BỂ AEROTANK TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Bể Aerotank trong xử lý nước thải được đưa ra và nghiên cứu rất lâu (từ 1887-1914 áp dụng). Bể Aerotank được sử dụng khá phổ biến trong các công trình xử lý nước thải, mang lại hiệu quả cao. Để hiểu rõ hơn bể Aerotank hãy cùng Môi trường Hưng Phương tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

1. Bể aerotank là gì?

Bể aerotank là bể phản ứng sinh học hiếu khí bằng cách thổi khí nén và khuấy đảo cơ học làm cho vi sinh vật tạo thành các hạt bùn hoạt tính lơ lửng trong khắp pha lỏng. Bể Aerotank trong xử lý nước thải chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cung cấp đủ oxy cho vi sinh xử lý nước thải oxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải.

be-aerotank-trong-xu-ly-nuoc-thai

Điều kiện áp dụng bể Aerotank trong xử lý nước thải:

– Thường được áp dụng để xử lí nước thải có tỉ lệ BOD/COD > 0,5 chẳng hạn như nước thải sinh họat, nước thải chế biến thủy hải sản, mía đường, thực phẩm, giấy…

– Duy trì Oxy phù hợp (DO = 1,5 – 2 mg/l)

– Nhiệt độ tối ưu là 25⁰C.

– Khoảng pH tối ưu dao động trong một khoảng hẹp từ 6,5 – 7,5.

– Duy trì hàm lượng dinh dưỡng theo tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1.

– Nước thải có độ ô nhiễm vừa (BOD < 1000 mg/l)

– Không có hàm lượng kim loại nặng như Mn, Pb, Hg, Ag, Cr…. vượt quá quy định.

2. Cấu tạo bể Aerotank trong xử lý nước thải

Cấu tạo của Bể Aerotank trong xử lý nước thải phải thoả mãn 3 điều kiện:

– Giữ được liều lượng bùn cao trong bể

– Cho phép vi sinh phát triển liên lục ở giai đoạn “bùn trẻ”.

– Đảm bảo oxy cần thiết cho vi sinh ở mọi điểm của bể.

– Bể có cấu tạo đơn giản là một khối hình chữ nhật bên trong được bố trí hệ thống phân phối khí (Đĩa thổi khí, ống phân phối khí) nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan (DO trong nước).

– Bể aerotank có chiều cao từ 2,5m trở lên nhằm mục đích khi sục khí vào thì lượng không khí kịp hòa tan trong nước, nếu thấp thì sẽ bùng lên hết không có oxy hòa tan.

– Nếu ở nơi nào có diện tích nhỏ thì bên trong bể được bố trí thêm giá thể vi sinh, hiện nay trên thị trường cung cấp rất nhiều giá thể dạng tấm,dạng cầu, ……

3. Nguyên lý hoạt động bể Aerotank trong xử lý nước thải

Công nghệ Aerotank bản chất là một quy trình xử lý hiếu khí nhân tạo.

Bể Aerotank trong xử lý nước thải hoạt động dựa trên các chủng vi sinh vật có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sẽ được vi sinh vật hiếu khí sử dụng làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.

Qui trình phân hủy được mô tả như sau:

Vi sinh vật + chất hữu cơ + O₂ ® CO₂ + H₂O + Vi sinh vật mới

Nhờ quá trình đó mà lượng vi sinh trong bể ngày càng tăng và nồng độ chất gây ô nhiễm trong nước thải sẽ giảm xuống đáng kể. Lượng không khí trong bể được tăng cường bằng các loại máy sục khí bề mặt và máy thổi khí.

4. Phân loại bể Aerotank trong xử lý nước thải

a) Bể Aerotank truyền thống

BOD < 400 mg/l, hiệu suất xử lý BOD đạt 80 – 95%

Nước thải sau bể lắng sơ cấp được khuấy trộn đều với bùn hoạt tính tuần hoàn ở ngay đầu bể Aerotank. Đối với nước thải sinh hoạt có mức độ nhiễm bẩn trung bình, lưu lượng tuần hoàn thường từ 20% – 30% lưu lượng nước thải đi vào.

Dung tích bể được thiết kế với thời gian lưu nước để làm thoáng trong bể từ 6 đến 8 giờ khi dùng hệ thống sục gió và từ 9 đến 12 giờ khi dùng thiết bị khuấy cơ khí làm thoáng bề mặt. Lượng gió cấp vào từ 55 m³/ kg BOD5 đến 65 m³/l kg BOD₅ cần khử. Chỉ số thể tích bùn SVI thường dao động từ 50 – 150 ml/g, tuổi bùn thường từ 3 đến 15 ngày. Nồng độ BOD đầu vào thường < 400 mg/l, hiệu quả xử lý của bể phụ thuộc vào sự dao động lưu lượng và nồng độ các chất độc ( kim loại nặng) do nước thải công nghiệp chưa xử lý xả vào, thường đạt hiệu quả xử lý 80 – 95%.

b) Bể Aerotank tải trọng cao một bậc

c) Bể Aerotank tải trọng cao nhiều bậc

BOD > 500 mg/l, Chất rắn lơ lửng pH= 6,5 – 9, t0= 6- 320C

Nước từ bể lắng sơ cấp đi vào bể Aerotank ở một số điểm dọc theo 50 – 65% chiều dài tính từ đầu bể còn bùn tuần hoàn thì đi vào đầu bể. Nạp theo bậc có tác dụng làm cân bằng tải trọng BOD theo thể tích bể và giảm độ thiếu hụt oxy ở đầu bể và lượng oxy cần thiết được trải đều theo dọc bể làm cho hiệu suất sử dụng oxy tăng lên, hiệu quả xử lý đạt cao hơn.

d) Bể aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định

Nước từ bể lắng sơ cấp được trộn đều với bùn hoạt tính đã được tái sinh (bùn đã được xử lý đến ổn định trong ngăn tái sinh) đi vào ngăn tiếp xúc của bể, ở ngăn tiếp xúc bùn hấp phụ và hấp thụ phần lớn các chất keo lơ lửng và chất bẩn hòa tan có trong nước thải với thời gian rất ngắn khoảng 0,5 – 1h rồi chảy sang bể lắng cuối. Bùn lắng ở đáy bể lắng cuối được bơm tuần hoàn lại bể tái sinh. Ở bể tái sinh, bùn được làm thoáng trong thời gian từ 3 – 6h để oxy hóa hết các chất hữu cơ đã hấp thụ, bùn sau khi tái sinh trở thành ổn định.

Bùn dư được xả ra ngoài trước ngăn tái sinh. Ưu điểm của công nghệ này là Aerotank có dung tích nhỏ, chịu được sự dao động của lưu lượng và chất lượng thải.

e) Bể aerotank thông khí kéo dài

Bể aerotank thông khí kéo dài được thiết kế với tải trọng thấp, thời gian thông khí lớn từ 20 – 30h để hệ vi sinh trong bể làm việc ở giai đoạn hô hấp nội bào. Bể chỉ áp dụng cho các nhà máy xử lý nước thải có công suất nhỏ hơn 3500 m³/ngày. Trong sơ đồ xử lý không xây bể lắng đợt I, nước chỉ cần qua lưới chắn đi thẳng vào bể. Toàn bộ cặn lắng ở bể lắng đợt II được tuần hoàn lại bể aerotank, bùn dư định kỳ xả ra ngoài, bùn dư là bùn đã ổn định không cần công đoạn xử lý ổn định bùn mà xả thẳng vào sân phơi bùn hoạt vào thiết bị làm khô bùn.

f) Bể aerotank thông khí cao có khuấy đảo hoàn chỉnh

Trong bể aerotank thông khí có khuấy đảo hoàn chỉnh, nước thải, bùn hoạt tính, oxy hòa tan được khuấy trộn đều tức thời sao cho nồng độ các chất được phân bố đều ở mọi phần tử trong bể.

Trong quá trình trộn hoàn toàn, nước thải dâng lên và bùn thải tái sinh được đưa ra đồng nhất qua các bể hiếu khí. Điều này làm cho lưu lượng oxy trộn đều trong cả bể sục khí và hoạt động ổn định khi xử lý tải trọng tăng đột xuất . Thời gian sục khí dao động từ 3 đến 6 giờ. Tỷ lệ tuần hoàn trong một hệ thống pha trộn hoàn toàn sẽ nằm trong khoảng 50-150 %.

5. Ưu điểm nổi bật của bể Aerotank

– Hiệu quả xử lý cao và hiệu quả.

– Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%

– Vận hành bể Aerotank đơn giản, an toàn

– Thích hợp với nhiều loại nước thải

– Loại bỏ các chất hữu cơ

– Giảm thiểu tối đa mùi hôi

– Đạt được quá trình oxy hóa và nitrat hóa

– Nitrat hóa sinh học mà không cần thêm hóa chất

– Khả năng loại bỏ ~ 97% chất rắn lơ lửng

– Quá trình xử lý nước thải sử dụng rộng rãi nhất.

6. Các sự cố vận hành bể Aerotank trong xử lý nước thải và cách khắc phục

Biểu hiện	Nguyên nhân	Kiểm tra	Giải pháp
1. Bùn nổi trên bề mặt bể lắng thứ cấp	Vi sinh sinh vật dạng sợi (Filamentous) chiếm số lượng lớn trong bùn	Nếu SVI<100, có thể không phải do nguyên nhân.	Nếu DO tại đầu cuối bể Aeroten < 1,5mg/l, tăng lượng khí thổi vào bể Aeroten để DO tại cuối bể Aeroten > 2mg/l. Giảm F/M. Tăng thời gian hồi lưu bùn và giảm hoặc dừng việc thải bùn. Bổ xung thiếu hụt dinh dưỡng để tỷ số đạt tỷ số: BOD:N:P:Fe=100:5:1:0,5. Thêm 5-10mg/l Clo vào bùn hồi lưu cho đến khi SVI<150 (cần được điều chỉnh trong vòng 2-3ngày). Tăng pH đến 7. Thêm 50-200mg/lhydroperoxit vào bể Aeroten cho đế khi SVI<150.
	Quá trình Denitrat hóa xảy ra trong bể lắng thứ cấp; các bóng khí Nitơ xâm nhập vào hạt bùn và kéo bùn nổi lên trên bề mặt nước.	Kiểm tra nồng độ Nitrat ở dòng vào của bể lắng; nếu không nồng độ NO₃^– =0 thì không phải do nguyên nhân.	Tăng tốc độ bùn hồi lưu (sẽ tăng tải trọng thủy lực của bể lắng và giảm thời gian lưu). Đồng thời tăng thời gian hồi lưu bùn. Tăng DO trong bể thông khí. Tăng F/M. Giảm lưu lượng nước thải nếu sự tăng tốc độ và thời gian hồi lưu bùn không có hiệu quả.
2. Váng bọt màu nâu đen bền vững trong bể Aeroten mà phun nước vào cũng không thể phá vỡ ra. Chú ý: Nếu không gây ra sự cố, không làm gì cả.	F/M quá thấp.	Nếu F/M nhỏ hơn nhiều so với F/M thông thường thì đây chính là nguyên nhân.	Tăng lượng bùn thải để tăng F/M. Tăng lên ở tốc độ vừa phải và phải kiểm tra cẩn thận. Giảm lưu lượng bùn hồi lưu.
3. Lớp sóng bọt trắng dày trong bể Aeroten	MLSS quá thấp.	Kiểm tra MLSS.	Giảm bùn thải để tăng MLSS, có nghĩa là sẽ giảm F/M.
3. Lớp sóng bọt trắng dày trong bể Aeroten	Sự có mặt của những chất hoạt động bề mặt không phân hủy sinh học.	Nếu mức MLSS là thích hợp, nguyên nhân có thể là do sự có mặt của chất hoạt động bề mặt.	Giám sát những dòng thải mà có thể chứa các chất hoạt động bề mặt.
4. Bùn trong bể Aeroten có xu hướng trở nên đen.	Sự thông khí không đủ, tạo vùng chết và bùn nhiễm khuẩn thối	Kiểm tra DO trong bể Aeroten và độ mở van máy thổi khí.	Tăng sự thông khí bằng cách đặt thêm máy thổi khí khác để hỗ trợ. Giảm tải trọng bằng cách đặt thêm một bể thông khí khác để hỗ trợ. Kiểm tra hệ thống ống thông khí bị rò rỉ? Rửa sạch những đầu phân phối khí bị tắc hoặc lắp thêm những đầu khác nếu có thể. Tăng công suất máy thổi khí.
5. Có rất nhiều bọt hoặc một số vùng trong bể Aeroten bọt bị kết thành khối.	Một số đầu phân phối khí bị tắc hoặc bị vỡ.	Kiểm tra kỹ các đầu phân phối khí.	Rửa sạch hoặc thay thế các đầu phối khí, kiểm tra lại khí cấp; lắp đặt những bộ lọc khí ở đầu vào máy thổi khí để giảm việc tắc từ khí bẩn.