CÔNG NGHỆ AAO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Công nghệ AAO là viết tắt của Anaerobic (kỵ khí) – Anoxic (yếm khí –thiếu 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 kỵ 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.Cụ thể công nghệ này như thế nào hôm nay chúng ta cùng nhau tìm hiểu nhé.

Toàn cảnh khu xử lý nước thải

Nguyên lý hoạt động của công nghệ AAO

Công nghệ AAO là công nghệ xử lý nước thải thông qua hoạt động của các vi sinh vật trong cả 3 môi trường kỵ khí, yếm khí và hiếu khí.

Quá trình xử lý kỵ khí (Anaerobic): Khử hydrocacbon, kết tủa kim loại nặng, kết tủa photpho, khử Clo hoạt động,…
Quá trình xử lý yếm khí (Anoxic): Khử nitrat thành khí nitơ N2, giảm hàm lượng BOD, COD trong nước thải.
Quá trình hiếu khí (Oxic): để chuyển hóa NH4 thành NO3, khử BOD, COD, Sunfua…

Công nghệ AAO chuyên xử lý nước thải có các chỉ số BOD, COD, và TSS cao

Công nghệ AAO bao gồm 3 quá trình:

Quá trình Anaerobic (Quá trình kỵ khí)

Trong các bể kỵ khí xảy ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy và các 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 các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất đơn giản hơn hoặc các khí như CH4 H2S,….Bọt khí sinh ra bám vào các hạt bùn cặn.

Hỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí sinh học hay biogas các khí này có thể tận dụng làm khí đốt.

Quá trình phân hủy kỵ khí được chia thành 3 giai đoạn chính:

Thủy phân: Dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid béo).

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

Acid hóa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản 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 thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể anoxic

*Quá trình khử Nitrat

Khử nitrate, bước thứ hai theo sau quá trình nitrate hóa, là quá trình khử nitrat-nitrogen thành khí nitơ, nito oxit N2O hay NO được thực hiện trong môi trường thiếu khí (Anoxic) và đòi hỏi một chất cho electron là chất hữu cơ hoặc vô cơ.

Hai con đường khử Nitrate có thể xảy ra trong 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 liên quan đến sự khử nitrat thành nitrit, oxit nito và khí nitơ: NO3- => NO2- =>NO(gas)=> N2O (gas) => N2 (gas)

Hầu hết vi khuẩn khử nitrate là dị dưỡng, nghĩa là chúng lấy carbon cho quá trình tổng hợp tế bào từ các hợp chất hữu cơ.

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 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 năng lượng sử dụng metan làm chất nhận electron:

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

*Quá trình Oxic (Hiếu khí)

Bể hiếu khí được bổ sung thêm giá thể để tăng hiệu quả xử lý

Quá trình phân hủy hiếu khí dựa vào hoạt động 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 khuẩn nitrat hóa pH = 5,5 – 9 nhưng tốt nhất là 7,5. Khi pH < 7 thì vi khuẩn phát triển chậm, oxy hòa tan cần là 0,5 mg/l, nhiệt độ từ 5 – 40oC.

Vì quá trình khử Nitrat thành Nito diễn ra ở bể hiếu khí nên các chủng nitrosomonate và nitrobector sẽ được thêm vào bể hiếu khí thay vì thêm vào bể thiếu khí.

Sơ đồ bổ sung vi sinh vào các bể trong công nghệ AAO

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

– Giai đoạn 1: Oxy hóa chất hữu cơ.

CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + ∆H

– Giai đoạn 2: Tổng hợp 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 + 2H2O + NH2 ± ∆H

Vậy loại vi sinh nào thì phù hợp để sử dụng cho công nghệ AAO

Công ty Tin Cậy chúng tôi chuyên cung cấp các dòng vi sinh để cung cấp bổ sung cho hệ thống. Riêng với công nghệ AAO này chúng tôi có combo IND và N1 được cung cấp bởi hãng Microbelift đến từ Mỹ:

IND là dòng vi sinh đa năng và cơ bản, chuyên xử lý các chất hữu cơ. Dòng vi sinh IND này giúp giảm nhanh BOD, COD, TSS trong nước thải thông qua việc phân hủy triệt để các chất hữu cơ trong nước mà không tạo ra các sản phẩm gây mùi như: NH3, CH4, H2S,…Vi sinh IND của Microbelift này có ‘sức đề kháng’ tốt nên chịu được sốc tải tốt, chịu được độ mặn lên đến 4%. Ngoài ra, nó còn giúp giảm bùn, giảm mùi toàn hệ thống.

Vi sinh IND do Tin Cậy cung cấp

Với IND ta đã có 1 hệ vi sinh nền tảng xử lý các chất hữu cơ trong nước thải, thì N1 là dòng vi sinh chuyên xử lý các hợp chất có chưa Nito, phân hủy hoàn toàn Nito ở dưới dạng các hợp chất thành khí N2 thoát ra không gay ô nhiễm đến môi trường. Để làm được việc này trong N1 có chứa 2 chủng vi sinh đặc biệt là Nitrobecto và Nitrosomonat. Để phân lập và nuôi cấy được 2 chủng vi sinh là cực kì khó khăn nên giá thành của N1 cao hơn so với các dòng vi sinh thông thường khác. Tuy nhiên với giá cao đó đổi lại cho ta hiệu quả mà xử lý của N1 là tuyệt vời, có thể nói N1 là dòng vi sinh số 1 trên thị trường hiện nay về xử lý nito.