Bể hiếu khí, sử dụng trong công nghệ xử lý nước bị ô nhiễm các hợp chất hữu cơ, vô cơ bằng phương pháp sinh học thông qua việc cấp khí cho các vi sinh vật hiếu khí để oxi hóa và khoáng hóa các chất này thành các chất thứ cấp không độc hại. Ví dụ như quá trình nitrat hóa, nhóm vi khuẩn oxy hóa amoni và oxy hóa nitrit sẽ cần oxy để chuyển hóa thành nitrat thông qua nitrit như

2NH4+ + 3O2- -> 2NO2- + 4H + 2H2O (Nitrosomonas) và 2NO2- + O2- -> 2NO3- (Nitrobacter, Nitrospira) . Mục đích hình thành bể hiếu khí để cung cấp oxy thúc đẩy sự sinh trưởng của vi sinh thông qua sự oxy hóa các hợp chất carbon, oxy hóa các hợp chất nitơ mà chủ yếu là amoni và nitrit. Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và vô cơ này cho sinh trưởng tế bào. Khi các vi sinh vật trong bể hiếu khí tăng trưởng tới mật độ cao sẽ tạo các bông bùn ở dạng lơ lửng hay còn gọi là bùn hoạt tính. Bể hiếu khí thường được áp dụng để xử lý nước thải sinh họat, nước thải chế biến lương thực, thực phẩm, thủy hải sản, mía đường, giấy,…Điều kiện để bể hiếu khí hoạt động có hiệu quả là nồng độ oxy hòa tan (DO) duy trì ít nhất 1,5-2 mg/l; tỷ lệ BOD:N:P -->100:5:1; kim loại nặng như Mn, Pb, Hg, Ag, Cr,... không vượt quá quy định; nhiệt độ tối ưu là 25-28°C; pH 6,5-7,5. Ngoài ra, bể phải có cấu tạo thỏa mãn ba điều kiện:

• giữ được liều lượng bùn hoạt tính cao trong bể
• tạo điều kiện thuận lợi cho các vi sinh phát triển tốt ở giai đoạn “bùn trẻ”
• luôn đảm bảo oxy cần thiết cho vi sinh bằng hệ thống cung cấp và phân phối khí.

Bể có hình chữ nhật với chiều cao từ 2,5 m trở lên nhằm mục đích khi sục khí vào thì lượng không khí kịp hòa tan trong nước, trong một số trường hợp có sử dụng thêm các giá thể bên trong bể nhằm mục đích cho các vi sinh vật bám dính trên đó, tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với không gian xung quanh nên mật độ vi sinh vật cũng tăng lên; việc này thường được thực hiện đối với những diện tích bể nhỏ. Bể hiếu khí có thể thiết kế theo mô hình truyền thống (khi BOD < 400 mg/l), bể hiếu khí tải trọng cao một bậc, nhiều bậc ngang hoặc dọc (khi BOD > 500 mg/l). Về nguyên lý chung thì nước thải sau khi qua bể lắng sơ cấp sẽ được chuyển đến bể hiếu khí và được khuấy trộn đều với bùn hoạt tính, sau đó nước thải sẽ qua bể lắng thứ cấp để thải ra ngoài và một phần bùn được tái sử dụng lại. Để đạt hiệu quả cao trong xử lý các chất gây ô nhiễm trong nước, bể hiếu khí được thông khí cao có hệ thống khuấy đảo hoàn chỉnh bằng đĩa thổi khí, ống phân phối khí, máy khuấy bề mặt, máy nén khí. Nước thải, bùn hoạt tính, oxy hòa tan được khuấy trộn sao cho nồng độ các chất được phân bố đều ở mọi phía trong bể. Thời gian sục khí dao động từ 3 đến 6 giờ. Quá trình vận hành bể hiếu khí đơn giản, an toàn, thích hợp với nhiều loại nước thải khác nhau. Hệ thống xử lý của bể hiếu khí có thể đạt hiệu suất xử lý BOD tới 90%; rất hiệu quả đối với quá trình nitrate hóa mà không cần bổ sung thêm hóa chất; khả năng loại bỏ chất rắn lơ lửng đến 97%.

Tập tin:Hình 1. Mô hình bể hiếu khí trong xử lý nước thải.png

Hình 1. Mô hình bể hiếu khí trong xử lý nước thải

(http://antoanmoitruong.com.vn/be-aerotank-trong-xu-ly-nuoc-thai/)

Tài liệu tham khảo

1. Benidickson J., The Culture of Flushing: A Social and Legal History of Sewage. UBC Press. ISBN: 9780774841382, 2011.
2. Show K. Y., Ling M., Guo H., Lee D. L., Laboratory and full-scale performances of integrated anaerobic granule-aerobic biofilm-activated sludge processes for high strength recalcitrant paint wastewater. Biores. Technol., 310, 2020.
3. Tchobanoglous G., Buron F. L., Stensel H. D., Wastewater engineering: treatment and reuse (4th ed.). Metcalf & Eddy, Inc., McGraw Hill, USA, 1456. ISBN 0-07-112250-8, 2003.