Xử Lý Nước Thải Thông Qua Xử Lý Sinh Học Thiện Nhiên

Xử lý sinh học tự nhiên

*Hồ sinh học

Hồ sinh học là hồ chứa không lớn lắm dùng để xử lý nước thải bằng sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Trong số những công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên thì hồ sinh học được sử dụng rộng rãi hơn cả.

Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải hồ sinh học còn có thể đem lại những lợi ích sau:

- Nuôi trồng thủy sản;

- Nguồn nước để tưới cho cây trồng;

- Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị. Các thuận lợi khi sử dụng hồ sinh học:

- Không đòi hỏi nhiều vốn đầu

- Bảo trì vận hành đơn giản;

- Có thể sử dụng các ao hồ, khu ruộng trũng có sẵn;

- Có thể kết hợp việc xử lý nước thải với việc nuôi trồng thủy sản và điều hòa nước mưa.

*Hồ sinh học hiếu khí

Hồ sinh học hiếu khí đơn giản nhất là các hồ bằng đất dùng để xử lý nước thải bằng các quá trình tự nhiên dưới tác dụng của cả vi sinh vật và tảo.

Hồ hiếu khí chứa vi sinh vật và tảo ở dạng lơ lửng, và điều kiện hiếu khí chiếm ưu thế suốt độ sâu hồ. Có hai loại hồ hiếu khí cơ bản: (1) Hồ nuôi tảo nhằm tạo điều kiện để tảo phát triển mạnh nhất, có độ sâu từ 150 + 450mm; (2) Hồ hiếu khí nhằm đạt được lượng oxy hòa tan trong hồ lớn nhất, có độ sâu 0,6 - 1,5m.

Trong bể quang hợp hiếu khí, oxy được cung cấp bằng quá trình khuếch tán khí bề mặt tự nhiên và quá trình quang hợp của tảo. Ngoại trừ tảo, quần thể vi sinh vật tồn tại trong hồ tương tự quần thể vi sinh vật trong hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí. Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ quá trình quang hợp của tảo để phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ. Các chất dinh dưỡng và CO, thải ra từ quá trình phân hủy này lại là nguồn thức ăn cho tảo.

Hồ làm thoáng nhân tạo: Ôxy được cung cấp chủ yếu thông qua máy móc hoặc máy khuếch tán, máy làm thoáng. Hồ làm thoáng thông thường có độ sâu từ 2 đến 6m, với thời gian lưu từ 3 đến 10 ngày. Thuận lợi chủ yếu của hồ làm thoáng là nhu cầu diện tích đất nhỏ.

Hồ làm thoáng có thể được thiết kế như bể phản ứng khuấy trộn hoàn toàn hoặc bể phản ứng khuấy trộn từng phần. Năng lượng phải đủ để duy trì những chất rắn lơ lửng chứa trong hồ ở tất cả thời gian. Thiết kế cơ bản của bể phản ứng khuấy trộn hoàn toàn giống như là hệ thống bùn hoạt tính không có tuần hoàn bùn.

* Hồ sinh học kỵ khí

Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng căn cao, thường được ứng dụng cho xử lý chất thải công nghiệp nặng và chất thải nông nghiệp, hoặc xử lý sơ bộ nước thải công nghiệp trước khi phân phối đến hệ thống đô thị.

Độ sâu hồ kỵ khí thường từ 2,5 +5m và có thể đạt đến 9m với thời gian lưu nước dao động trong khoảng 20 - 50 ngày. Quá trình ổn định nước thải trong hồ xảy ra dưới tác dụng kết hợp của quá trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành CO2, CH4, các khí khác, các acid hữu cơ và tế bào mới. Hiệu suất chuyển hóa BOD, có thể đạt đến 70% : 85%.

*Hồ hiếu khí tùy tiện:

Hồ hiếu khí tùy tiện hay còn gọi là hồ ổn định chất lượng nước thải thường có độ sâu từ 1,2 đến 2,5m, thời gian lưu nước 5 30 ngày. Trong hồ hiếu khí tùy tiện tồn tại 3 vùng: vùng bề mặt nơi tảo và vi sinh vật tồn tại trong mối quan hệ cộng sinh như trình bày trên; vùng đáy xảy ra quá trình lên men kỵ khí, ở đó chất hữu cơ được phân hủy dưới tác dụng của vi sinh vật kỵ khí; vùng trung gian là lớp nước ở giữa, ở đó chất hữu cơ được phân hủy đưới tác dụng của vi sinh vật hiếu khí tùy tiện tùy theo mức độ có mặt của oxy ở vùng nước này. Sơ đồ hồ hiếu khí tùy tiện được trình bày trong Hình 2.90. Điều then chốt của hoạt động tuỳ nghi là oxy được sinh ra bởi sự quang hợp của tảo và làm thoáng bề mặt. Oxy được sử dụng bởi vi khuẩn hiếu khí trong việc ổn định chất hữu cơ ở lớp trên. Tảo cần thiết cho việc sản sinh oxy, nhưng sự hiện diện của tảo trong đầu ra sau cùng được cho là vấn đề gây khó khăn đối với hồ tuỳ nghi.

Độ sâu của hồ hiếu khí tùy tiện giới hạn trong khoảng 1,2 - 2,4m và thời gian lưu nước có thể kéo dài trong khoảng 5 : 30 ngày.