Hiện tượng xói đáy bể do sục khí mạnh trong hệ thống xử lý nước thải là sự cố kỹ thuật khá phổ biến tại các bể hiếu khí Aerotank, bể aeration hoặc bể MBBR sử dụng hệ thống phân phối khí đáy.
Nếu không được phát hiện và xử lý kịp thời, tình trạng này có thể làm hư hỏng kết cấu bê tông, giảm hiệu quả xử lý sinh học và tăng đáng kể chi phí sửa chữa công trình.
Hiện tượng xói đáy bể do sục khí mạnh trong xử lý nước thải
Trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp, bể hiếu khí (Aerotank/Aeration Tank) đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý sinh học bằng vi sinh vật hiếu khí. Tuy nhiên, nhiều công trình sau một thời gian vận hành thường xuất hiện hiện tượng xói mòn đáy bể do sục khí mạnh, đặc biệt tại khu vực đặt đĩa phân phối khí (diffuser).
Đây là vấn đề kỹ thuật phổ biến nhưng thường bị bỏ qua trong giai đoạn vận hành ban đầu. Nếu kéo dài, hiện tượng này có thể gây nứt đáy bể, lộ cốt thép, giảm tuổi thọ công trình và làm tăng chi phí bảo trì hệ thống xử lý nước thải.
Nguyên nhân gây xói đáy bể hiếu khí
- Lưu lượng khí từ blower quá lớn
Máy thổi khí (blower) hoạt động với áp suất hoặc lưu lượng quá cao sẽ tạo ra dòng khí mạnh, gây turbulence (xáo trộn) lớn ở đáy bể. Khi bong bóng khí liên tục va đập vào bề mặt bê tông trong thời gian dài sẽ làm bề mặt đáy bị bào mòn dần.
Nhiều hệ thống vận hành thực tế duy trì DO quá cao so với nhu cầu xử lý sinh học, dẫn đến tình trạng sục khí dư thừa, vừa tốn điện vừa gây xói đáy bể.
- Đĩa phân phối khí đặt quá sát đáy
Khoảng cách giữa diffuser và đáy bể quá thấp (dưới 10 – 20 cm) khiến luồng khí tác động trực tiếp lên bề mặt đáy. Ngoài ra, việc bố trí diffuser quá dày tại một khu vực cũng làm hình thành vùng xoáy cục bộ gây ăn mòn mạnh hơn.
- Sử dụng loại diffuser không phù hợp
Hệ thống coarse bubble diffuser (bọt khí thô) tạo bong bóng lớn nên mức độ khuấy trộn mạnh hơn rất nhiều so với fine bubble diffuser (bọt khí mịn). Vì vậy các bể sử dụng ống sục khí thô hoặc diffuser đá cũ thường dễ xuất hiện hiện tượng xói đáy hơn.
- Thiết kế bể chưa tối ưu
Một số bể hiếu khí có hình dạng hoặc cấu trúc tạo ra vùng dòng chảy xoáy cục bộ ở đáy. Ngoài ra, bề mặt bê tông không được phủ lớp chống mài mòn cũng khiến đáy bể nhanh xuống cấp khi vận hành lâu dài.
- Diffuser hư hỏng hoặc rò rỉ
Đĩa phân phối khí bị rách màng, nghẹt cục bộ hoặc hư hỏng sẽ tạo tia khí mạnh dạng jet flow tập trung vào một điểm, làm tăng tốc độ xói mòn đáy bể tại khu vực đó.
Hậu quả của hiện tượng xói đáy bể XLNT
Hiện tượng xói mòn đáy bể trong xử lý nước thải không chỉ ảnh hưởng đến kết cấu công trình mà còn làm giảm hiệu quả vận hành toàn hệ thống.
Một số hậu quả thường gặp gồm:
- Ăn mòn lớp bê tông bảo vệ đáy bể.
- Lộ cốt thép và gây rỉ sét kết cấu.
- Hình thành hố hoặc vùng gồ ghề làm tích tụ bùn cục bộ.
- Giảm hiệu quả phân phối oxy trong bể hiếu khí.
- Tăng chi phí sửa chữa, chống thấm và bảo trì hệ thống.
- Nguy cơ phải dừng vận hành để cải tạo công trình.
Trong nhiều nhà máy xử lý nước thải tại Việt Nam, hiện tượng này thường xuất hiện ở các hệ thống cũ dùng diffuser đá, ống khoan lỗ hoặc hệ thống blower vận hành liên tục không có biến tần điều khiển.
Cách khắc phục xói đáy bể xử lý nước thải
- Tối ưu vận hành hệ thống sục khí
Đây là giải pháp nhanh và tiết kiệm chi phí nhất.
Cần điều chỉnh lưu lượng khí về mức tối thiểu đủ để duy trì DO khoảng 1.5 – 2.5 mg/L tùy theo công nghệ xử lý. Không nên duy trì DO quá cao trên 4 – 5 mg/L vì vừa lãng phí điện năng vừa làm tăng mức độ xói mòn.
Nên sử dụng hệ thống điều khiển DO tự động kết hợp cảm biến DO và biến tần blower để kiểm soát lượng khí cấp theo tải thực tế.
- Chuyển sang fine bubble diffuser
Fine bubble diffuser sử dụng màng EPDM hoặc cao su có khả năng tạo bong bóng khí mịn, giúp tăng hiệu suất truyền oxy và giảm turbulence tại đáy bể.
So với coarse bubble, hệ thống này thường tiết kiệm điện hơn và hạn chế đáng kể hiện tượng xói đáy.
- Điều chỉnh vị trí lắp diffuser
Nên nâng diffuser cao hơn đáy bể khoảng 20 – 30 cm để giảm tác động trực tiếp của dòng khí lên bề mặt bê tông.
Ngoài ra cần phân bố diffuser đồng đều, tránh tập trung quá nhiều tại một khu vực gây hình thành dòng xoáy mạnh.
- Bảo vệ bề mặt đáy bể
Đối với các công trình mới hoặc bể đã có dấu hiệu xuống cấp, nên sử dụng lớp phủ chống mài mòn như:
- Sơn epoxy chịu hóa chất.
- Polyurea chống ăn mòn.
- Composite FRP (Fiber Reinforced Plastic).
Đây là các vật liệu được sử dụng phổ biến trong cải tạo bể xử lý nước thải hiện nay nhờ khả năng chống xói và chống thấm tốt.
- Sửa chữa khu vực bê tông bị hư hỏng
Các khu vực đáy bị xói cần được sửa chữa bằng:
- Vữa polymer-modified.
- Vữa chống thấm chuyên dụng.
- Shotcrete hoặc bê tông cường độ cao.
Trong trường hợp hư hỏng nặng, cần dừng vận hành từng phần để xử lý chống thấm và phục hồi kết cấu trước khi tăng tải trở lại.
Một số giải pháp chống xói đáy bể xử lý nước thải
Đối với hệ thống xử lý nước thải công suất lớn hoặc dự án cải tạo phức tạp, có thể áp dụng thêm:
- CFD Modeling (mô phỏng dòng chảy) để tối ưu phân bố khí.
- Kết hợp máy khuấy cơ khí nhằm giảm nhu cầu sục khí quá mạnh.
- Kiểm tra định kỳ đáy bể khi bảo trì hoặc xả cạn.
- Theo dõi áp suất khí và tình trạng diffuser thường xuyên.
Xói đáy bể do sục khí mạnh là sự cố phổ biến nhưng hoàn toàn có thể phòng ngừa nếu hệ thống được thiết kế và vận hành đúng cách. Việc tối ưu DO, lựa chọn diffuser phù hợp và bảo vệ bề mặt đáy bể sẽ giúp kéo dài tuổi thọ công trình, giảm chi phí điện năng và nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.
Đối với các hệ thống cũ đang xuất hiện dấu hiệu xói mòn, nên kiểm tra và xử lý sớm trước khi hư hỏng lan rộng gây ảnh hưởng đến toàn bộ kết cấu bể hiếu khí.
Dịch vụ sửa chữa hệ thống xử lý nước thải tại TPHCM
Hiện chúng tôi đang cung cấp dịch vụ sửa chữa hệ thống xử lý nước thải tại TPHCM và các tỉnh lân cận, cam kết dịch vụ trọn gói xử lý sự cố nhanh, có bảo hành sau sửa chữa.
Liên hệ với số hotline trên website ngay hôm nay để được phục vụ chu đáo nhất.