CÔNG NGHỆ AAO XỬ LÝ NƯỚC THẢI (A2O/ AO/ O)

1. CÔNG NGHỆ AAO LÀ GÌ?

Công nghệ AAO ra đời vào những năm 1960 (khi Ludzack và Ettinger đề xuất việc sử dụng các khu thiếu khí (anoxic) để đạt được quá trình khử nitơ sinh học trong quá trình bùn hoạt tính) đã giải quyết được vấn đề xử lý triệt để nitơ trong nước thải. Tuy nhiên, không chỉ có nitơ, phospho cũng là chất dinh dưỡng chính gây nên hiện tượng phú dưỡng trong nước.

Cho mãi đến 1975, vấn đề xử lý phospho mới được thực hiện khi Barnard sử dụng kết hợp quá trình kỵ khí và hiếu khí (Anaerobic/Aerobic) – hay còn gọi là quá trình Phoredox . Tuy nhiên công nghệ này có nhược điểm lớn là không thể xử lý nitơ triệt để vì không xảy ra quá trình khử nitrat (denitrification). Ngay sau đó, quá trình AO và Phoredox được kết hợp lại tạo thành quá trình để xử lý triệt để nitơ và phospho.

Các giai đoạn trong quá trình AAO là kỵ khí (Anaerobic), thiếu khí (Anoxic) và hiếu khí (Oxic). Các giai đoạn này được xắp xếp theo thứ tự nối tiếp như Hình 1. Trong đó việc loại bỏ phospho xảy ra trong phân vùng kỵ khí, phân vùng thiếu khí thực hiện chức năng khử nitrat và phân vùng hiếu khí đảm nhiệm chính trong việc loại bỏ BOD và nitrat hóa NH₄⁺.

2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ AAO

3. NGUYÊN LÝ CỦA CÔNG NGHỆ AAO

Công nghệ AAO chia làm ba phân vùng: kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí. Bên cạnh việc chuyển hóa các chất hữu cơ ở phân vùng hiếu khí thì còn có quá trình chuyển hóa nitơ và photpho trong các phân vùng hiếu khí, thiếu khí.

    – Quá trình xử lý kỵ khí:  

Khử hydrocacbon, kết tủa kim loại nặng, kết tủa photpho, khử Clo hoạt động…

Chất hữu cơ + xúc tác vi sinh vật kỵ khí → H2S+ CO2+ CH4+ năng lượng + chất khác

Chất hữu cơ + xúc tác vi sinh vật kỵ khí + năng lượng → C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới)

    – Quá trình xử lý yếm khí:

Khử  nitrat thành khí nitơ N2, giảm hàm lượng BOD, COD trong nước thải.

    – Quá trình hiếu khí:

Chuyển hóa NH4 thành NO3, khử BOD, COD, sunfua…

Oxy hóa phân hủy chất hữu cơ: CxHyOz  + O2 → CO2 + H2O + ∆H

Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + O2 → tế bào VSV + CO2 + H2O + C5H7NO2 – ∆H

Phân hủy nội sinh: C5H7¬NO2 + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH2 ± ∆H’

    – Tiệt trùng:

Quá trình tiệt trùng bằng lọc vi lọc hoặc bằng hóa chất – chủ yếu dung hypocloride canxi (Ca(OCl)2) để khử các vi trùng gây bệnh…

Hình 3: Sơ đồ mô tả quá trình sinh hóa khử phốtpho trong nước thải

4. ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ AAO

So với các công nghệ khác có cùng chức năng (xử lý nước thải triệt để) thì công nghệ AAO có những lợi thế hơn hẳn, xem Bảng 1.

Bảng 1: So sánh đánh giá các công nghệ xử lý phospho

Ghi chú: √: Ưu điểm; x: nhược điểm; – : không có thông tin

Tuy nhiên công nghệ AAO vẫn có một số những nhược điểm như: dòng tuần hoàn bùn hoạt tính có chứa NO₃^– làm ảnh hưởng tới quá trình kỵ khí nghiêm ngặt ở bể kỵ khí; Việc loại bỏ nitơ bị giới hạn bởi tỉ lệ tuần hoàn nội bộ (Internal recycle); Có nhiều dòng tuần hoàn nên phức tạp trong vận hành

5. ỨNG DỤNG

Công nghệ AAO ứng dụng khá phổ biến hiện nay trong việc xử lý các loại hình nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như: nước thải sinh hoạt/ khu đô thị, nước thải bệnh viện, nước thải ngành chế biến thủy hải sản, nước thải ngành thực phẩm- bánh kẹo,…

Thông thường công nghệ AAO sẽ được kết hợp với giá thể di động MBBR dùng màng MBR để tăng hiệu quả xử lý.

AAO là viết tắt của Anaerobic- yếm khí; Anoxic- Thiếu khí và Oxic- Hiếu khí, được dùng nhiều trong hệ thống xử lý nước thải bệnh viện.