WesterntechVN – Hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt (drip biofiltration system) là một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực xử lý nước thải, cung cấp giải pháp hiệu quả để loại bỏ các chất ô nhiễm. Với nguyên lý hoạt động dựa trên sự phân hủy chất hữu cơ nhờ vào các vi sinh vật sống trên bề mặt màng, hệ thống này không chỉ giúp giảm nồng độ BOD mà còn loại bỏ chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm khác, góp phần bảo vệ môi trường. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về kỹ thuật và quy trình vận hành của hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt.

1. Kỹ Thuật Hệ Thống Lọc Sinh Học Nhỏ Giọt

1.1 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt hoạt động dựa trên nguyên lý màng sinh học. Các vi sinh vật sống trên bề mặt của lớp màng sinh học sẽ phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Quá trình này diễn ra qua các giai đoạn sau:

• Tiếp xúc: Nước thải được phân phối đều lên bề mặt lớp màng thông qua bộ phân phối.
• Lọc và phân hủy: Khi nước thải chảy qua lớp màng, các vi sinh vật sẽ bắt đầu quá trình phân hủy chất hữu cơ và hấp thụ các chất dinh dưỡng cần thiết.
• Xử lý: Sản phẩm phụ của quá trình phân hủy là khí CO₂ và nước, cùng với chất bùn sinh ra từ vi sinh vật, được thải ra ngoài hoặc xử lý thêm.

1.2 Cấu trúc hệ thống

Hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt bao gồm các thành phần chính sau:

• Bể lọc: Đây là nơi nước thải được đưa vào và tiến hành quá trình lọc. Bể lọc cần được thiết kế để tối ưu hóa khả năng tiếp xúc giữa nước thải và lớp màng sinh học.
• Lớp màng: Lớp màng là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống. Nó có thể được làm từ nhiều chất liệu khác nhau, nhưng thường là các chất liệu bền vững như nhựa hoặc vật liệu sinh học. Lớp màng này không chỉ giúp giữ lại các chất ô nhiễm mà còn là nơi sinh sống của các vi sinh vật có lợi.
• Bộ phân phối: Bộ phân phối giúp phân phối nước thải đều trên bề mặt lớp màng. Thiết kế của bộ phân phối phải đảm bảo rằng không có vùng nào trên bề mặt lớp màng bị thiếu nước hoặc quá tải nước.
• Hệ thống tái tuần hoàn: Hệ thống này giúp duy trì điều kiện hiếu khí cần thiết cho vi sinh vật hoạt động hiệu quả. Nước thải sau khi qua bể lọc sẽ được tái tuần hoàn để tái sử dụng trong quá trình xử lý.

2. Quy Trình Vận Hành

2.1 Theo Dõi và Kiểm Soát

Việc theo dõi và kiểm soát là rất quan trọng trong quá trình vận hành hệ thống để đảm bảo rằng mọi thành phần hoạt động như mong đợi.

Theo dõi lớp màng

• Kiểm tra độ dày: Độ dày của lớp màng là một yếu tố quan trọng cho hiệu suất của hệ thống. Người vận hành cần kiểm tra thường xuyên để đảm bảo rằng lớp màng không bị bít tắc bởi chất bùn hoặc chất hữu cơ.
• Kiểm tra màu sắc: Màu sắc của lớp màng cũng có thể cung cấp thông tin về tình trạng của hệ thống. Lớp màng màu xanh là bình thường, trong khi lớp màng màu xanh đen hoặc đen cho thấy có sự quá tải về chất hữu cơ.

Kiểm tra lưu lượng

• Phân phối đều: Đảm bảo rằng lưu lượng nước thải vào hệ thống được phân phối đồng đều trên bề mặt lớp màng. Việc kiểm tra lưu lượng giúp phát hiện sớm các vấn đề như tắc nghẽn hoặc rò rỉ.

2.2 Thử Mẫu và Kiểm Tra

Việc kiểm tra mẫu nước là cần thiết để đảm bảo rằng hệ thống hoạt động hiệu quả.

Lọc dòng vào

• Các thông số cần kiểm tra: Để đánh giá chất lượng nước thải đầu vào, người vận hành cần kiểm tra các thông số như DO (nồng độ oxy hòa tan), pH, nhiệt độ, BOD (nồng độ chất hữu cơ), và chất rắn lơ lửng. Những thông số này giúp đánh giá khả năng xử lý của hệ thống.

Lưu lượng tái tuần hoàn

• Kiểm tra các thông số: Cần kiểm tra các thông số như DO, pH, và tốc độ dòng chảy của nước tái tuần hoàn. Những thông số này quyết định khả năng tái tuần hoàn và sự hiệu quả của quá trình xử lý.

Lọc dòng ra

• Kiểm tra chất lượng nước ra: Đối với dòng ra, các thông số như DO, pH và BOD cũng cần được kiểm tra để đảm bảo rằng nước đã được xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng. Nước thải sau khi xử lý cần phải đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.

2.3 Quá Trình Thải

Trong quá trình thải, việc kiểm tra DO, pH và BOD là rất cần thiết để đảm bảo rằng nước thải xả ra đạt tiêu chuẩn. Người vận hành cần phải đảm bảo rằng mọi thông số này đều trong giới hạn cho phép để không gây ô nhiễm môi trường.

3. Vấn Đề Thường Gặp và Cách Khắc Phục

Trong quá trình vận hành, có một số vấn đề thường gặp mà người vận hành cần chú ý.

3.1 Hồ

• Triệu chứng: Hình thành các ao hoặc vũng nước nhỏ trên bề mặt lớp đệm, giảm khả năng loại bỏ BOD và TSS (chất rắn lơ lửng), xuất hiện mùi khó chịu.
• Nguyên nhân: Tải lượng thủy lực không đủ, dòng thải tuần hoàn không đủ, lớp đệm không đồng bộ hoặc quá nhỏ.
• Khắc phục: Loại bỏ vật liệu bụi, gia tăng dòng tuần hoàn và làm khô lớp vật liệu đệm.

3.2 Mùi

• Triệu chứng: Xuất hiện mùi hôi trong khu vực lắp đặt hệ thống lọc.
• Nguyên nhân: Thừa lượng chất hữu cơ, thông khí kém, thiết bị lọc bị quá tải.
• Khắc phục: Tính toán lại hoạt động xử lý sơ cấp, tăng tốc độ tái tuần hoàn và duy trì điều kiện thông khí.

3.3 Nồng độ chất rắn lơ lửng cao

• Triệu chứng: Dòng ra có nồng độ chất rắn lơ lửng cao.
• Nguyên nhân: Dòng tái tuần hoàn quá cao, màng ngăn bể lắng bị hỏng.
• Khắc phục: Kiểm tra tải lượng thủy lực, điều chỉnh dòng chảy và kiểm tra thiết bị thu gom bùn.

3.4 Muỗi lọc (Filter flies)

• Triệu chứng: Nhiều sinh vật nhỏ bay xuất hiện trong khu vực lọc nhỏ giọt.
• Nguyên nhân: Tái tuần hoàn không hiệu quả và điều kiện ẩm ướt.
• Khắc phục: Tăng tốc độ tái tuần hoàn, làm sạch bề mặt bể lọc và duy trì liều lượng tác chất với nồng độ chlorine thấp.

3.5 Đóng băng (Freezing)

• Nguyên nhân: Tái tuần hoàn làm gia tăng hoặc giảm nhiệt độ nước.
• Khắc phục: Giảm tái tuần hoàn, vận hành 2 bể lọc song song và phủ lớp đệm để giảm mất nhiệt.

4. Kết Luận

Hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt là một giải pháp hiệu quả cho việc xử lý nước thải, không chỉ giúp loại bỏ các chất ô nhiễm mà còn bảo vệ môi trường. Việc duy trì và kiểm soát quy trình vận hành sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả và chất lượng nước sau xử lý. Các vấn đề thường gặp có thể được kiểm soát và khắc phục kịp thời thông qua việc theo dõi chặt chẽ và thực hiện các biện pháp cần thiết. Việc đảm bảo hoạt động suôn sẻ của hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt không chỉ mang lại lợi ích cho con người mà còn bảo vệ nguồn nước và môi trường sống cho các thế hệ tương lai.

Tài Liệu Tham Khảo

1. APHA, AWWA, WEF. (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.
2. Metcalf & Eddy, Inc. (2014). Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.