Bể Aerotank trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí

Bể aerotank áp dụng công nghệ sinh học hiếu khí bùn hoạt tính xử lý nước thải. Đây là phương án hiệu quả và được sử dụng phổ biến. Aerotank được ứng dụng vào xử lý nước thải chăn nuôi heo, xử lý nước thải sinh hoạt và sản xuất, xử lý nước thải chế biến thực phẩm

Bể Aerotank là gì

Bể Aeroten là công trình nhân tạo dùng xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, trong đó người ta cung cấp oxy và khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính.

Aerotank 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.

Cấu tạo bể Aerotank

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

Các dạng bể Aerotank

• Phân loại theo chế độ thủy động: Aerotank đẩy, Aerotank khuấy trộn và Aerotank hỗn hợp.
• Phân loại theo chế độ làm việc của bùn hoạt tính: Aeroten có ngăn hoặc bể tái sinh (hoạt hóa) bùn hoạt tính tách riêng và loại không có ngăn tái sinh bùn hoạt tính tách riêng.
• Phân loại theo tải trọng BOD trên 1 gram bùn trong một ngày: Aeroten tải trọng cao, tải trọng thấp và tài trọng trung bình,
• Phân loại theo số bậc cấu tạo trong Aeroten (xây Aeroten có nhiều ngăn hoặc hành lang): Aeroten 1 bậc, 2 bậc, 3 bậc….

Bể Aerotank bùn hoạt tính truyền thống

Aerotank dòng truyền thống đầu tiên được sử dụng là các bồn hiếu khí dài, hẹp. Lượng oxy cần dùng thay đổi dọc theo chiều dài của bể phản ứng sinh hóa. Do đó, hệ thống này sử dụng các thiết bị thông gió làm thoáng bề mặt để lượng oxy cung cấp phù hợp với nhu cầu sử dụng dọc theo chiều dài bể.

Bể phản ứng thường có dạng hình chữ nhật, với dòng vào và tuần hoàn bùn hoạt tính đi vào bể ở 1 đầu và chất lỏng trong bể được hòa trộn (dòng thải) sẽ đi ra ở đầu đối diện. Mô hình dòng chảy gần giống như hệ thống dòng chảy đều, với sự phân bố thời gian lưu chất phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dài và chiều rộng của bồn chứa, hỗn hợp trong bể gồm oxy do thiết bị cung cấp, các chất nền có sẵn trong dòng vào và dòng ra.

Hệ thống đĩa phân phối khí ở bể Aerotank do Nam Việt lắp đặt

Nước thải sau bể lắng đợt 1 được khuấy trộn đều với bùn hoạt tính tuần hoàn ở ngay đầu bể Aeroten. 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 55m³/1kg BOD₅ đến 65m³/1kg BOD₅ cần khử. Chỉ số thể tích bùn thường dao động từ 50 – 150ml/g, tuổi của bùn thường từ 3 – 15 ngày. Nồng độ BOD đầu vào thường < 400mg/l, hiệu quả làm sạch thường từ 80 – 95%.

Bể Aerotank bùn hoạt tính tiếp xúc – ổn định

Hệ thống này chia bể phản ứng thành 2 vùng:

• Vùng tiếp xúc là nơi xảy ra quá trình chuyển hóa các vật chất hữu cơ trong nước thải đầu vào.
• Vùng ổn định là nơi bùn hoạt tính tuần hoàn từ thiết bị lọc được sục khí để ổn định vật chất hữu cơ.

Do nồng độ chất rắn lơ lửng trong nước khá cao trong bể ổn định (tương đương với nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn), tổng thể tích bể phản ứng sinh hóa (vùng tiếp xúc và ổn định) có thể nhỏ hơn, giống như ở loại bể bùn kiểu truyền thống, trong khi vẫn duy trì thời gian lưu bùn như cũ. Vì vậy, bể bùn loại này được sử dụng để có thể vừa làm giảm thể tích bể phản ứng, hoặc có thể làm gia tăng khả năng lưu chứa của bể bùn truyền thống.

Trong vùng tiếp xúc, thời gian tiếp xúc từ 20 – 60 phút (phụ thuộc lưu lượng dòng vào). Dòng bùn tái sinh thường chiếm 25 – 75% dòng nước thải đầu vào để xử lý. Thể tích của vùng ổn định chiếm 50 – 60% tổng thể tích của toàn hệ thống, với thời gian lưu nước thường từ 0,5 – 2 giờ, trong khi thể tích vùng tiếp xúc là 30 – 35% tổng thể tích chung, với thời gian lưu nước là 4 – 6 giờ tùy thuộc vào dòng bùn hoạt tính tuần hoàn. Hiệu quả xử lý của hệ thống này thường đạt 85 – 95% khả năng loại bỏ BOD₅ và các chất rắn lơ lửng khỏi nước thải xử lý. Bể bùn tiếp xúc-ổn định thường dùng trong xử lý nước thải sinh hoạt với số lượng đáng kể các hợp chất hữu cơ dưới dạng các phân tử chất rắn.

Bể Aerotank đang nuôi vi sinh

Bể Aerotank tải trọng cao một bậc

Nước thải đi vào bể có độ nhiễm bẫn cao, thường là BOD > 500mg/l. Tải trọng trên bùn hoạt tính là 400-1000mg BOD/ g bùn trong một ngày đêm.

Nước thải sau khi xử lý sơ bộ được trộn đều với bùn hồi lưu (lượng bùn khoảng 10-20%) rồi vào bể Aerotank. Nồng độ bùn hoạt tính trong bể ≤ 1000mg/l. Sau 1-3 giờ sục khí đã khử được 60-65% BOD và nước ra đã có thể đạt loại C hoặc gần loại B.

Bể này thường áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp chế biến thịt, sữa. Các bể truyền thống hoặc thông thường có thể thực hiện hiếu khí kéo dài và khử BOD gần như hoàn toàn. Trong các bể loại này các chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy sẽ bị oxy hóa trước hết, sau đó là chất chất khó phân hủy hơn hoặc ở dạng keo hoặc các dạng hạt nhỏ lơ lửng sẽ bị vi sinh vật hấp thụ rồi bị phân hủy tiếp sau.

Ở đây, không khí được thổi vào liên tục trong thời gian 6-8 giờ. Nhờ đó khả năng oxy hóa vật chất xảy ra rất nhanh. Hệ thống cung cấp khí được phân phối theo suốt chiều dài bể Aerotank.

Bể Aerotank không khí khuấy đảo hoàn chỉnh

Bể hiếu khí có tốc độ thông khí cao và khuấy đảo hoàn chỉnh là loại Aerotank tương đối lý tưởng để xử lý nước thải có độ ô nhiễm cũng như nồng độ các chất lơ lửng cao. Aeroten loại này sẽ có thời gian làm việc ngắn. Rút ngắn được thời gian thông khí bằng vận hành ở tỷ số F/M cao, giảm tuổi thọ bùn hoạt tính (thời gian lưu nước trong bể ngắn). Trong bể Aeroten khuấy đảo hoàn chỉnh, nước thải, bùn hoạt tính, oxy hòa tan được khuấy trộn đều, tức thời. Do vậy, nồng độ bùn hoạt tính và oxy hòa tan được phân bố đều ở mọi nơi trong bể và dẫn đến quá trình oxy hóa được đồng đều, hiệu quả cao.

• Ưu điểm của công nghệ này là:
• Pha loãng ngay tức khắc nồng độ các chất nhiễm bẩn, kể cả các chất độc hại (nếu có).
• Không xảy ra hiện tượng quá tải các bể ở một nơi nào trong bể.
• Thích hợp cho xử lý các loại nước thải có tải trọng cao, chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng.

Bể Aerotank tải trọng cao nhiều bậc

Nước thải sau bể lắng 1 được đưa vào Aerotank bằng cách đoạn hay theo bậc, dọc theo chiều dài bể (khoảng 50-60%), bùn tuần hoàn đi về đầu bể.

Bể loại này cấp khí dọc theo chiều dài. Cấp khí theo cách này sẽ dư oxy ở cuối bể Aerotank. Tuy nhiên, Aeroten được xây thành nhiều ngăn thì sẽ khắc phục được dễ dàng. Gồm Aerotank nhiều bậc nằm ngang và Aerotank nhiều bậc nằm đứng.

Bể Aerotank tải trọng cao nhiều bậc ngang

Chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng. Trong bể này, nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể. Tải trọng thích hợp vào khoảng 0,3-0,6kg BOD₅/m³ ngày với hàm lượng MLSS=1500-3000mg/l. Thời gian lưu nước từ 4-8 giờ, tỷ số F/M = 0.2 – 0.4, thời gian lưu bùn từ 5-15 ngày, lượng bùn hồi lưu 15-50%. Hiệu quả xử lý BOD 85-95%, chất lượng nước đầu ra tốt.

Bể Aerotank tải trọng cao nhiều bậc đứng

Đây là phương pháp cải tiến của phương pháp bùn hoạt tính thông thường. Nước thải sau khi qua lắng sơ cấp cho vào bể Aerotank ở những điểm tương ứng với tỷ lệ F/M, như vậy nhu cầu oxy hóa giảm dần. Tính lưu động là một trong những ưu điểm của công nghệ này. Công nghệ này được sử dụng có kết quả đối với nước thải thành phố. Với biện pháp làm thoáng kéo dài, thời gian lưu nước lại trong bể đủ lớn để oxy hóa lượng sinh khổi đã tổng hợp. Tỷ lể F/M= 0.2 -0.4, MLSS= 2000-3500mg/l, HRT = 3-5h, tải trọng 0.5 – 0.9kg/m3 ngày, SRT = 5-15 ngày. Lượng bùn hồi lưu từ 25-75%. Khả năng khử BOD từ 85-95%. Chất lượng nước sau xử lý tốt.

So sánh ưu và nhược điểm của các dạng bể Aerotank

Tính toán bể Aerotank

Tham khảo cách tính toán bể Aerotank và các bể trong hệ thống xử lý nước thải tại đây

Công ty Cổ phần Kỹ thuật Môi trường Nam Việt chuyên tư vấn thiết kế thi công lắp đặt hệ thống xử lý nước thải, nước cấp, hoá chất lò hơi. Quý khách hàng cần hỗ trợ tư vấn hay báo giá vui lòng liên hệ Hotline 0932562177