Xử lý nước thải bằng công nghệ AAO – Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi trường

29/11/2018

AAO là viết tắt của Anaerobic (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.

1. Nguyên lý xử lý AAO

Nước thải được xử lý triệt để qua hoạt động giải trí phân hủy những chất ô nhiễm có trong nước thải của hệ vi sinh vật kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí .

– Quá trình xử lý kỵ khí : Khử hydrocacbon, kết tủa sắt kẽm kim loại nặng, kết tủa photpho, khử Clo hoạt động giải trí …

– Quá trình xử lý yếm khí : Khử nitrat thành khí nitơ N2, giảm hàm lượng BOD, COD trong nước thải .

– Quá trình hiếu khí : để chuyển hóa NH4 thành NO3, khử BOD, COD, sunfua …

– Tiệt trùng : bằng lọc vi lọc hoặc bằng hóa chất – đa phần dung hypocloride canxi ( Ca ( OCl ) 2 ) để khử những vi trùng gây bệnh …

 2. Sơ đồ quy trình công nghệ

    Công nghệ AAO bao gồm 3 quá trình:

    Quá trình Anaerobic ( quá trình kỵ khí)

Trong những bể kỵ khí xảy ra quy trình phân hủy những chất hữu cơ hòa tan và những chất dạng keo trong nước thải với sự tham gia của hệ vi sinh vật kỵ khí. Vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp thụ những chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành những hợp chất ở dạng khí. Bọt khí sinh ra bám vào những hạt bùn cặn .

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh vật kỵ khí hoàn toàn có thể đơn giản hóa quy trình phân hủy kỵ khí bằng những phương trình hóa học như sau :

– Chất hữu cơ + VK kỵ khí → CO2 + H2S + CH4 + những chất khác + nguồn năng lượng

– Chất hữu cơ + VK kỵ khí + nguồn năng lượng → C5H7O2N ( Tế bào vi trùng mới )

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

Quá trình phân hủy kỵ khí được chia thành 3 quy trình tiến độ chính : phân hủy những chất hữu cơ cao phân tử ( thủy phân ), tạo những axit, tạo methane, xảy ra đồng thời trong quy trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ .

• Thủy phân : Dưới công dụng của enzyme do vi trùng tiết ra, những phức chất và những chất không tan ( polysaccharides, protein, lipid ) chuyển hóa thành những phức đơn thuần hơn hoặc chất hòa tan ( đường, những amino acid, acid béo ) .

Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân nhờ vào vào pH, size hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất. Chất béo thủy phân rất chậm .

• Acid hóa : Trong quy trình tiến độ này, vi trùng lên men chuyển hóa những chất hòa tan thành chất đơn thuần như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới .

• Methane hóa ( methanogenesis ) : Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới .

      Quá trình Anoxic ( thiếu khí)

Tại bể Anoxic, trong điều kiện kèm theo thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí tăng trưởng xử lý N và P. trải qua quy trình Nitrat hóa và Photphoril .

      Quá trình khử Nitrat

Khử nitrate, bước thứ hai theo sau quy trình nitrate hóa, là quy trình khử nitrat-nitrogen thành khí nitơ, nito oxitN2Ohay NO được triển khai trong thiên nhiên và môi trường thiếu khí ( Anoxic ) và yên cầu một chất cho electron là chất hữu cơ hoặc vô cơ .

Hai con đường khử nitrate hoàn toàn có thể xảy ra trong mạng lưới hệ thống sinh học đó là :

• Đồng hóa : Quá trình khử nitrat thành amoniac NH4 + sử dụng cho tổng hợp tế bào. Nó xảy ra khi amoniac không có sẵn, độc lập với sự ức chế của oxy .

• Dị hóa ( hay khử nitrate ) : Khử nitrat bằng con đường dị hóa tương quan đến sự khử nitrat thành nitrit, oxit nito và khí nitơ : NO3 – => NO2 – => NO ( g ) => N2O ( g ) => N2 ( g )

Hầu hết vi trùng khử nitrate là dị dưỡng, nghĩa là chúng lấy carbon cho quy trình tổng hợp tế bào từ những hợp chất hữu cơ. Bên cạnh đó, vẫn có 1 số ít loài tự dưỡng, chúng nhận carbon cho tổng hợp tế bào từ những hợp chất vô cơ. Ví dụ loài Thiobacillus denitrificans oxy hóa nguyên tố S tạo nguồn năng lượng và nhận nguồn carbon tổng hợp tế bào từ CO2 tan trong nước hay HCO3 –

    Phương trình sinh hóa của quá trình khử nitrate sinh học:

Tùy thuộc vào nước thải chứa carbon và nguồn nitơ sử dụng .

     Phương trình năng lượng sử dụng methanol làm chất nhận electron:

6 NO3 – + 5 CH3OH => 5 CO2 + 3 N2 + 7 H2O + 6 OH –

    Toàn bộ phản ứng gồm cả tổng hợp sinh khối:

 NO3 – + 1,08 CH3OH + 0,24 H2CO3 => 0,056 C5H7O2N + 0,47 N2 + 1,68 H2O + HCO3 –

 O2 + 0,93 CH3OH + 0,056 NO3 – => 0,056 C5H7O2N + 0,47 N2 + 1,04 H2O + 0,59 H2CO3 + 0,56 HCO3 –

Phương trình nguồn năng lượng sử dụng metanol, amoniac-N làm chất nhận electron :

NO3 – + 2,5 CH3OH + 0,5 NH4 + + 0,5 H2CO3 => 0,5 C5H7O2N + 0,5 N2 + 4,5 H2O + 0,5 HCO3 –

Phương trình nguồn năng lượng sử dụng metan làm chất nhận electron :

5 CH4 + 8NO3 – => 4 N2 + 5 CO2 + 6 H2O + 8 OH –

Toàn bộ phản ứng gồm cả tổng hợp sinh khối sử dụng nước thải làm nguồn cacbon, amoniac-N, làm chất nhận electron :

NO3 – + 0,345 C10H19O3N + H + + 0,267 NH4 + + 0,267 HCO3 – => 0,612 C5H7O2N + 0,5 N2 + 2,3 H2O + 0,655 CO2

Quá trình Oxic ( Hiếu khí )

Quá trình phân hủy hiếu khí dựa vào hoạt động giải trí sống của vi sinh vật hiếu khí, chúng sẽ sử dụng oxy hòa tan có trong nước để phân giải chất hữu cơ ( chất ô nhiễm cần xử lý ). Các vi sinh vật Pseudomonas Denitrificans, Baccillus Licheniforms, … sẽ khử nitrat thành N2 và thải vào không khí. Điều kiện chung cho vi trùng nitrat hóa pH = 5,5 – 9 nhưng tốt nhất là 7,5. Khi pH < 7 thì vi trùng tăng trưởng chậm, oxy hòa tan cần là 0,5 mg / l, nhiệt độ từ 5 – 40 oC .

Quá trình này diễn ra can đảm và mạnh mẽ nếu dùng giải pháp tác động ảnh hưởng vào như : sục khí, làm tăng lượng hoạt động giải trí của vi sinh vật bằng cách tăng bùn hoạt tính, kiểm soát và điều chỉnh hàm lượng chất dinh dưỡng và ức chế những chất độc làm tác động ảnh hưởng đến quy trình hoạt động giải trí của vi sinh vật. Ngoài ra, nhiệt độ thích hợp cho quy trình xử lí là 20 – 400C, tối ưu là 25 – 300C .

Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải gồm 3 quá trình sau :

– Giai đoạn 1 : Oxy hóa chất hữu cơ .

CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + ∆ H

– Giai đoạn 2 : Tổng hợp thiết kế xây dựng tế bào

CxHyOz + O2 → tế bào VSV + CO2 + H2O + C5H7NO2 – ∆ H

– Giai đoạn 3 : oxy hóa chất liệu tế bào .

C5H7 ¬ NO2 + 5O2 → 5CO2 + 2H2 O + NH2 ± ∆ H ’

 3. Ứng dụng công nghệ AAO

Công nghệ AAO được ứng dụng khá thông dụng lúc bấy giờ trong việc xử lý những mô hình nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như : nước thải hoạt động và sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải ngành chế biến thủy hải sản, nước thải ngành sản xuất bánh kẹo – thực phẩm …

    Công nghệ AAO thường được kết hợp với công nghệ xử lý nước thải MBBR và công nghệ xử lý nước thải MBR tăng hiệu quả xử lý

 

Nếu bạn có thắc mắc hay cần hỗ trợ tư vấn trong các vấn đề xử lý nước thải hoặc thiết kế hệ thống xử lý nước thải và các vấn đề môi trường liên quan hãy liên hệ với Trung tâm Công Nghệ và Quản Lý Môi Trường SĐT: 028 3733 2121, để được tư vấn miễn phí và đưa ra những giải pháp tối ưu nhất

Source: https://wincat88.com
Category: BLOG