Các loại hệ thống xử lý nước thải hiếu khí và ưu điểm của chúng

Năm 2024, nhu cầu về xử lý nước thải hiệu quả và bền vững đạt mức cao nhất mọi thời đại, do sự gia tăng lượng chất thải công nghiệp, những thách thức về nước thải đô thị và các quy định môi trường ngày càng nghiêm ngặt.

Theo Báo cáo về Nước của Liên Hợp Quốc , gần 80% nước thải trên thế giới được thải ra môi trường mà không qua xử lý , dẫn đến ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng.

Trong bối cảnh chính phủ và các ngành công nghiệp đang tập trung vào các giải pháp xử lý nước thải phi tập trung, các phương pháp xử lý sinh học – đặc biệt là xử lý nước thải hiếu khí – đã trở nên nổi bật nhờ hiệu quả trong việc phân hủy các chất gây ô nhiễm đồng thời giảm lượng bùn thải và phát thải khí nhà kính.

Thông thường, một nhà máy xử lý nước thải trải qua ba quá trình quan trọng: Sơ cấp, Thứ cấp và Ba cấp, trong đó giai đoạn xử lý sinh học thuộc giai đoạn thứ cấp.

Giai đoạn xử lý sinh học chủ yếu gồm hai loại: Xử lý hiếu khí và Xử lý kỵ khí.

Xử lý nước thải hiếu khí sử dụng oxy để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ và các chất ô nhiễm khác như nitơ và phốt pho.

Thiết bị sục khí cơ học, chẳng hạn như máy thổi khí hoặc máy nén khí, tạo ra các bong bóng khí để phục vụ hai mục đích chính: sục khí và khuấy.

Quá trình sục khí cung cấp oxy cho nước thải, được các vi khuẩn hiếu khí sử dụng để đẩy nhanh quá trình phân hủy nước thải.

Lượng oxy hòa tan cần thiết cho các sinh vật hiếu khí để phân hủy chất hữu cơ thành các phân tử nhỏ hơn được gọi là nhu cầu oxy sinh học hay BOD.

Người ta thường dùng phương pháp này để định lượng mức độ phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ của các vi khuẩn này.

Việc đưa các chất gây ô nhiễm như chất thải công nghiệp, chất thải phân sinh hoạt hoặc nước thải phân bón vào nước có thể dẫn đến mức BOD cao, cho thấy nồng độ vật liệu phân hủy sinh học cao trong nước thải.

Vì những sinh vật này cần oxy nên hệ thống hiếu khí cần có cách cung cấp oxy cho sinh khối.

Điều này có thể thực hiện được bằng cách đưa vào các ao xử lý nước thải - nơi cung cấp diện tích bề mặt lớn để đưa không khí vào nước thải hoặc bằng cách kết hợp các thiết bị sục khí cơ học.

Sau khi hiểu được mục đích của nhà máy xử lý nước thải, chúng ta hãy phân tích hoạt động của hệ thống xử lý.

Hệ thống xử lý nước thải hiếu khí hoạt động như thế nào?

Hệ thống xử lý nước thải sinh học có thể bao gồm nhiều quy trình và nhiều loại vi sinh vật khác nhau, tùy thuộc vào thành phần hóa học của nước thải và nhu cầu xử lý nước thải.

Ngoài ra, họ sẽ cần các hệ điều hành cụ thể có thể thay đổi dựa trên môi trường cần thiết để duy trì tốc độ tăng trưởng sinh khối lý tưởng cho các quần thể vi khuẩn cụ thể.

Ví dụ, thường cần phải theo dõi và điều chỉnh quá trình sục khí để duy trì mức oxy hòa tan ổn định và đảm bảo vi khuẩn trong hệ thống sinh sôi với tốc độ thích hợp để đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải.

Ngoài oxy hòa tan, các hệ thống sinh học thường phải cân bằng lưu lượng, tải trọng, độ pH, nhiệt độ và chất dinh dưỡng.

Bây giờ chúng ta đã hiểu cách thức hoạt động của chúng, hãy cùng tìm hiểu về các loại hệ thống xử lý nước thải hiếu khí.

Các loại hệ thống xử lý nước thải hiếu khí

Bùn hoạt tính thông thường

Nước thải từ giai đoạn xử lý chính đi vào bể sục khí, tại đây diễn ra quá trình bùn hoạt tính.

Sau khi sục khí, vật liệu hữu cơ bị phân hủy và bị các vi sinh vật hiếu khí lơ lửng (trôi tự do) tiêu thụ, tạo ra các chất rắn sinh học kết bông thành các cục hoặc bông cặn lớn hơn.

Nước thải được tách ra khỏi các bông cặn lơ lửng bằng cách lắng sau khi chảy vào bể lắng hoặc bể lắng trong.

Sinh khối phát triển được kiểm soát bằng cách tái chế bùn hoạt tính vào bể sục khí, trong khi chất rắn dư thừa được loại bỏ dưới dạng bùn.

Hệ thống xử lý bùn hoạt tính thường đòi hỏi nhiều diện tích hơn và tạo ra lượng bùn lớn, kéo theo chi phí xử lý.

Tuy nhiên, chi phí vốn và bảo trì của chúng tương đối khiêm tốn so với các giải pháp thay thế.

Màng sinh học (MBR)

MBR là công nghệ xử lý nước thải sinh học tiên tiến kết hợp bùn hoạt tính lơ lửng thông thường với lọc màng, thay vì lắng, để tách và tái chế chất rắn lơ lửng.

Một MBR thông thường có thể bao gồm các bể xử lý hiếu khí (hoặc kỵ khí trong hệ thống kỵ khí), hệ thống sục khí, máy trộn, bể màng, hệ thống làm sạch tại chỗ và màng siêu lọc dạng sợi rỗng hoặc dạng tấm phẳng.

Do có nhiều bộ phận và quy trình vệ sinh nên chúng được biết đến là có chi phí vốn, vận hành và bảo trì cao.

Lò phản ứng sinh học di chuyển (MBBR)

Hệ thống MBBR thường bao gồm các bể sục khí chứa đầy các màng sinh học polyethylene siêu nhỏ di động được giữ lại trong bể bằng các lưới lọc giữ vật liệu.

Do các vật mang màng sinh học chuyển động lơ lửng nên MBBR cho phép xử lý nước thải có hàm lượng BOD cao trong một khu vực nhỏ hơn mà không bị tắc nghẽn.

Các bể lắng thứ cấp thường được sử dụng sau MBBR, nhưng không có bùn nào được tái chế trở lại quy trình này.

Bùn dư sẽ lắng xuống, được thu gom thành bùn nhão và chở đi như chất thải rắn, hoặc bùn nhão sẽ được xe hút chân không hút ra.

Sau khi hiểu được ba quy trình liên quan đến hệ thống xử lý nước thải hiếu khí, bạn có biết những lợi thế của việc lắp đặt hệ thống này tại nhà máy xử lý nước thải của mình không?

Ưu điểm của hệ thống xử lý nước thải hiếu khí

Xử lý hiếu khí đòi hỏi phải cung cấp oxy để duy trì vi sinh vật hiếu khí.

So với xử lý kỵ khí, sục khí có ưu điểm là giảm mùi, nitrat hóa amoniac thành nitrat (có khả năng giảm phát thải amoniac), có dạng nitơ dễ sử dụng cho cây trồng nhưng cũng dễ bị rửa trôi hơn và giảm khí nhà kính, chủ yếu là mê-tan.

Đây là một quy trình đáng tin cậy, đơn giản và hiệu quả giúp cải thiện chất lượng nước thải, đưa vào sử dụng.

Bùn thu được không có mùi và có thể được tái sử dụng làm phân bón hữu cơ trong ngành nông nghiệp.

Tuy nhiên, đôi khi, các hệ thống này có thể trục trặc nếu vi khuẩn không thể xử lý được nước thải đầu ra.

Để khắc phục những vấn đề như vậy, chúng tôi đã tiến hành nhiều năm nghiên cứu và đưa ra các giải pháp có thể cải thiện hoạt động chung của nhà máy xử lý nước thải mà không cần thay đổi lớn hệ thống hiện có.

Chủng vi khuẩn này giúp giảm mức COD/BOD cao, giảm thể tích bùn, giảm mức TSS cao và cải thiện hiệu quả của nhà máy.

Công nghệ này đã xử lý hơn 10 tỷ lít nước thải trên toàn thế giới.

Chúng tôi tiếp tục giúp các ngành công nghiệp như hóa chất, sữa, dược phẩm, thuốc nhuộm, dệt may và các ngành khác xử lý nước thải bằng công nghệ phù hợp.

Bạn có muốn tìm hiểu thêm về công nghệ hiếu khí và kỵ khí cũng như tầm quan trọng của nó trong ngành xử lý nước thải không?

Hãy kết nối với chuyên gia của chúng tôi theo số +91 86920 61199 ngay hôm nay.