Hồ sinh học còn gọi là hồ ổn định nước thải. Xử lý nước thải trong các hồ ổn định là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ thời xa xưa. Phương pháp này không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao.
Xử lý theo phương pháp hồ sinh học khá đơn giản và được tóm tắt như sau:
Nước thải – loại bỏ rác, cát sỏi… – hồ ổn định – nước đã xử lý.
Nguyên tắc hoạt động của hồ sinh học:
Khi vào hồ, do vận tốc dòng chảy nhỏ, các loại cặn lắng xuống đáy. Các chất hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ bị các vi sinh vật hấp thụ và oxy hóa mà sản phẩm tạo ra là sinh khối của nó, CO2, các muối nitorat, nitorit… Khí CO2, các hợp chất nitơ, phôtpho được rong, tảo sử dụng trong quá trình quang hợp, giải phóng oxy cung cấp cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ của vi khuẩn. Sự hoạt động của rong, tảo giúp ích cho quá trình trao đổi chất của vi khuẩn. Trường hợp nước thải đậm đặc chất hữu cơ, tảo có thể chuyển từ tự dưỡng sang dị dưỡng, tham gia vào quá trình oxy hóa chất hữu cơ. Nấm, xạ khuẩn cũng thực hiện quá trình này.
Các hợp chất nitơ, phôtpho, cacbon… trong hồ sinh học cũng được chuyển hóa theo chu trình riêng với sự tham gia của vi khuẩn, tảo và các thực vật bậc cao khác. Xử lý nước thải ở hồ sinh học là lợi dụng quá trình tự làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải. Lượng oxy cho quá trình sinh hóa chủ yếu là do không khí xâm nhập qua mặt thoáng của hồ và do quá trình quang hợp của thực vật nước.
Cơ sở khoa học của phương pháp:
Dựa vào khả năng tự làm sạch của nước, chủ yếu là vi sinh vật và các thủy sinh khác, các chất nhiễm bẩn bị phân hủy thành các chất khí và nước. Như vậy, quá trình làm sạch không phải thuần nhất là quá trình hiếu khí mà còn có cả quá trình tùy tiện và kị khí. Theo quá trình sinh hóa người ta chia hồ sinh học ra làm 3 loại : hồ kỵ khí, hồ hiếu khí và hồ tùy tiện. Các loại ao hồ sinh học có thể áp dụng thích hợp ở nước ta nếu diện tích mặt bằng và các điều kiện khác cho phép. Các ao hồ có thể làm một bậc hoặc nhiều bậc xử lý. Chiều sâu của hồ bậc sau thường sâu hơn bậc trước. Thiết bị đưa nước vào hồ phải có cấu trúc thích hợp để phân phối đều hỗn hợp bùn nước trên toàn bộ diện tích hồ.
Quá trình xử lý nước thải của hồ sinh học phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên. Hiện nay chưa có chỉ tiêu thiết kế chung cho hồ sinh học. Hầu hết các hồ sinh học được thiết kế, xây dựng trên cơ sở kinh nghiệm hoặc nghiên cứu thực nghiệm đối với các loại nước thải cụ thể trong các điều kiện cụ thể.
