I. Loại bỏ đồng thời nitơ và phốt pho trong quá trình SBR
Trong quá trình vận hành, quy trình SBR có thể loại bỏ đồng thời nitơ và phốt pho trong cùng một bể phản ứng bằng cách điều chỉnh phân bổ thời gian và điều kiện môi trường (như tốc độ sục khí và trạng thái khuấy) ở từng giai đoạn. Cụ thể, nó tạo ra các môi trường hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí xen kẽ ở các giai đoạn hoạt động khác nhau để đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của các cộng đồng vi sinh vật khác nhau.
Chế độ vận hành: Anaerobic → Aerobic → Anoxic (hoặc kết hợp linh hoạt theo nhu cầu)
Thông qua việc kiểm soát-chuỗi thời gian, việc giải phóng phốt pho đạt được ở giai đoạn kỵ khí, quá trình nitrat hóa và hấp thu phốt pho dư thừa được hoàn thành ở giai đoạn hiếu khí và quá trình khử nitrat đạt được ở giai đoạn thiếu khí.
II. Các yếu tố ảnh hưởng chính của việc loại bỏ đồng thời nitơ và phốt pho
1. Nồng độ chất hữu cơ ảnh hưởng
Chất hữu cơ trong dòng nước vào là nguồn cacbon quan trọng cho vi khuẩn tích lũy polyphosphate và vi khuẩn khử nitrat. Có sự cạnh tranh về nguồn carbon giữa vi khuẩn tích lũy polyphosphate{2}}và vi khuẩn khử nitrat. Nếu nồng độ chất hữu cơ ảnh hưởng không đủ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả loại bỏ nitơ và phốt pho. Do đó, tỷ lệ nguồn carbon hợp lý là rất quan trọng cho sự thành công của việc loại bỏ nitơ và phốt pho đồng thời.
2. Tốc độ sục khí và oxy hòa tan (DO)
Nồng độ oxy hòa tan ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả loại bỏ nitơ và phốt pho. Quá trình khử nitrat đòi hỏi điều kiện thiếu oxy với DO < 0,5 mg/L; lượng oxy hòa tan quá cao sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn khử nitrat. Đồng thời, cần phải duy trì đủ lượng oxy hòa tan trong giai đoạn hiếu khí để đảm bảo quá trình nitrat hóa diễn ra hoàn toàn. Vì vậy, việc kiểm soát chính xác tốc độ sục khí và nồng độ oxy hòa tan là rất quan trọng.
3. Giá trị pH
Giá trị pH của hệ thống ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả loại bỏ phốt pho sinh học. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi pH > 8, lượng phốt pho giải phóng bởi các sinh vật tích lũy polyphosphate (PAO) giảm đáng kể, ảnh hưởng đến hiệu ứng hấp thu phốt pho quá mức trong các giai đoạn hiếu khí tiếp theo. Vì vậy, giá trị pH cần được kiểm soát trong khoảng thích hợp trong quá trình vận hành.
4. Thời gian lưu bùn (SRT)
Vi khuẩn nitrat hóa có chu kỳ phát triển dài và cần thời gian lưu bùn dài; trong khi PAO yêu cầu thời gian lưu bùn ngắn hơn để loại bỏ phốt pho tốt hơn. Có sự cân bằng-giữa quá trình nitrat hóa và loại bỏ phốt pho; thông thường, SRT cần được kiểm soát trong khoảng 10 ngày để tìm ra sự cân bằng tối ưu giữa cả hai.
III. So sánh quy trình SBR và quy trình bùn hoạt tính dòng chảy liên tục
Ưu điểm của quy trình SBR
1. Không cần bể cân bằng dòng chảy, bể lắng thứ cấp và bơm hồi bùn; dòng quy trình đơn giản.
2. Chất lượng nước thải tốt hơn quy trình bùn hoạt tính truyền thống và chất lượng nước ổn định hơn.
3. Cấu trúc nhỏ gọn, dấu chân nhỏ.
4. Khả năng chống dao động tải mạnh, đạt hiệu quả thanh lọc tốt.
5. Đầu tư cơ sở hạ tầng thấp.
6. Dễ dàng kiểm soát việc tạo cặn bùn
Nhược điểm của quy trình SBR
1. Vận hành phức tạp, yêu cầu cao về tự động hóa và trình độ kỹ năng của người vận hành.
2. Tỷ lệ sử dụng thiết bị thấp, chi phí thiết bị và công suất lắp đặt tăng.
3. Chu kỳ vận hành dài, thể tích bể lớn và thiết bị thoát nước.
4. Khó đáp ứng các yêu cầu xử lý nước thải liên tục và liên tục trong-các dự án xử lý nước thải quy mô lớn.
5. Mực nước dao động lớn, tổn thất cột nước lớn.
IV. Đặc điểm chung của quy trình SBR
(1) Quá trình chuyển đổi sinh học và tách chất rắn-lỏng của các chất ô nhiễm trong nước thải được thực hiện trong một bể phản ứng hoặc nhiều bể phản ứng theo trình tự;
(2) Thể tích hỗn hợp nước-bùn trong bể phản ứng tăng lên trong giai đoạn chảy vào và giảm dần trong giai đoạn nước thải, cung cấp chức năng điều chỉnh thể tích nước;
(3) Thời gian vận hành của từng giai đoạn phản ứng có thể được điều chỉnh ngẫu nhiên, mang lại tính linh hoạt cao;
(4) Trình tự và thời gian vận hành của từng giai đoạn có thể được điều chỉnh và kiểm soát hiệu quả, linh hoạt bằng các thiết bị điều khiển tự động;
(5) Khi tải lượng nước vào dao động đáng kể, có thể duy trì hiệu suất xử lý tốt bằng cách điều chỉnh thời gian vận hành hệ thống;
(6) Nước đã xử lý có thể được lưu trữ trong lò phản ứng và thải ra ngoài sau khi kiểm tra chất lượng nước;
(7) Năng lượng đầu vào hệ thống có thể được điều chỉnh linh hoạt theo chất lượng nước đầu vào, tối ưu hóa thể tích hiệu dụng của từng bể phản ứng và số lượng bể vận hành.
Tóm lại, quy trình SBR, với chế độ vận hành gián đoạn độc đáo, có lợi thế toàn diện đáng kể trong lĩnh vực xử lý nước thải-quy mô vừa và nhỏ. Tuy nhiên, không thể bỏ qua những hạn chế của nó trong-các kịch bản hoạt động liên tục ở quy mô lớn. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều quy trình SBR cải tiến khác nhau để bù đắp những thiếu sót của SBR truyền thống.
