Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp bể sâu (Áp dụng hiệu quả đối với nước thải ô nhiễm nồng độ hữu cơ cao)

Trong quá trình nghiên cứu, xây dựng các hệ thống xử lý nước thải ở nhiều tỉnh thành trên cả nước như Nam ĐỊnh, Thái Bình, Bình Dương, Bình Định… chúng tôi đã phát triển thành công Công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao bằng PHƯƠNG PHÁP OAAO (Oxic-Anoxic-Anaerobic-Oxic). Phương pháp này đã được Cục sở hữu trí tuệ - Bộ KH&CN cấp bằng sáng chế về giải pháp hữu ích.

Nguyên lý hoạt động:

Nước thải được đưa vào ngăn lắng của bể sâu sẽ đi xuống dưới, di chuyển với lưu tốc 1,0-1,5 m/s, không khí cung cấp cho ngăn lắng sẽ đi theo nước xuống đáy bể, khi tới đáy thì không khí hầu như tan vào trong nước do áp suất cao, lượng oxy hòa tan lớn như vậy sẽ khiến quá trình xử lý sinh học xảy ra nhanh hơn. Quá trình xử lý xảy ra qua 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử;
- Giai đoạn 2: Axít hóa;
- Giai đoạn 3: Methane hóa. Giai đoạn này chuyển từ sản phẩm đã methane hóa thành khí (CH4 và CO2) bằng nhiều loại vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt.

Các phương trình phản ứng:
CH₃COOH → CH₄ + CO₂
2C₂H₅OH + CO₂ → CH₄ + 2CH₃COOH
CO₂ + 4H₂ → CH₄+ 2H₂O
Các protein có khả năng phân hủy bị thủy phân:
NH₃ + HOH → NH⁴⁺ + OH^-

Khi OH^- sinh ra sẽ phản ứng với CO₂ tạo thành ion bicacbonat.

+ Sau khi qua bể điều hòa nước thải được dẫn sang bể xử lý sinh học vào ngăn lắng, tại đây nước thải được tiếp xúc với không khí do máy thổi khí cung cấp nên xảy ra quá trình oxy hóa các chất hữu cơ.

+ Quá trình sinh học thiếu khí: Nước thải sau khi đi qua nơi đặt nguồn cung cấp không khí sẽ xảy ra quá trình thiếu khí. Tại đây xảy ra quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ tác dụng của vi sinh vật thành các dạng khí sinh học và các sản phẩm hữu cơ khác.

+ Nước thải sau khi đi tới đáy bể sẽ đi lên theo ngăn nổi, tại đây xảy ra quá trình sinh học kỵ khí. Đây là quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện không có không khí tạo thành khí sinh học và CO₂.

+ Nước thải sau khi lên tới một độ cao định trước lại được cung cấp oxy từ máy thổi khí, tại đây lại bắt đầu quá trình sinh học hiếu khí. Quá trình phân huỷ hợp chất hữu cơ đơn giản và quá trình Nitrat hoá trong điều kiện cấp khí nhân tạo cũng bắt đầu diễn ra. Các giá thể vật liệu tiếp xúc là các giá thể vi sinh lưu động giúp các vi sinh vật bám dính và phát triển. Dòng nước thải chảy liên tục vào bể sinh học đi qua bề mặt của giá thể tiếp xúc, đồng thời không khí cũng được cung cấp liên tục vào bể (oxy hòa tan DO > 6 mg/l). Trong điều kiện đó vi sinh vật sinh trưởng và phát triển mạnh tạo thành các màng vi sinh vật có chức năng hấp thụ các chất hữu cơ và màu của nước thải. Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải gọi là dung dịch xáo trộn (mixed liquor), hỗn hợp này chảy sang bể lắng nhằm tiến hành quá trình tách nước và bùn.

Ưu điểm công nghệ

- Phương pháp bể sâu kết hợp cả ba quá trình: hiếu khí - thiếu khí - kỵ khí xảy ra đồng thời trong cùng một bể (bể sâu) giúp quá trình xử lý nước thải mang lại hiệu quả cao, năng lượng tiêu thụ thấp, diện tích xây dựng nhỏ (35-40 m2 mặt bằng);

- Thời gian lưu trong hệ thống từ 1,0-1,5 giờ,

- Hệ thống nhỏ gọn, dễ vân hành, dễ bảo trì, các thiết bị điều khiển hoàn toàn tự động không cần nhân công có trình độ cao.

- Giá thành xử lý thấp, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột B, QCVN 14:2008.

- Không phát tán mùi hôi;

- Không gây tiếng ồn (công suất máy thổi khí nhỏ);

- Tuổi thọ công trình lớn, thích nghi với điều kiện khí hậu tại Việt Nam;

- Chi phí vận hành thấp (1500-2200 VND/m3 nước thải);

- Chịu được biến đổi tải trọng lớn;

- Thiết kế phù hợp với cảnh quan đô thị;

- Thời gian lắp đặt nhanh chóng, dễ dàng.