Đề tài Tìm hiểu và đánh giá hiệu quả của một số giá thể trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dính bám

MỤC LỤC Danh mục viết tắt iv Danh mục hình v Danh mục bảng vi CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề 1 Mục tiêu – Đối tượng nghiên cứu đề tài 1 Nội dung nghiên cứu 2 Phạm vi nghiên cứu 2 Phương pháp nghiên cứu 2 CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SINH HOC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sinh trưởng lơ lửng 3 Sinh trưởng lơ lửng - Bùn hoạt tính 3 Các công trình hiếu khí nhân tạo xử lý nước thải dựa trên cơ sở sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật 8 Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aeroten 8 a. Đặc điểm và nguyên lý làm việc của aeroten 8 b. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của aeroten 9 c. Phân loại aeroten: Có nhiều cách phân loại aeroten 9 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sinh trưởng dinh bám 12 2.2.1 Sinh trưởng dính bám (cố định hay gắn kết) – Màng sinh học 12 2.2.2 Các công trình hiếu khí nhân tạo dựa trên cơ sở sinh trưởng dính bám của vi sinh vật 14 Lọc sinh học (Biofilter) 14 Lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước (Lọc trong nước) 14 Lọc sinh học với lớp vật liệu ngập trong nước 18 Lọc sinh học với lớp vật liệu là các hạt cố định 19 Biofor 20 Biodrof 20 Oxiazur 21 Nitrazur 21 Đĩa quay sinh học RBC 21 Các vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải 22 Vi khuẩn (Bacteria) 23 2.3.2. Virus và thực khuẩn thể 28 2.3.3. Vi nấm(Fungi) 29 2.3.4. Nấm men 30 2.3.5. Nấm móc 31 2.3.6. Tảo (Algae) 32 2.3.7. Nguyên sinh động vật (Protozoa) 33 Lịch sử nghiên cứu và ứng dụng phương pháp sinh trưởng dính bám trong xử lý nước thải 34 Xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí với sinh trưởng dính bám 34 Xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí với sinh trưởng dính bám 36 2.4.3. Vật liệu làm giá thể 38 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA MÔT SỐ GIÁ THỂ TRONG XỬ LÝ SINH HỌC DÍNH BÁM 3.1. Giá thể sơ dừa 42 3.1.1 Đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể sơ dừa trên nước thải sinh hoạt 42 a. Nước thải sinh hoạt có đầu vào 42 b. Hiệu quả xử lý COD,SS 43 3.1.2 Đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể sơ dừa trên nước thải chế biến kẹo dừa 44 Nước thải chế biến kẹo dừa có đầu vào 44 Hiệu quả xử lý COD 45 3.2. Giá thể cước nhựa 50 3.1.1 Đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể sơ dừa trên nước thải sinh hoạt 50 a. Nước thải sinh hoạt có đầu vào 50 b. Hiệu quả xử lý COD,SS 51 3.3. Giá thể mùn cưa 53 3.3.1. Đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể mùn cưa trên nước thải ngành thủy hải sản 53 a. Nước thải ngành thủy hải sản có đầu vào 53 b. Hiệu quả xử lý COD,SS 53 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC VIẾT TẮT SVI : Sludge Volume Index MLSS: Mix Liquoz Suspendids Solids KCN : Khu công nghiệp CHLB: Cộng hòa liên bang ADN : Axit dezoxyribonucleic ARN :Axit ribonucleic BOD : Nhu cầu oxi sinh hóa – Biochemical oxigen Demand COD : Nhu cầu oxi hóa học – Chemical oxigen Demand SS : Suspendids Solids RBC : Rotating biological contactors DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống bùn hoạt tính đơn giản 4 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống bùn hoạt tính thông thường 4 Hình 2.3: Sơ đồ làm việc của bể aeroten truyền thống 10 Hình 2.4: Sơ đồ làm việc của bể aeroten nạp theo bậc 11 Hình 3.1: Hiệu quả phân hủy COD theo thời gian(giá thể sơ dừa) 43 Hình 3.2: Hiệu quả phân hủy SS theo thời gian(giá thể sơ dừa) 44 Hình 3.3: Hiệu quả phân hủy COD theo thời gian(giá thể sơ dừa) 45 Hình 3.4: Diễn biến pH theo thời gian(giá thể sơ dừa) 45 Hình 3.5: Hiệu suất xử lý nồng độ COD ban đầu(giá thể sơ dừa) 46 Hình 3.6: Diễn biến pH theo thời gian(giá thể sơ dừa) 47 Hình 3.7: Hiệu suất phân hủy COD theo thời gian(giá thể sơ dừa) 48 Hình 3.8: Hiệu suất xử lý nồng độ COD ban đầu(gia thể sơ dừa) 48 Hình 3.9: Hiệu quả xử lý COD ở các tải trọng khác nhau(giá thể sơ dừa) 49 Hình 3.10: Hiệu quả xử lý pH ở các tải trong khác nhau(giá thể sơ dừa) 50 Hình 3.11: Hiệu quả phân hủy COD theo thời gian(giá thể cước nhựa) 52 Hình 3.12: Hiệu quả phân hủy SS theo thời gian(giá thể cước nhựa) 53 Hình 3.13: Biến thiên SS trong bể phản ứng ở giai đoạn xử lý(giá thể mùn cưa) 54 Hình 3.14: Biến thiên hiệu quả xử lý SS trong bể phản ứng ở giai đoạn xử lý(giá thể mùn cưa) 54 Hình 3.15: Biến thiên COD trong bể phản ứng ở giai đoạn xử lý 55 Hình 3.16: Biến thiên hiệu quả xử lý COD trong bể phản ứng ở giai đoan xử lý 55 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Một số giống chính trong quần thể vi khuẩn có trong bùn hoạt tính 5 Bảng 2.2 : Tính chất vật lý của một số vật liệu dùng ở cho lọc nhỏ giọt 15 Bảng 2.3: Phân biệt tải trọng trong các bể lọc sinh học nhỏ giọt 17 Bảng 3.1: Các thông số hoạt động của mô hình ứng với từng tải trọng 42 Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu trên mô hình tĩnh 47 Bảng 3.3: Kết quả nghiên cứu trên mô hình tĩnh 49 Bảng 3.4: Các thông số mô hình ứng với từng tải trọng 51 Bảng 3.5: Tổng hợp kết quả xử lý đạt hiệu quả tốt nhất của các giá thể 62 CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU Đặt vấn đề: Trong môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch cho sự sống của muôn loài sinh vật là vô cùng quan trọng. Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nguồn nước sạch, việc thải và xử lý nước bị ô nhiễm trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với toàn thể loài người. Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, chúng ta cũng không ngoài hoàn cảnh chung này. Các công nghệ xử lý nước thải đã và đang được phát triển hằng ngày. Nhiều kĩ thuật xử lý tỏ ra khá hiệu quả và góp phần trong công tác xử lý ô nhiễm nước cũng như bảo vệ và cải thiện chất lượng nguồn nước của nhân loại trước mối nguy hiểm từ ô nhiễm. Có rất nhiều công nghệ xử lý nước thải như công nghệ vật lý, hóa học, công nghệ sinh học và công nghệ tích hợp lý – hóa – sinh giúp tăng cường hiệu quả xử lý và tiết kiệm, đồng thời cung cấp nhiều sự lựa chọn trong các giải pháp cho các nhà môi trường trước các hình thức ô nhiễm nước khác nhau. Hiện nay, xử lý nước thải theo kĩ thuật dùng các giá thể sinh học theo phương pháp sinh trưởng dính bám khá phổ biến và tỏ ra có hiêụ quả với một số loại nước thải nhất là nước thải đô thị hay nước thải sinh hoạt. Các loại giá thể được dùng rất đa dạng tùy theo tính chất và mức độ ô nhiễm của chất thải. Mỗi loại giá thể sẽ khác nhau về cấu trúc không gian, diện tích bề mặt tiếp xúc, khối lượng, vật liệu… và vì thế, tính năng cũng như giá thành đều khác. Việc tìm ra giá thể mới, rẽ tiền, dễ sản xuất hiệu quả xử lý cao là vấn đề khoa học nghiêm túc. Đề tài “Tìm hiểu và đánh giá hiệu quả của một số giá thể trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dính bám” được hình thành dựa trên các cơ sở khoa học chuyên môn về xử lý nước thải. Việc làm này nhằm tìm hiểu và khẳng định khả năng xử lý nước thải của các giá thể sinh học dùng để xử lý nước thải. Mục tiêu – Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Mục tiêu: Tìm hiểu và đánh giá hiệu quả của một số giá thể trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dính bám. Đối tượng: Các giá thể sinh học dùng để xử lý nước thải. Nội dung nghiên cứu: Tổng quan các phương pháp sinh học trong xử lý nước thải bằng phương pháp lơ lửng và dính bám. Giới thiệu và đánh giá hiệu quả của một số giá thể trong xử lý sinh học dính bám. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết. Dùng một số thí nghiệm để đánh giá khả năng xử lý nước thải của một số giá thể sinh học. Phương pháp nghiên cứu: Thu thập tài liệu trong và ngoài nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu. Tổng hợp phân tích, so sánh và đánh giá lựa chọn hướng nghiên cứu phù hợp. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SINH HOC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sinh trưởng lơ lửng: Sinh trưởng lơ lửng - Bùn hoạt tính: Trong nước thải, sau một thời gian làm quen, các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng, sinh sản và phát triển. Nước thải bao giờ cũng có các hạt chất rắn lơ lửng khó lắng. Các tế bào vi khuẩn sẽ dính vào các hạt lơ lửng này và phát triển thành các hạt bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn nước thể hiện bằng BOD. Các hạt bông này nếu được thổi khí và khuấy đảo sẽ lơ lửng trong nước và dần được lớn dần lên do hấp thụ nhiều hạt chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào vi sinh vật, nguyên sinh động vật và các chất độc. Những hạt bông này khi ngừng thổi khí hoặc các chất hữu cơ làm cơ chất dính dưỡng cho vi sinh vật trong nước cạn kiêt chúng sẽ lắng xuống đáy bể hoặc hồ thành bùn. Bùn này gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vât khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, kết lại thành dạng hạt bông với trung tâm là các chất rắn lơ lửng ở trong nước. Các bông này có màu vàng nâu dễ lắng có kích thước từ 3 đến 150 μm. Những bông này gồm các vi sinh vật ( khoảng 30 – 40% thành phần cấu tạo bông, nếu hiếu khí bằng thổi khí và khuấy đảo đầy đủ trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30%, thời gian dài khoảng 35% và kéo dài tới vài ngày có thể tới 40%). Những vi sinh vật sống ở đây chủ yếu là vi khuẩn, ngoài ra còn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh, dòi, giun… Bùn hoạt tính lắng xuống là “bùn già”, hoạt tính giảm. Nếu được hoạt hóa (trong môi trường thích hợp có sục khí đầy đủ) sẽ sinh trưởng trở lại và hoạt tính được phục hồi. Số lượng vi khuẩn trong bùn hoạt tính dao động trong khoảng 108 đến 1012 trên 1 mg chất khô. Phần lớn chúng là Pseudomomonas, Achomobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococus, Flavobac terium. Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống bùn hoạt tính đơn giản Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống bùn hoạt tính thông thường Bảng 2.1: Một số giống chính trong quần thể vi khuẩn có trong bùn hoạt tính: Vi khuẩn Chức năng Pseudomonas Phân hủy hidratcacbon, protein, các hợp chất hữu cơ khác và phản nitrat hóa. Arthrobacter Phân hủy hidratcacbon Bacillus Phân hủy hidratcacbon, protein… Cytophaga Phân hủy các polymer Zooglea Tạo thành chất nhầy (polysacharit), hình thành chất keo tụ Acinetobacter Tích lũy polyphosphat, phản nitrat Nitrosomonas Nitrit hóa Nitrobacter Nitrat hóa Sphaerotilus Sinh nhiều tiên mao, phân hủy các chất hữu cơ Alcaligenes Phân hủy protein, phản nitrat hóa Flavobacterium Phân hủy protein Nitrococcus denitrificans Thiobacillus denitrificans Acinetobacter Hyphomicrobium Phản nitrat hóa (khử nitrat thành N2) Desulfovibrio Khử sulfat, khử nitrat Các chất keo dính trong khối nhầy của bùn hoạt tính hấp phụ các chất lơ lửng, vi khuẩn, các chất màu, mùi… trong nước thải. Do vậy hạt bùn sẽ lớn dần và tổng lượng bùn cũng tăng lên, rồi từ từ lắng xuống đáy. Kết quả là nước sáng màu, giảm lượng ô nhiễm, các chất huyền phù lắng xuống cùng với bùn và nước được làm sạch. Tính chất quan trọng của bùn là khả năng tạo bông. Trong bùn hoạt tính ta còn thấy các loài thuộc động vật nguyên sinh. Chúng đóng vai trò khá quan trọng trong bùn. Chúng cũng tham gia phân hủy các chất hữu cơ ở điều kiện hiếu khí, điều chỉnh loài và tuổi cho quần thể sinh vật trong bùn, giữ cho bùn luôn luôn hoạt động ở điều kiện tối ưu. Động vật nguyên sinh ăn các vi khuẩn già hoặc đã chết, tăng cường loại bỏ vi khuẩn gây bệnh, làm đậm đặc màng nhầy nhưng lại làm xốp khối bùn, kích thích vi sinh vật tiết enzyme ngoại bào để phân hủy chất hữu cơ nhiễm bẩn và kết lắng bùn nhanh. Nhiều hợp chất hữu cơ có tác dụng gây độc với hệ sinh vật của bùn hoạt tính, ảnh hưởng đến hoạt động sống của chúng, thậm chí làm chúng bị chết. Với nồng độ cao các chất phenol, formaldehyt và các chất sát khuẩn cũng như các chất bảo vệ thực vật sẽ làm biến tính protein của tế bào chất hoặc tác dụng xấu lên thành tế bào. Các kim loại có ảnh hưởng đến sự sống của vi khuẩn theo thứ tự như sau: Sb, Ag, Cu, Hg, Co, Ni, Pb, Cr, Zn, Fe. Ta có thể tạo bùn hoạt tính trong phòng thí nghiệm với điều kiện là môi trường tương tự với thành phần nước thải với giống vi sinh vật ban đầu là ít bùn ở bể chứa nước thải sinh hoạt hoặc công nghiệp mà ta sau này cần phải xử lý. Dùng một lượng bùn hoạt tính (khoảng 15 – 30% có khi tới 75%) cho quay lại làm giống để xử lý cho mẻ kế tiếp. Những kĩ thuật trong quá trình này là nguyên tắc cất giống như trong lên men hiếu khí và dùng lại bùn hồi lưu như sử dụng lại men giống trong lên men bia. Cách tạo và tái sinh (hoạt hóa) bùn hoạt tính: Để tạo bùn hoạt tính phải chú ý đến một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật có trong bùn hoạt tính. Các yếu tố đó là: Nhiệt độ của nước thải. Nếu nhiệt độ cao thì phải có thiết bị hạ nhiệt xuống 25 – 300C. Cần phải điều chỉnh pH của nước thải về khoảng 6,5 – 7,5. Xác định tỉ lệ hàm lượng N tổng và P tổng có trong nước thải. Nếu tỉ lệ BOD5 : N : P cách xa so với tỉ lệ 100 : 5 : 1 thì phải bổ sung thêm P và N. Cách tạo bùn có thể tiến hành như sau: Lấy mẫu nước thải li tâm bỏ phần cặn, lấy dịch trong. Chuẩn bị các môi trường nuôi cấy thử vi sinh vật như sau: Dịch nước thải (phần dịch trong) để nguyên có cân bằng dinh dưỡng bằng cách bổ sung nguồn N và P. Dịch nước thải pha loãng với nước có thêm các nguyên tố khoáng theo tỉ lệ 1 : 1, 1 : 2 hoặc 1 : 3 và cân bằng dinh dưỡng (N và P). Ứng dụng kỹ thuật bùn hoạt tính trong xử lý hiếu khí nước thải cần chú ý các điểm sau: Cân bằng dinh dưỡng cho môi trường lỏng (nước thải trong các công trình xử lý, đặc biệt là khi tạo bùn và hoạt hóa bùn hồi lưu) theo tỉ lệ BOD5 : N : P (bình thường là 100 : 5 : 1 và xử lý kéo dài 200 : 5 : 1. Thiếu nitơ lâu dài, ngoài sự cản trở tạo tế bào mới và bùn, cản trở quá trình trao đổi chất còn làm cho bùn khó lắng. Thiếu phospho tạo sự phát triển của vi khuẩn dạng sợi, là nguyên nhân chính làm bùn phồng lên, khó lắng. Chỉ số SVI (Sludge Volume Index) : chỉ số thể tích bùn Chỉ số SVI được định nghĩa là số ml nước thải đang xử lý lắng được 1 gam bùn (theo chất khô không tro) trong 30 phút và được tính: SVI=V.1000M hoặc MLSS (tính gần đúng: MLSS trừ 30 – 35% chất tro) Chỉ số MLSS (Mix Liquoz Suspendids Solids): Chất rắn trong hỗn hợp chất lỏng – rắn huyền phù, gồm bùn hoạt tính và chất rắn lơ lửng còn lại chưa được vi sinh vật kết bông. V – thể tích mẫu khử (nước thải dạng xử lý đem lắng) M - số gam bùn khô (không tro) Tuổi thọ của bùn tính theo công thức: T=V.XQ.ω Trong đó: V – thể tích của bể (m3) X – nồng độ trung bình của bùn (kg/m3) Q – lượng nước thải đã xử lý (m3) ω – vận tốc phát triển của bùn (kg/m3 .h) Các công trình hiếu khí nhân tạo xử lý nước thải dựa trên cơ sở sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật: Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aeroten: Đặc điểm và nguyên lý làm việc của aeroten: Bể phản ứng sinh học hiếu khí – aeroten là công trình bê tong cốt thép hình khối chữ nhật hoặc hình tròn, cũng có trường hợp người ta chế tạo các aeroten bằng sắt thép hình khối trụ. Thông dụng nhất hiện nay là các aeroten hình bể khối chữ nhật. Nước thải chảy qua suốt bề dài của bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxi hòa tan và tăng cường quá trình oxi hóa chất bẩn hữu cơ có trong nước. Nước thải sau khi xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào aeroten. Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và có thể là các chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan. Các chất lơ lửng làm nơi vi sinh bám vào để cơ trú, sinh sản và phát triển, dần thành các hạt cặn bông. Các hạt này dần dần to và lơ lửng trong nước. Chính vì vậy, xử lý nước thải ở aeroten được gọi là quá trình xử lý với sinh trưởng lơ lửng của quần thể vi sinh vật. Các hạt bông cặn này cũng chính là bùn hoạt tính. Quá trình oxi hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong aeroten qua 3 giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất: tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này bùn hoạt tính hình thành và phát triển. Hàm lượng oxi cần cho vi sinh vật sinh trưởng, đặc biệt ở thời gian đầu tiên thức ăn dinh dưỡng trong nước thải rất phong phú, lượng sinh khối trong thời gian này rất ít. Sau khi vi sinh vật thích nghi với môi trường, chúng sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy, lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần. Giai đoạn thứ hai: vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi cũng ở mức gần như ít thay đổi. Chính ở giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất. Giai đoạn thứ ba: sau một thời gian khá dài tốc oxi hóa cầm chừng (hầu như ít thay đổi) và có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên. Đây là giai đoạn nitrat hóa các muối amon. Sau cùng, nhu cầu oxi lại giảm và cần phải kết thúc quá trình làm việc của aeroten (làm việc theo mẻ). Ở đây cần lưu ý rằng, sau khi oxi hóa được 80 – 95% BOD trong nước thải, nếu không khuấy đảo hoặc thổi khí, bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy, cần phải lấy bùn cặn ra khỏi nước. Nếu không kịp tách bùn, nước sẽ bị ô nhiễm thứ cấp, nghĩa là sinh khối vi sinh vật trong bùn (chiếm tới 70% khối lượng cặn bùn) sẽ bị tự phân. Tế bào vi khuẩn có hàm lượng protein rất cao (60 – 80% so với chất khô), ngoài ra còn có các hợp chất béo, hidratcacbon, các chất khoáng… khi bị tự phân sẽ làm ô nhiễm nguồn nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của aeroten: Lượng oxi hòa tan trong nước. Thành phần chất dinh dưỡng đối với vi sinh vật. Nồng độ cho phép của chất bẩn hữu cơ có trong nước thải để đảm bảo cho aeroten làm việc có hiệu quả. Các chất có độc tính ở trong nước thải ức chế đến đời sống của vi sinh vật. Nồng độ các chất lơ lửng (SS) ở dạng huyền phù. Phân loại aeroten: Có nhiều cách phân loại aeroten: Phân loại theo chế độ thủy động: aeroten đẩy, aeroten khuấy trộn và aeroten hỗn hợp. Phân loại theo chế độ làm việc của bùn hoạt tính: aeroten có ngăn hoặc bể tái sinh (hoạt hóa) bùn hoạt tính tách riêng và loại không có ngăn tái sinh bùn hoạt tính tách riêng. Bể aeroten truyền thống: Bể lắng 2 Bể Aeroten Bể lắng 1 Nước thải vào Nước ra Tuần hoàn bùn hoạt tính Xả bùn cặn Xả bùn hoạt tính thừa Hình 2.3: Sơ đồ làm việc của bể aeroten truyền thống Nước thải sau lắng 1 được trộn đều với bùn hoạt tính hồi lưu ở ngay đầu bể aeroten. Lượng bùn hồi lưu so với lượng nước thải có độ ô nhiễm trung bình khoảng 20 – 30%. Dung tích bể tính toán sao cho khi dùng khí nén sục khối nước trong bể sau 6 – 8h, hoặc làm thoáng bề mặt bằng khuấy cơ học trong 9 – 12h đã đảm bảo hiệu suất xử lý tới 80 – 95%. Với aeroten kiểu này thường dùng để xử lý nước thải có BOD < 400 mg/l. Lượng không khí cấp cho aeroten làm việc: 55 – 65m3 không khí cho 1 kg BOD. Chỉ số thể tích của bùn (SVI) là 50 – 150 ml/g. Tuổi của bùn là 3 – 15 ngày. Aeroten kiểu này cần có ngăn trong bể hoặc ngoài bể để hoạt hóa (tái sinh) bùn hoạt tính. Ngăn hay bể phục hồi bùn hoạt tính còn được gọi là ngăn tái sinh hoặc ngăn hoạt hóa. Nồng độ bùn sau khi phục hồi đạt tới 7 – 8g/l (trong bể aeroten làm việc chỉ cần ở nồng độ bùn là 2 – 3g/l). Bể aeroten nhiều bậc:Nước ra Nước thải Bể lắng 2 Bể lắng 1 Bùn hoạt tính Xã bùn cặn Bùn thừa Hình 2.4: Sơ đồ làm việc của bể aeroten nạp theo bậc Nước thải sau lắng 1 được đưa vào aeroten bằng cách đoạn hay theo bậc, dọc theo chiều dài bể (khoảng 50 – 65%), bùn tuần hoàn đi vào đầu bể. Cấp khí dọc theo chiều dài. Cấp khí như thế này sẽ dư oxi một chút ở phần cuối aeroten. Song, aeroten được chia thành nhiều ngăn thì sẽ khắc phục được dễ dàng. Mỗi ngăn ở đây là một bậc. Nạp theo bậc có tác dụng làm cân bằng tải trọng BOD theo thể tích bể, làm giảm sự thiếu hụt oxi ở đầu bể và lượng oxi được trải đều theo dọc bể làm cho hiệu suất sử dụng oxi tăng lên, hiệu suất xử lý sẽ cao hơn. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sinh trưởng dính bám: Sinh trưởng dính bám (cố định hay gắn kết) – Màng sinh học: Trong dòng nước thải có những vật rắn làm giá đỡ (giá mang), các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) sẽ dính bám trên bề mặt. Trong số các vi sinh vật có những loài sinh ra các polysacarit có tính chất như các chất dẻo (gọi là polymer sinh học), tạo thành màng (màng sinh học). Màng này cứ dày dần thêm và thực chất đây là sinh khối vi sinh vật dính bám hay là cố định trên các chất mang. Màng này có khả năng oxi hóa các chất hữu cơ có trong nước khi chảy qua hoặc tiếp xúc, ngoài ra màng này còn khả năng hấp thụ các chất bẩn lơ lửng hoặc trứng giun sán v.v… Như vậy màng sinh học là tập hợp các loài sinh vật khác nhau, có hoạt tính oxi hóa các chất hữu cơ có trong nước khi tiếp xúc với màng. Màng này dày 1 – 3mm và hơn nữ