3. PHƯƠNG PHÁP LỌC SINH HỌC
3.2.2. Đĩa quay sinh học RBC (Rotating Biological Contactors)
Đĩa quay sinh học RBC cũng là một quá trình sinh trưởng dính bám. Trong đó vi sinh vật dính bám vào bề mặt các đĩa (đường kính lên tới trên 3,5 m) [17] . Đĩa sinh học gồm hàng loạt các đĩa tròn, phẳng được làm bằng PVC (polyvinylclorit) hoặc PS
(polystiren), lắp trên một trục. Các đĩa này được đặt ngập vào nước một phần (khoảng 30 – 40% theo đường kính có khi ngập tới 70 – 90%) và được quay chậm khi làm việc.
Hình 12. Đĩa quay sinh học RBC
Đĩa quay sinh học được áp dụng đầu tiên ở CHLB Đức năm 1960 sau đó ở Mĩ. Ở Mĩ và Canada, 70% hệ thống RBC được sử dụng để loại bỏ BOD, 25% để loại bỏ BOD và Nitrat, 5% để loại bỏ Nitrat. Hệ đĩa quay gồm những đĩa tròn PS hoặc PVC đặt gần sát nhau nhúng chìm khoảng 40 – 90% trong nước thải hoặc quay với tốc độ chậm. Tương tự như bể lọc sinh học, một lớp màng sinh học được hình thành và bám chắc vào vật liệu đĩa quay. [7]
Khi quay, màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với oxy khi ra khỏi nước thải. Đĩa quay được nhờ môtơ hoặc sức gió. Nhờ quay liên tục mà màng sinh học vừa tiếp xúc được với không khí vừa tiếp xúc được với chất hữu cơ trong nước thải, vì vậy, chất hữu cơđược phân hủy nhanh.
Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến RBC là lớp màng sinh học. Khi bắt đầu vận hành các vi sinh vật trong nước bám vào vật liệu và phát triển ở đó cho đến khi tất cả vật liệu được bao bọc bởi lớp màng nhầy dầy chừng 0,16 – 0,32 cm. Sinh khối bám chắc vào RBC tương tự nhưở màng lọc sinh học
Vi sinh vật trong màng bám dính trên các đĩa quay gồm các vi khuẩn kỵ khí tùy tiện như Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Micrococcus, các vi sinh vật hiếu khí như Baccillus thì thường ở lớp trên của màng. Khi kém khí hoặc yếm khí thì tạo thành lớp màng vi sinh vật mỏng và gồm các chủng vi sinh vật yếm khí như Desulfovibrio và một số vi khuẩn sulfua. Trong điều kiện yếm khí, vi sinh vật thường tạo mùi khó chịu. Nấm và các vi sinh vật hiếu khí phát triển ở lớp màng trên, và cùng tham gia vào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ. Tảo mọc trên bề mặt lớp màng vi sinh vật làm tăng cường sức chịu đựng CO2 của lớp màng sinh học. Nói chung, pH tối ưu cho quá trình từ 6,5 – 7,8, khi để oxy hóa các chất hidratcacbon thì pH tối ưu từ 8,2 – 8,6. Để Nitrat hóa, pH tối ưu khoảng 7,2 – 7,8. Quá trình Nitrat hóa làm kiềm hóa môi trường nên có thể thêm vôi vào hệ thống xử lý.
Việc lựa chọn và sắp xếp các vật liệu có ý nghĩa rất lớn đến hiệu suất của RBC. Vật liệu thường gặp ở dạng đĩa có diện tích bề mặt từ 6 – 7,62 m2/m3, dạng lưới (lattice structure) có diện tích bề mặt từ 9,1 – 10,6 m2/m3. Dạng đĩa được chế tạo từ nhựa cứng PS có dạng lưới làm từ polyetylen (PE).
Mật độ trung bình 9300 m2/trục dài 8 m, mật độ cao từ 11.000 – 16.700 m2/trục 8 m, thể tích thích hợp là 5 l/m2. Như vậy sử dụng vật liệu lọc có bề mặt lớn sẽ có hiệu quả cao. Vật liệu dạng lưới nói chung tốt hơn dạng đĩa, vì bề mặt dạng lưới lớn hơn. Vận tốc quay của đĩa khoảng 0,3 m/s.
Bể lắng sơ cấp RBC Bể lắng thứ
cấp Nước sạch Nước thải
Về phương diện thiết kế RBC và thực tế thấy rằng, ở đĩa sinh học lượng sinh khối M lớn do đó tỷ số F/M nhỏ. Vì thế RBC có tải trọng thủy lực cao và tải trọng các chất hữu cơ cũng cao, dẫn đến xử lý nước thải rất có hiệu quả.
Hình 10 cho thấy sơđồ làm việc của một vài tổ hợp RBC trong hệ thống xử lý nước thải.
Hình 13. Sơđồ làm việc một vài tổ hợp RBC trong hệ thống xử lý nước thải
a) Hai tổ hợp RBC trục dọc làm việc song song b) Các RBC trục ngang làm việc nối tiếp
c) Các RBC trục ngang làm việc đồng thời và nối tiếp d) Tổ hợp RBC làm việc theo bậc kế tiếp