Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học đang trở thành xu hướng tất yếu trong công tác bảo vệ môi trường, đặc biệt là trong bối cảnh các vấn đề ô nhiễm nguồn nước ngày càng trở nên nghiêm trọng. Phương pháp này không chỉ giúp loại bỏ hiệu quả các hợp chất hữu cơ mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Hãy cùng BIOGENCY tìm hiểu chi tiết về nguyên lý, ưu điểm và các công nghệ sinh học phổ biến trong xử lý nước thải nhé!
Thế nào là xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học?
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là việc áp dụng hoạt động của các vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm, đặc biệt là hợp chất hữu cơ trong nước thải. Các vi sinh vật này hấp thụ và chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng để duy trì sự sống, đồng thời làm giảm nồng độ ô nhiễm về mức an toàn. Kết quả của quá trình này tạo ra các sản phẩm cuối như CO2, H2O, N2 và một số ion vô cơ khác, giúp nước thải được làm sạch trước khi xả ra môi trường.
Ưu điểm khi xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học trong xử lý nước thải được ứng dụng rộng rãi nhờ hiệu quả cao và khả năng thân thiện với môi trường. Sau đây là những ưu điểm nổi bật khiến phương pháp này trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều hệ thống xử lý nước thải.
Nước thải đầu ra nhanh đạt chuẩn
Nước thải sau xử lý bằng phương pháp sinh học đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường, không gây phát sinh các hóa chất độc hại như một số phương pháp khác. Nhờ đó, nguồn nước đầu ra an toàn, không ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái.
An toàn và thân thiện với sức khỏe con người, môi trường
Phương pháp sinh học không sử dụng hóa chất độc hại, giúp hạn chế nguy cơ ô nhiễm thứ cấp và bảo vệ sức khỏe con người. Đồng thời, quá trình xử lý thân thiện với môi trường, không làm thay đổi cân bằng sinh thái tự nhiên.
Tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống
Vi sinh vật trong hệ thống xử lý sinh học có thể tự sinh trưởng và phát triển, nên không cần bổ sung thường xuyên, giúp giảm đáng kể chi phí duy trì. Quá trình vận hành cũng đơn giản, không yêu cầu kỹ thuật phức tạp, từ đó tiết kiệm chi phí nhân công. Ngoài ra, phương pháp này không phụ thuộc vào quá nhiều thiết bị cơ khí, giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí đầu tư ban đầu.
Một số phương pháp sinh học trong xử lý nước thải
Dựa vào khả năng thích nghi của vi sinh vật với điều kiện Oxy, phương pháp sinh học được chia thành nhiều nhóm khác nhau. Một số kỹ thuật xử lý nước thải bằng phương pháp dưới đây đã được áp dụng rộng rãi nhờ hiệu quả vượt trội, bao gồm:
Xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí
Phương pháp này sử dụng vi sinh vật kỵ khí để phân hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong môi trường không có Oxy, tạo ra các sản phẩm cuối cùng như CO2, N2 và khí Methane (chiếm khoảng 65%). Đây là một giải pháp hiệu quả cho nước thải có nồng độ ô nhiễm cao, giúp giảm thiểu tác động đến môi trường. Quá trình xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí bao gồm 6 giai đoạn chính:
- Thủy phân Polymer
- Lên men Amino Axit và đường trong nước thải
- Phân giải kỵ khí các axit béo chuỗi dài và rượu.
- Phân hủy kỵ khí các axit béo dễ bay hơi.
- Chuyển hóa Axit Axetic thành khí Methane.
- Tạo khí Methane từ CO2 và Hydro.
Ngoài ra, phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí được chia thành hai nhóm chính:
- Xử lý kỵ khí nhân tạo:
+ Áp dụng quy trình lọc sinh học kỵ khí để xử lý nước thải có BOD, COD cao (có thể lên đến hàng nghìn mg/l).
+ Sử dụng vật liệu lọc dạng tấm (chất dẻo) hoặc dạng rời (hạt Polyspiren) để tăng hiệu quả xử lý.
+ Nước thải đi từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc, các chất hữu cơ sẽ bám lại, tạo điều kiện cho vi khuẩn yếm khí phát triển và phân hủy chúng. - Xử lý kỵ khí tự nhiên:
+ Ứng dụng tại các ao hồ kỵ khí, nơi vi sinh vật yếm khí phát triển tự nhiên ở tầng đáy.
+ Không cần cung cấp Oxy từ không khí, giúp quá trình phân hủy diễn ra một cách tự nhiên và tiết kiệm chi phí vận hành.
Xử lý nước thải bằng vi sinh hiếu khí
Phương pháp sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong điều kiện có Oxy, giúp làm sạch nước thải một cách hiệu quả. Vi khuẩn hiếu khí sẽ hấp thụ và chuyển hóa chất ô nhiễm thành năng lượng để duy trì sự sống và phát triển.
Quá trình xử lý nước thải bằng vi sinh hiếu khí diễn ra qua 3 giai đoạn chính:
- Oxy hóa chất hữu cơ, tạo năng lượng cho tế bào vi sinh vật.
- Tổng hợp tế bào mới, giúp gia tăng số lượng vi sinh vật trong hệ thống.
- Phân hủy nội bào, làm giảm sinh khối dư thừa trong quá trình xử lý.
Nguyên tắc hoạt động của các công trình này là tận dụng lớp đất như một màng lọc tự nhiên, giúp giữ lại cặn bẩn. Nước thải thẩm thấu qua đất sẽ được làm sạch nhờ vi sinh vật hiếu khí cư trú trong các lỗ hổng và mao quản của đất, giúp phân hủy chất ô nhiễm hiệu quả.
Xử lý nước thải bằng vi sinh thiếu khí
Xử lý nước thải bằng vi sinh thiếu khí là phương pháp áp dụng để loại bỏ Nitơ trong nước thải thông qua quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat. Trong điều kiện thiếu Oxy, vi sinh vật sẽ chuyển hóa Nitrat (NO3–) thành Nitơ phân tử (N2), giúp giảm ô nhiễm và cân bằng hệ sinh thái nước. Khi hàm lượng BOD đã giảm đáng kể nhưng nồng độ Nitơ vẫn cao hơn mức cho phép, việc áp dụng phương pháp này là cần thiết để đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn an toàn.
Xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí và hiếu khí
Việc kết hợp phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí và hiếu khí giúp nâng cao hiệu quả xử lý, tận dụng ưu điểm của từng quá trình. Trong đó, vi sinh vật kỵ khí đảm nhận việc phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp, trong khi vi sinh vật hiếu khí tiếp tục xử lý các chất còn lại, đảm bảo nước thải đạt chuẩn.
Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các nguồn nước thải có nồng độ ô nhiễm cao như từ trang trại chăn nuôi, nhà máy chế biến thực phẩm hay khu công nghiệp. Hệ thống ao hồ tùy nghi là một ví dụ điển hình, giúp xử lý cả chất hữu cơ hòa tan trong nước bằng vi sinh vật hiếu khí và phân hủy cặn lắng ở đáy bằng vi sinh vật kỵ khí.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là giải pháp thân thiện với môi trường, giúp loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm mà không gây hại đến hệ sinh thái. Nhờ vào cơ chế hoạt động của vi sinh vật, phương pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo nước thải đầu ra đạt chuẩn an toàn. Hãy liên hệ BIOGENCY qua HOTLINE 0909 538 514 để được tư vấn chi tiết và hỗ trợ về sản phẩm xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiệu quả nhé!
>>> Xem thêm: Các sản phẩm ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong xử lý môi trường
