Xử lý nước thải bằng công nghệ Aerotank

Ngày nay do nhu cầu sử dụng nước để phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp và các ngành nghề khác nhau dẫn đến hàng loạt các vấn đề ô nhiễm nguồn nước ra tăng làm cho nguồn nước chúng ta ngày càng cạn kiệt yêu cầu mà xã hội đặt ra làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm. Trên thế giới có rất nhiều các phương pháp công nghệ tiên tiến khác nhau phục vụ cho quá trình xử lý như: BBR, AAO,UASB...trong đó có áp dụng một loại công nghệ truyền thống Aerotank.

Aerotank truyền thống là quy trình xử lý nước thải chăn nuôi bằng vi sinh nhân tạo, ở đây các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học bởi vi sinh vật sau đó được vi sinh vật hiếu khí sử dụng như một chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển. Qua đó thì sinh khối vi sinh ngày càng gia tăng và nồng độ chất ô nhiễm của nước thải giảm xuống. Không khí trong bể Aerotank được tăng cường bằng cách dùng máy sục khí bề mặt, máy thổi khí…để cung cấp không khí một cách liên tục.

Hình 1: Cơ chế bể Aerotank

Cơ chế Aerotank:

+ Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.

+ Vi sinh vật phát triển bằng cách phân đôi. Thời gian cần để phân đôi tế bào thường gọi là thời gian sinh sản, có thể dao động từ dưới 20 phút đến hằng ngày.

+ Quá trình chuyển hóa cơ chất. Oxi hóa và tổng hợp tế bào:

- Chất hữu cơ + O2 => CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian

Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được lấy từ oxy hòa tan trong nước DO. Tiếp theo diễn ra quá trình khử nito và nitrat hóa.

Hợp chất hữu cơ chứa nito NH4+, sinh khối tế bào vi sinh vật, tế bào sống và tế bào chết theo bùn ra ngoài. Do quá trình thủy phân bởi enzyme của vi khuẩn và quá trình đồng hóa khử nito tạo ra các khí NO3, NO2, O2 chúng sẽ thoát vào không khí. Để các quá trình trong Aerotank diễn ra thuận lợi thì phải tiến hành khuấy trộn hoàn toàn để nén sục oxi tinh khiết.

Hình 2: Bể Aerotank

Bản chất của phương pháp là phân hủy sinh học hiếu khí với cung cấp ôxy cưỡng bức và mật độ vi sinh vật được duy trì cao (2.000mg/L – 5.000mg/L) do vậy tải trọng phân hủy hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho hệ thống xử lý đồng thời cũng tiêu hao lượng lớn năng lượng. Nồng độ oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/l để đảm bảo duy trì độ ổn định cung cấp oxi cho suốt quá trình.

Trong quá trình xử lý vi sinh vật có vai trò quan trọng chúng sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-...

Để sử dụng tốt phương pháp này cần tuân thủ yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải được đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/l, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ 6oC< toC< 37oC.

Nguyên lý và vận hành xem tại Video sau: