Bể thiếu khí và hiếu khí
|
Trong quá trình xử lý nước thải, có một giai đoạn mà nước được xử lý trong điều kiện không có không khí để các sinh vật thiếu khí hoạt động và phân hủy các chất hữu cơ. Giai đoạn này diễn ra ở bể thiếu khí. Để hiểu rõ hơn về vai trò, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách khắc phục các sự cố có thể xảy ra ở bể thiếu khí, các bạn hãy cùng chúng tôi đón đọc nội dung bài viết dưới đây nhé. Show
Bể thiếu khí là gì?Bể thiếu khí hay bể Anoxic là hệ thống bể xử lý Nito và Photpho có trong nước thải bằng phương pháp sinh học. Nói cách khác, bể thiếu khí là một loại bể trong công nghệ AAO. Sau khi đã trải qua xử lý sinh học kỵ khí ở bể Anaerobic, nước thải được dẫn đến bể thiếu khí và tại đây sẽ diễn ra các phản ứng Nitrat hóa và Photphorit.  Bể thiếu khí anoxic Cấu tạo của bể thiếu khí anoxicBể thiếu khí thường có hình trụ hoặc hình hộp, được xây bằng bê tông cốt thép hoặc thép và có các bộ phận hỗ trợ cho quá trình phát triển của vi sinh vật thiếu khí như sau:
Nhờ có các bộ phận hỗ trợ trên mà quá trình xử lý nước thải sẽ diễn ra nhanh chóng và hiệu quả hơn. Cấu tạo bể anoxic Nguyên lý hoạt động của bể AnoxicSau khi trải qua quá trình kị khí, lượng COD, BOD5 trong nước thải đã giảm đáng kể nhưng thành phần Amoni và Phot pho vẫn khá cao. Để xử lý các thành phần này, nước thải sẽ được đưa tới bể Anoxic để các vi sinh vật thiếu khí xử lý. Các quá trình xử lý N, P trong bể sẽ gồm có: 1. Quá trình khử NitoQuá trình khử Nito sẽ bao gồm 2 quá trình là Nitrat hóa và khử Nitrat, cụ thể như sau:
Nitrat hoá là quá trình tự dưỡng và năng lượng được dùng cho sự phát triển của vi sinh vật được lấy từ các hợp chất oxy hoá của Nito, chủ yếu là Amoni. Không giống như các vi sinh vật dị dưỡng, các vi sinh vật nitrat hoá sử dụng carbonic dạng vô cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá tạo ra trên một đơn vị của quá trình trao đổi chất thấp hơn nhiều lần so với sinh khối tạo ra từ quá trình dị dưỡng. Quá trình Nitrat hoá từ Nito của Amoni diễn ra theo 2 bước với sự góp mặt của 2 chủng vi sinh vật, đó là vi khuẩn Nitrosomonas và vi khuẩn Nitrobacter. Trong giai đoạn đầu tiên, amoni được chuyển thành nitrit, sau đó được chuyển thành nitrat ở giai đoạn thứ 2: Giai đoạn 1: NH4- + 1,5 O2 → NO2- + 2H+ + H2O Giai đoạn 2: NO2- + 0,5 O2 → NO3- Các vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter sẽ dùng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống của chính nó và tự tổng hợp sinh khối. Quá trình trên có thể được tổng hợp lại như sau: NH4+ + 2 O2 → NO3- + 2H+ + H2O Cùng với quá trình thu năng lượng, một số ion Amoni được đồng hoá và vận chuyển vào trong các mô tế bào. Quá trình tổng hợp sinh khối diễn ra theo phản ứng sau: 4 CO2 + HCO3- + NH4+ + H2O → C5H7NO2 + 5 O2 C5H7NO2 tạo thành sinh khối và toàn bộ quá trình oxy hoá cùng với phản ứng tổng hợp được tổng hợp lại theo phản ứng sau : NH4+ + 1,83 O2 + 1,98 HCO3- → 0,021 C5H7NO2 + 0,98 NO3- + 1,041 H2O + 1,88 H2CO3 Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa Amoni thành nitrat là 4,3 mg oxy trên 1mg NH4+.
Trong điều kiện môi trường thiếu oxy, các loại vi sinh vật khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kị khí tuỳ tiện) sẽ tách oxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để oxy hoá các hợp chất hữu cơ. Khí N2 được tạo thành từ quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước. Và để quá trình khử nitrit, nitrat diễn ra một cách hiệu quả nhất, người ta thường bổ sung thêm nguồn Carbon từ bên ngoài vào. Một số nguồn cấp Carbon có thể dùng là metanol,ethanol hoặc axicd axetic, trong đó, methanol là chất được sử dụng phổ biến nhất. - Khử nitrat: NO3- + 1,08 CH3OH + H+ → 0,065 C5H7NO2 + 0,47 N2 + 0,76 CO2 + 2,44 H2O - Khử nitrit: NO2- + 0,67 CH3OH + H+ → 0,04 C5H7NO2 + 0,48 N2 + 0,47 CO2 + 1,7 H2O 2. Quá trình Photphorit hóaPhot pho có trong nước thải tồn tại dưới dạng PO4 3-, poli photphat P2O7 hoặc dạng photpho liên kết hữu cơ. Trong đó, P2O7 hoặc dạng photpho liên kết hữu cơ chiếm khoảng 70% trong nước thải. Chủng vi sinh vật thiếu khí tham gia vào quá trình Photphorit hóa là Acinetobacter. Acinetobacte có khả năng tích lũy poliphotphat trong sinh khối tương đối cao, khoảng 2- 5%. Chúng sẽ được tham gia vào quá trình để hỗ trợ chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa Photpho thành hợp chất mới đã bị loại bỏ hoàn toàn P, tạo điều kiện cho các vi sinh vật hiếu khí phân hủy dễ dàng hơn. Khả năng loại bỏ P của Acinebacter sẽ tăng lên rất nhiều khi nó được luân chuyển trong điều kiện hiếu khí, kị khí. Chính vì vậy mà bể Anoxic được bố trí thêm các cánh khuấy chìm. Ngoài ra, để thúc đẩy quá trình phản ứng, người ta còn thêm các giá thể từ nhựa hoặc đệm sinh học để tạo môi trường cho vi sinh vật phát triển thuận lợi. Hệ vi sinh vật thiếu khí sẽ bám dính vào bề mặt các giá thể hoặc đệm sinh học này để sinh trưởng, phát triển mạnh mẽ. Nguyên lý hoạt động của bể thiếu khí Các vị trí xây bể Anoxic trong quy trình công nghệ xử lý nước thải AAOĐể tăng hiệu quả xử lý nước thải, sự kết hợp của bể Anoxic với bể Aerotank là hết sức cần thiết. Tùy từng trường hợp cụ thể mà vị trí của bể Anoxic có thể đặt trước hoặc sau bể Aerotank. 1. Bể Anoxic đặt trước bể Aerotank (phổ biến nhất)Không cần bổ sung chất dinh dưỡng và chất hữu cơ cho quá trình phát triển sinh khối mà vẫn duy trì được quần thể vi sinh vật hiếu khí có trong bể Anoxic, đồng thời kiểm soát dễ dàng lượng oxy hòa tan có trong bể thiếu khí, DO <1 mg/l. Tuy nhiên, vì hàm lượng Nito vào bể tương đối thấp nên chúng ta phải hồi lưu nước thải từ bể Aerotank về bể Anoxic 2. Bể Anoxic đặt sau bể AerotankVì hệ thống nước thải tự chảy liên tục nên không cần hồi lưu nước từ bể Aerotank về bể Anoxic. Tuy nhiên cần phải bổ sung chất hữu cơ vào bể thiếu khí, kết hợp khuấy trộn, đảo để thoát khí N2 có trong bể Aerotank nhằm tránh hiện tượng kéo bùn nổi lên trên bề mặt nước thải. Vị trí đặt bể thiếu khí và bể aerotank Các ưu, nhược điểm khi xử lý nước thải bằng bể thiếu khí1. Ưu điểm- Giảm thiểu tình trạng tắc cống, bể phốt do lượng nước thải và các tạp chất hữu có được vận chuyển quá nhiều trong thời gian dài. - Bể thiếu khí mang lại hiệu quả xử lý nước thải cao nhờ khả năng loại bỏ được phần lớn các chất hữu cơ hòa tan trong nước bằng các vi sinh vật thiếu khí và gần như xử lý hoàn toàn được thành phần N, P trong nước thải. Nhờ đó kiểm soát được chất lượng nước thải trong công nghiệp, thậm chí có thể cải tạo, tái sử dụng để đảm bảo cung cấp đủ lượng nước cần thiết cho hoạt động sản xuất nông nghiệp. - Khả năng xử lý BOD lên đến 90%, giúp bảo vệ môi trường xanh – sạch – đẹp. - Tốn ít năng lượng do chỉ sử dụng thiết bị khuấy chìm hoặc bơm đảo trộn. - Quá trình vận hành đơn giản, không quá phức tạp nhưng mang lại hiệu quả xử lý cao, giúp phân hủy các chất hữu cơ và giảm mùi nước thải trước khi xả ra môi trường - Tiết kiệm chi phí xử lý nước thải 2. Nhược điểm- Cần nhiều diện tích để xây dựng. - Không có khả năng xử lý các chất nguy hiểm, độc hại mà chỉ xử lý được các chất hữu cơ. - Vốn đầu tư khá cao vì phải bổ sung thường xuyên các chất hữu cơ, bùn - Bản thiết kế hệ thống bể cần đạt độ chính xác cao nhất. Ưu nhược diểm của bể anoxic Ứng dụng của bể thiếu khí trong xử lý nước thảiVới khả năng xử lý hiệu quả các chất hữu cơ có trong nước thải, bể Anoxic được ứng dụng rộng rãi trong một số hệ thống xử lý nước thải như: - Hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy chế biến thực phẩm, chế biến thủy hải sản,… - Hệ thống xử lý nước thải của các cơ sở chế tạo kim loại, các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất.. - Áp dụng trong công nghệ xử lý dược, mỹ phẩm… Tuy nhiên, đối với việc xử lý nước thải của các khu chung cư, trường học, bệnh viện hay văn phòng thì bể Anoxic lại không mang lại nhiều hiệu quả về mặt kinh tế. Nguyên nhân là do chi phí vận hành của bể thiếu khí thường cao hơn các công nghệ khác vì phải bổ sung bùn thường xuyên mới duy trì được sự phát triển của hệ vi sinh vật thiếu khí trong hệ thống xử lý. Xử lý nước thải tại nhà máy chế biến thực phẩm Sự cố và cách khắc phục sự cố trong bể thiếu khíSự cố thường xảy ra nhất trong bể Anoxic chính là nổi bùn thành từng mảng trong bể Anoxic. Và nguyên nhân của hiện tượng này đến từ việc máy khuẩy trộn hoạt động kém hiệu quả nên không thể đẩy hết N2 lên khỏi mặt bùn hoặc do lượng bùn vi sinh trong bể kém khiến khả năng khử N bị giảm. Một nguyên nhân khác nữa là do lượng bùn vi sinh tuần hoàn từ bể lắng về bể thiếu khí ít. Để khắc phục tình trạng này, việc cần làm là: - Dừng ngay việc bơm nước thải vào bể và tiến hành kiểm soát môi trường sống của vi sinh vật. - Tắt hệ thống sục khí trong bể Aerotank và hệ thống máy khuấy trong bể thiếu khí để ổn định lượng khí có trong bể thiếu khí. - Chờ 45- 60 phút để bùn lắng xuống rồi khôi phục hoạt động bơm nước thải vào bể Anoxic rồi theo dõi tình trạng của bể. Vậy là chúng tôi đã giúp các bạn giải đáp được thắc mắc về vai trò, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách khắc phục các sự cố có thể xảy ra ở bể thiếu khí. Ngoài ra, để xử lý nước thải, các bạn có thể sử dụng các loại hóa chất xử lý nước như PAC, phèn sắt, phèn nhôm,…Và nếu bạn nào đang quan tâm về các loại hóa chất này, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo số điện thoại 096 302 9988 để được tư vấn, hỗ trợ trong thời gian sớm nhất. Hãy truy cập website https://ammonia-vietchem.vn/ để xem những bài viết mới nhất nhé! Xem thêm
|
