TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Trong quá trình xử lý nước thải, nước thải được xử lý qua nhiều giai đoạn và được sử dụng bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đĩ, mỗi phương pháp giúp loại bỏ một loại chất thải khác nhau:
Quá trình xử lý cơ học thường được áp dụng để loại bỏ các tạp chất khơng tan, các loại tạp chất rắn cĩ kích cỡ lớn cĩ trong nước thải, bao gồm các tạp chất vơ cơ và hữu cơ cĩ trong nước thải như rơm cỏ, gỗ mẩu, bao bì, giấy, cát sỏi, dầu mỡ… Ngồi ra cịn cĩ các hạt lơ lửng ở dạng huyền phù khĩ lắng. Nĩ là một bước đệm nhằm đảm bảo tính an tồn cho các cơng trình và thiết bị của các quá trình xử lý tiếp theo của hệ thống xử lý nước thải.
Quá trình xử lý hố học là sử dụng hố chất giúp loại bỏ các loại vật chất lơ lửng phân tán rất nhỏ, hệ keo mà phương pháp xử lý cơ học khơng thể loại bỏ được hết. Ngồi ra cịn giúp chuyển dịch pH nước thải về pH trung tính và làm lắng các muối kim loại nặng để tách chúng ra khỏi nước thải.
Tuy nhiên, nếu các hợp chất hữu cơ trong nước thải được xử lý bằng phương pháp hố học thì chi phí xử lý sẽ rất lớn và lại gây ra một số vấn đề về mơi trường vì khi đĩ chất ơ nhiễm khơng được xử lý mà chỉ chuyển từ dạng ơ nhiễm này sang dạng ơ nhiễm khác. Cho nên nếu xử lý các hợp chất hữu cơ bằng phương pháp cơ học kết hợp với phương pháp hố lý nĩi chung thì hiệu quả xử lý thấp mà chi phí cao. Do đĩ, để xử lý nước thải nhiều chất hữu cơ dạng keo và hồ tan thì áp dụng phương pháp xử lý sinh học và hay gặp là phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí vì hiệu quả xử lý cao, chi phí thấp và khi nồng độ chất hữu cơ trong nước thải cần xử lý là khơng quá cao.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí được ứng dụng để xử lý các hợp chất hữu cơ hồ tan cĩ trong nước thải như hydratcacbon, protein, lipid… và một số hợp chất vơ cơ như: H2S, sulfite, nitơ… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và nước.
Cho đến nay người ta đã xác định được rằng các vi sinh vật cĩ thể phân huỷ được tất cả các chất hữu cơ cĩ trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo. Mức độ phân huỷ và thời gian phân huỷ phụ thuộc vào cấu tạo các chất hữu cơ, độ hồ tan trong nước và hàng loạt các yếu tố ảnh hưởng khác.
Vi sinh vật cĩ trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khống làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng
sản sinh, phát triển, tăng số lượng tế bào, đồng thời làm sạch các chất hữu cơ hồ tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ. Do vậy, trong xử lý sinh học, người ta phải loại bỏ các tạp chất phân tán thơ ra khỏi nước thải trong giai đoạn xử lý sơ bộ. Đối với các tạp chất vơ cơ cĩ trong nước thải thì phương pháp xử lý sinh học cĩ thể khử các chất sulfite, muối amon, nitrate…các chất chưa bị oxi hố hồn tồn. Sản phẩm của quá trình phân huỷ này là khí CO2, nước, khí N2, ion sulfat…
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1 NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH
Phương pháp xử lý sinh học cĩ thể chia thành 2 loại chính:
- Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật hiếu khí: các vi sinh vật hoạt động trong mơi trường được cung cấp oxy liên tục.
- Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật kỵ khí: các vi sinh vật hoạt động trong mơi trường khơng cĩ oxy.
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxi hố sinh hố. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hồ tan, các chất keo tụ và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo 3 giai đoạn chính sau:
- Chuyển các chất từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật. Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngồi tế bào.
- Chuyển hố các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.
- Tốc độ quá trình oxi hố sinh hố phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hố là chế độ thuỷ động, hàm lượng oxi trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng.
Điều kiện áp dụng phương pháp sinh học vào xử lý nước thải phải thoả mãn:
- Nước thải khơng cĩ chất độc hại làm chết hoặc ức chế hệ vi sinh vật trong nước thải.
- Chất hữu cơ cĩ trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn carbon và năng lượng cho vi sinh vật (hydratcarbon, protein, lipit hồ tan).
- Tỉ số COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0.5 thì cĩ thể áp dụng phương pháp xử lý sinh học.
- Ngồi ra cần phải chú ý chọn quần thể vi sinh vật thích ứng với từng loại nước thải.