Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hố, hồ ổn định nước thải, … xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học.
Trong hồ sinh vật diễn ra q trình oxy hố sinh hố các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt. Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang
hợp cũng như oxy từ khơng khí để oxy hố các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân hủy, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật.
Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60C. Theo bản chất q trình sinh hố, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí.
Hồ sinh vật hiếu khí
Xử lý nước thải ở hồ sinh vật hiếu khí là lợi dụng q trình làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải. Lượng oxy cho q trình sinh hố chủ yếu là do khơng khí xâm nhập qua mặt thống hồ và do q trình quang hợp của thực vật nước.
Hồ sinh vật là hồ chứa không lớn lắm dùng để xử lý nước thải bằng sinh học chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Q trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí. Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí khơng lớn từ 0,5-1,5m.
Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải, hồ sinh vật hiếu khí cịn có thể đem lại những lợi ích sau:
Ni trồng thủy sản.
Nguồn nước để tưới cho cây trồng.
Điều hồ dịng chảy nước mưa trong hệ thống thốt nước đơ thị Hồ sinh vật tuỳ tiện
Có độ sâu từ 1.5 - 2.5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai q trình: oxy hố hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ. Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hổ đóng vai trị cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất.
Theo chiều sâu của hồ có thể phân chia thành ba vùng: lớp nước phía trên có nhiều oxy hồ tan, q trình oxy hố xảy ra ở mơi trường hiếu khí - là vùng hiếu khí; lớp nước ở giữa là vùng trung gian; lớp nước dưới cùng có ít oxy hồ tan hoặc khơng có oxy hồ tan, q trình phân huỷ chất hữu cơ xảy ra ở môi trường thiếu oxy - vùng kị khí.
Nguồn oxy cần thiết cho q trình oxy hố các chất hữu cơ trong nước hồ chủ yếu nhờ quang hợp của rong tảo dưới tác dụng của bức xạ mặt trời và oxy khuếch tán qua mặt nước dưới tác dụng của sóng gió.
Hồ sinh vật yếm khí
Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí khơng bắt buộc. Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản, dễ xử lý. Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70%. Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc.
Hồ nên có 2 ngăn làm việc và dự phịng để đảm bảo các hoạt động bình thường khi cần thiết xả bùn đáy hồ. Cửa xả nước vào hồ phải đặt chìm, phải đảm bảo việc phân bố cặn lắng đồng đều trong hồ. Cửa tháo nước ra khỏi hồ thiết kế theo kiểu thu nước bề mặt và có tấm ngăn để bùn khơng thốt ra cùng với nước.