Cĩ nhiều phương pháp sinh học xử lý nước thải được chia thành 3 nhĩm lớn:
III.1. Xử lý bẳng phương pháp tự nhiên ( PP cánh đồng lọc)
Là phương pháp sử dụng ngay hệ vi sinh vật trong tự nhiên 9 đất, nước, khơng khí, nguyên liệu sẵn cĩ,…) khơng cần đưa thêm vi sinh vật khác vào.
Phương pháp này sử dụng cho trường hợp nhiễm bẩn khơng cao, khơng cĩ nhiều chất
độc hại: nước thải từ nhà máy hay nước thải sinh hoạt được chảy thấm qua một lớp dất dày khoảng 2m thường là đất xốp hay đất pha cát,…sau khi qua lớp đất này, nhờ
hệ vi sinh vật tự nhiên cĩ sẵn trong đất, nước, khơng khí,…sẽ phân hủy các chất bẩn trong nước thải, một số VSV cĩ hại cũng bị giữ lại trong lớp đất này.
Phương pháp đơn giản, sử dụng những vùng đất khơng canh tác cho nước thải chảy qua nhưng tốn diện tích, thời gian xử lý lâu.
Trong tự nhiên, các ao hồ, sơng cũng cĩ quá trình làm sạch tự nhiên bởi hệ vi sinh vật cĩ trong nước, bùn ao, khơng khí,….
III.2. Phương pháp xử lý hiếu khí: cần oxy và vi sinh vật hiếu khí.
Cách 1: Sử dụng bùn hoạt tính, trong đĩ chứa hệ vi sinh vật hiếu khí cĩ khả năng phân giải mạnh các chất . Nồng độ VSV chiếm khoảng 70 %, 30% là chất khác. Hê VSV trong bùn hoạt tính hiếu khí chủ yếu là các vi khuẩn cĩ khả năng phân hủy mạnh các hợp chất hữu cơ như rượu, axit béo, cacbua hydro thơm, hydratcacbon và các hợp chất khác.
Thí dụ: vi khuẩn Pseudomonas oxy hĩa được rượu, axit béo, parafin,…
Nhĩm bacterium phân hủy được các phế liệu dầu mỏ, phenol, andehyt, axit béo,… Tùy theo chiều dịng chảy nước thải và bùn hoạt tính hiếu khí ta cĩ các kiểu xử lý khác nhau.
● Kiểu 1: cho bùn hoạt tính hiếu khí chảy vào bể xử lý cùng một lúc và cùng chiều với nước thải từ trên xuống.
Trong quá trình dịch chuyển cùng chiều, chất thải tiếp xúc với bùn hoạt tính, vi sinh vật sẽ nhanh chĩng phân hủy các chất trong nước thải khoảng 4 giờ. Luồng khơng khí được đưa vào ở đáy thiết bị và được phun bằng những ống nhỏ. Ngồi ra , trong bể xử lý cĩ nhiều vách ngăn bán phần để dịng chảy đi theo nhiều đường, giảm tốc độ dịng chảy, tăng thời gian tiếp xúc giữa nước thải với thời gian tiếp xúc
Sau khi qua bể xử lý, hỗn hợp được cho qua thiết bị lắng để tách riêng phần bùn, cặn …và phần nước đã xử lý.
● Kiểu 2: Về nguyên lý như kiểu 1,nhưng chiều nước thải và bùn hoạt tính ngược nhau. Nước thải chảy từ trên xuống, sau đĩ là chảy từ phải sang phía trái bể; cịn bùn hoạt tính sẽ chảy từ trên xuống, sau đĩ chảy từ trái sang phải bể ngược dịng nhau); khơng khí từ dưới lên.Mục đích tăng cường sự tiếp xúc giữa bùn hoạt tính và nước thải làm cho quá trình phân hủy chất trong nước thải nhanh hơn. Nước sau khi xử lý được tách ra ở một van phía trên – bên trái bể.
● Kiểu 3: Kiểu hỗn hợp, bùn hoạt tính và nước thải đi ngược chiều nhưng tạo thêm các dịng xốy mạnh, tăng sự tiếp xúc; khơng khí vẫn được đưa từ dưới lên.
Cách 2: Cũng sử dụng bùn hoạt tính nhưng ở dạng khơng chuyển động mà được
đặt trong một bể cốđịnh cĩ gắn hệ thống đánh khuấy.Nước thải được đưa từ dưới lên, oxy vào bể từ trên xuống. Nước sau xử lý được lấy ra ở phía trên.Trong quá trình hoạt
động, VSV phat trien tăng sinh khối nên lượng bùn cũng tăng lên nên cĩ van tháo bùn dư phía trên bể. Ngồi ra cĩ van để lấy phần khí biogaz.
Ngày nay người ta cải tiến bằng cách bùn hoạt tính được gắn lên một chất mang xốp ( gốm,sứ, đá dăm,sỏi, vật liệu xỉ kim loại, polymer,..) nhằm tạo khoảng khơng chứa lớp khơng khí giữa các lớp bùn hoạt tính. ðưa tồn bộ bùn hoạt tính và chất mang xốp vào bể lọc, nước thải chuyển từ trên xuống, khơng khí từ dưới lên, nước sau xử lý
được lấy ra phía dưới bể( bể lọc sinh học).
Cường độ làm sạch phụ thuộc: tốc độ dịng chảy, vật liệu mang vi sinh vật, hệ vi sinh vật, khơng khí,…
III.3. Phương pháp xử lý yếm khí
Sử dụng hệ vi sinh vật yếm khí trong điều kiện khơng cĩ oxy.Phương pháp này áp dụng cho chất thải cĩ nồng độ nhiễm bẩn cao, nhiều cặn, chất bã xơ, thường dạng đặc quánh như bùn, rác, thực vật chết, nước phân, phân chuồng, chất cặn bã của các nhà máy,….
Wuá trình được tiến hành trong những bể kín, yếm khí và sử dụng hệ vi sinh vật yếm khí cĩ sẵn hay bổ sung thêm. Vi sinh vật phân giải các chất tạo sản phẩm thường là khí. Các khí do VSV tạo ra là biogaz cĩ thành phần chủ yếu là metan (50 – 80 % ), CO2 (18-32%), H2 (7,7%), N2 (7,6%)….Hỗn hợp khí này cĩ thể thắp sáng hay đun nấu trong gia đình.
Lên men metan gồm 2 giai đoạn:
• Giai đoạn 1: oxy hĩa axit, chất hữu cơ bị phân hủy thành axit hữu cơ : axit axetic, CO2, H2, NH2, và các sản phẩm khác.
• Giai đoạn 2: Là quá trình lên men tạo metan, vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ
tạo năng lượng cho chúng, đồng thời phân hủy chất hữu cơ tạo biogaz làm giảm hàm lượng chất nhiễm bẩn trong nước thải và trong các loại rác, phân , thực vật chết,..
Ý nghĩa: Xử lý chất thải bẩn chống ơ nhiễm mơi trường , đồng thời tạo biogaz sử