TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC KỊ KHÍ
3.4 TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ HYBRID
Hệ sinh học hybrid là mơ hình phản ứng sinh học cĩ sự hiện diện kết hợp của các chủng loại vi khuẩn khác nhau bao gồm:vi khuẩn sinh trưởng lơ lững và vi khuẩn sinh trưởng bám dính phát triển trong điều kiện kị khí, hiếu khí hoặc kết hợp kị khí và hiếu khí. Trong thập niên 80, hệ thống hybrid kị khí và hiếu khí bắt đầu được nghiên cứu và phát triển. Khởi xướng cho hệ hybrid kị khí từ nghiên cứu trên hệ USBF của Lettinga et al. (1981), Gulot and van den Berg (1984) và Brune
et al. (1982) nghiên cứu UBFF kết hợp USB. Cịn hệ hybrid hiếu khí được quan
tâm từ năm 1982 – 1988 bởi weber Ingenieur với tên gọi là quá trình bio 2 sludge . Kế tiếp vào các năm sau nhiều cơng nghệ hybrid đa dạng hơn đã được nghiên cứu. Mục tiêu chính là tận dụng những ưu điểm của một số hệ thống hệ thống hiện cĩ, kết hợp và sử dụng chúng hiệu quả sao cho chi phí đầu tư thấp, thu gọn hệ thống, vận hành đơn giản, khắc phục được những nhược điểm của các hệ thống riêng rẻ, đặc biệt là tăng hiệu quả xử lý, chịu sốc tải tốt và ngăn ngừa sự suy giảm của hệ vi sinh vật hiện diện.
Kết hợp sinh trưởng lơ lững và sinh trưởng bám dính trên cùng một hệ kị khí hoặc hiếu khí, tăng tải trọng vận hành và hiệu quả xử lý nhờ mật độ vi sinh vật cao dẫn đến giảm khối tích cơng trình.
Kết hợp sinh học và hấp phụ, sử dụng các chất mang cĩ diện tích bề mặt riêng lớn tham gia hấp phụ các chất ơ nhiễm nhờ vật gia tăng hiệu quả xử lý, loại bỏ các hợp chất độc hại, khĩ phân hủy sinh học và các chất dinh dưỡng.
Kết hợp sinh học và màng lọc nhờ vậy giảm khối tích cơng trình, tăng tải trọng vận hành, loại bỏ thành phần dinh dưỡng và lượng cặn sinh học triệt để, đơn giản hố quy trình vận hành.
Kết hợp sinh học kị khí, thiếu khí và hiếu khí trong cùng một hệ thống xử lý. Cho phép các phản ứng thủy phân, cắt mạch các hợp chất phức tạp được xảy ra đồng thời với các phản ứng sinh học hiếu khí chuyển hố thành CO2 và nước. Phản ứng diễn ra nối tiếp với tốc độ cao. Đặc biệt là quá trình khử nitơ sinh học như nitrat hố, khử nitrat hay anammox xảy ra trực tiếp trong cùng một hệ thống xử lý hoặc khử P.
Hệ sinh học hybrid sinh học xử lý nước thải hiệu quả hơn các hệ sinh học riêng lẽ nhờ tận dụng nhiều ưu điểm kết hợp.
Bảng 3.3 Ưu điểm của hệ sinh học lơ lững và bám dính
Hệ sinh trưởng lơ lững Hệ sinh trưởng bám dính
Ưu điểm:
Sinh khối xáo trộn đều dưới dạng lơ lững
Vi sinh thay đổi với nhiều chủng loại
Hiệu quả xử lý cao, bùn dễ lắng
Cĩ khả năng loại một phần N; P
Ưu điểm:
Sinh khối bám dính, xếp lớp
Nhiều chủng vi sinh hơn, xếp thành các lớp. mật độ vi sinh lớn
Thể tích khí cấp thường xuyên hoặc gián đoạn
lắng
Cĩ khả năng khử N, P
Khuyết điểm:
Thể tích khí cấp lớn (hybrid hiếu khí)
Kiểm tra quá trình theo mơ hình hĩa
Dễ bị sốc tải
Cần lượng sinh khối tuần hồn
Lượng sinh khối gia tăng cao, cần xử lý bùn dư
Thể tích bể lớn, thời gian lưu bùn dài, hiệu quả xử lý khơng ổn định do quá trình điều khiển hàm lượng bùn trong bể phức tạp. Cĩ sự thất thốt chất thải dạng keo, vi khuẩn
Khuyết điểm:
Hiệu quả thấp hơn
Tải trọng vận hành thấp, khĩ lắng
Nguồn: Lương Đức Phẩm (2003).
Do sự kết hợp của vi sinh vật tăng trưởng lơ lững và bám dính nên một số tương tác sinh học sẽ diễn ra trong hệ thống hybrid điển hình như:
Quan hệ cộng sinh: là hiện tượng hai hay nhiều cá thể trong nhiều lồi cùng sinh trưởng, phát triển và sinh sản mà khơng gây ảnh hưởng xấu lẫn nhau
Quan hệ đối kháng: là hiện tượng cĩ một lồi vi sinh vật này trong quá trình sinh trưởng và phát triển sẽ lấn át lồi khác, làm cho lồi kia bị tiêu diệt
Quan hệ ký sinh: Lồi náy sống và bám vào lồi khác. Lồi này phát triển sẽ làm lồi kia bị tiêu diệt.
Cĩ thể phân biệt hệ hybrid thành 3 dạng cơ bản:
Dạng 1: Hệ hybrid kị khí
Dạng 2: Hệ hybrid hiếu khí