Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học

Ngày nay, dân số trên thế giới ngày càng tăng đồng nghĩa với việc nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt cũng tăng lên. Do đó, xử lý nước thải sinh hoạt là một vấn đề không thể bỏ qua. Có nhiều phương pháp để xử lý nước thải sinh hoạt. Áp dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải sinh hoạt đã được quan tâm và sử dụng nhiều, giúp giảm khả năng tái ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải thành chất lỏng không độc hại với môi trường.

Envico xin giới thiệu một số phương pháp sinh học xử lý nước thải sinh hoạt.

Biện pháp sinh học là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải. Chúng lấy hợp chất hữu cơ và chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng để phát triển và sinh trưởng.

Phương pháp này thường được dùng sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải. Có thể khử được các hợp chất sunfit, muối amoni nitrat – các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn.

Một số phương pháp sinh học xử lý nước thải

Thông số đặc trưng để đưa vào xử lý sinh học là BOD và COD. Điều kiện để có thể xử lý là tỷ số BOD/COD ≥ 0,5.

Ưu điểm của phương pháp sinh học

+ Phân hủy các chất nhanh, triệt để và không gây ô nhiễm môi trường.

+ Tạo ra sản phẩm tái sử dụng (Biogas, phân bón,…)

+ Thiết bị đơn giản, dễ làm, thân thiện với môi trường, ít tốn kém chi phí.

+ Sản phẩm cuối cùng không bị tái ô nhiễm, chi phí xử lý thấp.

Bên cạnh các ưu điểm, phương pháp sinh học còn có những nhược điểm:

+ Cần thời gian xử lý lâu, hoạt động liên tục.

+ Cần chế độ công nghệ làm sạch hoàn chỉnh.

+ Diện tích xây dựng công trình khá lớn.

+ Dễ bị tác động bởi các yếu tố ngoại cảnh (pH, nhiệt độ, ánh sang,…)

+ Tăng lượng nước thải do phải pha loãng các nguồn nước có nồng độ chất hữu cơ cao.

1. Phương pháp sinh học kị khí

Đây là quá trình phân hủy chất hữu cơ do vi khuẩn hoạt động trong môi trường không có oxy, sản phẩm của quá trình này là hỗn hợp khí CH₄, CO₂, N₂, H₂,… trong đó khí CH₄ chiếm 65% nên quá trình này còn được gọi là lên men metan.

Các giai đoạn của phương pháp sinh học kị khí:

+ Giai đoạn 1 – giai đoạn phân hủy: Dưới tác động của enzim từ vi sinh vật, chất hữu cơ cao phân tử bị phân hủy thành hợp chất hữu cơ đơn giản, gluxit chuyển thành đường đơn, lipit chuyển thành glyxerin và axit béo, propit chuyển thành peptit và axit amin. Các sản phẩm này là nguyên liệu cho giai đoạn axit hóa.

+ Giai đoạn 2 – axit hóa: Vi sinh vật kị khí chuyển hóa các sản phẩm phân hủy trung gian thành axit hữu cơ bậc thấp, axit béo, axit amin, H₂S, CO­₂, pH < 7… Mùi của giai đoạn này rất khó chịu.

+ Giai đoạn 3 – tạo kiềm (tạo Metan): Dưới tác dụng của vi khuẩn metan các hydrat carbon bị phân hủy thành CO₂ và CH₄, pH của môi trường tăng lên đến 7 – 8 chuyển sang môi trường kiềm.

Các công trình xử lý kị khí thường gặp:

• Bể UASB: Là một trong những quá trình kị khí được ứng dụng rộng rãi.

Bể UASB có cả 3 quá trình (phân hủy – lắng bùn – tách khí) được lắp đặt trong cùng một công trình. Bùn có dạng hạt, bông bùn to, có mật độ vi sinh vật cao và lắng nhanh.

Ưu điểm của bể UASB:

+ Ít bùn dư, giảm chi phí xử lý.

+ Ít tốn năng lượng vận hành.

+ Nhu cầu dinh dưỡng thấp.

+ Có thể thu hồi năng lượng từ khí metan.

• Bể xử lý kị khí: hệ thống xử lý có thể là các hồ kị khí hoặc bể lọc sinh học kị khí.

Hồ kị khí có thể xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao. Độ sâu của hồ phải lớn ≥ 2,4m với thời gian lưu nước khoảng 20 – 50 ngày.

Hiệu suất xử lý BOD₅ có thể đạt đến 70 – 80%.

Xem thêm => Xử lý nước thải sinh hoạt đô thị

2. Phương pháp sinh học hiếu khí

Đây là quá trình sử dụng các vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ trong điều kiện oxy.

Quá trình xử lý hiếu khí trải qua 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1 – oxy hóa các chất hữu cơ:

                                              C_xH_yO_z + O₂ → CO₂ +H₂O +∆H

+ Giai đoạn 2 –  tổng hợp tế bào mới:

                                              C_xH_yO_z + NH₃ + O₂ → CO₂ +H₂O +∆H

+ Giai đoạn 3 –  phân hủy nội bào:

                                              C₅H₇NO₂ + 5O₂ → 5CO₂ + 5H₂O + NH₃ ± ∆H

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo.

Trong quá trình này cần đảm bảo dinh dưỡng đầy đủ, tỉ lệ tối ưu của BOD, N, P là BOD₅:N:P = 100:5:1.

Các công trình xử lý sinh học hiếu khí:

• Công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính (Aerotank): quá trình phân hủy xảy ra trong điều kiện được sục khí liên tục, nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì trạng thái lơ lửng của bùn hoạt tính.

Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể Aerotank phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+ Tỷ lệ F/M

+ Nhiệt độ

+ Tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật

+ Hàm lượng oxy hòa tan

+ Lượng các chất cấu tạo tế bào

Khi vận hành hệ thống Aerotank, nước thải đưa vào hệ thống phải có hàm lượng SS ≤ 150mg/l, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ từ 6°C – 37°C.

• Bể SBR – xử lý sinh học từng mẻ: hệ thống xử lý nước thải theo kiểu làm đầy – xả cặn. Bể SBR tích hợp 5 pha trong cùng một công trình: Làm đầy – Phản ứng – Lắng – Xả cặn – Ngưng.

Bên cạnh các công trình trên, hiện nay còn có các công trình được áp dụng rộng rãi như: bể lọc sinh học, công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám,…

Trên đây là một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học, bản chất của phương pháp sinh học là phân hủy các chất hữu cơ ô nhiễm nhờ vào vi sinh vật. Có thể phân loại xử lý hiếu khí hoặc kị khí hoặc tùy nghi. Phương pháp xử lý sinh học ngày nay được áp dụng khá rộng rãi do chi phí vận hành và bão dưỡng thấp.

Để hiểu rõ hơn về công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Quý khách hàng hãy liên hệ với Công Ty Cổ phần Công nghệ Môi trường Envico để được tư vấn chi tiết, phù hợp với nhu cầu của Doanh Nghiệp

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 79 44 45 (Mr.Huy)

Điện thoại: (028) 66 797 205

E-mail: admin@envico.vn

Website: Congnghemoitruong.net