Công nghệ

Công nghệ vi sinh khử đồng thời BOD, Ni tơ & Phốt pho (Xử lý nước thải)

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Khi nước nước thải chứa các hợp chất hữ cơ Cacbon, nitơ, photpho với nồng độ cao, sau khi xử lý sinh học bình thường giảm được 98% lượng BOD và 30 – 40 % lượng Nitơ và khoảng 30% lượng photpho còn lại 60% Nitơ và 70% photpho đi ra khỏi công trình xử lý. Nếu hàm lượng N > 30 -60 % mg/l, P > 4-8 mg/l xảy ra hiện tượng phú dưỡng, nghĩa là N và P tạo ra nguồn thức ăn cho rong rêu, tảo và vi sinh nước phát triển, làm bẩn trở lại nguồn nước. Vì vậy việc khử Nitơ và photpho đến dưới nồng độ cho phép trước khi xả ra nguồn tiếp nhận là cần thiết.

^_■ Khử Nitơ bằng phương pháp sinh học:

Hình trên : Mô tả hai quy trình sinh học cơ bản để khử Nitơ là : quá trình đồng hóa và quá trình Nitrat hóa và khử N.

Qúa trình đồng hóa khử Nitơ xảy ra đồng thời với quá trình khử BOD trong bể Aerotank còn quá trình Nitrat hóa và khử N₂ có thể thực hiện bằng 3 cách.

Tách riêng 3 công đoạn: khử BOD, Nitrat hóa và khử khí N₂
Kết hợp 2 công đoạn đầu khử BOD và Nitrat hóa đồng thời Kết hợp 2 công đoạn đầu khử BOD và Nitrat hóa đồng thời tách riêng công đoạn khử khí N_2.
Tổng hợp chung cả 3 công đoạn tong cùng một công trình.

^_■ Khử NO₃^- bằng phương pháp sinh học

Qúa trình sinh học khử NO₃^-thành khí N_2.Diễn ra trong môi trường yếm khí NO₃^-đóng vai trò chấp nhận electon. Trong thực tế xử lý nước thải NO₃^- thường được khử trong điều kiện thiếu khí oxy (Anocix process) tức không cấp oxy từ ngoài vào. Vi khuẩn thu năng lượng để tăng trưởng từ quá trình chuyển NO₃^- thành khí N_2.Và cần có nguồn cacbon để tổng hợp thành tế bào. Do đó khi khử NO₃^-bằng công đoạn khử BOD và Nitrat hóa, hoặc khi xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm có hàm lượng NH₃, NO₂^-, NO₃^- lớn mà lại thiếu các hợp chất hữa cơ cacbon thì phải thêm các hợp chất chứa cabon vào nước (ví dụ metanol CH₃OH ) để vi khuẩn thu nhận làm nguồn tổng hợp thành tế bào.

Trong thực tế xử lý nước thải, các kỹ sư công nghệ rất ít khi áp dụng quy trình khử NO₃^- riêng biệt mà thiết kế các công trình để xử lý tổng hợp khử BOD, nitrat hóa khử NH₄⁺ và khử NO₃^- trong một bể . Làm như vậy sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD không phải cấp từ ngoài vào khi cần khử NO₃^-do lợi dụng được lượng oxy phải lấy bớt đi khi khử NO₃^-và công trình thì không phải làm các bể lắng trung gian xem sơ đồ hình (5-8)

^_■ Khử Phopho bằng phương pháp sinh học

Vi khuẩn sử dụng photpho để tổng hợp thành tế bào và vận chuyển năng lượng, kết quả là từ 10 – 30% lượng photpho được khử trong quá trình khử BOD. Khử photpho được thực hiện bằng cách lắng thành cặn để loại bỏ các tế bào chứa lượng photpho trong quá trình sinh sản và hoạt động. Cơ sở của quá trình khử photpho bằng vi sinh như sau:

Một số vi khuẩn có khả năng chứa một lượng dư photpho như là polyphotphat trong tế bào của chúng ta.
Một số sản phẩm lên men đơn giản được sinh ra trong điều kiện yếm khí như là axit béo bay hơi...được các vi khuẩn hóa thành các sản phẩm chứa bên trong tế bào đồng thời với việc giải phóng photpho.
Trong điềun kiện hiếu khí năng lượng sinh ra do oxy hóa polyphotphat và các sản phẩm khác chứa trong tế bào tăng lên.

Trong thực tế khi xử lý photpho bằng phương pháp sinh học áp dụng quy trình yếm khí tiếp nối với quy trình hiếu khí

- Đầu tiên trong điều kiện yếm khí (anoxic) vi khuẩn tác động đến các axit béo bay hơi có sẵn trong nước để giải phóng photpho.

- Tiếp đến môi trường hiếu khí (oxic) vi khuẩn hấp thu photpho cao hơn mức bình thường, photpho lúc này không những chỉ cần cho việc tổng hợp, duy trì tế bào và vận chuển năng lượng mà còn được vi khuẩn chứa thêm 1 lượng dư vào trong tế bào để sử dụng ở những giai đoạn hoạt động tiếp sau.

- Khi biến các tế bào này liên kết với nhau thành bông cặn lắng xuống đáy bể lắng, photpho chứa trong cặn được tháo ra ngoài đưa đi xử lý riêng, hoặc được dùng lại như là

Trong thực tế xử lý nước thải đô thị và nước thải công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ khi cần khử photpho thì cũng phải khử các hợp chất nitơ và các chất hữu cơ chứa cacbon, do đó các nhà nghiên cứu và các kỹ sư công nghệ đã đề xuất ra nhiều mẫu thiết kế cho bể phản ứng hỗn hợp khử BOD, nitơ, photpho.

HÌNH ẢNH THAM KHẢO