Hình 1.15. Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Oxi hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào.
Giai đoạn 2 (quá trình đồng hóa): Tổng hợp để xây dựng tế bào
Giai đoạn 3 ( quá trình dị hóa): Hô hấp nội bào
Nguồn nước thải chảy vào với dung tích nhỏ nên chất cặn lắng xuống đáy sẽ được xử lý bằng những vi sinh vật yếm khí còn các chất hữu cơ lơ lửng sẽ được vi sinh vật hấp thụ và phân huy nhờ quá trình oxy hóa.
Vi sinh vật hiếu khí tồn tại trong nước tiếp nhận oxy và sản sinh mạnh mẽ, nhờ vậy mà phân hủy các chất hữu cơ thành các sản phẩm như muối nitrat, nitrit,..
Quá trình quang hợp của tảo sử dụng CO2, ion NH4+ , photphat nên O2 được giải phóng, chúng được sử dụng ngược lại cho quá trình oxy hóa chất hữu cơ, tạo thành 1 vòng chuyển hóa vật chất tự nhiên
Ở tầng mặt nước thải, oxy sẽ khuyếch tán từ quá trình quang hợp và không khí nhờ thế quá trình oxy hóa chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ. Còn càng sâu xuống đáy của hồ, thì lượng oxy sẽ giảm dần, do vậy mức độ và tốc quá trình phân hủy chất hữu cũng sẽ giảm dần.
Cơ sở của phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên là dựa vào hoạt động sống của hệ vi sinh vật có trong đất, nước mặt để chuyển hóa các hợp chất ô nhiễm. Dựa vào khả năng tự làm sạch của nước, chủ yếu là các VSV và các thủy sinh khác. Các chất bẩn được phân hủy thành các khí và nước. Theo độ sâu của ao hồ thì
Nhóm 6 – Công nghệ xử lý nước thải (129118)
lượng oxi đi vào trong nước giảm và DO sấp xỉ 0 ở vùng đáy. Do đó trong ao hồ gồm cả 3 quá trình là hiếu khí, tùy tiện và yếm khí.
Xử lý nước thải trong hồ sinh học thực chất là quá trình xử lý này xử dụng khu hệ vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, nguyên sinh vật ) tự nhiên có trong nước mặt để làm sạch nước. Hồ sinh học là dạng xử lý trong điều kiện tự nhiên được áp dụng rộng rãi hơn cả vì có những ưu điểm như: tạo dòng nước tưới tiêu và điều hòa dòng thải, điều hòa vi khí hậu trong khu vực, không yêu cầu vốn đầu tư, bảo trì, vận hành và quản lý đơn giản, hiệu quả xử lý cao. Tuy nhiên, nhược điểm của hồ sinh học là yêu cầu diện tích lớn và khó điều khiển được quá trình xử lý, nước hồ thường có mùi khó chịu đối với khu vực xung quanh.