Công nghệ xử lý SBR là một trong những công nghệ xử lý nước thải sinh học có ưu điểm chi phí đầu tư, vận hành thấp, hiệu quả xử lý tối ưu. Chính vì thế, hiện nay có rất nhiều đơn vị đã và đang ứng dụng công nghệ này vào hệ thống xử lý nước thải tại các khu công nghiệp, dân cư… Để hiểu rõ hơn, bài viết hôm nay chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết, cùng tham khảo nhé!
Giới thiệu về công nghệ xử lý nước thải SBR
Công nghệ xử lý nước thải SBR viết đầy đủ là Sequencing batch reactor là công nghệ xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nito theo từng mẻ nhỏ. Hiểu đơn giản là công nghệ này sẽ được sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ và làm giảm lượng nitơ, chất rắn lơ lửng có trong nước thải.
Cấu tạo của công nghệ xử lý SBR
Về cấu tạo, công nghệ xử lý SBR được thiết kế gồm các bể chứa như sau:
- Bể tiếp nhận
Thông thường, công nghệ SBR thích hợp để xử lý nước thải khu du lịch, khu nghỉ dưỡng, dân cư… Nước thải từ nhiều nguồn khác nhau sẽ được thu gom về bể chứa. Tại đây sẽ có các song chắn rác hoặc lưới chắn rác để loại bỏ các chất thải có kích cỡ lớn ra khỏi nguồn nước thải và đưa vào bể tiếp nhận.
- Bể C – tech
Là loại bể giúp hình thành hệ vi sinh vật hiếu khí tồn tại trong điều kiện được cung cấp oxy liên tục nhờ sục khí. Với ưu điểm giúp quá trình nitrat hóa, oxy hóa, khử nitơ diễn ra đồng bộ. Cụ thể, bể C – tech sẽ thực hiện 5 giai đoạn tuần hoàn liên tục.
Quá trình hoạt động của hệ thống xử lý nước thải SBR
Về quá trình hoạt động của hệ thống xử lý nước thải có thể diễn giải đơn giản gồm 2 cụm bể: bể Selector và bể C – tech. Đầu tiên, nước thải sẽ được dẫn vào bể Selector có sục khí liên tục để loại bỏ các rác thải, cặn bẩn có kích cỡ lớn và tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Sau đó được đưa qua bể C – tech và vận hành theo 1 chu trình tuần hoàn gồm 5 pha: làm đầy, sục khí, lắng, rút nước, nghỉ. Cụ thể:
- Làm đầy: Địa điểm hình thành hệ vi sinh vật hiếu khí, thiếu khí, chúng sinh trưởng và phát triển nhờ dinh dưỡng từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Thời gian lưu nước 1 – 3 giờ, hiệu quả khử hoàn toàn hàm lượng BOD, COD. Tuy nhiên tùy thuộc vào hàm lượng sẽ diễn ra theo từng chu trình: làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn, làm đầy – sục khí.
- Pha phản ứng: Nơi vi sinh vật phát triển nhờ máy thổi khí giúp khuấy trộn bùn hoạt tính và nước thải. Tại đây sẽ xảy ra quá trình nitrat hóa, nitrit hóa, oxy hóa. Mục đích giúp kiểm soát hàm lượng BOD, COD, N, P…
- Lắng: Qúa trình được thực hiện trong trạng thái tĩnh giúp cặn lắng, phân cặn và nước ra thành 2 phần riêng biệt. Đồng thời cũng giúp loại bỏ lượng nitơ Thời gian thực hiện trung bình khoảng 2 giờ.
- Rút nước: Lượng nước thải sau khi phân cặn sẽ được bơm vào bể thu gom, thời gian rút khoảng 0.5 giờ.
- Ngưng: Thời gian chờ để bơm mẻ tiếp theo vào bể.
Nước thải sau khi kết thúc thời gian chờ sẽ được rút ra và bơm vào bể chứa nước sau xử lý. Phần bùn thải được gom và đưa sang bể bùn.
Ưu nhược điểm của công nghệ xử lý SBR là gì?
Ưu điểm
- Thiết kế đơn giản, không quá nhiều bể chứa nhưng có độ bền cao.
- Hiệu quả xử lý nước thải cao, loại bỏ triệt để các chất hữu cơ, chất gây ô nhiễm, chất rắn lơ lửng.
- Nước thải sau xử lý khử được lượng lớn Nito và Photpho.
- Công nghệ hoạt động ổn định, tính linh hoạt cao, phù hợp với hầu hết các hệ thống có công suất khác nhau.
- Chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành thấp hơn các công nghệ khá vì không cần sử dụng bể lắng riêng biệt.
- Dễ dàng kiểm soát được quá trình vận hành cũng như kiểm soát được các sự cố.
- Phù hợp với hệ thống nước thải không quá lớn, diện tích sử dụng nhỏ và kinh phí có hạn.
Nhược điểm
- Hệ thống sục khí cho vi sinh vật hiếu khí được lắp chìm dưới đáy bể nên dễ bị tắc nghẽn do bùn thải.
- Lập trình hệ thống điều khiển tự động khá phức tạp.
- Khi hoạt động yêu cầu người vận hành phải có trình độ kỹ thuật.
Quá trình loại bỏ khí nitơ có trong bể SBR
Trong bể SBR quá trình loại bỏ khí nito sẽ trải qua 2 giai đoạn: oxy hóa hợp chất Nitơ (Nitrat hóa) và khử hóa trị dương về hóa trị 0 (khử Nitrat). Cụ thể:
- Quá trình Nitrat hóa
Được diễn ra trong pha sục khí của bể SBR với 2 phản ứng liên tiếp:
2NH4+ + 3O2 2NO2 + 2H2O + 1H+ + Tế bào mới
2NO2- + O2 2NO3- + Tế bào mới
Hai phản ứng này sẽ được thực hiện nhờ 2 chủng vi sinh vật là Nitrosomanas và vi sinh Nitrobacter. Một số thành phần ảnh hưởng đến quá trình Nitrat hóa có thể kể đến như nồng độ chất nền, nhiệt độ, oxi, pH, độc chất
- Quá trình khử Nitrat
Quá trình này sẽ diễn ra với phương trình tổng thể là:
- NO3- => NO2- => NO (khí) => NO2 (khí) => N2 (khí)
Lưu ý: Sẽ có 4 bậc liên tiếp và làm giảm hóa trị của nito lần lượt từ +5 về +3 +2 +1 và cần chú ý đến tác động của oxy, pH, nhiệt độ, hàm lượng chất hữu cơ dễ tan…
Tổng kết
Bài viết trên đây chúng tôi đã giới thiệu những thông tin cơ bản về công nghệ xử lý nước thải SBR. Nhìn chung, mỗi công nghệ đều có những ưu, nhược điểm riêng quan trọng là khi lựa chọn cần lưu ý về diện tích và lưu lượng nước thải để lựa chọn sao cho phù hợp, đảm bảo giải quyết được tình trạng ô nhiễm, loại bỏ được các thành phần nguy hại có trong nước thải.
