Vi khuẩn và các vi sinh vật (VSV) phát triển trên bề mặt vật liệu đệm, hình thành màng sinh học dày đặc, ổn định và đa dạng, giúp lọc các chất ô nhiễm qua khe rỗng và màng sinh học một cách hiệu quả. Tuy nhiên, chi phí vật liệu và thời gian hình thành màng vẫn là thách thức, đặt mục tiêu tìm vật liệu đệm rẻ, thân thiện môi trường và tối ưu hóa thời gian vận hành.

Ảnh minh họa

LECA (đất sét nhẹ nung) đã được chứng minh là vật liệu đệm lý tưởng cho lọc sinh học: dễ vận hành, chi phí thấp, diện tích bề mặt lớn, khả năng hấp phụ và trao đổi ion mạnh, cùng với độ bền cơ học cao sau nung. Đất sét nung có tiềm năng loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng, và có thể phát huy cơ chế hấp phụ/tráo đổi ion để xử lý các thành phần như SS, BOD5, COD, N-NH4+, NO3-, P-PO43-, đồng thời hỗ trợ sinh trưởng VSV và ổn định hệ thống lọc.

Thí nghiệm cột lọc với 3 cột (đường kính hạt 5–10 mm, lưu lượng 7,07 L/h, vận tốc 0,1 m/h) cho thấy đất sét nung ở lớp dày 0,8 m đạt chuẩn loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT. Hiệu suất lần lượt là COD 83,8%; BOD5 84,1%; P-PO43- 42,2%; N-NO3- 74,4%; N-NH4+ 30,4%. Enzyme cho thấy hoạt động VSV tập trung ở lớp trên, và tăng chiều dày lớp vật liệu không mang lại lợi ích đáng kể cho hiệu suất xử lý. Từ đó, đất sét nung được đánh giá có tiềm năng là giá thể sinh học cho hệ thống lọc sinh học nước thải.