Công nghệ sinh học trong xử lý nước thải là gì? Các phương pháp phổ biến

Xử lý nước thải an toàn, hiệu quả luôn là vấn đề nóng được quan tâm, đặc biệt là với những mô hình sản xuất công nghiệp hoặc kinh doanh theo mô hình vườn – ao – chuồng. Trước nhu cầu ấy, công nghệ sinh học trong xử lý nước thải nổi lên như một giải pháp tiềm năng giúp giảm tác động tiêu cực của nước thải đến hệ sinh thái.

Thế nào là công nghệ sinh học trong xử lý nước thải?

Công nghệ sinh học trong xử lý nước thải là phương pháp sử dụng các sinh vật sống như vi sinh vật, tảo hoặc thực vật để phân hủy hoặc loại bỏ các chất ô nhiễm có trong nước thải. Đây là một giải pháp bền vững và thân thiện với môi trường, thay thế cho các phương pháp xử lý truyền thống sử dụng hóa chất hoặc các quy trình vật lý phức tạp, tốn kém.

Vi sinh vật là đóng vai trò quan trọng trong phương pháp xử lý nước thải này. Chúng có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất đơn giản hơn. Cụ thể, vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy để phân hủy các chất hữu cơ, trong khi vi sinh vật kỵ khí lại phân hủy các chất này mà không cần oxy.

Đánh giá ưu – nhược điểm phương pháp sinh học xử lý nước thải

Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học tuy được đánh giá cao nhưng không phải là không có nhược điểm. Trước khi áp dụng giải pháp này, dưới đây là những ưu – nhược điểm của công nghệ sinh học trong xử lý nước thải bạn cần nắm được:

Ưu điểm

So với các phương pháp xử lý nước thải truyền thống, công nghệ sinh học mang lại nhiều lợi ích vượt trội như:

• Thân thiện với môi trường: Không sử dụng hóa chất độc hại, không tạo ra chất thải thứ cấp gây ô nhiễm. Thay vào đó, nó tận dụng sự sống của các vi sinh vật để xử lý nước thải một cách tự nhiên và hiệu quả. Điều này giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến sinh thái và hệ sinh thái nước.
• Hiệu quả cao: Công nghệ sinh học có khả năng xử lý nước thải với hiệu suất cao, đặc biệt là đối với các chất hữu cơ khó phân hủy.

• Tiết kiệm chi phí vận hành: Phương pháp sinh học thường có chi phí vận hành thấp hơn so với các phương pháp khác nhờ vào việc tái sử dụng và tái chế sinh học của các tác nhân xử lý. Điều này giúp tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí duy trì, phù hợp với các doanh nghiệp và tổ chức có nguồn lực hạn chế.
• Khả năng xử lý đa dạng nguồn thải: Công nghệ sinh học có thể được áp dụng cho nhiều loại nước thải khác nhau, từ nước thải sinh hoạt đến nước thải công nghiệp, với hiệu quả cao trong nhiều quy mô xử lý.
• Giảm thiểu bùn thải: So với các phương pháp hóa học hoặc cơ học, công nghệ sinh học tạo ra ít bùn thải hơn, giảm chi phí và công sức xử lý bùn thải.

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, công nghệ này cũng có những hạn chế nhất định, chẳng hạn như:

• Tốn nhiều thời gian xử lý: Các quá trình xử lý sinh học, đặc biệt là phương pháp kỵ khí, thường diễn ra chậm hơn so với các phương pháp hóa học hoặc vật lý, do cần thời gian để vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất ô nhiễm.
• Yêu cầu kiểm soát môi trường khắt khe: Các vi sinh vật tham gia xử lý nước thải đòi hỏi điều kiện môi trường ổn định (nhiệt độ, pH, nồng độ oxy, dinh dưỡng) để hoạt động hiệu quả. Nếu không được kiểm soát đúng cách, hiệu suất xử lý có thể giảm hoặc quá trình bị gián đoạn.
• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Một số hệ thống xử lý nước thải sinh học hiện đại, chẳng hạn như công nghệ màng lọc vi sinh (MBR), đòi hỏi chi phí lắp đặt và vận hành cao. Bên cạnh đó, việc bảo trì hệ thống màng lọc cũng khá tốn kém do màng dễ bị tắc nghẽn.
• Hiệu quả phụ thuộc vào chất lượng nước thải đầu vào: Công nghệ sinh học hoạt động tốt với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ vừa phải. Nếu nước thải chứa nhiều chất độc hại, hóa chất thì vi sinh vật bị tiêu diệt, dẫn đến việc không đạt hiệu quả xử lý như mong muốn.

Gợi ý các phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học trong xử lý nước thải chủ yếu sử dụng vi sinh vật để phân giải các chất ô nhiễm trong nước thải, biến đổi chúng thành các dạng ít độc hại hơn. Dưới đây là các phương pháp phổ biến nhất bạn có thể tham khảo và áp dụng:

Phương pháp xử lý hiếu khí sinh học

Phương pháp xử lý hiếu khí là phương pháp sử dụng vi sinh vật hiếu khí. Đây là những vi sinh vật cần oxy để sống và phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. 

Theo đó, vi khuẩn hiếu khí sẽ phân giải các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, tạo ra CO₂, nước và một lượng nhỏ bùn vi sinh. Nước thải sẽ được sục liên tục trong bể chứa nhằm cung cấp oxy cho vi khuẩn và tạo điều kiện để chúng sinh trưởng, hoạt động tốt nhất.

Phương pháp hiếu khí thường được áp dụng trong các hệ thống bể sục khí (Aeration tank) hoặc bể lọc sinh học. Sau khi quá trình xử lý hoàn tất, nước thải sẽ được tách ra khỏi bùn vi sinh. Lúc này, bạn có thể tái sử dụng nước thải đã xử lý hoặc thải chúng ra môi trường mà không gây bất kỳ ảnh hưởng tiêu cực nào.

Phương pháp xử lý kỵ khí sinh học

Trái ngược với phương pháp hiếu khí, phương pháp kỵ khí xử lý nước thải là sử dụng các loại vi sinh vật kỵ khí, tức là không cần có oxy mà vẫn hoạt động, sinh trưởng tốt. Đây được đánh giá là công nghệ sinh học trong xử lý nước thải có hiệu quả tiết kiệm năng lượng bậc nhất. Thậm chí, chúng còn giúp sản xuất năng lượng tái tạo là khí metan.

Về cơ chế hoạt động, vi khuẩn kỵ khí phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các sản phẩm trung gian như axit béo, hydro và CO₂. Sau đó, một nhóm vi khuẩn khác tiếp tục phân giải các hợp chất này thành metan và CO₂. Sau cùng, khí metan sinh ra sẽ được tái sử dụng trong các hoạt động sản xuất khác.

Để xử lý nước thải bằng phương pháp này, người ta sẽ dẫn nước thải vào các bể sinh khí kỵ khí. Quá trình này diễn ra từ vài ngày đến vài tuần, tùy thuộc vào điều kiện môi trường và loại nước thải.

Phương pháp xử lý bùn hoạt tính

Phương pháp bùn hoạt tính là một giải pháp xử lý nước thải sinh học hiếu khí, sử dụng hỗn hợp vi sinh vật (gọi là bùn hoạt tính) để xử lý nước thải. Đây là phương pháp phổ biến trong xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp.

Theo đó, nước thải được đưa vào một bể sục khí, nơi vi sinh vật trong bùn hoạt tính phân giải các chất hữu cơ có trong nước thải. Quá trình phân hủy này diễn ra nhanh chóng nhờ sự cung cấp liên tục của oxy trong bể sục khí. 

Sau quá trình xử lý, bùn hoạt tính (gồm vi khuẩn và chất hữu cơ đã phân hủy) sẽ lắng xuống đáy bể và nước trong được tách ra để tiếp tục xử lý hoặc thải ra môi trường. Trong khi đó, bùn hoạt tính được thu gom và tái sử dụng trong hệ thống, hoặc có thể được xử lý thêm để làm phân bón hoặc sản xuất năng lượng.

Công nghệ sinh học trong xử lý nước thải ngày càng đa dạng và đáp ứng tốt nhu cầu của đông đảo các hộ gia đình, kinh doanh, khu công nghiệp. Để được tư vấn kỹ hơn về cách áp dụng những phương pháp này, bạn đọc có thể liên hệ Sinh học Đức Bình theo thông tin dưới đây:

• Điện thoại: (024) 6655 4686 – 0915 79 80 85 – 0986 658 698 – 0934 214579
• Website: https://chephamvisinh.vn/ 

⫸ Xem thêm: Giải pháp nuôi gà không cần dọn chuồng có thực sự hiệu quả?

⫸ Xem thêm: Cách dùng vi sinh khử mùi hồ cá đơn giản, dễ thực hiện