Mô hìnhcông nghệ xử lý nước thải sinh hoạt sbr
|
Tiếp nhận nước thải từ bể điều hòa. Có cấu tạo là các vách ngăn hướng dòng nước thải lên xuống, tránh việc lắng đọng bùn hoặc chất rắn lở lửng trong nước thải, đồng thời tạo điều kiện hòa tan hóa chất cơ chất được châm vào. Nguyên lý cơ bản của bể này là tạo thành dòng chảy rối để khuấy động đồng nhất nước thải rồi cho đi về bể SBR Show
Bể SBR (Sequencing Batch Reactor)Là bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục; đặc điểm của bể này là các quá trình khuấy, sục khí, lắng được vận hành và diễn ra trong cùng một bể chứa. Nguyên tắc hoạt động của công nghệ SBR bao gồm chuỗi chu trình xử lý liên tiếp với các chu kỳ sau:+ Fill (Làm đầy): Nước thải được bơm vào bể SBR, trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tuỳ theo mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào, quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn, tạo môi trường thiếu khí trong bể, tạo điều kiện cho hệ vi sinh vật phát triển và hoạt động mạnh mẽ. + React (Pha phản ứng, thổi khí): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời gian của pha này tùy thuộc vào chất lượng nước thải. Trong pha này diễn ra quá trình nitrat hóa, nitrit hóa và oxy hóa các chất hữu cơ. Loại bỏ COD/BOD trong nước và xử lý các hợp chất Nitơ. ⇒ Trong giai đoạn này cần kiểm soát các thông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH,…để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này.+ Settle (Lắng): trong pha này ngăn không cho nước thải vào bể SBR, không thực hiện thổi khí và khuấy trong pha này nhằm mục đích lắng trong nước trong môi trường tĩnh hoàn toàn. Kết quả của quá trình này là tạo ra 2 lớp trong bể, lớp nước tách pha ở trên và phần cặn lắng chính là lớp bùn ở dưới. + Draw (Rút nước): Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra không bao gồm cặn lắng nhờ thiết bị Decantor. + Idle (Ngưng): Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 pha trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể. + Xả bùn dư: Xả bùn dư là được thực hiện trong giai đoạn lắng nếu như lượng bùn trong bể quá cao, hoặc diễn ra cùng lúc với quá trình rút nước. Giai đoạn này rất quan trọng trong việc giúp cho bể hoạt động liên tục, phần dư lắng dưới đáy bể sẽ được các bơm bùn bơm sang bể nén bùn, đồng thời chuẩn bị bắt đầu cho mẻ xử lý kế tiếp; việc xả bùn thường được thực hiện trong giai đoạn lắng hoặc tháo nước trong. Trên đây là một vài chia sẻ của mình về công nghệ SBR, ta có thể thấy khi sử dụng công nghệ SBR ta không cần sử dụng bể lắng trong hệ thống. Mặc dù quá trình vận hành có đôi chút phức tạp so với công nghệ truyền thống nhưng chúng ta hoàn toàn có thể set up điều khiển tự động bật tắt bơm – máy thổi theo thời gian ấn định sẵn. Việc không dùng bể lắng sẽ tiết kiệm được diện tích mặt bằng khá lớn cũng như chi phí vận hành. Hy vọng mọi người sẽ có thêm những hình dung về công nghệ mới này và có những hướng đi mới cho ngành nước thải. Bể SBR xử lý nước thải là Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ phản ứng sinh học theo mẻ, là giải pháp xử lý nước thải đạt hiệu quả cao. Bể SBR ( Sequencing batch reactor ) Bể bùn hoạt tính đã được các nhà khoa học nghiên cứu thành công và áp dụng vào khoảng những năm 1920. Loại bể này đã và đang rất phát triển tại các nước như Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ,.. Loại bể này chuyên dùng để xử lý nước thải công nghiệp, sinh hoạt. Với đặc điểm là trong quá trình sục khí và lắng, công đoạn sục khí và lắng sẽ vận hành và diễn ra trong cùng 1 bể chứa. Phối cảnh nhà máy sử dụng công nghệ bể SBR xử lý nước thải CẤU TẠO BỂ SBR XỬ LÝ NƯỚC THẢIĐể có thể thiết kế bể SBR chính xác sẽ cần phải tính toán chi tiết về lưu lượng và tải lượng của nước thải. Cấu tạo chung của bể SBR gồm 02 loại bể:
Còn về nguyên tắc vận hành của bể, nguồn nước thải cần được xử lý sơ bộ tại bể Selector. Sau đó, nguồn nước đã “xử lý sơ bộ” đó sẽ được đưa đến bể C-tech để tiếp tục xử lý. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ SBR XỬ LÝ NƯỚC THẢI Công nghệ xử lý nước thải SBR gồm 2 cụm bể: cụm bể Selector và cụm bể C – tech, Bể SBR (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. Nước được dẫn vào bể Selector trước sau đó mới qua bể C – tech. Bể Selector sẽ được sục khí liên tục tạo điều kiện cho quá trình xử lý hiếu khí diễn ra. Nước sau đó được chuyển sang bể C-tech. Bể SBR hoạt động theo một chu kỳ tuần hoàn với 5 pha bao gồm: Làm đầy, sục khí, lắng, rút nước và nghỉ. Mỗi bước luân phiên sẽ được chọn lựa kỹ lưỡng dựa trên hiểu biết chuyên môn về các phản ứng sinh học. Hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ SBR yêu cầu vận hành theo chu kỳ để điều khiển quá trình xử lý. Hoạt động chu kỳ kiểm soát toàn bộ các giai đoạn của chu kỳ xử lý. Mỗi bước luân phiên sẽ được chọn lựa kỹ lưỡng dựa trên hiểu biết chuyên môn về các phản ứng sinh học. Các phase trong xử lý nước thải bằng công nghệ SBR PHA LÀM ĐẦYĐây là pha dùng để thu nạp nước thải trực tiếp đổ vào bể. Thời gian xử lý giao động từ 1-3 tiếng. Bể SBR sẽ xử lý các chất thải, và những hoạt động phản ứng sẽ “tiếp nối” nhau: Làm đầy – Tĩnh – Làm đầy – Hòa trộn & Sục khí. Đây đều là những quá trình xảy ra liên tục, thay phiên nhau và dựa trên hàm lương BOD đầu vào. Trong pha làm đầy này, khi bổ sung nguồn nước thải vào. Đồng thời mang theo một lượng lớn “nguồn lương thực” cho những vi sinh (bùn hoạt tính). Chính vì vậy, khi quá trình này kết thúc, sẽ thúc đẩy mạnh quá trình phân hóa ở vi sinh. PHA SỤC KHÍCông dụng chính của pha này, là tạo ra sự chuyển động. Và các bọt khí mang theo oxi vào trong nước được chứa trong ngăn chứa nước thải. Phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính để tạo ra hợp chất Nitrat N-NO3. Pha này sẽ mất khoảng 2 tiếng để có thể tiến hành quá trình phản ứng. PHA LẮNGỞ pha này, các chất hữu cơ sẽ lắng dần trong nước. Công đoạn này sẽ diễn ra ở môi trường tĩnh. Sẽ mất khoảng 2 tiếng để có thể đợi bùn lắng và cô đặc lại. PHA RÚT NƯỚCSau khi bùn đã lắng xuống dưới, phần nước trong sẽ được rút ra. Lượng nước rút ra sẽ phụ thuộc vào hiệu quả của bể SBR xử lý nước thải, bùn hoạt tính được dữ lại để chờ lượng nước thải tiếp theo được bổ sung vào. PHA NGHỈ (PHA DỰ TRỮ)Pha nghỉ để chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ phụ thuộc vào thời gian vận hành, lưu lượng nước thải. Bể SBR xử lý nước thải công nghiệp QUÁ TRÌNH LOẠI BỎ NI TƠ CÓ TRONG BỂ SBRTrong quá trình này, chúng tôi sẽ chia ra thành 2 giai đoạn
GIAI ĐOẠN 1: OXY HÓA HỢP CHẤT NI TƠ (NITRAT HÓA)Quá trình này sẽ được diễn ra trong pha sục khí của bể SBR – và được mô tả bằng 2 phản ứng hóa học như sau; 2 NH4 + 3 O2 NO2 + 2 H2O + 1 H+ + Tế bào mới 2 NO2 + O2 2 NO3– + Tế bào mới Dựa vào 2 phương trình trên, ta có phương trình tổng quát: NH4+ + 2 O2 NO3- + 2H+ + H2O 2 phản ứng đầu nhờ vào vi sinh vật Nitrosomonas và Nitrobacter – 2 phản ứng này mô tả tỷ lượng của amoni và oxi do vi sinh vật thực hiện để có duy trì sự tồn tại và phát triển của vi sinh. Từ phương trình tổng quát, có thể thấy rằng, để oxy hóa 1 mol NH4+ cần tương đương 1 mol oxi trong hợp chất oxi trong hợp chất Amoni (NH4+-N) Nếu lấy hiệu suất sinh khối của cả 2 loại vi sinh trên là 0,17g/g N-NO3 tạo thành. Thì phản ứng tổng thể của quá trình oxy hóa Amoni thành Nitrat sẽ như sau. 1.02 NH4+ + 1,89 O2 + 2,02 HCO3- => 0.021 C5H7O2N + 1.06 H2O + 1,92 H2CO3 + 1,00 NO3– (1-4) Tư vấn lắp đặt hệ thống xử lý nước thải nhà máy bằng công nghệ SBR BỂ SBR & CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH NITRAT HÓANồng độ chất nền: Bởi những vi sinh vật Oxy hóa những hợp chất và hóa chất để có thể tạo ra sinh khối. Các tế bào cần có những hợp chất ni tơ để phát triển. Nồng độ chất nền cao sẽ làm tăng hiệu quả xử lý. Nhiệt độ: Theo kiểm chứng, nhiệt độ càng cao thì hiệu quả xử lý nước bể SbR cũng cao.
Phương trình tổng quát Phản ứng của Nitrate với chất hữu cơ là Methanol -> từ đó có phương trình. Chất hữu cơ từ những nguồn nước thải “C18H19O9N” Từ đó có PTHH như sau: Trạm xử lý nước thải công nghệ SBR CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT
|
