CHO CƠNG TY TNHH DỆT JOMU VIỆT NAM 4.1 Tổng quan về các phương pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ơ nhiễm
4.2.1.7. Phương pháp sinh học
Phần lớn những chất cĩ trong nước thải dệt nhuộm là những chất cĩ khả năng phân hủy sinh học. Trong một số trường hợp nước thải dệt nhuộm cĩ chứa một số các hợp chất độc hại đối với một số vi sinh vật như các chất vơ cơ, formandehit, kim loại nặng, Clo,…Và các chất khĩ phân hủy sinh học như các chất tẩy giặt, hồ PVA (polyvynylalcol), các loại dầu khống. Do đĩ trước khi đưa vào xử lý sinh học, nước thải cần được khử các chất độc và giảm tỷ lệ các chất khĩ phân hủy sinh học bằng phương pháp xử lý cục bộ.
Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số các chất khống làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối. Quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình ơxy hĩa sinh hĩa. Phương trình tổng quát của các phản ứng ơxy hĩa sinh hĩa:
H NH O H y xCO O z y x N O H Cx y z + + + + 2 → 2 + − 2 + 3 +∆ 2 3 ) 4 3 3 4 ( (1) CxHyOzN +NH3 +O2 →C5H7NO2 +CO2 +∆H (2)
Phản ứng (1) là phản ứng ơxy hĩa các chất hữu cơ để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào
Phản ứng (2) là phản ứng tổng hợp để xây dựng tế bào
Lượng ơxy tiêu tốn cho các phản ứng này là tổng BOD của nước thải. CxHyOzN là tất cả các chất hữu cơ của nước thải, cịn C5H7NO2 là cơng thức theo tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào vi sinh vật, ∆H là năng lượng.
Như vậy, nước thải nĩi chung và dệt nhuộm nĩi riêng được xử lý bằng phương pháp sinh học được đặc trưng bởi hai chỉ tiêu BOD và COD. Tỷ số giữa BOD và COD ≥0.5. Tỷ lệ giữa BOD:N:P = 100:5:1, tỷ lệ này chỉ đúng cho 3 ngày đầu, nhưng đến ngày thứ 20 thì tỷ lệ BOD:N:P = 200:5:1. Người ta cĩ thể phân loại phương pháp sinh học gồm hai loại chính:
Phương pháp hiếu khí là phương pháp sử dụng các nhĩm vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp ơxy liên tục và duy trì ở 20 đến 40oC . Các quá trình của phương pháp hiếu khí cĩ thể xảy ra trong điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Các cơng trình nhân tạo gồm: bể thơng khí sinh học (bể aerotank), bể lọc sinh học.
Bể thơng khí sinh học (aerotank): trong quá trình xử lý, các vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái huyền phù. Quá trình làm sạch trong aerotank diễn ra theo mức dịng chảy qua của hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính được sục khí. Việc sục khí đảm bảo yêu cầu của cung cấp ơxy để phát triển vi sinh vật và duy trì bùn ở trạng thái lơ lửng.
Bể lọc sinh học: là một thiết bị phản ứng sinh học trong đĩ các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên một lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc, lớp vật liệu lọc thường bằng đá. Cơ chế của quá trình: màng vi sinh vật gồm các vi khuẩn, nấm và động vật bậc thấp được nạp vào hệ thống cùng với nước thải. Màng này cĩ hai lớp, lớp kị khí ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở ngồi. Khi nước thải chảy trùm lên lớp màng nhớt này, các chất hữu cơ được vi sinh vật tách ra cịn sản phẩm của quá trình trao đổi chất CO2 sẽ được thải ra qua màng chất lỏng, ơxy hịa tan được bổ sung bằng cách hấp thụ từ khơng khí, nồng độ chất hữu cơ tong nước thải sẽ giảm dần theo chiều sâu của bể lọc, tại một vùng nào đĩ vi sinh vật ở trạng thái thiếu thức ăn. Phần sinh khối vi sinh vật thừa sẽ bị trĩc ra, theo nước thải ra ngồi.
Ngồi các cơng trình xử lý nhân tạo, cịn cĩ các quá trình xử lý nước thải hiếu khí trong điều kiện tự nhiên như: tưới nước thải ở dạng phun mưa trên các cánh đồng, hoặc lọc nước thải qua các cánh đồng lọc và hồ sinh học. Trong hồ sinh học xảy ra quá trình làm sạch tự nhiên nên tốc độ ơxy hĩa chậm, thời gian lưu khoảng 30 đến 50 ngày.
Phương pháp kị khí: là quá trình phân hủy các chất hữu cơ cĩ trong nước thải trong điều kiện khơng cĩ oxygen. Phương pháp này dùng để lên men bùn cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học, cũng như nước thải chứa BOD, COD cao, đây là phương pháp phân hủy chất hữu cơ bằng vi khuẩn kị khí. Các cơng trình của phương pháp xử lý này bao gồm: UASB, EGSB, AF,…