Bể anoxic kết hợp aerotank: nguyên lý khử nitơ hiệu quả

Bể anoxic kết hợp aerotank là cấu hình xử lý sinh học hai vùng: nước thải đi vào bể anoxic (thiếu khí) trước, sau đó sang bể aerotank (hiếu khí), đồng thời một dòng hỗn hợp bùn – nước giàu nitrat được bơm tuần hoàn từ cuối bể aerotank trở lại bể anoxic. Cấu hình này, thường gọi là sơ đồ AO, cho phép vừa xử lý chất hữu cơ, vừa chuyển hóa amoni và khử nitrat thành khí nitơ để giảm tổng nitơ.

Sơ đồ dòng chảy của cụm anoxic – aerotank

1. Nước thải sau bể điều hòa vào bể anoxic, gặp dòng tuần hoàn nội chứa nitrat và dòng bùn tuần hoàn từ bể lắng.
2. Tại bể anoxic, vi sinh dùng chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn carbon và dùng oxy trong nitrat để hô hấp, giải phóng khí N₂.
3. Hỗn hợp chảy sang bể aerotank, nơi chất hữu cơ còn lại bị oxy hóa và amoni được nitrat hóa thành nitrat.
4. Một phần hỗn hợp ở cuối bể aerotank được tuần hoàn nội về bể anoxic; phần còn lại sang bể lắng.
5. Bùn lắng được tuần hoàn về đầu bể anoxic; bùn dư được xả.

Vì sao đặt bể anoxic trước bể aerotank?

• Tận dụng carbon sẵn có: chất hữu cơ trong nước thải đầu vào được dùng cho khử nitrat, hạn chế phải bổ sung carbon ngoài.
• Tiết kiệm oxy: một phần chất hữu cơ được xử lý bằng nitrat thay vì oxy, giảm tải cho máy thổi khí.
• Hoàn trả độ kiềm: khử nitrat bù lại một phần độ kiềm đã tiêu thụ khi nitrat hóa, giúp pH bể hiếu khí ổn định.
• Cải thiện khả năng lắng của bùn: vùng anoxic đầu bể có tác dụng chọn lọc, hạn chế một số vi sinh dạng sợi.

Thông số vận hành cần chú ý

Tuần hoàn nội: bao nhiêu là đủ?

Tỷ lệ tuần hoàn nội quyết định lượng nitrat được đưa về để khử. Tuần hoàn càng lớn, tổng nitơ đầu ra càng giảm, nhưng hiệu quả giảm dần và điện năng bơm tăng; đồng thời lượng oxy theo dòng tuần hoàn vào bể anoxic cũng tăng. Trong thực tế, tỷ lệ tuần hoàn nội thường được chọn trong khoảng vài lần lưu lượng nước thải và điều chỉnh theo kết quả đo nitrat. Phương pháp tính chi tiết có trong bài tính toán bể anoxic thuộc chuyên mục công nghệ.

Sự cố thường gặp và cách khắc phục

• Tổng nitơ đầu ra cao, nitrat cao: tuần hoàn nội chưa đủ hoặc thiếu carbon; tăng tuần hoàn, kiểm tra tỷ lệ BOD/N, cân nhắc bổ sung carbon.
• Tổng nitơ cao, amoni cao: nitrat hóa chưa hoàn toàn; kiểm tra DO, pH, độ kiềm, tuổi bùn ở bể hiếu khí.
• Bể anoxic có bọt khí, bùn nổi: quá trình khử nitrat diễn ra mạnh – bình thường nếu không kéo bùn ra ngoài; cần xem xét nếu bùn nổi sang bể lắng.
• DO bể anoxic cao: tuần hoàn nội lấy ở vùng DO cao, máy khuấy tạo xoáy hút khí; điều chỉnh vị trí lấy tuần hoàn, kiểm tra máy khuấy.

Khi nào cần nâng cấp lên AAO?

Nếu ngoài tổng nitơ còn cần xử lý tổng photpho bằng phương pháp sinh học, cấu hình AO có thể được bổ sung thêm vùng kỵ khí ở đầu (thành AAO). Trường hợp chỉ cần đạt photpho ở mức vừa phải, có thể dùng thêm hóa chất kết tủa photpho thay vì cải tạo cấu hình.

Bảng ghi chép vận hành hằng ngày cho cụm anoxic – aerotank

Ghi chép đều đặn giúp phát hiện sớm xu hướng tổng nitơ tăng, trước khi kết quả quan trắc định kỳ vượt chuẩn.

Câu hỏi thường gặp

Có thể cải tạo bể aerotank cũ thành cụm anoxic – aerotank không?

Có. Cách làm phổ biến là ngăn một phần đầu bể aerotank làm vùng anoxic, lắp máy khuấy, bỏ sục khí vùng này và bổ sung bơm tuần hoàn nội. Cần tính toán lại thể tích hiếu khí còn lại có đủ cho nitrat hóa hay không.

Bể anoxic có cần nuôi vi sinh riêng không?

Không. Vi sinh khử nitrat là các vi sinh dị dưỡng có sẵn trong bùn hoạt tính, chúng chuyển sang dùng nitrat khi thiếu oxy.

Cụm anoxic – aerotank có xử lý được nước thải công nghiệp không?

Áp dụng được cho nhiều loại nước thải có nitơ cao như chế biến thực phẩm, thủy sản, chăn nuôi sau biogas, với điều kiện thiết kế theo tải lượng thực tế.

Tư vấn cải tạo để đạt tổng nitơ

Green World khảo sát và đề xuất phương án cải tạo bể aerotank hiện hữu để xử lý tổng nitơ theo quy chuẩn mới. Tham khảo bài bể thiếu khí hoặc liên hệ để được hỗ trợ.

Bài viết mang tính tham khảo; thông số vận hành cần điều chỉnh theo thiết kế và chất lượng nước thải thực tế.