Bể thiếu khí: Nguyên lý hoạt động, cấu tạo và ứng dụng

Bể thiếu khí là một phần quan trọng trong hệ thống xử lý các nguồn nước thải tại nhiều nhà máy, khu công nghiệp. Để giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý tính chất hoạt động và những ứng dụng đặc biệt, GreenWorld mời bạn đọc tiếp bài viết bên dưới để có thêm sự tham khảo cho hệ thống này nhé.

Bể thiếu khí là gì?

Bể thiếu khí, hay còn gọi là bể anoxic, là một bộ phận trong hệ thống xử lý nước thải, nơi không có oxy hòa tan nhưng vẫn có các hợp chất chứa oxy như nitrat (NO₃⁻) hoặc sunfat (SO₄²⁻). Đây là môi trường lý tưởng cho các vi khuẩn khử nitrat, giúp chuyển hóa nitrat thành khí nitơ (N₂), loại bỏ nitơ hiệu quả trong nước thải.

Các chất hữu cơ có trong nước cũng được phân hủy và giảm tải đáng kể trước khi đi đến bể xử lý tiếp theo. Bể có thể được đặt trước hoặc sau bể Aerotank ( bể kỵ khí)  tùy thuộc vào mục tiêu xử lý. 

Ưu điểm bể anoxic:

• Giảm hiệu quả nitơ và photpho trong nước thải.

• Hỗ trợ giảm tải cho các giai đoạn xử lý tiếp theo.

• Tiết kiệm năng lượng hơn so với bể hiếu khí.

Nhược điểm bể anoxic:

• Hiệu quả phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, pH, và cấu trúc vi sinh vật.

• Không xử lý triệt để các chất hữu cơ phức tạp hoặc ô nhiễm cao.

• Quá trình khử nitrat diễn ra chậm hơn, cần thời gian lưu nước dài.

Bể anoxic thiếu khí tại nhà máy công nghiệp

Cấu tạo của bể thiếu khí

Cấu tạo bể anoxic thiếu khí bao gồm các bộ phận sau:

• Hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng - giúp sinh vật thiếu khí có môi trường sinh sôi, phát triển

• Máy bơm đảo trộn - giúp sinh vật tăng cường quá trình phản ứng trong việc xử lý chất hữu cơ, nitơ, photpho

• Hệ thống hồi lưu bùn - đưa bùn từ bể anoxic trở lại bể xử lý sau khi kết thúc quá trình phản ứng

Cấu tạo của bể anoxic

Nguyên lý hoạt động của bể

Nguyên lý hoạt động của bể thiếu khí dựa trên quá trình khử nitrat (denitrification). Vi khuẩn thiếu khí sử dụng nitrat (NO₃⁻) làm chất nhận điện tử, chuyển hóa nitrat thành khí nitơ (N₂), giúp giảm lượng nitơ trong nước thải. Ngoài ra, vi sinh vật trong bể cũng chuyển hóa một phần photpho thành hợp chất bùn sinh học, giúp loại bỏ photpho hiệu quả. Nước thải từ bể này sẽ tiếp tục chuyển sang bể hiếu khí để hoàn tất quá trình xử lý.

Các quy trình trong bể anoxic thiếu khí:

• Quá trình khử nitrat: Trong bể anoxic, vi khuẩn thiếu khí sử dụng nitrat (NO₃⁻) làm chất nhận điện tử thay cho oxy, chuyển hóa nitrat thành khí nitơ (N₂), giúp giảm hàm lượng nitơ trong nước thải. Đây là quá trình chính diễn ra trong bể thiếu khí, nhằm loại bỏ nitơ và ngăn ngừa hiện tượng phú dưỡng trong môi trường.

• Quá trình loại bỏ Photpho: Một phần photpho trong nước thải được chuyển hóa bởi vi sinh vật thành bùn sinh học và loại bỏ khỏi nước. Tuy nhiên, hiệu quả loại bỏ photpho trong bể thiếu khí thường không cao, cần sự hỗ trợ từ bể hiếu khí hoặc các quá trình xử lý khác để đạt hiệu quả tối ưu.

Quá trình hoạt động của bể anoxic sẽ bị tác động bởi một số yếu tố xung quanh như thiết kế của bể, nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải, cấu trúc vi sinh vật, chất dinh dưỡng, nhiệt độ của nước, lưu lượng nước, độ pH để vi sinh vật phát triển…Vì vậy khi thiết kế bể, các kỹ sự cần có sự nghiên cứu kỹ càng, chính xác để quá trình vận hành đạt hiệu quả tốt nhất.

Ứng dụng của bể thiếu khí trong xử lý nước thải

Bể anoxic hiếu khí đóng vai trò quan trọng trong hệ thống xử lý các nguồn nước thải:

• Đối với nguồn nước thải sinh hoạt: bể giúp loại bỏ các chất hữu cơ, nito, photpho góp phần bảo vệ nguồn nước chung và bảo vệ môi trường. 

• Đối với nguồn nước thải công ngiệp: lượng lớn chất chất hữu cơ được giảm tải đáng kể khi kết hợp bể anoxic cùng các công đoạn khác trong hệ thống chỉn chu.

Xem thêm: Top 8 bể xử lý nước thải hiệu quả nhất hiện nay

Lưu lý khi thiết kế và vận hành bể thiếu khí

Để đảm bảo hệ thống bể vận hành an toàn và hiệu quả, trong quá trình thiết kế và vận hành, mọi người cần lưu ý một vấn đề như: 

• Kích thước và hình dạng của bể cần đảm bảo được thời gian đủ để các quá trình phản ứng xảy ra hoàn toàn cùng như việc bảo trì không gặp khó khăn. 

• Lựa chọn máy khuấy trộn phù hợp để đảm bảo vi sinh vật phân bố đồng đều trong bể. 

• Vật liệu lắp đặt cần đảm bảo chịu được tính chất ăn mòn khi chứa nước thải và vi sinh vật trong một thời gian dài. 

• Hệ thống ống dẫn không bị tắc nghẽn để nước lưu thông ổn định từ bể này sang bể khác. 

• Điều chỉnh nồng độ oxy, độ pH, nhiệt độ để duy trì điều kiện sống cho các vi sinh vật hoạt động phát triển tốt nhất.

Có nhiều lưu ý khi thiết kế bể 

Phân biệt giữa bể thiếu khí và bể hiếu khí

Bể thiếu khí và bể hiếu khí đều được ứng dụng trong hệ thống nước thải những có nhiều đặc điểm và vai trò khác nhau.

Bể anoxic thiếu khí là môi trường thiếu oxy hoặc gần như không có oxy. Bể giúp loại bỏ một lượng đáng kể các vi khuẩn, chất hữu cơ. Vi khuẩn khử nitrat chuyển hóa nitrat (NO₃⁻) thành nitrit (NO₂⁻) và sau đó thành khí nitơ (N₂), giúp giảm hàm lượng nitơ trong nước thải.

Bể hiếu khí là môi trường giàu oxy, vi sinh vật trong đó chủ yếu là vi khuẩn hiếu khí. Lượng vi khuẩn này oxy hóa các chất hữu cơ thành CO2 và H2O. Vi khuẩn nitrat hóa chuyển hóa amoniac (NH₄⁺) thành nitrit (NO₂⁻) và sau đó thành nitrat (NO₃⁻).

Hy vọng bài viết hôm nay đã giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo, vai trò, ứng dụng của bể thiếu khí và những lưu ý cần thiết khi lắp đặt, vận hành bể. Khi có nhu cầu cần tư vấn và tham khảo các về phương pháp xử lý môi trường, quý khách hàng đừng quên liên hệ ngay đơn vị GreenWorld để được hỗ trợ nhanh nhất nhé.