Bể aerotank có lịch sử hình thành từ rất lâu, được đưa vào ứng dụng thực tế tại Mỹ vào những năm cuối thế kỷ 18. Là hệ thống bể phản ứng sinh học hoạt động theo nguyên lý hiếu khí bằng  cách thổi khí kết hợp với khấy trộn để tăng tiếp xúc giữa lớp bùn hoạt tính, vi sinh vật cũng như các chất ô nhiễm có trong nước thải.

>>Xem Clip mô phỏng Cấu Tạo và nguyên lý hoạt động bể Aerotank

Trong bể Aerotank thì hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính được khấy đảo liên tục, được trộn đều đảm bảo cho bùn ở trạng thái lơ lửng cũng như đảm bảo cung cấp đủ oxy cho các loại vi sinh vật hiếu khí hoạt động, oxy hóa các chất hữu cơ, phát triển sinh khối, đồng thời với quá trình đó là giảm thành phần hữu cơ ô nhiễm có trong nước thải.

Bể aerotank
                                                                Bố trí đĩa thổi khí trong bể Aerotank

Điều kiện áp dụng phương pháp xử lý bể Aerotank trong thực tế

Để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí Aerotank thì nước thải phải đảm bảo điều kiện như sau:

  • Tỉ lệ BOD/COD > 0,5, các loại nước thải như: nước thải sinh hoạt, nước thải nhà máy chế biến hải sản, nước thải nhà máy đường, thực phẩm, thủy sản, giấy.. thường đảm bảo các yếu tố nầy.
  • Quá trình phản ứng yêu cầu DO từ 1,5 – 2 mg/l;
  • Nhiệt độ yêu cầu >25 oC;
  • pH yêu cầu dao động trong khoảng từ 6,5 – 7,5;
  • Duy trì hàm lượng dinh dưỡng trong bể tương ứng với tỉ lệ: BOD:N:P = 100:5:1;
  • Nước ô nhiễm có BOD<1000 mg/l;
  • Không có chứa các loại kim loại nặng như: Cr; Ag; Hg; Mn…quá cao có thể gây sốc tải.

Cấu tạo bể Aerotank

  • Với cấu tạo đơn giản nhưng hiệu quả đạt được rất cao nên bể aerotank luôn được lựa chọn trong nhiều công trình xử lý nước thải.
  • Bể Aerotank có cấu tạo là một hình chữ nhật hoặc hình tròn, dưới đáy bể được bố trì hệ thống phân phối khí và đĩa thổi khí nhằm mục đích có thể phân phối khí khắp bể.
  • Hệ thống nầy nhằm mục đích điều hòa toàn bộ lượng khí tại bể đảm bảo DO duy trì từ 1,5 – 2 mg/l và đó cũng là yếu tố cung cấp lượng oxy cho vi sinh phát triển, duy trì lượng vi sinh vật hữu ích có trong bể.

Thiết kế bể Aerotank cần đảm bảo được 3 điều kiện như sau:

  • Phải giữ được lượng bùn lớn có trong bể;
  • Đảm bảo điều kiện tốt nhất cho vi sinh vật phát triển và sinh trưởng tốt nhất;
  • Đảm bảo cung cấp đủ lượng oxy cho nhu cầu phát triển vi sinh vật;

Do đó, khi tính toán bể aerotank thì chiều cao tối thiểu của bể phải đạt được từ 2,5m. Chiều cao nầy mới đảm bảo được khí có thể hòa tan trong bể còn nếu thiết kế quá thấp thì khí sẽ bùng lên và lượng oxy hòa tan trong bể không như mong muốn. Nhằm tăng cường quá trình trao đổi chất giữa các Vi sinh vật thì thường bố trí thêm giá thể vào trong bể.

Nguyên lý hoạt động bể Aerotank

Với bản chất là quy trình xử lý theo phương pháp hiếu khí nhân tạo . Oxy được cung cấp bằng máy thổi khí và được đảo trộn liên tục làm cho các chủng vi sinh oxy hóa khoáng chất các chất hữu cơ có trong nước thải. Do đó, các chất hữu cơ dễ phân hủy sẽ được vi sinh vật hiếu khí sử dụng để phát triển sinh khối.

Xem thêm: Dịch vụ hút hầm cầu Đà Nẵng giá rẻ nhất

Quá trình hoạt động bể Aerotank đó được mô tả đơn giản như sau:

Vi sinh vật + chất hữu cơ + O2 à CO2 + H2O + Sinh khối + Vi sinh vật

Do đó, quá trình oxy hóa làm cho lượng bùn vi sinh được duy trì, lượng vi sinh vật càng tăng nên chất ô nhiễm trong nước thải sẽ giảm xuống đặc biệt là các chất hữu cơ. Để cung cấp quá trình oxy cho quá trình trên thì thực tế thường dùng các máy thổi khí và khuấy trộn bằng máy trộn cơ học.

Phân loại bể Aerotank

a, Bể Aerotank kiểu truyền thống hay bể Aerotank tải trọng thấp

Áp dụng khi lượng BOD <400 mg/l, có hiệu suất xử lý BOD có thể đạt đến 95%;

Do đó, thường áp dụng ở nước thải sinh hoạt. Nước thải sau khi qua quá trình lắng tại bể lắng sơ cấp sẽ được qua bể aerotank và được trộn đều bùn hoạt tính ở ngay đầu bể.

Được ứng dụng để xử lý nước thải có mức độ ô nhiễm không cao, nước thải sinh hoạt;

Lượng bùn tuần hoàn tại bể thường chiếm từ 20 – 30% so với lượng nước thải đầu vào.

Bể Aerotank tải trọng thấp

Nguyên lý hoạt động bể Aerotank tải trọng thấp

Các thông số vận hành bể aerotank tải trọng thấp hay aerotank truyền thống

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

Xem thêm: Mương oxy hóa là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

b) Bể Aerotank tải trọng cao một bậc

  • Thường áp dụng đối với các loại nước thải có BOD lớn hơn 500 mg/l
  • Thời gian duy trì thổi khí liên tục từ 6h – 8h;
  • Hiệu suất xử lý có thể đạt từ 90 – 95%;

Tải trọng cao 1 bậc

Nguyên lý hoạt động bể Aerotank tải trọng cao 1 bậc

c) Bể Aerotank tải trọng cao nhiều bậc

  • Là bể Aerotank có sự kéo dài đường đi của nước thải bằng cách ngăn bể Aerotank thành nhiều ngăn. Khi đó nước thải sẽ di chuyển trong bể Aerotank với thời gian lâu hơn.
  • Áp dụng đối với nước thải chứa BOD lớn hơn 500 mg/l;
  • Nhiệt độ áp dụng rộng hơn Aerotank 1 bậc, Aerotank nhiều bậc có thể áp dụng được từ 6 – 35 oC;
  • Chất rắn lơ lửng trong bể lớn;
  • pH trong bể có thể từ 6,5 – 9 cũng có thể áp dụng được phương pháp nầy;
  • Nước thải sau khi đã được lắng sơ cấp thì tiếp tục đi vào vể Aerotank nhiều bậc dọc hoặc ngang.
  • Nạp nước thải theo bậc có tác dụng cân bằng tải lượng BOD theo thể tích cũng như tăng độ hòa trộn oxy nên hiệu quả xử lý trong bể vì thế cũng đạt cao hơn.

Aerotank nhiều bậc nằm dọc

Nguyên lý hoạt động bể Aerotank nhiều bậc nằm ngang

bể aerotank nhiều bậc nằm dọc

Bể Aerotank nhiều bậc nằm dọc

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

  • Trong phương pháp nầy thì bùn từ bể lắng sơ cấp được trộn với bùn hoạt tính sau khi đã hòa trộn, ổn định trong đầu bể. Sau đó, sẽ đi qua ngăn tiếp xúc nhằm hấp thụ các chất lơ lưởng, các chất bẩn hòa tan trong nước thải.
  • Thời gian lưu nước thải đạt từ 30 phút đến 60 phút, sau đó chảy qua bể lắng cuối.
  • Bùn tại bể lắng thứ cấp sẽ được bơm tuần hoàn lại đầu bể Aerotank nhằm tái sinh.
  • Tại bể tái sinh, bùn được làm thoáng trong thời gian 3 – 6h, để có khả năng oxy hóa được các chất hữu cơ có trong nước thải.
  • Lượng bùn dư sẽ được xả ra ngoài trước ngăn tái sinh.
  • Đối với phương pháp nầy thì bể Aerotank có dung tích tương đối nhỏ, có khả năng chịu được sự dao động của tải lượng cũng như lưu lượng chất thải.

e) Bể aerotank thông khí kéo dài

  • Bể Aerotank thông khí kéo dài hay còn gọi là bể Aerotank tải trọng thấp;
  • Thời gian lưu nước thải trong bể có thể đạt từ 20 đến 30h.
  • Phương pháp nầy thường áp dụng đối với nhà máy xử lý nước thải có công suất nhỏ hơn 3500 m3/ngày;
  • Trong phương pháp nầy thì nước thải sẽ đi qua song chắn và trực tiếp vào bể Aerotank mà không phải qua bể lắng sơ cấp. Sau đó, lượng bùn hoạt tính sẽ được cấp vào đầu bể Aerotank thông qua bể lắng cấp 2;

Nguyên lý hoạt động bể aerotank thông khí kéo dài

Bể aerotank thông khí kéo dài

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

  • Với đặc điểm khuấy trộn hoàn chỉnh nên nước thải, bùn hoạt tính cũng như oxy được khuấy trộn đều sau cho nồng độ được phân bố đều trong mọi phân tử.
  • Thời gian sục khí ổn định từ 3 giờ đến 6 giờ.
  • Tỷ lệ tuần hoàn trong hệ thống pha trộn hoàn toàn sẽ nằm trong khoảng 50% đến 150%;

khuấy đảo hoàn chỉnh

Bể Aerotank khuấy đảo hoàn chỉnh

Một số ưu điểm của bể Aerotank trong quá trình sử dụng thực tế

  • Mùi hôi phát sinh ít hơn so với phương pháp kị khí;
  • Đạt hiệu quả Nitrat hóa cũng như oxy hóa cao;
  • Thích hợp với nhiều loại nước thải;
  • Có khả năng loại bỏ rất nhiều chất rắn lơ lửng;
  • Hiệu quả xử lý cao, hiệu quả tốt;
  • Hiệu suất xử lý BOD có thế đạt đến 95%;
  • Vận hành tương đối đơn giản, An toàn;
  • Có thể thích hợp với nhiều loại nước thải;

Khắc phục một số sự cố trong quá trình vận hành bể Aerotank

Bùn phát triển phân tán

Lượng bùn trong bể Aerotank không lắng trực tiếp mà chảy ra ngoài theo dòng thải. Để khắc phục tình trạng nầy thì có nhiều nguyên nhân và cách khắc phục như sau:

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

Bùn không kết dính được

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

Tạo bùn khối

Nếu bùn tạo khối là do tốc độ tăng trường của bùn quá kém hoặc bùn hoạt tính yếu. Do đó, cần kích hoạt dinh dưỡng nhằm tăng tuổi thọ của bùn và giảm lượng nước thải chảy vào bể Aerotank.

Bùn nổi

Lượng bùn trong bể Aerotank nổi có thể là do đưa lượng không khí với lưu lượng và áp lực quá mức hoặc do nồng độ Nitrat quá cao. Để khắc phục tình trạng nầy thì cần phải tăng tốc độ tuần hoàn, điều chỉnh tuổi bùn, giảm lưu lượng cũng như áp lực thông khí ở bể Aerotank

Bọt váng xuất hiện trên bề mặt

Nếu bọt váng xuất hiện trong bể Aerotank quá nhiều thì có nhiều nguyên nhân như: bùn trong bể quá lâu, nhiều dầu mỡ trong bể hoặc chất béo. Một nguyên nhân khác là do trong bể có chứa chất tạo bọt.

Dựa vào nguyên nhân cụ thể có thể khắc phục tình trạng trên bằng cách tăng tuổi thọ bùn, tăng lượng nước thải, pha loãng nước thải, giảm các chất béo, kiểm soát vi khuẩn tạo bọt.

Bùn tạo khối

Đây là tình trạng những đám bọt lớn xuất hiện trên bể hiếu khí. Khi quá trình nầy xảy ra chứng tỏ lượng bùn trong bể còn non, có số lượng ít nên cần phải tăng tuổi thọ bùn, giảm bổ xung nước thải hay pha loãng nước thải, bên cạnh đó cần sử dụng hóa chất kiểm soát tạo bọt.

Những sự cố trên là những sự cố rất hay xảy ra đối với bể Aerotank, hi vọng với những kiến thức trên có thể giúp được cho bạn phần nào về hình dung những sự cố hay xảy ra đối với bể Aerotank và các cách khắc phục để đạt được hiệu quả cao trong quá trình vận hành.

Nguồn https://xulychatthai.com.vn/