Bể thiếu khí: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và hoạt động xử lý nước thải

Tìm hiểu bể thiếu khí là gì?

Tìm hiểu bể thiếu khí là gì?

Bể thiếu khí (bể Anoxic) là loại bể được ứng dụng phổ biến theo công nghệ AAO, trong đó ký tự viết tắt AA là Anoxic kết hợp Aerotank. Bể Anoxic có thể đặt sau hoặc trước Aerotank tùy theo yêu cầu kỹ thuật. 

Bể Anoxic dựa trên hoạt động của các vi sinh vật thiếu khí thực hiện quá trình phân hủy các chất hữu cơ (P, N2) diễn ra một cách dễ dàng trong hệ thống xử lý nước thải. Đây là loại bể chuyên dụng để xử lý photpho và nitơ với công nghệ sinh học (lên men, cắt mạch…) ở nước thải.

Cấu tạo bể thiếu khí anoxic?

Cấu tạo bể Anoxic có dạng hình trụ, hình hộp với cấu tạo chính là bê tông cốt thép hoặc thép. Bên trong bể được lắp đặt thêm các bộ phận hỗ trợ quá trình phát triển của vi sinh vật như: 

• Hệ thống cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật thiếu khí có điều kiện sinh sôi

• Máy bơm khuấy trộn - đảo hoặc cánh quạt thép khuấy chìm để tạo lưu chất lỏng trong bể, hỗ trợ vi sinh vật thiếu khí phát triển giúp tăng cường quá trình phản ứng

• Hệ thống hồi lưu bùn lại bể xử lý sau quá trình phản ứng

Cấu tạo bể Anoxic với đầy đủ thiết bị hỗ trợ gia tăng tốc độ, hiệu quả và hiệu suất xử lý nước thải. 

Ưu và nhược điểm của bể thiếu khí trong xử lý nước thải

Bể thiếu khí Anoxic đóng vai trò quan trọng và mang lại hiệu quả xử lý nước thải cao với nhiều ưu điểm nổi bật. Tuy nhiên sử dụng bể cũng có những nhược điểm nhất định. 

Ưu điểm

• Bể Anoxic mang lại hiệu quả xử lý nước thải cao, loại bỏ nhanh chóng đa số chất hữu cơ hòa tan trong nước, xử lý các thành phần nitơ và photpho gần như hoàn toàn. 

• Bể Anoxic có khả năng xử lý lượng oxy hòa tan trong nước đến 90%, làm giảm đáng kể lượng chất hữu cơ hòa tan, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường.

• Sử dụng phương pháp bể Anoxic tiết kiệm năng lượng so với nhiều phương pháp xử lý nước thải khác. Trong bể dùng máy bơm đảo trộn hoặc máy khuất chìm để tạo lưu chất lỏng mà không cần dùng các thiết bị phức tạp. 

• Vận hành bể Anoxic không quá phức tạp, dễ thao tác giúp giảm nhân công lao động và chi phí vận hành và làm tăng tính ổn định cho quá trình xử lý nước thải. 

• Bể Anoxic có khả năng xử lý cả các chất hữu cơ khó phân hủy, nên trở thành giải pháp hiệu quả trong việc xử lý nước thải ô nhiễm cao. 

Nhược điểm

• Bể Anoxic không xử lý được các chất độc hại, nguy hiểm

• Nếu vận hành riêng lẻ bể Anoxic sẽ không mang lại hiệu quả xử lý nước thải cao, cần vận hành trong quy trình công nghệ AAO.

Bể thiếu khí hoạt động theo nguyên lý nào?

Bể thiếu khí hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng vi sinh vật thiếu khí xử lý các thành phần photpho, amoni trong nước thải. Sau giai đoạn kỵ khí, lượng BOD5 và COD trong bể nước thải giảm đáng kể nhưng photpho và amoni còn nhiều, nên cần vận chuyển sang bể Anoxic để tiếp tục xử lý.

Sơ đồ hoạt động bể thiếu khí 

Trong bể Anoxic, vi sinh vật thiếu khí thực hiện quá trình xử lý photpho và nitơ trong nước thải theo các bước sau: 

Quá trình nitrat hóa trong bể thiếu khí

Vi sinh vật Nitrosomonas và Nitrobacter thông quá các bước chuyển hóa tương ứng, chuyển hóa amoni thành nitrat (NO₃^-): NH₃ → NO₃ → NO₂ → NO → N₂O → N₂ (khí)

Nhờ vi sinh vật thiếu khí amoni được chuyển hóa thành N₂ trong nước thải và thải ra khỏi môi trường, làm giảm đáng kể lượng nitơ trong nước thải. 

Quá trình Photphorit hóa trong bể thiếu khí Anoxic

Vi sinh vật Acinetobacter chuyển hóa muối phốt pho (PO₄^3-) thành bùn, loại bỏ photpho khỏi nước thải. Các chất hữu cơ được chuyển hóa thành các hợp chất không chứa photpho hoặc hợp chất có chứa photpho dễ phân hủy với vi sinh vật thiếu khí trong giai đoạn tiếp theo

Bể thiếu khí có tác dụng gì?

Bể Anoxic có tác dụng lớn trong quy trình xử lý nước thải: 

• Xử lý khoảng 80 - 90% lượng BOD5 trong nước thải

• Bể không cần sục khí hay đảo trộn nhiều nên không tiêu tốn quá nhiều năng lượng

• Quy trình vận hành bể đơn giản, các thao tác dễ dàng và không quá phức tạp

• Bể Anoxic có thể xử lý một số hợp chất hữu cơ khó phân hủy

Sử dụng bể thiếu khí trong xử lý nước thải kết hợp bể Aerotank

Ứng dụng công nghệ AAO trong xử lý nước thải là quy trình có tính thực tiễn cao và ngày càng được áp dụng phổ biến. Bể Anoxic hoạt động hiệu quả khi kết hợp với bể Aerotank (bể hiếu khí sinh học). Phối hợp bể thiếu khí và hiếu khí là cách xử lý nước thải triệt để nhất. 

Vị trí đặt bể Anoxic và Aerotank có thể thay đổi linh hoạt.

Vị trí đặt bể Aerotank sau bể Anoxic

Ưu điểm

• Để thúc đẩy sinh khối phát triển có thể rút bớt khâu bổ sung dinh dưỡng, duy trì quyền thể vi sinh vật thiếu khí trong bể Anoxic

• Kiểm soát dễ dàng lượng oxy hòa tan trong bể Anoxic

Nhược điểm

Bổ sung thêm quá trình hồi lưu nước thải về bể Anoxic từ bể Aerotank do lượng nitơ vào bể tương đối thấp

Vị trí đặt bể Aerotank trước bể thiếu khí Anoxic

Ưu điểm

Khi đặt bể Aerotank trước bể Anoxic hệ thống sẽ tự vận hành liên tục không cần hồi lưu nước về bể Anoxic từ bể Aerotank

Nhược điểm

Phải có thiết bị khuấy - đảo - trộn khi bổ sung chất hữu cơ vào bể Anoxic nhằm thải khí nitơ trong bể Aerotank, để tránh hiện tượng bùn nổi trên bề mặt. 

Điều kiện ứng dụng bể thiếu khí Anoxic

Để bể Anoxic hoạt động hiệu quả, tận dụng tối đa khả năng cần đảm bảo các yếu tố về kỹ thuật, kinh tế. Trên thực tế bể thường được ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải như sau: 

• Ứng dụng bể Anoxic trong công nghệ chế tạo kim loại

• Ứng dụng xử lý nước thải trong nhà máy sản xuất, khu công nghiệp…

• Ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải trong nhà máy hóa chất, chế biến thực phẩm và thủy sản

• Ứng dụng trong các lĩnh vực sản xuất dược - mỹ phẩm

Tuy nhiên bể Anoxic ít được ứng dụng trong xử lý nước thải của trường học, bệnh viện, khu chung cư, văn phòng công ty bởi chi phí vận hành cao hơn so với kỹ thuật khác nên không đạt được hiệu quả kinh tế. Chi phí vận hành cao là do yêu cầu bổ sung bùn thường xuyên để duy trì hệ vi sinh vật thiếu khí trong hệ thống xử lý. 

Các sự cố và cách khắc phục sự cố khi vận hành bể Anoxic

Khi vận hành bể Anoxic, chúng ta cần sẵn sàng đối mặt với các sự cố phát sinh, tìm ra nguyên nhân và cách khắc phục phù hợp. Một trong những sự cố phổ biến thường gặp nhất là hiện tượng bùn nổi trên bề mặt bể. 

Bùn sinh học nổi trên bề mặt bể Anoxic có thể là do một số nguyên nhân: 

• Máy trộn gặp vấn đề hoạt động nên trộn không đều, khí nitơ không thoát ra hoàn toàn dẫn đến tình trạng bùn bị kéo nổi trên bề mặt. 

• Lượng vi sinh vật trong bể ít làm ảnh hưởng đến hiệu quả phản ứng làm cho bùn hoạt tính nổi lên trên

Biện pháp khắc phục tình trạng này cần thực hiện: 

• Tạm dừng đưa nước thải vào bể

• Tắt thiết bị đảo, khuấy trộn và máy sục khí trong bể Aerotank

• Tiến hành khuấy trộn đều trong 1 giờ đồng hồ sau khi bùn đã lắng xuống hoàn toàn và tiếp tục khôi phục bơm nước thải vào bể Anoxic và theo dõi, xem xét tình trạng bể. 

Trên đây là những thông tin chi tiết về bể thiếu khí cùng những vấn đề liên quan mà Đông Á đã chia sẻ tới các bạn. Để tiếp cận nhiều thông tin bổ ích khác về xử lý nước, các bạn có thể truy cập website dongachem.vn.