Công nghệ xử lý nước thải mới (SBBGR) sinh ra ít bùn thải.

LIFE Perbiof, một dự án của Viện nghiên cứu quốc gia Ý về việc nghiên cứu công nghệ mới (SBBGR) giúp hạn chế lượng bùn dư thừa từ hệ thống xử lý nước thải.

Vấn đề chính của việc xử lý nước thải là lượng bùn dư thừa được tạo ra trong toàn bộ quá trình xử lý. LIFE Perbiof là một dự án của Viện nghiên cứu nước thuộc Hội đồng Nghiên cứu quốc gia Ý, đã được thực hiện nhằm nghiên cứu công nghệ mới giúp hạn chế được vấn đề trên. Kết quả dự án đã cho thấy việc xử lý nước thải đô thị của công nghệ này đã đạt được hiệu quả cao (loại bỏ được 80% thành phần hữu cơ) trong khi tạo ra lượng bùn thải thấp.

Hệ thống xử lý nước thải (Chú thích: Công ty Nanoen Cần Thơ)

Ảnh minh họa bể xử lý sinh học.

Mục đích của xử lý nước thải là loại bỏ nồng độ các chất ô nhiễm có trong thành phần của nước thải. Quá trình xử lý này chủ yếu được thực hiện bởi các vi sinh vật trong các điều kiện được kiểm soát (pH, DO,…). Tuy nhiên, quá trình này tạo ra một lượng sinh khối bùn (Bùn sinh học) cùng với lượng cặn, bùn thải ra trong thiết bị xử lý sơ cấp (Bùn sơ cấp). Lượng bùn này cần phải được trải qua quá trình riêng để xử lý và thải bỏ, chi phí xử lý có thể lên đến 60% tổng chi phí vận hành của hệ thống. Lượng bùn thải và chi phí xử lý đang tăng cao, vì thế vấn đề quan tâm ưu tiên hàng đầu đó là giảm thiểu hai vấn đề này

Dự án LIFE Perbiof đã phát triển một công nghệ xử lý nước thải mới được gọi là Bể lọc sinh học dạng bùn hạt vận hành theo mẻ (The Sequencing Batch Biofilter Granular Reactor – SBBGR). SBBGR là một hệ thống ưu việt vì nó cho phép vi sinh phát triển trên lớp màng sinh học bám trên bề mặt giá thể nhựa trong bể phản ứng. Việc này giúp cho lượng sinh khối vi sinh vật trong bể phản ứng có thời gian lưu được lâu và mật độ vi sinh vật cao, thời gian lưu bùn trong hệ thống lâu, vi sinh sinh trưởng và phát triển dưới dạng màng sinh học, từ đó giúp giảm thiểu sự hình thành bùn sinh học.

Công nghệ hệ thống xử lý nước thải SBBGR

Sơ đồ cấu tạo, hệ thống áp dụng công nghệ SBBGR

Quá trình xử lý của bể phản ứng được thực hiện theo chu kỳ, mỗi chu kỳ bao gồm ba giai đoạn liên tiếp nhau. Từng quy trình được bắt đầu bằng việc nạp nước thải vào bể, tiếp theo đó là quá trình phản ứng ô-xy hóa sinh học và cuối cùng là giai đoạn xả thải. Trong giai đoạn làm đầy hệ thống (không sục khí), một lượng nước được đưa vào bể, cùng với lượng nước được hoàn lưu từ quá trình xử lý trước đó. Ở giai đoạn ô-xy hóa sinh học, nước thải được sục khí liên tục và hoàn lưu thông qua lớp giá thể vi sinh (quá trình sục khí được thực hiện trong giờ đầu tiên của giai đoạn để cho phép loại bỏ ni-tơ bị oxy hóa). Cuối cùng, nước thải đã qua xử lý được dẫn ra ngoài thông qua một đầu ra lắp ở phía trên hệ thống và một quá trình mới được bắt đầu.

Khác với những hệ thống khác, toàn bộ quá trình xử lý nước thải của hệ thống SBBGR đều được diễn ra trong cùng một bể, toàn bộ lượng sinh khối đều được giữ lại trên các giá thể, tăng khả năng lưu trữ sinh khối trong bể. Ngoài ra, dạng sinh trưởng của vi sinh vật trong bể là dạng bám dính giúp tăng tuổi bùn trong hệ thống từ đó làm giảm lượng bùn thải phát sinh so với các quy trình xử lý thông thường.

Kết quả đạt được cho thấy hệ thống áp dụng công nghệ xử lý nước thải SBBGR đối với nước thải đô thị đã xử lý hiệu quả loại bỏ khoảng 80% lượng hữu cơ (chất rắn lơ lửng và hàm lượng ni-tơ có trong nước thải) bất kể tải nạp chất hữu cơ có trong nước thải. Ngoài ra, hàm lượng hữu cơ và chất rắn lơ lửng đã được loại bỏ trong 2 giờ đầu tiên của chu kỳ, chính vì vậy hệ thống có khả năng sẽ tiếp nhận xử lý được một lượng nước thải lớn hơn. Lượng bùn thải được sinh ra từ hệ thống vào khoảng 0.12 đến 0.14 kg sinh khối cho 0.1 kg hàm lượng hữu cơ được loại bỏ, so với các hệ thống xử lý áp dụng công nghệ thông thường khác thì lại cho ra lượng bùn thải cao hơn khoảng 0.26 đến 0.30 kg sinh khối.

Từ những kết quả trên, ta thấy được những ưu điểm mà hệ thống đem lại như lượng bùn thải thấp do sinh khối trong hệ thống có thời gian lưu lâu, thời gian lưu nước ngắn, giúp hệ thống đạt được hiệu quả cao trong việc xử lý nước thải và làm giảm tác động lên môi trường và chi phí xử lý bùn thải.

Tuy nhiên, so với những ưu điểm và khả năng xử lý nước của công nghệ SBBGR mang lại thì cũng tồn tại những khó khăn để áp dụng vào các hệ thống xử lý nước thải ở Việt Nam như chưa được thử nghiệm ở điều kiện khí hậu, quy mô công suất lớn ở Việt Nam và chi phí đầu tư của công nghệ chưa được dự toán rõ ràng, cuối cùng là do các công nghệ hiện hữu ở Việt Nam đã đáp ứng được các nhu cầu xử lý nước thải của các hệ thống của các chủ doanh nghiệp nên việc tiếp cận một công nghệ mới còn gặp nhiều khó khăn do họ đã quen với việc sử dụng các công nghệ cũ.