Các loại bể sinh học hiếu khí trong xử lý nước thải

MBBR
Mục Lục:
I/ Giới Thiệu về công nghệ MBBR.
II/ Lớp màng sinh học và giá thể trong công nghệ MBBR.
III/ Cơ chế xử lý nước thải của công nghệ MBBR.
IV/ Giới thiệu mô hình của công nghệ MBBR trong phòng thí nghiệm.
V/ Phạm vi áp dụng của công nghệ MBBR.
VI/ So sánh công nghệ MBBR với một vài công nghệ khác.
VII/ Ưu điểm của công nghệ MBBR.
VIII/ Kết luận.


I. Giới thiệu công nghệ MBBR:
MBBR là từ viết tắt của cụm từ Moving Bed Biofilm Reactor, được mô tả một cách dễ
hiểu là quá trình xử lý nhân tạo trong đó sử dụng các vật làm giá thể cho vi sinh vật dính
bám vào để sinh trưởng, phát triển và thực hiện phân hủy các chất hữu cơ, hợp chất nitơ,
phospho trong nước thải.
Công nghệ MBBR là công nghệ kết hợp giữa các điều kiện thuận lợi của quá trình xử lý
bùn hoạt tính hiếu khí và bể lọc sinh học. Bể MBBR hoạt động giống như quá trình xử lý
bùn hoạt tính hiếu khí trong toàn bộ thể tích bể. Đây là quá trình xử lý bằng lớp màng
biofilm với sinh khối phát triển trên giá thể mà những giá thể này lại di chuyển tự do và
được giữ bên trong bể phản ứng. Công nghệ MBBR không cần quá trình tuần hoàn bùn
tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính vì sinh khối trong bể
ngày càng tăng. Bể MBBR gồm 2 loại: bể hiếu khí và bể kị khí.

Sơ đồ công nghệ xử lý theo phương pháp MBBR:


Thông số thiết kế đặc trưng bể MBBR:
Thông số thiết kế

Đơn vị

Ngưỡng đặc trưng

Thời gian lưu trong bể
Anoxic

h

1.0 – 1.2

Thời gian lưu trong bể hiếu
khí

h

3.5 – 4.5

Diện tích bề mặt lớp biofilm

m2/m3

200 - 250

Tại trọng BOD

Kg/m3.d

1.0

– 1.4

II. Lớp màng sinh học và giá thể trong MBBR:
1) Lớp màng sinh học (lớp màng biofilm):

Lớp màng sinh học là quần thể các vi sinh vật phát triển trên bề mặt giá thể sinh học.
Cụ thể hơn, màng sinh học được mô tả có cấu trúc xốp, giống như nấm với các kênh mở
ở thân. Cấu trúc như vậy cho phép thúc đẩy dòng nước chảy ở vùng sâu của màng sinh
học và tăng cường sự khuếch tán cơ chất vào đó.


Các màng sinh học không luôn luôn giống y chang nhau, theo kiểu gồm nhiều lớp vi
khuẩn hiếu khí bên trên và nhiều lớp vi khuẩn kỵ khí bên dưới. Do các luồng nước chảy
qua khuấy động nên các vi khuẩn kỵ khí và hiếu khí song song tồn tại trong các hốc nho
ở khắp nơi trong màng sinh học.
Chủng loại các vi sinh vật trong màng sinh học tương tự trong lớp bùn hoạt tính. Hầu hết
thuộc loại dị dưỡng (sử dụng chất hữu cơ để tạo ra sinh khối) với vi sinh vật tùy tiện
chiếm ưu thế. Vi sinh vật tùy tiện sử dụng oxy hòa tan trong nước thải, nếu không có sẵn
chúng sẽ sử dụng nitrit/ nitrat là chất nhận điện tử.
Chất dinh dưỡng (cơ chất) và oxy từ nước thải khuếch tán vào màng sinh học, trong khi
đó sản phẩm phân hủy sinh học khuếch tán ngược lại từ màng sinh học vào nước thải.
Yếu tố chiều dày màng trên giá thể động ảnh hưởng rất lớn đến sự khuếch tán của chất
dinh dưỡng trong và ngoài màng, thường nho hơn 10 µm.
Chất lượng màng sinh học tốt khó rơi ra khoi vật liệu, độ dày lớp màng ngoài khoảng 10
-200 m, lớp màng trong có độ dày thay đổi theo tải trọng.
Khi oxy hòa tan và các chất bề mặt khuếch tán vào lớp phía trong so với lớp ngoài cùng
của màng sẽ được các vi sinh vật tiêu thụ nhiều hơn. Sự giảm oxy thông qua các lớp
màng sinh học tạo điều kiện tạo ra các môi trường hiếu khí, thiếu khí, kị khí trên màng
sinh học.
Việc xáo trộn các giá thể trong bể rất quan trọng nhằm giúp cho các chất dinh dưỡng bám

đều lên bề mặt màng, đảm bảo độ dày của màng sinh học. Tốc độ xáo trộn phải được điều
chỉnh hợp lý để tránh tình trạng bào mòn các giá thể động do chuyển động nhanh dẫn đến
va chạm vào nhau làm bong tróc và giảm hiệu quả của quá trình xử lý.


Các yếu tố ảnh hưởng tới sự phát triển của màng sinh học:
(1) Điều kiện môi trường của nước thải: pH, nhiệt độ, chất cho electron, chất nhận e,
dinh dưỡng…
(2) Mức độ của ngoại trở lực chuyển khối tới màng sinh học (Extent of mass-transfer
resistances external to the biofilm).
(3) Mức độ trở lực trong màng sinh học (Extent of biofilm internal mass-transfer
resistances).
(4) Động học và hệ số tỷ lượng (stoichiometry) của quá trình biến đổi - quá trình chuyển
hóa của vi khuẩn bên trong màng sinh học.
(5) Sự bong chóc của màng sinh học.
2) Giá thể trong MBBR:
Đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình xử lý này là các giá thể động có lớp màng
biofilm dính bám trên bề mặt. Những giá thể này được thiết kế sao cho diện tích bề mặt
hiệu dụng lớn để lớp màng biofim dính bám trên bề mặt của giá thể và tạo điều kiện tối
ưu cho hoạt động của vi sinh vật khi những giá thể này lơ lững trong nước.
Tất cả các giá thể có tỷ trọng nhẹ hơn so với tỷ trọng của nước, tuy nhiên mỗi loại giá thể
có tỷ trọng khác nhau. Điều kiện quan trọng nhất của quá trình xử lý này là mật độ giá
thể trong bể, để giá thể có thể chuyển động lơ lửng ở trong bể thì mật độ giá thể chiếm từ
25 ÷ 50% thể tích bể và tối đa trong bể MBBR phải nho hơn 67%. Trong mỗi quá trình
xử lý bằng màng sinh học thì sự khuếch tán của chất dinh dưỡng (chất ô nhiễm) ở trong
và ngoài lớp màng là yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý, vì vậy chiều
dày hiệu quả của lớp màng cũng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến
hiệu quả xử lý.
a) Tính chất giá thể trong bể MBBR:
- Đặc trưng tính kỵ nước cao, khả năng bám dính sinh học cao.

- Chất lượng màng sinh học tốt, khó rơi ra khoi vật liệu.
- Xử lí tốt Nitơ, Photpho trong nước thải.
- NH3–N: 98 ÷ 99%; Tổng Nitơ: 80 ÷ 85%; Tổng Photpho: 70 ÷ 75%.
- Chiếm khoảng không gian ít.


- Không bị nghẹt bùn trong khoảng thời gian dài hoạt động.
- Tạo bùn nặng dễ lắng, tạo ra 40 ÷ 80% bùn ít hơn quá trình bùn hoạt tính.
- Hiệu quả xử lí cao hơn 30 ÷ 50% quá trình bùn hoạt tính trong khi đó chi phí hoạt động
giảm ít nhất 30%.
- Có thể được thả trực tiếp trong bể hiếu khí, kỵ khí, thiếu khí. Không cần phải thay thế
trong vòng 15 năm.
- Không bị ảnh hưởng bởi hình dạng bể, có thể sử dụng cho tất cả các loại bể.
b) Một số loại giá thể sinh học được sử dụng:


III. Cơ chế quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ MBBR:
Cũng giống như các quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ màng sinh học khác, công
nghệ MBBR dựa trên việc vi sinh vật thiết lập một màng sinh học bao gồm: các vi khuẩn,
các vật liệu dạng hạt, các polymer ngoại bào…phát triển bám dính trên bề mặt của vật
mang cụ thể ở đây là bệ mặt của giá thể sinh học.
a) Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải:

• Oxy hóa các chất hữu cơ:

• Tổng hợp tế bào mới:

• Phân hủy nội bào:

b) Cơ chế khử COD/BOD

Các phương trình phản ứng được viết như sau:
• Với điều kiện hiếu khí:
Chất hữu cơ + Oxy → CO2 + H2O + H
• Với điều kiện yếm khí:
Chất hữu cơ + NO3- → Con + N2 + H
Chất hữu cơ + SO42- → CO2 + H2S + H
Các vi sinh vật tự dưỡng cũng có thể tham gia với vai trò nhất định, ví dụ các phương
trình phản ứng:


• Với điều kiện hiếu khí:
2NH3 + 7O2 → 2NO2 + 3H2O + H
2NO2- + O2 → 2NO3• Với điều kiện yếm khí:
3NH3 + 8NO2- + 5H+ → 4N2 + 3NO3- + 7H2O
c) Quá trình loại bo Nitơ

N trong nước thải được thấy tồn tại ở dạng ammonia và N hữu cơ liên kết trong các hạt.
Loại bo N trong nước thải xảy ra theo hai cơ chế chính là :
1) Tổng hợp sinh khối (Sự đồng hóa N - N cấp cho sinh trưởng của tế bào) và loại bo
cùng với bùn thải.
2) Quá trình nitrat hóa (nitrification) và khử nitrat (denitrification).
Lượng N amonia được loại bo chủ yếu ở cơ chế thứ 2. Nitrate hóa là một quá trình gồm
hai bước : trong đó một giống vi khuẩn hiếu khí sẽ oxi hóa amonia (NH3 - N thành nitơ –
nitrite (NO2 – N) sau đó một giống vi khuẩn khác oxi hóa nitơ – nitrite thành nitơ nitrat
(NO3 – N). Trong quá trình đề nitrate, một nguồn carbon được oxi hóa sử dụng
nitrate/nitrite như là một chất nhận điện tử trong phản ứng phản ứng oxi hóa – khử để
khử nitrate/nitrite thành khí N2 trơ. Một quá trình kỵ khí mà không đòi hoi nguồn carbon
để khử NO2 – N là quá trình Anammox(anaerobic ammonium oxidizers), trong đó một số
vi khuẩn có khả năng oxy hóa ammonia giảm nitrite sản xuất N2.
Quá trình nitrat hóa:

Trong khi N hữu cơ liên kết trong các hạt có thể bị loại bo cùng quá trình loại bo các hạt
thì ammonia phải được chuyển thành nitrate bởi quá trình nitrification, đây là bước đầu
tiên để khử N. Ammonia được chuyển thành nitrate bởi quá trình nitrification gồm 2 giai
đoạn được thực hiện bởi các vi khuẩn tự dưỡng N trong điều kiện hiếu khí. Cụ thể:

Giai đoạn 1: Ammonia bị oxy hóa thành nitrite bởi chủng vi khuẩn Nitrosomonas
NH4+ + 1,5O2 → 2H+ + H2O + NO2Giai đoạn 2: Nitrite bị oxy hóa thành nitrate bởi chủng vi khuẩn Nitrobacter


NO2- + 0,5O2 → NO3- ( dưới tác dụng của Nitrobacter)
Quá trình denitrification:
Quá trình denitrification là bước tiếp theo để khử N được thực hiện bởi các chủng vi sinh
vật dị dưỡng sử dụng nitrate làm chất nhận điện tử trong điều kiện anaerobic. Quá trình
denitrification bao gồm nhiều giai đoạn chuyển hóa nitrate thành khí nitrogen thông qua
các chất trung gian:
NO3- → NO2- → N2O → N2
Quá trình denitrification được thực hiện bởi nhiều chủng vi khuẩn với những khả năng
khác nhau. Một số chủng vi khuẩn có thể thực hiện tất cả các giai đoạn chuyển hóa
nitrate thành khí nitrogen trong khi một số khác chỉ có thể chuyển nitrate thành nitrite.
Nitrate và nitrite cũng được sử dụng như là nguồn N cho tổng hợp tế bào nhưng ammonia
được ưu tiên sử dụng trực tiếp khi sẵn có.
d) Quá trình khử Phospho:
Quá trình khử P (Hình 2.7) được thực hiện bởi các vi sinh vật tích lũy polyphospate
(Polyphosphate Accumulating Organisms) (PAO) xảy ra trong điều kiện luân phiên giữa
aerobic và anaerobic hay chu kỳ anoxic.

Cơ chế quá trình khử P:


Chất poly-β-hydroxy-alkanoate (PHA) glycogen và polyphosphate (Poly-P) trong suốt

chu kỳ anoxic bị tích lũy và lưu giữ ở tế bào hạt trong vi sinh vật sau đó bị tiêu thụ.
Candidatus Accumulibacter phosphatis, Rhodocyclus và Actinobacteria là các chủng vi
sinh vật điển hình có khả năng khử P đã được ghi nhận.
IV. Mô hình MBBR với quy mô phòng thí nghiệm:

Nước thải từ bể chứa nước thải (9) được đưa vào hệ thống xử lý bằng công nghệ
MBBR nhờ bơm số (1), bơm (1) được điều chỉnh để lưu lượng bơm được cố định theo
từng tải trọng. Sau khi bơm nước thải được dẫn vào bể thiếu khí (5), tại bể thiếu khí
gắn bộ phận khuấy trộn bằng cánh khuấy, tốc độ cánh khuấy được duy trì 15 vòng/phút
để duy trì hàm lượng oxy hòa tan luôn nho hơn 0,5 mg/l và tạo điều kiện cho giá thể
chuyển động trong bể.


Sau khi được xử lý trong bể thiếu khí nước thải được dẫn vào bể hiếu khí (6)
bằng ống dẫn. Tại bể hiếu khí có lắp đặt hệ thống phân phối khí và được thổi
khí liên tục bằng máy thổi khí (3), lưu lượng khí được điều chỉnh phù hợp bằng các van
điều chỉnh lưu lượng khí nhằm cung cấp oxy và giúp các giá thể chuyển động trong
bể hiếu khí. Nước thải sau khi được xử lý bằng bể hiếu khí được dẫn vào bể lắng (7),
một phần nước thải từ bể lắng được bơm tuần hoàn (2) về bể thiếu khí với lưu
lượng bằng với lưu lượng nước thải đầu vào. Tại bể lắng các bùn hoạt tính sau khi lắng
được dẫn vào bể chứa bùn nhờ van xả đáy đặt ở đáy bể lắng, phần nước thải trong được
dẫn vào bể chứa nước sau xử lý (8), bùn hoạt tính được châm trở lại bể thiếu khí để duy
trì hàm lượng bùn hoạt tính trong hệ thống xử lý.
V. Phạm vi áp dụng:
- Nước thải sinh hoạt áp dụng cho khách sạn, nhà hàng, Resort, và nước thải sinh hoạt các
nhà máy trong các khu công nghiệp,…).
- Nước thải bệnh viện, phòng khám, trạm y tế.
- Nước thải ngành công nghiệp thực phẩm (nước sản xuất bia, tinh bột sắn, sữa, chế biến
thủy sản.. )
VI. So sánh với các công nghệ khác:

So sánh hệ thống MBBR và hệ thống bể sinh học hiếu khí:
Hệ thống

Tải trọng BOD
(KgBODm3/ngày)
MBBR
10
Bể sinh học hiếu khí 1.5

MLSS (mg/L)
8000 – 20000
3000 – 5000

Diện tích bề mặt
(m2/m3)
510 – 1200
-

So sánh thông số thiết kế của MBBR với các công nghệ khác:
Thông số
Tải trọng thể tích
(Kg/m3.ngày)

Thổi khí kéo
dài
0.16 – 0.4

Bùn hoạt tính

SBR

MBBR

0.31 – 0.64

0.08 – 0.24

0.91


Thời gian lưu (giờ)
F/M ngày-1
Lượng khí cung cấp
(m3/kg BOD khử)
VII. Ưu điểm:

18 – 36
0.05 – 0.15
90 – 125

4-8
0.2 – 0.5
45 – 90

8 - 36
0.05 – 0.3
45 – 90

1-2
1.1

60

- Tiết kiệm không gian (thể tích, diện tích) trạm xử lý hơn so với các công nghệ truyền
thống khác
- Hiệu suất xử lý BOD > 90%.
- Xử lí N, P trong nước thải.
- NH3 – N : 98 – 99%, TN : 80- 85%, TP : 70 75%
- Đạt hiệu quả kể cả trong nước thải có tỉ lệ BOD, COD cao.
- Dễ vận hành, không đòi hoi kỹ thuật cao.
- Giảm chi phí bảo trì hệ thống.
- Không bị nghẹt bùn trong thời gian sử dụng lâu dài.
- Tính tự động hóa cao.
- Thường được lắp đặt ở dạng thiết bị hợp khối (dạng thiết bị hay moduls) nên dễ dàng
cho công tác lắp đặt cũng như di dời khi cần.
- Có thể cải tiến thành công nghệ AAO để xử lý triệt để Nito, Phopho và các hợp chất khó
phân hủy khác.
- Hàm lượng bùn tạo ra thấp.
- Không phát sinh mùi trong quá trình vận hành.
VIII. Kết luận:
Công nghệ MBBR là công nghệ mới nhất hiện nay trong lĩnh vực xử lý nước thải vì tiết
kiệm được diện tích và hiệu quả xử lý cao.
Vật liệu làm giá thể phải có tỷ trọng nhẹ hơn nước đảm bảo điều kiện lơ lửng được. Các
giá thể này luôn chuyển động không ngừng trong toàn thể tích bể nhờ các thiết bị thổi khí
và cánh khuấy. Mật độ vi sinh ngày càng gia tăng, hiệu quả xử lý ngày càng cao.


Yếu tố quan trọng nhất trong công nghệ MBBR chính là khả năng xử lý nước thải của lớp
màng vi sinh bám dính trên giá thể sinh học. Lớp màng sinh học là quần thể các vi sinh
vật phát triển trên bề mặt giá thể. Chủng loại vi sinh vật trong màng sinh học tương tự
như đối với hệ thống xử lý bùn hoạt tính lơ lửng. Màng sinh học có thể bao gồm bất kỳ

loại vi sinh vật, bao gồm tảo, nấm, vi khuẩn và động vật nguyên sinh trong hầu hết các
màng sinh học tự nhiên, bao gồm các cộng đồng vi khuẩn phức tạp với nhiều loài.
Tương tự Aerotank truyền thống, bể MBBR hiếu khí cũng cần một MBBR thiếu khí
(Anoxic) để đảm bảo khả năng xử lý nitơ trong nước thải. Thể tích của màng MBBR so
với thể tích bể được điều chỉnh theo tỷ lệ phù hợp, thường là <50% thể tích bể.
Một điểm cần lưu ý trong công nghệ MBBR không cần quá trình tuần hoàn bùn tạo điều
kiện thuận lợi cho việc xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính vì sinh khối trong bể ngày
càng tăng

Nguồn:
/> /> /> /> /> /> /> /> />

SBR
I. Giới thiệu
II. Phân loại bể SBR
III. Lưu lượng dòng trung gian
IV. Lưu lượng dòng liên tục
V. Cấu tạo của bể
VI. Quy trình hoạt động của bể
VII. Các thông số đầu vào – đầu ra
VIII. Các quá trình sinh học diễn ra trong bể SBR
IX. Ưu điểm và nhược điểm của bể
X. Hiệu quả xử lý của bể SBR
XI. Hiện trạng sử dụng bể SBR

XII. Tính toán thiết kế bể SBR


I. Giới thiệu

Hình Bể SBR
Bể SBR hay còn gọi là bể bùn hoạt tính từng mẻ (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.
SBR vừa có chức năng giống bể Aeroten là loại bo các chất hữu cơ có khả năng phân
hủy sinh học nhờ vi sinh vật hiếu khí, vừa có chức năng là lắng bùn để thu nước trong ra
ngoài.
Công nghệ xử lý nước thải theo mẻ là một quy trình xử lý tăng trưởng bùn lơ lửng.
Công nghệ SBR là một cải tiến của quy trình xử lý bùn hoạt tính và được mô tả đơn giản
chỉ là một bể chứa tiếp nhận xử lý từng mẻ. Một khi mẻ được xử lý, một phần của mẻ
được xả thải và một mẻ khác thu gom nước thải, nước được xử lý và được xả thải và tiếp
theo sau là một một mẻ thu gom nước thải khác, nước được xử lý và được xả thải.
Trong hình thức cơ bản nhất, là hệ thống SBR chỉ đơn giản là một tập hợp các bể
chứa hoạt động trên một cơ sở làm đầy và rút nước. Các bể chứa có thể là một con mương
bằng đất hoặc quá trình oxy hóa, một bể hình chữ nhật, hoặc bất kỳ cấu trúc loại bê tông /
kim loại khác. Mỗi bể trong hệ thống SBR được điền trong một thời gian rời rạc của thời
gian và sau đó hoạt động như một lò phản ứng hàng loạt.Sau khi xử lý mong muốn, dung


dịch hỗn hợp được phép giải quyết và nổi rõ được rút ra từ hồ. Sự khác biệt chủ yếu giữa
các SBR và dòng chảy hệ thống bùn hoạt tính liên tục thông thường là SBR thực hiện các
chức năng như cân bằng, sục khí và lắng trong một thời gian chứ không phải trong một
chuỗi không gian.
Một lợi thế của định hướng thời gian của SBR là tính linh hoạt của hoạt động.Tổng
thời gian trong SBR được sử dụng để thiết lập kích thước của hệ thống và có thể được liên
quan đến tổng khối lượng của một cơ sở liên tục dòng chảy thông thường.Kết quả là, phần
thời gian dành cho một chức năng cụ thể trong SBR là tương đương với một số bể tương
ứng trong một hệ thống định hướng không gian. Do đó, khối lượng bể tương đối dành
riêng cho, nói rằng, sục khí và lắng đọng trầm tích trong SBR có thể được phân phối lại
một cách dễ dàng bằng cách điều chỉnh các cơ chế kiểm soát thời gian (và chia sẻ tổng

khối lượng) lên kế hoạch cho một trong hai chức năng. Trong thông thường ASP, khối
lượng bể tương đối là cố định và không thể chia sẻ hay phân phối dễ dàng như trong SBR.
Bởi vì sự linh hoạt kết hợp với làm việc trong thời gian hơn là trong không gian,
SBR có thể hoạt động hoặc như một, năng lượng thấp cần nhiều lao động, các hệ thống
sản lượng bùn cao hoặc như một nhiều năng lượng, lao động thấp, bùn thấp hệ thống năng
suất cho về cơ bản nhà máy vật lý như nhau. Lao động, năng lượng và sản lượng bùn cũng
có thể được đánh đổi với chi phí đầu tư ban đầu. Các hoạt động linh hoạt cũng cho phép
các nhà thiết kế sử dụng SBR để đáp ứng nhiều mục tiêu khác nhau điều trị, trong đó có
một mục tiêu tại thời điểm xây dựng (ví dụ như BOD và chất rắn lơ lửng giảm) và tại một
thời gian sau đó (ví dụ như nitrat hóa / khử ngoài BOD và lơ lửng loại bo các chất rắn).
II. Phân loại bể SBR
Có hai loại SBR: loại lưu lượng dòng trung gian hoặc bể xử lý mẻ thực (true batch
reactor) và loại lưu lượng dòng liên tục của bể
III. Lưu lượng dòng trung gian

Hình. Lưu lượng dòng trung gian SBR.
Tiêu biểu lưu lượng dòng trung gian hoặc “bể xử lý mẻ thực” (true batch reactor)
một khi nước thải được nạp vào bể ở một mức làm đầy bình thường, sau đó nước thải
được xử lý.Sau khi nạp thải vào bể tại mực nước thải làm đầy ở mức bình thường. Chỉ nạp


thêm nước thải vào bể khi tất cả các pha đã thực hiện xong và loại bo các chất rắn lắng
hiệu quả để cho phép xả thải vào mẻ nước thải khác của bể.
IV.Lưu lượng dòng liên tục

Hình. Lưu lượng dòng liên tục của bể.
Trong lưu lượng dòng liên tục của SBR, nước thải đầu vào luôn chảy vào bể. Trong
bể có hai buồng (chambers) tách biệt bởi một vách ngăn (baffle). Buồng nho hơn nhận
nước thải đầu vào và từ đây nước thải đầu vào chảy chậm vào buồng lớn hơn. Buồng lớn
hơn hoạt động như là một bể xử lý nước thải theo mẻ. Tuy nhiên bể xử lý theo mẻ có duy

nhất một số giới hạn các pha: pha phản ứng (React), pha lắng (Settle) và pha gạn long
(Decant).
V. Cấu tạo của bể
Hệ thống SBR gồm 2 cụm bể: cụm bể Selector và cụm bể C – tech. Nước được vào bể
Selector trước sau đó mới đưa vào bể C – tech.
Các thiết bị trong bể SBR:
•
Level sensor (bộ cảm biến cấp độ) trong bể SBR
Nhiệm vụ: cung cấp định lượng hiển thị chiều cao mức nước trong 2 bể sinh học SBR ở
màn hình điều khiển chính. Khi mực nước trong bể thấp thì kích hoạt van xả của bể đóng


lại.Khi mực nước trong bể sinh học SBR đạt mức cao thì kích hoạt van mở nước vào của
chính bể đó đóng lại.

Hình. Máy cảm biến
•
Van xả nước vào bể
Các van này mở khi bể bắt đầu làm việc, đóng khi nước trong bể đạt mức đầy hoặc hết 60’
cho nước vào bể.
•
Van xả nước ra khoi bể
Các van này làm việc theo thời gian, sau khi bể bắt đầu hoạt động 195’, sau khi mở 30’
thì đóng lại hoặc khi cảm biến mức báo nước trong bể đạt mức cạn.
•
Van đóng mở đường ống dẫn bùn
Các van này bắt đầu mở sau khi bể làm việc được 225’, đóng lại sau khi mở 15’ hoặc khi
cảm biến đo lưu lượng bùn báo hết bùn trong đường ống. Trong đó việc điều khiển van
theo tín hiệu của cảm biến đo lưu lượng bùn có mức ưu tiên cao hơn.
•

Thiết bị kiểm soát DO
-Khoảng đo: 0,00 – 20,00 mg/l
- Nước sản xuất: Endress + Hauser (Đức)
-Nhiệm vụ: cung cấp tín hiệu định lượng nồng độ oxy trong bể sinh học SBR để hiển thị ở
màn hình tủ điều khiển chính.
•
Bơm hút bùn
- Loại: bơm chìm
- Nước sản xuất: Tsurumi (Nhật)
- Nhiệm vụ: bơm bùn hoạt tính (vi sinh vật) từ bể sinh học SBR về bể chứa bùn. Bơm hút
bùn làm việc theo thời gian và theo lưu lượng bùn trong đường ống. Sau khi van đường
ống hút bùn mở (sau 225’ kể từ khi bắt đầu chu kỳ làm việc của bể) bơm được phép hoạt
động. Bơm ngừng làm việc sau 15’ hoặc khi cảm biến đo lưu lượng bùn báo hết bùn trong
đường ống.


•
Bộ điều khiển decanter
Nhiệm vụ: nhận tín hiệu điều khiển của van xả nước SBR và khoảng thời gian (do lập
trình ) để thu và tháo nước sau quá trình lắng của bể sinh học SBR.

Hình. Bộ điều khiển Decanter
•
Decanter thu nước
- Nước sản xuất: Việt Nam
- Nhiệm vụ: thu nước sau khi xử lý ở bể SBR ra bể khử trùng.

Hình. Decanter thu nước
•
Van thông khí

Nhiệm vụ: điều chỉnh đóng mở đường ống dẫn khí từ máy thổi khí vào bể SBR
•
Máy khuấy


Máy khuấy làm việc theo thời gian, mức nước và nồng độ oxy trong bể. Sau 60’ kể từ khi
đổ nước vào bể, đồng thời mức nước ở trong bể đạt mức làm việc thì máy khuấy được
phép làm việc.
•
Hệ thống sục khí

Hình. Hệ thống sục khí trong bể
•
Máy thổi khí
- Nước sản xuất: Anlet (Nhật)
- Nhiệm vụ: cung cấp khí cho bể SBR, nhận tín hiệu điều khiển từ van thông khí và tín
hiệu thời gian (do lập trình).

Hình. Phòng máy thổi khí
VI.Quy trình hoạt động của bể


Một hệ thống SBR có thể được thiết kế như bao gồm một bể chứa lò phản ứng một
hoặc nhiều hoạt động song song. Mỗi chu kỳ hoạt động của bể SBR bao gồm năm giai
đoạn (pha) riêng biệt, được gọi là: làm đầy (Fill); phản ứng, thổi khí (React); lắng
(Settle); rút nước (Draw) và giai đoạn chờ (Idle). Hình 1 minh họa một hoạt động của bể
SBR cho một chu kỳ (batch) xử lý nước thải.
Kiểm soát tổng thể của hệ thống được thực hiện với mức độ cảm biến và một thiết bị
thời gian hoặc bộ vi xử lý. Chi tiết của từng giai đoạn của SBR được cung cấp trong các
phần sau đây:

Hình. Chu kỳ hoạt động của bể với 5 pha
•
Pha làm đầy – điền nước (Fill): thời gian bơm nước vào kéo dài từ 1 – 3 giờ. Dòng
nước thải được đưa vào bể trong suốt thời gian diễn ra pha làm đầy. Trong bể phản ứng
hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tùy theo mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào, quá
trình làm đầy để 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 bo một phần COD/BOD trong nước thải. Tạo điều kiện cho quá trình nitrat hóa xảy
ra.

Quy trình của pha:
Nước thải được bơm vào bể SBR;
Chế độ khuấy MỞ, máy thổi khí TẮT;
Chất hữu cơ, khử ni tơ, phosphorous sinh ra.
•
Pha phản ứng, thổi khí (React): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt
tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp.
Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, thường khoảng 2 giờ. Trong

pha này diễn ra quá trình nitrat hóa, nitrit hóa và oxy hóa các hợp chất hữu cơ. Loại bo
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.


Quy trình của pha:
Nước thải ngăn không cho vào bể SBR;
Chế độ khuấy MỞ, máy thổi khí hoạt động GIÁN ĐOẠN dựa trên chất lượng đầu ra;
Loại bo BOD/COD, nitrit hóa/khử ni tơ.
•
Pha lắng (Settle): pha này cho phép tách chất rắn sinh học từ nước thải được xử lý.
Trong pha này 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. Đây cũng là
thời gian diễn ra quá trình khử nitrơ trong bể với hiệu suất cao. Thời gian diễn ra khoảng 2
giờ. 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.

Quy trình của pha:
Nước thải ngăn không cho vào bể SBR;
Chế độ khuấy TẮT, máy thổi khí TẮT;
Chất rắn lơ lửng được để lắng xuống.
•
Pha rút nước (Draw - Decant): Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra
không bao gồm cặn lắng nhờ thiết bị Decantor. Thời gian dành riêng cho giai đoạn rút


nước có thể dao động từ 5% đến hơn 30% tổng thời gian chu kỳ. Thời gian rút nước
không nên quá mở rộng bởi vì các vấn đề có thể với bùn tăng. Một giờ là khoảng thời gian
thông thường cho phép cho giai đoạn này của hoạt động. Thời gian dành riêng cho giai

đoạn có thể dao động từ 5% đến hơn 30% tổng thời gian chu kỳ. Thời gian rút nước không
nên quá mở rộng bởi vì các vấn đề liên quan đến bùn tăng. Một giờ là khoảng thời gian
thông thường cho phép cho giai đoạn này của hoạt động.

Quy trình của pha:
Nước thải ngăn không cho vào bể SBR;
Chế độ khuấy TẮT, máy thổi khí TẮT;
Máng thu nước hạ xuống, nước sau lắng được đưa ra ngoài;
Bùn hoạt tính xả bo.
•
Pha chờ (Idle): Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vận hành 4 quy
trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể.

Quy trình của pha:
Nước thải ngăn không cho vào bể SBR;
Chế độ khuấy TẮT, máy thổi khí TẮT;
Bể SBR sẵn sàng cho chu kì xử lý tiếp theo.


Xả bùn dư là được thực hiện trong giai đoạn lắng nếu như lượng bùn trong hồ quá cao,
hoặc diễn ra cùng lúc với quá trình rút nước. Giai đoạn này rất quan trọng dù không thuộc
5 giai đoạn cơ bản trên, nhưng nó giúp cho bể hoạt động liên tục, một phần được thu vào
bể chứa bùn, một phần tuần hoàn vào bể Selector, phần còn lại được giữ trong bể C – Tech
việc xả bùn thường được thực hiện trong giai đoạn lắng hoặc tháo nước trong.
Tùy thuộc công suất, chất lượng nước thải đầu vào, đầu ra người ta lựa chọn thời gian của
các pha. Có nơi áp dụng thời gian các pha: Nạp liệu (làm đầy) 30 phút, sục khí 2-6 giờ,
lắng 1 giờ, thải bùn 30 phút; có nơi áp dụng: Nạp liệu ( làm đầy) 60 phút, nạp nước kèm
sục khí 30 phút, phản ứng: 2,5 giờ, lắng 1 giờ, xả bùn 1giờ.
VII. Các thông số đầu vào – đầu ra
a) Các thông số đầu vào

Trên cơ sở phân tích chất lượng nước các nhà máy, xí nghiệp trước và sau khi xử lý
sơ bộ, chất lượng nước hiện trạng của khu vực dự án và có xem xét đến khả năng tự làm
sạch của nguồn tiếp nhận nước thải. Chất lượng nước thải đầu vào trạm xử lý cần đạt các
chỉ số chính sau:
Bảng 1. Các thông số đầu vào
Các chỉ số phân tích

Đơn vị tính

Trị số đầu vào khu
xử lý nước thải

1

pH

mmg/l

7.45

2

Tổng các chất rắn lơ lửng

mmg/l

300

3

COD

mmg/l

500

4

BOD5

mmg/l

300

5

Tổng N

mmg/lN

68

6

Tổng P

mmg/lP

7,9

STT

b) Các thông số đầu ra
Bảng 2. Phân tích nước thải sau khi xử lý qua bể SBR
STT

Các chỉ số phân tích

Đơn vị tính

Kết quả

1

pH

mmg/l

5.5 – 9

2

Tổng các chất rắn lơ
lửng
COD

mmg/l

<10

mmg/l

<5

3