Bể sinh học hiếu khí không còn là một khái niệm mới lạ nữa, đây được xem là phương pháp xử lý nước thải phổ biến và hiệu quả nhất, được áp dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lẫn công nghiệp. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về loại bể này. Vậy thì hãy cùng NTSE tìm hiểu cụ thể trong bài viết này nhé!

Bể sinh học hiếu khí là gì?

Bể sinh học hiếu khí là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, oxy được cấp liên tục vào bể để xáo trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng. Đồng thời các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy và oxy hóa các chất hữu cơ ở dạng keo hòa tan có trong nước thải, trong điều kiện đầy đủ oxy hoà tan ở nhiệt độ, pH,… thích hợp. Từ đó làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải.

Quá trình phân huỷ chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí mô tả bằng sơ đồ sau:

(CHO)_nNS + O₂ → CO₂ + H₂O + NH₄⁺ + H₂S + Tế bào mới + ΔH

Trong điều kiện hiếu khí NH4+ và H2S cũng bị phân huỷ nhờ quá trình Nitrat hóa, Sunfat hoá bởi vi sinh vật tự dưỡng:

NH₄⁺ + 2O₂ → NO₃^– + 2H⁺ + H₂O + ΔH

H₂S + 2O₂ → SO₄^2-  + 2H⁺ + ΔH

Cấu tạo và phân loại

Cấu tạo

Bể sinh học hiếu khí thường được cấu tạo bằng bê tông cốt thép hoặc bằng thép, có hình chữ nhật hoặc hình tròn với chiều cao tối thiểu là 2,5m, nhằm đảm bảo nồng độ oxy hòa tan được khuếch tán đều trong nước.

Trong bể thường được bố trí hệ thống phân phối khí bằng:  Đĩa thổi khí, Ecorator, MU-Aerator,… nhằm mục đích đảm bảo nồng độ oxy hòa tan (DO > 1,5 mg/l) cho vi sinh vật phát triển. 

Phân loại bể sinh học hiếu khí trên thị trường hiện nay như sau:

Theo bậc xử lý

• Bể sinh học hiếu khí một bậc
• Bể sinh học hiếu khí nhiều bậc

Theo tải trọng

• Bể sinh học hiếu khí tải trọng thấp
• Bể sinh học hiếu khí tải trọng cao

Theo quá trình tăng trưởng của vi sinh vật

• Bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng
• Bể sinh học hiếu khí giá thể lơ lửng MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)
• Bể sinh học hiếu khí giá thể dính bám FBBR (Fixed Bed Biofilm Reactor )

Theo phương pháp lọc 

• Lọc sinh học màng MBR
• Lọc sinh học nhỏ giọt

Nguyên lý hoạt động của bể

Giai đoạn 1: Oxy hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào.

C_xH_yO_zN + (x+y/4 + z/3 +¾) O2 → xCO₂ + [(y-3/2)/2] H₂O + NH₃

Giai đoạn 2: (Quá trình đồng hóa): Tổng hợp để xây dựng tế bào

C_xH_yO_zN + NH₃ + O₂ → xCO₂ + C₅H₇O₂N

Giai đoạn 3: (Quá trình dị hóa): Hô hấp nội bào. 

C₅H₇O₂N + 5O₂ → xCO₂ + H₂O

NH₃ + O₂ → CO₂ + HNO₃

Khi không đủ cơ chất, quá trình chuyển hóa các chất của tế bào bắt đầu xảy ra bằng sự tự oxy hóa chất liệu tế bào. 

Các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể sinh học hiếu khí của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể sinh học hiếu khí để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể.

Sản phẩm của quá trình này là CO₂, H₂O, NO₃^– và SO₄^–

Ưu điểm của bể sinh học hiếu khí

• Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%;
• Loại bỏ được một phần Nitơ, P trong nước thải;
• Vận hành đơn giản an toàn. Thích hợp với nhiều loại nước thải;
• Thuận lợi khi nâng cấp công suất lên đến 30% mà không phải tăng thể tích bể.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh học hiếu khí

• pH tối ưu 6,5 – 8,5; pH < 5 sẽ thúc đẩy nấm phát triển; pH > 9 sẽ phá hủy cân bằng nguyên sinh chất tế bào, vi sinh vật sẽ chết.
• Tỉ lệ BOD/COD > 0,5
• Lượng DO cung cấp vào bể 2 – 4 mg/l
• Duy trì tỷ lệ dinh dưỡng trong bể, tính theo BOD₅ (C:N:P) = 100:5:1; tính theo COD (C:N:P) = 150:5:1 
• Nhiệt độ thích nghi với đa số vi sinh vật khoảng 25^o – 37^oC 
• Các kim loại nặng, ion halogen, phenol và các hợp chất chứa phenol, các muối xyanua có khả năng ức chế tính hoạt hóa của enzyme oxy hóa khử ở vi sinh.
• Tỷ lệ F/M: 

• F/M: > 1 tức là dư thừa dinh dưỡng nên vi khuẩn sinh trưởng nhanh, khó tự hủy và dẫn đến khả năng tạo bông kém, nước đục và bùn khó lắng
• F/M: < 1 tức là thiếu dinh dưỡng, khi đó các vi khuẩn dạng sợi phát triển làm xốp bùn dẫn đến khả năng lắng bùn kém

Ngoài ra, quá trình xử lý hiếu khí còn phụ thuộc vào nồng độ muối vô cơ, lượng chất lơ lửng chảy vào bể xử lý cũng như các loài vi sinh vật và cấu trúc của các chất bẩn hữu cơ. 

Hy vọng thông qua bài viết này bạn đã hiểu hơn về bể sinh học hiếu khí là gì, có cấu tạo và phân loại như thế nào, hoạt động ra sao. Nếu còn thắc mắc gì trong quá trình thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải thì liên hệ ngay với NTSE để được tư vấn chi tiết nhé. Liên hệ ngay cho chúng tôi theo Hotline 0888 167 247

---

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT NTS

Trụ sở: Số 15, đường số 3, Khu dân cư Gia Hòa, Phường Phước Long B, TP. Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh

Điện thoại: 0888 167 247

Email: nts@ntse.vn

Website: ntse.vn/xu-ly-nuoc

Facebook: facebook.com/INTSE.VNI/