Công nghệ SBR xử lý nước thải theo mẻ – Sequencing Batch Reactor

Công nghệ SBR xử lý theo mẻ là phương pháp xử lý nước thải dùng công nghệ sinh học bùn hoạt tính hiếu khí trong đó pha lắng và Hiếu khí xảy ra trong cùng một bể. Đây là công nghệ được sử dụng tương đối phổ biến trong thời gian gần đây

Hiện trạng sử dụng công nghệ SBR

Công nghệ SBR đã được nghiên cứu từ những năm 1920 và được sử dụng ngày càng rộng rãi trên toàn thế giới. Ở Châu Âu và Trung Quốc, Hòa Kỳ, họ đang áp dụng công nghệ này để xử lý nước thải đô thị và nước thải công nghiệp, đặc biệt là trong những khu vực đặc trưng có lưu lượng nước thải thấp và biến động. SBR được áp dụng ở nước thải sinh hoạt, nước thải tập trung và nước thải công nghiệp, nói riêng được áp dụng ở những khu vực có dòng chảy thấp hoặc thành phần dòng chảy dao động cao.Sử dụng công nghệ SBR đã phát triển nhanh chóng ở các cộng đồng nhỏ; nước thải xả thải nhỏ hơn 1 triệu gallons một ngày (MGD). Ngay tại công trình, xử lý từng mẻ là phù hợp lý tưởng cho các căn hộ gia đình, nông trại, khách sạn, doanh nghiệp nhỏ, casinos, và khu nghỉ mát, nơi các cơ sở xử lý nước thải tập trung hiện không có. Gần đây hầu hết, càng ngày càng nhiều các khu cộng đồng nhỏ thải nước thải trên 10 MGD đang sử dụng công nghệ SBR để tiết giảm chi phí vốn và chi phí vận hành và bảo trì (O&M) và để phù hợp với đòi hỏi chất lượng nước thải đầu ra khắt khe bao gồm loại bỏ chất dinh dưỡng.

Công nghệ SBR xử lý theo mẻ là gì.

• SBR: Sequencing Batch Reactor là phương pháp xử lý nước thải theo mẻ
• SBR bản chất là xử lý sinh học sử dụng bùn hoạt tính hiếu khí
• Quá trình xử lý Sinh học hiếu khí và Lắng xảy ra trong cùng 1 bể

Bể SBR hay còn gọi là bể bùn hoạt tính từng mẻ (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 Aeroten. SBR vừa có chức năng giống bể Aeroten là loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nhờ vi sinh vật hiếu khí, vừa có chức năng là lắng bùn để thu nước trong ra ngoài. Công nghệ xử lý nước thải theo mẻ là một quy trình xử lý tăng trưởng bùn lơ lửng. Công nghệ SBR là một cải tiến của quy trình xử lý bùn hoạt tính và được mô tả đơn giản chỉ là một bể chứa tiếp nhận xử lý từng mẻ. Một khi mẻ được xử lý, một phần của mẻ được xả thải và một mẻ khác thu gom nước thải, nước được xử lý và được xả thải và tiếp theo sau là một một mẻ thu gom nước thải khác, nước được xử lý và được xả thải. Có hai loại SBR: bể xử lý mẻ thực (true batch reactor) và loại lưu lượng dòng liên tục của bể.

Bể xử lý mẻ thực (dòng gián đoạn)

Đối với “bể xử lý mẻ thực” (true batch reactor), một khi nước thải được nạp vào bể ở một mức làm đầy bình thường, sau đó nước thải được xử lý. Chỉ nạp thêm nước thải vào bể khi tất cả các pha đã thực hiện xong và loại bỏ các chất rắn lắng hiệu quả để cho phép xả thải vào mẻ nước thải khác của bể.

Bể xử lý mẻ có dòng liên tục

Trong bể xử lý mẻ có dòng liên tục, nước thải đầu vào luôn chảy vào bể. Trong bể có hai buồng (chambers) tách biệt bởi một vách ngăn (baffle). Buồng nhỏ hơn nhận nước thải đầu vào và từ đây nước thải chảy chậm vào buồng lớn hơn. Buồng lớn hơn hoạt động như là một bể xử lý nước thải theo mẻ. Tuy nhiên bể xử lý theo mẻ này chỉ có các pha: pha phản ứng (React), pha lắng (Settle) và pha gạn lỏng (Decant).

Công nghệ SBR xử lý nước thải theo mẻ gồm các giai đoạn nào

Decanter thu nước trong bể SBR

• Làm đầy ( Filling) nước bơm làm đầy từ bể Selector (đã được sục khí trước)
• Phản ứng (Reaction) sục khí và duy trì DO tối thiểu 2mg/l

• Lắng (Seattle) dừng sục khí, bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể

Decaner thu nước trong bể SBR do King Power lắp đặt

Ưu điểm của công nghệ xử lý theo mẻ SBR

• Đặc điểm nổi trội ở bể SBR không cần tuần hoàn bùn hoạt tính. Hai quá trình phản ứngvà lắng đều diễn ra ở ngay trong một bể, bùn hoạt tính không hao hụt ở giai đoạn phản ứng và không phải tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng để giữ nồng độ;
• Do vận hành bằng hệ thống tự động nên hoạt động dễ dàng và giảm đòi hỏi sức người;
• Dễ dàng tích hợp quá trình nitrat/khử nitơ cũng như loại bỏ phospho;
• Các pha thay đổi luân phiên nhưng không làm mất khả năng khử BOD khoảng 90-92 %;
• Giảm chi phí xây dựng bể lắng, hệ thống đường ống dẫn truyền và bơm liên quan;
• Lắp đặt đơn giản và có thể dễ dàng mở rộng nâng cấp;
• Hệ thống SBR linh động có thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiều thành phần và tải trọng;
• 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, decanter thu nước, máy thổi khí;
• 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;
• Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả lắng cao;
• Giảm diện tích để xây dựng của hệ thống, phù hợp với những nhà máy có mặt bằng nhỏ;
• Xử lý được nước thải có nồng độ N và P cao;
• Nước thải sau khi qua bể SBR đảm bảo:
• BOD5 ≤ 10 mg/l
• SS ≤ 10 mg/l
• Tổng Nitơ = 5 – 8 mg/l
• Tổng photpho = 1 -2 mg/l

Nhược điểm của công nghệ xử lý theo mẻ 

• 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 ( do hoạt động theo mẻ);
• Đòi hỏi nhân viên phải có trình độ kỹ thuật cao;
• Khó khăn cho các hệ nước thải liên tục và công xuất lớn;
• Kiểm soát quá trình rất khó, đòi hỏi hệ thống quan trắc các chỉ tiêu tinh vi, hiện đại;
• Có khả năng nước đầu ra ở giai đoạn xả ra cuốn theo các bùn khó lắng, váng nổi;
• Phải chú ý đến thời gian thổi khí và thời gian thu nước;
• Do đặc điểm là ko rút bùn ra nên hệ thống thổi khí dễ bị nghẹt bùn;

Hiệu quả xử lý của bể SBR

SBR là một quá trình xử lý sinh học cực kỳ hiệu quả và cũng đã được chứng minh được sử dụng để phân hủy chất hữu cơ và có thể giảm Nito đáng kể so với xử lý nước thải ở trình độ cao của BOD, COD; giảm Nito trong chất rắn lơ lửng. Quá trình xử lý này là lý tưởng để xử lý khối lượng lớn.Công nghệ xử lý nước thải SBR có thể xử lý được 85 – 90 % thành phần chất ô nhiễm trong nước thải. BOD và COD được sử dụng để đo lường chất lượng nước, xác định cách thức vi sinh vật học sử dụng oxy trong cơ thể của nước trong khi COD đo lượng hợp chất hữu cơ trong nước. Điểm chính của quy trình SBR là hệ thống điều khiển. Hệ thống bao gồm một sự kết hợp về sensors, bộ đếm thời gian và bộ vi xử lý đem lại tính linh hoạt và chính xác trong hoạt động SBR. Bằng cách thay đổi thời gian pha đối với hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí/lên men của một mẻ đã cho hoặc chu kỳ, phản ứng sinh học đối với sự nitrat hóa, khử nitrat hóa và loại bỏ phốt-pho bằng sinh học đã được kiểm soát.

Các loại nước thải có thể áp dụng công nghệ SBR xử lý theo mẻ

• Nước thải chăn nuôi heo
• Nước thải sinh hoạt
• Nước thải bệnh viện
• Nước thải công nghiệp thực phẩm…

So sánh công nghệ SBR với Aeroten truyền thống

	SBR (Xử lý theo mẻ)	Xử lý bùn hoạt tính truyền thống
Nước thải đầu vào	Nạp định kì	Nạp liên tục
Xả thải	Xả thải đinh kì	Xả thải liên tục
Tải trọng chất hữu cơ	Chu kỳ	Liên tục
Sục khí	Xen kẽ	Liên tục
Khuấy trộn lỏng	Chỉ cho bể	Bể hiếu khí và bể lắng, tuần hoàn từ bể lắng
Lắng	Không có dòng chảy nước thải đàu vào	Dòng chảy nước thải đàu vào từ bể hiếu khí
Loại dòng chảy	Chốt dòng chảy	Khuấy trộn hoàn toàn, giải pháp chốt dòng chảy hoặc giải pháp khác
Cân bằng dòng chảy	Có	Không
Tính linh hoạt	Điều chỉnh thời gian của bể hiếu khí, bể thiêu khí và bể kị khí/ lên men vi khuẩn cũng như thời gian bùn lắng	Khả năng điều chỉnh thời gian của bể hiếu khí, bể thiêu khí và bể kị khí/ lên men vi khuẩn cũng như thời gian bùn lắng bị hạn chế
Đòi hỏi bể lắng	Không	Có
Đòi hỏi lượng bùn hồi lưu	Không	Có