Nhắc tới các giải pháp xử lý nước thải công nghiệp hiệu quả và tối ưu nhất hiện nay thì chắc chắn không thể bỏ qua bể lọc sinh học. Cùng GTECO tìm hiểu chi tiết hơn về khái niệm, đặc điểm, nguyên lý hoạt động và ưu, nhược điểm của loại bể lọc này nhé!
Mục Lục
Bể lọc sinh học là gì?
Hiểu đơn giản thì bể lọc sinh học là 1 trong những phương pháp, công trình xử lý nước thải được ứng dụng nhiều trong thực tế hiện nay.
Trong phương pháp bể lọc sinh học này thì nước thải sẽ được chảy qua các lớp vật liệu lọc rắn cũng như được bao bọc bởi vi sinh vật đã sinh trưởng, phát triển trên bề mặt của vật liệu lọc. Tại đây, vi sinh vật sẽ tiến hành quá trình thực hiện phân hủy hiếu khí và kị khí các chất hữu cơ có trong nước để từ đó làm sạch nước thải.
Tương tự như các hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học khác thì bể lọc sinh học cũng thực hiện việc xử lý nước thải thông qua quá trình phát triển sinh khối cũng như sử dụng các cơ chất làm thức ăn.
Loại bể lọc sinh học đầu tiên là bể lọc sinh học nhỏ giọt xuất hiện ở Anh vào năm 1893. Đến năm sau hơn 100 năm thì chúng đã được ứng dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Cấu tạo của bể lọc sinh học
Các bể lọc sinh học thường được làm từ vật liệu chính là bê tông cốt thép hoặc vật liệu thép không gỉ có hình chữ nhật hay hình trụ tròn. Cấu tạo cụ thể của chúng bao gồm các thành phần cơ bản là:
- Phần chứa vật liệu lọc: Vật liệu lọc được chọn phải có bề mặt tiếp xúc lớn như: đá cuội, đá cục, đá ong, giá thể hay các vật liệu PVC có sẵn. Trước đây thì các vật liệu lọc được sử dụng phổ biến là các hạt đá nhiều hay ít có độ rỗng. Còn hiện tại, vật liệu lọc lại được thay thế bằng vật liệu nhựa hay có dạng viên đá rời trong bể để tạo thành lớp hoặc dưới dạng cụm cụm theo kiểu tổ ong. Còn đối với vật liệu nhựa thì chúng giúp tăng khả năng xử lý của những bể lọc sinh học. Tuy nhiên, vật liệu nhựa lại có điểm hạn chế là sự thay đổi nhiệt độ cùng sự chuyển oxy bên trong lớp học.
- Hệ thống phân phối nước: Đảm bảo nước được tưới đều trên bề mặt của bể. Hệ thống này thường được sản xuất bằng dàn ống tự quay.
- Hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc xong.
- Hệ thống dẫn và phân phối khí cho bể lọc
Các loại bể lọc sinh học phổ biến
Trên thực tế thì bể lọc sinh học được phân thành rất nhiều loại, tuy nhiên. Có thể điểm danh các loại chính như sau:
Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Đây là hệ thống bể lọc có công suất nhỏ nhưng được ứng dụng nhiều hiện nay. Trong loại bể lọc này thì nước thải sẽ được phân phối đều trên toàn bộ bề mặt của vật liệu lọc theo kiểu phun tia hoặc nhỏ giọt.
Cũng tại bể lọc sinh học nhỏ giọt thì vật liệu rỗng giúp cho thể tích nước cũng như diện tích của bề mặt tiếp xúc là lớn nhất. Nước thải nhờ đó được phân phối thông qua cách phun đều lên bề mặt lớp vật liệu, chia thành những hạt nhỏ rồi qua khe lớp vật liệu, chảy thành màng mỏng.
Bể lọc sinh học nhỏ giọt lại được chia nhỏ thành các loại bể lọc khác theo vận tốc của chúng:
Bể lọc sinh học vận tốc chậm
Loại bể lọc này thường được thiết kế dạng hình trụ hay hình chữ nhật. Nước thải tại đây được nạp theo chu kỳ và khoảng 0.6 – 1.2m nguyên liệu lọc sẽ ở phía trên có bùn vi sinh vật. Còn lại lớp nguyên liệu lọc ở phía dưới sẽ có các vi khuẩn nitrat.
Hiệu suất khử BOD của loại bể lọc vận tốc chậm này cao. Từ đó, chúng cho ra nước thải có nitrat cao. Đồng thời, có phát sinh mùi hôi và ruồi Psychoda. Nguyên liệu lọc sử dụng trong bể lọc vận tốc chậm thường là đá sỏi, xỉ
Bể lọc sinh học vận tốc trung bình và nhanh
Bể lọc này cũng có thiết kế hình trụ tròn là chủ yếu. Đặc điểm của chúng là có lưu lượng nạp chất hữu cơ cao hơn. Đồng thời nước thải tại đây cũng được bơm tuần hoàn lưu trở lại bể lọc và được nạp liên tục. Theo đó, việc hoàn lưu nước thải sẽ có tác dụng giảm được vấn đề mùi hôi và ruồi Psychoda.
Nguyên liệu lọc của loại bể vận tốc trung bình và nhanh thường sử dụng là đá sỏi, plastic.
Bể lọc sinh học cao tốc
Đây là loại bể lọc có lưu lượng nạp nước thải và chất hữu cơ rất cao. Điểm khác của chúng so với khác với bể lọc sinh học vận tốc nhanh là chiều sâu cột lọc sâu hơn. Điều này là do nguyên liệu lọc của bể làm bằng plastic vậy nên sẽ nhẹ hơn đá, sỏi.
Bể lọc sinh học thô
Bể học sinh học thô có lưu lượng nạp chất hữu cơ lớn hơn 1,6kg/m3 và lưu lượng nước thải là 187 m3/m2.
Loại bể lọc này được sử dụng để xử lý sơ bộ nước thải trước giai đoạn xử lý thứ cấp
Bể lọc 2 pha
Bể lọc sinh học 2 pha thường được dùng trong xử lý nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao và cần nitrat hóa đạm nước thải.
Thông thường giữa 2 bể lọc thường có bể lắng có chức năng loại bỏ bớt chất rắn sinh ra trong bể lọc thứ nhất. Trong đó, bể lọc thứ 1 sử dụng để khử Bod của các hợp chất chữa carbon, bể thứ 2 chủ yếu dùng cho quá trình nitrat hóa.
Bể lọc sinh học cao tải
Bể lọc sinh học cao tải là loại bể có nguyên tắc hoạt động cũng tương tự bể lọc nhỏ giọt.
Tuy nhiên so sánh thì chiều cao công tác và tải trọng tưới nước của loại bể này lớn hơn. Nguyên nhân chính đến từ việc vật liệu lọc có đường kính lớn từ 40mm – 60mm. Từ đó, khiến cho khe hở lớn, tốc độ oxy hóa các chất hữu cơ cao.
Loại bể lọc cao tải này thường sử dụng với Bod đầu vào không vượt quá 150 – 200mg/l.
Bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước
Loại bể lọc này có ưu điểm là chi phí vận hành, chi phí bảo dưỡng thấp, tiết kiệm năng lượng. Thế nhưng, điểm trừ là hiệu suất của chúng lại không đạt được như các bể lọc khác.
Bể lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước khá dễ bị tắc nghẽn nên phải thường xuyên thông tắc. Chưa kể, bể cũng khá nhạy cảm với nhiệt độ và quá trình thông khí khó khăn nên dễ có mùi hôi khó chịu.
Tuy nhiên, nhờ khả năng tiết kiệm chi phí nên loại bể lọc này vẫn được ứng dụng trong các hệ thống có quy mô nhỏ.
Bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc không ngập trong nước
Loại bể lọc này có cấu tạo đơn giản nên thuận tiện và dễ dàng để thi công. Yếu tố mỹ quan của chúng cũng cao và đảm bảo ít gây mùi khó chịu.
Có thể tiến hành xây dựng bể lọc này bằng module hoặc bê tông cốt thép kèm khả năng tự động hóa cao. Tuy nhiên, điểm hạn chế là bể có tải lượng tổn thất cao nên sau lọc thì lượng nước có sự sụt giảm cũng như đòi hỏi nhiều năng lượng để thông khí. Chưa kể, khí phun chuyển động để tạo các vòng xoáy sẽ khiến cho việc lưu giữ hạt rắn lơ lửng bị kém hiệu quả hơn.
Nguyên lý hoạt động của bể lọc sinh học
- Bể lọc sinh học hoạt động theo nguyên lý dựa vào sự sinh trưởng của các vi sinh vật cố định ở lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc.
- Nước thải sẽ được tưới từ trên xuống dưới thông qua lớp vật liệu lọc để chảy thành lớp mỏng qua khe hở của vật liệu. Đồng thời chúng cũng tiếp xúc với màng sinh học trên bề mặt của vật liệu lọc.
- Tại đây nhờ vi sinh vật tiến hành quá trình phân hủy hiếu khí và kị khí các chất hữu cơ có trong nước. Theo đó, chất hữu cơ phân hủy hiếu khí sẽ sinh ra khí CO2 và nước. Còn phân hủy kỵ khí sẽ sinh ra chất CH4 và CO2 để làm tróc màng ra khỏi vật mang rồi bị nước cuốn đi. Lúc này, trên bề mặt vật liệu lọc lại hình thành màng sinh học mới.
- Hiện tượng này sẽ được lặp đi lặp lại và kết quả Bod của nước thải bị vi sinh vật sử dụng chất dinh dưỡng, bị phân hủy kỵ khí cũng như hiếu khí. Lúc này nước thải sẽ được làm sạch.
- Cần phải xử lý sơ bộ nước thải trước khi đưa vào xử lý sinh học để tránh tắc nghẽn các khe trong vật liệu lọc.
- Nước thải sau khi xử lý lọc sinh học thường sẽ chứa các chất lơ lửng do những mảnh vỡ của màng sinh học bị nước cuốn đi. Vậy nên, phải đưa chúng vào lắng 2 để lắng cặn.
- Cuối cùng bùn cặn trong nước sau khi đi ra khỏi bể lọc sinh học sẽ thấp hơn ở bể Aerotank, và thường nhỏ hơn 500mg/l.
Ưu và nhược điểm của bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học cũng như các phương pháp xử lý nước thải khác luôn tồn tại song song ưu và nhược điểm. Cụ thể là:
Ưu điểm
- Quá trình oxy hóa nhanh, từ đó rút ngắn thời gian xử lý nước thải.
- Có thể tự điều chỉnh thời gian lưu nước hay tốc độ dòng chảy.
- Không tốn kém nhiều chi phí đầu tư.
- Diện tích lắp đặt bể lọc sinh học cũng không quá nhiều chi phí.
- Quá trình vận hành bể lọc đơn giản, nhanh chóng
- Đem lại hiệu quả cao, cụ thể là nước thải sau xử lý thường cho kết quả chứa ít bùn cặn hơn bể Aerotank.
Nhược điểm
- Không khí thoát ra khỏi bể thường có thường có mùi hôi thối khó chịu.
- Hiệu suất của quá trình xử lý nước thải phụ thuộc vào nhiệt độ của không khí.
Trên đây là chia sẻ của GTECO về bể lọc sinh học. Hy vọng đây sẽ là thông tin hữu ích để quý khách tham khảo. Bên cạnh xử lý nước thải thì hiện nay xử lý khí thải, xử lý bụi công nghiệp cũng là nội dung được các nhà máy, nhà xưởng,.. chú trọng và quan tâm. Do đó, nếu quý khách cần tư vấn về hệ thống xử lý khí thải, hệ thống hút lọc bụi, quạt công nghiệp,.. hãy liên hệ ngay với chúng tôi theo hotline: 0966.075.988 nhé!