Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thuỷ sản của công ty Trách nhiệm Hữu hạn thực phẩm Amanda Việt Nam – Khu công nghiệp Amata

g lớn. Hỗn hợp khí các chất rắn nổi lên tạo thành váng trên bề mặt, nước sẽ làm sạch được xả ra từ đáy của bể tuyển nổi và một phần nước này được tuần hoàn trở lại bể. Phương pháp tuyển nổi được sử dụng phổ biến để xử lý nước thải sinh hoạt và nhiều loại nước thải công nghiệp như nước thải nhiễm dầu, nước thải dệt nhuộm, thuộc da, chế biến thực phẩm, dược phẩm,…Trong nước thải chế biến thủy sản, phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng để xử lý nước thải có chứa các chất lơ lửng và mở thuỷ sản, đặc biệt là chế biến cá basa, loại bỏ chất béo trước khi qua giai đoạn xử lý khác. Tuyển nổi có thể là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi tiến hành xử lý sinh học, hoá học. Các phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng: Tuyển nổi khí tan. Tuyển nổi khuyếch tán ( trong đó tuyển nổi khí tan thường được áp dụng nhiều hơn) Bảng 4.1 : Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải Loại công trình Ưùng dụng Lưới chắn rác Tách các chất rắn thô và có thể lắng Nghiền rác Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn đồng nhất Bể điều hoà Điều hoà lưu lượng và tải trọng BOD và SS Khuấy trộn Khuấy trộn hoá chất và chất khí với nước thải và giữ cặn ở trạng thái lơ lửng Tạo bông Giúp cho việc tập hợp các hạt cặn nhỏ thành các hạt lớn hơn để có thể tách ra bằng lắng trọng lực Lắng Tách các hạt cặn lắng và nén bùn Tuyển nổi Tách các hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt cặn có tỷ trọng sắp xỉ tỷ trọng của nước, hay sử dụng để nén bùn sinh học Lọc Tách các hạt cặn lơ lửng còn lại sau xử lý sinh học hay hoá học. Màng lọc Tương tự như quá trình lọc, tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định. Vận chuyển khí Bổ sung và tách khí. Bay hơi và bay khí Bay hơi các hợp chất hữu cơ bay hơi từ nước thải. (Nguồn: Metcalf & Eddy, 1991) Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học là áp dụng các phản ứng hoá học để loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Các phương pháp hóa học như: phương pháp trung hoà, phương pháp oxy hoá khử, kết tủa hoá học. Phương pháp trung hoà Một số ngành công nghiệp thải ra nước thải chất các ôxít hoặc kiềm vô cơ, nên trước khi thải vào nguồn tiếp nhận hoặc trước khi sử dụng trong các quá trình công nghệ cần phải được trung hoà. Nước đạt trung tính khi có pH đạt từ 6,5 – 8,5. Có nhiều cách để tiến hành trung hoà như: trộn nước thải chứa axít và kiềm với nhau, cho thêm xúc tác, lọc nước axít ( kiềm), qua vật liệu trung hoà,… Kết tủa hoá học Phương pháp áp dụng một số chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn rồi lắng xuống để loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Việc lựa chọn chất tạo bông hay keo tụ phụ thuộc vào thành phần và tính chất nước thải cũng như chất khuếch tán cần loại. Trong một số trường hợp các chất phụ trợ nhằm điều chỉnh giá trị pH của nước thải tối ưu cho quá trình tạo bông và keo tụ. Trong một số trường hợp phương pháp này cho phép loại bớt màu của nước thải nếu kết hợp áp dụng một số chất phụ trợ khác. Bảng 4.2 : Ứng dụng các quá trình hoá học trong xử lý nước thải Quá trình Ưùng dụng Kết tủa Tách phospho và nâng cao hiệu quả của việc tách cặn lơ lửng ở bể lắng bậc 1. Hấp thụ Tách các chất hữu cơ không được xử lý bằng phương pháp hoá học thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học. Nó cũng được sử dụng để tách kim loại nặng, khử Chlorine của nước thải trước khi xả vào nguồn. Khử trùng Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. Khử trùng bằng Chlorine Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh, Chlorine là chất được sử dụng rộng rãi nhất. Khử Chlorine Tách Clo còn lại sau quá trình Clo hoá. Khử trùng bằng ClO2 Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. Khử trùng bằng BrCl2 Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. Khử trùng bằng O3 Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. Khử trùng bằng tia UV Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. (Nguồn: Metcalf & Eddy, 1991) Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý nước thải bằng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng một hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải sản xuất có chứa các chất phân tán nhỏ, keo. Do vậy, phương pháp này thường dùng sau khi loại các chất phân tán thô ra khỏi nước thải. Đối với các chất vô cơ chứa trong nước thải thì phương pháp này dùng để khử chất sunphít, muối amo, nitrat (các chất chưa bị oxy hoá hoà tan hoàn toàn). Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân huỷ sinh hoá các chất sẽ là: CO2, H2O, N2, SO4-2,… Cho đến ngày nay người ta đã biết vi sinh vật có thể phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Căn cứ vào tính chất hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp sinh học ra thành 3 nhóm sau: các phương pháp kỵ khí (anaerobic), các phương pháp hiếu khí (aerobic), các phương pháp thiếu khí (anoxic). Phương pháp kỵ khí Phương pháp này thường sử dụng để loại bỏ các chất hữu cơ có trong phần cặn của nước thải bằng vi sinh vật tuỳ nghi và vi sinh vật kỵ khí, trong đó ưu thế là vi sinh vật kỵ khí. Quá trình phân huỷ kỵ khí các hợp chất hữu cơ thường xảy ra 2 quá trình như sau: Quá trình lên men axít: thuỷ phân và chuyển hoá các sản phẩm thuỷ như axít béo, đường,… thành các axít và rựơu mạch ngắn hơn và cuối cùng thành khí cacbonic ( CO2). Quá trình lên men mêtan: phân huỷ các chất hữu cơ thành khí mêtan (CH4) và khí CO2. Hiện nay, xu hướng áp dụng phân hủy kỵ khí có thu hồi năng lượng biogas đang được áp dụng rộng rãi do các nguyên nhân sau: Thể tích công trình nhỏ, ít chiếm mặt bằng. Chi phí vận hành thấp. Có khả năng thu hồi năng lượng. Các phương pháp kỵ khí thường hay sử dụng: Kỵ khí kiểu tiếp xúc (Aerobic Contactor). Bể phản ứng kỵ khí có đệm dãn (Fluidized Bed). Kỵ khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngược (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). Phương pháp hiếu khí Phương pháp hiếu khí dựa trên các nguyên tắc do các vi sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy hoà tan. CHC + O2 vi sinh H2O + CO2 + NH3 +.., Ơû điều kiện hiếu khí NH4 cũng bị loại nhờ quá trình nitrat hoá của vi sinh vật tự dưỡng. NH4 + 2O2 vi sinh NO3- + 2H+ + năng lượng Các phương pháp xử lý thường hay sử dụng Phương pháp bùn hoạt tính. (activated sludge) Một số dạng bùn hoạt tính cải tiến như: sục khí từng cấp, sục khí kéo dài, mương oxy hoá… Phương pháp phân huỷ sinh học đệm cố định (fixed bed bioreacotor) Phương pháp lọc sinh học (trickling filter). Phương pháp ao ổn định (ao hiếu khí, ao tuỳ nghi). Phương pháp thiếu khí Phương pháp thiếu khí thường được sử dụng để loại các chất dinh dưỡng như: N và P, các yếu tố gây hiện tượng bùn nổi tảo trong nước bề mặt ra khỏi nước thải. Nguyên tắc là trong điều kiện là thiếu oxy hoà tan hàm lượng oxy hoà tan trong hệ thống xử lý được giữ ở mức sắp xỉ mg/l, việc khử nitrat hoá sẽ xảy ra. NO3- vi sinh NO2 NO2 + CHC vi sinh N2 + CO2 + H2O Các phương pháp xử lý sinh học thường áp dụng trong xử lý nước thải thuỷ sản Nguyên lý chung của quá trình bùn hoạt tính (oxy hoá sinh hoá hiếu khí với sự tham gia của bùn hoạt tính) Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khoáng hoá có khả năng hấp phụ trên bề mặt và oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải với sự có mặt của oxy. Để bùn hoạt tính và nước thải tiếp xúc với nhau được tốt và liên tục, có thể khuấy trộn bằng khí nén hoặc các thiết bị cơ giới khác. Trong thực tế khí nén được ứng dụng vào mục đích này, vì vậy sẽ giải quyết đồng thời hai nhiệm vụ là vừa khuấy trộn bùn hoạt tính với nước thải, vừa đảm bảo cung cấp oxy cần thiết cho quá trình sống và hoạt động vi sinh. Các chất hữu cơ hoà tan, các chất keo và phân tán nhỏ sẽ được chuyển hoá bằng cách hấp thụ và keo tụ sinh học trên bề mặt các tế bào sinh vật. Tiếp theo trong quá trao đổi chất, dưới tác dụng của men nội bào, các chất hữu cơ sẽ bị phân huỷ. Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bao gồm 3 giai đoạn sau: Giai đoạn khuyếch tán và chuyển chất từ dịch thể nước thải tới bề mặt các tế bào vi sinh vật. Hấp phụ khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ mặt ngoài của tế bào qua màng bán thấm. Quá trình chuyển hoá các chất được khuyếch tán và hấp phụ ở trong tế bào và vi sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào. Theo Eckenfelder W.W và Conon D.J thì quá trình xử lý hiếu khí nước thải gồm 3 giai đoạn được biểu thị bởi các phản ứng sau đây: Oxy hoá chất hữu cơ: CXHYOZ + O2 enzym CO2 + H2O + DQ Tổng hợp để xây dựng tế bào: CXHYOZ + O2 + NH3 enzym Tế bào vi khuẩn + CO2 + H2O + C5H7NO2 - DQ Phân huỷ nội bào: Tế bào vi khuẩn + CO2 + C5H7NO2 enzym CO2 + H2O + NH3 ± DQ Bảng 4.3 Các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành bể bùn hoạt tính và nguyên nhân Sự cố Nguyên nhân Hiệu suất loại BOD hoà tan thấp 1. Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá ngắn 2.  Thiếu N và P -       pH quá cao hoặc quá thấp -       Trong nước thải đầu vào có chứa độc tố -       Sục khí chưa đủ -       Khuấy đảo chưa đủ hoặc do hiện tượng ngắn mạch Nước thải chứa nhiều chất rắn 1. Thời gian cư trú của vi khuẩn trong bể quá lâu 2. Quá trình khử nitơ diễn ra ở bể lắng -       Do sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi (trong điều kiện thời gian cư trú của vi khuẩn ngắn, thiếu N và P, sục khí không đủ) -       Tỉ lệ hoàn lưu bùn quá thấp Mùi 1. Sục khí không đủ 2. Quá trình yếm khí xảy ra ở bể lắng Bảng 4.4 Cách hiệu chỉnh các sự cố Sự cố Cách hiệu chỉnh Thời gian cư trú của VK -       Quá thấp Giảm bớt lượng bùn thải       Xây thêm bể điều lưu -       Quá cao Tăng lượng bùn thải Thiếu dưỡng chất N và P Cung cấp thêm dưỡng chất cho nước thải đầu vào pH quá cao hoặc quá thấp Xây thêm bể điều lưu -       Trung hòa nước thải đầu vào Nước thải đầu vào có chứa độc tố Xây thêm bể điều lưu -       Loại bỏ các chất độc trong nước thải đầu vào Sục khí không đủ Tăng công suất thiết bị sục -       Phân bố lại các ống phân phối khí trong bể Khuấy đảo không đủ, "mạch ngắn" Tăng mức độ sục khí -       Gắn thêm các đập phân phối nước Quá trình khử nitơ ở bể lắng Giảm thời gian giữ bùn trong bể lắng bằng cách tăng tỉ lệ hoàn lưu -       Gắn thêm gàu múc bùn -       Tăng lượng bùn thải Quá trình yếm khí ở bể lắng Các phương pháp tương tự phương pháp áp dụng để tránh quá trình khử nitơ của bể lắng (Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991) Xử lý nước thải trong các bể hiếu khí (Bể Aerotank): Bể này sử dụng để oxy hoá các chất hữu cơ trong nước thải, hệ vi sinh vật trong bể Aerotank dưới dạng bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính được hình thành do sự tập hợp của nhiều vi sinh vật hiếu khí, các loại vi sinh vật như: vi khuẩn, tảo, nấm men, nấm mốc,… và các chất rắn, các cặn rắn khác nhau. Bùn hoạt tính là hệ keo vô địa hình, khi pH = 4,9 thì nó có điện tích âm. Mặc dù nước thải rất khác nhau nhưng thành phần bùn hoạt tính khá giống nhau. Quá trình xử lý bùn hoạt tính trong bể aerotank diễn ra gồm 4 giai đoạn chính: Tách sơ bộ các chất lơ lửng để lắng ra khỏi nước thải, nhằm làm giảm hàm lượng các chất lơ lửng, quá trình này được thực hiện trong bể lắng đợt 1. Làm thoáng hỗn hợp nước thải với bùn hoạt tính trong bể aerotank, đây là giai đoạn quyết định hiệu quả của thiết bị. Ơû đây sẽ có sự tiếp xúc giữa nước thải với bùn hoạt tính và sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật. Để quá trình được thuận lợi cần phải khuấy trộn cho bùn vào nước thải tiếp xúc với nhau. Mặt khác lượng oxy trên mặt thoáng không đủ cho vi sinh vật hoạt động nên cần một lượng oxy bổ sung. Trong quá trình hoạt động người ta thường dùng các máy nén khí để thực hiện việc cùng một lúc là cung cấp oxy và khuấy trộn. Tách nước thải đã được làm sạch ra khỏi bùn hoạt tính, sau một thời gian tiếp xúc giữa nước thải với bùn hoạt tính, nước sạch sẽ chuyển qua bể lắng II để lắng các tạp chất lơ lửng cũng như một phần bùn hoạt tính. Tuần hoàn bùn hoạt tính trở về bể aerotank, bùn hoạt tính được lấy từ bể lắng II và tuần hoàn vào bể aerotank. Vì trong quá trình hoạt động bể aerotank sẽ bị mất một lượng bùn và bản thân vi sinh vật cũng già và chết nên cần tuần hoàn trở lại. Quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính với vật liệu tiếp xúc (Attached Growth Processes) Quá trình xử lý sinh học hiếu khí Attached Growth (AG) được sử dụng để loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải. Quá trình AG bao gồm: lọc sinh học, lọc thô, RBC (Rotating Biological Contactor), AGWSP (bể xử lý sinh học có vật liệu tiếp xúc – Attached Growth Waste Stabilization Pond), bể phản ứng nitrat hóa fixed – bed,... Bể lọc sinh học (Biogical Filtration) Đựơc thiết kế đầu tiên tại trạm thực nghiệm Lawrence ở Matssachusetts năm 1891. Bể lọc sinh học hiện đại gồm lớp vật liệu tiếp xúc có khả năng thấm cao cho phép các vi sinh vật dính bám tạo màng vi sinh vật trên lớp vật liệu này. Màng vi sinh vật sẽ oxi hoá hết chất bẩn hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng. Lớp vật liệu tiếp xúc phải có độ xốp cao, có khối lượng riêng nhỏ và bề mặt riêng phần lớn như: đá dăm, đá cuội, xỉ, các vòng sứ, các lưới nhựa hoặc kim loại.... Màng vi sinh vật đóng vai trò như bùn hoạt tính. Ơû phần ngoài lớp nhầy của màng vi sinh vật (0.1 – 0.2 mm) chất hữu cơ sẽ bị phân huỷ bởi vi sinh vật hiếu khí. Khi vi sinh vật tăng trưởng thì chiều dày lớp màng cũng tăng lên và oxy khuếch tán cũng được tiêu thụ trước khi nó có thể thấm sâu vào trong toàn bộ lớp màng nhầy. Do đó môi trường kỵ khí sẽ nằm gần bề mặt của lọc. Khi độ dày của lớp màng nhầy tăng lên thì chất hữu cơ sẽ bị phân huỷ trước khi nó tiếp xúc với vi sinh vật ở bề mặt vật liệu lọc. Kết quả là các vi sinh vật ở gần bề mặt vật liệu lọc phải hô hấp nội bào do không có nguồn cacbon của chất bẩn hữu cơ trong nước thải và do đó mất dần khả năng dính bám, nó sẽ bị rửa trôi ra khỏi thiết bị lọc cùng với nước thải. Một màng nhầy vi sinh vật mới được thiết lập. Hiện tượng rửa trôi của màng nhầy vi sinh vật là hoạt động chủ yếu của các tải trọng hữu cơ (tốc độ chuyển hoá màng nhầy) và tải trọng thuỷ lực (tốc độ dịch chuyển của nước thải) của bể lọc. Cường độ oxy hoá trong thiết bị của bể lọc thường nhỏ hơn bể Aerotank. Bể lọc sinh học thô Đây là bể lọc được thiết kế đặc biệt để vận hành ở tải trọng thuỷ lực cao. Lọc sinh học thô chủ yếu để loại bỏ chất bẩn hữu cơ trong quá trình xuôi dòng. Các loại bể lọc đầu tiên sử dụng vật liệu lọc là đá nhỏ, nông. Khuynh hướng hiện nay là sử dụng vật liệu tổng hợp hay gỗ đỏ (red wood) với độ sâu trung bình là 3.5 – 12 m. Lọc thô tiêu biểu là vận hành ở tải trọng thuỷ lực cao, thậm chí phải tuần hoàn cao. Tải trọng thuỷ lực cao sẽ làm cho quá trình rửa trôi của màng nhầy gần như liên tục. Khả năng khử bẩn trong nước thải của bể lọc sinh học phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu lọc, hệ sinh vật dính bám như sau Bảng 4.5: Các loại vật liệu lọc trong bể lọc sinh học Vật liệu Kích thước (mm) Tỷ trọng (kg/m3) Diện tích bề mặt(m2/m3) Độ thoáng (%) Đá Granit 25 – 75 1250 – 1750 50 – 70 40 – 50 Đá Granit 100 – 120 800 – 1000 40 – 50 50 – 60 Xỉ 50 – 80 900 – 1200 55 – 70 40 – 50 Vòng gốm 40 x 50 650 115 68 Gỗ đỏ 1200 x 1200 x 50 165 46 75 Nhựa plastic 600 x 600 x1200 30 – 100 80 - 100 94 - 97 Đĩa quay sinh học (Rotating Biological Contactor – RBC) Đĩa quay sinh học gồm một loại đĩa tròn xếp liền nhau bằng Polystyren hay PVC, các đĩa này được nhúng chìm trong nước thải và quay từ từ. Trong khi vận hành thì vi sinh vật sẽ bám lên trên bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhầy trên bề mặt ướt của đĩa. Đĩa quay sinh học làm cho sinh khối luôn luôn tiếp xúc với chất bẩn hữu cơ trong nước thải và với không khí để hấp thụ oxy đồng thời tạo sự trao đổi oxi và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Vi sinh vật trong đĩa quay là vi sinh vật yếm khí tuỳ tiện như: Pseudomonas, Flavosbacterium, Micrococus và các vi sinh vật hiếu khí như: Bacillus thì thường có mặt ở lớp trên của màng vi sinh vật mỏng chứa các vi sinh vật yếm khí như: Desulfovibro, vi khuẩn sulfua. AGWSP (bể xử lý sinh học có vật liệu tiếp xúc – Attached Growth Waste Stabilization Pond) Đây là dạng hồ sinh học kết hợp với bể lọc sinh học. Những vật liệu tiếp xúc được bố trí dọc theo chiều dài hồ sinh học tạo điều kiện cho vi sinh vật sinh trưởng trên bề mặt. Ơû tải trọng cao có thể sục khí từng phần hay toàn bộ thể tích bể. Thời gian lưu nước trong bể có thể là từ 4 giờ đến 3 ngày. Giá thể sinh vật bám dính là những sợi nhựa tổng hợp khá cứng được quấn quanh một lõi thép tráng kẽm. Kích thước sợi nhựa tổng hợp tính từ lõi kẽm dài khoảng 50 – 70 mm. Mỗi lõi kẽm được quấn tròn có đường kính khoảng 80 – 100 mm. Hệ thống phân phối khí là các thanh đá bọt (mô hình lab Scale) hoặc các đường ống dẫn khí (trong các công trình lớn). Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp sinh học kỵ khí Để sơ bộ giảm BOD 5 của nước thải đậm đặc có BOD5 > 10 -30g/l, người ta có thể dùng biện pháp pha loãng nước thải hoặc lên men trong điều kiện yếm khí như xử lý cặn của nước thải. Quá trình phân giải chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí diễn ra trong 2 giai đoạn chính. Ơû giai đoạn 1 ( giai đoạn thuỷ phân ) dưới tác dụng của men do vi sinh vật tiết ra, các chất hữu cơ trong nước thải sẽ bị thuỷ phân hydratcacbon phức tạp thành đơn giảm, protit thấp phân tử và axítamin, mở sẽ thành glyxerin và axít béo… Ơû giai đoạn 2 ( giai đoạn tạo khí): sản phẩm của quá trình thuỷ phân sẽ tiếp tục bị phân giải và tạo thành sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp các khí chủ yếu như: CO2 và CH4. Ngoài ra, còn tạo thành một ít muối khoáng, tốc độ và mức độ phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ tuỳ thuộc vào bản chất hoá học của chúng. Phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên Hồ sinh học là một trong những phương pháp xử lý đơn giản nhất, ít tốn kém nhất và vận hành dễ dàng nhất là xử lý nứơc thải bằng hồ sinh học. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ thích hợp với loại nước thải có lưu lượng nhỏ và nơi có diện tích mặt bằng lớn. Trong quá trình xử lý vai trò của vi sinh vật là chủ yếu còn rong tảo chỉ là nguồn cung cấp oxy cho vi sinh vật hoạt động và vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ. Nhìn chung, chúng có sự tác động qua lại lẫn nhau, rong tảo thì cung cấp oxy cho vi sinh vật hoạt động còn vi sinh vật thì phân hủy chất hữu cơ tạo thành nguồn dinh dưỡng ( CO2, PO43-, các nitrat amin) cho rong tảo sống. Để hồ hoạt động bình thường thì trong hồ nước thải phải đạt pH và nhiệt độ tối ưu không < 60C. Mặt khác, thiết kế sao cho hồ có một thời gian lưu tối thiểu vận tốc oxy hóa được đánh giá theo BOD của chất phân huỷ chậm nhất. Hồ sinh học có thể sử dụng cho một công trình độc lập để xử lý triệt để nước thải sau các công trình xử lý sinh học khác. Cánh đồng lọc và cánh đồng tưới Giữa cánh đồng tưới và cánh đồng lọc chỉ khác nhau ở chổ cánh đồng tưới có trồng cây công nghiệp, còn đồng lọc thì không, nhưng chúng có chung một mục đích là xử lý nước thải. Trong cánh đồng tưới có vi khuẩn, men, nấm, rêu, tảo, động vật nguyên sinh. Nước thải chứa chủ yếu là vi khuẩn, số lượng vi sinh vật có trong đất của cánh đồng tưới phụ thuộc vào thời tiết trong năm, vào mùa đông số lượng nhỏ hơn so với mùa hè. Nơi chọn làm cánh đồng tưới phải là khu đất riêng biệt và ở gần nhà máy, xí nghiệp sản xuất, trên cánh đồng tưới có trồng một số cây công nghiệp thích hợp với nguồn nước thải. Trong quá trình xử lý nước thải bị phân huỷ bởi các yếu tố tự nhiên như hệ vi sinh vật tự nhiên, ánh sáng mặt trời, không khí và cả hệ thực vật. Quá trình xử lý được diễn ra như sau: nước thải đi qua lớp đất lọc, trong đó các hạt lơ lửng và keo được giữ lại, tạo thành màng trong lổ xốp của đất. Sau đó các màng được tạo thành này hấp thụ các hạt keo và các chất tan trong nước thải. Xử lý không khí xâm nhập vào các lổ xốp oxy hoá các chất hữu cơ, chuyển thành các hợp chất vô cơ. Oxy hoá khó xâm nhập vào lớp đất dưới sâu, vì vậy sự oxy hoá mãnh liệt nhất diễn ra ở lớp đất phía trên (0,2-0,4m), nếu không đủ oxy sẽ bắt đầu xảy ra quá trình yếm khí. Ưu điểm của cách đồng tưới so với bể aerotank: giảm chi phí đầu tư vào vận hành, không thải nước ra ngoài phạm vi tưới, đảm bảo được mùa cây công nghiệp, phục hồi đất bạc màu. Nhưng bên cạnh đó cũng có nhược điểm là cần diện tích và phải là khu đất riêng biệt. Bảng 4.6: Quá trình xử lý sinh học chủ yếu được dùng để xử lý nước thải Loại Tên chung Aùp dụng QUÁ TRÌNH HIẾU KHÍ Sinh trưởng lơ lửng Quá trình bùn hoạt tính Thông thường (dòng đẩy) Xáo trộn hoàn toàn Làm thoáng theo bậc Oxi nguyên chất Bể phản ứng hoạt động gián đoạn Oån định tiếp xúc Làm thoáng kéo dài Kênh oxi hoá Bể sâu Bể rộng – sâu Nitrát hoá sinh trưởng lơ lửng Hồ làm thoáng Phân huỷ hiếu khí: Không khí thông thường Oxi nguyên chất Khử BOD chứa carbon – nitrat hoá. Nitrat hoá Khử BOD chưá carbon – nitrat hoá Oån định, khử BOD chứa carbon Sinh trưởng gắn kết Bể lọc sinh học Thấp tải – nhỏ giọt Cao tải Lọc trên bề mặt xù xì (roughing filter) Đĩa tiếp xúc sinh học quay Bể phản ứng với khối vật liệu. Khử BOD chưá carbon – nitrat hoá Khử BOD chưá carbon Khử BOD chưá carbon – nitrat hoá Kết hợp quá trình sinh trưởng lơ lửng và gắn kết. Quá trình lọc sinh học hoạt tính. Lọc nhỏ giọt vật liệu rắn tiếp xúc. Quá trình bùn hoạt tính – lọc sinh học. Quá trình lọc sinh học – bùn hoat tính nối tiếp nhiều bậc. Khử BOD chưá carbon – nitrat hoá QUÁ TRÌNH TRUNG GIAN ANOXIC Sinh trưởng lơ lửng. Sinh trưởng gắn kết. Sinh trưởng lơ lửng khử nitrat hoá. Màng cố định khử nitrat hoá Khử nitrat hoá. Khử nitrat hoá QUÁ TRÌNH KỴ KHÍ Sinh trưởng lơ lửng Lên men phân huỷ kỷ khí. Tác động tiêu chuẩn, 1 bậc Cao tải, 1 bậc. Hai bậc