XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG VI SINH VẬT
6.1.3. Sự oxy hĩa carbon và nitrate hĩa ở giai đoạn đơn (sơ đồ phối hợp).
Quá trình nitrate hĩa cĩ thể được thực hiện trong hệ bùn hoạt tính tăng cường chất lơ lửng. Các quá trình thường được sử dụng là chảy truyền thống (conventional plug-flow), trộn hồn chỉnh (complete-mix), sục khí tăng cường (extended aeration) và nhiều dạng sửa đổi của mương oxy hĩa (oxidation ditch). Để đạt được nitrate hĩa, địi hỏi cĩ sự duy trì các điều kiện cĩ thể cho sự phát triển của các sinh vật nitrate hĩa. Ví dụ, trong vùng khí hậu ấm áp, sự nitrate hĩa tăng cường cĩ thể được gia tăng nhờ sự gia tăng thời gian tồn tại của các tế bào trong hệ thống xử lý và sự cung cấp khí. Kỹ thuật này thường được sử dụng để đạt được nitrate hĩa theo mùa.
Hai quá trình tăng cường kết dính, cĩ thể được sử dụng cho quá trình nitrate hĩa và oxy hĩa carbon kết hợp, là lọc nhỏ giọt và tiếp xúc sinh học. Với các quá trình tăng cường chất lơ lửng cĩ thể được tăng cường nhờ việc điều chỉnh các thơng số điều khiển. Nitrate hĩa thường cĩ thể được thực hiện bởi việc làm giảm tốc độ tải hoạt được áp dụng.
Quá trình tăng cường chất lơ lửng. Động thái của quá trình nitrate hĩa được định
nghĩa rõ ràng nhất cho hệ thống tăng cường chất lơ lửng. Điều đĩ cho thấy các biểu thức của động lực học được dùng trong quá trình tăng cường chất lơ lửng hiếu khí cĩ thể được áp dụng cho quá trình nitrate hĩa.
Từ kinh nghiệm và những nghiên cứu trong phịng thí nghiệm, cho thấy rằng những nhân tố sau cĩ ảnh hưởng lên quá trình nitrate hĩa : nồng độ ammonia và nitrite, tỉ số
BOD5/TKN, nồng độ oxy hịa tan, nhiệt độ và pH. Ảnh hưởng của những biến số lên quá trình nitrate hĩa và việc tiếp cận để giải thích chúng được trình bày ở bảng 5-2. Các nhân tố đồng ảnh hưởng của động năng lên quá trình nitrate hĩa tăng cường chất lơ lửng là kích cỡ của mơi trường và độ sâu của bể.
Việc ứng dụng những tiếp cận về động năng cho những phân tích quá trình nitrate hĩa trong một phản ứng phức hợp hồn tồn liên quan đến các bước sau:
(1)Lựa chọn một nhân tố an tồn để duy trì hoạt độ đỉnh, suốt ngày và thời gian tải hoạt ngắn.
(2)Lựa chọn nồng độ oxy hịa tan thấp nhất. DO thấp nhất ở mức 2.0mg/l là thích hợp để tránh việc giảm hiệu quả của DO lên tốc độ nitrate hĩa.
(3)Xác định pH trong quá trình vận hành. pH biến động từ 7.0-9.0 là thích hợp. Mỗi một mg/l NH4-N bị oxy hĩa cĩ thể gây nên sự phân hủy 7.14mg/l kiềm (biểu hiện qua CaCO3).
(4)Đánh giá tốc độ phát triển cực đại của các vi khuẩn nitrate hĩa khơng ảnh hưởng đến sự thay đổi của nhiệt độ, DO và pH.
(5)Xác định thời gian tồn tại ít nhất của tế bào dựa vào tốc độ phát triển được xác định trong bước (4).
(6)Xác định thời gian tồn tại của tế bào theo dự kiến bằng cách sử dụng nhân tố an tồn được xác định ở bước (1).
(7)Xác định nồng độ nitrogen của nước thải.
(8)Xác định thời gian giử nước để đạt đến nồng độ nitrogen cần thiết của nước thải.
(9)Xác định tốc độ sử dụng chất hữu tại nơi mà quá trình nitrate hĩa - oxy hĩa giai đoạn đơn được sử dụng.
Bảng 6.2. Ảnh hưởng của những thay đổi mơi trường và quá trình hoạt động lên quá trình
nitrate hĩa tăng cường lơ lửng.
Thơng số mơi trường Mơ tả ảnh hưởng
Nồng độ NH4+ và NO2- Nồng độ NH4+ và NO2- ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng riêng cực đại của nitrosomonas và Nitrobacter. Tốc độ tăng trưởng của nitrobacter lớn hơn rất nhiều so với nitrosomonas. Và tốc độ tăng trưởng chung của chúng trong quá trình là:
μ : tốc độ tăng trưởng riêng (1/s)
μm : tốc độ tăng trưởng riêng cực đại (1/s)
S : nồng độ chất nền trong nước thải ở thời điểm tăng trưởng bị hạn chế Ks : hằng số bán tốc độ