31 Khử carbon dioxit(CO 2 ):
2.1.4. Ảnh hƣởng của các yếu tố khác nhau lên tốc độ oxy hóa sinh hóa [7, 9]
Tốc độ oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ các chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của dòng nước thải vào hệ thống xử lý.
Ở một mức độ làm sạch nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng lên tốc độ phản ứng sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, các nguyên tố chính cũng như các kim loại nặng và các muối khoáng.
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình xử lý sinh học. Nhiệt độ không những chỉ ảnh hưởng đến hoạt tính enzim xúc tác các phản ứng hóa sinh trong tế bào vi sinh vật mà còn tác động rất lớn đến khả năng hòa tan các khí vào chất lỏng, cũng như khả năng lắng của chất rắn sinh học.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng của quá trình sinh học thường được thể hiện bằng công thức sau
trong đó:
rT – tốc dộ phản ứng ở T0C r20 – tốc độ phản ứng ở 200C
36
Tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa tăng khi tăng nhiệt độ. Song trong thực tế nhiệt độ nước thải trong hệ thống xử lý được duy trì trong khoảng 20 đến 300C. Khi nhiệt độ tăng quá ngưỡng trên có thể làm cho các vi khuẩn bị chết, còn ở nhiệt độ quá thấp tốc độ làm sạch sẽ bị giảm và quá trình thích nghi của VSV với môi trường mới bị chậm lại, các quá trình nitrat hóa, hoạt tính keo tụ và lắng bùn bị giảm hiệu suất. Còn trong phạm vi tối ưu trên, khi nhiệt độ tăng tốc độ quá trình phân hủy các chất hữu cơ tăng gấp 2 đến 3 lần. Tuy nhiên khi nhiệt độ nước thải tăng thì độ hòa tan của oxy trong nước giảm.
Ảnh hưởng của kim loại nặng
Theo mức độ độc hại, các kim loại nặng có thể sắp xếp theo thứ tự sau: Sb > Ag > Cu > Hg > Co > Ni > Pb > Cr 3+ > V > Cd > Zn > Fe
Muối của các kim loại này làm giảm tốc độ làm sạch. Nồng độ cho phép của các chất độc để quá trình oxy hóa sinh hóa có thể xảy ra phụ thuộc vào bản chất các chất đó.
Hàm lượng của các chất khoáng khi cao hơn nồng độ cho phép cực đại cũng có thể ảnh hưởng xấu tới tốc độ làm sạch nước thải.
Nhu cầu oxy
Để oxy hóa các chất hữu cơ, các VSV cần có oxy và nó chỉ có thể sử dụng oxy hòa tan. Để cung cấp oxy cho nước thải người ta tiến hành quá trình thông khí, khuếch tán dòng không khí thành các bóng nhỏ phân bố đều trong khối chất lỏng.
Các nguyên tố dinh dưỡng và vi lượng
Để có phản ứng sinh hóa, nước thải cần chứa hợp chất của các nguyên tố dinh dưỡng và vi lượng. Đó là các nguyên tố N, S, P, K, Mg, Ca, Na, Cl, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Zn, Cu ... trong đó N, P và K là các nguyên tố chủ yếu, cần được đảm bảo một lượng cần thiết trong xử lý sinh hóa. Hàm lượng các nguyên tố khác không cần phải định mức vì chúng có trong nước thải ở mức đủ cho nhu cầu của các VSV. Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng phụ thuộc vào thành phần của nước thải và tỷ lệ giữa chúng được xác định bằng thực nghiệm. Để tính toán sơ bộ người ta thường
37
lấy tỷ lệ BOD : N : P = 100: 5 : 1. Tỷ lệ này chỉ đúng cho 3 ngày đầu, còn khi quá trình xử lý kéo dài 20 ngày thì tỷ lệ BOD : N : P cần giữ ở mức 200 : 5 : 1.
Ngoài ra giá trị pH cũng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo men trong tế bào và quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bào. Đối với đa số VSV khoảng giá trị pH tối ưu là 6,8 đến 8,5.