2.3.2. Phƣơng pháp sinh học kỵ khí
2.3.2.1. Bể biogas
Đây là phƣơng pháp xử lý kỵ khí khá đơn giản, đƣợc áp dụng phổ biến ở các trang trại và hộ gia đình. Bể biogas có ƣu điểm là có thể sản xuất đƣợc nguồn năng lƣợng khí sinh học để thay thế đƣợc một phần các nguồn năng lƣợng khác. Tùy thuộc
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở Phương Toàn Phát phường Chánh Phú
Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương cơng suất 530 m3/ngày.đêm
vào thành phần và tính chất nƣớc thải, thời gian lƣu nƣớc, tải trọng hữu cơ, nhiệt độ...mà lƣợng khí sinh ra là khác nhau. Nƣớc thải sau khi qua bể biogas, BOD giảm 79 – 87%, coliform giảm 98 - 99,7%, trứng giun sán 95,6 - 97%.
2.3.2.2. Bể UASB – Bể sinh học kỵ khí [9]
Điều kiện áp dụng
UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là bể xử lý sinh học dịng chảy ngƣợc qua tầng bùn kỵ khí. UASB đƣợc thiết kế cho nƣớc thải có nồng độ ơ nhiễm chất hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào đƣợc giới hạn ở mức thấp nhất là 100 mg/l; nếu SS > 3000mg/l thì khơng thích hợp để xử lý bằng UASB. UASB là q trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nƣớc thải sẽ đƣợc phân phối từ dƣới lên và đƣợc khống chế vận tốc phù hợp (0,6 - 0,9 m/h).
Nguyên lý hoạt động
Nƣớc thải đƣợc phân phối từ dƣới lên, qua lớp bùn kỵ khí, tại đây sẽ diễn ra q trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật kỵ khí, hiệu quả xử lý của bể đƣợc quyết định bởi tầng vi sinh này. Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng – khí, các chất khí sẽ bay lên và đƣợc thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nƣớc sau xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua cơng trình xử lý tiếp theo.
Trong bể phản ứng UASB có bộ phận tách 3 pha: Khí biogas, nƣớc thải và bùn kỵ khí. Khí biogas đƣợc thu gom và phát tán vào mơi trƣờng qua ống khói. Bùn kỵ khí đƣợc tách ra và quay trở lại bể phản ứng, nƣớc thải sau khi đƣợc tách bùn và khí đƣợc dẫn sang bể xử lý hiếu khí (Aerotank). Hiệu suất xử lý của bể UASB tính theo COD, BOD đạt khoảng 60 ÷ 72%.
Ƣu Điểm
- Chi phí đầu tƣ và vận hành thấp.
- Lƣợng hóa chất cần bổ sung ít.
- Không đ i hỏi cấp khí, đỡ tốn năng lƣợng, có thể thu hồi, tái sử dụng năng lƣợng từ biogas.
- Lƣợng bùn sinh ra ít.
- Cho phép vận hành với tải trọng hữu cơ cao, giảm diện tích cơng trình
Khuyết Điểm
- Giai đoạn khởi động kéo dài.
- Dễ bị sốc tải khi chất lƣợng nƣớc vào biến động.
- Bị ảnh hƣởng bởi các chất độc hại.
2.3.3. Phƣơng pháp sinh học thiếu khí – Bể Anoxic
Bể anoxic là bể quan trọng trong quá trình xử lý nitơ trong nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học. Công nghệ khử nitơ trong nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học phổ biến nhất hiện nay là: Nitrat hóa và khử Nitrat, diễn biến của quá trình này nhƣ sau:
Nitrat hóa: Là một q trình tự dƣỡng, năng lƣợng cho sự phát triển của vi khuẩn đƣợc lấy từ các hợp chất oxy hoá của Nitơ, chủ yếu là Amoni. Ngƣợc với các vi sinh vật dị dƣỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO2 (dạng vô cơ) hơn là các nguồn cacbon hữu cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá tạo thành trên một đơn vị của quá trình trao đổi chất nhỏ hơn nhiều lần so với sinh khối tạo thành của quá trình dị dƣỡng.
Khử nitrit và nitrat: Trong môi trƣờng thiếu oxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kỵ khí tuỳ tiện) sẽ tách oxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để oxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong q trình này sẽ thốt ra khỏi nƣớc. Nhƣ vậy để khử nitơ cơng trình xử lý nƣớc thải cần:
- Điều kiện yếm khí (Thiếu oxy tự do)
- Có nitrat (NO3-) hoặc nitrit (NO2-)
- Có vi khuẩn kỵ khí tùy tiện khử nitrat;
- Có nguồn cacbon hữu cơ
- Nhiệt độ nƣớc thải không thấp.