Quá trình bùn hoạt tính hay bể hiếu khí (aerotank) là quá trình xử lý sinh học hiếu khí, trong đĩ nồng độ cao của các vi sinh vật mới được tạo thành được trộn đều với nước thải. Quy trình xử lý nước thải bằng bùn họat tính được thực hiện với phạm vi ứng dụng rộng rãi xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải cơng nghiệp.
Bàn họat tính bao gồm những vi sinh vật sống kết lại thành dạng hạt hoặc dạng bơng với trung tâm là các chất nền rắn lơ lửng (40%). Chất nền tring bùn hoạt tính cĩ thể đến 90% là phần chất rắn của rêu, tảo và các phần sĩt rắn khác nhau. Bùn hiếu khí ở dạng bơng bùn vàng nâu, dễ lắng là hệ keo vơ định hình cùng bùn kỵ khí ở dạng bơng và dạng hạt màu đen. Những vi sinh vật sống trong bùn là vi khuẩn đơn bào hoặc đa bào, nấm, xạ khuẩn, các động vật nguyên sinh và động vật hạ đẳng. Vai trị cơ bản trong quá trình làm sạch nước thải của bùn họat tính là vi khuẩn. Hệ vi sinh vật đặc trưng trong bùn họat tính như Bacillus, Pseudomonas, Achrobacter, hỗn hợp các vi khuẩn khác như E.coli, Micrococus .
Phần lớn các vi sinh vật trên đều cĩ khả năng xâm chiếm và bám dính trên bề mặt vật rắn khi cĩ cơ chất, muối khống và oxi tạo nên màng sinh học dạng nhầy cĩ màu thay đổi theo thành phần nước thải. Trên lớp màng sinh học cĩ chứa hàng triệu đến hàng tỷ tế bào vi khuẩn, nấm men, nấm mốc….Tuy nhiên khác với hệ quần thể trong bùn hoạt tính thành phần lồi và số lượng các lồi sinh học tương đối đồng nhất
Quá trình sinh học xảy ra qua 3 giai đoạn:
Giai đọan 1: bùn hoạt tính thành phần và phát triển. Lúc này cơ chất và chất dinh dưỡng đang rất phong phú, sinh khối bùn cịn ít. Theo thời gian, quá trình thích nghi của vi sinh vật tăng, chúng sinh trưởng theo cấp số nhân, sinh khối bùn tăng mạnh. Vì vậy, lượng oxy tiêu thụ tăng dần, vào cuối giai đọan này rất cao. Tốc độ tiêu thụ oxy vào cuối giai đoạn này cĩ khi gấp 3 lần ở giai đoạn 2. Tốc độ phân hủy chất bẩn hữu cơ tăng dần.
Giai đoạn 2: Vi sinh vật phát triển ổn định, họat lực enzyme đạt tối đa và kéo dài trong thời gian tiếp theo. Tốc độ phân hủy chất hữu cơ đạt tối đa, các chất hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất. Tốc độ tiêu thụ oxy gần như khơng thay đổi trong một thời gian khá dài.
Giai đọan 3: Tốc độ tiêu thụ oxy cĩ chiều hướng giảm dần và sau đĩ lại tăng lên. Tốc độ phân hủy chất hữu cơ giảm dấn và quá trình nitrat hĩa ammoniac xảy ra. Sau cùng, nhu cầu tiêu thụ oxy lại giảm và quá trình làm việc của Aerotank kết thúc.
SVTT: Lương Thị Thắm- 40 -
Bùn dư Bùn hoạt tính
Khơng khí Nước thải
Hình 3.3 Sơ đồ hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí