Bể SBR là gì? Nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm

Khi nhắc tới công nghệ xử lý nước thải tốt nhất hiện nay chúng ta sẽ không thể bỏ qua cái tên SBR. Tuy nhiên còn rất nhiều người cảm thấy lạ lẫm với loại bể này. Cùng Hưng Thịnh tìm hiểu bể SBR là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó ra sao qua những thông tin chia sẻ dưới đây.

Bể SBR là gì?

Bể SBR đã được xuất hiện thường xuyên trong những công nghệ xử lý nước thải và hóa chất. Đây là một trong những công nghệ xử lý nước thải tiên tiến tại các nước đang phát triển, tuy nhiên tại Việt Nam thì nó còn khá mới mẻ. Chúng ta có thể hiểu bể SBR chính là công nghệ xử lý nước thải chứa than hoạt tính nó được viết tắt bởi từ Sequencing Batch Reactor.

bể SBR

Hoạt động: Đây chính là phản ứng theo mẻ sử dụng bùn hoạt tính, đặc điểm của loại bể này đó là trong cùng một bể chứa có thể diễn ra quá trình song song bao gồm sục khí và lắng.

Ứng dụng: Bể SBR được dùng nhiều để xử lý nước thải và hóa chất tại khu nhà máy công nghiệp, nước thải sinh hoạt. Hầu hết đều là những nơi có lưu lượng nước thải thấp và thường có những biến đổi.

Theo các nhà khoa học tính đến nay bể SBR chính là loại bể hoạt động mang lại hiệu quả cao trong lĩnh vực xử lý thành công nước thải trước khi xả ra môi trường.

Xem thêm bài viết 6 phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Cấu tạo của bể SBR

Bạn cần phải có tính toán rất khoa học và am hiểu về nguyên lý hoạt động mới có thể thiết kế bể SBR. Bể SBR được tạo thành bởi hai loại đó là bể Selector với bể C-tech. Nguyên tắc vận hành của bể đó chính là nguồn nước thải sẽ được xử lý sơ bộ tại bể Selector trước, sau đó sẽ đưa nguồn nước này đến bể C-tech để xử lý tiếp.

Nguyên lý vận hành hoạt động của bể SBR trong xử lý nước thải

Bể SBR hoạt động theo chu kỳ khép kín gồm 4 pha chính là làm đầy, sục khí, lắng, rút nước và 1 pha phụ là pha nghỉ. Cụ thể:

Pha làm đầy

Đầu tiên nước thải sẽ được bơm trực tiếp vào bể và sẽ có thời gian xử lý từ 1 – 3 tiếng đồng hồ. Lúc này trong bể SBR sẽ diễn ra hoạt động phản ứng liên tiếp nhau: Làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn và làm đầy sục – khí. Hàm lượng BOD đầu vào sẽ quyết định tới các quá trình này.

Pha làm đầy sẽ bổ sung nước thải vào bể đồng thời mang theo lượng thức ăn cho vi khuẩn nên có thể tạo ra được phản ứng sinh hóa.

Pha sục khí

Pha sục khí có tác dụng cung cấp oxi vào nước, khuấy đều hỗn hợp nước thải trong bể. Pha này sẽ tạo ra phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính. Trung bình pha sục khí sẽ kéo dài khoảng 2 tiếng.

Pha lắng

Tới pha này các chất sẽ lắng dần trong nước và quá trình sẽ được diễn ra trong môi trường tĩnh. Thời gian để lắng và bùn cô đặc sẽ diễn ra nhỏ hơn 2 tiếng.

Pha rút nước

Lượng nước nổi lên sau thời gian lắng sẽ được thoát khỏi bể SBR. Chú ý đây chỉ là lượng nước chứ không đi kèm với bất kì lượng bùn hoạt tính nào.

Quá trình loại bỏ Ni tơ trong bể bùn hoạt tính SBR

Đầu tiên oxi hóa hợp chất Ni tơ. Tiếp theo đó sẽ khử hóa trị dương về hóa trị 0 hay còn được gọi là quá trình khử Nitrate.

Sơ đồ quá trình loại bỏ Ni tơ có trong bể SBR

Sơ đồ quá trình loại bỏ Ni tơ có trong bể SBR

Quá trình Nitrate hóa

2 NH4+  +  3 O2  2 NO2- +  2 H2O + 1 H+ + Tế bào mới

2 NO2- + O2    2 NO3- + Tế bào mới

2 phản ứng này được thực hiện nhờ vào chủng vi sinh vật Nitrosomonas và Nitrobacter để mô tả tỷ lượng của amoni và oxi do vi sinh vật thực hiện

Tổng hợp 2 phản ứng trên ta có phương trình tổng thể:

NH4+ + 2 O2   NO3-  + 2 H+  + H2O

Từ phương trình phản ứng tổng thể, ta thấy rằng để oxy hóa 1 mol NH4+ thì cũng cần tương đương 1 mol oxi trong hợp chất amoni (NH4+-N).

Nếu lấy hiệu suất sinh khối của cả hai loại vi sinh trên là 0,17 g/g N-NO3- tạo thành thì phản ứng tổng thể của quá trình oxy hóa amoni thành nitrat sẽ là :

1,02 NH4+  +  1,89 O2  +  2,02 HCO3-  →  0,021 C5H7O2N   +1,06 H2O + 1,92 H2CO3 + 1,00 NO3- (1-4)

Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình Nitrate hóa

Nồng độ chất nền: Khi nồng độ chất nền trong bể càng cao thì quá trình Nitrate hóa sẽ càng hiệu quả bởi vi sinh vật oxi hóa hợp chất hữu cơ để tạo sinh khối tế bào cần phái có hợp chất Nito phát triển.

Nhiệt độ: Tốc độ xử lý của bể SBR càng tốt khi nhiệt độ càng tăng

Oxy: Để oxy hóa 1 mol NH4+ cần 1 mol oxy, 4.57 g oxi/g Nitơ trong hợp chất Amoni (N – NH4+).

pH (độ kiềm): pH  =  8  (7,6-8,6). Nếu độ pH < 6,2 hoặc pH > 10 thì sẽ gây ức chế hầu đại đa số các hoạt động của vi sinh vật trong bể.

Thời gian lưu bùn (SRT)

Độc chất

Quá trình khử Nitrat+

Quá trình này sẽ diễn ra theo 4 bậc liên tiếp làm giảm hóa trị của nguyên tố Ni tơ lần lượt từ +5 về +3, +2, +1.

 Phương trình tổng quát:

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-

Khi sử dụng chất hữu cơ từ nguồn nước thải (C18H19O9N) thì ta sẽ có phương trình phản ứng:

C18H19O9N + NO3- + H+→ N2  +  CO2 +  HCO3- +  NH4+ + H2O

Ưu nhược điểm của bể SBR

Ưu điểm

  • Tiết kiệm thời gian cũng như chi phí xây dựng vì không cần bể lắng 1, bể lắng 2, bể điều hòa.
  • Tiết kiệm tối đa năng lượng
  • Khả năng xử lý nước thải tốt, kể cả những chất hữu cơ có nồng độ ô nhiễm cao
  • Dễ dàng kiểm soát, xử lý các sự cố
  • Linh hoạt trong quá trình hoạt động
  • Có thể áp dụng trong mọi hệ thống và công suất

bể SBR

Nhược điểm

  • Yêu cầu phải có hệ thống quan trắc các chỉ tiêu tinh vi, hiện đại
  • Việc bảo trì, bảo dưỡng khó khăn
  • Đòi hỏi người vận hành có trình độ cao
  • Hệ thống dễ bị tắc nghẽn do bùn
  • Trong trường hợp các công trình phía sau chịu sốc tải thấp thì việc thiết kế bể Sbr cần phải có bể điều hòa để phụ trợ

Hy vọng những thông tin mà chúng tôi chia sẻ trên đây đã có thể giúp các bạn hiểu được bể SBR là gì và nguyên lý hoạt động của nó ra sao để xử lý nước thải. Bạn đang có nhu cầu tìm hiểu về những công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, hiện đại vui lòng liên hệ với Hưng Thịnh để được tư vấn, giải đáp chi tiết.

Leave a Reply

Call Now