Công nghệ lọc sinh học

Bể lọc sinh học là một trong những công trình xử lý nước được ứng dụng trong thực tế. Khi đó nước thải sẽ được đưa qua lớp vật liệu lọc rắn có chứa vi sinh vật. Công nghệ lọc sinh học là một trong những phương pháp tối ưu hiện nay được sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải từ các nhà máy, doanh nghiệp.

1 Đặc điểm công nghệ

Sử dụng VSV để phân hủy các chất hữu cơ, VSV dính bám trên bề mặt vật liệu lọc, khi nước thải chảy qua lớp vật liệu này, các chất ô nhiễm sẽ được phân hủy và xử lý.

Bể lọc sinh nhỏ giọt được dùng để xử lý nước thải hơn 100 năm. Bể lọc nhỏ giọt đầu tiên xuất hiện ở Anh năm 1893, hiện nay được sử dụng ở hầu hết các nước với các trạm xử lý công suất nhỏ.

Bể này hoạt động dựa trên cơ sở nước thải phân phối đều trên bề mặt nguyên liệu lọc ( hoạt động như giá bám cho vi khuẩn) theo kiểu nhỏ giọt hoặc phun tia

Bể lọc sinh học nhỏ giọt chia bể lọc vận tốc chậm, bể lọc vận tốc trung bình và nhanh, bể lọc cao tốc, bể lọc thô, bể lọc 2 pha.

1.1 Cấu tạo bể lọc sinh học

• Phần chứa vật liệu lọc;
• Hệ thống thu và dẫn nước;
• Hệ thống tưới và nạp nước;
• Hệ thống dẫn và phân phối nước;

1.2 Phân loại bể lọc sinh học trong thực tế

•  Bể lọc sinh học vận tốc chậm: Có hình trụ hoặc hình chữ nhật, nước thải được nạp theo chu kỳ, có khoảng 0.6-1.2m nguyên liệu lọc ở phía trên có bùn vi sinh vật còn lớp nguyên liệu lọc ở dưới có các vi khuẩn nitrat. Hiệu suất khử BOD cao và cho ra nước thải có nitrat cao. Có phát sinh mùi hôi và ruồi Psychoda. Nguyên liệu lọc thường dung đá sỏi, xỉ
• Bể lọc sinh học vận tốc trung bình và nhanh: thường có hình trụ tròn, lưu lượng nạp chất hữu cơ cao hơn, nước thải được bơm hoàn lưu trở lại bể lọc và nạp liên tục, việc hoàn lưu nước thải giảm được vấn đề mùi hôi và ruồi Psychoda. Nguyên liệu lọc thường sử dụng là đá sỏi, plastic.
• Bể lọc sinh học cao tốc: có lưu lượng nạp nước thải và chất hữu cơ rất cao, khác với bể loc vận tốc nhanh ở điểm có chiều sâu cột lọc sâu hơn do nguyên liệu lọc làm bằng plastic, do đó nhẹ hơn đá, sỏi.
• Bể lọc sinh học  thô: lưu lượng nạp chất hữu cơ lớn hơn 1,6kg/m³ , lưu lượng nước thải là 187 m³/m².d bể lọc thô dung để xử lý sơ bộ nước thải trước giai đoạn xử lý thứ cấp
• Bể lọc hai pha: thường sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao và cần nitrat hóa đạm nước thải. Giữa hai bể lọc thường có bể lắng để loại bỏ bớt chất rắn sinh ra trong bể lọc thứ nhất. Bể lọc thứ nhất dung để khử BOD của các hợp chất chữa carbon, bể thứ hai chủ yếu cho quá trình nitrat hóa.

1.3 Nguyên lý hoạt động của bể lọc sinh học

• Bể lọc sinh học hoạt động dựa vào sự sinh trưởng các vi sinh vật cố định trên lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc. Nước thải được tưới từ trên xuống qua lớp vật liệu lọc, chảy thành lớp mỏng qua khe hở của vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học ở trên bề mặt của vật liệu lọc. Tại đây nhờ các vi sinh vật tiến hành quá trình phân hủy hiếu khí và kị khí các chất hữu cơ có trong nước, các chất hữu cơ phân hủy hiếu khi sinh khí CO2 và nước, phân hủy kị khí sinh ra CH₄ và CO₂ làm tróc màng ra khỏi vật mang, bị nước cuốn đi, trên lớp vật liệu lọc lại hình thành màng sinh học mới. Hiện tượng này được lặp đi lặp lại, kết quả BOD của nước thải bị vi sinh vật sử dụng chất dinh dưỡng, bị phân hủy kị khí cũng như hiếu khí, nước thải được làm sạch.
• Để tránh tắt nghẽn các khe trong vật liệu lọc, nước thải cần được xử lý sơ bộ trước khi đưa vào xử lý sinh học. Nước sau khi xử lý lọc sinh học thường chứa các chất lơ lửng do các mảnh vỡ của màng sinh học bị nước cuốn đi, do đó cần phải đưa vào lắng 2 để lắng cặn. Bùn cặn trong nước sau khi ra khỏi bể lọc sinh học thường thấp hơn ở bể aerotank, thường nhỏ hơn 500mg/l.

2 Ưu điểm

– Chi phí đầu tư thấp.

– Tiêu tốn ít năng lượng hơn các phương pháp xử lý bùn hoạt tính.

3 Nhược điểm

– Có thể bị tắc hệ thống.

– Tải lượng xử lý nhỏ.

– Dễ sinh mùi.

– Nhạy cảm với nhiệt độ.

4 Áp dụng

– Xử lý nước thải sinh hoạt trong Nhà máy, nước thải bệnh viện.

– Công suất nhỏ và trung bình.