Bể lọc sinh học là một trong những công trình xử lý nước thải tối ưu được ứng dụng rộng rãi trong các phương pháp xử lý nước thải của nhiều doanh nghiệp, nhà máy, xí nghiệp hiện nay. Nếu bạn đang quan tâm đến loại bể lọc sinh học này, cùng xem qua bài viết sau để hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như phân loại các bể lọc sinh học thông dụng hiện nay.
Các nội dung chính
Bể lọc sinh học là gì?
Bể lọc sinh học là một công trình nhân tạo được ứng dụng trong hệ thống xử lý nước thải thực tế của nhiều doanh nghiệp, nhà máy, xí nghiệp hiện nay. Bể được cấu tạo với lớp vật liệu lọc rắn bao quanh bởi các vi sinh vật (VSV) sinh trưởng và phát triển trên bề mặt vật liệu lọc. Nước thải chảy qua lớp vật liệu lọc, tại đây vi sinh vật sẽ tiến hành quá trình phân hủy hiếu khí và kỵ khí các chất hữu cơ có trong nước, từ đó làm sạch nước thải.
Bể lọc sinh học thường có kết cấu bằng bê tông cốt thép hình chữ nhật hoặc hình tròn. Tuy nhiên dù hình dạng như thế nào thì về cơ bản, một bể lọc sinh học sẽ có cấu tạo với các thành phần sau:
- Phần chứa vật liệu lọc: Vật liệu lọc thường được sử dụng như đá cục, đá cuội, sỏi, đá ong, các loại giá thể, vật liệu PVC có sẵn.
- Hệ thống tưới, phun, phân phối nước trên bề mặt vật liệu lọc
- Máng thu nước sau xử lý
- Hệ thống cấp khí, phân phối khí cho toàn bộ bể lọc
Nguyên lý hoạt động của bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học hoạt hoạt động dựa trên sự sinh trưởng và phát triển của các VSV cố định trên lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc. Nước thải nhà máy được xử lý sơ bộ sau đó đưa vào bể, nước thải chảy thành từng lớp mỏng qua lớp vật liệu lọc, qua khe hở của vật liệu, tiếp xúc với màng sinh học (lớp màng gồm các vi khuẩn, nấm, động vật bậc thấp) ở trên bề mặt của vật liệu lọc. Tại đây các VSV sẽ tiến hành quá trình phân hủy hiếu khí và kỵ khí các chất hữu cơ có trong nước. Các chất hữu cơ phân hủy hiếu khí sinh CO2 và nước, phân hủy kỵ khí thành CH4 và CO2 làm tróc màng ra khỏi vật mang, nước cuốn đi, trên lớp vật liệu lọc lại hình thành màng sinh học mới. Hiện tượng này lặp đi lặp lại để làm sạch nước thải.
Nước thải sau khi xử lý tại bể lọc sinh học sẽ chứa các chất lơ lửng do các mảnh vỡ của màng sinh học bị nước cuốn đi. Chính vì vậy nước thải này sẽ được đưa vào lắng 2 để lắng cặn.
Ưu, nhược điểm của bể lọc sinh học: Bể lọc sinh học có cấu tạo đơn giản, tải lượng theo chất ô nhiễm thay đổi trong giới hạn rộng trong ngày. Thiết bị cơ khí đơn giản, tiêu hao ít năng lượng, nước ra khỏi bể lọc thường ít bùn hơn bể Aerotank. Tuy nhiên hiệu suất của bể lọc sinh học sẽ phục thuộc vào nhiệt độ không khí, không khí ra khỏi bể thường có mùi khó chịu, hôi thối.
Các loại bể lọc sinh học thông dụng hiện nay
Tùy theo quan điểm mà có thể phân chia bể lọc sinh học thành nhiều loại khác nhau. Chẳng hạn theo vật liệu lọc thì bể lọc sinh học sẽ được chia thành bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước và bể lọc sinh học không có lớp vật liệu ngập trong nước. Ngoài ra, theo cấu tạo có thể chia bể lọc sinh học thành bể lọc sinh học nhỏ giọt và bể lọc sinh học cao tải.
Bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước
Chi phí trông coi, bảo dưỡng thấp, tiết kiệm chi phí năng lượng. Tuy nhiên cùng 1 tải lượng khối hiệu suất làm sạch của bể sẽ nhỏ hơn bể không có vật liệu ngập trong nước. Mặt khác bể này cần bảo dưỡng thường xuyên do dễ bị tắc nghẽn. Rất nhạy cảm với nhiệt độ, khống chế quá trình thông khí tương đối khó khăn, dễ sinh mùi, phát sinh bùn dư không ổn định. Và suất đầu tư trên 1 khối nước thải tương đối cao do lượng vật liệu khá nặng.
Bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc không ngập trong nước
Ưu điểm của loại bể này là dễ thi công, bao che công trình, đảm bảo mỹ quan, ít mùi, cấu tạo đơn giản, chi phí bảo dưỡng thấp, có thể xây dựng bằng module hoặc bê tông cốt thép, khả năng tự động hóa cao. Tuy nhiên nhược điểm là tải lượng bị tổn thất cao nên giảm lượng nước thu hồi, quá trình thông khí sử dụng bơm cưỡng bức nên tiêu tốn nhiều năng lượng cho quá trình vận hành. Mặt khác khí phun lên tạo dòng chuyển động xoáy làm giảm khả năng giữ huyền phù.
Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Đây là loại bẻ được sử dụng nhiều hệ thống xử lý nước thải công suất nhỏ. Tại bể này nước thải được phân phối đều trên bề mặt vật liệu lọc theo kiểu nhỏ giọt hoặc phun tia. Lượng Oxy cung cấp cho quá trình phát triển sinh khối được cung cấp bởi thông gió tự nhiên trên bề mặt hoặc phía dưới bể. Bể lọc sinh học nhỏ giọt được phân thành 5 loại:
- Bể lọc vận tốc chậm: Bể hình trụ hoặc hình chữ nhật, nước nạp theo chu kỳ, có từ 0.6-1.2m nguyên liệu lọc (thường là đá sỏi, xỉ) ở phía trên có bùn VSV còn lớp nguyên liệu lọc ở dưới có các vi khuẩn Nitrat. Hiệu suất khử BOD cao và cho ra nước thải có Nitrat cao. Bể có phát sinh mùi hôi, ruồi.
- Bể lọc vận tốc trung bình và nhanh: Bể hình trụ tròn, lưu lượng nạp chất hữu cơ cao, nước thải được bơm hoàn lưu trở lại bể lọc và nạp liên tục. Việc hoàn lưu nước thải giảm được vấn đề mùi hôi và ruồi. Nguyên liệu lọc là đá sỏi, plastic.
- Bể lọc cao tốc: Lưu lượng nạp nước thải và chất hữu cơ rất cao, chiều sâu cột lọc sâu hơn vì nguyên liệu được làm bằng plastic nhẹ hơn đá, sỏi.
- Bể lọc thô: Được sử dụng để xử lý sơ bộ nước thải trước giai đoạn xử lý thứ cấp. Lưu lượng nạp chất hữu cơ lớn hơn 1.6kg.m3, lưu lượng nước thải là 187m3/m2.
- Bể lọc 2 pha: Sử dụng xử lý nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao, cần Nitrat hóa đạm nước thải. Giữa hai bể lọc thường có bể lắng để loại bỏ bớt chất rắn sinh ra trong bể lọc thứ nhất. Bể lọc thứ nhất dùng để khử BOD của các hợp chất chữa carbon, bể thứ hai chủ yếu cho quá trình nitrat hóa.
Bể lọc sinh học cao tải
Về nguyên tắc hoạt động giống như bể nhỏ giọt nhưng tại bể cao tải sẽ có chiều cao và gtair trọng tưới nước lớn hơn. Chẳng hạn tải trọng bể lọc nhỏ giọt từ 0.5-1m3/ngày.đêm thì bể cao tải là từ 10-300m3/ngày.đêm. Nguyên nhân là vì vật liệu lọc 40-60mm nên có khe hở lớn. Mặt khác với bể cao tải thường sử dụng thông gió nhân tạo nên tốc độ Oxy hóa các chất hữu cơ có tốc độ cao.
Lưu ý với bể cao tải thì điều kiện áp dụng gồm:
- Nước thải phải được xử lý sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc sinh học
- BOD đầu vào không vượt 150-200mg/l. Nếu BOD quá cao cần pha loãng nước sau khi qua xử lý.
- Bể lọc 1 bậc hay 2 bậc tùy theo yêu cầu xử lý các chất hữu cơ có trong nước. Bể 1 bậc xử lý chất hữu cơ không hoàn toàn, bể 2 bậc xử lý toàn bộ lượng chất hữu cơ còn lại.
Tùy vào yêu cầu của từng hệ thống xử lý sẽ sử dụng bể lọc sinh học khác nhau nhằm mang lại hiệu quả tối ưu. Để được tư vấn chi tiết hơn liên hệ cho chúng tôi theo Hotline 0909 538 514
Tham khảo : Quy trình xử lý nước thải bằng vi sinh vật và lưu ý khi vận hành
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
