Thiết bị xử lý nước thải sinh học tuần hoàn, còn được gọi là bộ xử lý sinh học quay hay xử lý nước thải sinh học luân phiên là một loại bể phản ứng sinh học cố định với các đĩa tuần hoàn được gắn trên một trục nằm ngang. Các đĩa này chìm một phần trong nước thải và tuần hoàn khi nước thải chảy qua. Xử lý nước thải sinh học tuần hoàn được áp dụng trong các hệ thống xử lý nước thải thông thường như một phương pháp xử lý thứ cấp sau khi xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt hoặc nước thải có khả năng phân hủy sinh học.
Vi khuẩn trên các đĩa tuần hoàn tiếp xúc với không khí và nước thải, điều này cho phép sục khí và đồng hóa các chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan để phân hủy.
Ưu điểm của phương pháp xử lý sinh học tuần hoàn
- Thời gian tiếp xúc lâu với nước thải và chất lượng nước thải sau xử lý cao (cả nồng độ BOD và lượng chất ô nhiễm khoáng đều giảm).
- Độ ổn định công nghệ và khả năng chịu tải trọng thủy lực cao.
- Thời gian xử lý nước thải sinh hoạt được giảm nhờ bề mặt hoạt động lớn.
- Khu vực lắp đặt hệ thống xử lý nhỏ gọn.
- Lượng bùn dư thừa thấp.
- Quá trình xử lý nước thải diễn ra tương đối yên tĩnh so với công nghệ xử lý nước thải cổ điển sử dụng máy thổi để sục khí.
Nhược điểm của xử lý nước thải sinh học tuần hoàn
- Yêu cầu nguồn điện liên tục (nhưng tiêu thụ ít điện hơn so công nghệ xử lý sinh học cổ điển).
- Đầu tư ban đầu cao nhưng chi phí vận hành và bảo trì sau đó rất thấp.
- Cần được bảo vệ khỏi ánh nắng trực tiếp, gió và mưa.
Thiết bị xử lý nước thải sinh học tuần hoàn là thiết bị xử lý sinh học hiếu khí nên cần có không khí để cả hệ thống bùn hoạt tính và màng cố định hoạt động hiệu quả.
Tuy nhiên, ưu điểm của hệ thống này là không cần máy thổi áp suất, cung cấp oxy cho vi khuẩn bằng cách ngâm một phần đĩa vào nước thải và liên tục luân chuyển chúng từ từ. Thiết bị xử lý nước thải sinh học tuần hoàn nhỏ gọn và không gây tiếng ồn, lý tưởng cho các khu vực đông dân cư, đồng thời giảm hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải một cách hiệu quả. Tuy nhiên, chúng yêu cầu nhân viên có trình độ cao để cả xây dựng và vận hành.
Thiết bị xử lý sinh học tuần hoàn có khả năng xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải sinh học khác có nồng độ chất ô nhiễm thấp hoặc cao (ví dụ: nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm hoặc nhà máy giấy).
Các thiết bị xử lý này đặc biệt hiệu quả khi lắp đặt tại các địa điểm cách xa hệ thống thoát nước tập trung hoặc ở những nơi hoàn toàn không có hệ thống thoát nước, do chúng nhỏ gọn, dễ cài đặt và không yêu cầu dịch vụ liên tục.
Quy trình làm sạch và nguyên tắc thiết kế hệ thống xử lý nước thải luân phiên
Đĩa trong hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn thường được làm bằng vật liệu nhẹ, có gân, lượn sóng hoặc dạng lưới để cung cấp diện tích lớn nhất cho màng sinh học phát triển. Một khối đĩa tròn, nhẹ được gắn trên trục trong buồng để nước thải chảy qua, và đĩa chìm một phần tuần hoàn chậm trong nước thải. Các đĩa này thường làm từ các tấm nhựa mật độ cao như polyetylen, polystyrene hoặc polyvinyl clorua và có hình dạng gân, gấp nếp hoặc dạng lưới để tăng bề mặt tiếp xúc. Bề mặt đĩa cung cấp điểm bám cho vi khuẩn, và khi các đĩa tuần hoàn, một màng sinh khối phát triển trên bề mặt chúng.
Màng sinh học này lần lượt tiếp xúc với không khí và nước thải khi đĩa tuần hoàn. Oxy cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật được hấp thụ từ không khí khi màng sinh học trên đĩa tiếp xúc với không khí. Các vi sinh vật này sử dụng oxy, chất dinh dưỡng và các chất ô nhiễm hữu cơ để phát triển và chuyển hóa chất hữu cơ thành CO2. Nitơ được loại bỏ qua quá trình nitrat hóa và khử nitrat, chuyển nó thành khí N2 thải vào không khí. Quá trình này được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh tốc độ tuần hoàn và độ sâu ngâm. Một số thiết kế bổ sung không khí vào đáy bể để cung cấp thêm oxy khi nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải cao.
Mức độ ngâm của đĩa trong các trạm xử lý tuần hoàn sinh học thay đổi từ 40% đến 80%, với tốc độ tuần hoàn thông thường từ 1 đến 2 vòng/phút. Đường kính đĩa dao động từ 0,6 đến 3 m tùy theo dung lượng lắp đặt. Quy trình xử lý nước thải trong các thiết bị tuần hoàn sinh học tương tự như quy trình lọc nhỏ giọt với tốc độ tuần hoàn cao. Thời gian tiếp xúc lâu hơn với vi sinh vật qua quá trình tuần hoàn cho phép xử lý nước thải ở mức độ cao hơn 8-10 lần so với xử lý sinh học cổ điển. Do quá trình tuần hoàn cung cấp cả khả năng làm ướt và cung cấp oxy tối ưu, các vi sinh vật màng sinh học thường đáng tin cậy và khỏe mạnh hơn so với các hệ vi sinh vật trong các công nghệ xử lý sinh học khác.
Thiết kế đĩa trong các thiết bị tuần hoàn sinh học được tối ưu để gắn lượng màng sinh học lớn nhất có thể, nghĩa là có một lượng lớn khối lượng sinh học để phân hủy các chất gây ô nhiễm. Nồng độ sinh khối và độ ổn định tiếp xúc cao hơn giúp cải thiện độ ổn định và giảm tính nhạy cảm với những thay đổi về tải trọng thủy lực hoặc hữu cơ so với các quy trình xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính thông thường. Tất cả các quy trình tạo màng cố định yêu cầu lắng ban đầu và/hoặc lọc cơ học để loại bỏ cát, mảnh vụn và dầu mỡ dư thừa. Các cơ sở xử lý sơ cấp này thường là bể lắng sơ cấp hoặc bể phân hủy kỵ khí. Một buồng lắng thứ cấp cũng cần thiết để loại bỏ trầm tích và màng sinh học vụn vụn dư thừa.
Để vận hành chính xác các thiết bị xử lý sinh học tuần hoàn, quá trình lắng sơ cấp là cần thiết, cũng như lắng đọng màng sinh học dư thừa trong bể lắng thứ cấp. Hiệu suất của hệ thống tuần hoàn nước thải sinh học phụ thuộc vào thiết kế thiết bị, nhiệt độ nước thải, nồng độ chất gây ô nhiễm, tốc độ tuần hoàn và thời gian lưu thủy lực. Các vi sinh vật có thể giảm 80-90% nhu cầu oxy sinh học (BOD). Khả năng loại bỏ nitơ (chủ yếu hiện diện dưới dạng amoniac) qua quá trình nitrat hóa và khử nitrat cũng cao, vì cả vi khuẩn nitrat hóa hiếu khí và vi khuẩn khử nitrat kỵ khí đều có thể sống đồng thời trong màng sinh học.
Một số vi sinh vật khác có thể chuyển đổi amoniac (NH3) trong một bước thành khí N2 trong điều kiện kỵ khí, và những vi khuẩn này, được gọi là annamox, đã dẫn đến sự phát triển của các quy trình hiếu khí cải tiến để loại bỏ amoniac và xử lý nước thải. Việc loại bỏ phốt pho trong màng sinh học chưa được hiểu rõ, nhưng có thể giả định rằng hầu hết phốt pho có mặt tích tụ trong màng sinh học hoặc trong bùn dư được lắng và thu gom.
Thiết bị xử lý nước thải sinh học tuần hoàn có thể được bố trí theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm của nước thải và thiết kế của bể lắng thứ cấp. Sinh khối dư thừa được loại bỏ ra khỏi đĩa do lực cắt tác dụng khi đĩa tuần hoàn và trọng lực. Chuyển động tuần hoàn giúp giữ các chất rắn bong tróc ở trạng thái lơ lửng để chuyển sang bể lắng thứ cấp. Bùn được thu thập trong bể lắng cần được xử lý thêm để ổn định, chẳng hạn như phân hủy kỵ khí, ủ phân, đất ngập nước, ao hoặc sấy khô. Trong các cơ sở lắp đặt công suất nhỏ, bùn dư thừa thường được đưa trở lại bể lắng sơ cấp để lưu trữ và khử một phần nước thải.
Nước thải từ các hệ thống xử lý nước thải sinh học có nồng độ chất ô nhiễm thấp nên có thể là nguồn nước xử lý. Tuy nhiên, nước thải đã qua xử lý cần được xử lý thêm, chẳng hạn như lọc cát, xây dựng vùng đất ngập nước hoặc khử trùng bằng hóa chất hoặc tia cực tím. Thiết bị xử lý sinh học tuần hoàn thường được thiết kế dựa trên tính toán tải trọng thủy lực và hữu cơ. Thời gian thủy lực để nước thải lưu lại trong hệ thống thường từ vài giờ đến một ngày. Mặc dù màng sinh học có khả năng chịu được tải trọng cao, tải lượng hữu cơ cao kéo dài có thể gây ra quá trình kỵ khí, dẫn đến mùi hôi và hiệu quả làm sạch kém.
Thiết bị xử lý sinh học tuần hoàn có thể lắp đặt trên mặt đất hoặc dưới lòng đất tùy theo địa hình của khu vực và các quy trình xử lý khác gần đó. Để bảo vệ đĩa sinh học khỏi ánh sáng mặt trời, gió, mưa và nhiệt độ thấp, các thiết bị xử lý nước thải sinh học tuần hoàn được chế tạo bằng vỏ sợi thủy tinh.
Vận hành và bảo trì hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn
Trong quá trình vận hành trạm xử lý tuần hoàn sinh học, hệ thống cần được giám sát bởi người vận hành có chuyên môn. Bảo trì bao gồm việc bôi trơn các bộ phận chuyển động, động cơ và vòng bi; thay thế phớt dầu, bảo dưỡng động cơ và vòng bi; và làm sạch môi trường nuôi cấy. Các đơn vị đĩa sinh học cần được kiểm tra để đảm bảo không có tích tụ mảnh vụn, ứ đọng, hoặc tích lũy sinh khối dư thừa.
Mặc dù các thiết bị màng cố định như thiết bị xử lý sinh học tuần hoàn và bộ lọc nhỏ giọt đòi hỏi nhiều công sức vận hành và bảo trì, nhưng chúng không yêu cầu cấy vi khuẩn (khác với các quá trình kỵ khí như lò phản ứng có vách ngăn kỵ khí, bể tự hoại, bùn kỵ khí), do đó, giai đoạn khởi chạy và đưa vào hoạt động ngắn hơn nhiều. Tuy nhiên, cần khoảng 6 đến 12 tuần để màng sinh học phát triển đủ số lượng.
Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn sinh học được lắp đặt tại các thiết bị xử lý nước thải đô thị, với vỏ bảo vệ đĩa sinh học khỏi ánh nắng trực tiếp, gió và nhiệt độ thấp. Để vận hành an toàn và hiệu quả, các thiết bị xử lý sinh học tuần hoàn được đặt trong vỏ bằng sợi thủy tinh kín, ổn định, bảo vệ khỏi tiếp xúc với người hoặc động vật. Tuy nhiên, bùn dư và nước thải cần được xử lý bổ sung để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh.
Trong mọi trường hợp (khi vận hành và bảo trì), nên tránh tiếp xúc trực tiếp với sinh khối phát triển trên đĩa, cũng như tránh thoát nước hoặc bùn dư thừa. Để xả nước thải hộ gia đình đã qua xử lý ra môi trường một cách an toàn, công nghệ này bao gồm các đơn vị khử trùng nước thải đã qua xử lý và khử trùng màng sinh học dư thừa.
Công ty sửa chữa hệ thống xử lý nước thải Gia Phát
Các thiết bị xử lý sinh học tuần hoàn này được tối ưu hóa cho khu vực đô thị với các ưu điểm như: yêu cầu diện tích đất cho thiết bị thấp; khu vực bảo vệ vệ sinh nhỏ; tiêu thụ năng lượng thấp hơn đáng kể so với các phương pháp làm sạch truyền thống; tạo ra ít màng sinh học dư thừa; lắp đặt nhanh chóng nhờ thiết kế hiệu quả; dễ dàng truy cập chế độ hoạt động; khả năng chống chịu tốt hơn trước những thay đổi đột ngột về số lượng và chất lượng nước thải so với các phương pháp xử lý sinh học truyền thống.
Quý Khách liên hệ với công ty xử lý nước thải Gia Phát ngay hôm nay để được tư vấn các giải pháp nâng cấp sửa chữa hệ thống xử lý nước thải chuyên nghiệp với giá thành hợp lý nhất. Cảm ơn đã quan tâm theo dõi !