Có rất nhiều hạn chế như: chỉ xử lý được nước thải có mức độ ô nhiễm thấp, chi phí vận hành cho xử lý cao (tiền điện và hóa chất bổ sung), tính ổn định của hệ thống không cao, tạo ra nhiều bùn thải. Đối với phương pháp xử lý kị khí thông thường thì cần phải thời gian dài, không xử lý được triệt để (nước thải ra chưa đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945/2005-loại B), nước sau xử lý có mùi thối.

Để khắc phục các nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí và kị khí nêu trên, chúng tôi đưa ra quy trình công nghệ xử lý nước thải bị ô nhiễm chất hữu cơ bằng hệ thống điều khiển tự động xử lý kị khí nước thải bị ô nhiễm các chất hữu cơ. Công nghệ này là kết quả của Đề tài nghiên cứu KC.04.21 và dự án sản xuất thử nghiệm KC.04.DA01/06-10 cấp nhà nước, thuộc Chương trình công nghệ sinh học.

Các bước xử lý có thể tóm tắt như sau:

– Thu gom nước thải cần xử lý vào bể thu gom, trong đó nước sát trùng được tách dòng để không thu gom vào bể thu gom,

– Điều hòa nước thải để điều chỉnh các chỉ tiêu cơ bản của nước thải, làm lắng sơ bộ nước thải,

– Xử lý kị khí nước thải trong các môđun xử lý bằng cách cho nước thải đi qua lớp bùn kị khí có chất mang.

– Xử lý mùi bằng các hợp chất Ca2+ và làm lắng nước thải.

Hệ thống xử lý nước thải để thực hiện quy trình công nghệ xử lý nước thải bị ô nhiễm chất hữu cơ bằng phương pháp kị khí gồm:

– Bể thu gom để thu gom nước thải cần xử lý, trong đó nước sát trùng được tách dòng để không thu gom vào bể thu gom,

– Bể điều hòa nước thải để điều chỉnh các chỉ tiêu cơ bản của nước thải,

– Bể lắng sơ bộ nước thải,

– Các môđun xử lý kị khí nước thải bao gồm lớp bùn kị khí có chất mang vi sinh vật bằng polyetylen và máy khuấy,

– Bể lắng để xử lý mùi bằng các hợp chất Ca2+ và làm lắng nước thải.

Các chỉ tiêu cơ bản của nước thải là COD, BOD5, SS, độ pH và tỉ lệ các nguyên tố C : N : P : K được điều chỉnh nhằm tăng hiệu suất xử lý của hệ thống. Ngoài ra, để tăng hiệu quả bám dính của vi sinh vật lên chất mang sử dụng chất trợ bám dính và chất mang vi sinh vật còn có tác dụng lọc loại bỏ cặn cơ học. Hơn nữa, nước làm mát cũng được tách dòng để không thu gom vào bể thu gom.

Bản chất kỹ thuật là xử lý kị khí hoàn toàn trên cơ sở các môđun được điều khiển tự động và các hệ thống xử lý mùi thối. Theo đó các công ty và các cơ sở cần thiết xử lý nước thải có thể mua, lắp đặt phù hợp với lượng nước thải cần phải xử lý của mình. Hệ thống xử lý không cần diện tích lớn, dễ nhân rộng và rút gọn khi cần thiết.

Trong quy trình công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí theo giải pháp hữu ích có bốn công đoạn chính là thu gom, điều hòa, xử lý kị khí trong các môđun xử lý kị khí dòng chảy ngược có chất mang, xử lý mùi và để lắng.

Việc thiết kế, chế tạo các môđun xử lý 4 là việc rất quan trọng, môđun này có hình trụ và được chế tạo bằng inox. Bên trong môđun được thiết kế các giá đỡ để cố định các chất mang vi sinh vật. Việc cố định chất mang phải đảm bảo tính đều khắp, bền lâu trong hệ thống. Lớp chất mang bằng polyetylen vừa có tính chất cố định các vi sinh vật, vừa có tính trợ lọc. Nước thải được bơm từ dưới lên trên qua lớp bùn kị khí và qua lớp chất mang. Việc tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải bằng hệ thống khuấy. Môđun được thiết kế kín đảm bảo không cho không khí lọt vào ảnh hưởng đến hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật.

Quy trình xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí bao gồm các công đoạn:

Công đoạn thu gom nước thải: Công đoạn thu gom nước thải tuy không phức tạp nhưng lại có ý nghĩa thực tiễn rất lớn. Công đoạn này phải thu gom được tất cả lượng nước thải cần xử lý nhưng lại phải tách được dòng, loại bỏ nước sát trùng, nước làm mát cần phải xử lý ra ngoài. Việc này cực kỳ cần thiết vì có loại bỏ được chất sát trùng ra ngoài thì hệ thống xử lý mới hoạt động ổn định và loại bỏ nước làm mát không cần xử lý ra ngoài để giảm lượng nước cần phải xử lý. Nước thải thông thường được thu gom về bể ngầm. Bể ngầm xây dựng to hay nhỏ là tùy thuộc vào lượng nước thải của cơ sở sản xuất. Bể thu gom nước thải còn có tác dụng điều hòa lưu lượng của chất ô nhiễm giúp cho hệ thống hoạt động ổn định.

Công đoạn điều hòa, lắng sơ bộ: Đây là một trong những công đoạn rất quan trọng. Ở công đoạn này nước thải được điều chỉnh những chỉ tiêu cơ bản và được lắng sơ bộ loại bỏ cặn cơ học và các chất rắn không hoà tan trước khi bơm vào các môđun xử lý kị khí. ở công đoạn này các chỉ tiêu quan trọng đều được kiểm tra như độ pH, mức độ ô nhiễm và tỉ lệ các nguyên tố chủ yếu.