Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank

ducantech

New member
19 May 2023
6
0
1
Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank

Viết tiếp chuổi công nghệ xử lý vi sinh hôm nay mình sẽ giới thiệu đến các bạn Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank

Nguyên lý hoạt động

Aerotank hoạt động dựa trên các chủng vi sinh vật có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải

Hình dáng bể

Bể có hình chử nhật, hình tròn, hình khối trụ tại Việt Nam thông dụng là hình chữ nhật

Bể aerotank

Cấu tạo bể

  • Bể có cấu tạo đơn giản là một khối hình chữ nhật bên trong được bố trí hệ thống phân phối khí( Dĩa thôi khí, ống phân phối khí) nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan (DO trong nước)
  • Bể aerotank có chiều cao từ 2,5m trở lên nhằm mục đích khi sục khí vào thì lượng không khí kịp hòa tan trong nước, nếu thấp thì sẽ bùng lên hết không có oxy hòa tan. Trừ 1 số loại có thể phân phối khí dưới dạng nano hay ion gì đó ( mình chưa biết)
  • Nếu ở nơi nào có diện tích nhỏ thì bên trong bể được bố trí thêm giá thể vi sinh, hiện nay trên thị trường cung cấp rất nhiều giá thể dạng tấm,dạng cầu, ……
Bùn hoạt tính

Nước thải sau khi đã được xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào Aerotank. Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và có thể là các chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan. Các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển, dần thành các hạt cặn bông. Các hạt này dần dần to và lơ lửng trong nước. Các bông cặn này chính là bùn hoạt tính.Thời gian nước lưu trong bể aeroten không lâu quá 12 giờ (thường là mình chọn 8 giờ).

be hieu khi

Nhận biết bùn hoạt tính có tốt hay không

  • Bùn có màu vàng nâu chứng tỏ là bùn chất lượng tốt,
  • Bùn có màu hồng có thể trong bể thiếu oxi, vi sinh vật hô hấp tùy tiện phát triển,
  • Bùn có màu đen chứng tỏ thiếu oxi trầm trọng, vi sinh vật yếm khí phát triển,
  • Bùn có màu trắng, vi sinh vật dạng sợi phát triển.
  • Hiện tượng rã bùn, Trong bể có chất độc, chấ khử trùng dạng oxi hóa mạnh.
  • Lượng sinh khối chiếm khoảng 35% trở lên là ok
Cơ chế hoạt động của bùn hoạt tính

– Giai đoạn thứ nhất: Tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này bùn hoạt tính hình thành và phát triển. Hàm lượng oxi cần cho vi sinh vật sinh trưởng, đặc biệt ở thời gian đầu tiên thức ăn dinh dưỡng trong nước thải rất phong phú, lượng sinh khối trong thời gian này rất nhanh. Sau khi vi sinh vật thích nghi với môi trường, chúng sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy, lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần.

– Gian đoạn hai: Vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi cũng ở mức gần như ít thay đổi. Chính ở giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất.

– Giai đoạn thứ ba: Sau một thời gian khá dài tốc độ oxi hóa cầm chừng (hầu như ít thay đổi) và có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên.

Ở đây cần lưu ý rằng, sau khi oxi hóa được 80-95% BOD trong nước thải, nếu không khuấy đảo hoặc thổi khí, bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy, cần phải lấy bùn cặn ra khỏi nước. Nếu không kịp thời tách bùn, nước sẽ bị ô nhiễm thứ cấp, nghĩa là sinh khối vi sinh vật trong bùn (chiếm tới 70% khối lượng cặn bùn) sẽ bị tự phân. Tế bào vi khuẩn có hàm lượng protein rất cao (60-80% so với chất khô), ngoài ra còn có các hợp chất chứa chất béo, hidratcacbon, các chất khoáng…khi bị tự phân sẽ làm ô nhiễm nguồn nước.
 

Ducbeo

Administrator
Staff member
19 May 2023
213
5
18

Xử lý nước thải bằng công nghệ Aerotank​


Ngày nay do nhu cầu sử dụng nước để phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp và các ngành nghề khác nhau dẫn đến hàng loạt các vấn đề ô nhiễm nguồn nước ra tăng làm cho nguồn nước chúng ta ngày càng cạn kiệt yêu cầu mà xã hội đặt ra làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm. Trên thế giới có rất nhiều các phương pháp công nghệ tiên tiến khác nhau phục vụ cho quá trình xử lý như: BBR, AAO,UASB…trong đó có áp dụng một loại công nghệ truyền thống Aerotank.

Aerotank truyền thống là quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, ở đây các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học bởi vi sinh vật sau đó được vi sinh vật hiếu khí sử dụng như một chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển. Qua đó thì sinh khối vi sinh ngày càng gia tăng và nồng độ chất ô nhiễm của nước thải giảm xuống. Không khí trong bể Aerotank được tăng cường bằng cách dùng máy sục khí bề mặt, máy thổi khí…để cung cấp không khí một cách liên tục.

aerotank
Hình 1: Cơ chế bể Aerotank

Cơ chế Aerotank:

+ Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.
+ Vi sinh vật phát triển bằng cách phân đôi. Thời gian cần để phân đôi tế bào thường gọi là thời gian sinh sản, có thể dao động từ dưới 20 phút đến hằng ngày.
+ Quá trình chuyển hóa cơ chất. Oxi hóa và tổng hợp tế bào:

Chất hữu cơ + O2 => CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian

Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được lấy từ oxy hòa tan trong nước DO. Tiếp theo diễn ra quá trình khử nito và nitrat hóa.

Hợp chất hữu cơ chứa nito NH4+, sinh khối tế bào vi sinh vật, tế bào sống và tế bào chết theo bùn ra ngoài. Do quá trình thủy phân bởi enzyme của vi khuẩn và quá trình đồng hóa khử nito tạo ra các khí NO3, NO2, O2 chúng sẽ thoát vào không khí. Để các quá trình trong Aerotank diễn ra thuận lợi thì phải tiến hành khuấy trộn hoàn toàn để nén sục oxi tinh khiết.

be aerotank 2
Hình 2: Bể Aerotank

Bản chất của phương pháp là phân hủy sinh học hiếu khí với cung cấp ôxy cưỡng bức và mật độ vi sinh vật được duy trì cao (2.000mg/L – 5.000mg/L) do vậy tải trọng phân hủy hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho hệ thống xử lý đồng thời cũng tiêu hao lượng lớn năng lượng. Nồng độ oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/l để đảm bảo duy trì độ ổn định cung cấp oxi cho suốt quá trình.

Trong quá trình xử lý vi sinh vật có vai trò quan trọng chúng sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-…

Để sử dụng tốt phương pháp này cần tuân thủ yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải được đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/l, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ 6oC< toC< 37oC.
 

Ducbeo

Administrator
Staff member
19 May 2023
213
5
18

Tính toán bể aerotank​

Tiếp theo bài giới thiệu bể aerotank hôm nay mình viết tiếp bài tính toán bể aerotank

Tính toán bể Arotank cần tính được những điểm cơ bản sau : (Thể tích bể, máy thổi khí, dĩa phân phối khí) bạn tính được những thông số trên là có thể tính được 1 bể Arotank rồi.

1. Tính thể tích bể
2. Tính máy thổi khí và hệ thống phân phối khí
3. Tính lượng vi sinh cần thiết để xử lý
  1. Tính thể tích bể
Thời gian lưu nước là thời gian nước được giữ lại trong bể. nếu gọi Q là lưu lượng h max thì

[blockquote author=””]Q= lưu lượng nước thải/ số thời gian hoạt động[/blockquote]
lưu lượng nước thải là lượng nước thải ra môi trường trong 1 ngày ví dụ như 5m3/ngày hay 1000m3/ngày,…

Số thời gian hoạt động là thời gian bạn tính cho công trình của bạn hoạt động mà phát sinh nước thải ví dụ như ngày làm 8 tiếng, 24 tiếng hay 12 tiếng,….

Như vậy là bạn tính được lưu lượng nước bạn cần xử lý trong 1 giờ. Sau khi tính được lưu lượng nước thì bạn sẽ tính được thể tích bể.

Bạn vẫn hay nghe mọi người nói, bể aerotank lưu nước 8 tiếng hay 10 tiếng đó chính là thời gian lưu. Điều này có nghĩa là khi Q của bạn vào trong bể sẽ được giữ lại trong bể bằng thời gian lưu

Từ đây bạn sẽ tính được thể tích bể.

[blockquote author=””]V bể = Qhmax X thời gian lưu[/blockquote]
V bể này là thể tích hữu ích nhé, Có nghĩ là nước sẽ luôn đầy tới mực này đó.

Mình ví dụ : Công xưởng A hoạt động 8 tiếng, lưu lượng cần xử lý là 50m3/ngày.

Vậy mình tính là : Qhmax=50*8 = 6.25m3/h

Chọn thời gian lưu 10 tiếng vậy thể tích bể là

V bể = 6.25m3/h*10 = 62,5m3

Sau khi tính thể tích bể bạn phải tính chiều rộng, chiều dài và chiều cao bể.

[blockquote author=””]V=LxDxH ( L: dài, D : rộng, H cao )[/blockquote]
Cách tính tiếp theo là tính theo

V = (Q*So) / [ X*(F/M) ]

+ Q: Lưu lượng nước cần xử lý (m3/ngày)
+ So: Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào (mg/l) lấy mẫu nước thải về mang đi phân tích
+ X: Nồng độ bùn hoạt tính(mg/l)
+ F/M:Tỉ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính(mg BOD5/mg bùn)

2. Tính toán thiết bị cung cấp oxy và hệ thống phân phối khí

….. còn tiếp