Xử lý nước thải bằng công nghệ AAO

Công nghệ AAO (Xử lý nước thải)

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Sau khi xử lý cấp 1 nước thải sẽ được chảy vào bể bùn hoạt tính yếm khí (Anaerobic Tank), tiếp đến sẽ chảy vào bể vi sinh hiếu khí (Aerobic), vi sinh vật sống bám trên các hạt bùn trong các bể, tại đây sẽ diễn ra quá trình vi sinh vật oxi hóa chất hữu cơ tốc độ cao, sau quá trình này thì các chất vô cơ và hữu cơ có trong nước thải vì thế mà giảm dần, quá trình này đặc biệt giảm đi đáng kể hàm lượng Nitơ tổng số (Total- Nitrogen) và phốt pho tổng số ( Total – Phosphase)

Sự phát triển của phương pháp bùn hoạt tính:

■  Ưu điểm

Bể vi sinh vật hiếu khí (aerobic process) có tác dụng xử lý chất hữu cơ cacbon và nitơ hóa (Nitrification), bể vi sinh vật yếm khí (anaerobic process) Anoxic có tác dụng khử nitơ (Denitrification) và phốt phát (dephosphorization), công nghệ này thích hợp cho việc xử lý nhiều lọai chất thải. Quá trình xử lý như sau:
Aerobic Process
NH4+Oxidation NO2- + NO3-
Anaerobic Process
NO2-,NO3- Redution N2 => escape to air
PO4-3 Microorganism (PO4-3)salt =>sludge

■  Nguyên lý họat động

Nước thải đi vào bể điều hòa kết hợp anaerobic được “dàn đều” hay “điều hòa” cả về lưu lượng và nồng độ để ổn định hơn về tính chất, khử dầu mỡ. Bể điều hòa & anaerobic sẽ được lưu nước thải trong 6 giờ nhờ chúng tôi sử dụng biện pháp xử lý tăng cường bằng giá thể MBBR(công nghệ truyền thống lưu 12h-24h).

Quá trình yếm khí kéo theo việc giảm đáng kể Hydrocacbon (BOD, COD, giảm khoảng 50%-55% so với nước thải đầu nguồn phát thải, Phốt pho tổng giảm 60%-70%, Sunfua (H2S) giảm không đáng kể là khoảng 30%, Nitơ tổng gần như ít giảm và chuyển hóa thành Amoni (NH4).
Lượng Nitơ (Nitơ Amoni) cao sẽ làm mất cân đối thành phần dinh dưỡng (BOD/N/P) và gây ngộ độc hoặc kìm hãm đối với vi sinh. Do vậy quá trình Oxy hóa NH4 -> NO3 và khử Nitơ NO3 -> N2 là nguyên nhân tất yếu để chọn công nghệ AAO nói trên. Để giảm diện tích lắp đặt thiết bị và giảm chi phí đầu tư, chúng tôi đề nghị thực hiện quá trình Anoxic tại bể oxic

Quá trình xử lý sinh học Anoxic-Oxic:

Oxy hóa bằng vi sinh các hợp chất Hydrocacbon, Sunfua và phốt pho (làm giảm BOD, COD, chuyển hóa H2S, P-T) và thực hiện quá trình Nitrat hóa Amoni (NH4). Bể Anoxic-Oxic sẽ được lưu nước thải trong 4 giờ nhờ chúng tôi sử dụng biện pháp xử lý tăng cường bằng giá thể MBBR(công nghệ truyền thống lưu 6h-12h), giảm diện tích xây dựng 50%.
Sản phẩm của quá trình này sẽ là:

Hydrocacbon -> CO2 + H2O, làm giảm đáng kể COD, BOD
NH4 -> NO3 khử N
H2S -> SO4-2
P-T -> PO4-3 khử P

Khử nitơ tổng thông qua quá trình thiếu khí (Anoxic), ở đây NO3 được chuyển hóa thành N2 khi không có mặt Oxy hoặc khi không sục khí. Đây là quá trình bắt buộc nhằm giảm được Nitơ trong nước thải. Module AO thực hiện quá trình Oxy hóa (Oxic) để giảm BOD, chuyển hóa NH4 ->NO3 và tạo cơ chế hồi lưu NO3 lỏng (hòa tan trong nước thải) và một phần bùn họat tính về ngăn Anoxic (thiếu khí) để khử Nitơ. Như vậy, công nghệ vi sinh để xử lý nước thải nhằm đạt các TCVN như đã nói, bắt buộc phải có quá trình Anaerobic (yếm khí), Oxic (hiếu khí).

Sau quá trình Oxy hóa (bằng sục không khí) tại ngăn Oxic (hiếu khí) với đệm vi sinh di động, bùn họat tính (tức lượng vi sinh phát triển và họat động tham gia quá trình xử lý) được bám giữ trên... (xem xulymoitruong.com) trong ngăn Oxic. Các giá thể này cho phép tăng mật độ vi sinh lên đến 8000-14000 g/m3. Với mật độ này các quá trình Oxy hóa để khử BOD, COD và NH4 diễn ra nhanh hơn rất nhiều. (Ở phương pháp bùn hoạt tính Aeroten thông thường nồng độ vi sinh chỉ đạt 1000-1500 g/m3, ở các thiết bị với đệm vi sinh bám cố định chỉ đạt 2500-3000 g/m3). Như vậy sẽ có không gian Oxy hóavà khả năng xử lý nước thải với dải thông số BOD, NH4 khá rộng (BOD ≤ 400-500 g/m3; NH4 ≤ 40-50 g/m3). Các thiết bị khác (Aeroten, V69, CN 2000, thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt) không đạt được như vậy.
Bùn hoạt tính lơ lửng (nghĩa là không bám dính trên đệm vi sinh) sẽ được chuyển sang ngăn lọc. Ở đây một phần bùn được giữ lại để đưa về ngăn chứa và xử lý bùn thừa; một phần nhỏ bùn được theo bơm hồi lưu đưa về bể thiếu khí – tức là bể điều hòa không sục khí để thực hiện quá trình khử nitơ. Các thong số liên quan đến các công đọan và các vấn đề nói trên đây sẽ được trình bày kỹ ở phần kỹ ở phần tính toán công nghệ và thiết bị.

Như vậy từ bể điều hòa, nếu chúng ta lựa chọn phương án xử lý bằng vi sinh vật (xử lý sinh học) thì các quá trình sẽ diễn ra như miêu tả trên đây. Đây là phương pháp xử lý AAO – tổ hợp liên hòan các quá trình yếm khí – thiếu khí – hiếu khí, cho phép giảm thiểu, để đạt các TCVN, QCVN các chất thải ô nhiễm trong nước thải một cách kinh tế nhất.

Kết luận lựa chọn công nghệ

■  Nguyên lý xử lý AAO:

Nước thải sản xuất bánh kẹo sẽ được xử lý triệt để nếu sử dụng các quá trình liên hoàn AAO.

Trong đó:        

Yếm khí: để khử Hydrocacbon, kết tủa kim loại nặng, kết tủa photpho, khử Clo họat động…

Thiếu khí: để khử NO3 thành N2 và tiếp tục giảm BOD, COD.
Hiếu khí: để chuyển hóa NH4 thành NO3, khử BOD, COD, Sunfua…
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..

Quá trình Oxic (hiếu khí) được thực hiện ở chế độ tối ưu (mật độ vi sinh cao và đa dạng, được bám dính và tham gia quá trình xử lý sinh học với chế độ mô phỏng sự lơ lửng của vi sinh thông qua các đệm bám dính (giá thể bám dính) lơ lửng). Điều này cho phép tạo tiếp xúc với bề mặt lớn giữa vi sinh và nước thải, thúc đẩy hiệu quả của quá trình xử lý.
Không khí là nguồn cung cấp Oxy cho các quá trình sinh học được cấp vào với cột áp không cao (Hs ≤ 2m cột nước, so với các phương pháp khác Hs = 4-5 m) và do vậy sẽ đòi hỏi ít năng lượng. Không khí được phân bố qua hệ thống hoặc ống khuếch tán mịn, tạo điều kiện hòa tan Oxy vào nước với hiệu suất cao.