Tổng hợp các loại Bể xử lý nước thải

Mỗi bể xử lý nước thải trong một hệ thống có vai trò gì? Sự khác nhau giữa quy trình xử lý ở các bể này khi hệ thống được ứng dụng các công nghệ khác nhau? Đặc trưng của từng bể xlnt?

1. Bể xử lý nước thải là gì?

Bể xử lý nước thải là công trình hoặc hạng mục trong hệ thống xử lý nước thải, được thiết kế để thực hiện một hoặc nhiều quá trình tách, phân hủy hoặc chuyển hóa các chất ô nhiễm trong nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận hoặc đưa sang công đoạn xử lý tiếp theo.

Tùy vào tính chất nước thải, lưu lượng, mức độ ô nhiễm và yêu cầu đầu ra, hệ thống có thể bố trí nhiều loại bể khác nhau như:

• Bể tách dầu mỡ: Loại bỏ dầu, mỡ và các chất nổi.
• Bể điều hòa: Ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm.
• Bể keo tụ, tạo bông: Hỗ trợ loại bỏ cặn lơ lửng, chất keo và một số chất ô nhiễm.
• Bể lắng: Tách bùn, cặn ra khỏi nước.
• Bể sinh học: Sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ, xử lý BOD, COD và có thể kết hợp xử lý nitơ, photpho.
• Bể khử trùng: Tiêu diệt hoặc giảm vi sinh vật gây bệnh trước khi xả thải.
• Bể chứa bùn: Thu gom và lưu giữ bùn phát sinh từ quá trình xử lý.

Trong một hệ thống xử lý nước thải, các loại bể được lựa chọn tùy theo tính chất nước thải, công suất và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý. Có thể phân nhóm như sau:

2.1. Nhóm bể xử lý sơ bộ

Nhóm bể xử lý sơ bộ là các công trình được bố trí ở đầu hệ thống xử lý nước thải, có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất, chất rắn, dầu mỡ và điều hòa dòng nước trước khi nước thải đi vào các công đoạn hóa lý hoặc sinh học.

Các loại bể thường gặp gồm:

Bể thu gom nước thải

Nước thải sinh hoạt, công nghiệp thường phát sinh từ nhiều khu vực khác nhau, chính vì thể để xử lý triệt để thì trong mỗi hệ thống đều phải có bể thu gom. Thông thường thì tại bể thu gom sẽ được lắp đặt thêm các lưới - song chắn rác để loại bỏ rác thải hữu cơ có kích thước lớn ra khỏi nguồn nước, đảm bảo cho các khâu xử lý nước thải tập trung sau đó.

Bể tách dầu mỡ

Là loại bể được thiết kế và xây dựng khi nước thải cần xử lý chứa dầu mỡ phát sinh từ một số khu vực như: phòng ăn, nhà bếp hay trong sản xuất. Bể tách dầu mỡ có chức năng loại bỏ, phân tách dầu mỡ động thực vật hay một số loại dầu mỡ phục vụ các hoạt động sản xuất trên bề mặt nước thải.

Bể tách cát

Có chức năng loại bỏ cát, sỏi, đất và các hạt vô cơ có tỷ trọng lớn. Bể thường được bố trí tại các hệ thống có nguy cơ phát sinh nhiều cặn vô cơ. Nếu không được loại bỏ sớm, cát có thể tích tụ trong bể, làm giảm thể tích hữu ích và gây mài mòn thiết bị bơm

Bể điều hòa

Chức năng chính của bể điều hòa trong xử lý nước thải là điều chỉnh sự ổn định của lưu lượng nước thải và độ pH. Tùy vào mỗi công nghệ mà hệ thống được ứng dụng, bể xử lý nước thải này sẽ có thời gian lưu nước khác nhau.

Với một hệ thống chuẩn thì tại bể xử lý này sẽ được lắp đặt máy sục khí – thổi khí khuấy liên tục để tách mùi. Nồng độ BOD, COD sau khi đi qua bể điều hòa sẽ giảm từ 20 đến 30% so với ban đầu.

Bể lắng sơ cấp

Có vai trò tách cặn lơ lửng và các chất rắn có khả năng lắng ra khỏi nước thải nhờ quá trình trọng lực. Bùn lắng được thu gom và đưa về công đoạn xử lý bùn.

Xem thêm bài viết các loại bể xử lý nước thải trong hệ thống tại đây!

2.2. Nhóm bể xử lý hóa lý

Bể xử lý hóa lý là nhóm công trình sử dụng hóa chất kết hợp với các quá trình vật lý để loại bỏ những chất ô nhiễm khó xử lý bằng phương pháp sinh học, chẳng hạn như chất rắn lơ lửng, màu, kim loại nặng, dầu mỡ, photpho và một số hợp chất khó phân hủy.

Một số loại bể hóa lý thường gặp gồm:

Bể điều chỉnh pH

Bể điều chỉnh pH có nhiệm vụ đưa pH nước thải về khoảng thích hợp cho công đoạn xử lý tiếp theo bằng cách bổ sung axit hoặc kiềm. Việc kiểm soát pH đặc biệt quan trọng trước các công đoạn keo tụ, kết tủa kim loại hoặc xử lý sinh học

Bể keo tụ

Bể keo tụ là nơi châm và trộn hóa chất keo tụ như PAC, phèn nhôm hoặc phèn sắt vào nước thải. Hóa chất giúp phá vỡ trạng thái ổn định của các hạt keo và chất rắn nhỏ, tạo điều kiện để chúng kết dính với nhau.

Bể tạo bông

Sau quá trình keo tụ, nước được chuyển sang bể tạo bông. Tại đây, nước được khuấy với tốc độ phù hợp để các hạt nhỏ liên kết thành bông cặn có kích thước lớn và dễ tách khỏi nước.

Bể phản ứng hóa lý

Đây là công trình thực hiện các phản ứng hóa học nhằm chuyển hóa hoặc kết tủa chất ô nhiễm. Tùy tính chất nước thải, bể có thể được sử dụng để xử lý kim loại nặng, photpho, màu hoặc điều chỉnh pH.

Bể tuyển nổi DAF

Bể tuyển nổi áp lực (DAF) sử dụng các bọt khí nhỏ để làm nổi dầu mỡ, chất rắn lơ lửng, bông cặn và một số chất hữu cơ lên bề mặt, sau đó được thu gom. DAF thường được ứng dụng trong nước thải chế biến thực phẩm, thủy sản, giết mổ, sản xuất có dầu mỡ...

2.3. Nhóm bể xử lý sinh học

Bể xử lý sinh học là nhóm công trình sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy, chuyển hóa các chất ô nhiễm có trong nước thải, đặc biệt là chất hữu cơ, nitơ và photpho. Đây thường là công đoạn quan trọng trong nhiều hệ thống xử lý nước thải sau bước xử lý sơ bộ hoặc hóa lý.

Tùy theo đặc tính nước thải và mục tiêu xử lý, có thể sử dụng các loại bể sinh học phổ biến sau:

Bể kỵ khí - UASB

Đặc trưng của bể xử lý nước thải kỵ khí là có khả năng xử lý một số chất hữu cơ có nồng độ và hàm lượng cao, trong điều kiện không có oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ.

Bể thiếu khí - Anoxic

Bể xử lý nước thải này được xây dựng khi nguồn nước thải có chứa nồng độ Nito và Photpho cao. Bể Anoxic hoạt động trong điều kiện thiếu oxy, chủ yếu phục vụ quá trình khử nitrat (denitrification), chuyển nitrat thành khí nitơ và giải phóng ra môi trường. Tại bể Anoxic sẽ liên tục diễn ra một số quá trình như: lên men, cách mạch hay khử Nitrat…Bể Anoxic thường được kết hợp với bể hiếu khí trong các công nghệ AO, A/O hoặc AAO.

Bể sinh học hiếu khí

Bể hiếu khí cung cấp oxy cho vi sinh vật thông qua hệ thống máy thổi khí và đĩa phân phối khí. Vi sinh vật sử dụng oxy để phân hủy các chất hữu cơ, từ đó làm giảm BOD, COD trong nước thải. Đây là một trong những dạng bể sinh học được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay.

Bể MBBR

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) sử dụng các giá thể vi sinh chuyển động trong bể để tạo môi trường cho vi sinh vật bám dính và phát triển. Công nghệ này giúp tăng mật độ vi sinh trong bể, tiết kiệm diện tích và có thể kết hợp với các công đoạn thiếu khí hoặc hiếu khí.

Bể MBR

MBR (Membrane BioReactor) kết hợp quá trình xử lý sinh học với màng lọc để giữ lại bùn và vi sinh vật, tạo ra nước sau xử lý có chất lượng cao. MBR phù hợp với những hệ thống có yêu cầu cao về chất lượng nước đầu ra hoặc cần tiết kiệm diện tích xây dựng.

Bể SBR

SBR (Sequencing Batch Reactor) thực hiện các giai đoạn xử lý như nạp nước - phản ứng - lắng - rút nước theo từng chu kỳ trong cùng một bể. Ưu điểm của SBR là không nhất thiết phải bố trí riêng bể sinh học và bể lắng, giúp tiết kiệm diện tích trong một số trường hợp.

2.4. Nhóm bể lắng và tách bùn

Bể lắng và tách bùn là nhóm công trình có nhiệm vụ tách chất rắn, bông cặn và bùn ra khỏi nước thải sau các quá trình xử lý sơ bộ, hóa lý hoặc sinh học. Đây là công đoạn quan trọng nhằm giảm hàm lượng chất rắn lơ lửng và giúp nước tiếp tục được xử lý ổn định ở các công đoạn phía sau.

Bể lắng sơ cấp

Bể lắng sơ cấp được bố trí trước công đoạn sinh học, có nhiệm vụ tách cặn lơ lửng và các chất rắn có khả năng lắng bằng phương pháp trọng lực. Phần bùn lắng xuống đáy được thu gom để đưa đi xử lý.

Bể lắng thứ cấp

Bể lắng thứ cấp thường được đặt sau công đoạn xử lý sinh học, có nhiệm vụ tách bùn hoạt tính và bông sinh học ra khỏi nước. Một phần bùn có thể được tuần hoàn về bể sinh học để duy trì lượng vi sinh cần thiết, phần bùn dư được đưa sang công đoạn xử lý bùn.

Bể lắng hóa lý

Bể lắng hóa lý được sử dụng sau quá trình keo tụ - tạo bông để tách các bông cặn hình thành từ phản ứng hóa học. Loại bể này thường được ứng dụng trong xử lý nước thải có TSS, màu, kim loại nặng, photpho hoặc các chất ô nhiễm có khả năng kết tủa.

Bể lắng Lamella

Bể lắng Lamella sử dụng hệ thống tấm lắng nghiêng để tăng diện tích bề mặt lắng trong cùng một diện tích xây dựng. Nhờ đó, công trình có thể đạt hiệu quả tách cặn tốt và tiết kiệm mặt bằng hơn so với một số dạng bể lắng truyền thống.

Bể chứa bùn

Bể chứa bùn có nhiệm vụ tiếp nhận và lưu giữ lượng bùn phát sinh từ các bể lắng, tuyển nổi hoặc quá trình xử lý khác trước khi đưa sang công đoạn xử lý tiếp theo.

2.5. Nhóm bể xử lý hoàn thiện

Bể xử lý hoàn thiện là nhóm công trình được bố trí ở giai đoạn cuối của hệ thống xử lý nước thải, có nhiệm vụ loại bỏ các chất ô nhiễm còn sót lại và nâng cao chất lượng nước trước khi xả thải hoặc tái sử dụng. Tùy theo yêu cầu đầu ra, hệ thống có thể sử dụng một hoặc kết hợp nhiều công trình xử lý hoàn thiện.

Một số loại bể thường gặp gồm:

Bể lọc áp lực

Bể lọc áp lực thường sử dụng các vật liệu lọc bên trong cột hoặc thiết bị kín, giúp giảm TSS, màu, mùi và một số chất ô nhiễm còn lại tùy theo loại vật liệu được lựa chọn.

Bể khử trùng

Đây sẽ là bể xử lý nước thải cuối cùng nếu được thiết kế trong hệ thống (tùy vào công nghệ XLNT) và có chức năng khử trùng một số vi khuẩn, vi trùng gây bệnh.

Bể xử lý bằng màng

Một số hệ thống có thể sử dụng các công nghệ màng như UF, NF hoặc RO ở công đoạn hoàn thiện để loại bỏ các chất ô nhiễm có kích thước nhỏ, chất hòa tan hoặc muối tùy theo mục tiêu sử dụng nước. Đặc biệt, RO thường được áp dụng khi có nhu cầu tái sử dụng nước hoặc yêu cầu chất lượng nước cao.

Bể chứa nước sau xử lý

Bể chứa nước sau xử lý có nhiệm vụ lưu giữ nước đã đạt yêu cầu trước khi xả thải, tái sử dụng hoặc đưa sang các công đoạn xử lý bổ sung.

3. Bể xử lý nước thải được thiết kế như thế nào?

Bể xử lý nước thải không được thiết kế theo một kích thước cố định mà phải tính toán dựa trên lưu lượng, tính chất nước thải, công nghệ xử lý và yêu cầu chất lượng nước đầu ra. Quá trình thiết kế thường được thực hiện theo các bước chính sau:

Khảo sát và xác định đặc tính nước thải

Trước tiên cần thu thập các thông tin như:

• Lưu lượng nước thải trung bình và lưu lượng cao điểm.
• Nguồn phát sinh và đặc điểm sản xuất.
• Các thông số ô nhiễm: pH, BOD, COD, TSS, N, P, dầu mỡ, kim loại nặng...
• Yêu cầu xử lý và quy chuẩn áp dụng.
• Diện tích, cao độ và điều kiện mặt bằng.

Đây là cơ sở để xác định công suất và sơ đồ công nghệ phù hợp.

Lựa chọn công nghệ xử lý

Từ đặc tính nước thải, kỹ sư lựa chọn các công đoạn cần thiết, chẳng hạn: Tách rác > Điều hòa > Hóa lý > Sinh học > Lắng > Lọc > Khử trùng > Xả thải

Tùy loại nước thải có thể áp dụng AO, AAO, MBBR, MBR, SBR, DAF, Fenton... hoặc kết hợp nhiều công nghệ

Tính toán thể tích từng bể

Mỗi bể được tính toán theo yêu cầu riêng. Một số yếu tố quan trọng gồm:

• Thời gian lưu nước (HRT).
• Tải lượng chất ô nhiễm.
• Tải trọng thể tích hoặc tải trọng bùn.
• Nồng độ bùn và lượng vi sinh trong bể.
• Nhu cầu oxy đối với bể hiếu khí.
• Lưu lượng tuần hoàn bùn, nước và hóa chất.

Từ các thông số này, kỹ sư xác định thể tích làm việc, kích thước dài × rộng × cao và thời gian lưu của từng bể.

Thiết kế kết cấu bể

Sau khi xác định thể tích, bể được triển khai về mặt kết cấu, bao gồm:

• Kích thước và chiều sâu bể.
• Chiều cao bảo vệ.
• Độ dốc đáy bể.
• Vách ngăn và đường dẫn nước.
• Vật liệu xây dựng: bê tông cốt thép, thép phủ epoxy, composite, PP/PE...
• Khả năng chống thấm, chống ăn mòn và chịu tải.

Đối với bể đặt âm đất hoặc bán âm đất, cần tính toán thêm điều kiện địa chất, áp lực đất và áp lực nước ngầm.

Bố trí thiết bị và đường ống

Thiết kế bể phải đồng bộ với các thiết bị như:

• Bơm nước và bơm bùn.
• Máy thổi khí.
• Đĩa phân phối khí.
• Máy khuấy.
• Thiết bị gạt bùn.
• Hệ thống châm hóa chất.
• Đường ống phân phối và thu gom nước.

Việc bố trí cần đảm bảo dòng chảy ổn định, dễ vận hành, bảo trì.

Kiểm tra và tối ưu toàn hệ thống

Cuối cùng, toàn bộ hệ thống được kiểm tra về công suất, khả năng xử lý, diện tích chiếm đất, tiêu thụ điện năng, hóa chất, lượng bùn phát sinh và chi phí đầu tư/vận hành.

Tóm lại, mỗi bể xử lý nước thải đóng vai trò khác nhau trong hệ thống XLNT, từ xử lý sơ bộ, hóa lý, sinh học đến lắng, tách bùn và hoàn thiện. Việc lựa chọn, bố trí các bể phù hợp với đặc tính nước thải, công suất và yêu cầu đầu ra sẽ quyết định hiệu quả, tính ổn định cũng như khả năng vận hành lâu dài của hệ thống XLNT.

Mọi thắc mắc về các bể xử lý nước thải, quy trình – nguyên tắc hoạt động của mỗi công nghệ xlnt,…Quý khách hàng có thể liên hệ trực tiếp tới công ty xử lý môi trường Hợp Nhất qua Hotline: 0938.857.768 hoặc ĐỂ LẠI THÔNG TIN tại FORM TƯ VẤN để nhận tư vấn.