Phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải, giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm như BOD, COD, Nitơ (N), Photpho (P). Đây là phương pháp phổ biến, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.

1. Các phương pháp xử lý sinh học nước thải

Phương pháp sinh học được chia thành xử lý kỵ khí, hiếu khí và kết hợp:

🔹 1.1. Xử lý sinh học kỵ khí (Anaerobic) – Không cần oxy

👉 Dành cho nước thải có nồng độ ô nhiễm cao (BOD > 500 mg/L)

• Vi sinh vật kỵ khí phân hủy chất hữu cơ thành khí sinh học (CH₄, CO₂, H₂S).

• Ứng dụng: Nước thải thực phẩm, chăn nuôi, bùn hoạt tính...

Công nghệ kỵ khí phổ biến:

• Bể tự hoại (Septic tank): Dùng trong hộ gia đình, xử lý sơ bộ nước thải.

• UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Nước thải chảy từ dưới lên qua lớp bùn vi sinh.

• IC (Internal Circulation): Cải tiến của UASB, xử lý nước thải có nồng độ BOD rất cao.

🔹 1.2. Xử lý sinh học hiếu khí (Aerobic) – Cần cung cấp oxy

👉 Dành cho nước thải có nồng độ ô nhiễm thấp đến trung bình (BOD < 500 mg/L)

• Vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy để phân hủy chất hữu cơ thành CO₂ và nước.

• Ứng dụng: Xử lý nước thải sinh hoạt, y tế, sản xuất thực phẩm...

Công nghệ hiếu khí phổ biến:

• Aerotank (Bùn hoạt tính hiếu khí): Sục khí liên tục để cung cấp oxy cho vi sinh vật.

• SBR (Sequencing Batch Reactor): Hoạt động theo chu kỳ, giảm diện tích lắp đặt.

• MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor): Dùng giá thể vi sinh giúp tăng hiệu suất xử lý.

• MBR (Membrane Bioreactor): Kết hợp bể hiếu khí với màng lọc để loại bỏ vi khuẩn, cặn lơ lửng.

🔹 1.3. Xử lý sinh học kết hợp (Hiếu khí + Kỵ khí)

👉 Dành cho nước thải chứa cả chất hữu cơ dễ phân hủy & chất khó phân hủy (Nitơ, Photpho)

• AAO (Anaerobic - Anoxic - Oxic): Kết hợp 3 giai đoạn kỵ khí - thiếu khí - hiếu khí, loại bỏ BOD, COD, Nitơ, Photpho.

• Công nghệ Biofilter (Lọc sinh học): Nước thải chảy qua lớp vật liệu lọc có vi sinh vật bám dính.

• Hồ sinh học (Lagoons): Dùng cho khu vực có diện tích lớn, xử lý tự nhiên nhờ tảo và vi sinh vật.

2. Ưu điểm & Nhược điểm của phương pháp sinh học

✅ Ưu điểm:
✔ Chi phí vận hành thấp hơn so với xử lý hóa học.
✔ Ít tạo ra chất thải thứ cấp nguy hại.
✔ Thân thiện với môi trường.

❌ Nhược điểm:
✖ Thời gian xử lý dài, phụ thuộc vào hoạt động của vi sinh vật.
✖ Cần kiểm soát nhiệt độ, pH, oxy để vi sinh vật hoạt động hiệu quả.

3. Quy trình xử lý nước thải sinh học tiêu chuẩn

1️⃣ Bể lắng sơ cấp: Loại bỏ rác thô, dầu mỡ.
2️⃣ Bể kỵ khí (UASB, Septic): Phân hủy chất hữu cơ nồng độ cao.
3️⃣ Bể thiếu khí (Anoxic, AAO): Khử Nitrat, loại bỏ Photpho.
4️⃣ Bể hiếu khí (Aerotank, MBBR, SBR, MBR): Xử lý triệt để BOD, COD, NH4⁺.
5️⃣ Bể lắng thứ cấp: Loại bỏ bùn sinh học, tuần hoàn bùn về hệ thống.
6️⃣ Bể khử trùng (UV, Ozone, Clo): Diệt khuẩn trước khi xả ra môi trường.

4. Ứng dụng của phương pháp sinh học

✅ Xử lý nước thải sinh hoạt, khu dân cư, bệnh viện.
✅ Xử lý nước thải thực phẩm, chế biến thủy sản, dệt nhuộm.
✅ Ứng dụng trong xử lý nước thải chăn nuôi, bia, rượu.