Nguyên lý hoạt động:
+ Sau khi trải qua quá trình xử lý, nước thải sẽ được “dẫn vào bể thiếu khí Anoxic. Nhằm tham gia phản ứng Nitrat hóa và Phophorit.
- Q trình phản ứng Nitrat được mơ tả bằng phương trình: NH3 → NO3 → NO2 → NO → N2O → N2 (gas)
- Tuy nhiên, để xử lý được nito trong nước thải địi hỏi có nguồn cacbon để tổng hợp tế bào. Do nước thải đã được Nitrat hóa cịn chứa ít vật chất có cacbon nên cần phải bổ xung thêm nguồn cacbon từ bên ngoài cung cấp vào.
- Phương trình mơ tả q trình phản ứng Photphorit:
PO4-3 Microorganism (PO4-3)salt => bùn Hiệu quả xử lý của bể Anoxic:
+ Sử dụng bể Anoxic đem lại hiệu quả rất tốt cho quá trình xử lý nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt.
+ Công nghệ này giúp loại bỏ được phần lớn các chất hữu cơ hòa tan trong nước. Với mức hàm lượng BOD được xử lý lên đến khoảng 80-90%
+ Chi phí tiêu hao năng lượng cũng không tốn kém quá nhiều
+ Kỹ thuật sử dụng khi vận hành không quá phức tạp, nhưng vẫn xử lý tốt một số hợp chất khó phân hủy
2.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kị khí
a. Cơ chế phân giải yếm khí
Chất ơ nhiễm CH4 + CO2 + H2S + E
+ Quá trình phân hủy các chất hữu cơ là q trình phức tạp trong mơi trường khơng có khơng khí, gồm nhiều giai đoạn và sản phẩm cuối cùng là CH4, CO2, H2S, NH3…
a.1 Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân
+ Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzim do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và chất khơng tan(polysaccharides, proteins, lipids…) chuyển hóa thành các chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amoni acid, acid béo…). Quá trình này diễn ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy cơ chất. Chất béo thủy phân rất chậm.
a.2 Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men axit hữu cơ
Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Khách sạn Elisa, cơng suất 103 phịng
+ Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa chất hịa tan thành chất đơn giản như axit béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, CO2, H2, H2S, một lượng nhỏ CH4... sự hình thành acid có thể làm pH giảm xuống 4,0.
a.3 Giai đoạn 3: Giai đoạn axetic hóa
+ Vi khuẩn Acetic chuyển hóa các sản phẩm của các giai đoạn acid hóa thành acetate, CO2, H2 và sinh khối mới.
a.4 Giai đoạn 4: Giai đoạn Mêtan hóa
+ Mêtan hóa là giai đoạn cuối cùng quan trọng nhất của tồn bộ q trình xử lý yếm khí. Dưới tác dụng của các vi khuẩn mêtan hóa, các axit hữu cơ, các chất trung tính... bị phân giải tạo thành khí metan, CO2 và sinh khối mới.
+ Các dạng thiết bị xử lý yếm khí rất đa dạng và phong phú. Từ loại đơn giản như hầm Biogas đến phức tạp như thiết bị UASB. Các dạng xử lý yếm khí như: thiết bị yếm khí tiếp xúc, thiết bị xử lý chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính dịng hướng lên (UASB), ...
b. Công nghệ ứng dụng vi sinh vật kỵ khí Bể tự hoại BASTAF
+ Bể tự hoại cải tiến với các vách ngăn mỏng dịng hướng lên và ngăn lọc kỵ khí (bể BASTAF), được phát triển tại Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị và khu công nghiệp (CEETIA), Trường Đại học xây dựng từ năm 1998 đến 2007, thay thế cho bể tự hoại truyền thống hoặc xử lý bổ sung sau bể tự hoại. Mơ hình này đang được triển khai áp dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt và từ các hộ hay nhóm hộ gia đình, khu chung cư cao tầng, trường học, văn phòng làm việc, v.v.. Bể BASTAF cũng được áp dụng để xử lý một số loại nước thải có thành phần tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt như nước thải của các bệnh viện, xí nghiệp cơng nghiệp thực phẩm, các làng nghề chế biến nông sản, thực phẩm….
+ BASTAF là bể phản ứng kỵ khí với các vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí dịng hướng lên, có chức năng xử lý nước thải sinh hoạt và các loại nước thải khác có thành phần và tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt.
Nguyên tắc hoạt động:
+ Nước thải được đưa vào ngăn thứ nhất của bể, có vai trị làm ngăn lắng - lên men kỵ khí, đồng thời điều hồ lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong dịng nước thải.
+ Nhờ các vách ngăn hướng dòng, ở những ngăn tiếp theo, nước thải chuyển động theo chiều từ dưới lên trên, tiếp xúc với các vi sinh vật kỵ khí trong lớp bùn hình thành ở đáy bể trong điều kiện động, các chất bẩn hữu cơ được các vi sinh vật hấp thụ và
chuyển hoá, đồng thời cho phép tách riêng 2 pha (lên men axit và lên men kiềm). BASTAF cho phép tăng thời gian lưu bùn, nhờ vậy hiệu suất xử lý tăng trong khi lượng bùn cần xử lý lại giảm. Các ngăn cuối cùng là ngăn lọc kỵ khí, có tác dụng làm sạch, nhờ các vi sinh vật kỵ khí gắn bám trên bề mặt các hạt của vật liệu lọc và ngăn cặn lơ lửng trôi ra theo nước.