SBR có thực sự là công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mọi loại nước thải không

Cơ Sở Xử Lý

Cơ sở của phương pháp xử lý sinh học SBR nước thải là dựa vào khả năng oxy hóa các liên kết hữu cơ dạng hòa tan và không hòa tan của vi sinh vật, chúng sử dụng các liên kết đó như là nguồn thức ăn của chúng.

Như vậy, nước thải có thể xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ được đặc trưng bởi chỉ tiêu BOD họăc COD. Để có thể xử lý bằng phương pháp này thì nước thải không chứa các chất độc và tạp chất, các muối kim loại nặng hoặc nồng độ của chúng không được vượt quá nồng độ cực đại cho phép và có tỷ số BOD/COD >=0,5.

  SBR là một công trình xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính, trong đó tuần tự diễn ra các quá trình thổi khí, lắng bùn và gạn nước thải. Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn tối thiểu của bể là 2.

Bể SBR (Sequencing Batch Reactor): Bể phản ứng theo mẻ là dạng công trình xử lý nước thải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính nhưng 2 giai đoạn sục khí và lắng diễn ra gián đoạn trong cùng một kết cấu.

Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải  bằng phương pháp sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao.

Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình Làm đầy nước thải-> phản ứng ->Làm tĩnh ->Chắt nước -> xả bùn hoạt tính; trong đó quá trình phản ứng hay còn gọi là quá trình tạo hạt (bùn hạt hiếu khí), quá trình này phụ thuộc vào khả năng cấp khí, đặc điểm chất nền trong nước thải đầu vào.

Nói chung, công nghệ SBR đã chứng tỏ được là một hệ thống xử lý có hiệu quả do trong quá trình sử dụng :

• It tốn năng lượng,
• Dễ dàng kiểm soát các sự cổ xảy ra,
•  Xử lý với mọi lưu lượng lớn nhỏ
•  Ít tốn diện tích rất phù hợp với điều kiện mặt bằng
• Ngoài ra công nghệ SBR có thể xử lý với hàm lượng chất ô nhiễm có nồng độ cao hơn.

Quy trình thay đổi luân phiên trong bể SBR không làm mất khả năng khử COD trong khoảng 90 – 92%.

Ví dụ :phân hủy yếm khí, quá trình tiếp xúc yếm khí, lọc yếm khí, lọc tiếp xúc, lọc sinh học nhỏ giọt hay các bể bùn hoạt tính truyền thống khác chỉ có thể khử được BOD khoảng 50 – 80%. Vì vậy, việc thay đổi luân phiên được theo sau giai đoạn khác như hệ thống truyền khí hay hệ thống oxy hòa tan.

 Các giai đoạn xử lý sinh học bùn hoạt tính từng mẻ (SBR)

Quy trình hoạt động gồm 5 giai đoạn cơ bản:

Quy trình công nghệ SBR

Ở giai đoạn này nước thải được dẫn vào bể và đường ống cấp khí có thể mở và có thể đóng. Thời gian làm đầy bể chiếm 25% của một mẻ xử lý

Giai đoạn 1: Làm đầy nước thải (Fill – mix)

Quy trình làm đầy trong hệ thống SBR

Ở giai đoạn này nước thải được dẫn vào bể và đường ống cấp khí có thể mở và có thể đóng. Thời gian làm đầy bể chiếm 25% của một mẻ xử lý

  Giai đoạn 2: Phản ứng (react)

Ở giai đoạn này bể được sục khí liên tục (van ở ống cấp khí luôn mở).Trong giai đoạn này cần tiến hành thí nghiệm để kiểm soát các thông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH… để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này. Quá trình oxy hóa sinh hóa xảy ra như ở bể Aeroten thông thường, thời gian ở giai đoạn này chiếm 35%. Bể này chứa các vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân hủy chất hủy cơ, các vi khuẩn được cung cấp đủ lượng oxy cần thiết cho quá trình phân hủy hiếu khí bằng các thiết bị sục khí.

Trong giai đoạn này diễn ra các phản ứng sinh hóa theo các phương trình sau:

– Quá trình oxy hóa

(COHNS) + O₂ + VK _{hiếu khí  =} O₂ + NH₄⁺ + sản phẩm khác + năng lượng

– Quá trình tổng hợp (đồng hóa):

(COHNS) + O₂ + VK hiếu khí + năng lượng à C₅H₇O₂N

Ghi chú: C₅H₇O₂N là công thức hóa học thông dụng để đại diện cho tế bào vi khuẩn

     Giai đoạn 3: Lắng tĩnh (Settle).

Ở trong công nghệ xử lý nước thải SBR giai đoạn này bể làm việc như bể lắng thứ cấp (bể lắng đợt 2) nhưng ở trạng thái tĩnh do đó xảy ra điều kiện thiếu khí và có khả năng khử được nitơ có trong nước thải bằng quá trình khử nitrat. Thời gian lắng chiếm 20%.

Quá trình lắng trong SBR

Quá trình chuyển hóa: Trong điều kiện thiếu oxy, các loại vi khuẩn khử nitrat denitrificans (dạng kỵ khí tùy tiện) sẽ tách oxy của nitrat va nitrit để oxy hóa chất hữu cơ. Nitơ phân tử tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.

NO₃^–→ NO₂^–  → NO → N₂O → N₂  (NO, N₂O, N₂ dạng khí)

Trong bể SBR, chúng ta có thể tạo được giai đoạn thiếu khí để khử nitrat sinh ra từ quá trình nitrat hóa. Có xuất hiện thêm những vi khuẩn khử nitrat, các vi khuẩn này sẽ chuyển hóa nitrat thành nitrit, và sau đó chuyển nitrit thành các khí bay hơi ra khỏi nước thải.

+  Quá trình nitrát hóa

2NH₃ + 3O₂ → 2NO₂^– + 2H⁺ + 2H₂O (vi khuẩn nitrosomonas)

( 2NH₄⁺ + 3O₂ → 2NO₂^– + 4H⁺ + 2H₂O)

2NO₂^–+ O₂ → 2NO₃^– (vi khuẩn nitrobacter)

Tổng phản ứng oxy hóa amoni:

NH₄⁺ + 2O₂ → NO₃^– + 2H⁺ + 2H₂O

+  Quá trình khử nitrat:

2NO₃^– + chất hữu cơ → N₂ + CO₂ + H₂O (N₂ dạng khí) (vi khuẩn nitrococus)
Phần nước trong sau khi lắng được chắt nước ra (lấy nước ra) nhờ thiết bị chắt nước tự động (decantơ) và thiết bị này sẽ tự động dừng chắt nước ở tại mực nước an toàn không lôi kéo bùn lắng theo. Ở giai đoạn này các van nước và khí đều đóng và thời gian hoạt động chiếm 15%.

Giai đoạn 4: Chắt nước (Decant).

  Thực hiện xả bùn hoạt tính (thời gian 5%) nhưng giữ lại một phần bùn trong bể như lượng bùn hoàn lưu trong bể Aeroten truyền thống. Các van nước và khí đều đóng và chu kỳ (mẻ) mới sẽ được bắt đầu.     Giai đoạn 5: xả bùn hoạt tính (Idle).Quá trình chắt nước hệ thống SBR

Lưu ý:

–       Số lượng tối thiểu của loại bể này ít nhất không nhỏ hơn 2 với lưu lượng >100m3/ngày.

–       Dùng cho hệ thống xử lý nước có diện tích giới hạn.

Ưu điểm của 2 phương pháp

Bể Aeroten

Bể SBR

– Xử lý hiệu quả các chất hữu cơ có trong nước thải – Có cấu tạo đơn giản, vận hành đơn giản – Hiệu quả xử lý chất ô nhiễm cao

– Xử lý hiệu quả các chất hữu cơ có trong nước thải – Hiệu quả xử lý chất ô nhiễm cao – Khả năng khử được nitơ và photpho cao – Phù hợp hệ thống xử lý nước có công suất nhỏ – Tiết kiệm được diện tích – Chế độ hoạt động có thể linh động theo nước đầu vào – Không cần thiết kế thêm bể lắng đợt 2 riêng biệt so với bể Aeroten – Dễ dàng kiểm soát các sự cố xảy ra

 Khuyết điểm của 2 phương pháp

Bể Aeroten	Bể SBR
– Chi phí vận hành tốn kém – Cần có thêm bể lắng đợt 2 so với bể SBR – Phải sục khí liên tục trong quá trình vận hành – Diện tích xây dựng lớn	-Cần người vận hành có trình độ, cách vận hành phức tạp – Khó khăn trong lập trình điều khiển hệ thống tự động – Nước thải ra có khả năng cuốn theo bùn khó lắng, váng nổi… – Hệ thống thổi khí dễ bị nghẹt bùn

công nghệ SBR phù hợp với  STP xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải sản xuất….có quy mô vừa và nhỏ, các nơi có nguồn thải không ổn định, nước thải có mức độ ô nhiễm N cao

 

nguồn : moitruongvietwater.com