Sử dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải sinh hoạt cũng như nước thải sản xuất bị ô nhiễm chất hữu cơ hoà tan và một số chất vô cơ khác như: H2S, Nitơ, Amoniac....
Cơ sở của phương pháp: sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên. Quá trình phân huỷ chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá.
Nguyên lý chung của quá trình oxy hóa sinh hóa
Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa, các chất hữu cơ hòa tan, các chất keo và phân tán nhỏ trong nước thải cần được di chuyển vào bên trong tế bào của vi sinh vật. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học bao gồm 3 giai đoạn: - Di chuyển các chất gây ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt của tế bào vi sinh vật do khuếch tán đối lưu và phân tử.
- Di chuyển chất từ bề mặt ngoài của tế bào qua màng bán thấm bằng khuếch tán do sự chênh lệch nồng độ các chất trong và ngoài màng tế bào.
- Chuyển hóa các chất ở trong tế bào vi sinh vật với sự sản sinh năng lượng và quá trình tổng hợp các chất mới của tế bào với sự hấp thụ năng lượng.
Các giai đoạn trên có quan hệ chặt chẽ với nhau va quá trình chuyển hóa các chất đóng vai trò chính trong quá trình sử lý nước thải.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học bao gồm 2 quá trình chính, đó là: quá trình yếm khí và quá trình hiếu khí.
a. Xử lý nước thải bằng quá trình yếm khí
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học yếm khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí và không có oxy. Quá trình này thực hiện nhờ các chủng vi khuẩn kỵ khí bắt buộc hay không bắt buộc. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để xử lý các loại nước thải giàu chất hữu cơ, tuy nhiên quá trình thích hợp cho các loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao (BOD = 4000-5000 mg/l)
Đối với nước thải ngành dệt nhuộm với các đặc trưng trên không thích hợp để xử lý yếm khí do đó, không đi sâu vào tìm hiểu về phương pháp này.
b. Xử lý nước thải bằng quá trình hiếu khí
b.1 Nguyên lý của quá trình xử lý sinh học hiếu khí
Nguyên lý của quá trình xử lý sinh học hiếu khí là lợi dụng quá trình sống và hoạt động của vi sinh vật hiếu khí và tuỳ tiện để phân huỷ chất hữu cơ và một số chất vô cơ có thể chuyển hoá sinh học được có trong nước thải. Đồng thời các vi sinh vật sử dụng một phần hữu cơ và năng lượng khai thác được từ quá trình oxy hoá để tổng hợp nên sinh khối.
b.2 Các tác nhân sinh học trong xử lý hiếu khí
Tác nhân sinh học được sử dụng trong quá trình xử lý hiếu khí có thể là vi sinh vật hô hấp hiếu khí hay tuỳ tiện, nhưng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Chuyển hoá nhanh các hợp chất hữu cơ. + Có kích thước tương đối lớn (50 200 µm). + Có khả năng tạo nha bào.
+ Không tạo ra các khí độc.