Công nghệ aerotank trong xử lý nước thải

1. Aerotank là gì?

Aerotank (bể aerotank) là công trình xử lý sinh học hiếu khí sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Oxy được cấp liên tục vào bể thông qua hệ thống thổi khí hoặc máy sục khí, giúp vi sinh vật phát triển mạnh và phân hủy chất hữu cơ hiệu quả (chỉ số BOD, COD giảm).
Aerotank được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp thực phẩm, dệt nhuộm, thủy sản, chăn nuôi…

2. Nguyên lý hoạt động của bể Aerotank

Trong bể Aerotank, Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng để sinh trưởng, qua đó làm giảm các chỉ tiêu BOD và COD. Song song đó, quần thể vi sinh vật phát triển thành bông bùn hoạt tính, giúp tăng khả năng hấp phụ và phân hủy các chất hữu cơ còn lại.
Phản ứng oxy hóa quan trọng:

Chất hữu cơ + O₂ → CO₂ + H₂O + Sinh khối

Ngoài xử lý chất hữu cơ, Aerotank còn thực hiện quá trình Nitrat hóa, chuyển Amoni (NH₄⁺) thành Nitrat (NO₃⁻) qua hai bước: Nitrosomonas tạo Nitrit, sau đó Nitrobacter chuyển Nitrit thành Nitrat.
Các phản ứng nitrat hóa:

NH₄⁺ + 1.5 O₂ → NO₂⁻ + 2H⁺ + H₂O
NO₂⁻ + 0.5 O₂ → NO₃⁻

Khi nguồn dinh dưỡng giảm, vi sinh vật chuyển sang giai đoạn tự phân hủy nội sinh, làm giảm lượng bùn già và giúp hệ thống duy trì bùn hoạt tính khỏe mạnh. Lượng bùn già giảm, trong khi bùn hoạt tính khỏe mạnh được duy trì. Giai đoạn này giúp cân bằng quần thể vi sinh, duy trì hiệu suất xử lý ổn định lâu dài của hệ thống Aerotank.

C₅​H₇​O₂​N (tế bào vi sinh) + 5O₂ ​⟶ 5CO₂ ​+ 2H₂​O + NH₃ + ± ΔH

Sau khi ra khỏi bể, hỗn hợp nước và bùn được dẫn sang bể lắng. Tại đây, bùn hoạt tính lắng xuống và một phần được tuần hoàn trở lại Aerotank để duy trì nồng độ vi sinh thích hợp (MLSS 2.000–4.000 mg/L). Phần bùn dư được xả bỏ theo chu kỳ để tránh tích tụ quá nhiều, đảm bảo bể luôn hoạt động ổn định và đạt hiệu suất xử lý cao.
Hiệu suất xử lý BOD/COD thường đạt: 85–95%.

3. Cấu tạo của bể Aerotank

• Bể chính của Aerotank là nơi chứa nước thải và bùn hoạt tính. Hình dạng bể có thể là chữ nhật hoặc tròn, với chiều sâu từ 3–6 m tùy thiết kế. Đây là môi trường chính cho vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ và oxy hóa Amoni. Trong vùng này, bùn hoạt tính (MLSS) được duy trì ở nồng độ thích hợp để phân hủy các chất hữu cơ như BOD, COD và amoni.
• Hệ thống cung cấp khí gồm máy thổi khí, đường ống dẫn khí và các đĩa phân phối khí được lắp đặt phía đáy bể nhằm cung cấp oxy hòa tan liên tục, đồng thời tạo dòng khuấy trộn đều trong toàn bộ bể. Ngoài ra, các vách hướng dòng được bố trí nhằm tối ưu hóa thời gian lưu và tăng tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất ô nhiễm. Một số thiết kế sử dụng thêm máy khuấy chìm để duy trì sự phân tán bùn trong các trường hợp lưu lượng hoặc nồng độ chất bẩn thay đổi.
• Hỗn hợp bùn – nước sau xử lý sẽ chảy sang bể lắng để tách bùn. Lượng bùn tốt được tuần hoàn trở lại Aerotank nhằm duy trì nồng độ MLSS ổn định, còn bùn dư được đưa đi xử lý. Bể Aerotank cũng được trang bị các cảm biến DO, pH, nhiệt độ và hệ thống đo khí để kiểm soát quá trình vận hành. Kết cấu bể thường làm bằng bê tông cốt thép, có cầu thao tác và các đường ống kỹ thuật phục vụ việc vận hành và bảo trì.

4. Các dạng bể Aerotank phổ biến

Aerotank liên tục (Conventional Continuous Flow)

• Nước thải chảy liên tục qua bể, bùn hoạt tính tuần hoàn.

• Phù hợp với nước thải có lưu lượng ổn định.

Aerotank dòng chảy theo kênh (Plug Flow Aerotank)

• Nước thải di chuyển theo dòng kênh, từ đầu vào đến đầu ra.

• Hiệu quả cao cho tải hữu cơ trung bình đến cao.

Aerotank phân đoạn (Step Feed Aerotank)

• Nước thải được chia thành nhiều điểm cấp dọc bể.

• Giúp phân phối tải hữu cơ đều, cải thiện xử lý Nitơ.

Aerotank tuần hoàn mở rộng (Extended Aeration)

• Tuổi bùn dài, thời gian lưu nước lâu.

• Thường dùng cho nước thải loãng, nhu cầu xử lý cao, hạn chế bùn thải.

Aerotank cao tải (High-Rate Aerotank)

• MLSS cao, thời gian lưu nước ngắn, thổi khí mạnh.

• Phù hợp cho công nghiệp cần xử lý nhanh, tiết kiệm diện tích.

  

5. Khi nào nên lựa chọn bể Aerotank

Bạn nên chọn công nghệ Aerotank khi có các điều kiện sau:
✓ Nước thải có nồng độ hữu cơ trung bình – cao (BOD 150–2.000 mg/L)
Aerotank đặc biệt phù hợp để xử lý BOD, COD, Amoni → hiệu suất cao.
✓ Có diện tích xây dựng tương đối
Aerotank cần diện tích lớn hơn so với MBBR, SBR, MBR nhưng nhỏ hơn so với hồ sinh học. Hệ thống phù hợp khi doanh nghiệp có quỹ đất trung bình.
✓ Lưu lượng xả thải ổn định
Phù hợp với lưu lượng từ vừa đến lớn, Aerotank hoạt động tốt khi lưu lượng và tải lượng không biến động quá mạnh.
✓ Có nguồn điện ổn định để vận hành máy thổi khí
Vì Aerotank cần cấp khí liên tục, khu vực mất điện thường xuyên thì không phù hợp.
✓ Mong muốn vận hành và điều chỉnh linh hoạt
Aerotank dễ điều chỉnh bằng việc kiểm soát MLSS, F/M, DO, thời gian lưu.
✓ Nước thải không có chất độc, kim loại nặng hoặc pH ngoài khoảng thích hợp
Nước thải chứa chất độc, kim loại nặng, chất kháng sinh hoặc pH ngoài khoảng thích hợp → ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật → hiệu suất xử lý giảm.
✓ Khi ngân sách ở mức trung bình nhưng cần hiệu quả tốt
Nhờ cấu trúc đơn giản và dễ vận hành, Aerotank giúp tối ưu chi phí đầu tư mà vẫn duy trì chất lượng xử lý ổn định.

6. Các thông số/điều kiện thiết kế bể Aerotank

BOD, COD, TSS: Xác định mức độ ô nhiễm của nước thải và kích thước bể.
Thời gian lưu nước (HRT): Thường 4–8 giờ.
Mật độ bùn hoạt tính (MLSS): Lượng vi sinh trong bể, thường 2.000–4.000 mg/L.
Tỉ lệ F/M (Food/Microorganism): Cân bằng thức ăn và vi sinh, 0.2–0.6 ngày⁻¹.
Thời gian lưu bùn (SRT): Thời gian vi sinh tồn tại trong bể, 5–15 ngày.
Oxy hòa tan (DO): Cung cấp oxy cho vi sinh, 1.5–3.0 mg/L.
Tỷ lệ tuần hoàn bùn (RAS): Hồi lưu bùn lắng để duy trì MLSS, 50–100% lưu lượng vào.
Khả năng lắng của bùn (SVI): 80–120 mL/g.
pH và nhiệt độ: Đảm bảo điều kiện sinh học thuận lợi, pH 6.5–8.5, nhiệt độ gt;10°C.
Kiểm soát tốt các thông số trên giúp hệ thống vận hành ổn định, không bị bùn nổi, bùn trương phồng.

7. Các sự cố thường gặp và cách khắc phục

Bùn trôi, bùn nổi hoặc lắng kém (SVI cao)

• Nguyên nhân: DO thấp, F/M không cân bằng, vi sinh yếu hoặc bùn già.

• Khắc phục: Tăng DO, điều chỉnh F/M, bổ sung dinh dưỡng, xả bùn già, tăng tuần hoàn.

DO thấp / vi sinh kém hoạt động / quá trình nitrat hóa kém

• Nguyên nhân: Máy thổi hỏng, thiết bị dùng để phân phối khí tắc, SRT quá ngắn, nhiệt độ thấp.

• Khắc phục: Kiểm tra máy thổi, vệ sinh thiết bị dùng để phân phối khí, tăng DO, tăng tuổi bùn, cân nhắc bể cách nhiệt.

Sốc tải hữu cơ / MLSS thay đổi đột ngột

• Nguyên nhân: Lưu lượng hoặc nồng độ BOD đột biến, xả bùn sai lịch.

• Khắc phục: Giảm dòng vào, dùng bể điều hòa, điều chỉnh RAS và xả bùn đúng kế hoạch.

Mùi hôi

• Nguyên nhân: DO thấp, vùng yếm khí, bùn chết.

• Khắc phục: Tăng DO, cải thiện phân bố khí, xử lý mùi (che bể, than hoạt tính…).

Tắc nghẽn hoặc hỏng thiết bị

• Nguyên nhân: Rác, dầu mỡ, bùn đặc, máy thổi/bơm/van hỏng.

• Khắc phục: Lắp song chắn rác, tách dầu, vệ sinh bể và đường ống, kiểm tra và bảo trì thiết bị định kỳ.

8. So sánh aerotank và các công nghệ hiếu khí khác

Kết luận

Với kinh nghiệm lâu năm trong lĩnh vực xử lý nước thải, Công ty TNHH Kỹ Thuật Công Nghệ Đạt Hoàng Gia cung cấp giải pháp thiết kế chuyên nghiệp bể Aerotank, phù hợp từng nhu cầu khách hàng. Chúng tôi cam kết mang đến hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn và nâng tầm thương hiệu doanh nghiệp.
Chúng tôi đã áp dụng công nghệ aerotank trong việc xây dựng:

• Hệ thống xử lý nước thải thực phẩm;

• Hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm;

• Hệ thống xử lý nước thải xi mạ;

• Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi.

• …

Công nghệ Aerotank là giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, ổn định và phù hợp cho hầu hết các loại nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Với chi phí hợp lý và khả năng xử lý cao, Aerotank đang là công nghệ được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Quý khách hàng có nhu cầu thực hiện thiết kế xây dựng, cải tạo hệ thống xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn có thể liên hệ với chúng tôi qua số hotline: 0328 196 623 – 0906 313 246. Đạt Hoàng Gia sẽ đồng hành cùng doanh nghiệp phát triển, vì một môi trường xanh sạch!