Để quá trình xử lý hiếu khí hoạt động hiệu quả, cần đảm bảo một số điều kiện vận hành trong bể sinh học hiếu khí như DO, pH, độ kiềm carbonate, tải lượng COD, tỷ lệ MLVSS/ MLSS…
Tổng quan về quá trình xử lý hiếu khí trong hệ thống xử lý nước thải
Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong bể sinh học hiếu khí của hệ thống xử lý nước thải thường tạo ra sản phẩm chính là sinh khối (tế bào mới), CO2 và H2O. Các chủng vi sinh vật tham gia vào phản ứng hiếu khí cần oxy, Nitơ và Phốt pho. Trong đó, oxy là chất nhận điện tử cuối cùng cho quá trình phản ứng, còn Nitơ và Phốt pho là thành phần cấu tạo nên tế bào vi sinh vật mới được tạo ra. Một số nguyên tố vi lượng khác cũng cần thiết cho quá trình này nhưng thường có sẵn sự hiện diện của chúng trong môi trường nước thải.
Sinh khối tạo ra từ quá trình xử lý hiếu khí thường tồn tại ở dạng bùn hoạt tính lơ lửng hoặc bám dính vào các giá thể. Bông bùn hoạt tính được duy trì ở trạng thái lơ lửng nhờ tác động của hệ thống sục khí.
Có 2 dạng sục khí được sử dụng phổ biến: sục khí khuếch tán và sục khí bề mặt. Oxy được chuyển từ pha khí sang pha lỏng, trở thành oxy hòa tan cho vi sinh vật sử dụng và giữ chúng ở trạng thái lơ lửng. Sinh khối mới được tạo ra càng nhiều thì lượng bùn hoạt tính và kích thước bông bùn hoạt tính càng to. Chúng sẽ được loại bỏ một phần ra khỏi hệ thống xử lý nước thải định kỳ thông qua công đoạn lắng sinh học và một phần được tuần hoàn trở lại bể sinh học thiếu khí và hiếu khí để tiếp tục phân hủy chất hữu cơ.
Phương trình tổng quát về quá trình phân giải chất hữu cơ của các chủng vi sinh vật được biểu diễn theo phản ứng sau đây:
Làm sao để quá trình xử lý hiếu khí diễn ra hiệu quả?
Để quá trình xử lý hiếu khí hoạt động hiệu quả, cần đảm bảo một số điều kiện vận hành trong bể sinh học hiếu khí như sau:
– Oxy hòa tan (DO):
Quá trình xử lý hiếu khí hoạt động hiệu quả khi duy trì hàm lượng DO từ 2.0 – 4.0 mg/l. Tuy nhiên trong một số trường hợp cần tăng DO lên hoặc giảm DO xuống để đảm bảo hiệu quả và phù hợp với mục tiêu xử lý.
Đối với hệ thống xử lý nước thải có tải lượng Amonia đầu vào cao, cần duy trì DO ở mức tối thiểu 3.0 mg/l để các chủng vi sinh vật chuyên dùng cho quá trình Nitrat hóa là Nitrosomonas sp. và Nitrobacter sp. hoạt động. Đối với một số bể sinh học hiếu khí có diện tích lớn, thời gian lưu > 10 tiếng, có thể duy trì DO ở mức ≥ 1.5 mg/l để tiết kiệm điện năng tiêu thụ.
– pH:
pH là một yếu tố quan trọng cần kiểm soát trong quá trình vận hành bể sinh học hiếu khí để giúp quá trình xử lý hiếu khí diễn ra hiệu quả. Đối với hệ thống bùn hoạt tính thông thường chỉ cần duy trì pH từ 6.5 – 7.5 là vi sinh vật có khả năng tổng hợp tế bào tốt để gia tăng hàm lượng bùn hoạt tính. Tuy nhiên đối với một số trạm xử lý nước thải có nồng độ Amonia đầu vào cao, cần duy trì pH ở mức cao hơn, từ 7.0 – 8.5 (tối ưu 7.5 – 8.0) để thuận lợi cho 02 chủng vi sinh vật Nitrosomonas sp. và Nitrobacter sp. hoạt động.
– Độ kiềm carbonate:
Độ kiềm carbonate là yếu tố quan trọng hàng đầu đối với việc làm giảm nồng độ Amonia trong nước thải. Một hệ thống xử lý nước thải hoạt động ổn định thông thường sẽ duy trì độ kiềm carbonate ≥ 150 mgCaCO3/l tại bể sinh học hiếu khí. Gốc CO32- hoặc HCO3- ngoài tác dụng tạo ra môi trường đệm giúp ổn định pH ở khoảng tối ưu (7.5 – 8.0) còn cung cấp nguồn carbon vô cơ cho 02 chủng vi sinh vật Nitrosomonas sp. và Nitrobacter sp. sử dụng làm năng lượng để tổng hợp tế bào.
– Tải lượng COD:
Đối với bể sinh học hiếu khí, các sự cố sốc tải như nổi bọt trắng, bùn mịn khó lắng, … thường do tải lượng COD đầu vào bể vượt quá tải trọng xử lý của bể. Thông thường, tải trọng xử lý COD của bể Aerotank là 0.6 – 1.0 kgCOD/m3.d và từ 1.5 – 3.5 kgCOD/m3/d đối với bể MBBR.
– Tỷ lệ MLVSS, MLSS:
MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) và MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) là hai yếu tố quan trọng để kiểm soát hiệu suất xử lý của bể sinh học hiếu khí. Hàm lượng MLSS thường duy trì trong bể sinh học hiếu khí từ 2500 – 5500 mg/l, tỷ lệ MLVSS/ MLSS ≥ 0.3 – 0.4.
– Chủng vi sinh vật hiếu khí:
Để bể sinh học hiếu khí hoạt động với hiệu suất tối ưu, cần bổ sung 02 nhóm vi sinh vật sau:
- Thứ nhất là nhóm vi sinh vật dị dưỡng giúp tăng hàm lượng MLVSS/ MLSS có trong dòng men vi sinh Microbe-Lift IND.
- Thứ hai là nhóm vi sinh vật tự dưỡng giúp tăng hiệu suất của quá trình Nitrat hóa là Nitrosomonas sp. và Nitrobacter sp. có trong dòng men vi sinh Microbe-Lift N1.
- Xem thêm: Giải pháp xử lý Nitơ, Amonia với men vi sinh Micorbe-Lift IND và Microbe-Lift N1
Để đảm bảo quá trình vận hành bể hiếu khí đạt hiệu suất mong đợi, ngoài các yếu tố quan trọng cần kiểm soát như: DO, pH, độ kiềm carbonate, tải lượng COD, tỷ lệ MLVSS/ MLSS thì việc bổ sung các chủng vi sinh vật dị dưỡng và tự dưỡng có hoạt tính mạnh có trong dòng men vi sinh Microbe-Lift sẽ giúp các nhà thầu thi công môi trường rút ngắn thời gian khởi động bể sinh học hiếu khí và xử lý nhanh chỉ tiêu Nitơ Amonia, giúp bàn giao nhanh công trình cho các chủ đầu tư.
Liên hệ BIOGENCY qua HOTLINE 0909 538 514 để được tư vấn chi tiết hơn!
>>> Xem thêm: Cách tính tuổi bùn và thời gian lưu bùn ở bể hiếu khí Aerotank
