Bể Aerotank và MBBR đều là công nghệ xử lý nước thải sinh học hiếu khí, nhưng khác nhau ở cách giữ sinh khối vi sinh trong bể. Aerotank duy trì vi sinh dưới dạng bùn hoạt tính lơ lửng nên cần bể lắng và tuần hoàn bùn. Trong khi đó, MBBR sử dụng giá thể chuyển động để vi sinh vật phát triển dưới dạng màng bám dính, không cần tuần hoàn bùn để duy trì sinh khối.
Bể Aerotank hoạt động theo nguyên lý nào?
Aerotank là công nghệ bùn hoạt tính, trong đó vi sinh vật hiếu khí tồn tại chủ yếu dưới dạng bông bùn lơ lửng và sử dụng chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn cơ chất để tăng sinh khối.
Nước thải được đưa vào bể Aerotank và sục khí liên tục để cung cấp oxy cho quá trình phân hủy sinh học. Hỗn hợp bùn và nước sau đó được đưa sang bể lắng thứ cấp để tách sinh khối.
Phần bùn lắng xuống được tuần hoàn về đầu bể (RAS) nhằm duy trì mật độ vi sinh cần thiết cho quá trình xử lý. Một phần bùn dư (WAS) được xả ra khỏi hệ thống.
Điểm đặc trưng của Aerotank chính là vòng tuần hoàn bùn. Khi bùn có khả năng lắng tốt, hệ thống có thể vận hành ổn định và với chi phí đầu tư tương đối thấp. Ngược lại, nếu bùn khó lắng hoặc bị cuốn trôi theo nước ra, năng lực xử lý của hệ thống có thể suy giảm nhanh.
Bể MBBR hoạt động theo nguyên lý nào?
MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là công nghệ xử lý sinh học sử dụng các giá thể nhựa chuyển động trong bể để tạo bề mặt cho vi sinh vật bám dính và phát triển thành màng sinh học.
Các giá thể có tỷ trọng gần bằng nước được duy trì chuyển động liên tục nhờ hệ thống sục khí hoặc cánh khuấy. Trong bể hiếu khí, khí sục vừa cung cấp oxy vừa giúp đảo trộn giá thể.
Khác với Aerotank, phần lớn sinh khối trong MBBR tồn tại dưới dạng màng vi sinh bám trên bề mặt giá thể. Vì sinh khối được giữ lại trên giá thể nên MBBR không cần tuần hoàn bùn để duy trì mật độ vi sinh. Cuối bể có lưới chắn giá thể để giữ vật liệu trong bể và cho nước đi qua.
So sánh bể Aerotank và MBBR
Điểm khác biệt lớn nhất giữa Aerotank và MBBR nằm ở cách duy trì sinh khối: Aerotank sử dụng bùn hoạt tính lơ lửng và tuần hoàn bùn, trong khi MBBR sử dụng màng vi sinh bám trên giá thể chuyển động.
| Tiêu chí | Bể Aerotank | Bể MBBR |
| Dạng sinh khối | Bùn hoạt tính chủ yếu ở dạng lơ lửng | Chủ yếu sinh khối bám trên giá thể + một phần lơ lửng |
| Khả năng chịu sốc tải hữu cơ | Có thể bị ảnh hưởng khi tải biến động lớn, tùy thiết kế và điều kiện vận hành | Thường có khả năng chịu biến động tải tốt hơn nhờ sinh khối được duy trì trên giá thể |
| Xử lý Nitơ | Có thể thực hiện hiệu quả nếu kiểm soát phù hợp SRT, DO, tải NH₄⁺ và điều kiện thiếu khí/hiếu khí | Có lợi thế trong việc duy trì vi khuẩn nitrat hóa sinh trưởng chậm trên giá thể |
| Bùn và tải lên bể lắng | Có tải chất rắn cao hơn và thường có dòng tuần hoàn bùn | Thường giảm lượng bùn tuần hoàn; vẫn có chất rắn lơ lửng và sinh khối bong ra cần tách |
| Bể lắng phía sau | Cần bể lắng và đường tuần hoàn bùn | Vẫn cần bể lắng hoặc tuyển nổi để tách sinh khối bong ra |
| Chi phí đầu tư | Thường thấp hơn do không cần giá thể | Cao hơn do có giá thể, lưới chắn và yêu cầu phân phối khí |
| Vận hành | Cần theo dõi MLSS, F/M, SVI, tuổi bùn, DO | Ít phụ thuộc vào khả năng lắng của bùn hơn nhưng vẫn cần kiểm soát giá thể, DO và sục khí |
| Cải tạo, nâng công suất | Có thể khó nếu không còn đất hoặc thể tích bể để mở rộng | Linh hoạt hơn trong một số trường hợp khi có thể bổ sung giá thể vào bể hiện hữu |
| Rủi ro đặc thù | Bulking, bùn nổi, bùn khó lắng, mất bùn sau sốc tải | Giá thể dồn/tích tụ, lưới chắn bị bít, phân phối khí không đều, thất thoát giá thể |
Ưu và nhược điểm của bể Aerotank
Ưu điểm của Aerotank
- Chi phí đầu tư ban đầu thường thấp hơn MBBR, MBR và SBR ở cùng công suất do không cần giá thể và lưới chắn.
- Công nghệ được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam, nên tương đối dễ tìm nhân sự vận hành, vật tư và đơn vị thiết kế.
- Khi vận hành đúng và tải trọng ổn định, Aerotank có khả năng xử lý BOD/COD cao và ổn định.
- Các chỉ số vận hành tương đối trực quan. Có thể sử dụng thí nghiệm lắng 30 phút và MLSS để đánh giá khả năng lắng của bùn.
Nhược điểm của Aerotank
- Chiếm nhiều diện tích, đặc biệt bất lợi với dự án cải tạo hoặc hệ thống có quỹ đất hạn chế.
- Phụ thuộc nhiều vào khả năng lắng của bùn. SVI cao có thể là dấu hiệu cảnh báo hiện tượng bulking.
- Khả năng chịu sốc tải kém hơn khi tải hữu cơ biến động mạnh.
- Sinh nhiều bùn dư, kéo theo chi phí xử lý và ép bùn.
Ưu và nhược điểm của bể MBBR
Ưu điểm của MBBR
- Tận dụng thể tích bể hiệu quả hơn, phù hợp với những dự án bị giới hạn diện tích.
- Khả năng ổn định trước biến động tải và lưu lượng tốt hơn trong nhiều trường hợp.
- Không cần tuần hoàn bùn để duy trì sinh khối.
- Thuận lợi cho quá trình nitrat hóa nhờ khả năng giữ các vi khuẩn sinh trưởng chậm trên màng.
- Có thể sử dụng để cải tạo hệ thống hiện hữu bằng cách bổ sung giá thể thay vì xây thêm toàn bộ bể.
Nhược điểm của MBBR
- Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn do cần giá thể, lưới chắn và hệ thống phân phối khí phù hợp.
- Có thể tiêu tốn nhiều điện sục khí hơn trên mỗi kg BOD do vừa phải cung cấp oxy vừa đảm bảo giá thể chuyển động.
- Nhạy cảm với rác và sợi; cần kiểm soát tốt công đoạn chắn rác phía trước.
- Nếu sục khí không phân bố đều, giá thể có thể dồn về một phía và tạo vùng chết.
- Khi màng vi sinh bị bít hoặc suy giảm, việc phục hồi có thể khó can thiệp hơn.
- Sinh khối bong ra có thể mịn và lắng chậm, do đó cần tính toán phù hợp cho công trình tách sinh khối phía sau.
Aerotank và MBBR phù hợp với loại nước thải nào?
Giữa Aerotank và MBBR không có công nghệ nào tốt hơn tuyệt đối. Lựa chọn Aerotank và MBBR cần dựa trên đặc tính nước thải, tải trọng, mặt bằng, yêu cầu đầu ra và điều kiện vận hành của từng dự án.
| Loại nước thải | Đặc điểm chi phối | Hướng công nghệ phù hợp |
| Sinh hoạt, tòa nhà, khu dân cư | Tải tương đối ổn định, thành phần dễ phân hủy | Aerotank phù hợp khi có đủ diện tích; MBBR có thể được cân nhắc khi diện tích hạn chế |
| Nhà hàng, khách sạn, resort | Lưu lượng dao động theo giờ và mùa, dầu mỡ cao | MBBR hoặc AAO-MBBR có thể phù hợp để tăng khả năng thích ứng với biến động |
| Y tế, bệnh viện | Diện tích hạn chế, yêu cầu ổn định đầu ra và kiểm soát Coliform | MBBR hợp khối có thể được kết hợp với công đoạn khử trùng |
| Chế biến thủy sản, thực phẩm | COD, Nitơ cao; tải thay đổi theo lô nguyên liệu | Kỵ khí phía trước, sau đó có thể kết hợp MBBR hoặc AAO-MBBR |
| Tinh bột sắn | COD rất cao, pH thấp, phát sinh cyanide | Thường cần công đoạn kỵ khí như UASB/Biogas trước, sau đó Aerotank hoặc MBBR tùy điều kiện |
| Chăn nuôi | Amoni, Nitơ tổng và TSS cao | Kỵ khí + thiếu khí + MBBR/IFAS có thể được xem xét |
| Cao su, dệt nhuộm, giấy | Chất khó phân hủy, màu, biến động pH và nhiệt độ | MBBR/IFAS có thể được kết hợp với công đoạn hóa lý phù hợp |
| Khu công nghiệp tập trung | Nhiều nguồn thải trộn lẫn, có thể xuất hiện sốc tải | Aerotank làm công đoạn chính, có thể bổ sung IFAS/MBBR để tăng biên an toàn |
Bảng phân tích phù hợp của Aerotank và MBBR cho các loại nước thải trên chỉ tập trung vào công đoạn sinh học hiếu khí. Khi lựa chọn sơ đồ công nghệ tổng thể, cần xem xét toàn bộ đặc tính nước thải và các công đoạn phía trước, phía sau.
Nên chọn Aerotank hay MBBR?
Không nên lựa chọn chỉ dựa trên hiệu suất của Aerotank và MBBR. Nên bắt đầu từ 5 câu hỏi về mặt bằng, tải trọng, yêu cầu xử lý, chi phí và năng lực vận hành.
– Dự án còn bao nhiêu diện tích?
Nếu dự án xây mới và có đủ mặt bằng, Aerotank thường có lợi thế về chi phí đầu tư.
Nếu hệ thống nằm trong khu vực có diện tích hạn chế, MBBR là một trong những hướng có thể cân nhắc để nén thể tích công trình.
– Tải trọng nước thải có biến động mạnh không?
Nếu nước thải thay đổi theo mùa vụ, theo lô sản xuất hoặc theo mùa du lịch, cần ưu tiên phương án có khả năng thích ứng với biến động tải.
Ngược lại, với nguồn thải ổn định và dễ dự báo, Aerotank vẫn có thể đáp ứng tốt.
– Hệ thống có yêu cầu xử lý nitơ cao không?
Nếu amoni hoặc tổng Nitơ là chỉ tiêu khó kiểm soát, MBBR/IFAS có lợi thế về khả năng giữ vi khuẩn nitrat hóa sinh trưởng chậm trên màng.
Tuy nhiên, Aerotank vẫn có thể xử lý nitơ nếu duy trì tuổi bùn và điều kiện vận hành phù hợp.
– Ngân sách ưu tiên cho đầu tư hay vận hành?
Aerotank thường có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn nhưng phát sinh chi phí liên quan đến tuần hoàn và xử lý bùn.
MBBR cần chi phí đầu tư cho giá thể, lưới chắn và hệ thống sục khí nhưng giảm được yêu cầu tuần hoàn bùn.
– Đội ngũ vận hành có kinh nghiệm như thế nào?
Aerotank yêu cầu người vận hành theo dõi các thông số như MLSS, SVI, F/M, tuổi bùn và DO.
MBBR giảm một số công việc liên quan đến quản lý bùn lơ lửng nhưng lại đòi hỏi kiểm soát tốt giá thể, hệ thống sục khí và lưới chắn.
Aerotank và MBBR đều có thể là lựa chọn phù hợp nếu được thiết kế và vận hành đúng với đặc tính nước thải. Ngoài ra, hiệu quả xử lý còn phụ thuộc vào đặc tính nước thải, thiết kế công trình, điều kiện vận hành và sức khỏe của quần thể vi sinh trong hệ thống.
Nếu doanh nghiệp đang cân nhắc lựa chọn Aerotank và MBBR, cũng như giải pháp sinh học tăng hiệu quả xử lý nước thải phù hợp, BIOGENCY có thể hỗ trợ đánh giá hiện trạng, phân tích các vấn đề vận hành và đề xuất hướng xử lý phù hợp với điều kiện thực tế của hệ thống. Liên hệ ngay đến HOTLINE 0909 538 514 để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng nhất!
>>> Xem thêm: Làm sao để quá trình xử lý hiếu khí diễn ra hiệu quả?
