Lò phản ứng sinh học Bioreactor đang được coi như một giải pháp mới trong lĩnh vực xử lý nước thải bệnh viện hiện nay, với các công nghệ tiên tiến cùng quy chuẩn đầu ra đảm bảo được chất lượng sẽ là tương lai của ngành xử lý nước thải y tế. Cùng Môi trường HANA tìm hiểu thêm về lò phản ứng sinh học Bioreactor trong bài viết này ngay nhé.
Lò phản ứng sinh học Bioreactor là gì?
Bioreactor là một nồi phản ứng sinh học khép kín, được sử dụng để xử lý sinh học, cụ thể nhằm hỗ trợ sự phát triển của các tế bào và mô như nấm men, vi khuẩn trong điều kiện được kiểm soát. Bên cạnh đó, Bioreactor cũng được áp dụng trong quá trình chuyển đổi nguyên liệu thô thành các sản phẩm phụ hữu ích, ví dụ như quá trình chuyển đổi sinh học của ngô thành Ethanol.
Bioreactor còn được sử dụng trong sản xuất các loại dược phẩm như insulin và kháng sinh và mang đến hiệu quả cao với các mô hình xử lý nước thải vĩ mô bằng phương pháp ứng dụng sinh học. Lò phản ứng Bioreactor đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định nhiệt độ, độ ẩm, độ pH và kiểm soát các phương tiện khí cần thiết trước khi bắt đầu diễn ra phản ứng sinh hóa. Khi sử dụng lò phản ứng sinh học Bioreactor, nếu biết cách kết hợp với tốc độ khuấy thích hợp, tế bào sẽ được tạo điều kiện tối đa để tăng trưởng và nâng cao hiệu suất.
Kiến thức cơ bản về lò phản ứng sinh học Bioreactor
- Đây là hệ thống hoạt động theo phương pháp sinh học, có tác dụng bảo vệ môi trường bằng cách ngăn ngừa hệ thống nhà kính.
- Dạng hình trụ, được làm từ chất liệu thép không gỉ, thể tích tính theo lít hoặc mét khối.
- Cần có thêm các bể, bên trong đó sẽ diễn ra quá trình phản ứng hóa học được thực hiện bởi các vi sinh vật hoặc hoạt chất sinh hóa bắt nguồn từ các sinh vật đó.
- Các sinh vật đó có thể là vi sinh hiếu khí hoặc kỵ khí.
- Nhờ khuấy đảo liên tục, lò phản ứng sinh học cung cấp một môi trường đồng nhất, tương tự nhau ở mọi điểm.
- Lò phản ứng sinh học Bioreactor tạo ra một môi trường phát triển tốt cho các sinh vật hoặc tế nào với các chỉ số (nhiệt độ, độ ẩm, độ pH và oxy) được kiểm soát ổn định.
- Về chất nền trong lò phản ứng sinh học Bioreactor:
Chất nền giới hạn: Các chất nền trong lò phản ứng (như nguồn năng lượng, carbon hoặc các nguồn dinh dưỡng) sẽ bị cạn kiệt nếu xảy ra quá trình tăng trưởng hàng loạt. Các chất nền này có ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển tế bào về mặt động học.
Chất nền quá mức: Đây là loại chất nền tương tự như chất nền giới hạn, nhưng không bị cạn kiệt sau giai đoạn tăng trưởng. Các chất nền này không ảnh hưởng đến sự phát triển tế bào về mặt động học.
Các giai đoạn trong lò phản ứng sinh học Bioreactor
Quá trình xử lý nước thải Bioreactor diễn ra với 3 giai đoạn chính bao gồm: xử lý ngược dòng, xử lý sinh học và xử lý hạ nguồn. Qua các giai đoạn này, nguyên liệu thô có thể chuyển hóa thành sản phẩm hoàn chỉnh.
Xử lý ngược dòng
Các nguyên liệu thô có đặc tính sinh học hoặc phi sinh học sẽ được thay đổi thành một dạng phù hợp hơn qua quá trình xử lý ngược dòng. Giai đoạn này bao gồm các bước:
- Phản ứng thủy phân
- Chuẩn bị môi trường lỏng để nuôi cấy vi sinh
- Phân loại hạt
- Lọc khí
- Bên cạnh đó còn có các hoạt động chuẩn bị khác.
Xử lý sinh học
Sau giai đoạn xử lý ngược dòng, sản phẩm thu được sẽ tiếp tục được đưa sang để trải qua một hoặc nhiều giai đoạn xử lý sinh học. Giai đoạn xử lý sinh học dựa trên nền tảng là các phản ứng sinh học. Giai đoạn này bao gồm 3 quá trình:
- Quá trình tạo ra sinh khối
- Quá trình trao đổi chất tổng hợp
- Quá trình biến đổi về mặt sinh học
Xem thêm: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí
Xử lý hạ nguồn
Đây là giai đoạn xử lý cuối cùng, sản phẩm được tạo ra trong lò phản ứng sinh học Bioreactor sẽ được xử lý qua bước này để thay đổi thành dạng hữu ích hơn. Quá trình này chủ yếu bao gồm các hoạt động phân loại vật lý:
- Phân tách chất lỏng và chất rắn
- Hấp phụ
- Chiết chất lỏng với chất lỏng
- Chưng cất sản phẩm
- Sấy sản phẩm
Các loại lò phản ứng sinh học Bioreactor
Trên thị trường hiện nay, có 3 loại lò phản ứng sinh học Bioreactor được ưa chuộng, bao gồm: Lò phản ứng sinh học batch Bioreactor, lò phản ứng sinh học liên tục và lò phản ứng sinh học hàng loạt Fed
Lò phản ứng Batch Bioreactor
Quy trình xử lý sinh học xảy ra hàng loạt, cách vận hành là làm đầy lò phản ứng với dung môi hoặc tiêm chất phản ứng trong khi không cần bổ sung thêm các chất dinh dưỡng hoặc dung môi, cho đến khi kết thúc quá trình tăng trưởng.
Lò phản ứng sinh học liên tục
Trong quá trình xử lý, lò phản ứng sinh học sẽ liên tục được cung cấp các chất dinh dưỡng và dung môi. Vì thu hoạch được các sản phẩm liên tục, quy trình liên tục này có thể mang đến khối lượng sản phẩm thu hoạch được lớn hơn và chiến dịch phản ứng sinh học kéo dài thời gian hơn. Trong khi đó, nếu các chiến dịch phản ứng sinh học kéo dài thời gian hơn, khả năng nhiễm bẩn sẽ tăng lên đáng kể.
Lò phản ứng hàng hoạt Fed
Đây là lò phản ứng phổ biến nhất và được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Lò phản ứng chỉ cần được cung cấp khối lượng nhỏ đầu vào. Sau đó, cung cấp dung môi và chất dinh dưỡng theo kế hoạch đã được lên lịch từ trước mà không cần loại bỏ nguyên liệu thu hoạch. Sau khi hoàn tất quá trình, sản phẩm thu được sẽ qua khâu xử lý hạ nguồn.
Cân nhắc trong thiết kế lò phản ứng Bioreactor
Khi thiết kế lò phản ứng Bioreactor, ta cần lưu ý đến các yếu tố sau:
- Lượng oxy dành cho vi sinh vật hiếu khí (Thủy sinh aqua)
- Quản lý nhiệt độ sao cho phù hợp
- Giám sát vi sinh nuôi cấy chặt chẽ
- Đảm bảo tính vô trùng
Nếu bạn đang tìm một đơn vị xử lý nước thải uy tín để được tư vấn về lò phản ứng sinh Bioreactor, bạn có thể liên hệ với Công ty TNHH Giải pháp Môi trường HANA. Tại đây, chúng tôi có đội ngũ chuyên viên tư vấn tận tình, cung cấp thông tin đầy đủ trong hệ thống xử lý nước thải y tế và đưa ra các giải pháp cho các vấn đề như vị trí lắp đặt, loại lò phản ứng cần lắp đặt, chi phí lắp đặt,…
Bên cạnh đó, chúng tôi có thể giúp bạn giám sát quá trình vận hành chặt chẽ để đảm bảo lò phản ứng sinh học đạt hiệu suất cao nhất có thể. Bạn có thể liên hệ với Công ty TNHH Giải pháp Môi trường HANA qua:
Địa chỉ: 20/6 Nguyễn Văn Dung, P.6, Q. Gò Vấp, TP. HCM
Điện thoại: 028 2266 1616 / 028 2242 1818.
