Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bể SBR trong xử lý nước thải

Bể SBR là một trong những công nghệ xử lý nước thải hiệu quả cao. Bể SBR trong xử lý nước thải mang đến nhiều khía cạnh tốt về mặt kinh tế bằng phương pháp sinh học. Hãy cùng Awatech tìm hiểu chi tiết về bể SBR từ bài viết sau đây.


Bể SBR là gì?

Bể SBR (Sequencing Batch Reactor) là công nghệ xử lý nước thải sinh học theo mẻ. Điều này có nghĩa là nước thải sẽ được đưa vào bể liên tục theo mẻ và được xử lý, sau đó rút ra ngoài bể chứa. Quy trình này sẽ được lặp đi lặp lại tại để mang đến hiệu quả tốt nhất.

Đồng thời, quy trình cũng sẽ phù hợp với giai đoạn sinh trưởng của vi sinh vật, nhằm duy trì khả năng phát triển của bùn. SBR là phương pháp được áp dụng phổ biến trong xử lý nước thải sinh hoạt.


Tham khảo: 10 loại bể xử lý nước thải công nghiệp thường dùng


Cấu tạo của bể SBR

Bể tiếp nhận

Điểm chung của nước thải tại nhiều nguồn đó là chứa nhiều rác thải. Nếu không xử lý hoàn toàn, rác thải có kích thước lớn sẽ làm cho máy móc, thiết bị, đường ống dẫn nước bị trục trặc. Từ đó, ảnh hưởng các giai đoạn xử lý nước thải.


Để hạn chế tình trạng trên, các đơn vị sẽ lắp đặt song chắn rác hoặc lưới chắn rác để lược bỏ lượng rác có kích thước lớn trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận. Bể SBR còn thích hợp xử lý nước thải ở các khu du lịch, nghỉ dưỡng,…


Bể C-tech

Vai trò của bể C-tech là giúp hình thành hệ sinh vật hiếu khí tồn tại trong điều kiện được cung cấp oxy liên tục từ quá trình sục khí. Nhờ sự có mặt của vi sinh vật mà các quá trình nitrat hóa, oxy hóa và khử nitơ diễn ra đồng bộ.


Ưu và nhược điểm của bể SBR

Bể SBR trong xử lý nước thải có những ưu và nhược điểm như sau:


Ưu điểm

  • Bể có cách dùng đơn giản, không cần sử dụng và xây dựng bể lắng 1 cấp hoặc nhiều cấp, bể điều hòa hoặc Aerotank
  • Không tốn nhiều diện tích, tiết kiệm được chi phí xây dựng hệ thống
  • Khử triệt để các chất ô nhiễm cao, khử hoàn toàn nitơ và photpho
  • Tính tự động hóa dễ kiểm soát và khắc phục sự cố
  • Tiết kiệm điện năng sử dụng
  • Chế độ hoạt động thay đổi, tính lưu lượng nước đầu vào
  • Khả năng xử lý BOD và COD đạt hiệu quả từ 90% đến 92%.


Nhược điểm

  • Kiểm soát quá trình khó, bởi chúng đòi hỏi hệ thống quan trắc các chỉ tiêu hiện đại và tinh vi
  • Không rút bùn ra là đặc điểm nổi bật tại bể SBR. Do đó, hệ thống thổi khí dễ bị nghẹt bùn.
  • Bảo trì bảo dưỡng gặp nhiều khó khăn do có nhiều phương tiện điều khiển hiện đại.


Xem thêm: Bể composite xử lý nước thải và ứng dụng của chúng


Nguyên lý hoạt động của bể SBR xử lý nước thải

Bể SBR trong xử lý nước thải hoạt động theo chu kỳ khép kín, liên tục với 5 pha. Trong đó, có bốn pha chính là pha làm đầy, pha sục khí, pha lắng và pha rút nước.


Pha làm đầy

Ở pha làm đầy, nước thải sẽ được bơm trực tiếp vào bể và xử lý từ 1 đến 3 tiếng. Lúc này, bể SBR diễn ra các hoạt động phản ứng theo mẻ nối tiếp nhau như làm đầy- tĩnh, làm đầy- hòa trộn và làm đầy sục- khí. Những quá trình này phụ thuộc vào hàm lượng BOD đầu vào.


Khi nước thải được bổ sung thêm và kèm theo một lượng lớn thức ăn cho vi sinh làm thúc đẩy quá trình phản ứng sinh hóa ở vi sinh.


Pha sục khí

Sục khí cung cấp oxy trong nước và khuấy đều hỗn hợp chất bên trong bể. Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh hóa giữa bùn hoạt tính và nước thải. Thời gian diễn ra trung bình khoảng 2 giờ.


Quá trình sục khí chính là quá trình Nitrat hóa chuyển từ dạng N-NH3 thành N-NO2. Sau đó, nhanh chóng chuyển thành N-NO3.


Pha lắng

Tại pha lắng, các chất hữu cơ sẽ lắng dần trong nước, diễn ra trong môi trường tĩnh. Thời gian lắng và cô đặc bùn trong bể bùn hoạt tính thường chưa đến 2 tiếng.


Pha rút nước

Lượng nước nổi sau một khoảng thời gian lắng sẽ được đưa ra khỏi bể. Lượng nước này không chứa bất kỳ lượng bùn hoạt tính nào.


Xem thêm: Module xử lý nước thải công nghệ đạt chuẩn và hiện đại


Chi tiết về quá trình loại bỏ nitơ trong bể SBR

Giai đoạn đầu

Giai đoạn đầu oxy hóa hợp chất nitơ hay còn gọi là quá trình nitrat hóa. Giai đoạn sẽ diễn ra bể SBR trong pha sục khí được mô tả như sau:

  • NH4+3O2+2NO2-+2H2O+H++tế bào mới
  • 2NO3+O2+2NO3-+tế bào mới

Từ tổng hai phương thức, ta có được:

  • NH4+2O2NO3+2H+H2O

Hai phản ứng đầu tiên được thực hiện nhờ hai chủng vi sinh Nitrosomonas và Nitrobacter. Hai chủng vi sinh mô tả lượng của amoni và oxy do vi sinh vật thực hiện để duy trì sự tồn tại và phát triển của vi sinh vật.


Ở phương trình tổng thể, ta có thể thấy nếu như oxy 1 mol NH4+ cần 1 mol oxi tương đương trong hợp chất amoni NH4+-N.


Giai đoạn hai

Ở giai đoạn sau, có 4 cấp bậc và hóa trị của nitơ sẽ giảm dần từ 5+ về 3+, 2+ và 1+.

Phương trình tổng như sau:

  • NO3- →NO2→NO→N2O→N2

Theo phản ứng Nitrat với các hợp chất hữu cơ như Methanol, sẽ có phương trình:

  • 6NO3+5CH3OH → 3N2+5CO2+7H2O+6OH

Khi ta sử dụng hợp chất hữu cơ từ nguồn nước thải, có phương trình:

  • C18H19O9N + NO3- + H + → N2 + CO2 + HCO3- + NH4 + H20


Xem thêm: Cấu tạo và vai trò của bể lắng đứng trong xử lý nước thải


Tính toán, thiết kế bể SBR trong xử lý nước thải

Lựa chọn các thông số của bể SBR

Công việc đầu tiên của tính toán, thiết kế bể SBR trong xử lý nước thải là phân tích dữ liệu của nước thải đầu vào và xác định được yêu cầu của dòng ra.

  • Chọn số bể SBR: đảm bảo hệ thống xử lý nước thải hoạt động liên tục, thông thường chọn 2 hoặc 3 bể. 2 hoặc 3 bể này sẽ luân phiên hoạt động trong 5 chu kỳ của quá trình SBR.
  • Chọn thời gian thích hợp cho mỗi chu kỳ như làm đầy, sục khí,lắng, rút nước và pha nghỉ. Cùng với đó, xác định tổng thời gian chu kỳ và số chu kỳ trong một ngày.
  • Chọn chỉ số nồng độ MLSS và xác định tỉ số thể tích làm đầy, tổng thể tích của bể.


Xác định thể tích bể, độ sâu rút nước và độ sâu của bể

Lựa chọn độ sâu là 3m

Phương trình cân bằng chất rắn

Khối lượng của chất rắn khi đầy bể = Khối lượng chất rắn lắng
Vt X= VsVs


Xác định đúng thời gian lưu bùn trong bể SBR

  • Chỉ số SRT là thông số không chỉ ảnh hưởng đến quá trình vận hành, còn thể tích bể, sản lượng bùn và nhu cầu oxy cung cấp.
  • Ở trong thiết kế, lựa chọn SRT là 14.36 ngày, nằm khoảng giá trị cơ bản của bể SBR đủ để loại bỏ BOD và nitơ.


Xem thêm: Biện pháp thi công bể xử lý nước thải siêu tiết kiệm


Xác định lượng nitơ Kenjant dòng vào

  • Thời gian lưu bùn thiết kế lâu, bể SBR nitrat hóa một lượng TKN trong dòng vào. SRT phải được xác định nếu thời gian phản ứng đủ để đạt N-NH4 dòng ra khoảng 0.5g/m3.
  • Khi NOx xác định và biết được nồng độ N-NH4 thì việc xác định tổng lượng nitơ oxy hóa trong bể là điều cần thiết
  • Sau xác định, phương trình để bể phản ứng cần được kiểm tra lại.


Điều chỉnh thiết kế phù hợp

  • Xác định tốc độ gạn nước bằng thể tích bể đầy chia thời gian gạn nước
  • Xác định nồng độ oxy và tốc độ chuyển hóa trung bình cho hệ thống thổi khí
  • Tính được tốc độ chuyển hóa oxy thì xác định được tốc độ thổi khí
  • Xác định lượng bùn dư theo tỉ số F/M và tải trọng thể tích BOD.


Liên hệ dịch vụ xử lý nước thải chuyên nghiệp, uy tín nhất

Công ty TNHH Môi Trường Awatech là một trong những đơn vị dịch vụ xử lý nước thải uy tín. Công ty với đội ngũ chuyên gia có tay nghề cao vận hành nhiều hệ thống xử lý nước thải. Phương pháp và công nghệ tân tiến, mang đến nhiều ưu điểm vượt trội. Từ đó, đáp ứng nhu cầu triệt để và độ tin cậy khi sử dụng dịch vụ tại công ty chúng tôi.


Hy vọng từ bài viết của chúng, quý độc giả đã có được những kiến thức hữu ích về bể SBR trong xử lý nước thải. Từ đó, dễ dàng nắm bắt cấu tạo, nguyên lý hoạt động và thiết kế SBR đạt hiệu quả nhất trong xử lý nước thải.

Đánh giá bài viết
5/5
Bùi Thành Thật
Bùi Thành Thật

CEO – Quản lý dự án Bùi Thành Thật đã có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tư vấn và xây dựng các hệ thống xử lý nước thải, khí thải, nước cất và rác thải với khát khao phát triển công ty trở thành đơn vị hàng đầu về xử lý môi trường tại thị trường Việt Nam. Sự phát triển của Awatech trong những năm qua là một cột mốc lớn đánh dấu những nỗ lực của anh trong thời gian qua.

Công Ty TNHH Môi Trường AWATECH​

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *