Mương oxy hóa: Công trình xử lý nước thải hiệu quả trong Khu công nghiệp

Việc sử dụng lượng bùn hoạt tính lơ lửng và chuyển động liên tục nhằm phá hủy các hợp chất hữu cơ nên mương oxy hóa có sinh khối lớn cũng như sinh ra lượng bùn chết lớn. Sau quá trình phản ứng thì nước thải được chuyển đến bể lắng nhằm tách toàn bộ lượng bùn ra khỏi nước thải đầu ra.

Nhằm duy trì lượng bùn trong mương oxy hóa thì lượng bùn tại bể đầu ra sẽ được tuần hoàn lại khu vực đầu dẫn. Người ta thường gọi lượng bùn này là bùn hoạt tính.

Việc sử dụng mương oxy hóa kép sẽ làm cho hệ thống xử lý nước thải giảm được bể lắng bậc 1, chỉ duy trì bể lắng bậc 2 nên hệ thống gọn hơn và dễ vận hành hơn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mương oxy hóa

Mương oxy hóa kép thông thường được xây dựng theo hình oval, có chiều sâu mương từ 1m - 1,5m, trong mương thường duy trì vận tốc dòng nước từ 0,1m/s đến 0,4m/s. Nhằm tạo nên sự tiếp xúc tốt giữa nước, oxy, bùn hay nói cách khác là tăng hiệu quả của quá trình hoạt động hệ thống nhằm duy trì và phát triển sinh khối thì thường bố trí thêm thiết bị khuấy trộn trục ngang.

Cấu tạo của hệ thống mương oxy hóa được thể hiện trong sơ đồ sau:

Nhằm tăng hiệu quả cũng như tăng quá trình phản ứng đồng thời giảm không gian xây dựng hệ thống xử lý nước thải thì mương oxy hóa thường được xây dựng theo hình zigzac.

Nguyên lý hoạt động của mương oxy hóa

Với những đặc điểm cấu tạo như trên thì khi bùn hoạt tính phát triển, các vi sinh vật cùng với oxy sẽ bẻ gãy các mạch, các chất hữu cơ của các chất gây ô nhiễm, phát triển sinh khối và giảm nồng độ ô nhiễm có trong nước thải. Quá trình oxy hóa, phản ứng xảy ra dọc mương oxy hóa và sự khuấy trộn giúp tăng quá trình phản ứng nhưng thực tế đã chứng minh quá trình phản ứng diễn ra hiệu quả nhất ở một số điểm sau:

- Khu vực đầu máy thổi khí: Với mật độ oxy lớn cũng như các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy trực tiếp các chất hữu cơ, giảm COD, BOD5, quá trình Nitrat hóa gốc NH4+ thành gốc NO3-.

- Khu vực khuấy trộn: với hoạt động đảo trộn của máy khuấy thì hỗn hợp bùn và nước thải có sự tiếp xúc tốt nhất.

Sau quá trình phản ứng giữa bùn hoạt tính, oxy và các chất hữu cơ trong nước thải thì hỗn hợp được chuyển đến bể lắng thứ cấp nhằm tách bùn ra khỏi nước thải. Sau đó, một phần bùn sẽ được đưa trở lại mương oxy hóa nhằm tăng nồng độ bùn hoạt tính..

Ưu và nhược điểm của mương oxy

Mương oxy hóa có những ưu điểm như sau:

- Chi phía vận hành tương đối thấp do sử dụng ít điện năng;

- Thời gian vận hành lâu dài, có thể đến hơn 40 năm do có độ tin cậy, an toàn cũng như ít bị sốc tải do thay đổi nồng độ và lưu lượng;

- Lượng bùn sinh ra ít hơn các loại bể sinh học hiếu khí tương tự;

- Có khả năng xử lý Ni tơ tương đối tốt;

Mương oxy hóa có nhiều ưu điểm sử dụng trong thực tế

Nhược điểm của mương oxy hóa:

- Diện tích xây dựng tương đối lớn nên không phù hợp với những nơi có diện tích nhỏ như: nhà hàng, khách sạn…;

- Để tăng hiệu quả của quá trình xử lý thì phải thường xuyên kiểm tra thông số suốt quá trình phản ứng trong mương;

- Khả năng xử lý phốt pho không cao.

Các thông số cơ bản cần quan tâm khi vận hành mương oxy hóa

Xử lý sơ bộ: sử dụng các loại lưới chắn rác, lược rác cơ học sẽ được sử dụng thay cho máy nghiền, máy xé rác.

Xử lý bậc 1: Thường ít được sử dụng, chỉ sử dụng phương pháp sục khí mở rộng để nitrat hóa và loại bỏ BOD. Ở đây sục khí mở rộng nhằm giảm thiểu sinh sản bùn cũng như cung cấp khoảng thời gian dài cho quá trình khử bùn nội sinh.

Thiết kế về tải lượng: Dựa vào quá trình sục khí mở rộng với sự cân bằng tốc độ dòng chảy trung bình hằng ngày. Hoặc sử dụng tải lượng BOD/NH4 trung bình (kg/ngày) cho mức cao nhất trong năm làm cơ sở cho thiết kế.

Thời gian lưu bùn: Để phân hủy nội sinh, thời gian lưu bùn trong tối ưu thường từ 15 – 30 ngày. Hoặc Thời gian lưu bùn có thể lâu hơn 40 ngày để giảm lượng bùn thải.

Hình dạng mương: Hình dạng mương là hình bầu dục thon dài, bao gồm: uốn cong ở một đầu, uốn cong ở cả hai đầu, gấp làm đôi, ống xoắn và tròn. Các ngăn có thể phân tách bằng một bức tường hoặc bởi một ngăn như hòn đảo ở trung

Thiết bị sục khí: Aire - O2, khối quay dạng bàn chải, khối quay dạng đĩa, Aerostrip…

Vận tốc mương: Vận tốc dòng nước thiết kế trong kênh là 0.3m/s. Nhà sản xuất đánh giá các thiết bị sục khí trên 1 đơn vị thể tích trên 1 mét chiều dài cơ sở để duy trì vận tốc 0.3m/s

Lượng Oxy hòa tan: DO của máy sục cung cấp cho quá trình nầy là 2 mg/l nhằm để quá trình Nitrat hóa hoàn toàn, tốc độ nitrat hóa tăng khi tăng DO lên khoảng 3-4 mg/l. Không duy trì lượng oxy hòa tan trong mương dưới 2mg/l.

Tuần hoàn bùn: Cần phải thường xuyên tuần hoàn bùn nên để bùn tuần hoàn cho mương oxi hóa cao hơn so với các quá trình bùn hoạt tính hỗn hợp.

Thể tích mương: Thể tích mương được xác định bởi tốc độ dòng chảy và thời gian lưu nước, thời gian lưu nước dựa trên phương trình động học.

Ứng dụng của mương oxy hóa trong xử lý nước thải

Mương oxy hóa thường được ứng dụng để xử lý nước thải các ngành cao su, thủy sản có COD, BOD, Nito cao. và được tin tưởng lựa chọn như công nghệ tối ưu, đơn giản để đảm bảo xử lý hiệu quả các chất hữu cơ cũng như chất dinh dưỡng.

Mương oxy hóa được ứng dụng rất nhiều trong thực tế