2.1.3.TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢ
2.3.2.1 Phương pháp hĩa học
Đây là quá trình dùng một số hố chất và bể phản ứng nhằm nâng cao chất lượng của nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý của các cơng đoạn sau. Ví dụ:
• Dùng acid hay vơi để điều chỉnh pH
• Dùng than hoạt tính, Clo, Ozon để khử các chất hữu cơ khĩ oxy hố, khử màu, mùi, khử trùng
• Bể lọc trao đổi ion khử kim loại nặng,…
2.3.3. Phương pháp sinh học
Là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân huỷ sinh hố các hợp chất hữu cơ. Mục đích cơ bản của quá trình xử lý sinh học là lợi dụng các hoạt động sống và sinh sản của vi sinh để ổn định các hợp chất hữu cơ, làm keo tụ các chất keo lơ lửng khơng lắng được trong nước thải sinh hoạt và nước thải từ các hầm cầu, bể tự hoại để loại chúng ra khỏi nước với sản phẩm cuối cùng là khí carbonic, metan, nước và các chất vơ cơ khác. Phụ thuộc vào các điều kiện mơi trường cụ thể, mục đích xử lý cĩ thể bổ sung thêm, ví dụ khử Nitơ và Photpho, khử vết của các hợp chất hữu cơ khác. Phương pháp xử lý sinh học cĩ thể chia làm hai loại: xử lý hiếu khí và kỵ khí trên cơ sở cĩ oxy hồ tan và khơng cĩ oxy hồ tan.
Xử lý sinh học gồm các bước:
• Chuyển hố các hợp chất hữu cơ cĩ nguồn gốc Cacbon ở dạng keo và dạng hồ tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh
• Tạo ra các bơng cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vơ cơ trong nước thải
• Loại bỏ các bơng cặn sinh học ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực
Cĩ nhiều loại thiết bị và cơng trình dùng trong quá trình xử lý nước thải, cĩ khi thực hiện đồng thời cả 3 nhiệm vụ xử lý cơ học, hố học và sinh học, vì thế đơi khi quy trình xử lý nước thải cịn cĩ thể phân loại theo các cơng đoạn như sau:
• Tiền xử lý • Xử lý sơ bộ • Xử lý bậc 2 • Tiệt trùng • Xử lý cặn • Xử lý bậc 3 2.4. CƠNG NGHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ 2.4.1. Bản chất
Trong tự nhiên cĩ một số lồi vi khuẩn cĩ khả năng phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí như methanosaeta, methanosarcina, methanobacterium,
methanobrevibacter, methanothrix… (Zehnder, 1988). Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy kỵ khí là khí methane CH4 và khí carbonic CO2 theo sơ đồ phân huỷ hữu cơ tổng quát được trình bày ở hình dưới đây.
Hình 9. Sơ đồ phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ
Cũng như trong trường hợp cơng nghệ sinh học hiếu khí, để việc sử dụng các vi khuẩn kỵ khí phân huỷ các chất hữu cơ đạt được hiệu quả cao, cần áp dụng các kỹ thuật khác nhau để tăng mật độ vi khuẩn trong các thiết bị phản ứng lên càng cao càng tốt. Cách làm như vậy là kỹ thuật cố định hố (Immobilization) vi khuẩn. Từ cuối những năm 1960, ở các nước phát triển, các kỹ thuật cố định vi khuẩn đã được đầu tư nghiên cứu rất mạnh mẽ và đưa tới nhiều kết quả nghiên cứu rất khả quan. Số cơng trình áp dụng ở mức độ cơng nghiệp tăng lên rất nhanh và cơng nghệ sinhh học kỵ khí từ giữa những năm 1980 đã được thừa nhận rộng
Các hợp chất hữu cơ phức tạp carbohydrates, proteins, lipids
Các chất hữu cơ đơn giản đường, amino acids, peptides
Các acid béo mạch dài propionate, butyrate,… Acetate H2, CO2 CH4, CO2 28% 72% 13% 17% ACID HỐ THUỶ PHÂN 10% 5% 20% 35%
rãi trên thế giới như một loại hình cơng nghệ xử lý nước thải hồn chỉnh, cĩ khả năng xử lý nhiều loại nước thải sinh hoạt và cơng nghiệp khác nhau. Ưu điểm nổi bật của cơng nghệ kỵ khí là tiết kiệm năng lượng, do thay vì tiêu phí năng lượng để cấp khí, quy trình kỵ khí cịn cho phép thu hồi được một lượng năng lượng nhất định sinh ra từ việc đốt khí methane. Cơng nghệ sinh học kỵ khí hoạt động ở tải trọng hữu cơ tương đối cao, nên cũng dẫn đến việc tiết kiệm mặt bằng một cách đáng kể.