Hoăn-Đồng Thâp Xử lí triệt
III.2.3 PHƯƠNG PHÂP SINH HỌC
Lă phương phâp xử lý nước thải nhờ văo khả năng sống vă hoạt động của câc loăi vi sinh vật để phđn huỷ câc chất hữu cơ có trong nước thải thủy sản. Câc
sinh vật sử dụng câc hợp chất hữu cơ vă một số khoâng chất lăm nguồn dinh dưỡng vă tạo năng lượng. Phương phâp năy chủ yếu chia lăm 2 loại lă sinh học hiếu khí ( có mặt câc loăi vi sinh vật hiếu khí) vă sinh học kị khí (có mặt câc loăi vi sinh vật kị khí).
Phương phâp xử lý sinh học có thể ứng dụng để lăm sạch hoăn toăn câc loại nước thải có chứa chất hữu cơ hoă tan hoặc phđn tân nhỏ. Do vậy phương phâp năy thường được âp dụng sau khi loại bỏ câc loại tạp chất thô.
Đđy lă phương phâp phổ biến vă thông dụng trong câc công trình xử lý nước thải vì có ưu điểm lă giâ thănh hạ, dễ vận hănh.
Câc công trình đơn vị xử lý sinh học hiếu khí như: Arerotank, sinh học hiếu khí tiếp xúc ( có giâ thể tiếp xúc), lọc sinh học hiếu khí, sinh học hiếu khí quay – RBC (Rotating Biological Contact).
Câc công trình xử lý sinh học kỵ khí như : UASB ( Upflow Anaerobic Sludge Blanket), bể lọc sinh học kỵ khí dòng chảy ngược, bể sinh học kỵ khí dòng chảy ngược có tầng lọc ( Hybrid Digester), bể kỵ khí khuấy trộn hoăn toăn…
III.2.3.1 Ao hồ hiếu khí
Ao hồ hiếu khí lă loại ao hồ nông 0.3 – 0.5m có quâ trình oxi hóa câc chất bẩn hữu cơ nhờ văo câc vi sinh vật hiếu khí. Loại ao hồ năy gồm có hồ lăm thoâng tự nhiín vă hồ lăm thoâng nhđn tạo.
Hồ hiếu khí tự nhiín : oxi từ không khí dễ dăng khuyếch tân văo lớp nước phía trín vă ânh sâng mặt trời chiếu rọi, lăm cho tảo phât triển, tiến hănh quang hợp thải oxi. Để đảm bảo ânh sâng qua nước, chiều sđu của hồ phải nhỏ thường
Hoăn-Đồng Thâp
lă 30 – 40cm. Do vậy diện tích của hồ căng lớn căng tốt. Tải trọng của hồ (BOD) khoảng 250 – 300kg/ha. Ngăy, thời gian lưu nước từ 3 – 12 ngăy.
Do ao nông, diện tích lớn nín đảm bảo điều kiện hiếu khí cho toăn bộ nước trong ao. Nước lưu trong ao tương đối dăi. Hiệu quả lăm sạch có thể tới 80 – 95% BOD, mău nước có thể chuyển dần sang mău xanh của tảo.
Hồ sục khuấy: nguồn cung cấp oxi cho vi sinh vật hiếu khí trong nước hoạt động lă câc thiết bị khuấy cơ học hoặc khí nĩn. Nhờ vậy, mức độ hiếu khí trong hồ sẽ mạnh hơn, điều độ vă độ sđu của hồ cũng nhỏ hơn tải trọng BOD của hồ khoảng 400kg/ha.ngăy. Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 1 – 3 ngăy có khi dăi hơn.
III.2.3.2 Ao hồ kị khí
Ao hồ kị khí lă loại ao sđu, ít có hoặc không có điều kiện hiếu khí. Câc vi sinh vật hoạt động sống không cần oxi không khí. Chúng sử dụng oxy ở dạng câc hợp chất như nitrat, sulfat…Để oxy hóa câc chất hữu cơ thănh câc axít hữu cơ, câc loại rượu vă khí CH4, H2S, CO2 vă nước.
Ao hồ kỵ khí thường dùng để lắng vă phđn hủy câc cặn lắng ở vùng đây. Loại ao hồ năy có thể tiếp nhận loại nước thải có độ nhiễm bẩn lớn, tải trọng BOD cao vă không cần vai trò quang hợp của tảo. Nước thải lưu ở hồ kỵ khí thường sinh ra mùi hôi thối khó chịu. Chính vì điều năy mă không nín bố trí ao hồ loại năy gần khu dđn cư hay câc nhă mây chế biến thực phẩm.
Để duy trì điều kiện kỵ khí vă giữ ấm nước trong hồ văo những ngăy trời lạnh yíu cầu chiều sđu hồ khâ lớn từ 2 – 6m.
Ao hồ loại năy nếu lăm nín có 2 hồ vì một hoạt động một ngăn dự phòng những lúc nạo vĩt bùn.
Cửa xả nước văo ao hồ phải ngập trong nước để đảm bảo phđn bố nước đồng đều trong bể, trânh tình trạng oxy theo đó mă xđm nhập văo. Tùy văo từng loại nước thải mă có phương phâp chọn ao hồ xử lý cho thích hợp.
III.2.3.3 Ao hồ hiếu - kị khí
Loại ao hồ năy rất phổ biến trong thực tế. Đó lă loại kết hợp hai quâ trình song song: phđn hủy hiếu khí câc chất hữu cơ hòa tan có ở trong nước vă phđn hủy kỵ khí cặn lắng ở vùng đây.
Đặc điểm của ao hồ năy gồm có 3 vùng xĩt theo chiều sđu: lớp trín lă vùng hiếu khí (lớp năy chủ yếu lă vi sinh vật hiếu khí sống vă hoạt động), vùng giữa lă vùng kỵ khí tùy tiện (vi sinh vật tùy nghi hoạt động) vă vùng phía đây sđu lă vùng kỵ khí (vi khuẩn lín men metan hoạt động).
Nguồn oxi cần thiết cho quâ trình oxi hóa câc chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước nhờ khuyếch tân qua mặt nước do sóng vă nhờ tảo quang hợp nhờ văo ânh sâng mặt trời. Nồng độ oxi hòa tan ban ngăy nhiều hơn ban đím vă vùng hiếu khí chủ yếu ở lớp nuớc 1m trở xuống.
Vùng kỵ khí xảy ra ở dưới đây hồ ở dđy sinh ra câc loại khí như: CH4, H2S, H2, N2, CO2, (nhưng chủ yếu lă CH4), quâ trình năy xảy ra nhanh hay chậm lă nhờ văo nhiệt độ. Trong hồ thường hình thănh 2 tầng phđn câch nhiệt: tầng phía trín có nhiệt độ cao hơn tầng phía dưới do tảo quang hợp tiíu thụ oxy lăm cho PH chuyển sang kiềm. Tạo phât triển mạnh rồi chết tự phđn lăm cho môi trường nước thiếu oxy hòa tan. Gđy ảnh hưởng đến một số loại vi sinh vật khâc.
Hoăn-Đồng Thâp
Việc xử lý nước thải bằng cânh đồng tưới vă bêi lọc dựa trín khả năng giữ câc cặn nước ở trín mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lọc, nhờ có oxi trong câc lỗ hổng vă mao quản của lớp đất mặt , câc vi sinh vật hoạt động phđn hủy câc hợp chất hữu cơ nhiễm bẩn. Căng sđu xuống lượng oxi hóa căng ít vă quâ trình oxi hóa câc chất hữu cơ giảm xuống dần. Cuối cùng đến độ sđu ở đó chỉ diễn ra quâ trình khử nitrât. Đê xâc định được quâ trình oxy hóa nước thải chỉ diễn ra ở lớp đất mặt sđu tới 1.5m. Vì vậy câc cânh đồng tưới vă bêi lọc thường được xđy dựng ở những nơi có mực nước ngầm thấp hơn 1.5m so với mặt đất.
Cânh đồng tưới có 2 chức năng: xử lý nước thải vă tưới bón cđy trồng. Tùy văo từng chức năng mă cânh đồng được xử dụng cho phù hợp.
Câc loại nước thải của ngănh thực phẩm trước khi đưa văo cânh đồng tưới vă bêi lọc cần phải được xử lý sơ bộ: qua song chắn râc để loại bỏ câc vật khô cứng, qua bể lắng cât loại bỏ một phần câc hợp chất rắn vă chất kim loại nặng, loại bỏ dầu mỡ vă một phần câc chất huyền phù trânh cho câc lớp đất mặt bị bịt kín lăm giảm sự thoâng khí vă ảnh hưởng xấu đến khả năng oxy hóa câc chất bẩn của hệ vi sinh vật.
Trong phương phâp năy có gặp rất nhiều khó khăn khi xđy dựng như:diện tích tưới cố định phải lớn vă nhu cầu tưới đều đặn trong năm.
III.2.3.5 Quâ trình xử lí bằng bùn hoạt tính vă vật liệu tiếp xúc
Quâ trình xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính được sử dụng để loại
bỏ chất hữu cơ trong nước thải. Quâ trình năy bao gồm: lọc sinh học, lọc thô, bể
phản ứng nitrat hóa fixed-bed.
Đđy lă một dạng hồ sinh học kết hợp với bể sinh học. Nhưng vật liệu tiếp xúc được bố trí dọc theo chiều dăi hồ tạo điều kiện cho vi khuẩn sinh trưởng trín bề mặt. Ở tải trọng cao sục khí được tiến hănh một phần hoặc trín toăn bộ thể tích bể. Thời gian lưu nước thay đổi, giâ thể sinh vật bâm dính lă câc sợi tổng hợp khâ cứng được quấn quanh một lõi thĩp trâng kẽm. Kích thước loại nhựa tổng hợp tính từ lõi thĩp dăi khoảng 50 -70 mm. Mỗi lõi kẽm được quấn tròn có đường kính từ 80 -100 mm. Hệ thống phđn phối khí lă câc đâ bọt hoặc câc đường ống nhựa dẫn khí. Cột sinh học chứa đầy vật liệu bâm dính lă giâ thể cho vi sinh vật sống bâm.
Nước thải được phđn bố đều trín bề mặt lớp vật liệu bằng hệ thống khuấy hoặc vòi phun. Quần thể sinh vật sống bâm trín giâ thể tạo nín măng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ vă phđn hủy chất hữu cơ trong nước thải. Quần thể sinh vật năy có thể lă vi sinh vật hiếu khí. Khi vi sinh vật phât triển, chiều dăy ngăy căng tăng.
Vi sinh vật tiíu thụ lớp ngoăi hết lượng oxi khuyếch tân trước khi oxi thẩm thấu văo bín trong. Vì vậy gần sât bề mặt câ thể, môi trường kị khí hình thănh. Khi lớp măng dăy, chất hữu cơ bị phđn hủy ở lớp ngoăi vi sinh sống gần bề mặt giâ thể thiếu nguồn thức ăn vă mất đi khả năng bâm dính. Măng vi sinh tâch khỏi giâ thể nhiều hay ít tùy thuộc văo tải trọng chất hữu cơ vă tải trọng thủy lực. Tải trọng hữu cơ ảnh hưởng đến tốc độ trao đổi chất trong măng nhầy, tải trọng thủy lực ảnh hưởng đến rửa trôi măng. Phương phâp năy có thể sử dụng trong điều kiện hiếu khí hoặc trong kiều kiện yếm khí.
Hoăn-Đồng Thâp
Nguyín lý chung của qúa trình bùn hoạt tính lă oxy hóa sinh hiếu khí với sự tham gia của bùn hoạt tính.
Trong bể Aerotenk diễn ra quâ trình oxy hóa sinh hóa câc chất hữu cơ trong nước thải. Vai trò ở đđy lă câc vi sinh vật hiếu khí, chúng tạo thănh bùn hoạt tính vă nước thải tiếp xúc với nhau được tốt vă liín tục, người ta khuấy trộn với nhau bằng mây khuấy nĩn hoặc câc thiết bị cơ giới khâc. Để câc vi sinh vật khoâng hóa sống vă hoạt động bình thường phải thường xuyín cung cấp oxy văo bể, oxy sẽ được sử dụng trong câc quâ trình sinh hóa. Sự khuyếch tân tự nhiín qua mặt thoâng của nước trong bể không đảm bảo đủ lượng oxy cần thiết, vì vậy phải bổ xung lượng oxi thiếu hụt bằng phương phâp oxy nhđn tạo: thổi khí nĩn văo hoặc tăng diện tích mặt thoâng.
Trong thực tế người ta thường thổi không khí nĩn văo bể như vậy sẽ đồng giải quyết tốt hai nhiệm vụ: vừa khuấy trộn bùn hoạt tính văo nước thải vừa đảm bảo chế độ oxy trong bể. Bùn hoạt tính lă tập hợp những vi sinh vật khoâng hóa có khả năng hấp thụ vă oxy hóa câc chất hữu cơ có trong nước thải với sự có mặt của oxy. Để bùn hoạt tính vă nước thải tiếp xúc vơi nhau được tốt vă liín tục, chúng có thể được khuấy trộn với nhau bằng khí nĩn hoặc câc thiết bị cơ giới khâc. Chất hữu cơ hòa tan, câc chất keo phđn tân nhỏ sẽ được chuyển hóa vă hấp phụ văo keo tụ sinh học trín bề mặt câc tế băo vi sinh vật. Tiếp đó trong quâ trình trao đổi chấđt. Dưới tâc dụng của những men nội băo, câc chất hữu cơ được phđn hủy. Quâ trình xử lý gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn khuyếch tân vă chuyển chất từ dịch thể tới bề mặt câc tế băo vi sinh vật.
- Hấp phụ: khuyếch tân vă hấp thụ câc chất bẩn từ bề mặt ngoăi câc tế băo qua măng bân dính.
- Quâ trình chuyển hóa câc chất đê được khuyếch tân vă hấp phụ ở trong tế băo sinh vật ra năng lượng vă tổng hợp câc chất mới của tế băo.
III.2.3.7 Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học lă công trình trong đó nước thải được lọc qua lớp vật liệu
có kích thước hạt lớn. Bề mặt câc hạt vật liệu đó được bao bọc trong một măng sinh vật hiếu khí tạo thănh.
Sau khi lắng trong câc bể lắng đợt 1 nước thải được cho qua bể lọc sinh vật. Ở đó măng sinh vật sẽ hấp phụ câc chất phđn tân nhỏ, chưa kịp lắng cả câc chất ở dạng keo vă hòa tan. Câc chất hữu cơ bị măng vi sinh vật giữ lại sẽ bị oxy hóa bởi câc vi sinh vật hiếu khí. Chúng sử dụng câc chất hữu cơ, một phần để sinh ra năng lượng cần thiết cho sự sống vă hoạt động, một phần để xđy dựng tế băo (nguyín sinh chất) vă tăng khối lượng cơ thể. Như vậy một phần chất hữu cơ bị loại khỏi chất thải, mặt khâc khối lượng măng sinh vật hoạt tính trong vật liệu lọc đồng thờùi cũng tăng lín. Măng đó sau một thời gian giă cỗi, chết đi vă bị dòng nước mới cuốn đi khỏi bể lọc.
Thực chất quâ trình oxy hóa diễn ra trong bể lọc sinh vật cũng tương tự như câc quâ trình diễn ra ở câc cânh đồng tưới, cânh đồng lọc. Song nhờ những điều kiện nhđn tạo thuận lợi đối với sự sống hoạt động của vi sinh vật hiếu khí nín câc quâ trình oxy hóa sinh hóa trong câc bể sinh vật diễn ra mạnh hơn nhiều do đó kích thước công trình cũng nhỏ hơn nhiều.
Hoăn-Đồng Thâp
Theo chế độ lăm việc câc bể lọc chia ra lăm 2 loại: bể lọc hoạt động theo chu kỳ vă bể lọc hoạt đông liín tục. Bể lọc hoạt động theo chu kỳ do công suất nhỏ, giâ thănh lại cao nín hiện nay hầu như không được sử dụng.
Theo công suất vă cấu tạo, những bể lọc hoạt động liín tục được chia ra
lăm câc loại sau: bể lọc sinh vật nhỏ giọt, bể lọc sinh vật cao tải (hay aerophin): đđy lă loại bể lọc sinh học có chiều cao lớn.
Theo phương thức cung cấp người ta chia ra câc lọai bể: thông gió tự nhiín vă thông gió nhđn tạo.
Bể lọc sinh học hiện đại gồm câc lớp vật liệu tiếp xúc có khả năng thấm cao cho phĩp vi sinh vật bâm dính vă nước thải có thể đi qua. Môi trường lọc có thể lă đâ, kích thước thay đổi từ 25 ÷ 100mm đường kính, chiều sđu lớp đâ tùy theo thiết kế nhưng thông thường từ 0.9 ÷ 12m trung bình lă 1.8m. Lọc sinh học có thể dùng lớp vật liệu lọc cải tiến lă plastic, có thể hình vuông hoặc hình khâc với chiều sđu thay đổi từ 9 ÷ 12 m. Bể lọc hình tròn, nước được phđn phối trín bằng thiết bị phđn phối quay. Chất hữu cơ trong nước thải được phđn hủy bởi quần thể sinh vật bâm dính vă chất liệu lọc. Chất hữu cơ trín nước thải được hấp phụ lean măng sinh học hoặc lớp nhầy. Ở lớp ngoăi của lớp măng nhầy sinh học (0.1 ÷0.2mm), chất hữu cơ sẽ bị phđn hủy hiếu khí. Khi sinh vật tăng trưởng thì lớp măng nhầy tăng lín vă oxy khuyếch tân được tiíu thụ khi nó có thể thấm vằ chiều sđu lớp măng nhầy. Do đó môi trường kị khí sẽ nằm gần lớp vật liệu lọc.
Khi độ dăy măng nhầy tăng, câc chất hữu cơ hấp phụ được chuyển hóa trước khi nó tiếp xúc với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu. Kết quả vi sinh vật gần bề mặt vật liệu phải hô hấp nôị băo do không có nguồn chất dinh dưỡng thích hợp
của chất hữu cơ nước thải vă do đó mất khả năng bâm dính. Sau đó măng nhầy năy bị rửa trôi, măng nhầy mới được hình thănh.
III.2.3.8 Bể lọc thô
Bể lọc thô lă bể lọc sinh học được thiết kế đặc biệt để vận hănh ở tải trọng thủy lực cao. Lọc thô được dùng chủ yếu để loại bỏ chất hữu cơ bằng quâ trình xuôi dòng.
Câc loại bể lọc thô hiện nay sử dụng vật liệu lọc tổng hợp hay gỗ gõ với độ sđu trung bình từ 3.7 ÷ 12 m, cũng như quâ trình lọc sinh học khâc, lọc thô rất nhạy cảm với nhiệt độ. Lọc thô được dùng để loại bỏ một phần chất hữu cơ, lăm tăng quâ trình nitrat hóa xuôi dòng.
III.2.3.9 Multech
Multech lă công nghệ xử lí nước thải được thiếtkế đồng bộ trín cơ sở tích hợp giữa phương phâp xử lí hiếu khí bùn hoạt tnhs cổ điển vă phương phâp xử lí theo mẻ truyền thống.Trong quâ trình xử lí bằng phương phâp năy đồng thời diễn ra câc quâ trình hiếu khí, thiếu khí, vă yếm khí. Điều năy cho phĩp cùng lúc xử lí Câc chất ô nhiễm cơ bản trong nước thải công nghiệp vă đô thị như câc chất hữu cơ, câc hợp chất N, P…
