Công nghệ SBR là gì? Quy trình xử lý nước thải bằng công nghệ SBR

Tùy thuộc vào từng loại nước thải, nồng độ và các chỉ số ô nhiễm khác nhau sẽ áp dụng các công nghệ xử lý tương ứng. Đối với nguồn nước thải có lưu lượng thấp và chỉ số ô nhiễm tương đối thấp, công nghệ SBR Việt Nam được xem là một giải pháp hiệu quả và tối ưu nhất. Vậy công nghệ xử lý nước thải SBR là gì? Hãy cùng Dịch vụ Môi Trường Polygreen tìm hiểu chi tiết về công nghệ này trong bài viết sau đây.

 

 

Tìm hiểu về công nghệ SBR

 

Công nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor) là một phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ sinh học theo từng mẻ nhỏ. Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt SBR được ứng dụng rộng rãi để phân huỷ các chất hữu cơ trong nước thải và giảm đáng kể lượng nitơ cũng như chất rắn lơ lửng trong nước thải. Mỗi hệ thống công nghệ SBR áp dụng thiết kế riêng để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của từng khu vực và nguồn nước thải.

 

 

Hệ thống xử lý nước thải SBR bao gồm các thành phần sau:

 

• Cụm bể Selector

 

• Cụm bể C-tech

 

• Cụm bể hỗ trợ: bể bùn, bể điều hòa, bể chứa nước sau xử lý

 

• Một số hệ thống phụ trợ khác như: hệ thống máy thổi khí, hệ thống bơm truyền và tuần hoàn, hệ thống khử trùng, hệ thống kiểm soát tổng thể.

 

Xem thêm: Công nghệ AAO trong xử lý nước thải

 

Quy trình xử lý nước thải bằng công nghệ SBR

 

Về cơ bản, quy trình công nghệ SBR xử lý nước thải sẽ bao gồm 3 giai đoạn hoạt động quan trọng sau:

 

Bể tiếp nhận

 

Trong bất kỳ một quy trình xử lý nước thải nào nào thì giai đoạn tiền xử lý là một bước quan trọng và cần thiết. Giai đoạn này giúp loại bỏ những cặn bẩn và rác thải lớn lơ lửng trong nước thải, làm cho quá trình xử lý sau đó trở nên dễ dàng hơn cũng như tránh sự tắc nghẽn của bơm.

 

Ở giai đoạn tiền xử lý, nước thải được đưa vào bể tiếp nhận, tại đây các song chắn sẽ giúp loại bỏ rác thải và các cặn bẩn lớn lơ lửng. Sau đó, nước thải được bơm với tốc độ kiểm soát sang bể điều hòa. Tại đây, dòng chảy của nước thải được ổn định lại trước khi được chuyển tiếp sang bể SBR để tiếp tục quá trình xử lý.

 

 

Bể C-tech

 

Sau khi nước thải được đưa vào cụm bể Selector, hệ thống sục khí sẽ tiến hành phân bố oxy đều khắp bể chứa giúp đẩy nhanh quá trình xử lý hiếu khí. Sau đó nước được bơm sang bể C-tech. Trong suốt quá trình xử lý nước thải trong bể C-tech, lượng oxy bơm vào được kiểm soát giúp cho quá trình oxy hóa, khử nitơ, nitrat hóa, lắng đọng, và xử lý bùn diễn ra một cách hiệu quả và triệt để hơn. Đồng thời đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường.

 

 

Bể C-tech hoạt động theo một chu trình tuần hoàn liên tục bao gồm 5 giai đoạn:

 

Pha làm đầy

 

Đây là nơi đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí và thiếu khí hình thành, sinh trưởng và phát triển nhờ vào quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Quá trình oxy hóa diễn ra tại đây giúp khử hoàn toàn hàm lượng BOD COD có trong nước thải. Thời gian lưu nước trong giai đoạn này thường kéo dài từ 1 - 3 giờ. Sau đó, tuỳ thuộc vào hàm lượng BOD mà quá trình SBR công nghệ mẻ hoạt động từng chu trình như làm đầy – tĩnh, làm đầy – sục khí, làm đầy – hòa trộn.

 

Pha phản ứng (có thổi khí)

 

Tại đây, các vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển trong điều kiện lý tưởng được cung cấp oxy liên tục từ máy thổi khí. Điều này giúp khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính, tạo ra môi trường tối ưu để xử lý nước thải. Trong giai đoạn này, xảy ra nhiều quá trình như nitrat hóa, nitrit hóa và oxy hóa đồng thời để kiểm soát hàm lượng các tạp chất như BOD, COD, N, P,... trong nước thải. Cụ thể, vi khuẩn Nitrosomonas đảm nhiệm vai trò oxy hóa nitrit, vi khuẩn Nitrobacter chuyển hóa NO2- thành NO3-.

 

Pha lắng

 

Pha lắng trong quy trình xử lý nước thải bằng công nghệ SBR được thực hiện trong trạng thái tĩnh. Trong giai đoạn này, hệ thống thổi khí và sục khí tạm ngưng hoạt động để tạo điều kiện cho quá trình lắng được thực hiện. Quá trình này giúp tách phần nước và phần cặn lắng thành 2 phần riêng biệt trong thời gian khoảng 2 giờ. Ngoài ra, một lượng lớn nito cũng được loại bỏ hoàn toàn nhằm bảo vệ môi trường và nguồn nước.

 

Pha hút nước

 

Trong giai đoạn này, hệ thống sử dụng bơm nước để chuyển nước thải đã qua quá trình xử lý ra khỏi bể xử lý và đưa vào bể thu gom. Ngoài ra, thời gian thực hiện giai đoạn hút nước thường rất ngắn chỉ diễn ra trong khoảng nửa giờ.

 

Pha dừng

 

Vì quá trình xử lý nước thải được thực hiện theo từng mẻ, nên sau khi hoàn thành một mẻ xử lý cần phải chờ trong khoảng thời gian nhất định trước khi bắt đầu mẻ xử lý tiếp theo.

 

Bể bùn và bể chứa nước sau xử lý

 

Sau khi quá trình xử lý hiếu khí kết thúc, bùn được thu gom lại và đưa vào bể bùn để lắng, trong khi nước được rút ra và chuyển vào bể chứa nước sau xử lý. Nước sau xử lý bằng công nghệ SBR ứng dụng tại Việt Nam thường phải đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nước cụ thể theo TCVN 14. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của nước đầu ra, nước sau xử lý có thể được xử lý thêm ở các giai đoạn sau hoặc được sử dụng cho các mục đích tái sử dụng, giúp tối ưu hóa tài nguyên nước và bảo vệ môi trường.

 

 

Ưu và nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải SBR

 

Công nghệ xử lý cửa bể SBR là một phương pháp phổ biến và hiệu quả để xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Giống như những công nghệ xử lý khác, công nghệ SBR cải tiến cho nước thải làng nghề cũng có ưu điểm và nhược điểm riêng.

 

Ưu điểm của công nghệ xử lý SBR

 

So với những công nghệ xử lý nước thải thông thường, công nghệ xử lý nước thải SBR bệnh viện, sinh hoạt có những ưu điểm vượt trội như:

 

• Quá trình phản ứng và lắng đọng diễn ra trong cùng một bể, giúp tránh hiện tượng hao hụt bùn hoạt tính và loại bỏ nhu cầu tuần hoàn bùn trở lại.

 

• Hệ thống có thiết kế đơn giản, không quá phức tạp so với các công nghệ khác nhưng vẫn đảm bảo độ bền và độ ứng dụng cao.

 

• Hệ thống được tự động hóa nên vận hành vô cùng dễ dàng, giúp giảm sự phụ thuộc vào lao động và giảm nguy cơ sai sót.

 

• Công nghệ SBR tích hợp quá trình oxy hóa nitrat, khử nitơ và photpho một cách hiệu quả nên rất phù hợp cho việc xử lý nước thải có chứa nhiều Nitơ và Phospho.

 

• Mặc dù các giai đoạn có thay đổi, hiệu quả xử lý của công nghệ SBR vẫn đạt hiệu suất xử lý BOD từ 90% - 92%, giúp loại bỏ các chất hữu cơ gây ô nhiễm.

 

• Giảm bớt chi phí xây dựng bể lắng, ống dẫn, máy bơm,... do được tích hợp quá trình.

 

• Quy trình lắp đặt đơn giản và hệ thống có thể dễ dàng nâng cấp khi có nhu cầu.

 

 

Nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải bằng bể SBR

 

Mặc dù có nhiều ưu điểm vượt bật nhưng công nghệ SBR vẫn còn tồn đọng một số nhược điểm sau:

 

• Quy trình công nghệ xử lý nước thải SBR khá phức tạp, đòi hỏi người vận hành phải có trình độ kỹ thuật cao để hiểu và quản lý các yếu tố trong quy trình một cách hiệu quả.

 

• Hệ thống sục khí thường được đặt dưới đáy bể nên rất dễ bị tắc nghẽn do bùn tích tụ và bám dính.

 

• Do tính phức tạp của việc thiết lập quá trình điều khiển tự động, khi thực hiện công nghệ SBR cần được theo dõi và kiểm tra thường xuyên để đảm bảo hoạt động đúng cách.

 

Xem thêm: Ưu - nhược điểm và vai trò của công nghệ MBBR trong xử lý nước thải

 

Các bước vận hành đối với bể SBR

 

Để vận hành với bể SBR chúng ta thực hiện theo các bước cơ bản sau đây:

 

• Làm đầy: Giai đoạn làm đầy nhằm đưa nước thải thô hoặc nước thải sau tiền xử lý vào bể. Quá trình này thường cho phép mức nước trong bể tăng dần từ 25% dung tích (ở cuối giai đoạn ngừng) lên đến 100%. Thời gian làm đầy thường kéo dài khoảng 25% tổng thời gian của một chu trình hoàn chỉnh.

 

• Phản ứng: Mục đích của giai đoạn này là hoàn thành quá trình oxy hóa sinh học các chất hữu cơ trong nước thải (quá trình này diễn ra tương tự như trong bể aerotank). Thời gian phản ứng thường chiếm khoảng 35% tổng thời gian của một chu trình hoàn chỉnh.

 

• Lắng: Giai đoạn lắng nhằm để lắng yên và tách các chất rắn ra khỏi nước thải, tạo ra một lớp nước ở trên cùng cần được xả đi và bùn hoạt tính lắng ở phía dưới. Tại giai đoạn này, do thiếu oxy nên có thể xảy ra quá trình khử nitơ bằng cách khử nitrat.

 

• Xả cặn lớp nước trong: Giai đoạn xả cặn (chắt nước) là để loại bỏ nước trong đã được xử lý ra khỏi bể bằng thiết bị chắt nước chuyên dụng (Decanter). Thời gian xả cặn thường diễn ra trong khoảng 5 - 30% tổng thời gian của một chu kỳ hoàn chỉnh (từ 15 phút - 2 giờ), với thời gian trung bình là 45 phút.

 

• Ngừng làm việc: Giai đoạn này không nhất thiết phải thực hiện trong mọi chu trình và có thể được sử dụng để chuẩn bị cho chu trình tiếp theo.

 

 

Lưu ý việc xả bùn là một giai đoạn quan trọng và không phụ thuộc vào 5 giai đoạn cơ bản trên đối với bể SBR, nhưng nó có ảnh hưởng đến năng suất của bể. Lượng và tần suất xả bùn được xác định bởi năng suất yêu cầu và được thực hiện trong giai đoạn lắng hoặc giai đoạn xả cặn. Ngoài ra, trong bể SBR, chúng ta không cần phải tuần hoàn bùn hoạt tính mà hai quá trình làm thoáng và lắng đều diễn ra trong cùng một bể.

 

Cách tính toán bể xử lý nước thải SBR

 

Để đảm bảo hiệu suất xử lý nước thải bằng công nghệ SBR hiệu quả, chúng ta cần thực hiện tính toán dựa vào các nội dung sau:

 

Xác định bCOD, nbCOD và nbSS

 

Hàm lượng bCOD được tính bằng: bCOD = 1,65 x BOD5 (mg/l)

 

Hàm lượng nbCOD được tính bằng: nbCOD = COD - nCOD (mg/l)

 

Hàm lượng nbSS được tính theo công thức: nbSS = (TSS x MLVSS)/MLSS(1 - 0,68) (mg/l)

 

Trong đó: 

 

• TSS: Tổng hàm lượng chất lơ lửng đầu vào, trong đó có 68% chất lơ lửng có thể phân hủy sinh học và được tính theo đơn vị mg/l.

 

• MLVSS: Hàm lượng cặn lơ lửng bay hơi, tính theo mg/l.

 

• MLSS: Hàm lượng chất rắn lơ lửng, tính theo mg/l.

 

 

Xác định chu kỳ vận hành bể SBR

 

Thời gian làm đầy bể được xác định theo công thức: tlđ = tpư + tl + tcn (h)

 

Trong đó:

 

• tlđ: Thời gian làm đầy, tính bằng h.

 

• tpư: Thời gian phản ứng, tính bằng h.

 

• tl: Thời gian lắng, tính bằng h.

 

• tcn: Thời gian chắt nước, tính bằng h.

 

Tổng thời gian hoạt động của một chu kỳ được tính theo công thức: Tck = tlđ + tpư + tl + tcn (h)

 

Số chu kỳ hoạt động trong ngày đêm (24h) được tính bằng: n1 = 24/Tck (chu kỳ)

 

Lượng nước làm đầy cho một chu kỳ: Vlđ = Q/n2 (m3)

 

Trong đó:

 

• Q: Lưu lượng nước thải, tính theo đơn vị m3/ngđ.

 

• n2: Số chu kỳ của 2 bể SBR (n2 = n1 x 2), tính theo đơn vị chu kỳ.

 

Xác định kích thước của bể SBR

 

Để xác định kích thước của bể SBR, bạn cần thực hiện các nội dung tính toán sau:

 

• Tính thể tích của bể SBR (VT).

 

• Chiều cao xây dựng của bể (Hxd).

 

• Diện tích mặt bằng của bể (F).

 

Có thể thấy, công nghệ SBR khá phổ biến tại Việt Nam nên nếu doanh nghiệp của bạn đang gặp các vấn đề xử lý nước thải nhưng nguồn kinh phí có hạn thì công nghệ xử lý nước thải SBR có thể là một lựa chọn tối ưu. Nếu bạn cần thêm thông tin hoặc hỗ trợ tư vấn về xử lý nước thải, thiết kế hệ thống xử lý nước thải hoặc các vấn đề liên quan đến môi trường, hãy liên hệ với Polygreen để tư vấn miễn phí và đưa ra những giải pháp tối ưu nhất.