Quá trình xử lý nước thải hiếu khí

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí là một trong những phương pháp được áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp phổ biến nhất hiện nay. Nguyên tắc xử lý nước thải của phương pháp này, các yếu tố tác động và hiệu quả xử lý ra sao? Cùng NTSE tìm hiểu những đặc trưng này trong bài viết ngay sau đây nhé!

Nguyên lý chung của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện hiếu khí

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ thích hợp có trong nước thải dưới điều kiện được cung cấp oxy liên tục ở nồng độ phù hợp [2-4 mg/l]

Sơ đồ cân bằng BOD trong công trình XLNT bằng phương pháp sinh học hiếu khí:

Phương trình tổng quát của phản ứng oxi hóa diễn ra trong điều kiện hiếu khí:

– Oxy hóa chất hữu cơ:

CxHyOzNt + [x+y/4-z/2-3t/4] O2 🡪 x CO2 + [y-3t]/2 H2O + t NH3 + ∆H

– Tổng hợp sinh khối:

CxHyOzNt + t NH3 + [x+y/4-z/2-43t/4] O2 🡪 2t C5H7NO–2 + [x-10t] CO2 + [y-11t]/2 H2O + ∆H

– Oxi hóa nội bào:

C5H7NO–2 + 5 O2 🡪 5 CO2 + NH3 + 2 H2O + ∆H

• CxHyOzNt : Chất hữu cơ trong nước thải
• C5H7NO–2 : Công thức tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào
• ∆H: Năng lượng.

Các quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Đặc biệt, khả năng xử lý nước thải trong quá trình này có đạt hiệu quả hay không còn phụ thuộc nhiều vào các yếu tố môi trường xung quanh. Vậy, các yếu tố đó là gì?

Các yếu tố môi trường cần quan tâm trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Để đảm bảo quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí được tiến hành trong điều kiện tốt nhất, người ta thường quan tâm đến 3 yếu tố môi trường sau đây:

1/ Oxy

Trong quá trình xử lý nước thải ở điều kiện hiếu khí, Oxy là một trong những yếu tố vô cùng quan trọng. Quy trình cần bảo đảm cung cấp đầy đủ lượng Oxy một cách liên tục và hàm lượng Oxy hòa tan trong nước ở bể xử lý sinh học hiếu khí từ 2-4 mg/l.

2/ Nồng độ các chất thải hữu cơ không vượt ngưỡng cho phép

Nồng độ chất thải hữu cơ trong nước thải nếu quá cao, vượt ngưỡng cho phép có thể làm ảnh hưởng đến hoạt động sống bình thường của vi sinh vật. Vì vậy, trước khi tiến hành xử lý, người ta cần tiến hành kiểm tra các chỉ số BOD và COD của nước thải. 

Cụ thể, hỗn hợp nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt phải có BOD toàn phần [BODtp] ≤ 500mg/l, và không được vượt quá 1000mg/l. Nếu nước thải có chỉ số BODtp vượt quá giới hạn nói trên thì cần phải thay đổi phương án xử lý nước thải cho phù hợp hoặc pha loãng nước thải trước khi vào hệ thống xử lý sinh học hiếu khí.

3/ Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật

Muốn vi sinh vật có thể tham gia vào quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí thì cần phải cung cấp cho chúng đầy đủ các chất dinh dưỡng thiết yếu trong môi trường sống.

Để xác định hàm lượng chất dinh dưỡng cần thiết trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, người ta thường chọn tỉ lệ như sau: BODtp : N : P = 100 : 5 : 1.

Thiếu hụt N, P sẽ kìm hãm sự phát triển của một số vi sinh vật trong quá trình oxyhóa, làm thay đổi tương tác giữa các nhóm vi khuẩn, các vi khuẩn dạng sợi phát triển mạnh làm cho bùn xốp sẽ khó lắng

4/ pH và nhiệt độ

Giá trị pH có ảnh hưởng rất lớn đến enzim trong tế bào và quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bào, hệ thống XLy sinh học hiếu khí có thể hoạt đông được trong dải pH khá rộng 5-9, tuy nhiên pH tối ưu cho quá trính trong khoảng 6.5-8.5

Nhiệt độ có vai trò quan trọng trong xử lý sinh học vì nhiệt độ quyết định vận tốc của phản ứng oxy hóa, các quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Nhiệt độ tối ưu khoảng 20-35 độ.

5/ Tỷ lệ F/M

Nếu F/M >1, tức là dư thừa dinh dưỡng, nên vi khuẩn sinh trưởng nhanh, khó tự hủy và thời gian tạo nha bảo giảm dẫn đến kkhả năng tạo bông kém, nước đục và bùn khó lắng

Nếu F/M >> Xem thêm: Ứng dụng vi sinh xử lý nước thải trong cuộc sống hiện đại