Công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt

Ngày đăng: 02/06/2021

Công nghệ AAO là gì ?

AAO là viết tắt củaAnaerobic (kỵ khí) – Anoxic (yếm khí) – Oxic (hiếu khí). Công nghệ xử lý AAO là quá trình xử lý sinh học liên tục sử dụng các hệ vi sinh vật kị khí, yếm khí và hiếu khí để phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải. Dưới tác dụng phân giải các chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà chất ô nhiễm được xử lý trước khi thải ra môi trường.

Công nghệ AAO chia làm 03 quá trình chính:

Quá trình Anaerobic (Quá trình kỵ khí)
Quá trình Anoxic (Thiếu khí)
Quá trình khử Nitrat.

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại nguồn Theo công nghệ AAO là một hệ thống xử lý nước thải khép kín, hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu trên, sử dụng công nghệ vi sinh yếm khí, hiếu khí, thiếu khí kết hợp với khử trùng nước thải. Hệ thống xử lý nước thải theo công nghệ AAO đã được lý thuyết và thực tiễn chứng minh có các ưu điểm vượt trội hơn so với các hệ thống xử lý nước thải khác, đó là:

Xử lý triệt để chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt.
Tiết kiệm diện tích đất sử dụng
Thời gian lắp đặt ngắn.
Vận hành đơn giản và ổn định
Chi phí vận hành thấp
Tuổi thọ công trình lớn
Quá trình vận hành, bảo hành, bảo dưỡng rất ít.

Thuyết minh sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt từ khu dân cư bao gồm nước thải đen và xám của được thu gom trực tiếp vào khu vực xử lý tập trung. Cấu tạo bể xử lý có 5 ngăn, bao gồm 02 ngăn yếm khí (có các giá thể vi sinh yếm khí, thiếu khí bám vào), 02 ngăn hiếu khí (có các giá thể vi vinh hiếu khí bám vào, trong quá trình hoạt động có sục khí), 01 ngăn lắng đầu ra và khử trùng, 01 ngăn trung chuyển lắng đầu vào.

Bể điều hòa

Bể điều hòa sẽ thu gom các nguồn nước thải vào hệ thống xử lý.

Bể điều hòa là đơn vị xử lý được đặt phía sau song chắn rác, bể điều hòa có các chức năng chính sau:

Ổn định lưu lượng nước cấp vào một cách đột ngột gây quá tải.
Hòa trộn đồng đều các chất gây ô nhiễm của các dòng thải khác nhau.
Để tránh trường hợp nước cấp vào đột ngột gây quá tải cho hệ thống xử lý, bể điều hòa sẽ được thiết kế với dung tích đủ lớn ( Thời gian lưu từ 4 – 6h ) giúp lượng nước thải tràn về ồ ạt không gây quá tải cho hệ thống xử lý.

Bể điều hòa với đặc thù là bể có khả năng chứa lớn, hàm lượng ô xy cung cấp nhiều giúp hòa trộn các dòng thải với nhau đồng đều để ổn định mức độ ô nhiễm trong dòng thải giúp hệ thống xử lý phía sau hoạt động ổn định hơn.

Quá trình xử lý Anaerobic (Xử lý sinh học kị khí)

Trong bể kỵ khí xảy ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và các chất dạng keo trong nước thải với sự tham gia của hệ vi sinh vật kỵ khí. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất ở dạng khí.

Bọt khí sinh ra bám vào các hạt bùn cặn. Các hạt bùn cặn này nổi lên trên làm xáo trộn, gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng.

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh kị khí được thể hiện bằng các phương trình sau:

Chất hữu cơ + VK kỵ khí → CO2 + H2S + CH4 + các chất khác + năng lượng

Chất hữu cơ + VK kỵ khí + năng lượng → C5H7O2N.

C5H7O2N: là công thức hóa học thông dụng để đại diện cho tế bào vi khuẩn

Hỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí sinh học hay biogas.

Quá trình phân hủy kỵ khí được chia thành 3 giai đoạn chính: phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử, tạo các axit, tạo methane.

Quá trình xử lý Anoxic (Xử lý sinh học thiếu khí)

Tại bể anoxic diễn ra quá trình nitrat hóa và Photphorit để xử lý N, P

Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:
Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter. Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa:

NO3- → NO2- → N2O → N2↑

Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài. Như vậy là nitơ đã được xử lý.

Quá trình Photphorit hóa:

Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter. Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí.

Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp. Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển. Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt hoạt động 230 ÷ 250 m2/m3. Hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh trưởng và phát triển.

Quá trình Oxic.

Các phản ứng chính xảy ra trong bể xử lý sinh học hiếu khí như:

Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:

Chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O + năng lượng

Quá trình tổng hợp tế bào mới:

Chất hữu cơ + O2 + NH3 → Tế bào vi sinh vật + CO2 + H2O + năng lượng

Quá trình phân hủy nội sinh:

C5H7O2N + O2 → CO2 + H2O + NH3 + năng lượng

Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể Aeroten: 3500 mg/l, tỷ lệ tuần hoàn bùn 100%. Hệ vi sinh vật trong bể Oxic được nuôi cấy bằng chế phẩm men vi sinh hoặc từ bùn hoạt tính. Thời gian nuôi cấy một hệ vi sinh vật hiếu khí từ 45 đến 60 ngày. Oxy cấp vào bể bằng máy thổi khí đặt cạn hoặc máy sục khí đặt chìm.

Bể lắng:

Bể lắng là đơn vị xử lý nhằm loại bỏ các tạp chất thô, có kích thước lớn khỏi nguồn nước. Quá trình lắng diễn ra dưới tác dụng của trọng lực tự nhiên, các bông cặn có kích thước lớn hơn vận tốc dòng chuyển động sẽ chìm dần xuống đáy bể lắng. Bể lắng đứng hiện nay được ứng dụng phổ biến nhất bởi chúng có khả năng lắng cực tốt, công tác thu gom bùn dễ dàng, không tốn nhiều diện tích xây dựng.

Bể lắng đứng thường được xây dựng bằng 2 dạng chính là bể tròn hoặc bể vuông. Trong hai loại thì bể lắng đứng hình tròn là được đánh giá cao hơn hẳn vì khả năng thu nước đồng đều và khả năng thu bùn cũng dễ dàng hơn.

Ứng dụng công nghệ AAO

Công nghệ AAO được ứng dụng xử lý các loại hình nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như: Nước thải sinh hoạt, nước thải nhà máy mía đường, nước thải chế biến thủy sản, nước thải bệnh viện, nước thải sản xuất bánh kẹo – thực phẩm…