Công nghệ AAO xử lý nước thải sinh hoạt: Nguyên lý và ưu điểm

Công nghệ AAO (Anaerobic - Anoxic - Oxic) là giải pháp sinh học liên tục sử dụng chuỗi 3 hệ vi sinh vật (Kỵ khí - Thiếu khí - Hiếu khí) để loại bỏ đồng thời các chất hữu cơ, Nitơ và Photpho trong nước thải sinh hoạt. Đây là một trong những công nghệ phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay, giúp nước thải đầu ra dễ dàng đạt các tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt như QCVN 14:2025/BTNMT

Công nghệ AAO là gì?

Công nghệ AAO (hay còn gọi là A2O) là quy trình xử lý nước thải bao gồm 3 giai đoạn: Anaerobic (kỵ khí) – Anoxic (thiếu khí) – Oxic (hiếu khí). Công nghệ xử lý nước thải AAO là phương pháp sinh học hoạt động nhờ vào sự sinh trưởng và phát triển của các hệ vi sinh vật như là: thiếu khí, kị khí và hiếu khí.

Ngoài ra, còn dựa vào quá trình hoạt động mạnh mẽ khi hấp thụ và phân hủy các chất hữu cơ (chất ô nhiễm trong nước thải) giúp nguồn nước thải được xử lý hiệu quả, đảm bảo đạt chuẩn theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ AAO

Bể kỵ khí (Anaerobic)

Bể kỵ khí là nơi không có sự hiện diện của oxy hòa tan. Trong môi trường này, các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ và hấp thu hợp chất chứa Phốt pho (Poly-P). Quá trình này còn gọi là khử Phốt pho sinh học. Các vi khuẩn phân giải sẽ giải phóng axit béo dễ bay hơi, là nguồn carbon nội sinh phục vụ cho quá trình khử Nitrat ở bể kế tiếp.

Bể thiếu khí (Anoxic)

Tại bể thiếu khí, vi sinh vật sử dụng Nitrat (NO₃⁻) làm chất nhận electron để phân hủy các chất hữu cơ còn lại. Quá trình này gọi là khử Nitrat hay khử Nitơ, giúp chuyển hóa Nitrat thành khí Nitơ (N₂) và giải phóng ra khỏi nước. Đây là bước then chốt trong việc giảm hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải.

Bể hiếu khí (Oxic)

Bể hiếu khí được cung cấp oxy liên tục bằng hệ thống sục khí. Vi sinh vật hiếu khí tại đây thực hiện quá trình oxy hóa các chất hữu cơ còn lại và chuyển Ammoni (NH₄⁺) thành Nitrat qua hai bước: chuyển hóa NH₄⁺ thành Nitrit (NO₂⁻), sau đó chuyển hóa NO₂⁻ thành NO₃⁻. Ngoài ra, vi sinh vật hấp thu lại Phốt pho để tổng hợp tế bào mới, tạo bùn hoạt tính.

Để duy trì hiệu quả xử lý tại bể Oxic, cần bổ sung và duy trì mật độ vi sinh thích hợp. Nhiều hệ thống hiện nay sử dụng men vi sinh Microbe Lift IND và men vi sinh Microbe lift N1 nhằm tăng cường khả năng phân hủy chất hữu cơ và phục hồi hệ vi sinh khi gặp sự cố.

👉 Xem chi tiết sản phẩm:men-microbe-lift-ind

Quy trình hoạt động của công nghệ AAO

Xử lý nước thải qua công nghệ AAO sẽ trải qua 3 giai đoạn cơ bản sau đây: 

Giai đoạn sinh học kỵ khí (Anaerobic)

Các vi sinh vật kỵ khí hoạt động mạnh mẽ và tham gia vào quá trình phân huỷ chất hữu cơ hoà tan tại bể sinh học kỵ khí. Để vi sinh vật sinh trưởng, phát triển, chúng sẽ hấp thụ và phân huỷ các chất hữu cơ và khoáng chất trong nước thải sau đó chuyển hoá chúng thành thức ăn và sinh ra các chất mới ở dạng khí. 

Kết hợp với máy sục khí sẽ kích thích sinh trưởng cho toàn bộ hệ vi sinh vật, các bọt khí sinh ra, khiến hạt bùn bám vào bọt khí và thoát ra ngoài với thiết bị vớt bọt.

Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ của vi sinh vật với công nghệ AAO sẽ có phương trình hoá học như sau:

Hữu cơ + Vi Khuẩn kỵ khí → CO2 + H2S + CH4 + hợp chất khác + năng lượng

Hữu cơ + Vi Khuẩn kỵ khí + năng lượng → C5H7O2N (Tế bào vi khuẩn mới)

Quá trình kỵ khí trải qua 4 giai đoạn sau đây: 

• Thủy phân 
• Acid hóa 
• Acetane hóa
• Methane hóa

Giai đoạn sinh học thiếu khí (Anoxic)

Nước thải hiện nay hầu hết chứa hàm lượng photpho và nito rất cao, 2 yếu tố này rất cần thiết để xử lý triệt để. Bể sinh học Anoxic sẽ là nơi diễn ra quá trình khử N và P hiệu quả nhờ vào các vi sinh vật hiếu khí tồn tại trong điều kiện không có oxy. Quá trình Nitrat hóa và phosphoryl cùng xảy ra song song giúp khử hoàn toàn các chất độc hại chứa trong nước thải.

• Quá trình nitrat hóa 

Nhờ vào hỗ trợ của hai chủng loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Trong điều kiện thiếu khí,quá trình nitrat hóa diễn ra trong 2 giai đoạn sau:

• Giai đoạn đồng hóa: khử NO3 -> NH4+ 
• Giai đoạn dị hóa: khử NO3 -> NO2 -> N2O -> N2 

Khí nitơ được xử lý nhờ sự bay hơi và thoát ra khỏi nguồn nước thải. 

• Quá trình photphorin hóa

Với sự tham gia của vi khuẩn Acinetobacter, loại bỏ hoàn toàn hàm lượng photpho trong quá trình tổng hợp các hợp chất mới hay các hợp chất mới có chứa photpho nhưng lại dễ bị phân hủy bởi vi khuẩn Acinetobacter. Thường thì bể Anoxic sẽ được bố trí thêm máy khuấy chìm để làm xáo trộn nguồn nước, từ đó tạo ra môi trường thiếu oxy tạo điều kiện cho hệ vi sinh vật thiếu khí sinh trưởng và phát triển. Từ đó mà quá trình nitrat hóa và photphorin hoá diễn ra thuận lợi hơn.

Quá trình sinh học hiếu khí (Oxic) 

Nhờ vào hoạt động của vi sinh vật hiếu khí trong điều kiện oxy, nồng độ pH,… thích hợp sẽ giúp quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ tại bể hiếu khí trở nên dễ dàng. Đồng thời, Vi sinh vật còn sử dụng nitơ và photpho có trong nước thải để tổng hợp tế bào mới, CO2, H2O và giải phóng năng lượng. 

Bên cạnh đó, các sinh vật tự dưỡng còn tham gia vào quá trình sunfat hóa và nitrat hóa khi phân hủy khí H2S và NH4+ .

Phân hủy các chất hữu cơ trải qua 3 quá trình xử lý sinh học hiếu khí sau: 

– Quá trình  1: Thủy phân và oxy hoá các chất hữu cơ: 

Hữu cơ + O2 -> CO2 + H2O + năng lượng 

– Quá trình 2: Tổng hợp tế bào VSV mới: 

Hữu cơ + O2 + NH3 -> Tế bào vi sinh + CO2 + H2O + năng lượng 

– Quá trình 3: Phân hủy nội sinh: 

C5H7O2N + O2 -> CO2 + H2O + NH3 + năng lượng

Ưu điểm của công nghệ AAO

• Loại bỏ đồng thời BOD, COD, Nitơ và Phốt pho trong một hệ thống tích hợp.
• Không cần sử dụng nhiều hóa chất, giảm chi phí vận hành.
• Dễ điều khiển và tự động hóa cao, phù hợp với nhiều quy mô công trình.
• Thích hợp với nước thải có hàm lượng dinh dưỡng cao, như nước thải sinh hoạt, chăn nuôi, chế biến thực phẩm.
• Thân thiện môi trường, tạo lượng bùn ít hơn so với các công nghệ khác.

Ứng dụng thực tế của công nghệ AAO

Công nghệ AAO được ứng dụng phổ biến tại:

• Trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, chung cư, đô thị.
• Trang trại chăn nuôi, đặc biệt là heo và gà.
• Nhà máy chế biến thực phẩm, sữa, thủy sản.
• Bệnh viện, trường học, khu công nghiệp tập trung.

Với khả năng xử lý toàn diện, công nghệ AAO thường được tích hợp cùng các công nghệ lọc màng hoặc khử trùng UV để đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải hoặc tái sử dụng.

Để tối ưu hóa diện tích và nâng cao hiệu suất, trong thực tế ít khi người ta xây dựng bể AAO truyền thống (bể lắng cơ học) mà thường kết hợp thành các module hiện đại:

Lưu ý khi thiết kế và vận hành hệ thống AAO

• Cần kiểm soát tải lượng hữu cơ và dinh dưỡng đầu vào ổn định.
• Đảm bảo cung cấp oxy đầy đủ cho bể hiếu khí bằng hệ thống thổi khí.
• Tuần hoàn bùn từ bể lắng về bể thiếu khí hoặc kỵ khí để duy trì mật độ vi sinh.
• Kiểm tra định kỳ chất lượng bùn, pH, nhiệt độ, chỉ số F/M và SRT để hệ thống hoạt động hiệu quả.

                                                       Hệ thống xử lý nước thải ứng dụng công nghệ AAO

Nếu Quý doanh nghiệp đang gặp khó khăn trong vấn đề xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay với chúng tôi theo Hotline:0903 371 885 để nhận được sự được tư vấn và hỗ trợ của đội ngũ kỹ thuật viên vô cùng chuyên nghiệp đến từ Môi Trường Hải Đăng