Bể Anoxic trong xử lý nước thải: Nguyên lý, ưu điểm, và cách tối ưu hóa

Trong quá trình xử lý nước thải, bể Anoxic đóng vai trò vô cùng quan trọng. Đây là một công đoạn không thể thiếu trong các hệ thống xử lý nước thải hiện đại, đặc biệt là các hệ thống xử lý sinh học. Vậy bể Anoxic là gì? Nguyên lý hoạt động của nó như thế nào? Và tại sao công nghệ này lại được ứng dụng rộng rãi? Bài viết dưới đây của Môi Trường Song Phụng sẽ giúp bạn giải đáp những câu hỏi trên một cách chi tiết và khoa học.

Bể Anoxic là gì? 

Bể Anoxic hay còn gọi là bể thiếu khí, là một phần của hệ thống xử lý nước thải sinh học. Công nghệ xử lý được áp dụng trong bể thường là Nitrat và khử Nitrat. Ngoài ra bể còn có chức năng xử lý photpho. Tại đây, việc xử lý chất thải sẽ diễn ra các quá trình như cắt mạch, khử Nitrat thành Nitơ, lên men,…

Vai trò của bể Anoxic:

• Khử nitrat: Vi sinh vật trong bể Anoxic có khả năng chuyển hóa các hợp chất nitrat (NO3-) thành khí nitơ (N2) thoát ra khỏi nước, giúp giảm hàm lượng nitơ trong nước thải.
• Khử photpho: Một số loại vi sinh vật trong bể Anoxic có khả năng hấp thụ photpho, giúp loại bỏ chất dinh dưỡng này ra khỏi nước, ngăn ngừa hiện tượng phú dưỡng.
• Tạo điều kiện cho quá trình xử lý tiếp theo: Bể Anoxic giúp ổn định chất lượng nước thải trước khi chuyển sang các giai đoạn xử lý tiếp theo, như bể hiếu khí.

Cấu tạo bể Anoxic 

Bể Anoxic thường được thiết kế với dạng hình hộp hoặc hình trụ với chất liệu chính là thép hoặc bê tông cốt thép. Để hỗ trợ cho quá trình phát triển của vi sinh vật thì lắp đặt thêm các bộ phận khác như:

• Hệ thống cung cấp dinh dưỡng để vi sinh vật thiếu khí sinh sản. 
• Máy khuấy trộn, bơm đảo hoặc cánh quạt khuấy chìm làm từ thép. 
• Hệ thống hồi lưu bùn để xử lý Anoxic sau quá trình phản ứng. 

Nguyên lý hoạt động của bể anoxic

Sau khi trải qua quá trình xử lý sinh học ở bể Aerobic thì nước thải sẽ dẫn sang bể thiếu khí Anoxic để tham gia phản ứng hóa học Photphorit và Nitrat. 

Phương trình hóa học mô tả quá trình phản ứng Nitrat: 

NH3 → NO3 → NO2 → NO → N2O → N2 (gas)

Phương trình hóa học mô tả quá trình phản ứng Photphorit:

PO4-3 Microorganism (PO4-3)salt => sludge

Để tăng hiệu quả phản ứng cũng như quá trình tiếp xúc thì bể Anoxic bố trí thêm các cánh quạt khuấy chìm. Ngoài ta,người ta còn lắp thêm giá thể từ nhựa và đệm sinh học để vi sinh vật phát triển thuận lợi hơn. 

Ưu và nhược điểm của bể Anoxic

Một số ưu và nhược điểm của bể Anoxic có thể kể đến như: 

Ưu điểm

• Hiệu quả xử lý cao: Bể Anoxic có khả năng loại bỏ một lượng lớn các chất hữu cơ hòa tan, nitrat và photpho trong nước thải, góp phần làm giảm đáng kể ô nhiễm môi trường.
• Tiết kiệm năng lượng: Quá trình xử lý trong bể Anoxic tiết kiệm năng lượng do chỉ sử dụng máy bơm đảo trộn và máy khuấy chìm. 
• Vận hành đơn giản: Hệ thống bể Anoxic thường có cấu tạo đơn giản và dễ vận hành, không yêu cầu kỹ thuật cao.
• Giảm thiểu mùi hôi: Quá trình xử lý sinh học trong bể Anoxic giúp giảm thiểu mùi hôi khó chịu phát sinh từ nước thải.

Nhược điểm

• Bể Anoxic không thể xử lý các chất độc hại, nguy hiểm. 
• Do là một công đoạn trong công nghệ AOO nên khi vận hành riêng sẽ không đạt hiệu quả xử lý nước thải tốt. 

Thiết kế bể Anoxic: Những lưu ý và tùy chọn để tối ưu hiệu suất

Để thiết kế bể Anoxic tối ưu hiệu suất nhất thì bạn cần lưu ý một số vấn đề sau đây:

Lưu ý khí thiết kế để tối ưu hiệu suất

• Tại khu vực hiếu khí (cung cấp oxy) để khử nitrat hóa và 1 vùng không có oxy để xảy ra phản ứng khử cần lưu ý khi thiết kế. 
• Cung cấp nguồn nước hữu cơ cần thiết và thêm ethanol, axicd axetic, metanol.
• Chủ yếu kiểm soát mức độ xử lý qua tốc độ tuần hoàn của nước thải.
• Hàm lượng oxy hòa tan DO <0,2mg/l và duy trì nhiệt độ trong bể đạt từ 30 – 36 độ C.

Những tùy chọn khi thiết kế

• Quá trình xử lý chủ yếu của anoxic là Ludzack-Ettinger. 
• Quá trình thiếu khí có thể kết hợp ở tất cả các công nghệ xử lý nước thải như mương oxy hóa hay SBR. 
• Quá trình thiếu khí ở các công nghệ đều gần giống nhau.
• Chủng vi sinh hoạt động chủ yếu là Anammox: NH4+ + NO- → N2 (gas) + 2H2O.

Nghiên cứu thêm về các loại bể lắng:

• Bể Lắng Ngang Là Gì? Ứng Dụng Trong Xử Lý Nước Thải
• Bể lắng cát: Tất tần tật những gì bạn cần biết
• Bể lắng đứng: Tổng quan, thiết kế và ứng dụng trong xử lý nước thải

Khắc phục sự cố khi vận hành bể Anoxic

Trong quá trình vận hành bể Anoxic, có một số sự cố thường gặp có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải, phổ biến nhất là bùn nổi. Ngay sau đây cùng đi tìm hiểu về hiện tượng này cũng như cách khắc phục: 

Các sự cố thường gặp khi vận hành bể Anoxic

Bùn nổi sự cố thường gặp nhất, khi các bông bùn nổi lên bề mặt bể, làm giảm hiệu quả xử lý và có thể gây tắc nghẽn các thiết bị. Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này do các yếu tố như máy khuấy trộn không đủ công suất và cách lắp đặt máy khuấy không đúng. Một lý do khác có thể là do lượng vi sinh vật trong bể ít ảnh hưởng đến hiệu quả phản ứng làm cho bùn hoạt tính nổi trên bề mặt.

Giải pháp khắc phục sự cố

Để khắc phục sự cố bùn nổi cần thực hiện một số biện pháp sau:

• Tạm thời không cho nước thải vào các bể.
• Tắt sục khí máy khuấy tại bể vi sinh thiếu khí (Anoxic) và bể vi sinh hiếu khí (Aerotank).
• Để bùn trong bể Anoxic lắng xuống hoàn toàn, khuấy 45 phút đến 1 tiếng sau đó bơm nước sau lắng.

Bể Anoxic kết hợp Aerotank

Kết hợp bể Anoxic và Aerotank là một trong những công nghệ xử lý nước thải sinh học phổ biến hiện nay. Khi áp dụng bể Anoxic kết hợp Aerotank cần cân nhắc đặt bể Anoxic trước hay sau Aerotank.

• Đặt bể Anoxic trước Aerotank: Do không phải bổ sung chất hữu cơ nên dễ dàng trong việc kiểm soát hàm lượng DO trong hệ thống. Nhược điểm là khí nito ở đầu vào thấp nên mất thời gian để hồi lưu qua lại giữa 2 bể thiếu khí và hiếu khí. 
• Đặt bể Anoxic sau Aerotank: Ưu điểm là không phải mất công luân hồi nước thải, tuy nhiên cần cung cấp chất hữu cơ vào trong bể. Thêm vào đó, cần kết hợp máy móc để sục khí ở sau bể Anoxic nhằm loại trừ được khí Nitơ và tránh làm bùn nổi lên trong bể lắng. 

Ưu điểm của hệ thống xử lý Anoxic – Aerotank

• Góp phần bảo vệ môi trường sạch đẹp và giữ nước thải không bị xả ra ngoài. 
• Tránh được hiện tượng tắc cống hoặc bể phốt do chất thải. 
• Phân hủy nhiều chất hữu cơ có hại, làm sạch mùi hôi thối khi xả ra ngoài. 
• Kiểm soát được chất lượng nước khi xử lý và sử dụng trong đời sống dễ dàng hơn. 

Những thông tin mà Môi trường Song Phụng chia sẻ trong bài viết trên chắc đã giúp bạn phần nào hiểu được bể Anoxic là gì rồi đúng không? Nếu còn bất cứ thắc mắc gì thì liên hệ ngay với chúng tôi để được giải đáp nhanh chóng nhất nhé!

Tìm hiểu các bể xử lý nước thải khác:

• Bể lắng Lamen: Nguyên lý hoạt động và so sánh với bể lắng thường
• Bể trung hòa là gì? Quy trình hoạt động của bể trung hòa thế nào?
• Bể hiếu khí là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể hiếu khí