Bài 4: Hiếu khí, kỵ khí và các loại phân hủy

CEO Hưng Tabi
Sự quan trọng của vi sinh vật trong xử lý nước thải sinh học Vi sinh vật cũng như các sinh vật khác, cần có thức ăn để tăng trưởng. Xử lý nước thải sinh...

Sự quan trọng của vi sinh vật trong xử lý nước thải sinh học

Vi sinh vật cũng như các sinh vật khác, cần có thức ăn để tăng trưởng. Xử lý nước thải sinh học là quá trình tấn công các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải bằng các bước liên tiếp, theo một trình tự cụ thể, và vi khuẩn là những người tấn công chất thải.

Hiếu khí: Quá trình phân hủy tự nhiên

Hiếu khí là quá trình tự nhiên trong đó vi khuẩn phát triển mạnh trong môi trường giàu oxy và phân hủy các chất thải. Quá trình oxy hóa này chia các chất ô nhiễm thành carbon dioxide (CO2), nước (H2O), nitrat, sunfat và sinh khối (vi sinh vật). Cung cấp oxy với thiết bị sục khí có thể tăng tốc quá trình này. Hiếu khí là phương pháp xử lý sinh học phổ biến nhất trên toàn thế giới.

Nhu cầu sinh học và oxy hóa

Vi khuẩn hiếu khí cần oxy để phân hủy các chất ô nhiễm hòa tan. Sự cần thiết của oxy phụ thuộc vào lượng chất ô nhiễm có trong nước thải. Nhu cầu oxy sinh học (BOD) là một chỉ số cho biết số lượng chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan có thể loại bỏ trong quá trình oxy hóa sinh học của vi khuẩn. Nhu cầu oxy hóa học (COD) đo lường số lượng chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan có thể loại bỏ trong quá trình oxy hóa hóa học. BOD/COD là những chỉ số cho thấy phần trăm các chất ô nhiễm trong nước thải sinh học.

Ưu điểm của Hiếu khí

Vi khuẩn hiếu khí là hiệu quả trong việc phân hủy chất thải. Quá trình hiếu khí thường đem lại chất lượng nước thải tốt hơn so với quá trình kỵ khí. Ngoài ra, quá trình hiếu khí còn phát hành một lượng năng lượng đáng kể, mà một phần được sử dụng bởi các vi sinh vật để phát triển.

gia the vi sinh mbbr Hình 1: Gia thể vi sinh MBBR

Thiếu khí: Quá trình phân hủy bằng kết hợp oxy hóa

Thiếu khí là quá trình phân hủy sinh học trong đó một nhóm vi sinh vật sử dụng kết hợp oxy hóa có trong nitrit và nitrat. Vi khuẩn này sử dụng chất hữu cơ để phát triển và sản xuất khí nitơ, carbon dioxide và chất rắn ổn định. Quá trình này tạo ra nhiều sinh vật hơn.

gia the vi sinh Hình 2: Gia thể vi sinh

Kỵ khí: Quá trình phân hủy không cần oxy

Kỵ khí là một quá trình sinh hóa phức tạp được thực hiện bởi một số loại vi sinh vật không cần oxy để sống. Trong quá trình này, khí methane và carbon dioxide, cũng được gọi là khí sinh học, được sản xuất. Sự sản sinh khí khác nhau tỷ lệ với lượng chất thải hữu cơ và nhiệt độ. Quá trình kỵ khí diễn ra trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt và đòi hỏi chất rắn sinh học và điều kiện cụ thể.

gia the vi sinh mbbr Hình 3: Gia thể vi sinh MBBR

Ưu điểm của Kỵ khí

Quá trình kỵ khí biến ô nhiễm nước thải thành khí methane, carbon dioxide và một ít chất rắn sinh học. Tuy nhiên, sự tăng trưởng sinh khối trong quá trình này thấp hơn so với quá trình hiếu khí.

Phân hủy kỵ khí: Quá trình yếm khí

Phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện không cần oxy. Quá trình này diễn ra qua hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu tiên, vi khuẩn sử dụng chất hữu cơ như nguồn thức ăn và sản xuất axit dễ bay hơi, khí như carbon dioxide và hydrogen sulfide, chất rắn ổn định và sinh vật ngẫu nhiên. Giai đoạn thứ hai, vi khuẩn sản xuất khí methane từ axit dễ bay hơi, chất rắn ổn định và sản sinh ra nhiều khí methane hơn. Khí methane này có thể được sử dụng làm nhiên liệu. Để đạt được hiệu suất tối ưu trong việc tạo ra khí methane, độ pH phải được duy trì ổn định bằng cách cung cấp natri carbonate.

gia the vi sinh Hình 4: Gia thể vi sinh

Tóm tắt

Quá trình hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí đóng vai trò quan trọng để chuẩn bị chất thải cho quá trình phân hủy. Trong quá trình hiếu khí, chỉ các sinh vật hiếu khí mới có thể tồn tại. Trong quá trình thiếu khí, vi khuẩn sử dụng kết hợp oxy hóa. Trong quá trình kỵ khí, vi khuẩn không cần oxy để sống. Quá trình kỵ khí và quá trình thiếu khí đều xảy ra trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt.

1