Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp màng vi sinh tầng chuyển động

Nước thải được xử lý theo kỹ thuật “Màng vi sinh tầng chuyển động”  với hiệu quả cao, đạt các tiêu chuẩn qui định. Nước thải được xử lý bằng phương pháp vi sinh tại thiết bị 1 và thiết bị 2. Nước thải sau xử lý vi sinh được lọc qua lớp vật liệu lọc nổi tại thiết bị 3 nhằm loại bỏ cặn vi sinh trong nước và khử một phần nitrat. Lượng bùn trong thiết bị 3 được quay vòng một phần về thiết bị 1, phần bùn dư còn lại được đưa về bể ủ bùn. Bùn ủ sau một thời gian được hút (thuê công ty vệ sinh địa phương) và thải bỏ giống như bã thải tại các bể phốt. Nước thải sau khi qua bể lọc được loại bỏ các loại vi khuẩn gây bệnh tại bể khử trùng trước khi thải ra môi trường.

 Hệ thống xử lý nước bao gồm tổ hợp công nghệ sau:

1. Hệ thống tách rác, tách mỡ và bể gom:

• Sử dụng hệ thống tách rác (song chắn rác) để loại bỏ rác thô trước khi vào hệ thống tách mỡ.
• Hệ thống tách mỡ: Loại bỏ mỡ trước khi vào bể gom.
• Bể gom: thu các nguồn thải tập trung về một chỗ trước khi đưa vào hệ xử lý.

1. Xử lý vi sinh hiếu khí kết hợp với thiếu khí:

• Sử dụng phương pháp màng vi sinh tầng chuyển động nhằm tăng cường quá trình oxy hóa amoni và chất hữu cơ đồng thời với quá trình khử nitrat.

1. Lọc nổi: Nhằm tách cặn vi sinh và tăng cường quá trình khử nitrat 
2. Khử trùng: Dùng hợp chất clo hoạt động để khử trùng nước trước khi xả ra môi trường.
3. Bể ủ bùn: xây dựng mới (nếu cần) hoặc thải về bể phốt.

Xem thêm:MICROBE LIFT: Chế phẩm Vi sinh Vật Xử lý Môi Trường

Microbe-Lift N1
Vi sinh giảm Amonia MICROBE-LIFT N1 là tổ hợp vi sinh dạng lỏng có tính chuyên hóa cao.Tổ hợp vi sinh này được thiết kế đặc biệt để thúc đẩy, thiết lập và duy trì quá trình chuyển hóa nitơ trong các hệ thống xử lý nước thải.

Tính năng, tác dụng từng đơn vị công nghệ

1. Hệ thống tách rác, tách mỡ và bể gom

• Hệ thống tách rác

Chất rắn trong dòng thải là các loại như rác, vụn thức ăn. Nước thải từ hoạt động của khách sạn được dẫn qua lưới lọc, nhằm giữ lại các chất thải rắn, rác có trong nước thải tránh các sự cố về máy bơm (nghẹt bơm, gãy cánh bơm…) đồng thời làm giảm một cách đáng kể các tạp chất có trong nước thải như TSS và COD. Các chất thải rắn bị giữ lại tại song chắn rác được lấy ra theo định kỳ đổ bỏ.

Qua lưới lọc chất thải rắn thì phần lớn các chất thải có kích thước cặn thải tương đối lớn đã được thải ra ngoài làm giảm đi khoảng 5% lượng chất rắn hòa tan và khoảng 5% lượng chất hữu cơ có mặt trong nước thải.

• Hệ thống tách mỡ

Mỡ trong dòng thải thường là các loại như: dầu ăn, vụn mỡ trong thức ăn, nước rửa dụng cụ nhà bếp… Hệ thống bể tách mỡ được bố trí nhiều ngăn dưới dạng tuyển nổi nhằm loại bỏ mỡ trong dòng thải. Lượng mỡ trong dòng thải sẽ được giữ lại toàn bộ tại bể tách mỡ. Lượng mỡ tồn đọng trong bể sẽ được vớt bỏ (định kỳ 5 – 7 ngày).

• Bể gom (bể điều hòa)

Nước thải, sau khi qua thiết bị tách rác và bể tuyển nổi – tách mỡ, được đưa vào bể điều hòa (bể gom). Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự dao dộng của lưu lượng, để cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình tiếp theo, để giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình tiếp theo. Các lợi ích cơ bản của việc điều hòa lưu lượng là: (1) quá trình xử lý sinh học được nâng cao do không bị hoặc giảm đến mức thấp nhất “shock” tải trọng, các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý có thể được pha loãng, pH có thể được trung hòa và ổn định; (2) chất lượng nước thải sau xử lý được cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Bể điều hòa có thể đặt trên tuyến (on-line) hoặc ngoài tuyến (off-line). Với trình độ kỹ thuật tự động hóa như hiện nay, bể điều hòa ngoài tuyến kiến nghị áp dụng để giảm thể tích bể. Với mạng lưới đường ống áp lực thu gom và vận chuyển nước thải, thể tích bể điều hòa hoặc chi phí điện tại nhà máy xử lý giảm đáng kể.

Để bơm nước lên các công trình tiếp theo, bơm cạn thường được lắp đặt ngay trên bể điều hòa với số lượng đủ để vận hành luân phiên và dự phòng, thường là 02 bơm làm việc luân phiên.

2. Hệ thống xử lý vi sinh hiêu khí kết hợp với thiếu khí

• Phương pháp hiếu khí.

Phương pháp này thường được sử dụng để xử lý nước thải có nhiễm amoni, chất hữu cơ.

Nguyên tắc: Sử dụng các vi sinh vật để oxy hóa amoni, các hợp chất hữu cơ và vô cơ có khả năng chuyển hóa sinh học. Đồng thời chính các vi sinh vật sử dụng một phần hữu cơ và năng lượng khai thác được từ quá trình ôxy hóa để tổng hợp nên sinh khối của chúng.

Microbe-Lift IND
Vi sinh xử lý nước thải MICROBE-LIFT IND là sản phẩm côt lõi của dòng sản phẩm vi sinh môi trường, chứa quần thể vi sinh được nuôi cấy dạng lỏng hoạt động mạnh gấp 5 đến 10 lần vi sinh thông thường. Chuyên dùng giảm BOD, COD, TSS cho nước thải đa ngành như: công nghiệp, sinh hoạt, đô thị, ngành cao su, ngành dệt nhuộm…

Tác nhân sinh học của quá trình xử lý hiếu khí là các vi sinh vật hô hấp hiếu khí và tuỳ nghi: Psendomonas Putida, Psendomonas Stuteri, Aerobacter Aerogenes, Nitrososmonas (Nitrat hoa), Vinogratski, Bacillus Subtilis (thuỷ phân), Flavo Bacterium, Alealigenes (giàu S, Fe).

• Quá trình oxy hóa amoni trong xử lý hiếu khí

Xử lý amoni theo phương pháp vi sinh vật thành hợp chất bền là N₂ trải qua chặng đường vòng: oxy hóa hợp chất nitơ có hóa trị -3 (NH₃, NH₄⁺) lên hóa trị +3, +5 (NO₂^–, NO₃^–) rồi sau đó lại khử từ hóa trị dương về hóa trị không (N₂) chứ không thể oxy hóa trực tiếp từ hóa trị -3 về hóa trị không.

Oxy hóa amoni với tác nhân oxy hóa là oxy phân tử còn có tên gọi là nitrat hóa, được hai loại vi sinh vật thực hiện kế tiếp nhau:

Phản ứng (1), (2) được thực hiện do chủng vi sinh vật Nitrosomonas và Nitrobacter để sản xuất năng lượng. Năng lượng thu được từ hai phản ứng trên hoặc từ tổng của hai phản ứng (3) rất thấp: 57 kcal/mol cho phản ứng hình thành nitrit và 19 kcal/mol cho phản ứng hình thành nitrat [5], thấp hơn nhiều khi so sánh với phản ứng oxy hóa chất hữu cơ do vi sinh vật hiếu khí dị dưỡng thực hiện: năng lượng thu được từ phản ứng oxy hóa axit axetic là 207 kcal/mol. Đó chính là lý do dẫn đến hiệu suất sinh khối của vi sinh tự dưỡng thấp hoặc tốc độ phát triển của chúng chậm.

Microbe-Lift OC-IND
Vi sinh xử lý mùi hôi MICROBE-LIFT OC-IND là tập hợp các chủng vi sinh có khả năng kiểm soát hầu hết các khí gây mùi ;  đóng vai trò như các tấm màng đa phân tử (giống khối xốp) để cô lập và cố định phản ứng tạo mùi gây ra bởi các phản ứng sinh học => giúp ngăn cản mùi thoát ra.

Có rất nhiều dạng xử lý hiếu khí:

Dạng ô xy hóa bằng cấp khí tự nhiên (cánh đồng tưới và cánh đồng lọc, hồ sinh học)

Ôxy hoá bằng cấp khí cưỡng bức (lọc sinh học, bể aeroten, màng vi sinh tầng chuyển động).

1. Tháp lọc sinh học.

Nguyên tắc làm việc của thiết bị này là tạo ra bề mặt giá thể trong tháp bằng cách cho các vật liệu đệm (đá, gỗ, các vật liệu đệm bằng nhựa PVC dạng bóng, hoa, tấm) Chất lỏng được tưới từ trên xuống chảy thành màng trên bề mặt giá thể, không khí được thổi từ dưới lên sục qua lớp màng tạo ra bề mặt tiếp xúc giữa pha khí và nước thải (giống như một tháp đệm). Tháp lọc sinh học có thể được cấp khí bằng không khí tự nhiên. Bùn sinh học sẽ tạo ra và bám vào bề mặt trên giá thể. Khi trọng lượng lớp bùn lớn sẽ tự tách rời khỏi bề mặt rồi được dòng nước cuốn xuống bể lắng.

Tác nhân của hệ thống là cả vi sinh vật hô hấp yếm khí và hiếu khí.

Phương pháp có ưu điểm là thiết bị dạng tháp nên chiếm ít mặt bằng, bề mặt tiếp xúc pha lớn, cấp khí cưỡng bức nên quá trình chuyển hóa nhanh, thiết bị gọn, tốn ít năng lượng cho cung cấp khí. Nhưng cũng còn có nhược điểm là chi phí xây dựng lớn, yêu cầu có khu hệ sinh vật ổn định, nhạy cảm khi tải trọng thay đổi.

1. Hệ thống aeronten

Trong hệ thống xử lý bằng bùn hoạt tính hoặc bằng màng vi sinh, vi sinh vật sinh trưởng và phát triển ở trạng thái lơ lửng trong nước thải. Không khí được cấp liên tục đảm bảo yêu cầu của hai quá trình: bão hòa oxy giúp cho vi sinh vật thực hiện quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ và duy trì bùn hoạt tính dạng bông sinh học ở trạng thái lơ lửng trong dịch xử lý, tạo ra hỗn hợp lỏng huyền phù, giúp vi sinh vật tiếp xúc liên tục với các chất hữu cơ hòa tan trong nước, thực hiện quá trình phân huỷ hiếu khí để làm sạch nước.

Microbe-Lift SA
Vi sinh giảm bùn MICROBE-LIFT SA là một quần thể vi sinh có độ hoạt tính cao, hoạt động như một chất gia tốc được thiết kế đặc biệt để đẩy nhanh quá trình oxy hóa sinh học các hợp chất khó phân hủy nhằm làm giảm thể tích bùn trong hệ thống xử lý nước thải, ao hồ, đầm chứa

Tạo điều kiện cho các vi sinh vật phân huỷ chất hữu cơ tốt hơn.

Do vậy mà phương pháp này vận hành đơn giản, ổn định và an toàn hơn.

Tác nhân sinh học của quá trình xử lý hiếu khí bằng bể aeroten là các vi sinh vật hô hấp hiếu khí: Psendomonas Putida, Psendomonas Stutzeri, Aerobacter Aerogenes, Vinogratski, Bacillus Subtilis (thuỷ phân), Flavo Bacterium, Alealigenes (giàu S, Fe).

Microbe-Lift DGTT
Vi sinh xử lý dầu mỡ MICROBE-LIFT DGTT là một chủng vi sinh được nuôi cấy dạng lỏng => có hoạt tính cao . Chủng vi sinh này được thiết kế đặc biệt để phân hủy nhanh chóng các chất béo, dầu, và mỡ trong các hệ thống nước thải, bao gồm tất cả các bể bẫy mỡ, hố chứa chất thải, đường ống chất thải…

Phương pháp có ưu điểm là vận hành đơn giản, hiệu suất làm sạch cao hơn so với các quá trình xử lý sinh học khác, chi phí xây dựng thấp. Nhưng cũng có nhược điểm là đòi hỏi diện tích xây dựng lớn và tạo ra nhiều bùn.

1. Kỹ thuật phản ứng màng vi sinh tầng chuyển động (Moving Bed Biofilm Reactor)

Kỹ thuật màng vi sinh tầng chuyển động (Moving Bed Biofilm Reactor) sử dụng vật liệu mang có kích thước nhỏ, thường là vật liệu có kích thước là 1x1x1 cm, vật liệu này chuyển động hỗn loạn trong nước. Nhờ có diện tích bề mặt lớn, vi sinh vật có đủ điều kiện để bám dính và phát triển trên đó với mật độ cao và thúc đẩy tốc độ quá trình oxy hóa BOD, amoni. So sánh với kỹ thuật bùn hoạt tính, thể tích bể phản ứng dạng màng chuyển động thấp hơn nhiều mà vẫn đảm bảo được thời gian lưu tế bào.

Một số loại giá  thể vi sinh hiện:

• Polivinylclorua (PVC)
• Polietylen (PE)
• Polistiren (PS)
• Poliurethan (PU)

Một số ưu điểm của phương pháp màng vi sinh tầng chuyển động (Moving Bed Biofilm Reactor) so với phương pháp bùn hoạt tính:

• Tránh được hiện tượng mùi hôi của nước.
• Tiết kiệm diện tích cho hệ xử lý.
• Hiệu quả xử lý cao (đạt trên 200 % – 300 % so với phương pháp bùn hoạt tính thông thường).
• Kết hợp khử nitrat đồng thời với quá trình oxy hóa mà không cần ghép thêm đơn vị công nghệ riêng như trong các hệ xử lý truyền thống.
• Lượng bùn thải từ hệ xử lý ít
• Qui trình vận hành đơn giản, tiết kiệm năng lượng.
• Thích hợp cho hệ xử lý qui mô nhỏ.
• Giá thành xây dựng phù hợp.
• Giá thành vận hành từ 1200^đ – 1500^đ tùy vào qui mô xử lý.

3. Hệ thống lọc nổi

Sử dụng vật liệu lọc polistiren có dạng hạt tròn kích thước 3-5 mm. Bể lọc nổi đặt ngay sau bể vi sinh hiếu khí và trước bể khử trùng. Nước thải tự động chảy tràn từ bể vi sinh hiếu khí sang bể lọc nổi. Bể lọc nổi có ba tác dụng chính:

1. Loại bỏ cặn lơ lửng và vi sinh từ bể hiếu khí sinh ra.
2. Khử một phần nitrat trong nước do trong phần đáy bể lọc nổi chính là một dạng bể thiếu khí.
3. Lưu giữ bùn vi sinh để quay vòng tăng cường hiệu quả xử lý cho quá trình thiếu khí và hiếu khí.

4. Hệ thống khử trùng

Bể khử trùng được tính toán với thời gian lưu nước trong bể là 30 phút. Dùng javen (hoặc clorua vôi) bơm định lượng một lượng chính xác hóa chất đủ để loại bỏ các loại vi sinh vật gây bệnh trong nước trước khi thải ra môi trường.