31 Khử carbon dioxit(CO 2 ):
2.2.3.1.Giá thể màng sinh học
Điều quan trọng đối với sự thành công của bất kỳ quá trình màng sinh học là duy trì một tỷ lệ cao sinh khối trong bể phản ứng. Khi nồng độ sinh khối trên các giá thể MBBR đang tồn tại trong giới hạn của nồng độ chất rắn lơ lửng tương đương, giá trị phổ biến khoảng 1000 đến 5000mg/L chất rắn lơ lửng. Tuy nhiên, khi hiệu suất được đánh giá trên cơ sở thể tích, kết quả cho thấy rằng tốc độ loại bỏ có thể cao hơn nhiều so với hệ thống sinh trưởng lơ lửng (Rusten et al, 1995). Điều này làm tăng thêm hiệu quả thể tích của MBBR có thể là do các yếu tố sau đây:
(1) Hoạt động sinh khối tổng thể cao vì kiểm soát tốt độ dày màng sinh học trên giá thể từ sự di chuyển của các giá thể bởi năng lượng khuấy trộn (ví dụ, thông khí);
(2) Khả năng giữ lại sinh khối riêng đặc biệt cao trong mỗi bể phản ứng, tính độc lập của thời gian lưu bùn (SRT) trong một hệ thống tổng thể; và
(3) Thừa nhận tốc độ khuyếch tán do các điều kiện xáo động trong bể phản ứng.
Bể phản ứng đệm chuyển động có thể được sắp đặt theo một số cách khác nhau trong hệ thống xử lý dòng liên tục để loại bỏ BOD, nitrat hóa (nitrification) và
45
khử nitrat hóa (denitrification). Bảng 2.2 đưa ra một bản tóm tắt về khả năng kết hợp trong hệ thống xử lý của MBBR nói chung.
Bảng 2.2. Kết hợp xử lý bởi MBBR [26]
Mục tiêu xử lý Mô tả quá trình
Tách loại cacbon MBBR độc lập
MBBR xử lý thô cho quá trình sinh trưởng lơ lửng Nitrat hóa MBBR độc lập
MBBR sau xử lý thứ cấp
IFAS(Kết hợp bùn hoạt tính và màng cố định) Khử nitrat hóa MBBR độc lập với tiền khử nitrat hóa
MBBR độc lập với hậu khử nitrat hóa
MBBR độc lập với tiền và hậu khử nitrat hóa MBBR hậu khử nitrat hóa của dòng thải ra
Sự lựa chọn cách kết hợp trong hệ thống xử lý hiệu quả nhất phụ thuộc vào những điều sau đây:
(1) Điều kiện cụ thể của từng nơi, bao gồm cách sắp đặt vị trí và đặc điểm thủy lực của nhà máy;
(2) Sự sắp xếp theo hệ thống xử lý hiện tại và khả năng trang bị thêm cho cơ sở vật chất hiện có/bể chứa và
(3) Mục tiêu chất lượng nước thải đầu ra.
Diện tích màng sinh học hiệu dụng là thông số thiết kế cơ bản của bể phản ứng đệm chuyển động (Odegaard et al, 2000.), tải trọng và tốc độ phản ứng có thể được biểu diễn như một hàm số của diện tích bề mặt các giá thể. Do đó, diện tích bề mặt giá thể được sử dụng để thể hiện hiệu suất và tải trọng của MBBR thường được biểu diễn như tốc độ tách loại diện tích bề mặt (surface area remove rate - SARR) và tốc độ tải trọng diện tích bề mặt (surface area loading rate - SALR). Tốc độ loại bỏ cơ chất trong MBBR là phụ thuộc bậc không khi nồng độ cơ chất cao (tức là S
>> K) và là phụ thuộc bậc một khi nồng độ cơ chất thấp (S << K). Trong điều kiện được kiểm soát, tốc độ tách loại (SARR) như là một hàm số của tải (SALR) có thể được biểu diễn bởi tốc độ phản ứng bề mặt như sau:
46 [ [ ] Trong đó: r = tốc độ tách loại (g/m2 .ngày),
rmax = tốc độ tách loại cực đại (g/m2.ngày), và L = tốc độ tải trọng (g/m2.ngày),
K = hằng số bán bão hòa.