Hình 8. Sơ đồ công nghệ Anoxic- Oxic
Công nghệ AO (anoxic-oxic) là phương pháp tiến hành trên 2 pha kị khí và hiếu khí điển hình (Anoxic : thiếu khí và Oxic: hiếu khí)
Tại cột thiếu khí (Anoxic): Nước thải được trộn đều bằng máy khuấy trộn chìm tạo dòng trong môi trường thiếu khí để nitrate hóa, khử nitrate và khử phôtpho. Trong quy trình này, NH3-N bị oxy hóa thành nitrit và sau đó thành nitrat bởi vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter trong từng vùng riêng biệt. Nitrat được tuần hoàn trở lại vùng anoxic và được khử liên tục tối đa.
Chú thích:
1 Cột thiếu khí 2 Cột hiếu khí 3 Ngăn lắng
Đồng Mai Trang 29 K35C – Khoa Hóa học
Tại cột hiếu khí (Oxic): Diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ máy thổi khí. Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân huỷ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các
chất vô cơ đơn giản như: CO2, H2O…
Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí → H2O + CO2 + sinh khối mới.
Hình 9: Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ Anoxic, Oxic.
Bước 1: Xử lý sơ bộ:
- Nước thải sinh hoạt chảy vào hệ thống thu gom nước thải và chảy vào bể gom-điều hòa. Trước khi vào bể gom nước thải được cho qua máy tách rác thô loại bỏ hết các loại rác lớn như bao bì, giấy vụn…..
Đồng Mai Trang 30 K35C – Khoa Hóa học
-Ở bể gom điều hòa có bố trí hệ thống sục khí dưới đáy, máy khuấy trộn chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu, ngoài ra làm thoáng nước thải và khuấy trộn đồng đều nồng độ nước thải khi bước vào các bước xử lý tiếp theo.
-Ở bể gom đặt 2 máy bơm nước thải trong đó có 1 máy bơm chạy và 1 máy bơm dự phòng các bơm này hoạt động theo chế độ bằng tay hoặc tự động theo mức nước trong bể. Bơm nước thải có gắn biên tần nên rất thuận lợi cho quá trình điều chỉnh lưu lượng nước thải. Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự dao động của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình tiếp theo, giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình tiếp theo.
Bước 2. Xử lý sinh học AO
-Điều kiện: Môi trường sống cùng quần thể sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải.
- Bể anoxic kết hợp với bể oxic được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+, khử NO3- thành N2, khử Phôtpho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần
khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH4+ do tận dụng
được lượng oxy từ quá trình khử NO3-. Nồng độ bùn hoạt tính trong bể dao
động từ 1000 – 3000 mg MLSS/L. Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, tảu trọng hữu cơ áp dụng trong bể càng lớn. Oxy không khí được cấp vào bể oxic bằng các máy thổi khí và hệ thống phân phối khí. Lượng khí cung cấp vào bể giúp cung cấp oxi cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hòa tan thành nước, xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiên tốt cho vi sinh vật tiếp xúc với các chất cần xử lý và tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật.
- Các quá trình sinh hóa trong bể hiếu khí được thể hiện trong các
Đồng Mai Trang 31 K35C – Khoa Hóa học
dinh dưỡng + Vi khuẩn hiếu khí → CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi
khuẩn mới) + sản phẩm khác hô hấp nội bào C5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi
khuẩn → 5CO2 + 2H2O + NH3.
Bên cạnh quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành carbonic CO2 và
H2O, vi khuẩn hiếu khí Nitrisomonas và Nitrobacter còn oxy hóa ammoniac
thành nitrit và cuối cùng là nitrat.
Vi khuẩn Nitrisomonas: 2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 4H+ + 2H2O Vi khuẩn Nitrobacter: 2NO2- + O2 → 2 NO3-
Tổng hợp 2 phương trình trên: NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Lượng oxy O2 cần thiết để oxy hóa hoàn toàn ammonia NH4+ là 4,57g
O2/g N với 3,43g O2/g được dùng cho quá trình nitrite và 1,14g O2/g NO2 bị
oxy hóa. Trên cơ sở đó, ta có phương trình tổng hợp sau:
NH4+ + 1,731O2 + 1,962HCO3- → 0,038C5H7O2N + 0,962NO3- + 1,077H2O + 1,769H+
Phương trình trên cho thấy rằng mỗi một 0,1g nitơ ammonia (N-NH3)
được chuyển hóa sẽ sử dụng 3,96g oxy O2, và có 0,31g tế bào mới (C5H7O2N)
được hình thành, 7,01g kiềm CaCO3 được tách ra và 0,16g carbon vô cơ được
sử dụng để tạo thành tế bào mới. Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate
NO3- thành nitơ dạng khí N2 đảm bảo nồng độ nitơ trong nước đầu ra đạt tiêu
chuẩn môi trường. Quá trình sinh học khử Nitơ liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử dụng Nitrate hoặc nitrite như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy.
- Nước sau cụm bể thiếu khí – hiếu khí tự chảy vào bể lắng. Bùn được
giữ lại ở đáy bể lắng. Một phần được tuần hoàn lại bể thiếu khí, một phần được đưa đến bể chứa bùn.
Bước 3: Khử trùng
Nước thải được bơm qua một cột khử trùng để loại bỏ các loại vi khuẩn, các căn lơ lửng còn sót lại trong nước trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Nước thải ra môi trường sau khi xử lý đạt QCVN14:2008.
Đồng Mai Trang 32 K35C – Khoa Hóa học
Ưu điểm của công nghệ
Đáp ứng được những biến động của nước thải đầu vào chất lượng nước
sau xử lý ổn định và đạt hiệu quả cao.
Xử lý cao với cả chất hữu cơ, cặn, các hợp chất N, P vi sinh vật gây bệnh…. Cho phép xả nước thải sau xử lý ra môi trường hoặc tái sử dụng.
Xử lý được mùi rất tốt.
Xử lý dễ dàng các sản phẩm trong nước, không gây ô nhiễm thứ cấp
đồng thời cho ra sản phẩm nước với chất lượng đảm bảo sạch về mặt hóa chất độc hại và ổn định về hoạt tính sinh học. Trong quá trình xử lý vi sinh vật sẽ được tạo các điều kiện về dinh dưỡng cũng như các yếu tố khác để có thể đạt được hoạt tính cao nhất.
Trong kỹ thuật xử lý nước thải, quá trình sinh hóa hiếu khí thường được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa các chất bẩn hữu cơ dạng hòa tan và dạng keo. Quá trình sinh hóa thiếu khí được ứng dụng để chế biến và khử độc cặn trong nước thải.
Đồng Mai Trang 33 K35C – Khoa Hóa học
CHƯƠNG 2
ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU