Bể thiếu khí hoạt động dựa trên sự phân hủy các chất hữu cơ, nitơ và photpho trong nước thải bởi các loại vi sinh vật sống trong môi trường thiếu oxy. Quy trình này thường được áp dụng để loại bỏ nitrogen và giảm thiểu ô nhiễm. Vậy hãy cùng Đại Nam tìm hiểu về nguyên lý hoạt động và lợi ích của bể thiếu khí là gì ngay sau đây.
1. Bể thiếu khí là gì?
Bể thiếu khí là một thành phần quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải khi sử dụng công nghệ AAO (Anaerobic-Anoxic-Oxic). Bể này hoạt động dựa trên sự phân hủy nitơ, photpho và các chất hữu cơ trong nước thải bởi các loại vi sinh vật sống trong môi trường thiếu oxy.
Ưu điểm của bể thiếu khí:
-
Bể thiếu khí có khả năng xử lý tốt các chất hữu cơ khó phân hủy, đặc biệt phân huỷ chất nitơ và giảm hàm lượng của photpho và các chất hữu cơ.
-
So với các công nghệ khác, bể thiếu khí có chi phí vận hành thấp hơn do không cần cung cấp lượng oxy lớn.
-
Lượng bùn sinh ra trong quá trình xử lý của bể thiếu khí ít hơn so với bể hiếu khí.
Tối ưu hóa việc loại bỏ chất hữu cơ và dinh dưỡng với chi phí vận hành thấp
2. Cấu tạo của bể thiếu khí
Bể thiếu khí thường được thiết kế dưới dạng hình trụ hoặc hình hộp, cấu tạo từ bê tông cốt thép hoặc thép để đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực. Để tối ưu hóa quá trình xử lý sinh học, bể Anoxic được trang bị hệ thống kỹ thuật hiện đại bao gồm:
-
Hệ thống cung cấp dinh dưỡng: Được thiết kế tinh vi để cung cấp một lượng chất dinh dưỡng cân đối, bao gồm cacbon, nitơ và các nguyên tố vi lượng.
-
Hệ thống khuấy trộn: Sử dụng máy khuấy chìm để tạo ra dòng chảy tuần hoàn, đảm bảo sự phân bố đồng đều các chất dinh dưỡng và vi sinh vật trong toàn bộ thể tích bể.
-
Hệ thống hồi lưu bùn: Được thiết kế để tái tuần hoàn một phần bùn hoạt tính trở lại bể Anoxic, duy trì nồng độ vi sinh vật ổn định và tăng cường quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm.
3. Vị trí của bể thiếu khí trong hệ thống xử lý nước thải
Vị trí của bể Anoxic trong hệ thống xử lý nước thải có thể thay đổi, tùy thuộc vào nguồn cung cấp carbon và mục tiêu xử lý. Có hai cấu hình chính:
-
Trước bể Aerotank: Đây là vị trí được áp dụng nhiều nhất khi tận dụng tối đa nguồn cacbon hữu cơ có sẵn trong nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khử nitrat
-
Sau bể Aerotank: Dù được áp dụng không quá nhiều nhưng khi đặt máy tại vị trí này vẫn sẽ đơn giản hóa quá trình vận hành nhờ loại bỏ giai đoạn hồi lưu bùn.
Vị trí của bể Anoxic trong hệ thống xử lý nước thải được điều chỉnh linh hoạt
Việc lựa chọn vị trí đặt bể Anoxic phụ thuộc vào các yếu tố sau:
-
Nguồn cung cấp carbon: Nếu nguồn carbon dồi dào, có thể đặt bể Anoxic trước bể Aerotank. Ngược lại, nếu nguồn carbon hạn chế, cần đặt bể Anoxic sau bể Aerotank và bổ sung carbon từ bên ngoài.
-
Mục tiêu xử lý: Tùy thuộc vào yêu cầu về chất lượng nước thải đầu ra mà lựa chọn vị trí đặt bể Anoxic cho phù hợp.
4. Nguyên lý hoạt động cơ bản của bể Anoxic
Bể Anoxic đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước thải, đặc biệt là trong việc loại bỏ nitơ và photpho. Trong điều kiện thiếu oxy, các vi sinh vật trong bể sẽ thực hiện hai quá trình chính: nitrat hóa và photphorin hóa.
4.1 Giai đoạn Nitrat hóa
Nitrat hóa là một quá trình chuyển hóa sinh học quan trọng, trong đó các ion amoni (NH₄⁺) được oxy hóa thành nitrat (NO₃⁻) thông qua sự tác động của hai nhóm vi sinh vật tự dưỡng hóa học: vi khuẩn nitrit hóa (Nitrosomonas) và vi khuẩn nitrat hóa (Nitrobacter).
-
Nitrosomonas: Chuyển hóa amoniac thành nitrit: NH₄⁺ + 1.5O₂ → NO₂⁻ + 2H⁺ + H₂O
-
Nitrobacter: Oxi hóa nitrit thành nitrat: NO₂⁻ + 0.5O₂ → NO₃⁻
4.2 Giai đoạn Photphorin hóa
Song song với quá trình nitrat hóa, vi sinh vật trong bể Anoxic còn thực hiện quá trình hấp thụ và tích lũy photpho. Quá trình này được gọi là photphorin hóa. Các vi sinh vật sẽ hấp thụ photphat từ môi trường và tích lũy chúng trong tế bào. Khi tế bào chết đi và lắng xuống đáy bể, một phần photpho sẽ được loại bỏ khỏi nước thải.
5. Ứng dụng của bể thiếu khí trong thực tế
Bể thiếu khí (anoxic) đóng vai trò quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải, đặc biệt là trong việc loại bỏ các chất dinh dưỡng như nitơ và photpho. Cụ thể:
-
Xử lý nước thải sinh hoạt: Bể thiếu khí giúp loại bỏ một phần đáng kể các chất hữu cơ, nitơ và photpho có trong nước thải sinh hoạt, góp phần bảo vệ nguồn nước và môi trường.
-
Xử lý nước thải công nghiệp: Nhiều ngành công nghiệp thải ra nước thải chứa lượng lớn chất hữu cơ và dinh dưỡng. Bể thiếu khí được ứng dụng để xử lý sơ bộ hoặc kết hợp với các công đoạn khác để đạt hiệu quả cao hơn.
-
Xử lý bùn: Bể thiếu khí giúp ổn định bùn, giảm lượng chất dinh dưỡng trước khi đưa đi xử lý tiếp theo.
-
Xử lý nước thải chăn nuôi: Nước thải từ các trang trại chăn nuôi cũng chứa nhiều chất dinh dưỡng.
Từ sinh hoạt, công nghiệp đến nông nghiệp, bảo vệ môi trường bền vững
Bể thiếu khí hay Anoxic là một thành phần không thể thiếu trong các hệ thống xử lý nước thải hiện đại. Qua các quá trình nitrat hóa và photphorin hóa, bể Anoxic đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ nitơ và photpho, góp phần bảo vệ môi trường nước.
Hiện tại, Công ty Giải Pháp Môi Trường Đại Nam là một trong những đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp giải pháp xử lý nước thải. Chúng tôi áp dụng những giải pháp toàn diện và hiệu quả, từ tư vấn, thiết kế đến thi công và vận hành hệ thống xử lý nước thải cho nhiều ngành nghề từ công nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi; nước cấp,…Liên hệ 0909 378 796 để được tư vấn trực tiếp và miễn phí ngay!
