Bể xử lý nước thải đóng vai trò trung tâm, góp phần đảm bảo hiệu quả xử lý cũng như bảo vệ môi trường khỏi các tác nhân gây ô nhiễm. Tùy vào từng công đoạn và tính chất nước thải, mỗi loại bể sẽ có cơ chế hoạt động và chức năng riêng biệt. Bạn hãy cùng BIOGENCY tìm hiểu về 6 loại bể xử lý nước thải phổ biến qua bài viết bên dưới nhé.
Bể xử lý nước thải Aerotank (bể sinh học hiếu khí)
Bể Aerotank là một trong những cấu phần quan trọng và phổ biến trong hệ thống xử lý nước thải, nhờ vào khả năng phân hủy chất hữu cơ hiệu quả bằng vi sinh vật hiếu khí. Đây là dạng bể xử lý sinh học hoạt động dựa trên cơ chế cung cấp oxy liên tục, giúp duy trì sự sống và hoạt động của các vi sinh vật có lợi, từ đó xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải.
Thông thường, bể Aerotank được thiết kế tích hợp hệ thống sục khí và khuấy trộn, nhằm đảm bảo oxy hòa tan luôn ở mức thích hợp cho quá trình sinh học diễn ra ổn định. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng oxy để phân giải các hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ không độc hại, góp phần làm sạch nước hiệu quả.
Nguyên tắc thiết kế bể Aerotank: Khi thiết kế bể Aerotank, hai yếu tố kỹ thuật then chốt cần được xác định là thể tích bể và thời gian lưu nước.
Công thức tính thể tích bể (V): V=Q×HRT
Trong đó:
- V: thể tích bể (m3)
- Q: lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày)
- HRT: thời gian lưu nước trong bể (ngày)
- Thời gian lưu nước (HRT): Khoảng thời gian nước thải lưu lại trong bể thường dao động từ 3 đến 8 ngày, tùy thuộc vào đặc điểm nguồn thải và mức độ xử lý mong muốn. HRT càng dài thì khả năng xử lý càng triệt để, nhưng đồng thời yêu cầu bể có dung tích lớn hơn.
Bể xử lý nước thải Anoxic (bể sinh học thiếu khí)
Trong hệ thống xử lý nước thải, bể Anoxic giữ vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các hợp chất chứa Nitơ, đặc biệt là Nitrat và Amoniac. Bể này hoạt động trong điều kiện không có oxy hòa tan (môi trường kỵ khí thiếu oxy), là nơi diễn ra quá trình khử Nitrat (Denitrification) – một bước quan trọng nhằm kiểm soát hàm lượng nitơ trong dòng nước thải.
Tại đây, các vi sinh vật sử dụng Nitrat làm chất nhận điện tử thay cho oxy, biến đổi Nitrat (NO3–) thành khí Nitơ (N2) và giải phóng ra môi trường. Quá trình này không chỉ giúp giảm nồng độ nitrat mà còn hạn chế hiện tượng phú dưỡng khi nước thải được xả ra môi trường tự nhiên. Bể Anoxic thường đạt hiệu suất xử lý Bitrat từ 70% đến 90%, tùy thuộc vào điều kiện vận hành và thành phần nước thải đầu vào.
Nguyên tắc thiết kế bể Anoxic: Để bể Anoxic hoạt động hiệu quả, một trong những thông số quan trọng cần xác định là thời gian lưu nước – tức là khoảng thời gian dòng nước thải lưu lại trong bể để đảm bảo quá trình khử Nitrat diễn ra đầy đủ.
Công thức tính thời gian lưu nước (HRT): HRT = V/Q
Trong đó:
- HRT là thời gian lưu nước (giờ)
- V là thể tích bể (m3)
- Q là lưu lượng nước thải (m3/h)
Khoảng thời gian lưu nước tối ưu: Tùy vào mức độ ô nhiễm và đặc điểm nguồn thải, thời gian lưu trong bể Anoxic thường được thiết kế trong khoảng 4 đến 24 giờ. Thời gian này đảm bảo đủ điều kiện để vi sinh vật thực hiện quá trình khử nitrat hiệu quả.
Bể xử lý nước thải MBR (Membrane Bioreactor)
Bể MBR (Membrane Bioreactor) là một bể xử lý nước thải công nghệ tiên tiến, kết hợp giữa quá trình xử lý sinh học và công nghệ màng. Đây là sự kết hợp giữa quá trình xử lý sinh học và công nghệ màng lọc để tách vi sinh vật và các chất rắn ra khỏi nước thải.
Bể MBR sử dụng màng lọc để tách vi sinh vật và các chất rắn ra khỏi nước thải, mang lại chất lượng nước sạch cao hơn. Bể MBR hoạt động dựa trên nguyên lý lọc nước thải qua màng semi-permeable, giữ lại các vi sinh vật và chất rắn trong bể.
Nguyên tắc hoạt động và tính toán cơ bản: Để tính toán hiệu quả của bể xử lý nước thải MBR, cần xem xét các yếu tố như lưu lượng nước thải, nồng độ ô nhiễm, và diện tích màng cần thiết. Công thức tính toán hiệu suất hệ thống thường dựa trên lưu lượng và hiệu suất lọc của màng.
Ưu điểm:
- Hiệu suất xử lý cao, có khả năng loại bỏ chất hữu cơ và vi khuẩn đến 99%
- Diện tích nhỏ hơn so với các hệ thống truyền thống, tiết kiệm không gian
Hạn chế:
- Chi phí đầu tư ban đầu cao do công nghệ màng
- Yêu cầu bảo trì và thay thế màng thường xuyên
Bể xử lý nước thải MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)
Bể MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là một trong những bể xử lý nước thải công nghệ tiên tiến, sử dụng vật liệu mang vi sinh vật để tối ưu hóa quá trình xử lý. Bể này sử dụng các vật liệu mang vi sinh vật để tăng cường hiệu suất xử lý.
Các vật liệu này tự do di chuyển trong bể, giúp tối ưu hóa quá trình trao đổi chất và tăng diện tích bề mặt cho vi sinh vật phát triển. Công nghệ MBBR đã được áp dụng trong nhiều dự án xử lý nước thải tại Việt Nam, đặc biệt trong các nhà máy chế biến thực phẩm và khu công nghiệp.
Công thức tính thể tích bể: V = Q × t
Trong đó:
- V là thể tích bể (m3)
- Q là lưu lượng nước thải (m3/ngày)
- t là thời gian lưu nước (giờ)
Tính toán diện tích bề mặt vật liệu mang: Diện tích bề mặt cần thiết cho vi sinh vật phát triển, thường được xác định dựa trên nồng độ ô nhiễm và hiệu suất xử lý mong muốn.
Hiệu quả xử lý: Bể MBBR có khả năng loại bỏ chất hữu cơ (BOD) và Nitrat cao, thường đạt hiệu suất xử lý từ 70% đến 90%, nhờ vào tính linh hoạt và hiệu suất cao trong điều kiện thực tế.
Bể xử lý nước thải UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – hay bể kỵ khí) là một bể xử lý nước thải hiệu quả, vận hành dựa trên nguyên lý dòng chảy từ dưới lên cùng với lớp bùn lơ lửng. Bể này hoạt động theo nguyên lý dòng chảy lên, giúp xử lý nước thải trong điều kiện yếm khí.
Nước thải đi vào bể từ phía dưới, chất rắn lơ lửng sẽ được giữ lại bởi lớp bùn, nơi diễn ra quá trình phân hủy kỵ khí. Vi sinh vật trong bể chuyển hóa chất hữu cơ thành khí Metan, có thể được thu hồi và sử dụng làm nguồn năng lượng. Bằng cách tính toán chính xác và điều chỉnh các yếu tố này, bể xử lý nước thải UASB có thể đạt hiệu suất xử lý từ 70% đến 95% cho các chất hữu cơ trong nước thải.
Công thức tính thể tích bể: V = Q × HRT
Trong đó:
- V là thể tích bể (m3)
- Q là lưu lượng nước thải (m3/ngày)
- HRT (Hydraulic Retention Time) là thời gian lưu nước (giờ)
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý:
- Nhiệt độ: Nhiệt độ cao có thể cải thiện tốc độ phân hủy
- Tải trọng hữu cơ: Tải trọng cao có thể làm giảm hiệu suất
- Thành phần nước thải: Nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao thường mang lại hiệu quả xử lý tốt hơn
- Xem chi tiết: Các yếu tố ảnh hưởng đến việc vận hành bể UASB>>>
Bể keo tụ – tạo bông trong xử lý nước thải
Bể keo tụ tạo bông là một phần quan trọng trong hệ thống bể xử lý nước thải, giúp loại bỏ các chất rắn lơ lửng và giảm độ đục của nước. Đây là giai đoạn tiền xử lý quan trọng trước khi nước thải đi vào các bể xử lý sinh học.
Quy trình hoạt động của bể keo tụ dựa trên việc sử dụng hóa chất keo tụ để tạo thành các bông cặn lớn, giúp các hạt nhỏ kết tụ lại với nhau và dễ dàng lắng xuống đáy bể.
Quy trình tính toán và thiết kế:
- Xác định lưu lượng nước thải (Q): Đây là bước đầu tiên để tính toán thể tích bể, thường được đo bằng mét khối mỗi ngày (m3/ngày).
- Công thức tính thể tích bể (V): V = Q × HRT
Trong đó HRT (Hydraulic Retention Time) là thời gian lưu nước trong bể, thường được xác định dựa trên yêu cầu xử lý và loại nước thải.
- Chọn loại thuốc keo tụ: Việc lựa chọn hóa chất phù hợp là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý.
Ví dụ thực tế: Tại một nhà máy xử lý nước thải ở Hà Nội, bể xử lý nước thải keo tụ đã được thiết kế với lưu lượng 100 m3/ngày. Với HRT là 2 giờ, thể tích bể được tính toán là 8,33 m3. Việc sử dụng hợp lý các hóa chất keo tụ đã giúp giảm độ đục của nước từ 100 NTU xuống còn 10 NTU.
Bể xử lý nước thải đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ môi trường và đảm bảo chất lượng nguồn nước. Mỗi loại bể như Aerotank, Anoxic, MBR, MBBR, UASB và bể keo tụ đều có nguyên lý hoạt động và hiệu suất xử lý khác nhau, đòi hỏi cần có sự hiểu biết sâu sắc về từng công nghệ. BIOGENCY hy vọng những thông tin trên sẽ giúp các đơn vị tìm được loại bể xử lý phù hợp.
>>> Xem thêm: Làm gì để tăng hiệu suất hoạt động của bể xử lý nước thải?
