Trong 3 giai đoạn đầu thì lượng COD hầu như khơng giảm, COD chủ yếu chỉ giảm trong giai đoạn metan hĩa.
Trong xử lý kỵ khí cần lưu ý đến 2 yếu tố quan trọng: - Duy trì sinh khối vi khuẩn càng nhiều càng tốt
- Tạo tiếp xúc đủ giữa nước thải với sinh khối vi sinh vật.
25 a) Các dạng bể xử lý kị khí
- Bể tự hoại: một ngăn hay nhiều ngăn với 2 chức năng: lắng và lên men cặn lắng, thường dùng cho các hộ gia đình.
Hình 17. Bể tự hoại 3 ngăn
- Bể lắng 2 vỏ: Bể lắng 2 vỏ cĩ chức năng tương tư như bể tự hoại: lắng và lên men cặn nhưng cĩ cơng suất lớn hơn. Phía trên bể là các máng lắng đĩng vai trị như bể lắng ngang. Nước chuyển động chậm qua máng lắng. Bùn lắng theo khe trượt xuống ngăn lên men, phân hủy và ổn định cặn. Bùn cặn lưu trong bể từ 1 – 6 tháng. Hiệu suất lắng 55 – 60%
- Bể metan: Bể được sử dụng để phân hủy cặn từ bể lắng I và bể lắng II cũng như bùn hoạt tính dư của trạm xử lý nước thải. Ngồi ra, bể cịn được dùng để phân hủy rác nghiền, phế thải rắn hữu cơ.
b) Bể sinh học kỵ khí hai giai đoạn
- Ở giai đoạn đầu, các hoạt động sinh hĩa chính sự lỏng hĩa các chát rắn hữu cơ, phân hủy các hợp chất hữu cơ đã hịa tan và quá trình axit hĩa các hợp chất hữu cơ. Ở giai đoạn thứ hai xảy ra chủ yếu là sự khí hĩa (tạo metan), tuy nhiên vẫn cĩ sự phân chia ở bề mặt và phân hủy bùn.
- Giai đoạn đầu thường là quá trình phân hủy tải trọng cao với sự khuấy trộn liên tục hỗn hợp. Giai đoạn hai thường cĩ tải trọng thấp với sự phân riêng bùn và nước.
c) Bể bùn kỵ khí dịng chảy ngược – UASB
- Bể chia làm 2 ngăn: năng lắng và ngăn lên men. Trong bể diễn ra 2 quá trình: lọc trong nước thải qua tầng cặn lở lửng và lên men lượng cặn giữ lại. Khí metan tạo ra ở giữa lớp bùn. Hỗn hợp khí – lỏng và bùn làm cho bùn tao thành dạng hạt lơ lửng. Với quy trình này, bùn tiếp xúc tốt với chất hữu cơ cĩ trong nước thải và quá trình phân hủy diễn ra tích cực.
- Bùn được xả ra khỏi bể UASB từ 3 – 5 năm /lần nếu nước thải đưa vào đã qua bể lắng I, hoặc 3 – 6 tháng/lần nếu nước thải đưa vào xử lý trực tiếp.
26 Hình 18. Bể UASB
d) Lọc kỵ khí bám dính cố định – AFR
- Hệ thống lọc kỵ khí bám dính cố định sử dụng các vi sinh vật bám dính trên các vật liệu lọc đặt trong bể cĩ dịng nước thải chảy từ dưới lên hoặc từ trên xuống và màng vi sinh vật bám dính này khơng bị rửa trơi trong quá trình xử lý.
- Dịng nước thải vào và dịng tuần hồn ra được phân bố từ bên này sang bên kia của bể hản ứng sinh học, chảy cắt ngang hoặc chảy ngược qua màng sinh học.
- Quá trình xử lý xảy ra là kết quả của bùn lở lửng và hịa trộn sinh khối được giữ lại bởi màng lọc. Dịng chảy ra được tuần hồn một phần lại để duy trì điều kiện phản ứng trong bể.
e) Bể phản ứng kỵ khí đệm giãm nở - FBR, EBR
- Các vi sinh vật bám dính trên các chất mang (thường là các hạt lơ lửng với đường kính từ 0,2 – 0,5 mm) sẽ được phân bố đều khắp các thiết bị nhờ tốc độ dịng nước thải chảy ngược thích hợp, làm giãn nở lớp cát (đệm giãn nở).
- Trong hệ thống bể phản ứng kỵ khí cĩ đệm giãn, tốc độ dịng chảy ngược đủ lớn để ngăn sự gắn kết snh khối của các hạt mang này, kết quả làm gia tăng thể tích đệm so với thể tích thực
2.2.6.2. Phương pháp xử lí sinh học hiếu khí:
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí là q trình sử dụng các vi sinh vật hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ thích hợp cĩ trong nước thải trong điều kiện được cung cấp oxy liên tục.
Quá trình phân hủy chất hữu cơ của VSV hiếu khí cĩ thể mơ tả bằng phản ứng sau: (CHO)nNS + O2 → CO2 + H2O + NH4+ + H2S + Tế bào VSV + ∆H Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Oxi hĩa tồn bộ chất hữu cơ cĩ trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào.
27
- Giai đoạn 2 (quá trình đồng hĩa): Tổng hợp để xây dựng tế bào CxHyOzN + NH3 + O2 → xCO2 + C5H7NO2
- Giai đoạn 3 ( quá trình dị hĩa): Hơ hấp nội bào
C5H7NO2 + 5O2 → xCO2 + H2O NH3 + O2 → O2 + HNO2 → HNO3
Khi khơng đủ cơ chất, quá trình chuyển hĩa các chất của tế bào bắt đầu xảy ra bằng sự tự oxi hĩa chất liệu tế bào.
Các quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí cĩ thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Tùy theo từng loại VSV khác nhau quá mà quá trình sinh học hiếu khí nhân tạo được chia thành:
- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng
- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám Các cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí a) Hồ sinh học hiếu khí
Ao, hồ sinh học hiếu khí là loại cơng trình mà ánh sáng cĩ thể chiếu xuyên xuống dưới đáy ao hồ. Ở đây, quá trình quang hợp của tảo được thực hiện trong tồn bộ tầng nước nên sự khếch tán oxy qua bề mặt và quang hợp là yếu tố chính cung cấp oxy trong ao, hồ. Ao, hồ sinh học hiếu khí được chia làm 2 loại: hồ làm thống tự nhiên và hồ nhân tạo (cĩ sục khí).