Đối với những người trong lĩnh vực xử lý nước thải, có một câu hỏi chung mà nhiều người đã suy ngẫm: Có nên lắp đặt bể lắng sau bể thủy phân và axit hóa không? Một số người cho rằng điều đó là thừa và chỉ lãng phí tiền bạc, trong khi những người khác lại khẳng định nó là cần thiết—nếu không có nó, các quy trình tiếp theo có thể bị ảnh hưởng. Hôm nay, chúng ta sẽ phân tích vấn đề này bằng ngôn ngữ đơn giản, đảm bảo sự rõ ràng cho cả người mới và các chuyên gia dày dạn kinh nghiệm. Bất kể trình độ kinh nghiệm của bạn như thế nào, cuộc thảo luận này sẽ giúp bạn có thêm thông tin.
Đầu tiên, điều cần thiết là phải hiểu mục đích của bể thủy phân và axit hóa. Nói một cách đơn giản, nó đóng vai trò là một "chuyên gia tiền xử lý" trong xử lý nước thải, nhắm mục tiêu cụ thể vào các chất hữu cơ khó phân hủy. Ví dụ, các chất có phân tử lớn trong nước thải công nghiệp hoặc chất béo và xơ trong nước thải sinh hoạt được vi sinh vật trong bể phân hủy thành các phân tử nhỏ hơn—tương tự như việc băm nhỏ một miếng thịt ba chỉ kho lớn—giúp chúng dễ dàng hơn cho bể hiếu khí tiếp theo "tiêu hóa và hấp thụ." Bước này cũng làm tăng khả năng phân hủy sinh học của nước thải, tăng gấp đôi hiệu quả của các quy trình xử lý tiếp theo đồng thời tạo ra khí sinh học, biến nó thành một giai đoạn "từ chất thải thành tài nguyên".
Nhưng đây là vấn đề: bể thủy phân và axit hóa không hoạt động một cách yên tĩnh. Bùn bên trong phải ở trạng thái lơ lửng để đảm bảo tiếp xúc đầy đủ với nước thải, cho phép vi sinh vật hoạt động hiệu quả. Tuy nhiên, sự khuấy trộn này dẫn đến việc nước mang theo nhiều bông bùn mịn, các chất rắn lơ lửng bị phân hủy một phần và thậm chí một số màng sinh học đã cũ, bị bong ra. Nếu những chất này chảy trực tiếp vào đơn vị xử lý tiếp theo—chẳng hạn như UASB, bể oxy hóa tiếp xúc hoặc bể màng MBR—hậu quả có thể rất nghiêm trọng.
Trước tiên, hãy thảo luận về hậu quả của việc không lắp đặt bể lắng. Nếu một lò phản ứng UASB được kết nối ở hạ lưu, các chất rắn lơ lửng quá mức trong nước sẽ lắng đọng xung quanh bộ phân phối UASB. Theo thời gian, điều này có thể làm tắc các lỗ phân phối, dẫn đến phân bố dòng chảy không đều. Ngoài ra, bùn hạt bên trong có thể bị cuốn trôi, làm gián đoạn quá trình phản ứng kỵ khí ban đầu hiệu quả. Kết quả là, hiệu quả xử lý giảm mạnh, đòi hỏi phải ngừng hoạt động thường xuyên để nạo vét, vừa tốn thời gian vừa tốn kém.
Nếu hệ thống là một bể oxy hóa tiếp xúc, tình hình sẽ không khá hơn nhiều. Màng sinh học trong bể oxy hóa tiếp xúc phát triển trên vật liệu đóng gói. Khi có quá nhiều chất rắn lơ lửng trong nước, chúng sẽ bám vào bề mặt của màng sinh học, chặn đường đi của oxy và chất dinh dưỡng. Kết quả là, màng sinh học không thể thở hoặc "ăn", dần dần già đi và bong ra. Quần thể vi sinh vật trong bể giảm dần theo thời gian, dẫn đến xử lý nước thải không hoàn chỉnh.
Ngoài ra còn có bể màng MBR thường được sử dụng, có yêu cầu cao hơn đối với các chất rắn lơ lửng trong nước thải đầu vào. Hỗn hợp bùn-nước từ bể thủy phân axit hóa được đưa trực tiếp vào bể màng. Những bông bùn nhỏ bé đó nhanh chóng làm tắc các lỗ màng, dẫn đến sự suy giảm thông lượng màng và sự gia tăng mạnh áp suất xuyên màng (TMP). Một màng có thể tồn tại từ ba đến năm năm có thể cần phải thay thế trong vòng một năm, làm tăng đáng kể chi phí. Ngoài ra, tần suất rửa ngược phải tăng lên, làm tăng gấp đôi khối lượng công việc vận hành.
Một số người có thể lập luận, "Nồng độ bùn trong bể thủy phân và axit hóa của tôi không cao, và việc có một chút cặn trong nước không nên là một vấn đề lớn, phải không?" Nhưng cách suy nghĩ đó là sai lầm. Ngay cả khi không có gì có vẻ sai sót trong ngắn hạn, những chất rắn lơ lửng này sẽ dần tích tụ trong các quy trình xử lý tiếp theo. Nó giống như một cống thoát nước trong gia đình—rụng tóc không thường xuyên có thể không gây tắc nghẽn, nhưng sự tích tụ hàng ngày cuối cùng sẽ dẫn đến tắc nghẽn. Hơn nữa, vật chất lơ lửng quá mức trong nước có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của các xét nghiệm chất lượng nước ở hạ lưu. Ví dụ, các phép đo COD và BOD có thể cho kết quả cao hơn, khiến bạn nhầm tưởng rằng việc xử lý không hiệu quả và có khả năng đưa bạn đi sai hướng.
Những lợi ích cụ thể của việc thêm bể lắng là gì? Trước hết, nó trực tiếp cho phép "tách bùn-nước." Bể lắng hoạt động như một "bộ lọc", cho phép hỗn hợp bùn-nước từ bể thủy phân và axit hóa "lắng" từ từ trong bể. Các bông bùn nặng hơn chìm xuống đáy, trong khi nước trong chảy ra từ phía trên, trực tiếp làm giảm gánh nặng cho các quy trình tiếp theo. Bùn lắng cũng có thể được tái chế trở lại bể thủy phân và axit hóa. Một mặt, điều này giúp duy trì nồng độ bùn trong bể, tăng cường quần thể vi sinh vật và cải thiện hiệu quả phân hủy. Mặt khác, nó làm giảm thể tích xả bùn và giảm chi phí xử lý bùn, đạt được hai mục tiêu cùng một lúc.
Thứ hai, việc thêm bể lắng có thể tăng cường sự ổn định của toàn bộ hệ thống xử lý. Trong ngành công nghiệp xử lý nước thải, mối quan tâm lớn nhất là "sự dao động"—ngay cả những thay đổi nhỏ trong chất lượng nước thải đầu vào hoặc tốc độ dòng chảy cũng có thể làm gián đoạn các quy trình ở hạ lưu. Với hiệu ứng đệm của bể lắng, ngay cả khi các chất rắn lơ lửng trong bể thủy phân và axit hóa thỉnh thoảng vượt quá tiêu chuẩn, bể lắng có thể chặn hầu hết các tạp chất, ngăn chặn sự dao động lan truyền đến giai đoạn tiếp theo. Điều này tương đương với việc thêm một "khóa an toàn" vào toàn bộ hệ thống.
Tất nhiên, không nhất thiết phải lắp đặt bể lắng trong mọi trường hợp; nó phụ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể. Ví dụ, trong một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ, bể thủy phân và axit hóa được kết nối trực tiếp với một đơn vị tích hợp nhỏ gọn, vốn đã bao gồm một chức năng lắng đơn giản. Trong những trường hợp như vậy, có thể không cần một bể lắng riêng biệt. Tương tự, đối với một số loại nước thải công nghiệp, hàm lượng chất rắn lơ lửng cực kỳ thấp và tải trọng vận hành của bể thủy phân và axit hóa cũng ở mức tối thiểu, dẫn đến lượng xả bùn không đáng kể. Nếu các tính toán xác nhận rằng điều này không có tác động đến các quy trình tiếp theo, thì cũng có thể chấp nhận việc bỏ qua bể lắng. Tuy nhiên, những tình huống như vậy tương đối hiếm. Trong hầu hết các trường hợp, đặc biệt là đối với các dự án có khối lượng xử lý nước lớn, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao và các yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng nước thải đầu vào cho các quy trình tiếp theo, bể lắng là không thể thiếu.
Ngoài ra, việc thiết kế bể lắng cũng cần được xem xét cẩn thận. Bạn không thể chỉ đào một cái hố và sử dụng nó làm bể lắng. Diện tích, độ sâu và thời gian lưu thủy lực của bể lắng nên được xác định dựa trên thể tích nước thải và nồng độ chất rắn lơ lửng của bể thủy phân axit hóa. Ví dụ, nếu thời gian lưu quá ngắn, bùn có thể không chìm hoàn toàn; Nếu quá dài, nó sẽ chiếm quá nhiều diện tích đất và làm tăng đầu tư. Và đường ống xả bùn ở đáy bể nên được thiết kế hợp lý, với việc xả bùn thường xuyên để ngăn bùn đông đặc ở đáy bể và ảnh hưởng đến hiệu quả lắng.
Tóm lại, việc có nên thêm bể lắng vào bể thủy phân axit hóa hay không phụ thuộc vào "yêu cầu của quy trình tiếp theo" và "tác động của chất rắn lơ lửng trong nước thải". Nếu quy trình tiếp theo nhạy cảm với các chất rắn lơ lửng đi vào hoặc nếu các chất rắn lơ lửng đi ra gây ra rủi ro cho hệ thống, thì phải thêm bể lắng. Đây không phải là lãng phí tiền bạc, mà là một khoản đầu tư cần thiết để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của toàn bộ hệ thống xử lý nước thải. Ngược lại, nếu điều kiện làm việc là đặc biệt và sau khi tính toán chuyên nghiệp, nó thực sự không cần thiết, thì có thể tiết kiệm, nhưng phải thận trọng để không hy sinh cái lớn cho cái nhỏ, và cuối cùng, tốn nhiều chi phí bảo trì và sửa chữa hơn.
Xử lý nước thải là một dự án mang tính hệ thống và mỗi liên kết đều có mối quan hệ qua lại. Sự kết hợp giữa bể thủy phân axit hóa và bể lắng có vẻ như là một vấn đề nhỏ, nhưng nó thực sự ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý và chi phí vận hành và bảo trì của toàn bộ dự án. Vì vậy, khi thiết kế, đừng đưa ra những quyết định vội vàng. Thay vào đó, hãy xem xét tình hình thực tế và tham khảo ý kiến của các chuyên gia để tránh những đường vòng và thực sự làm cho hệ thống xử lý nước thải hoạt động.
