Công Nghệ SBR – Các Quá Trình Sinh Học Trong Bể SBR

Tìm hiểu các quá trình sinh học trong bể sbr, nguyên lý hoạt động, Ưu điểm và nhược điểm công nghệ sbr.

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 Aerotank.

Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả xảy ra trong cùng một bể.

Nguyên lý hoạt động của bể SBR

Bể SBR có thể được thiết kế như những module chạy song song. Mỗi chu kỳ hoạt động của bể SBR bao gồm năm giai đoạn (pha) riêng biệt, được gọi là: làm đầy (Fill); phản ứng, thổi khí (React);  lắng (Settle);  rút nước (Draw) và giai đoạn chờ (Idle).

Ưu điểm và nhược điểm của bể SBR

Ưu điểm

– Đặc điểm nổi trội ở bể SBR không cần tuần hoàn bùn hoạt tính. Hai quá trình phản ứng  và 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

– 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;

– Nếu các công trình phía sau chịu sốc tải thấp thì phải có bể điều hòa phụ trợ.

Các quá trình sinh học trong bể SBR.

Các quá trình sinh học trong bể sbr : thổi khí (React) bao gồm:  quá trình nitrat hóa, khử nitrat và oxy hóa các hợp chất hữu cơ. Loại bỏ COD/BOD trong nước và xử lý các hợp chất Nitơ.

• Quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn tự dương và dị dưỡng, khi điều kiện cấp khí và chất nền được đảm bảo trong bể sẽ diễn ra các quá trình sau:
• Oxy hóa các chất hữu cơ:  C_xH_yO_z  +  (x+y/4 – z/2) O₂  →  x CO₂  +  y/2 H₂O

• Tổng hợp sinh khối tế bào: n(C_xH_yO_z) + nNH₃+ n(x+y/4 –z/2-5)O₂→(C₅H₇NO₂)n + n(x-5)CO₂ + n(y-4)/2 H₂O

• Tự oxy hóa vật liệu tế bào (phân hủy nội bào): (C₅H₇NO₂)n + 5nO₂ → 5n CO₂ + 2n H₂O + nNH₃

• Quá trình nitrat hóa xảy ra trong giai đoạn sục khí hay pha phản ứng: sự oxy hóa amoni (NH₄) được tiến hành bởi các loài vi khuẩn Nitrosomonas quá trình này chuyển đổi amoniac thành nitrit (NO^–₂). Các loại vi khuẩn khác như Nitrbacter có nhiệm vụ oxy hóa nitrit thành nitrat (NO^–₃).

2NH₃  +  3O₂  →  2NO₂+  2H⁺  +  2H₂O ( vi khuẩn nitrosomonas)
( 2NH⁺₄  +  3O₂  →  2NO^–₂  +  4H⁺  +  2H₂O)
2NO^–₂+ O₂ → 2NO^–₃ ( vi khuẩn nitrobacter)

Tổng phản ứng oxy hóa amoni: NH⁺₄ + 2O₂ → NO₃ + 2H⁺ + 2H₂O

Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình nitrate hóa:

Các yếu tố môi trường ảnh hưởng tới quá trình Nitrat hóa bao gồm các yếu tố chính sau:

+ Nồng độ chất nền: Vi sinh vật oxy hóa hợp chất hữu cơ để tạo sinh khối tế bào cần phải có chất dinh dưỡng là hợp chất nito để phát triển, khi nồng độ chất nến cao thì sẽ tiêu tốn nhiều chất dinh dưỡng. Điều này làm tăng hiệu quả xử lý.

+ Nhiệt độ: Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của vi sinh tự dưỡng: tăng khi nhiệt độ tăng.

+ Oxy

+ pH (độ kiềm): pH tối ưu cho quá trình nằm trong một khoảng khá rộng xung  quanh  pH  =  8  (7,6 – 8,6), pH < 6,2 hoặc pH > 10 ức chế hầu như hoàn toàn quá trình hoạt động của vi sinh vật.

+ Thời gian lưu bùn (SRT)

+ Độc chất

Phương trình tổng quát chu trình N ở bể SBR:

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

• Phản ứng khử Nitrat với chất hữu cơ là methanol

6 NO₃–  +  5 CH₃OH  →  3 N₂  +  5CO₂  +  7 H₂O  +  6 OH^–

• Khí CO₂ kết hợp với OH- thành HCO₃^– tạo thành độ kiềm trả lại cho môi trường sau khi cần độ kiềm trong quá trình Nitrat hóa.
• Sử dụng chất hữu cơ từ nguồn nước thải (C₁₈H₁₉O₉N) thì phản ứng xảy ra như sau:

C₁₈H₁₉O₉N +  NO₃^– + H⁺ →  N₂ + CO₂  + HCO₃^–  + NH₄⁺  + H₂O

Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khử nitrate:

• Ảnh hưởng của oxy: Nồng độ oxy ảnh hưởng là nồng độ oxy ở bên trong tập hợp keo tụ hoặc ở trong màng vi sinh chứ không phải là oxy trong hỗn hợp chất lỏng.
• Ảnh hưởng của pH.

– Giống các quá trình sinh học trong bể sbr khác, khoảng pH tối ưu cho quá trình khử Nitrat nằm trong khoảng từ 7 – 9. Ngoài vùng pH tối ưu này pH tốc độ giảm mạnh.

– Tại pH » 10 và pH » 6 tốc độ khử Nitrat chỉ còn lại vài phần trăm so với vùng tối ưu. Vi sinh khử Nitrat có khả năng thích nghi với môi trường pH thấp với nhịp độ chậm.

– Trong vùng pH thấp có khả năng suất hiện các khí có độc tính cao đối với vi sinh từ quá trình khử Nitrat như N2O, NO. Chúng có khả năng đầu độc vi sinh vật với nồng độ thấp.

• Ảnh hưởng của nhiệt độ: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình khử Nitrat cũng tương tự như đối với quá trình xử lý hiếu khí của vi sinh vật tự dưỡng. Tốc độ tăng gấp đôi khi tăng 100C trong khoảng nhiệt độ 10 – 250C. Quá trình Nitrat cũng diễn ra trong khoảng nhiệt độ 50 – 600C, tốc độ khử Nitrat có thể cao hơn 50% so với tại 350C.
• Ảnh hưởng của chất hữu cơ:  Bản chất của chất hữu cơ cũng ảnh hưởng tới tốc độ khử Nitrat: các chất hữu cơ tan, dễ sinh hủy tạo điều kiện tốt thúc đẩy quá trình khử Nitrat.
• Ảnh hưởng của các yếu tố kìm hãm: Nitrit là yếu tốc kìm hãm tốc độ khử Nitrat tại pH = 7 nồng độ N – NO2-> 14 mg/l bắt đầu ức chế quá trình vận chuyển chất của vi sinh vật và làm dừng quá trình khi nồng độ đạt 350 mg/l.

Liên hệ với chúng tôi

Để hiểu hơn về công nghệ nêu trên. Và được tư vấn cụ thể chi tiết về công nghệ. Cũng như để được tư vấn về  lưu ý khi vận hành hệ thống xử lý nước thải vui lòng liên hệ ngay với chúng tôi.

Công Ty TNHH Việt Thủy Sinh chuyên xử lý nước thải y tế, xử lý nước thải sinh hoạt, xử lý nước thải công nghiệp với chi phí tối ưu, hiệu quả, đơn giản trong vận hành

• Công ty TNHH Việt Thủy Sinh Chuyên xử lý nước thải, Xử Lý Nước Cấp, Xử Lý Khí Thải Uy tín – Chuyên nghiệp – Hiệu quả –  Nhanh chóng CONG NGHE SBR – CAC QUY TRINH SINH HOC TRONG BE SBR Hotlline: 0932.422.890  Website: https://thietbimoitruonghcm.com/ Chúng tôi chuyên về tư vấn, cung cấp thi công lắp đặt và xây dựng hệ thống xử lý nước thải