và ơxy hĩa những hợp chất khí bị nhiễm bẩn nhờ vi sinh vật.
Lọc sinh học cĩ thể xử lý những phân tử khí hữu cơ- những hợp chất hữu cơ bay hơi hoặc các hợp chất cacbon, hay những chất khí độc vơ cơ- amoniac hay hidrosunfua.
Lọc sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy những hợp chất hữu cơ (hoặc biến đổi những hợp chất vơ cơ) thành CO2, nước và muối. Khi hệ thống lọc sinh học được lắp đặt, vi sinh vật đã cĩ sẵn trong nguyên liệu mà ở đĩ nĩ được sử dụng như một lớp lọc.
Vật liệu lọc cĩ thể là đá cuội, đá dăm, các khối plastic, than xỉ (theo phương pháp cổ điển), xỉ kim loại,…tuy nhiên bột cacbon đã được hoạt hĩa và polystyren cũng cĩ thể được sử dụng. Sự lựa chọn nguyên liệu lọc là vơ cùng quan trọng bởi vì nĩ phải cung cấp cho vi sinh vật dinh dưỡng, sự phát triển về mặt sinh học, và cĩ dung tích hấp thụ tốt.
Phin lọc là các thùng, bể chứa đầy vật liệu lọc. Nước chảy qua lọc, tiếp xúc với mọi vật liệu lọc trong khoảng thời gian ngắn. Khi vận hành cho nước chảy thành tia đều trên mặt phin (lớp vật xốp) và cĩ thể thổi khí từ phía dưới phin lên trên. Các vi sinh vật giữ lại trên bề mặt phin và tạo thành màng sinh học. Nước thải qua màng này sẽ bị oxy hố và làm sạch.
Quá trình làm sạch ở đây qua 2 giai đoạn: đầu tiên oxy hĩa các hợp chất hữu cơ cĩ chứa cacbon và amon hĩa hợp chất nitơ, sau đĩ sẽ chuyển muối amon thành nitrít, nitrát. Giai đoạn thứ nhất xảy ra trên bề mặt phin, giai đoạn thứ hai xảy ra ở phía sâu trong phin.
Để tăng diện tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải và nhất là tránh tình trạng tắt nghẽn dịng chảy trong các thiết bị lọc sinh học, người ta thay các thiết bị lọc bằng những tấm mang làm bằng vật liệu nhẹ, xốp cĩ cấu tạo dạng ống hoặc dạng miếng, được thiết kế sao cho cĩ nhiều nếp gấp khúc (để tăng diện tích tiếp xúc bề mặt).
* Nguyên lý: Dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng sinh học, oxy hĩa các chất bẩn hữu cơ cĩ trong nước và cĩ thể được viết như sau:
Hợp chất gây ơ nhiễm + Oxy → CO + H O + nhiệt + sinh khối 2 2
Các màng sinh học, là tập thể các vi sinh vật, chúng bao bọc xung quanh các phần tử của nguyên liệu lọc. Các vi khuẩn hiếu khí tập trung ở phần ngồi của màng sinh học. Ở đây chúng phát triển và gắn với giá mang là các vật liệu lọc (được gọi là sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởng dính bám).
Q trình làm việc:
Để tạo điều kiện hiếu khí cho q trình xử lý, từ phía đáy dẫn lưu, người ta cho khơng khí đi lên qua vật liệu lọc, hay thổi khí bằng quạt.
- Nước thải cĩ chứa vi sinh vật tham gia xử lý được tưới từ trên xuống vật liệu lọc, nước lọc cĩ thể kéo theo những mãnh vỡ của màng sinh học bị trĩc ra khi lọc làm việc. Màng sinh học dày khoảng 0,1 - 0,4 mm.
- Các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải trước hết bị phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí. Sau khi thấm sâu vào màng, nước hết oxy hịa tan sẽ chuyển sang vi sinh vật kị khí.
- Khi các chất hữu cơ cĩ trong nước thải cạn kiệt, vi sinh vật ở màng sinh học sẽ chuyển sang hơ hấp nội bào và khả năng kết dính cũng giảm, dần dần bị vỡ và cuốn theo nước lọc.
Lọc sinh học đang được dùng hiện nay chia làm 2 loại: - Lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc khơng ngập trong nước. - Lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc đặt ngập trong nước.
* Vi sinh vật lên men: gồm 5 nhĩm chính:
- Hệ vi khuẩn gồm các thực vật hoại sinh sơ cấp và thứ cấp giống như trong hệ thống tác nhân sinh trưởng lơ lửng, bao gồm các lồi: Achrombacter, Alcaligenes, Flavobacterium, Pseudomonas, Sphaerotilus và Zooglea.
- Tác nhân sinh trưởng bám dính cũng bao gồm vi khuẩn nitrat hố, như các lồi Nitrosomonas, Nitrobacter, thường phát hiện ở những vùng cĩ nồng độ các chất hữu cơ lơ lửng thấp.