Các q trình hiếu khí có thể xảy ra trong điều kiện tự nhiên hay trong các điều kiện xử lý nhân tạo. Trong các cơng trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho q trình oxy hóa sinh hóa nên q trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều.
− Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn: Oxy hóa chất hữu cơ : (đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào)
CxHyOzN + O2 vsv CO2 + NH3 + H2O + Q − Tổng hợp tế bào: (tổng hợp xây dựng tế bào)
− Oxy hóa nội bào (tự oxy hóa): khi mơi trường thiếu dinh dưỡng, xảy ra q trình tự oxy hóa:
C5H7NO2 + O2 vsv CO2 + NH3 +H2O + Q
Trong q trình oxy hóa hiếu khí, các chất hữu cơ chứa N, S, P cũng được chuyển thành NO3-, SO42-, PO43-, CO2, H2O.
NH3 + O2 vsv HNO2 + O2 +vsv HNO3
Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:
- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như q trình bùn hoạt tính, hồ làm thống, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí. Trong số các q trình này, q trình bùn hoạt tính là q trình phổ biến nhất. - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như q trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định.
Các cơng trình nghiên cứu.
Hồ sinh học.
Ngun lý và cơng dụng: Xử lý nước thải ở hồ sinh học là lợi dụng quá trình tự
làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải. Lượng ơ xy cho q trình sinh hóa chủ yếu là do khơng khí xâm nhập qua mặt thống của hồ và do q trình quang hợp của thực vật nước.
Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải, hồ sinh học cịn có thể đem lại những lợi ích sau:
- Ni trồng thủy sản.
- Điều hịa dịng chảy nước mưa trong hệ thống thốt nước đơ thị hoặc các khu công nghiệp, khu dân cư.
Ở nước ta hiện này hồ sinh học chiếm vị trí đặc biệt quan trọng trong các biện pháp xử lý nước thải vì có nhiều thuận lợi:
- Khơng địi hỏi nhiều vốn đầu tư.
- Bảo trì, vận hành đơn giản, khơng địi hỏi có người quản lý thường xuyên.
- Hầu hết các đơ thị, các khu dân cư có nhiều ao, hồ hay khu ruộng trũng có thể sử dụng mà khơng cần cải tạo, xây dựng nhiều.
- Có các điều kiện kết hợp mục đích xử lý nước thải với việc nuôi trồng thủy sản và điều hòa nước mưa.
Phân loại hồ:
Hiện nay người ta phân hồ sinh học hiếu khí thành hai loại:
- Hồ làm thống tự nhiên: Ơ xy cung cấp cho q trình ơ xy hóa chủ yếu do sự khuếch tán khơng khí qua mặt nước và q trình quang hợp của thực vật nước (rong, tảo,…). Để đảm bảo cho ánh sáng có thể xun qua, thì chiều sâu của hồ phải nhỏ, tốt nhất là từ 0,3 - 0,5 m. Sức chứa tiêu chuẩn lấy theo chỉ tiêu BOD vào khoảng 250 - 300 kg/ha/ngày. Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 3 - 12 ngày. Tuy nhiên do độ sâu cần nhỏ, thời gian lưu nước lâu nên diện tích của hồ địi hỏi phải đủ lớn. Vì thế nó chỉ hợp lý về kinh tế khi kết hợp với việc nuôi trồng thủy sản với chăn nuôi và hồ chứa nước cho cơng nghiệp.
- Hồ hiếu khí làm thống nhân tạo: Loại này nguồn ô xy cung cấp cho q trình sinh hóa là bằng các thiết vị như bơm khí nén hay máy khuấy cơ học. Do được tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu của hồ có thể từ 2 - 4,5 m, sức chứa tiêu chuẩn theo chỉ tiêu BOD khoảng 400 kg/ha/ngày. Thời gian lưu nước trong hồ chỉ cần từ 1 - 3 ngày.
Cấu tạo của hồ:
Các loại hồ sinh học hiếu khí có thể làm một hoặc nhiều bậc, chiều sâu của các bậc sau sâu hơn các bậc phía trước. Thiết bị đưa nước vào hồ phải có cấu tạo thích hợp để phân phối, điều hịa nước trên tồn bộ diện tích hồ. Thơng thường, hồ một bậc
thường được thiết kế với diện tích 0,5 - 0,7 ha; hồ nhiều bậc thì mỗi bậc 2,25 ha; tùy theo cơng suất mà có thể xây dựng làm nhiều hồ.
Bể Aerotank.
Bể Aerotank là cơng trình nhân tạo xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, trong đó người ta cung cấp ơxi và khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính.
Các q trình sinh hóa xảy ra trong Aerotank. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Q trình tăng sinh khối.
Gồm có 4 pha: pha chậm, pha tăng trưởng, pha cân bằng và pha chết.
• Quá trình khử Nitơ.