Xử lý nước thải đang là vấn đề mà cả thế giới quan tâm. Khi mà nguồn nước ở rất nhiều nơi đang gặp tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Vấn đề này không chỉ là của riêng một cá nhân hay quốc gia nào. Nó ảnh hưởng đến sự sống của toàn bộ con người đang sinh sống trên trái đất.

Chính vì thế, các nhà khoa học đã tìm ra phương pháp xử lý nước thải mới. Phương pháp này sử dụng công nghệ sinh học (sử dụng vi sinh để xử lý nước thải). Đây là phương pháp mới nhất. Có tác dụng tốt về mặt xử lý và bảo vệ môi trường tính đến thời điểm hiện tại.

Hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải cũng như một số chất ô nhiễm vô cơ khác. Dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ, một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng, phát triển. Có 2 phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học

>>> Xem thêm: Doanh nghiệp cần lưu ý gì khi đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải?

Các nội dung chính

Phương pháp xử lý nước thải sinh học hiếu khí

Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá. Tốc độ quá trình oxy hoá sinh hoá phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ. Hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý.

Các quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều hiện tối ưu cho quá trình oxy hoá sinh hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng (Tham khảo quá trình làm thoáng), bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân huỷ hiếu khí. Trong số những quá trình này, quá trình bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank) là quá trình phổ biến nhất.
Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate hoá với màng cố định.

Phương pháp xử lý nước thải sinh học kị khí

Phương pháp này sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí. Hoạt động trong điều kiện không có oxy. Quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hoá phức tạp. Tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Một cách tổng quát, quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

Thủy phân

Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid béo). Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất. Chất béo thủy phân rất chậm.

Acid hóa

Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản. Như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. Sự hình thành các acid có thể làm pH giảm xuống 4.0.

Acetic hoá

Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2, sinh khối mới.

Methane hóa

Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân huỷ kỵ khí. Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới.Trong 3 giai đoạn thuỷ phân, acid hóa và acetic hóa, CO2 hầu như không giảm. CO2 chỉ giảm trong giai đoạn methane.

Tóm lại, bản chất của vi sinh xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học là phân huỷ các chất ô nhiễm hữu cơ nhờ vi sinh vật. Tuỳ thuộc vào bản chất cung cấp không khí, các phương pháp phân huỷ sinh học. Có thể phân loại xử lý hiếu khí hoặc kỵ khí. Để đạt được hiệu quả phân huỷ sinh học các chất ô nhiễm hữu cơ cao. Cần bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết như nitơ, phốt pho và có thể một vài nguyên tố hiếm.