4. Một số dạng công trình sinh học kết hợp xử lý BOD/N
4.1 Kênh oxy hóa tuần hoàn
Các chất hữu cơ trong công trình hầu như được oxi hóa hoàn toàn, hiệu quả khử BOD đạt 85-90%. Trong vùng hiếu khí diễn ra quá trình oxi hóa hiếu khí các chất hữu cơ và nitrat hóa. Trong vùng thiếu khí (hàm lượng oxi hòa tan thường dưới 0,5mg/l) diễn ra quá trình hô hấp kị khí và phản nitrat.
Để khử N trong nước thải, người ta thường tạo điều kiện cho quá trình khử nitrat diễn ra trong công trình. Kênh oxi hóa tuần hoàn hoạt động theo nguyên tắc của aeroten đẩy và các guồng quay được bố trí theo một chiều nhất định nên dễ tạo các vùng hiếu khí (aerobic) và thiếu khí (anoxic) luân phiên thay đổi. Quá trình nitrat hóa và khử nitrat cũng diễn ra tuần tự. Vận tốc dòng chảy 0,2-0,3 m/s đủ để bùn hoạt tính không bị lắng cặn. HRT dài (24h), SRT dài (20-30 ngày). Hiệu quả xử lý N trong kênh oxi hóa có thể đạt 40-80%
Ưu, nhược điểm của công trình:
Ưu điểm:
+) Hiệu quả xử lý BOD cao, rất ổn định.
+) Bùn dư ít
+) Khử được các chất dinh dưỡng N, P
Nhược điểm:
+) Thời gian lưu thủy lực dài
+) Chiếm nhiều diện tích
+) Thường áp dụng cho công suất nhỏ
Kênh oxi hóa trong thực tế
4.2 Aeroten hoạt động theo mẻ (SBR)
Trong bước 1, khi nạp nước thải vào bể, nước thải sẽ được trộn với bùn hoạt tính được lưu lại ở chu kỳ trước. Sau đấy, hỗn hợp nước thải và bùn được sục khí ở bước 2 với thời gian thổi khí đúng như thời gian yêu cầu. Quá trình diễn ra gần với điều kiện trộn hoàn toàn và các chất hữu cơ sẽ được oxi hóa trong giai đoạn này. Bước 3 là quá trình lắng bùn trong điều kiện tĩnh. Sau đó nước trong nằm phía trên lớp bùn sẽ được xả ra khỏi bể. Bước cuối cùng là xả lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể, và các ngăn bể khác hoạt động lệch pha nhau để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải vào trạm xử lý được diễn ra liên tục.
Công trình hoạt động gián đoạn có chu kỳ, các quá trình trộn nước thải với bùn, lắng bùn cặn, … diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu quả xử lý nước thải cao. BOD nước thải sau xử lý thường thấp hơn 20mg/l.
Hệ thống SBR có thể khử được N, P sinh hóa do có thể điều chỉnh được quá trình hiếu khí, thiếu khí, kị khí trong bể bằng việc thay đổi chế độ cung cấp oxi
Ưu, nhược điểm của công trình:
Ưu điểm:
+) Khả năng tự động hóa cao
+) Chiếm ít diện tích
+) Khử được các chất dinh dưỡng N, P
Nhược điểm:
+) Vận hành phức tạp
+) Chi phí xây dựng và quản lý cao
Cụm bể SBR
Sơ đồ dây chuyền công nghệ AO
Bể A-O là công trình xử lý sinh học dựa trên quá trình bùn hoạt tính, gồm 2 ngăn thiếu khí và hiếu khí.
Tại ngăn Oxic: Nước thải được xáo trộn với các vi sinh vật hiếu khí nhờ hệ thống cấp không khí. Quá trình này tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển. Trong quá trình tiếp xúc đó, vi sinh vật hiếu khí lấy các chất ô nhiễm có trong nước thải (COD, BOD, Nitơ, photpho, kim loại nặng,…) làm thức ăn của chúng, làm tăng sinh khối và kết thành các bông bùn. Quá trình oxy hóa NH4 -> NO3 diễn ra tại ngăn này.
Tại đây dưới sự tác động của sinh vật hiếu khí, và hệ thống phân phối khí trong bể cácchỉ tiêu COD, BOD được xử lý hiệu quả 92 – 98% làm tăng chỉ số oxy hòa tan trong nước (DO). Mức duy trì chỉ số DO trong ngăn Oxic luôn ở mức 1,5 – 2 mg/l.
Tại ngăn Anoxic: Khử nitơ tổng thông qua quá trình thiếu khí (Anoxic), ở đây NO3 được chuyển hóa thành N2 khi không có mặt Oxy hoặc có với mật độ thấp. Đây là quá trình bắt buộc nhằm giảm được Nitơ trong Nước thải
Ưu, nhược điểm của công trình:
Bể AO có nhiều ưu điểm và có tính ứng dụng cao. Ngày này một số công nghệ xử lý nước thải mới được đưa ra dựa trên nguyên lý hoạt động của bể AO như công nghệ AO kết hợp màng lọc sinh học MBR hay sử dụng các giá thể vi sinh vật sinh trưởng dính bám MBBR.
