b. phương pháp oxy hĩa – khử
2.3.4 Phương pháp sinh học.
Xử lý sinh học thường được ứng dụng để xử lý nước thải sau giai đoạn xử lý cơ học.
- Thực chất của phương pháp này là oxy hĩa các chất hữu cơ dạng keo và dạng hịa tan chứa trong nước thải.
- Phương pháp xử lý sinh học cĩ thể chia làm hai loại, xử lý hiếu khí và xử lý hiếm khí trên cơ sở cĩ oxy hồ tan và khơng cĩ oxy hồ tan.
a) Nguyên lý chung của q trình oxy hố sinh hố hiếu khí với sự tham gia của bùn hoạt tính.
Q trình xử lý chất thải bằng bùn hoạt tính cĩ thể chia làm 3 giai đoạn:
• Giai đoạn khuyếch tán và dịch chuyển dịch thể (nước thải) tới bề mặt phân chia của tế bào sinh vật.
• Hấp phụ: Khuyếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ mặt ngồi các tế bào qua màng bán thấm
• Q trình chuyển hố các chất đã được khuyếch tán và hấp phụ ở trong tế bào vi sinh vật với năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào.
Các phương pháp xử lý sinh học được ứng dụng rộng rãi cĩ khả năng xử lý ở mức độ cao và chiếm mặt bằng khơng lớn so với các cơng trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên.
Các cơng trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo gồm : Bể lọc sinh học, bể bùn hoạt tính ( Aeroten)… cùng nổi các cơng trình xử lý mơ phỏng, cấu tạo tương ứng, đa dạng,…
Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học cĩ dạng như bể chứa được gọi là giá thể, trong bố trí các vật liệu lọc ( đá cuội, xỉ, vịng nhựa… kích thướt 40-50 mm) với hệ thống phân phối nước thải dẫn vào và dẫn ra khỏi bể. Nước thải ( thường là sao giai đoạn xử lý cơ học ) theo hệ thống phân phối tưới điều lên lớp vật liệu lọc trên mặt, và lọc qua lớp vật liệu lọc trên bề mặt của các giá thể vật liệu lọc hình thành các “màng vi sinh vật “, quần thể vi sinh vật cĩ khả năng hấp thụ các chất hữu cơ cĩ chứa trong nước thải và oxy hĩa chúng. Nước thải sau khi xử lý sinh học cùng với các màng vi sinh vật chết đi và trơi theo nước và được dẫn đến bể lắng đợt hai.
Quá trình sinh học xảy ra ở bể sinh học cịn gọi là q trình sinh học dính bám.
Dạng các bể lọc sinh học thơng dụng gồm cĩ : Bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể lọc sinh học cao tải, tháp lọc sinh học, bể tiếp xúc sinh học quay ( RBC)…
Aerotank
Aerotank là cơng trình xử lý sinh học nhân tạo cĩ dạng bể chứa kéo dài hình chữ nhật, trong đĩ xảy ra q trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính. Q trình xử lý sinh học aeroten cịn gọi là q trình sinh học lơ lửng.
Bùn hoạt tính thực chất là tập hợp các vi sinh vật hiếu khí cĩ khả năng hấp thụ và oxy hĩa các chất bẩn hữu cơ chứa trong nước thải khi cĩ lượng oxy đầy đủ. Do vậy, trong bể aeroten luơn được cung cấp lượng oxy cần thiết và liên tục.
Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước sau xử lý được dẫn đến bể lắng II. Bùn hoạt tính từ bể lắng II được dẫn lại bể aeroten ( khoảng 50% thể tích bùn hoạt tính ) sau khi tái sinh được gọi là bùn hoạt tính tuần hồn. Lượng bùn hoạt tính cịn gọi là bùn hoạt tính dư từ bể lắng II đầu tiên được dẫn đến bể nén bùn ( để
làm giảm độ ẩm cần thiết ) sau đĩ cùng với cặn tươi từ bể lắng I dẫn đến bể mêtan để xử lý bằng q trình sinh học kỵ khí.
b) Xử lý sinh học trong điều kiện kị khí:
Để q trình sơ bộ xử lý BOD trong nước thải đậm đặc, người ta sử dụng biện pháp pha lỗng nước thải hoặc lên men trong điều kiện kị khí như xử lý cặn của nước thải. Quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí diễn ra trong 2 giai đoạn chính.
• Giai đoạn 1 ( giai đoạn thuỷ phân): dưới tác dụng của men do vi sinh vật tiết ra các chất hữu cơ trong nước thải sẽ bị phân huỷ: Hydratcacbon phức tạp thành đường đơn giản, prơtein sẽ thành protid thấp phân tử và acid amin….
• Giai đoạn 2 (giai đoạn tạo khí): sản phẩm của q trình thuỷ phân sẽ tiếp tục phân giải và tạo sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp các chất khí chủ yếu là CO2 và CH4, ngồi ra cịn tạo moat ít muối khống, tốc độ và mức độ phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ tuỳ thuộc vào bản chất hố học của chúng.