tiêu diệt hồn tồn Các vi sinh vật kỵ khí bắt buộc phát triển mạnh vi khuẩn Metan phát triển mạnh gian đoạn vi khuẩn metan đóng vai trị chủ yếu phân hủy tiếp chất hữu Đây loại vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối khó phân lập Các vi khuẩn Metan phân lập Methanobacterium, Methanosacrina, Methanococcus, Methanobrevibacter, Methanthrix Các loại vi khuẩn CH4 khác sử dụng số chất định môi trường khác làm nguốn dinh dưỡng * Vi sinh vật lên men hiếu khí: Tác nhân sinh trưởng lơ lửng: Hệ vi sinh vật trình bao gồm tất loại vi khuẩn Eucarya cực nhỏ, phân thành nhóm chính: Các sinh vật dạn bọt khí, thực vật hoại sinh, vi khuẩn nitrat hóa, động vật ăn thịt sinh vật gây hại Các vi sinh vật dạng bọt khí: có vai trị quan trọng q trình chuyển hóa sinh học với tác nhân lơ lửng, khơng có chúng sinh khối khơng thể phân chia từ trình xử lý nước thải hay chất ô nhiễm hữu dạng keo bị đào thải Các vi sinh vật phân vào nhóm sinh vật dạng bọt khí động vật nguyên sinh nấm, chúng làm cho vi khuẩn kết bơng lại Tuy nhiên sinh vật dạng bọt khí chiếm ưu nhìn chung vi khuẩn, Zooglea ramigera đóng vai trị quan trọng Saprophytes ( thực vật hoại sinh): vi sinh vật có khả phân hủy hợp chất hữu cơ, vi khuẩn dị dưỡng hầu hết chúng xem sinh vật dạng bọt Saprophytes chia thành loại: phân hủy hữu sơ cấp thứ cấp Loài Saprophytes chủ yếu vi khuẩn gram âm, cịn có Achorombacte, Alcaligenes, Bacillus, Flavobacterium, Micrococus Pseudomonas * Vi sinh vật thiếu khí Các vi khuẩn Nitrat hóa: Thực q trình chuyển hóa N-NH sang N-NO-3, thực hệ sinh vật dị dưỡng tự dưỡng Quá trình Nitrat hóa hệ thống xử lý nước thải thường xem vi khuẩn tự dưỡng, kể đến lồi Nitrosomonas Nitrobacter Nitrosomonas oxy hóa NNH3 sang dạng N-NO-3 với sản phẩm trung gian tập đồn thủy tức, Nitrobacter oxy hóa N-NH3 trực tiếp sang dạng N-NO3 STT Vi khuẩn Chức Pseudomonas Phân hủy Hidrat cacbon, protein, chất hữu phản Nitrat Arthrobacter Phân hủy Hidrat cacbon Cytophaga Phân hủy Polime Zooglea Tạo thành chất nhầy (polisaccarit), chất keo tụ Acinetobacter Tích lũy Poliphosphat, phản Nitrat Nitrosomonas Nitrit hóa Nitrobacter Nitrat hóa Sphaerotilus Sinh nhiều tiêu mao, phân hủy chất hữu Alkaligenes Phân hủy Protein 10 Flavobacterium Phân hủy Protein 11 Nitrococus denitrìicans Phản Nitrat hóa ( Khử Nitrat thành N2 ) 12 Thiobaccillus denitrìicans Phản Nitrat hóa ( Khử Nitrat thành N2 ) 13 Acinetobacter Phản Nitrat hóa ( Khử Nitrat thành N2 ) 14 Hyphomicrobium Phản Nitrat hóa ( Khử Nitrat thành N2 ) 15 Desuovibriolf Khử sulfat, khử Nitrat Bảng Một số chủng vi khuẩn chức Các điều kiện nước thải đưa vào xử lí sinh học Các loại nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải số ngành công nghiệp ( thực phẩm, thủy sản, chế biến nơng sản, lị mổ, chăn ni cơng nghiệp giấy) có chứa chất hữu hòa tan gồm hidratcacbon, protein hợp chất chứa nitơ phân hủy protein, dạng chất béo số chất vô H2S, sunfit NH3 hợp chất chứa nitơ khác đưa vào xử lý theo phương pháp sinh học Phương pháp xử lý sinh học nước thải dựa cở sở hoạt động vi sinh vật để phân hủy chất hữu nhiễm bẩn nước Do vậy, điều kiện vô quan trọng nước thải phải môi trường sống quần thể vi sinh vật phân hủy chât hữu có nước thải * Muốn đảm bảo điệu kiện nước thải phải: Khơng có độc chất làm chết ức chế hoàn toàn hệ vi sinh vật nước thải Trong số chất độc phải ý đến hàm lượng kim loại nặng Theo mức độ độc hại kim loại , xếp thứ tự: Sb>Ag>Cu>Hg>Co>Ni>Pb>Cr+3>V>Cd>Zn>Fe Chất hữu có nước thải phải chất dinh dưỡng nguồn carbon lượng cho vi sinh vật Các chất hidratcabon, protein, lipit hòa tan thường chất dinh dưỡng tốt cho vi sinh vật Nước thải đưa vào xử lý sinh học coa thông số đặc trưng BOD COD Tỷ số thông số phải là: COD/BOD < BOD/COD > 0,5 đưa vào xử lý sinh học (hiếu khí) Nếu COD lớn BOD nhiều lần, gồm xenlulozơ, hemixenlulozo, protein, tinh bột chưa tan phải qua xử lý sinh học kỵ khí Các phương pháp xử lý nước thải sinh học A Trong cơng trình nhân tạo Phương pháp dựa sở : hoạt động vi sinh vật để phân hủy chất hữu gây nhiễm bẩn nước thải Các vi sinh vật sử dụng chất hữu số chất khoáng làm chất dinh dưỡng tạo lượng Chúng nhận chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng, sinh sản nên sinh khối chúng tăng lên Quá trình phân hủy chất hữu nhờ vi sinh vật gọi q trình oxy hóa sinh hóa Nước thải xử lý phương pháp sinh học đặc trưng tiêu COD BOD Tự làm sạch: mơi trường có vi khuẩn giúp cho q trình chuyển hóa, phân hủy chất hữu nên xử lý nước thải cần xem xét nước thải có vi sinh vật hay khơng để lợi dụng có mặt có tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển Phân loại: +Phương pháp hiếu khí: +Phương pháp kỵ khí * Nguyên lý chung q trình oxy hóa sinh hóa Để thực q trình oxy hóa sinh hóa, chất hữu hòa tan, chất keo phân tán nhỏ nước thải cần di chuyển vào bên tế bào vi sinh vật Quá trình gồm giai đoạn: Di chuyển chất gây ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật khuếch tán đối lưu phân tử Di chuyển chất từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm khuếch tán chênh lệch nồng độ chất tế bào Q trình chuyển hóa chất tế bào vi sinh vật với sản sinh lượng trình tổng hợp chất tế bào với hấp thụ lượng Ba giai đoạn có quan hệ chặt chẽ với q trình đóng vai trị quan trọng xử lý nước thải Nồng độ chất xung quanh tế bào giảm dần Các phần thức ăn từ môi trường bên ( nước thải) lại khuếch tán mơi trường chậm q trình hấp thụ thơng qua màng tế bào nồng độ chất dinh dưỡng xung quanh tế bào thấp Đối với sản phẩm tế bào tiết ngược lại lại cao so với nơi xa tế bào Mặc dù hấp thụ hấp phụ giai đoạn cần thiết việc tiêu thụ chất hữu vi sinh vật song khơng phải có ý nghĩa định việc xử lý nước thải Đóng vai trị chủ yếu định q trình diễn bên tế bào vi sinh vật (giai đoạn 3) Các q trình sinh hóa: +QT hiếu khí: chất hữu + O2 +QT kỵ khí: chất hữu + O vsv vsv CO2 , H2O CH 4, H2S, NH3, CO2 , H2O(có mùi, hàm lượng phụ thuộc vào chất hữu cơ) (coi oxy liên kết NO -3 SO4, …) (ngồi khí cịn có chất hữu khơng phân hủy gọi chất trơ) XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẮNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ KỴ KHÍ BỂ KỴ KHÍ QUAY BÙN Các HOẠT phương phápĐĨA yếm khí TÍNH SINH HỌC THIẾU KHÍ BỂ LỌC KỴ KHÍ UASB MÀNG SINH HỌC KHỬ NITRAT HỒ SINH HỌC a Cơ chế phân hủy kỵ khí chất hữu điều kiện yếm khí Trong điều kiện khơng có oxy, chất hữu bị phân hủy nhờ vi sinh vật sản phẩm cuối CH4, CO2 Q trình chuyển hóa chất hữu nhờ vi khuẩn kỵ khí chủ yếu diễn theo nguyên lý lên men qua bước sau: Bước 1:Thủy phân chất hữu phức tạp chất béo thành chất hữu đơn giản monosacarit, amino axit muối khác Đây nguồn dinh dưỡng lượng cho vi khuẩn hoạt động Bước 2:Các nhóm vi khuẩn kỵ khí thực q trình lên men axit, chuyển hóa chất hữu đơn giản thành loại axit hữu thông thường axit axetic, glixerin, axetat, CH3CH2COOH + 2H2O CH3COOH + CO2 + 3H2 Axit prifionic CH3CH2 CH2COOH + 2H2O CH3COOH + 2H2 Axit butinic Bước 3:Các nhóm vi khuẩn kỵ khí bắt buộc lên men kiềm (chủ yếu loại vi khuẩn lên men metan methanosarcina methanothrix) chuyển hóa axit axetic hydro thành CH4, CO2 b Các loại cơng trình xử lý nước thải điều kiện yếm khí -Các loại bể lắng nước thải kết hợp lên men bùn cặn lắng: Trong cơng trình diễn trình lắng cặn nước thải (Xử lý sơ xử lý bậc một) lên men bùn cặn lắng, cơng trình: bể tự hoại, bể lắng vỏ, bể lắng kết hợp với ngăn lên men đạng ứng dụng để xử lý nước thải sinh học loại nước thải khác có thành phần tương tự -Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc: Nước thải chưa xử lý trộn với bùn yếm khí tuần hồn theo sơ đồ -Bể lọc yếm khí: Bể có lắp đặt giá thể vi sinh vật kỵ khí dính bám loại vật liệu hình dạng, kích thước khác nhau, đóng vai trị vật liệu lọc Dịng nước thải từ lên xuống Các chất hữu vi khuẩn hấp thụ chuyển hóa để tạo thành CH4 chất khí khác Các khí sinh học thu gom phần bể -Bể phản ứng yếm khí có dịng nước thải qua tầng cặn lơ lửng Các phương pháp hiếu khí a Cơ chế phân hủy chất hữu điều kiện hiếu khí Các q trình hiếu khí xảy điều kiện tự nhiên hay điều kiện xử lý nhân tạo Trong điều kiện xử lý nhân tạo người ta tạo điều kiện tối ưu cho trình oxy hóa sinh hóa nên q trình xử lý có tốc độ cao hiệu suất cao Quá trình chuyển hóa vật chất: +Qúa trình oxy hóa chất hữu :(đáp ứng nhu cầu lượng tế bào) CxHyOzN + O2 vsv CO2 + NH3 + H2O + Q (1) +Qúa trình tổng hợp tế bào:(tổng hợp xây dựng tế bào) CxHyOz + NH3 + O2 vsv C5H7NO2 + CO2 + H2O + Q (2) (C5H7NO2: Công thức theo tỷ lệ trung bình ngun tố tế bào vi sinh vật) +Qúa trình oxy hóa nội bào (tự oxy hóa): tiếp tục tiến hành QT oxy hóa khơng đủ chất dinh dưỡng, Qúa trình chuyển hóa chất tế bào bắt đầu xảy qúa trình tự oxy hóa: C2H7NO2 + O2 vsv CO2 + NH3 +H2O + Q (3) Trong trình oxy hóa sinh hóa hiếu khí, chất hữu chứa N, S, P chuyển thành NO3- SO42-, PO43-, CO2, H2O NH3 + O2 vsv HNO2 + O2 +vsv HNO3 (4) (2): lượng oxy tiêu tốn cho phản ứng tổng BOD nước thải (1), (2), (3), (4): lượng oxy tiêu tốn gần gấp lần lượng oxy cho phản ứng đầu Khi môi trường cạn nguồn C hữu cơ, loại vi khuẩn nitơrít hóa (nitrosomonas) nitơrat hóa (nitrobater) thực q trình nitơrat hóa theo giai đoạn: 55NH4+ + 76O2 + 5CO2 nitrosomonas CH7NO2 + 54NO2-+ 52H2O + 109 H+400 NO2- + 19 O2 + NH3 + H2O + 5CO2 nitrobater C5H7NO2 + 400NO3b Các cơng trình nhân tạo (XLNT theo nguyên tắc lọc-dính bám, XLNT bùn hoạt tính) * Lọc sinh học Cơ chế xử lý nước thải theo nguyên tắc lọc-dính bám: +Sau thời gian, màng sinh vật hình thành chia thành lớp: lớp ngồi lớp hiếu khí oxy khuếch tán xâm nhập, lớp lớp thiếu oxy (anoxic) Bề 14 dày màng sinh vật từ 600-1000 micromet phần lớn vùng hiếu khí Do q trình lọc sinh học thường xem q trình hiếu khí thực chất hệ thống vi sinh vật hiếu-yếm khí +Thành phần: vi khuẩn (chủ yếu), dộng vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,…Sau thời gian hoạt động, màng sinh vật dày lên, chất khí tích tụ phía tăng lên màng bị bóc khỏi VLL Hàm lượng cặn lơ lửng nước tăng lên Sự hình thành lớp màng sinh vật lại tiếp diễn +Các cơng trình XLNT theo nguyên tắc chia làm loại: loại có VLL tiếp xúc không ngập nước với chế dộ tưới theo chu kỳ loại có VLL tiếp xúc ngập nước giàu oxy -Bể lọc sinh học nhỏ giọt: -Bể lọc sinh học cao tải: -Đĩa lọc sinh học: -Bể lọc sinh học có VLL ngập nước (bể bioten): * Xử lý nước thải bùn hoạt tính Các vi sinh vật thường tồn trạng thái huyền phù Bể sục khí để đảm bảo u cầu oxy trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng Huyền phù lỏng vi sinh vật bể thơng khí gọi chung chất lỏng hỗn hợp sinh khối (MLSS) Khi nước thải vào bể thổi khí (bể aeroten), bơng bùn hoạt tính hình thành mà hạt nhân phần tử cặn lơ lửng Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần với động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên bơng bùn màu nâu sẫm, có khả hấp thụ chất hữu hòa tan, keo khơng hịa tan phân tán nhỏ Vi khuẩn vi sinh vật sống dùng chất hữu chất ding dưỡng (N, P) lam thức ăn để chuyển hóa chúng thành chất trơ khơng hịa tan thành tế bào Dẫn đến bể aeroten lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau tách bể lắng đợt 2, phần quay trở lại đầu bể aeroten để tham gia xử lý NT theo chu trình Quá trình tiếp diễn đến chất thải cuối thức ăn vi sinh vật Nếu NT đậm đặc chất hữu khó phân hủy, cần có thời gian để chuyển hóa phần bùn hoạt tính tuần hồn phải tách riêng sục khí oxy cho chúng tiêu hóa thức ăn hấp thụ Quá trình gọi tái sinh bùn hoạt tính.Như q trình xử lý nước thải bùn hoạt tính bao gồm giai đoạn sau: +Khuấy trộn tạo điều kiện tiếp xúc nước thải với bùn hoạt tính +Cung cấp oxy để vi khuẩn vi sinh vật oxy hóa chất hữu +Tách bùn hoạt tính khỏi nước thải +Tái sinh bùn hoạt tính tuần hồn đưa chúng bể aeroten Yêu cầu chung vận hành: +Các bể aeroten phải đảm bảo bề mặt tiếp xúc lớn khơng khí, nước thải bùn +Khơng khí cấp vào nước thải bằng: nén khí qua phận khuếch tán ngập nước sục khí dùng khuấy học thổi vào chất lỏng thơng khí học +Nước thải đưa vào DO 2mg/l, SS 150mg/l (đối với hàm lượng sản phẩm dầu mỏ  25mg/l), pH 6,5-9, nhiệt độ 6-300 C, độc tố: GHCP, khống hịa tan: đầy đủ, BOD (chất hữu dễ bị phân hủy), nồng độ chất dinh dưỡng khác: đảm bảo Phân loại bể aeroten: +Theo chế độ thủy động lực có: bể aeroten đẩy, khuấy trộn, trung gian +Theo phương pháp tái sinh bùn hoạt tính: loại có tái sinh tách riêng, loại khơng có tái sinh tách riêng +Theo tải lượng bùn: loại tải trọng cao, trung bình, thấp +Theo số bậc: bậc, bậc, nhiều bậc +Theo chiều dẫn NT vào: xuôi chiều, ngược chiều Các cơng trình loại bỏ chất dinh dưỡng (muối nitơ phốtpho) ổn định bùn phương pháp sinh học a Cơ chế trình * Các trình loại bỏ chất dinh dưỡng nitơ Để giảm nguy phú dưỡng sông hồ xả nước thải, cần thiết phải giảm muối nitơ phốt N tồn nhiều dạng khác nước thải Loại bỏ N nghĩa chuyển nóvề dạng khí bay lên -Đối với trình xử lý nước thải sinh học hiếu khí 55NH4+ +76O2 +5CO2 nitrosomonas C5H7NO2+54NO2- +52H2O+109 H+ 400NO2- + 10 O2 + NH3 + 2H2O + 5CO2 nitrobacter C5H7NO2+ 400NO3- Trường hợp thiếu oxy, loại vi khuẩn khử nitơrat denitrificans (dạng kỵ khí tùy tiện) tách oxy nitơrat nitrit để oxy hóa chất hữu Nitơ phân tử tạo thành trình khỏi nước Q trình chuyển NO3- → NO2- → NO → N2O → N2 (NO, N2O, N2: dạng khí) Nhưng địi hỏi có nguồn C để tổng hợp tế bào Do nước thải nitrit hóa thường chứa vật chất chứa C nên địi hỏi phải bổ sung thêm nguồn C từ ngồi vào Trong số hệ khử nitrit sinh học, NT chảy tới tế bào chất thường nguồn cung cấp C cần thiết Khi XLNT công nghiệp thường thiếu C hữu nên người ta thường dung CH3OH rượu metylic làm nguồn C bổ sung NT công nghiệp nghèo chất dinh dưỡng lại chứa C hữu hịa trộn vào Như để cơng trình xử lý nước thải cần: +Điều kiện yếm khí (thiếu oxy tự do) +có nitơrat nitrit +có vi khuẩn kỵ khí tùy tiện khử nitơrat +có nguồn C hữu +có nguồn C hữu +nhiệt độ nước thải không thấp Ưu điểm: +Khử nitơ nước thải dòng +Hiệu suất khử BOD tăng chất hữu tiếp tục bị oxy hóa trình khử nitơrat +Giảm lượng bùn dư bể lắng đợt hai +Làm tăng khả lắng hạn chế độ trương bùn hoạt tính +Làm tăng pH nước thải sau xử lý * Quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng phốt - P xuất nước thải dạng PO3-4 poli photphat P2O7 dạng photpho liên kết hữu Hai dạng sau chiếm khoảng 70% nước thải - Các dạng tồn P thường dùng loại hợp chất keo tụ gốc Fe, Al,…để loại bỏ giá thành đắt, tạo thành bùn chứa tạp chất hóa học,… - Vi khuẩn Acinetobater sinh vật có trách nhiệm khử P, chúng có khả tích lũy poliphotphat sinh khối tương đối cao (2-5%) Khả lấy P vi khuẩn kỵ khí tùy tiện Acinebacter tăng lên nhiều cho ln chuyển điều kiẹn hiếu khí, kỵ khí * Q trình thổi khí kéo dài aeroten -Ưu điểm: (Xử lý nước thải có quy mơ vừa, nhỏ) +Có thể giảm 85-95% BOD cặn lơ lửng nước thải + phần chất hữu dễ gây thối rửa bùn khử nhờ q trình hơ hấp nội bào + Hiệu làm cao, lượng bùn dư diện tích cơng trình lớn b Một số cơng trình * Kênh oxy hóa tuần hồn -Áp dụng: dùng cho vùng có 200 -15000 người * Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ(Sequencing Batch Reactor-SBR) 1.Nước thải cho vào bể trộn với bùn hoạt tính (được lưu lại chu kỳ trước) 2.Hỗn hợp nước thải bùn suc khí bước với thời gian yêu cầu Các chất hữu oxy hóa hồn tồn giai đoạn 3.Q trình lắng bùn điều kiên tĩnh 4.Sau lắng, nước nằm phía lớp bùn xả khỏi bể 5.Xả lượng bùn dư hình thành trình thổi khí khỏi ngăn bể, ngăn hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải đến trạm xử lý nước thải liên tục -Ưu điểm: + Hiệu xử lý nước thải cao + BOD nước thải sau xử lý < 20 mg/l, CLL 3-25 mg/l; N-NH3 0,3-12 mg/l + Không cần bể lắng đợt 2, nhiều trường hợp bỏ qua bể điều hịa, bể lắng đợt + Có thể loại bỏ N, P điều chỉnh q trình hiếu khí, thiếu khí, kỵ khí bể việc thay đổi chế độ cung cấp oxy B Trong điều kiện tự nhiên Các cơng trình xử lý nước thải đất a Yêu cầu phương pháp xử lý nước thải đất ngập nước Đất dễ thấm nước, khả hấp phụ cao, mực nước ngầm 1,5m, độ dốc mặt đất nhỏ nhỏ 0,02 cánh đồng tưới nhỏ 0,08 cánh đồng lọc (không trồng trọt) T rồng loại có khả chất hữu chứa N, P, K nước thải muối có Nước thải đưa vào cánh đồng ngập nước thường phải đáp ứng: pH 6,5- 8,5; cặn lơ lửng < 150 mg/l; BOD5< 150 mg/l, tổng muối khơng hịa tan