CÔNG NGHỆ AAO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Hiện nay, xử lý nước thải đã trở thành một vấn đề cấp bách trong việc bảo vệ sức khỏe con người và hệ sinh thái môi trường. Chính vì vậy, các hệ thống xử lý nước thải đã trở thành cơ sở hạ tầng không thể thiếu trong các công trình nhà xưởng, khu dân cư, khu công nghiệp. Với khả năng loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm, phương pháp AAO đã trở thành quy trình xử lý nước thải được ứng dụng phổ biến nhất. Vậy công nghệ AAO là gì? Sơ đồ công nghệ xử lý AAO vận hành như thế nào? Cùng công ty tư vấn môi trường PolyGreen tìm hiểu về nội dung bài viết sau đây.

 

Công nghệ xử lý nước thải AAO là gì?

 

 

Công nghệ xử lý AAO là một phương pháp xử lý nước thải sinh học, tên viết tắt của thuật ngữ Anaerobic (kỵ khí) – Anoxic (thiếu khí) – Oxic (hiếu khí). Hiểu đơn giản, đây là quá trình xử lý sinh học sử dụng hệ vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải. Nhờ đó, nguồn nước ô nhiễm sẽ được xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường.

 

Nguồn gốc của công nghệ AAO bắt nguồn từ Nhật Bản, được phát triển và ứng dụng rộng rãi vào cuối những năm 90 của thế kỷ XX. Hiện nay, các nhà máy sử dụng công nghệ AAO đều có quy trình ngày càng hoàn thiện cả về mặt kỹ thuật lẫn quy mô công nghệ, có vai trò lớn trong việc xử lý và làm sạch nguồn nước thải. Các nhà máy Việt Nam sử dụng công nghệ AAO đã và đang giúp cho nhiều doanh nghiệp không phải lo lắng quá nhiều về vấn đề xử lý nước thải.

 

Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt AAO được đánh giá là khá an toàn và thân thiện với hệ sinh thái môi trường, có hiệu quả giảm lượng bùn sinh ra và giúp tiết kiệm tối đa chi phí vận hành. 

 

Ngoài công nghệ AAO xử lý nước thải ra thì còn nhiều công nghệ sinh học khác điển hình như công nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor) là một phương pháp xử lý nước thải theo từng mẻ nhỏ, hay là công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là công nghệ xử lý dòng thải sinh học hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và dễ vận hành

 

Nguyên lý hoạt động của công nghệ AAO

 

 

Nước thải sẽ được xử lý hoàn toàn thông qua hoạt động phân giải của hệ vi sinh vật  kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí. Quá trình xử lý sẽ trải qua 3 giai đoạn chính, tương ứng với 3 bể chứa phân hủy kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí:

 

• Giai đoạn phân hủy kỵ khí (Anaerobic): Vi sinh vật tiến hành phân hủy các hợp chất hydrocacbon, kết tủa kim loại nặng, loại bỏ photpho, thậm chí là khử clo hoạt động.

 

• Giai đoạn phân hủy thiếu khí (Anoxic): Vi sinh vật trong khu vực Anoxic khử nitrat thành khí nitơ, giải phóng ra không khí, làm giảm hàm lượng BOD và COD có trong nước thải giúp nguồn nước trở nên ít ô nhiễm hơn.

 

• Giai đoạn phân hủy hiếu khí (Oxic): Vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ còn lại như sunfua, đồng thời nitrat hóa, khử BOD, COD để loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm khỏi nguồn nước.

 

Bên cạnh 3 bể chứa phân hủy, công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt AAO còn sử dụng các cơ sở hạ tầng khác như bể điều hòa, bể lắng, bể khử trùng nhằm hoàn thiện quy trình làm sạch nguồn nước.

 

Sơ đồ công nghệ hệ thống AAO 

 

 

 

 

Công nghệ xử lý nước thải AAO vận hành theo 3 quy trình cơ bản đó là xử lý sinh học kỵ khí, xử lý sinh học thiếu khí và xử lý sinh học hiếu khí. Dưới đây là thuyết minh công nghệ AAO chi tiết nhất.

 

Quá trình diễn ra xử lý sinh học kỵ khí – Anaerobic

 

Trong bể Anaerobic, vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và các chất dạng keo có trong nước thải. Sau đó, chuyển hóa chúng thành các hỗn hợp khí sinh học hay biogas. Bọt khí sinh ra sẽ bám vào các hạt bùn cặn có trong bể.

 

 

Quy trình phân hủy kỵ khí trong sơ đồ công nghệ AAO gồm có 3 giai đoạn chính:

 

• Thủy phân: Dưới tác động của vi sinh vật, các enzyme được tiết ra sẽ tiến hành chuyển hóa các phức chất và các chất không tan như polysaccharides, protein, lipid thành các phức chất đơn giản hơn hoặc chất dễ hòa tan như đường, các amino acid, acid béo. Quá trình này thường tốn khá nhiều thời gian do chất béo thủy phân rất chậm.

 

• Acid hóa: Vi khuẩn lên men sẽ tiếp tục chuyển hóa hợp chất hòa tan thành các đơn chất như acid béo dễ bay hơi, CO2, NH3, H2S, H2, alcohols, acid lactic, methanol và sinh khối mới. Đây là giai đoạn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong quy trình xử lý nước thải kỵ khí, giúp làm giảm hàng lượng các chất hữu cơ và các chất ô nhiễm có trong nguồn nước thải.

 

• Methane hóa (methanogenesis): Với quy trình methane hóa, các hợp chất như acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol sẽ được phân giải thành methane, CO2 và sinh khối mới.

 

Cơ chế công nghệ AAO trong bể xử lý sinh học kỵ khí có thể được đơn giản hóa bằng phương trình hóa học sau:

 

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

 

• Chất hữu cơ + VK kỵ khí + năng lượng → C5H7O2N (Tế bào vi khuẩn mới)

  Xem thêm: Chỉ số BOD và COD trong xử lý nước thải sinh học.  

Quá trình diễn ra xử lý sinh học thiếu khí – Anoxic

 

 

Tại bể Anoxic, oxi vẫn thiếu hụt, nhưng không hoàn toàn. Trong điều kiện này, vi sinh vật thiếu khí sẽ phát triển và tiến hành khử nitơ, photpho thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril.

 

Quá trình nitrat hóa 

 

Quá trình khử nitrat tại bể anoxic chính là bước quan trọng để loại bỏ nitrat-nitrogen khỏi nguồn nước thải. Quá trình này sẽ diễn ra trong điều kiện thiếu oxi và chuyển hóa nitrat-nitrogen thành khí nitơ, nito oxi thay NO. Có hai con đường chính để khử nitrat. 

 

• Đồng hóa: Khử NO3 → NH4+ 

 

• Dị hóa: Khử NO3 → NO2 → NO → N2O→ N2

 

Quá trình photphorin hóa

 

Photphorin hóa là quy trình không thể thiếu tại bể xử lý sinh học thiếu khí để loại bỏ photpho khỏi nước khải. Vi khuẩn Acinetobacter sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có chứa photpho, chuyển hóa chúng thành các hợp chất không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho dễ phân hủy trong điều kiện môi trường hiếu khí.

 

Quá trình diễn ra xử lý sinh học hiếu khí – Oxic

 

Cơ chế của công nghệ AAO trong quy trình xử lý sinh học Oxic là sử dụng các vi sinh vật hiếu khí như Pseudomonas Denitrificans, Baccillus Licheniforms để khử nitrat thành khí nitơ và thải ra ngoài không khí.

 

Để hoạt động phân giải các chất hữu cơ, chất gây ô nhiễm trong nguồn nước của vi sinh vật đạt được hiệu quả tốt nhất thì môi trường hiếu khí cần thỏa mãn một số điều kiện sau:

 

• Nồng độ pH: Nồng độ pH lý tưởng để vi sinh vật phát triển và hoạt động hiệu quả là 7.5 – 9. Khi pH < 7 thì vi sinh vật sẽ sinh trưởng rất chậm. 

 

• Lượng oxy hòa tan: Lượng oxy hòa tan tối thiểu để vi sinh vật có đủ oxi phân giải các chất hữu cơ là khoảng  0,5 mg/l.

 

• Nhiệt độ: Nhiệt độ môi trường lý tưởng sẽ vào khoảng 5 đến 40°C.

 

 

Quy trình phân hủy các chất hữu cơ trong quy trình xử lý nước thải hiếu khí – Oxic được chia thành 3 giai đoạn:

 

• Giai đoạn 1: Oxy hóa và thủy phân các hợp chất hữu cơ.

 

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

   

• Giai đoạn 2: Tổng hợp tế bào vi sinh vật

 

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

 

• Giai đoạn 3: Oxy hóa nội sinh tế bào.

 

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

 

Tìm hiểu thêm: Giấy phép xả thải vào nguồn nước được cấp như thế nào?

 

Phân tích ưu điểm nhược điểm của công nghệ AAO

 

Quy trình AOO được đánh giá là một trong những phương pháp xử lý nước thải phổ biến và hiệu quả bậc nhất hiện nay, giúp loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm trong nguồn nước. Tuy nhiên, công nghệ này cũng có một số nhược điểm cần xem xét. Dưới đây là phân tích chi tiết về ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý AAO.

 

 

Ưu điểm

 

• Quy trình xử lý nước thải bằng phương pháp AAO đảm bảo an toàn và thân thiện với môi trường.

 

• Mô hình xử lý nước thải có thể dễ dàng bổ sung, mở rộng quy mô bằng cách trang bị thêm các Modul xử lý nước thải.

 

• Công nghệ xử lý nước thải AAO được xây dựng theo dạng Module – một công nghệ vô cùng hiện đại và tiên tiến, có chi phí đầu tư khá thấp, tiết kiệm tối đa năng lượng vận hành.

 

• Hiệu quả xử lý nước thải của công nghệ AAO tương đối cao. Với khả năng phân hủy chất hữu cơ vượt trội của vi sinh vật kỵ khí – thiếu khí – hiếu khí, nguồn nước thải sẽ được loại bỏ hoàn toàn các chất gây ô nhiễm như BOD, COD, Nito, photpho,…

 

• Khí sinh học biogas được sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí sinh học có thể được tận dụng để làm khí đốt.

 

Nhược điểm

 

• Chất lượng nước được xử lý phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau như hiệu quả phân giải chất hữu cơ của vi sinh vật, nồng độ pH, nhiệt độ, khả năng lắng đọng của bùn hoạt tính,...

 

• Muốn xử lý lượng lớn nước thải thì quy mô hệ thống phải đủ lớn.

 

• Nồng độ bùn cần phải đảm bảo từ 3 – 5g/l, vượt quá chỉ số này thì rất dễ dẫn đến tình trạng bùn khó lắng và bị đẩy trôi ra ngoài. Trong trường hợp nồng độ bùn quá thấp, khả năng lọc nước thải kém sẽ dẫn đến hiệu quả xử lý không đạt chất lượng.

 

• Nước thải đã qua xử lý bắt buộc phải được khử trùng trước khi tái sử dụng hoặc thải ra ngoài môi trường.

 

Ứng dụng công nghệ AAO

 

 

 

Nhờ vào khả năng làm sạch nguồn nước hiệu quả, phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ AAO được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

 

• Công nghệ AAO giúp xử lý nước thải sinh hoạt.

 

• Xử lý nước thải trong các nhà máy sản xuất thực phẩm.

 

• Ứng dụng công nghệ AAO trong xử lý nước thải bệnh viện. 

 

• Hệ thống xử lý nước thải trong các nhà máy sản xuất mía đường.

 

• Ứng dụng công nghệ AAO trong xử lý nước thải công – nông nghiệp.

 

• Xử lý nước thải y tế, sử dụng trong các hệ thống bệnh viện lớn.

 

Bài viết trên đây là thông tin chi tiết về công nghệ xử lý nước thải sinh học AAO. Nếu quý khách có nhu cầu thiết kế, lắp đặt hệ thống xử lý nước thải công nghệ AAO thì hãy liên hệ với Polygreen để được tư vấn miễn phí và tìm ra giải pháp xử lý tối ưu nhất.