Xử lý nước thải là một quá trình phản ứng phức tạp, có phản ứng vật lý cùng với phản ứng hóa học và sinh học, có quá trình chuyển pha, chuyển hóa và truyền tải vật chất và năng lượng. Công nghệ xử lý sinh học theo mẻ (SBR) hiện nay được xem là một hệ thống xử lý nước thải dạng bùn hoạt tính có thể thực hiện các hoạt động xử lý khác nhau trong một bể đáp ứng được chất lượng đầu ra của nước thải. Là một loại bể hoạt động đạt hiệu quả cao nên công nghệ SBR hiện đang rất thịnh hành tại các nước khu vực Bắc Á, Châu Âu như Hàn, Nhật Bản, Mỹ… Vậy các vấn đề lưu ý khi lựa chọn và ứng dụng công nghệ sbr trong xử lý nước thải là gì?
SBR là gì?
SBR hay còn gọi là bể xử lý sinh học theo mẻ đang được xem là quy trình triển vọng và khả thi nhất trong số các phương pháp bùn hoạt tính được đề xuất nhằm loại bỏ cacbon hữu cơ và chất dinh dưỡng trong xử lý nước thải.
Không giống như các quy trình bùn hoạt tính truyền thống, trong đó các phản ứng khác nhau được thực hiện trong các bể riêng biệt, SBR cho phép sử dụng một bể duy nhất cho toàn bộ quy trình. Bể phản ứng này được sử dụng để xử lý nhiều loại nước thải như: nước thải sinh hoạt, nước rỉ rác, nước thải công nghiệp. SBR thường được áp dụng cho các quá trình loại bỏ chất dinh dưỡng sinh học, thường là với một chuỗi các điều kiện kỵ khí – thiếu khí – hiếu khí để loại bỏ cacbon, nitơ và phốt pho và các hợp chất có trong nước thải.
Hoạt động của bể xử lý sinh học theo mẻ SBR
Quy trình SBR được đặc trưng bởi một loạt các giai đoạn quy trình, chẳng hạn như làm đầy, sục khí/phản ứng, lắng, rút nước và chờ/nghỉ, mỗi giai đoạn kéo dài trong một khoảng thời gian xác định. Cụ thể từng giai đoạn như sau:
– Giai đoạn làm đầy: Tại giai đoạn này, nước thải sẽ được bơm đầy vào bể phản ứng, trong bể đã chứa lượng vi sinh vật có thể phản ứng các chất hữu cơ có trong nước thải.
– Giai đoạn sục khí/phản ứng: Khi nước thải đã được cấp vào đầy bể, ngừng cấp nước và tiến hành giai đoạn sục khí/phản ứng cho bể xử lý để xử lý các chất ô nhiễm có như BOD, COD, Nito, Photpho… thông qua các quá trình sinh học tương ứng với các điều kiện kỵ khí – thiếu khí – hiếu khí trong bể SBR.
– Giai đoạn lắng: Sau khi đảm bảo vi sinh vật phản ứng hoàn toàn với các chất ô nhiễm tiến hành để cho lượng bùn trong bể lắng hoàn toàn để thực hiện bước tiếp theo. Quá trình lắng diễn ra ở trong môi trường tĩnh và sẽ mất thời gian để có thể đợi bùn lắng và cô đặc lại. Thời gian lắng thông thường khoảng 30 – 60 phút.
– Giai đoạn rút nước: Phần nước trong sau lắng tại bể SBR sẽ được rút ra khỏi bể bằng thiết bị thu nước bề mặt hoặc van xả.
– Giai đoạn nghỉ: Thông thường, pha chờ/nghỉ thường được lược bỏ, pha làm đầy và sục khí/phản ứng sẽ được bắt đầu sau pha rút nước để tránh thời gian chờ lâu làm ảnh hưởng đến vi sinh trong bể.
Các quá trình diễn ra trong bể SBR
Trong bể SBR, có thể xảy ra các điều kiện môi trường khác nhau, chẳng hạn như kỵ khí, hiếu khí và thiếu khí. Tại mỗi điều kiện khác nhau, vi sinh vật trong bùn hoạt tính sử dụng các vật liệu hữu cơ khác nhau làm chất dinh dưỡng.
Chẳng hạn như, việc loại bỏ photpho phụ thuộc vào sự hấp thụ các sinh vật tích lũy phốt pho (PAO) và thường được thực hiện bằng cách xen kẽ các điều kiện kỵ khí, hiếu khí và đôi khi thiếu khí (những điều kiện không có oxy nhưng chứa nitrat như một chất nhận điện tử) với cacbon hữu cơ dễ phân hủy sinh học có sẵn trong điều kiện kỵ khí.
Cũng trong giai đoạn thiếu khí, quá trình khử nitrat diễn ra, tại đó nitrat bị khử thành nitơ ở dạng khí. Hay tại vùng có sục khí đảm bảo điều kiện DO và chất nền, sẽ xảy ra quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ và các phản ứng của quá trình nitrat hóa.
Xem thêm: Hệ thống xử lý nước thải quy mô nhỏ ứng dụng trong thực tế
Hiệu suất của SBR thường có thể so sánh với các hệ thống bùn hoạt tính thông thường và phụ thuộc vào thiết kế hệ thống và các tiêu chí cụ thể của địa điểm. Tùy thuộc vào phương thức hoạt động của chúng, SBR có thể đạt được BOD và loại bỏ chất dinh dưỡng tốt. Đối với SBR, hiệu quả loại bỏ BOD thường là 85 đến 95%.
Thiết bị sử dụng trong bể SBR
Hệ thống SBR bao gồm bể chứa, thiết bị sục khí và trộn, bình gạn và hệ thống điều khiển. Các đặc điểm chủ yếu của hệ thống SBR bao gồm bộ điều khiển và các công tắc và van tự động có chức năng tuần tự và tính thời gian cho các hoạt động khác nhau.
Bể SBR thường được xây dựng bằng thép hoặc bê tông. Đối với nước thải công nghiệp, bể thép thường được sử dụng để kiểm soát ăn mòn, và bể bê tông phổ biến nhất để xử lý nước thải sinh hoạt đô thị.
Thiết bị decanter có kết cấu thép không gỉ thực hiện chức năng gạn từ trên xuống chỉ rút phần nước trong trên cùng, với thiết bị loại trừ cặn bã tích hợp giúp kiểm soát khả năng gạn ở nhiều tỷ lệ khác nhau. Decanter là thiết bị truyền động gắn trên thành bể, nên có thể dễ dàng tiếp cận, không cần phải vào bồn để xử lý khi bảo trì.
Vận hành và bảo dưỡng SBR
SBR thường loại bỏ nhu cầu về lắng, vì vậy điều này giúp làm giảm các yêu cầu về vận hành và bảo trì. Ngoài ra, máy bơm bùn tuần hoàn cũng không bắt buộc đối với SBR. Trong các hệ thống xử lý sinh học thông thường có thể cần đòi hỏi bể thiếu khí, khuấy trộn vùng thiếu khí, thiết bị sục khí máy bơm tuần hoàn nitrat MLSS. Với SBR, điều này có thể được thực hiện trong một bể phản ứng bằng cách sử dụng thiết bị sục khí/khuấy trộn, điều này sẽ giảm thiểu các yêu cầu vận hành và bảo dưỡng nếu không thì cần thiết cho bể lắng và máy bơm.
Vì bộ phận chính của hệ thống SBR là bộ điều khiển, van tự động và công tắc tự động, các hệ thống này có thể yêu cầu bảo trì nhiều hơn hệ thống bùn hoạt tính thông thường. Mức độ phức tạp có thể rất cao trong các nhà máy xử lý nước thải SBR lớn hơn đòi hỏi mức độ bảo trì cao hơn đối với các van và công tắc tự động.
Chi phí vận hành và bảo trì hệ thống SBR có thể tương tự như hệ thống bùn hoạt tính thông thường.
Xem thêm: Giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt cho gia đình và văn phòng
Chi phí sử dụng cho bể SBR
– Chi phí bao gồm như máy thổi, van hoạt động bằng điện, khuấy trộn, máy bơm bùn, decanter và bảng điều khiển.
– Chi phí cho các quá trình xử lý khác, chẳng hạn như lược rác, cân bằng, khử trùng, hoặc phân hủy hiếu khí,…
– Các khoản chi phí điển hình liên quan đến hệ thống xử lý nước thải bao gồm nhân công, vật tư, bảo trì, quản lý vận hành, hóa chất,…
Ưu điểm
– Chi phí xây dựng và bảo trì thấp
– Cấu trúc đơn giản, tính linh hoạt và ổn định trong hoạt động cao, loại bỏ chất dinh dưỡng hiệu quả.
– Hoạt động bằng cách chọn lọc khi hệ vi sinh thiếu thức ăn thông qua việc kiểm soát giới hạn tỷ lệ cơ chất so với vi sinh vật.
– Hoạt động với cường độ sục khí để ngăn chặn bùn dạng sợi và đảm bảo hô hấp nội sinh.
– Thực hiện quá trình nitrat hóa và khử nitrat cùng với tăng cường loại bỏ photpho sinh học.
– Hoạt động đồng thời nitrat hóa và khử nitrat bằng sự thay đổi của cường độ sục khí.
– Bản thân bể SBR là một bể điều hòa và cũng là một bể lắng có lưu lượng chất rắn thấp hơn nhiều so với thiết kế bể lắng thông thường. Vì vậy loại bỏ được sự cần thiết có mặt của hai loại bể này.
– Loại bỏ các chất dinh dưỡng mà không cần bổ sung hóa chất bằng cách kiểm soát nhu cầu và cung cấp oxy.
– Cung cấp cho việc tối ưu hóa năng lượng thông qua cơ chế loại bỏ chất dinh dưỡng. Cacbon được cấp trong nước dưới dạng BOD được sử dụng trong quá trình khử nitơ và loại bỏ photpho sinh học làm giảm nhu cầu oxy tổng thể và nhu cầu năng lượng. Điều này mang lại lợi thế về vốn và chi phí hoạt động.
Xem thêm: Các vấn đề trong việc lập kế hoạch tái sử dụng nước thải
Nhược điểm
– Vận hành phức tạp
– Yêu cầu người vận hành phải có trình độ chuyên môn cao
– Lập trình hệ thống điều khiển tự động khó khăn
– Hệ thống thổi khí dễ bị tắc do bùn
– Yêu cầu mức độ phức tạp cao hơn (so với các hệ thống thông thường), đặc biệt là đối với các hệ thống lớn hơn, các đơn vị thời gian và điều khiển.
– Mức độ bảo trì cao hơn (so với các hệ thống thông thường) liên quan đến các điều khiển phức tạp hơn, công tắc tự động và van tự động.
Chúng tôi hy vọng qua bài viết các vấn đề lưu ý khi lựa chọn và ứng dụng công nghệ sbr trong xử lý nước thải này, các bạn đã thêm một số thông tin về công nghệ SBR. Để biết thêm thông tin liên quan về các công nghệ xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay cho chúng tôi theo Hotline 0888 167 247 để được tư vấn cụ thể. Với nhiều năm kinh nghiệm trong xử lý nước thải cho nhiều lĩnh vực khác nhau, NTSE cam kết sẽ giúp doanh nghiệp của bạn sở hữu công trình đạt hiệu quả tối ưu và tiết kiệm nhất.
CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT NTS
Trụ sở: Số 15, đường số 3, Khu dân cư Gia Hòa, Phường Phước Long B, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh
Điện thoại: 0888 167 247
Email: nts@ntse.vn
Website: https://ntse.vn/
Facebook: https://www.facebook.com/www.ntse.vn/
