Công nghệ SBR
SBR (sequencing batch reactor): gồm 2 cụm bể: cụm bể Selector và cụm bể C – tech. Bể SBR (Sequencing Batch Reactor) là bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục. Đây là một dạng của bể Aerotank. Nước được dẫn vào bể Selector trước sau đó mới qua bể C – tech. Bể Selector sẽ được sục khí liên tục tạo điều kiện cho quá trình xử lý hiếu khí diễn ra. Nước sau đó được chuyển sang bể C-tech. Bể SBR hoạt động theo một chu kỳ tuần hoàn với 5 pha bao gồm: Làm đầy, sục khí, lắng, rút nước và nghỉ.
Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao. Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình bơm nước thải – phản ứng – lắng – hút nước thải ra, 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 ít tốn năng lượng, dễ dàng kiểm soát các sự cổ xảy ra, xử lý với lưu lượng thấp, ít tốn diện tích rất phù hợp với những trạm có công suất nhỏ, ngoài ra công nghệ SBR có thể xử lý với hàm lượng chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn.
1. Đưa nước vào bể (Filling): đưa nước vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ: làm đầy tĩnh, làm đầy khuấy trộn, làm đầy sục khí .
2. Giai đoạn phản ứng (Reaction): sục khí để tiến hành quá trình nitrat hóa và phân hủy chất hữu cơ. 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.
3. Giai đoạn lắng (Settling): Các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ.
4. Giai đoạn xả nước ra (Discharge):Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến giai đoạn khử tiếp theo, đồng thời trong quá trình này bùn lắng cũng được tháo ra.
Ngoài 4 giai đoạn trên, còn có thêm pha chờ, thực ra là thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo (pha này có thể bỏ qua).
Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, nitơ amôn sẽ được chuyển thành nitrit và nitrat nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi môi trường thiếu ôxy, các loại vi khuẩn khử nitrat Denitrificans (dạng kỵ khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrát (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.
Nitrat hóa.
Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amôni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật, đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. Ở giai đoạn đầu tiên amôni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat.
NH4- + 1,5 O2 –> NO2- + 2H+ + H2O
NO2- + 0,5 O2 –> NO3-
Các vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria sử dụng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau:
NH4- + 2O2 –> NO3- + 2H+ + H2O (*)
Cùng với quá trình thu năng lượng, một số iôn Amôni được đồng hoá vận chuyển vào trong các mô tế bào. Quá trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình sau:
4CO2 + HCO3- + NH4+ + H2O –> C5H7O2N + 5O2
C5H7O2N tạo thành được dùng để tổng hợp nên sinh khối mới cho tế bào vi khuẩn.
Toàn bộ quá trình ôxy hoá và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau :
NH4++1,83O2+1,98 HCO3- –> 0,021C5H7O2N + 0,98NO3+1,041H2O+1,88H2CO3
Khử nitrit và nitrat:
Trong môi trường thiếu ôxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kị khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.
Khử nitrat:
NO3- + 1,08 CH3OH + H+ –> 0,065 C5H7O2N + 0,47 N2 + 0,76CO2 + 2,44H2O
Khử nitrit:
NO2- + 0,67 CH3OH + H+ –> 0,04 C5H7O2N + 0,48 N2 + 0,47CO2 + 1,7H2O
Kết thúc quá trình xử lý nước thải trong bể SBR, BODđược sử dụng làm chất nền cho CSV phát triển. Nito được VSV sử dụng để tổng hợp nên tế bào và một phần được chuyển thành nito phân tử N2 thoát ra ngoài. Còn photpho được VSV sử dụng để tổng hợp tế bào, tồn tại dưới dạng bùn được xả ra ngoài và được xử lý riêng.
- Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị (các thiết bị ít) mà không cần phải tháo nước cạn bể. Chỉ tháo nước khi bảo trì các thiết bị như: cánh khuấy, motor, máy thổi khí, hệ thống phân phối khí.
- Hệ thống có thể điều khiển hoàn toàn tự động.
- TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử photpho, nitrat hóa và khử nitrat hóa cao.
- Quá trình kết bông tốt do không có hệ thống gạt bùn cơ khí.
- Ít tốn diện tích do không có bể lắng 2 và quá trình tuần hoàn bùn.
- Chi phí đầu tư và vận hành thấp (do hệ thống motor, cánh khuấy… hoạt động gián đoạn)
- Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả lắng cao.
- Có khả năng nâng cấp hệ thống.
– Do hệ thống hoạt động theo mẻ, nên cần phải có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau.
– Công suất xử lý thấp
Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao. Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình bơm nước thải – phản ứng – lắng – hút nước thải ra, 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 ít tốn năng lượng, dễ dàng kiểm soát các sự cổ xảy ra, xử lý với lưu lượng thấp, ít tốn diện tích rất phù hợp với những trạm có công suất nhỏ, ngoài ra công nghệ SBR có thể xử lý với hàm lượng chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn.
- Các giai đoạn xử lý bằng SBR
1. Đưa nước vào bể (Filling): đưa nước vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ: làm đầy tĩnh, làm đầy khuấy trộn, làm đầy sục khí .
2. Giai đoạn phản ứng (Reaction): sục khí để tiến hành quá trình nitrat hóa và phân hủy chất hữu cơ. 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.
3. Giai đoạn lắng (Settling): Các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ.
4. Giai đoạn xả nước ra (Discharge):Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến giai đoạn khử tiếp theo, đồng thời trong quá trình này bùn lắng cũng được tháo ra.
Ngoài 4 giai đoạn trên, còn có thêm pha chờ, thực ra là thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo (pha này có thể bỏ qua).
Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, nitơ amôn sẽ được chuyển thành nitrit và nitrat nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi môi trường thiếu ôxy, các loại vi khuẩn khử nitrat Denitrificans (dạng kỵ khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrát (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.
Nitrat hóa.
Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amôni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật, đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. Ở giai đoạn đầu tiên amôni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat.
NH4- + 1,5 O2 –> NO2- + 2H+ + H2O
NO2- + 0,5 O2 –> NO3-
Các vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria sử dụng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau:
NH4- + 2O2 –> NO3- + 2H+ + H2O (*)
Cùng với quá trình thu năng lượng, một số iôn Amôni được đồng hoá vận chuyển vào trong các mô tế bào. Quá trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình sau:
4CO2 + HCO3- + NH4+ + H2O –> C5H7O2N + 5O2
C5H7O2N tạo thành được dùng để tổng hợp nên sinh khối mới cho tế bào vi khuẩn.
Toàn bộ quá trình ôxy hoá và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau :
NH4++1,83O2+1,98 HCO3- –> 0,021C5H7O2N + 0,98NO3+1,041H2O+1,88H2CO3
Khử nitrit và nitrat:
Trong môi trường thiếu ôxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kị khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.
Khử nitrat:
NO3- + 1,08 CH3OH + H+ –> 0,065 C5H7O2N + 0,47 N2 + 0,76CO2 + 2,44H2O
Khử nitrit:
NO2- + 0,67 CH3OH + H+ –> 0,04 C5H7O2N + 0,48 N2 + 0,47CO2 + 1,7H2O
Kết thúc quá trình xử lý nước thải trong bể SBR, BODđược sử dụng làm chất nền cho CSV phát triển. Nito được VSV sử dụng để tổng hợp nên tế bào và một phần được chuyển thành nito phân tử N2 thoát ra ngoài. Còn photpho được VSV sử dụng để tổng hợp tế bào, tồn tại dưới dạng bùn được xả ra ngoài và được xử lý riêng.
- Ưu điểm
- Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị (các thiết bị ít) mà không cần phải tháo nước cạn bể. Chỉ tháo nước khi bảo trì các thiết bị như: cánh khuấy, motor, máy thổi khí, hệ thống phân phối khí.
- Hệ thống có thể điều khiển hoàn toàn tự động.
- TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử photpho, nitrat hóa và khử nitrat hóa cao.
- Quá trình kết bông tốt do không có hệ thống gạt bùn cơ khí.
- Ít tốn diện tích do không có bể lắng 2 và quá trình tuần hoàn bùn.
- Chi phí đầu tư và vận hành thấp (do hệ thống motor, cánh khuấy… hoạt động gián đoạn)
- Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả lắng cao.
- Có khả năng nâng cấp hệ thống.
- Nhược điểm
– Do hệ thống hoạt động theo mẻ, nên cần phải có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau.
– Công suất xử lý thấp
- Tính toán bể SBR
Hỗ trợ trực tuyến
Hotline
0888246345
-
Tư vấn 1098.754.6627
-
Mr Tiến Quyền0988263638
-
Mr. Linh08.88.246.345
-
Ms. Ngọc Ánh0359650213
-
Ms Thiên Trang
