Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG SÀI GÒN chuyên tư vấn thiết kế và thi công hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho tòa nhà chung cư. Chúng tôi hôm nay xin chia sẽ đến quý doanh nghiệp, đọc giả về hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho một trong những khách hàng của chúng tôi là tòa nhà chung cư Vinhomes Central Park.

Nước thải đầu vào và đầu ra của hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tòa nhà chung cư.

Nước sinh hoạt là một nhu cầu thường xuyên hàng ngày và không thể thiếu được của con người. Trung bình mỗi ngày nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt khoảng 60 – 80 lít / người. Lượng nước này sau khi được con người sử dụng đã thay đổi về tính chất, chứa đựng rất nhiều thành phần gây ô nhiễm: cặn bẩn, dầu mỡ, các chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học, thức ăn, chất thải sinh hoạt, các loại vi sinh vật gây bệnh…

Nếu không được xử lý nước thải sinh hoạt mà xả thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ra nguy cơ gây phú dưỡng ở các thuỷ vực nước tĩnh và đây là nguồn gây ô nhiễm mùi rất lớn đối với các khu tập trung đông dân cư.

Đặc tính của nước thải sinh hoạt và giới hạn xả thải:

Thành phần xử lý nước thải sinh hoạt  – Công ty Môi Trường Sài Gòn SGE​

Quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tòa nhà

Nước rửa sàn + (bể tự hoại -> bể thu gom) -> Bể điều hòa được sục khí -> 2 Bể trung gian có chứa bùn hoạt tính và được sục khí -> 2 bể SBR có 2 bơm tuần hoàn bùn về bể trung gian và xả bùn -> Bể khử trùng Chlorine.

Bể SBR -> Bể chứa bùn -> Máy ép bùn.

Bể chứa bùn -> bể chứa nước tách từ bùn lắng -> bể điều hòa.

Nuôi cấy vi sinh ở bể SBR: Chạy cạn bể điều hòa, bổ sung 10 tấn bùn đệm khô vào bể, bổ sung đường 150-200kg (5kg/ngày), 5 can AquaClean 3,8L; chạy nước thải từ bể điều hòa lưu lượng =<40% lưu lượng thiết kế.

Vi sinh vật xử lý nước thải sinh hoạt

Bể trung gian đóng vai trò xử lý Nito, Amoni, Photpho được sục khí liên tục và được bổ sung bùn từ bơm tuần hoàn bùn ở bể SBR.

Hệ thống hoạt động liên tục, 2 bể SBR hoạt động luân phiên, mỗi bể 8 tiếng (4 tiếng tiếp nhận nước thải + sục khí, 2 tiếng lắng + không sục khí, 2 tiếng xả nước ra bể khử trùng).

Xử lý nước thải  sinh hoạt bằng công nghệ SBR

Bể SBR (Sequencing Batch Reactor): là bể phản ứng làm việc theo mẻ dạng công trình xử lý bùn hoạt tính nhưng 2 giai đoạn sục khí và lắng diễn ra trong cùng một bể. Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh hoạt chứa hợp chất hữu cơ và nito cao. Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình bơm nước thải – phản ứng – lắng – hút nước ra, trong đó quá trình phản ứng hay còn gọi là quá trình tạo hạt (bùn hạt hiếu khí) quá trình này phụ thuộc vào khả năng cấp khí, đặc điểm của chất nền trong nước thải đầu vào.

Hệ thống SBR là một hệ thống xử lý có hiệu quả cao do trong quá trình sử dụng ít năng lượng, dễ kiểm soát các sự cố xảy ra, xử lý với lưu lượng thấp, ít tốn diện tích rất phù hợp với các trạm xử lý có công suất nhỏ, ngoài ra công nghệ SBR có thể xử lý hàm lượng chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn.

Các giai đoạn xử lý nước thải sinh hoạt bằng SBR

• Pha làm đầy (Filling): đưa nước thải đủ lượng đã qui định trước vào bể SBR và nó bắt đầu các chất ô nhiễm sinh học bị thối rửa.
• Pha thổi khí (Reaction): các phản ứng sinh hoá hoạt động nhờ vào việc cung cấp khí, sinh khối tổng hợp BOD, Ammonia và Nito hữu cơ.
• Pha lắng (Settling): Sau khi oxy hoá sinh học xảy ra, bùn được lắng và nước nổi trên bề mặt tạo lớp màng phân các bùn nước đặt trưng.
• Pha rút nước (Discharge): Nước nổi trên bề mặt sau thời gian lắng (nước đầu ra đã xử lý) được tháo ra khỏi bể SBR mà không có cặn nào theo sau.
• Ngoài ra còn có pha chờ : Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận hành. (pha này có thể bỏ qua).

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR

Nguyên tắc hoạt động xử lý nước thải sinh hoạt nhờ công nghệ SBR

Bể SBR là một dạng cải tiến của bể bùn hoạt tính, khác với các công trình bể bùn hoạt tính khác, SBRs kết hợp cả các giai đoạn và quá trình xử lý trong một bể trong khi đó các công trình kia thì sử dụng nhiều bể.

Chu kỳ vận hành của bể SBR gồm có 5 pha cơ bản: pha làm đầy- pha phản ứng- pha lắng- pha xả nước- pha chờ( có thể bỏ qua pha này)

• Pha làm đầy: Trong pha này, nước thải sẽ được nạp đầy bể, nước thải vào sẽ mang theo một hàm lượng thức ăn cho các vi khuẩn trong bùn hoạt tính, tạo ra một môi trường cho phản ứng sinh hóa xảy ra.
• Đưa nước thải vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ : làm đầy tĩnh, làm đầy khuấy trộn, làm đầy sục khí.
• Làm đầy tĩnh: Nước thải đưa vào bể ở trạng thái tỉnh, nghĩa là không cung cấp thiết bị khuấy trộn và sục khí. Trạng thái này thường áp dụng trong công trình không cần quá trình nitrat hóa và quá trình phản nitrat và những công trình lưu lượng nước thải thấp để tiết kiệm năng lượng, chi phí vận hành, bảo dưỡng.
• Làm đầy có khuấy trộn thì giúp điều hòa nồng độ, ổn định thành phần nước thải, đồng thời xảy ra các quá trình oxy hóa cơ chất trong điều kiện hiếu khí và thiếu khí, tăng hiệu quả xử lí nito trong nước thải.
• Làm đầy có thổi khí nhằm duy trì vùng hiếu khí trong bể. Tạo điều kiện cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển mạnh mẻ, trong bể xảy ra quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ, loại bỏ một phần COD/BOD trong nước thải. Tạo điều kiện cho quá trình nitrat hóa xảy ra.
• Pha phản ứng : Sau khi cho nước vào bể, hệ thống bơm nước thải vào sẽ ngừng hoạt động, thay vào đó hệ thống sục khí sẽ được khởi động để tiến hành quá trình nitrit hóa, nitrat hóa và phân giải các hợp chất hữu cơ. Do trong pha này, không có nước thải vào trong bể vì vậy thề tích nước thải và tải trọng hữu cơ không được bồ sung, quá trình sục khí được duy trình, các vi sinh vật hiếu khí sẽ oxi hóa các hợp chất hữu cơ để sinh trưởng và phát triển. Vì vậy các hợp chất hữu cơ sẽ được loại bỏ. Trong pha này còn xảy ra quá trình nitrat hóa, ammoniac có trong nước thải sẽ được chuyển hóa thành nitrit và nitrat.
• Pha lắng : các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trình lắng diễn ra trong môi tường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ. Trong pha này, các bông bùn đã được hình thành sẽ được lắng xuống đáy bể, đồng thời xảy ra quá trình phản nitrat, nitrat và nitrit được tạo ra ở pha trên sẽ bị khử thành nito.
• Pha xả nước : nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến công trình tiếp theo, đồng thời trong quá trình này bùn cũng được tháo ra.
• Pha chờ: thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo( có thể bỏ qua pha này).

Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt SBR đã được nghiên cứu từ những năm 1920 và được sử dụng ngày càng rộng rãi trên toàn thế giới. Ở Châu Âu và Trung Quốc, Hòa Kỳ, họ đang áp dụng công nghệ này để xử lý nước thải đô thị, nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp, đặc biệt là trong những khu vực đặc trưng có lưu lượng nước thải thấp và biến động. Các khu đô thị, khu nghỉ dưỡng, khu nghỉ mát và một số ngành công nghiệp như sản xuất sữa, bột giấy, thuộc da đang sử dụng công nghệ SBR để xử lý nước thải.

Sự cải tiến trong thiết bị và công nghệ, đặc biệt là các thiết bị sục khí và hệ thống điều khiển tự động thì việc lựa chọn SBR là một lựa chọn khả thi hơn bể bùn hoạt tính thông thường . Một số lý do mà các công trình này được lựa chọn là:

– Tất cả các quá trình xảy ra trong một bể, hàm lượng tổng chất rắn lơ lững đầu ra có thể đạt 10 mg/l thông qua hiệu quả của việc sử dụng decanter mà không cần đến bể lắng 2.

– Trong một chu kỳ xử lý có thể điều chỉnh được ba điều kiện hiếu khí, kị khí, thiếu khí trong việc loại bỏ chất dinh dưỡng sinh học, bao gồm quá trình nitrat hóa, phản nitrat hóa và loại bỏ photphos. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) đầu ra có thể đạt được mức 5mg/l, hàm lượng nito tổng cũng có thể đạt được 5 mg/l thông qua quá trình chuyển hóa ammoniac thành nitrat trong điều kiện hiếu khí và chuyển hóa nitrat thành nito trong điều kiện thiếu khí trong cùng một bể. Hàm lượng photpho sau cùng củng có đạt được mức nhỏ hơn 2 mg/l  nhờ sự kết hợp của xử lý sinh học và các tác nhân hóa học.

– Đối với các công trình xử lý nước thải lớn cũng có thể sử dụng bể SBR bởi các lí do đã nêu trên.

– Giấy phép để xả nước thải ngày càng đòi hỏi nghiêm ngặt, SBR đáp ứng được nước thải đầu ra chứa nồng độ ô nhiễm thấp. Lưu ý, trong trường hợp đòi hỏi nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn cao thì sử dụng thêm bể lọc sinh học. Xem xét này là một phần quan trọng 1 trong thiết kế.

Một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt SBR khi hoạt động sẽ bao gồm các quá trình sau

–      Quá trình làm đầy nước thải.
–      Quá trình phản ứng.
–      Quá trình lắng.
–      Quá trình gạn nước thải.
–      Quá trình xả bùn hoạt tính.

Năm quá trình này hoạt động liên tục, trong đó quá trình phản ứng còn được gọi là quá trình tạo bùn hạt hiếu khí, và nó phụ thuộc rất nhiều vào khả năng cấp khí của hệ thống, đặc điểm của các chất hữu cơ trong nước thải đầu vào.

Hệ thống SBR có những ưu điểm vượt trội sau

• Tiết kiễm năng lượng.
• Kiểm soát các sự cố dễ dàng.
• Có thể áp dụng cho mọi công suất.
• Tiết kiệm diện tích thi công, xây dựng.
• Khả năng xử lý nước thải với hàm lượng chất gây ô nhiễm có nồng độ cao
• Không gây ảnh hưởng đến khả năng khử COD.

Hệ thống SBR có những nhược điểm

• Vận hành phức tạp
• Yêu cầu người vận hành phải có trình độ.
• Lập trình hệ thống điều khiển tự động khó khăn.
• Hệ thống thổi khí dễ bị tắc do bùn.

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt  áp dụng công nghệ SBR sẽ cho hiệu suất và hiệu quả xử lý cao hơn nhiều so với hệ thống Aerotank truyền thống.
Điều đặc biệt lưu ý khi vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt là kiểm soát chặt chẽ quá trình, thông số nước thải, vi sinh tại bể SBR, nhằm giúp hệ thống hoạt động ổn định.
Ngoài ra, việc ý thức tốt trong quá trình vận hành kiểm soát hệ thống xử lý nước thải là điều vô cùng quan trọng nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động đảm bảo chất lượng, phát hiện và xử lý những sự cố kịp thời, giúp cho quá trình hoạt động sản xuất được liên tục và hiệu quả.

Vì sao nên chọn hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt do chúng tôi tư vấn và lắp đặt

Với nhiều năm kinh nghiệm và sở hữu đội ngủ chuyên gia kỹ thuật, Công ty Môi Trường Sài Gòn SGE đã tư vấn, thiết kế, thi công các công trình xử lý nước thải sinh hoạt đạt chuẩn với chi phí tối ưu nhất rất nhiều doanh nghiệp trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh thành khác.