3.2.2.1. Bể phản ứng sinh học hiếu khí Aeroten.
Hình 3.8. Sơ đồ xử lý nƣớc thải theo bể Aeroten thông thƣờng [7]
Bể phản ứng sinh hoặc hiếu khí (Aeroten) là công trình bê tông cốt thép hình khối chữ nhật hoặc hình tròn, cũng có trường hợp người ta chế tạo các Aeroten bằng sắt thép hình khối trụ. Thông dụng nhất hiện nay là các Aeroten hình bể khối chữ nhật. Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy trộn nhằm tăng cường lượng ôxy hòa tan và tăng cường quá trình ôxy hóa chất hữu cơ có trong nước. Tùy theo điều kiện cụ thể (khối lượng nước thải, mức độ nhiễm bẩn, vốn…) người ta có thể thiết kế bể hiếu khí có các loại hình và dạng thiết bị cấp khí sẽ khác nhau như bể Aeroten thông thường, bể Aeroten theo bậc, Bể Aeroten có thiết bị khuấy trộn, bể Aeroten ổn định – tiếp xúc …
Trong quá trình xử lý hiếu khí, các vi sinh vật tồn tại dưới dạng bông sinh học, kích thước bông bùn tốt nhất = 50 ÷ 200m, đây là kích thước phù hợp để đạt được chỉ số thể tích lắng tối ưu SVIopt = 80÷150 ml/g. Quá trình làm sạch trong Aeroten phụ thuộc vào lưu lượng, đặc trưng nước thải và quá trình cấp khí. Việc sục khí giúp bảo đảm lượng ôxy hòa tan cho quá trình ôxy hóa và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.
3.2.2.2. Xử lý hiếu khí bằng bể lọc sinh học.
Bể lọc sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc. Thường nước thải được tưới từ trên xuống qua lớp vật liệu lọc sỏi đá hoặc các vật liệu tổng hợp.
Hệ thống lọc sinh học là một bể hình trụ gồm phần chứa các vật liệu lọc là chất rắn (như sỏi, cát, vòng sứ, gốm, đá granit…). Hệ thống phân phối nước là giàn quay phun thành chùm tia tưới đều trên bề mặt lọc, nước thải sau xử lý được thu hồi và chảy ra ở đáy thiết bị . Tùy theo tải trọng thủy lực và độ ô nhiễm của nước thải, thiết bị có thể được thông khí tự nhiên hay cưỡng bức.
Sơ đồ nguyên lý bể lọc sinh học được trình bày ở hình 3.9.
Hình 3.9. Sơ đồ hệ thống lọc sinh học [7]
Màng sinh học gồm chủ yếu là vi khuẩn và động vật bậc thấp tạp nhiễm được nạp vào hệ thống cùng với nước thải. Mặc dù lớp màng này rất mỏng song cũng có hai lớp: lớp yếm khí ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở ngoài. Hình 3.10 thể hiện các quá trình trao đổi chất qua màng sinh học.
Hình 3.10. Các quá trình trong bể lọc sinh học [10]
Khi dòng nước thải chảy trùm lên lớp màng sinh học, các chất hữu cơ được vi sinh vật chiết ra còn sản phẩm của quá trình trao đổi chất (CO2) sẽ được thải ra qua màng chất lỏng, ôxy hòa tan được bổ sung bằng hấp thụ từ không khí.
Theo chiều sâu từ bề mặt lớp đệm xuống dưới đáy lớp đệm, nồng độ chất hữu cơ trong nước thải giảm dần. Thường BOD được chiết ra ở phần trên của lớp đệm. Phần sinh khối và vi sinh vật thừa sẽ bị tróc ra, theo nước ra ngoài bể lọc.
Hệ thống lọc sinh học có những đặc điểm sau:
- Xử lý nước thải có độ ô nhiễm thấp (BOD5 < 300 mg/l). - Để có thể xử lý hiệu quả nước cần có quá trình khử Nitrat.
3.2.2.3. Xử lý bằng hồ sinh học.
Quy trình xử lý theo phương pháp hồ sinh học khá đơn giản. Cơ sở khoa học của phương pháp là dựa vào khả năng tự làm sạch của nước, chủ yếu là vi sinh vật và các sinh vật thủy sinh khác. Nước thải sau khi loại bỏ tạp chất và cặn lắng có kích thước lớn được dẫn vào các hồ (ao) ổn định, ở đây quá trình phân hủy sinh học diễn ra, nước thải sau xử lý được đưa vào nguồn nước.
Phương pháp có một số ưu điểm như sau:
- Đây là phương pháp yêu cầu chi phí thấp, dễ thiết kế, vận hành đơn giản, không đòi hỏi cung cấp năng lương (sử dụng năng lượng mặt trời)
- Có khả năng làm giảm các vi sinh vật gây bệnh nhiễm trong nước. - Có khả năng loại được các chất ô nhiễm hữu cơ, vô cơ tan trong nước.
Tuy nhiên, phương pháp cũng có những nhược điểm như sau: - Thời gian xử lý khá dài.
- Đòi hỏi mặt bằng rộng.
- Trong quá trình xử lý phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên, nhiệt độ thấp của mùa đông sẽ kéo dài thời gian và hiệu quả làm sạch hoặc mưa sẽ làm tràn ao hồ gây ô nhiễm.
- Hồ sinh học hiếu khí khi quá tải có thể phát sinh mùi xú uế.