Bể Aerotank là gì? Phân loại, cấu tạo, ưu & nhược điểm chi tiết

Xử lý nước thải là vấn đề quan trọng và vô cùng cần thiết. Hiện có rất nhiều bể nước xử lý nước thải, trong đó bể Aerotank được ứng dụng nhiều nhất. Vậy bể Aerotank là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể Aerotank thế nào? Có những loại bể Aerotank nào? Ưu – nhược điểm của loại bể này ra sao? Trong bài viết sau đây chúng tôi sẽ giúp bạn giải đáp chi tiết nhất.

Xem thêm: Cách tính toán – sơ đồ cấu tạo bể sinh học hiếu khí aerotank

Bể Aerotank là gì?

Bể Aerotank còn được gọi là bể sinh học hiếu khí, là loại bể dùng cho quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo. Bể hoạt động dựa trên các chủng vi sinh xử lý nước thải có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ trong nước thải như Nito, H2S, ammonia,…. Tại bể, chất thải hữu cơ sẽ được vi sinh vật có lợi phân hủy bằng cách dùng chất thải hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.

Có những loại bể Aerotank nào?

Hiện có các loại bể Aerotank sau:

Bể Aerotank truyền thống/bể tải trọng thấp

Bể Aerotank tải trọng thấp được dùng khi lượng BOD < 400mg/l, hiệu suất xử lý BOD đạt 95%. Do đó, loại bể này sẽ dùng cho nước thải sinh hoạt. Nước thải sau khi lắng tại bể lắng sơ cấp sẽ chảy qua bể Aerotank và trộn đều cùng bùn hoạt tính ở đầu bể. Hoặc dùng để xử lý nước thải có độ ô nhiễm không cao. Lượng bùn tuần hoàn tại bể sẽ chiếm 20 – 30% lượng nước thải đầu vào.

Một số thông số vận hành bể Aerotank tải trọng thấp

• Toàn bộ thể tích bể phải thiết kế sao cho lưu được nước 6 – 8h nếu dùng hệ thống làm thoáng sục khí, và 9 – 12h nếu dùng phương pháp khuất cơ khí.
• Lượng gió cấp vào bể từ 55- 65m3 khí/1kg BOD5.
• Chỉ số thể tích bùn từ 50 – 150ml/g, bùn phải từ 5 – 15 ngày tuổi.
• BOD đầu vào < 400mg/l
• Hiệu quả xử lý từ 80 – 95%.

Bể Aerotank tải trọng cao một bậc

• Áp dụng với những loại nước thải có BOD lớn hơn 500mg/l
• Thời gian duy trì thổi khí liên tục từ 6 – 8h
• Hiệu suất xử lý từ 90 – 95%

Bể Aerotank tải trọng cao nhiều bậc

Là loại bể có sự kéo dài đường đi của nước thải bằng việc ngăn bể Aerotank thành nhiều ngăn. Nước thải lúc này sẽ di chuyển trong bể lâu hơn. Một số thông số để hoạt động bể là:

• Áp dụng với nước thải chứa BOD > 500mg/l
• Nhiệt độ áp dụng từ 6 – 35 độ C.
• Chất rắn lơ lửng trong bể lớn
• pH trong bể từ 6.5 – 9
• nước thải sau khi lắng sơ cấp thì di chuyển tiếp về bể Aerotank nhiều bậc dọc hoặc ngang
• nạo nước thải theo bậc có tác dụng cân bằng tải lượng BOD theo thể tích và tăng độ hòa trộn oxy nên hiệu quả xử lý trong bể cao hơn.

Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định

Với phương pháp này, bùn từ bể lắng sơ cấp sẽ được trộn cùng bùn hoạt tính sau khi đã hòa trộn, ổn định. Sau đó nó sẽ đi qua ngăn tiếp xúc nhằm hấp thụ các chất lơ lửng, chất bẩn hòa tan trong nước thải. Thời gian lưu nước thải từ 30 – 60 phút rồi mới chảy qua bể lắng cuối.

Bùn tại bể lắng thứ cấp sẽ được bơm tuần hoàn lại đầu bể Aerotank để tái sinh. Tại bể tái sinh bùn sẽ được làm thoáng khoảng 3 – 6h nhằm tăng khả năng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải. Lượng bùn dư sẽ xả ra ngoài trước ngăn tái sinh.

Với phương pháp này, bể Aerotank sẽ có dung tích khá nhỏ, chịu được sự giao động của tải lượng và lưu lượng chất thải.

Bể Aerotank thông khí kéo dài

Bể Aerotank thông khí kéo dài còn gọi là bể Aerotank tải trọng thấp. Thời gian lưu nước thải trong bể khoảng từ 20 – 30h, thường áp dụng xử lý nước thải với nhà máy nhỏ, công suất <3500m3/ngày.

Phương pháp này nước thải sẽ qua song chắn và đi trực tiếp vào bể Aerotank mà không cần qua bể lắng sơ cấp. Lưu lượng bùn sau đó sẽ được cấp vào đầu bể Aerotank thông qua bể lắng cấp 2.

Bể Aerotank thông khí cao có khuấy đảo hoàn chỉnh

Bể này có đặc điểm là khuấy trộn hoàn chỉnh nên nước thải, bùn hoạt tính và oxy được khuấy trộn đều sao cho nồng độ được phân bố đều trong mọi phân tử. Thời gian sục khí ổn định từ 3 – 6h. Tỷ lệ tuần hoàn trong hệ thống pha trộn hoàn toàn khoảng 50 – 150%.

Cấu tạo của bể Aerotank

Bể Aerotank ra đời năm 1887, làm từ bê tông cốt thép. Bể có 2 loại là hình tròn và hình chữ nhật. Nước thải sẽ chảy dọc theo chiều dài và được sục khí nhằm bổ sung oxy hoa tàn, làm tăng cường độ oxy hóa chất bẩn hữu cơ trong nước, mang đến nguồn oxy cần thiết giúp nuôi sống các vi sinh hữu ích trong bể.

Để xây được bể Aerotank thì cần thỏa mãn 3 điều kiện sau:

• Có được số lượng vi sinh lớn trong bể
• Tạo điều kiện để vi sinh liên tục sinh trưởng ở giai đoạn
• Luôn giữ được lượng oxy cần thiết để cung cấp cho vi sinh

Nguyên lý làm việc của bể Aerotank

Bể Aerotank sẽ có nguyên lý làm việc như sau:

• Quá trình đầu tiên là oxy hóa các chất hữu cơ

Quá trình này có thể diễn giải bằng phương trình sau:

CxHyOz + O2 — Enizyme —> CO2 + H2O + H

Giai đoạn này, bùn hoạt tính được hình thành và phát triển nhanh chóng. Tốc độ oxy hóa càng cao thì tốc độ tiêu thụ khí oxy càng nhanh. Lúc này, lượng dinh dưỡng trong chất thải cao nên tốc độ sinh trưởng phát triển của vi sinh rất lớn. Do đó, nhu cầu tiêu thụ oxy trong bể Aerotank lớn.

• Quá trình tổng hợp tế bào mới

CxHyOz + NH3 + O2 — Enizyme —> CO2 + H2O + C5H7NO2 – H

Lúc này, cá vi sinh vật đã phát triển ổn định, nhu cầu tiêu thụ oxy không thay đổi quá nhiều, các chất hữu cơ cũng được phân hủy nhiều nhất. Đồng thời, hoạt lực của enzyme trong bùn hoạt tính cũng ở mức cực đại.

• Quá trình phân hủy nội bào

C5H7NO2 + 5O2 — Enizyme —> 5CO2 + 2H2O + NH3 ± H

Giai đoạn này thì tốc độ tiêu thụ oxy sẽ tăng cao. Đây là lúc nitrat hóa các muối amoni. Sau đó nhu cầu tiêu thụ oxy lại giảm xuống. Khi vận hành bể, cần lưu ý nếu sau quá trình oxy hóa được 80 – 90% mà không khuấy đều thì bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy nên cần thời gian để lấy bùn cặn ra khỏi nước. Nếu không kịp tách bùn thì nước trong bể sẽ ô nhiễm.

Ưu và nhược điểm của bể Aerotank

Ưu điểm

Bể hiếu khí có thể loại bỏ những chất hữu cơ hiệu quả, giảm mùi hôi thối và độ ô nhiễm của nước thải. Quá trình xử lý bằng bể Aerotank sẽ giúp loại bỏ phốt pho, các loại mầm bệnh trong nước thải nông nghiệp để đảm bảo có nguồn nước an toàn cho môi trường.

Ngoài ra, bể hiếu khí còn ổn định lượng bùn, loại bỏ khoảng 97% chất rắn lơ lửng. Với hiệu quả này, bể Aerotank đã trở thành phương pháp xử lý nước thải được ứng dụng rộng rãi, phổ biến nhất.

Nhược điểm

Để vận hành được bể Aerotank thì cần có đội ngũ nhân viên kỹ thuật giàu kinh nghiệm, được đào tạo bài bản và chuyên nghiệp, trình độ kỹ thuật cao. Nếu 1 trong các trạm xử lý gặp sự cố thì nước thải sau khi xử lý vẫn gây ảnh hưởng đến môi trường, có độc tính cao. Quá trình này sẽ không loại bỏ màu của chất thải công nghiệp mà còn làm tăng màu sắc của chúng.

Điều kiện áp dụng xử lý bằng bể Aerotank

Để áp dụng phương pháp xử lý bằng bể Aerotank thì cần đảm bảo các điều kiện sau:

• Tỷ lệ BOD/COD > 0.5 các loại nước thải như: nước thải sinh hoạt, nước thải từ nhà máy chế biến hải sản, đường, thủy sản, giấy,…
• Quá trình phản ứng DO từ 1.5 – 2mg/l
• Nhiệt độ yêu cầu > 25 độ C
• pH giao động từ 6.5 – 7.5
• Hàm lượng dinh dưỡng duy trình theo tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1
• Nước ô nhiễm có BOD < 1000mg/l
• Không chứa kim loại nặng như ag, Cr, Hg, Mn

Điều kiện thiết kế bể Aerotank

• Giữ được lượng bùn trong bể
• Đảm bảo điều kiện cho vi sinh vật tốt nhất để sinh trưởng và phát triển
• Đảm bảo cung cấp đủ lượng oxy cho vi sinh vật phát triển

Chiều cao tối thiểu của bể đạt từ 2.5m. Chiều cao này sẽ đảm bảo khí có thể hòa tan trong bể nếu thiết kế quá thấp thì khí sẽ bùng lên, lượng oxy hòa tan trong bể không như mong muốn.

Cách khắc phục sự cố khi vận hành bể Aerotank

Bùn không kết dính được

Nếu bùn trong bể không kết dính được thì chứng tỏ lượng bùn này đã cũ, các hạt rắn rời khỏi bể lắng. Để khắc phục cần giảm tốc độ dòng thải để giảm sự hỗn loạn khi nước thải ra khỏi bể Aerotank.

Bùn nổi

Hiện tượng bùn nổi có thể do lượng không khí với lưu lượng và áp lực quá mức hoặc nồng độ nitrat quá cao. Để khắc phục cần tăng tốc độ tuần hoàn, điều chỉnh độ tuổi bùn, giảm lưu lượng và áp lực thông khí ở bể Aerotank.

Bùn phát triển phân tán

Bùn trong bể Aerotank sẽ không lắng trực tiếp mà chảy ra ngoài theo dòng thải. Để khắc phục bạn làm như sau:

• Giảm lưu lượng nước vào hoặc tăng quá trình pha loãng nếu quá tải chất hữu cơ.
• Nếu pH quá thấp thì cần trung hòa đến pH thích hợp
• Kiểm tra dinh dưỡng trong bể, nếu thiếu thì thêm
• Nếu do nấm, sợi thì cần tăng dinh dưỡng, clo, peroxyde để tuần hoàn.
• Kiểm tra các yếu tố gây độc và kiểm soát chúng
• Quá trình xáo trộn quá mạnh thì giảm lưu lượng khí vào bể

Tạo bùn khối

Hiện tượng này là do tốc độ tăng trưởng của bùn kém hoặc bùn hoạt tính yếu. Vì thế cần kích hoạt dinh dưỡng nhằm tăng tuổi thọ của bùn, giảm lượng nước thải vào bể.

Bọt váng nổi lên bề mặt

Nếu trong bể Aerotank có bột váng xuất hiện thì nguyên nhân thường do bùn trong bể đã quá lâu, nhiều mỡ hay chất béo. Tùy vào tình trạng cụ thể mà có thể tăng tuổi thọ bùn, tăng lượng nước thải và pha loãng nước thải, giảm chất béo, kiểm soát vi khuẩn tạo bọt.

Trên đây là các thông tin liên quan đến bể Aerotank chi tiết nhất. Hy vọng qua bài viết bạn đã hiểu hơn về bể Aerotank là gì, các nguyên lý hoạt động của bể thế nào.

Tags: bể Aerotank