Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp thiếu khí thường bao gồm các hoạt động phân hủy chất hữu cơ và khử nitrat. Các vi khuẩn thiếu khí có khả năng khử nitrat, chuyển nó thành các sản phẩm khí nitơ, và từ đó loại bỏ nitrat từ nước thải. Điều này giúp ngăn chặn sự phát triển quá mức của các loại tảo và vi khuẩn khác trong môi trường nước.
Khái quát về xử lý nước thải bằng phương pháp thiếu khí (Anoxic)
Phương pháp Anoxic tập trung vào việc loại bỏ nitơ và photpho từ nước thải thông qua quá trình sinh học trong môi trường thiếu oxy. Đặc điểm chính của quá trình này là việc khử nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) thành khí nitơ (N2) không độc hại thông qua chuỗi các phản ứng hóa học và sinh học. Việc này được thực hiện chủ yếu bởi các vi khuẩn thiếu khí, bao gồm Nitrosonas và Nitrobacter, trong điều kiện môi trường không có đủ oxy.
Về nguyên tắc chung, trong điều kiện môi trường thiếu oxy hoà tan sẽ xảy ra sự khử nitơ:
NH3 -> NO3 -> NO2 -> NO -> N2O -> N2 (gas)
Trong hệ thống xử lý theo kỹ thuật bùn hoạt hóa, sự khử nitơ sẽ xảy ra khi không tiếp tục cung cấp không khí. Khi đó oxy cần cho hoạt động của vi sinh giảm dần và việc giải phóng oxy từ nitrat sẽ xảy ra. Phương pháp thiếu khí chính là dựa theo nguyên tắc trên để loại bỏ nitơ ra khỏi nước. Phương pháp thiếu khí giúp xử lý nitơ, phốt pho và một phần COD, BOD.
Hình 1: Xử lý nước thải bằng phương pháp thiếu khí
Bể Anoxic
Bể anoxic là một phần của hệ thống xử lý nước thải được thiết kế để loại bỏ các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng như nitrat và phosphat từ nước thải. Trong một hệ thống xử lý nước thải thông thường, bể anoxic thường được đặt sau bể xử lý tiền phản ứng và trước bể xử lý chính.
Đây là bể quan trọng trong quá trình xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học. Trong đó, dựa trên cơ chế nitrat hóa và khử nitrat.
- Quá trình nitrat hóa – khử nitrat
Hai chúng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter. Trong điều kiện môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn thiếu khí sẽ khử Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2) theo chuỗi chuyển hóa:
NH3 -> NO3 -> NO2 -> NO -> N2O -> N2 (gas)
Phương trình phản ứng:
Theo đó, khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài.
- Quá trình photphorit hóa
Chủng vi khuẩn Acinetobacter sẽ tham gia vào quá trình này. Hệ vi khuẩn Acinetobacter sẽ chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa photpho thành các hợp chất mới không chứa phốt pho và các hợp chất có chứa phốt pho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí.
- Thúc đẩy quá trình nitrat hóa-khử nitrat và photphorit hóa diễn ra thuận lợi
Máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp được bố trí tại bể Anoxic có nhiệm vụ tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển.
Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bể mặt hoạt động 230 – 250 m2/m³. Hệ vi sinh vật thiếu khí sẽ sinh trưởng bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học.
Hình 2: Cấu tạo bể anoxic xử lý nước thải
Ưu điểm của cách xử lý nước thải bằng phương pháp thiếu khí
Xử lý nước thải bằng phương pháp thiếu khí có nhiều ưu điểm nổi bật có thể kể đến như:
- Hiệu quả xử lý cao: Phương pháp thiếu khí giúp loại bỏ hiệu quả COD, BOD, nitrat và phosphat trong nước thải. Hiệu quả xử lý BOD có thể đạt đến 90% – 95%.
- Tiết kiệm năng lượng: So với phương pháp hiếu khí, phương pháp thiếu khí tiêu thụ ít năng lượng hơn do không cần cung cấp oxy cho vi sinh vật. Tiết kiệm năng lượng có thể lên đến 30% – 50%.
- Giảm thiểu bùn thải: Quá trình xử lý thiếu khí tạo ra ít bùn thải hơn so với phương pháp hiếu khí, giúp giảm chi phí xử lý bùn. Giảm lượng bùn thải có thể lên đến 20% – 30%.
- Bảo vệ môi trường: Phương pháp thiếu khí góp phần bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu khí thải nhà kính và ô nhiễm nguồn nước. Giảm lượng khí thải nhà kính CO2 có thể lên đến 20% – 30%.
Một số quá trình ứng dụng thiếu khí
Quá trình Ludzack-Ettinger: Xử lý chủ yếu dựa trên nguyên lý thiếu khí (anoxic).
Sự kết hợp giữa quá trình thiếu khí với các công nghệ xử lý nước thải khác:
- SBR
- Mương oxy hóa
Xử lý nước thải bằng phương pháp thiếu khí được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước thải. Tuy nhiên, phương pháp này không được thể hiện thông qua một bể độc lập ngoại trừ bể Anoxic mà chủ yếu là một quá trình trong các công nghệ xử lý khác. Các công nghệ có sự góp mặt của phương pháp thiếu khí có thể kể đến như AAO, AO,… Hãy liên hệ với Envico để xây dựng một hệ thống xử lý nước thải toàn diện.
>>>Xem thêm: Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học
CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG ENVICO
Địa chỉ: Lầu 3, Indochina Tower, 4 Nguyễn Đình Chiểu, P. ĐaKao, Quận 1, Tp. HCM
Hotline: 0909 794 445 (Mr.Huy)
Điện thoại: (028) 66 797 205
E-mail: admin@envico.vn
Website: Congnghemoitruong.net
Fanpage : Môi trường Envico