CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI AO

1. CÔNG NGHỆ AO LÀ GÌ?

Năm 1962, tại Mỹ, 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. Sau đó quá trình này được làm rõ bởi một cuộc khảo sát bởi Downing et al. (1964)  tại Stevenage. Đây là những tiền đề của công nghệ AO (Anoxic – Oxic), cho đến ngày nay công nghệ AO với quá trình khử nitrate đã được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trên khắp thế giới.

2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ AO

Hình 2: Sơ đồ mô tả quá trình sinh hóa khử nitơ trong nước thải

Có hai sơ đồ dòng chảy cơ bản cho việc khử nitơ trong công nghệ bùn hoạt tính được mô tả ở Hình 1. Sơ đồ dòng chảy thứ nhất (Hình 1.a) là quá trình Ludzak-Enttinger (MLE), đây cũng là chu trình phổ biến nhất đã được sử dụng để loại bỏ nitơ trong nước thải sinh hoạt. Quá trình bao gồm một bể thiếu khí được theo sau bởi bể hiếu khí: Nitrate sinh ra trong bể hiếu khí được đưa quay trở lại bể thiếu khí. Hơn nữa, do quá trình thiếu khí ở trước bể hiếu khí, nên quá trình này còn được gọi là khử nitrat thiếu khí trước (preanoxic denitrification).

Sơ đồ dòng chảy thứ hai được mô tả ở Hình 1.b, quá trình này thường được gọi là khử nitrat thiếu khí sau (postanoxic denitrification). Ở đây BOD bị loại bỏ trong bể hiếu khí trước, nên khi sang bể thiếu khí nó không còn đủ carbon cho phản ứng khử nitrat. Khi một quá trình khử nitrat thiếu khí sau phụ thuộc hoàn toàn vào năng lượng của sự hô hấp nội sinh, thì việc loại bỏ BOD trong nó diễn ra với tốc độ chậm hơn nhiều so với quá trình thiếu khí trước.

3. NGUYÊN LÝ CỦA CÔNG NGHỆ AO

Công nghệ AO có hai phân vùng hiếu khí và thiếu khí, tương ứng lần lượt đi kèm với quá trình nitrate hóa ở bể hiếu khí và khử nitrate hóa ở bể thiếu khí. Công nghệ AO thực chất là tạo ra quá trình chuyển hóa khử nitơ trong nước thải, xem Hình 2.

4. ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ AO

Công nghệ AO được đánh giá là vận hành tương đối đơn giản so với các loại hình công nghệ khác, ngoài ra còn có ưu thế là thời gian lưu nước HRT ngắn, bùn có khả năng lắng tốt, tuy nhiên bị giới hạn trong việc loại bỏ phốtpho.

Bảng 1: So sánh đánh giá công nghệ AO với các công nghệ phổ biến khác

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

5. ỨNG DỤNG

Công nghệ AO 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 AO sẽ được kết hợp với giá thể di động MBBR dùng màng MBR để tăng hiệu quả xử lý.

6. GIÁ THỂ SINH HỌC MBBR

Giá thể sinh học MBBR là các vật liệu đệm được bổ sung vào bể hiếu khí. Giá thể di động nhằm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc cho vi sinh vật bám dính, giúp tăng đáng kể MLSS. Những giá thẻ này thường thiết kế sao cho diện tích bề mặt tiếp xúc có hiệu dụng lớn nhất.  Nó giúp cho lớp biofilm dính bám trên bề mặt giá thể tạo cho vi sinh vật hoạt động tối ưu trên đó khi giá thể lơ lửng trong nước.

Thông thường các giá thể có dạng hình tròn, phía trong cấu tạo giống tổ ong. Trên bề mặt có nhiều nếp nhăn gấp, tăng diện tiếp xúc bề mặt. Giá thể được làm từ HDPE có tỉ trọng nhẹ hơn nước.

Nhờ quá trình khuấy trộn của máy hướng dòng, hoặc hệ thống phân phối khí được đặt dưới đáy bể sẽ giúp các giá thể luôn chuyển động không ngừng trong bể sinh học.

Ưu điểm của vật liệu đệm MBBR:

– Tăng khả năng tiếp xúc của vi sinh vật (VSV) với nước thải .

– Hàm lượng MLSS bể cao (3000 – 5000 mg/l) à hiệu quả cao, chiếm ít diện tích.

– Lượng bùn sinh ra ítà tiết kiệm chi phí xử lý bùn, chi phí vận hành.