Hiếu Khí, Kỵ Khí và Các Loại Phân Hủy Sinh Học

Vi sinh vật, giống như tất cả các sinh vật khác, cần thức ăn để phát triển. Xử lý nước thải sinh học là một quá trình liên tục, từng bước tấn công các chất hữu cơ trong nước thải và thức ăn mà vi khuẩn tiếp nhận.

Phân hủy hiếu khí

Hiếu khí là quá trình tự nhiên thanh lọc sinh học trong đó vi khuẩn phát triển mạnh trong môi trường giàu oxy và phân hủy các chất ô nhiễm.

Trong quá trình oxy hóa, các chất ô nhiễm được chuyển thành carbon dioxide (CO2), nước (H2O), nitrat, sunfat và sinh khối (vi sinh vật). Bằng cách cung cấp oxy thông qua việc sục khí, quá trình này có thể hoạt động nhanh hơn đáng kể. Trong tất cả các phương pháp xử lý sinh học, phân hủy hiếu khí là quá trình phổ biến nhất trên toàn thế giới.

Nhu cầu sinh học và oxy hóa

Vi khuẩn hiếu khí cần oxy để phân hủy các chất ô nhiễm hòa tan. Một lượng lớn chất ô nhiễm đòi hỏi một lượng lớn vi khuẩn, vì vậy nhu cầu oxy sẽ cao.

Nhu cầu oxy sinh học (BOD) là một thước đo về số lượng chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan có thể được loại bỏ trong quá trình oxy hóa sinh học của vi khuẩn. Đây được biểu thị theo đơn vị mg/l.

Nhu cầu oxy hóa học (COD) đo lường số lượng chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan mà có thể bị loại bỏ trong quá trình oxy hóa hóa học, thông qua việc thêm axit mạnh. Đây cũng được biểu thị theo đơn vị mg/l.

Xem thêm:  Váy Đen Kết Hợp Với Giày Màu Gì: Phong Cách Sang Trọng Và Cuốn Hút

Các chỉ số BOD/COD cho thấy tỷ lệ chất ô nhiễm trong nước thải sinh học.

Ưu điểm của Hiếu khí

Vi khuẩn hiếu khí là hiệu quả trong việc phá vỡ các chất thải. Quá trình này đem lại chất lượng nước thải tốt hơn so với quá trình kỵ khí. Phân hủy hiếu khí cũng tạo ra một lượng đáng kể năng lượng. Một phần năng lượng được sử dụng để tái tổng hợp và phát triển các vi sinh vật mới.

gia the vi sinh mbbr

Quá trình sinh học là quá trình mà trong đó các sinh vật sử dụng các chất hữu cơ có sẵn để hỗ trợ hoạt động sinh học. Quá trình này sử dụng các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, oxy hòa tan và sản xuất các chất rắn ổn định, carbon dioxide và các sinh vật khác. Các vi sinh vật chỉ có thể tồn tại trong điều kiện hiếu khí, gọi là sinh vật hiếu khí. Nếu không có oxy trong ống cống nước thải, môi trường sẽ thiếu oxy sau vài giờ và trở thành kỵ khí sau hơn 1,5 ngày. Sinh vật thiếu oxy hoạt động tốt với cả sinh vật hiếu khí và kỵ khí.

gia the vi sinh

Phân hủy thiếu khí

Đây là một quá trình sinh học trong đó một nhóm sinh vật sử dụng quá trình oxy hóa được tìm thấy trong nitrit và nitrat. Các sinh vật này tiêu thụ chất hữu cơ nhưng để hỗ trợ chức năng sống. Chúng sử dụng chất hữu cơ, oxy từ nitrat và các chất dinh dưỡng để sản sinh khí nitơ, carbon dioxide, chất rắn ổn định và sinh vật.

Xem thêm:  Size áo thun nam - Cách chọn size áo thun nam theo chiều cao và cân nặng đúng chuẩn

gia the vi sinh mbbr

Phân hủy kỵ khí

Kỵ khí là một phản ứng sinh học phức tạp diễn ra ở các bước của một số loại vi sinh vật mà ít hoặc không sử dụng oxy để sống. Trong quá trình này, khí chủ yếu bao gồm methane và carbon dioxide, còn được gọi là khí sinh học, được sản xuất ra. Lượng khí sản sinh phụ thuộc vào lượng chất thải hữu cơ làm thức ăn và nhiệt độ, ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy và sản sinh khí.

Quá trình của phân hủy kỵ khí

  • Thủy phân: Phân hủy chất hữu cơ phức tạp thành các phân tử hữu cơ đơn giản hòa tan, sử dụng nước để phá vỡ các liên kết hóa học giữa chúng.
  • Lên men hoặc Acidogenesis: Sự phân hủy hóa học của tinh bột thông qua enzym, vi khuẩn, nấm men và mốc trong môi trường không có oxy.
  • Acetogenesis: Sản phẩm từ giai đoạn lên men được chuyển đổi thành axetat, hydro và carbon dioxide bởi vi khuẩn acetogenic.
  • Methanogenesis: Hình thành methane từ axetat và hydro/carbon dioxide do vi khuẩn men vi sinh methanogenic.

Các vi khuẩn acetogenic phát triển cùng với vi khuẩn men vi sinh methanogenic trong giai đoạn thứ tư của quá trình. Điều này xảy ra vì việc chuyển đổi sản phẩm lên men bởi acetogens chỉ diễn ra khi có nồng độ hydro đủ thấp. Điều này đòi hỏi mối quan hệ chặt chẽ giữa hai loại vi khuẩn.

Quá trình kỵ khí chỉ diễn ra trong điều kiện thiếu oxy nghiêm ngặt. Nó đòi hỏi môi trường sinh học đặc biệt và điều kiện cụ thể. Điều này khác với quá trình hiếu khí.

gia the vi sinh

Ưu điểm của phân hủy kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí chuyển đổi ô nhiễm nước thải thành khí methane, carbon dioxide và một số chất rắn sinh học. Tốc độ tăng trưởng sinh khối thấp hơn nhiều so với quá trình hiếu khí.

Xem thêm:  Các Mẫu Yếm Bò Cho Nàng Thêm Phần Năng Động

Phân hủy kỵ khí yếm khí

Quá trình sinh học phân hủy các chất hữu cơ diễn ra mà không cần oxy. Có 2 quá trình xảy ra trong phân hủy yếm khí. Thứ nhất, vi khuẩn tạo axit ngẫu nhiên sử dụng chất hữu cơ làm nguồn thức ăn và sản xuất các axit bay hơi, các chất khí như carbon dioxide và hydrogen sulfide, chất rắn ổn định và sinh vật. Thứ hai, vi khuẩn kỵ khí sử dụng axit bay hơi làm nguồn thức ăn và sản xuất khí methane, chất rắn ổn định và nhiều khí kỵ khí hơn. Khí methane này có thể sử dụng làm nhiên liệu. Việc duy trì mức pH ổn định là cần thiết để tối ưu hóa sự hình thành khí methane. Sodium bicarbonate cần được cung cấp liên tục để giữ mức pH ổn định.

gia the vi sinh

Tóm tắt

Quá trình hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí giúp chuẩn bị chất thải để phân hủy bằng cách tấn công các chất hữu cơ trong nước thải. Trong phân hủy hiếu khí, chỉ có sinh vật hiếu khí mới có thể tồn tại. Trong quá trình phân hủy thiếu khí, các sinh vật sử dụng quá trình oxy hóa được tìm thấy trong nitrit và nitrat. Trong giai đoạn đầu tiên của quá trình kỵ khí, vi khuẩn tạo axit sử dụng chất hữu cơ như thức ăn và sản xuất các khí, axit và các sinh vật ngẫu nhiên. Thứ hai, giai đoạn methane sử dụng axit bay hơi làm nguồn thức ăn và sản xuất nhiều khí methane. Khí methane này có thể được sử dụng làm nhiên liệu.

Tác giả: Ths. Nguyễn Minh Trí (lược dịch)


_Charmlery là nhà cung cấp hàng đầu các sản phẩm và giải pháp kỹ thuật cho xử lý nước thải sinh học. Để biết thêm thông tin, hãy truy cập trang web của CHARMLERY.*