Trả lời nhanh: Chọn SBR khi có sẵn đất và tải trọng dao động trong ngày. Chọn MBBR khi bạn đang nâng cấp bể hiện có và không thể thêm bể lắng. Chọn MBR khi giới hạn xả thải nghiêm ngặt hoặc nước sẽ được tái sử dụng, và bạn có thể chi trả cho màng và khí để làm sạch chúng. Cả ba vẫn tạo ra bùn thải cần phải được khử nước.
Ba quá trình trong một đoạn văn mỗi quá trình
SBR — bể phản ứng theo mẻ nối tiếp. Một bồn xử lý thực hiện mọi công đoạn theo trình tự. Bảng thông tin của US EPA liệt kê năm bước: nhàn rỗi, lấp đầy, phản ứng, lắng đọng và vẽSục khí, lắng và gạn diễn ra trong cùng một bể ở các thời điểm khác nhau, do đó không có bể lắng riêng biệt và không có bơm bùn hoàn lưu. Việc điều khiển được thực hiện bằng bộ hẹn giờ và công tắc mức.
MBBR — lò phản ứng màng sinh học tầng chuyển động. Một bể sục khí chứa đầy các giá thể nhựa nhỏ. Vi khuẩn phát triển thành màng sinh học trên bề mặt bên trong được bảo vệ của mỗi giá thể, do đó sinh khối lưu lại trong bể mà không cần tuần hoàn bùn. Các giá thể được giữ trong bể phản ứng bằng một sàng ở đầu ra. Các chất rắn bong tróc ra được loại bỏ ở phía hạ lưu, thường bằng bể lắng hoặc thiết bị DAF.
MBR — màng sinh học. Bùn hoạt tính với bể lắng thứ cấp được thay thế bằng màng vi lọc hoặc siêu lọc, hoặc được nhúng chìm trong bể sục khí hoặc trong dòng phụ. Bảng thông tin về lò phản ứng sinh học màng của EPA mô tả các màng phải giữ lại các hạt có kích thước khoảng 1 micron, đó là lý do tại sao nước thải sau xử lý bằng MBR hầu như không chứa chất rắn lơ lửng và hầu hết vi khuẩn.
Mỗi cái làm tốt điều gì
SBR: linh hoạt trên một diện tích nhỏ
Tờ thông tin của EPA ghi nhận SBR kết hợp cân bằng, lắng sơ cấp, xử lý sinh học và lắng thứ cấp trong một bể duy nhất, với diện tích tối thiểu và tiềm năng tiết kiệm vốn nhờ loại bỏ bể lắng. Các giá trị thiết kế được trích dẫn trong cùng tài liệu đưa ra một Chu kỳ 4 giờ đối với nước thải đô thị và 4–24 giờ đối với nước thải công nghiệp, với MLSS từ 2.000–4.000 mg/L ở mực nước thấp.
Vì độ dài chu kỳ có thể được thay đổi từ bảng điều khiển, một SBR có thể được vận hành từ chế độ ổn định tiếp xúc ngắn 3,5 giờ đến chế độ sục khí kéo dài 18–36 giờ. Đó là lý do tại sao nó phù hợp với các nhà máy có tải trọng thay đổi theo ca hoặc theo mùa. Việc loại bỏ BOD thường 85–95%, và các nhà cung cấp được trích dẫn trong bảng thông tin đảm bảo BOD và TSS dưới 10 mg/L.
MBBR: nhiều công suất hơn trong cùng một bể
Các giá thể bổ sung bề mặt màng sinh học mà không làm tăng thể tích bể. Giá thể Kaldnes K1 tiêu chuẩn cung cấp khoảng 500 m² bề mặt được bảo vệ trên mỗi mét khối chất mang, và các lò phản ứng thường được nạp không quá khoảng 67–70% thể tích bồn Vì vậy các giá thể vẫn có thể lưu thông (Rusten et al., 2006). Đổ đầy một bể đến một nửa bằng giá thể và lượng sinh khối hiệu dụng sẽ tăng lên gấp nhiều lần mà không cần động đến bê tông.
Đó là lý do MBBR thường được lựa chọn khi một nhà máy hiện hữu bị quá tải và không có chỗ cho bể sục khí thứ hai. Nó cũng xử lý tốt các tải trọng sốc, vì màng sinh học được cố định và không thể bị rửa trôi như các bông lơ lửng. Cái giá phải trả là nó không tự lắng chất rắn của mình: vẫn cần một bể lắng, DAF hoặc bước lọc, và bùn đến giai đoạn khử nước nhẹ hơn và khó làm đặc hơn so với bùn hoạt tính thải thông thường.
MBR: nước sạch nhất và bể nhỏ nhất
Tờ thông tin của EPA báo cáo các nhà máy quy mô đầy đủ giảm BOD từ khoảng 150–280 mg/L xuống 1–2 mg/L, TSS từ khoảng 170–250 mg/L xuống 1–3 mg/Lvà amoniac nitơ xuống dưới 0,3 mg/L, với độ đục nước thải trung bình 0,3 NTU tại một nhà máy ở Georgia. Vì màng giữ toàn bộ sinh khối trong bể phản ứng, MLSS có thể vận hành cao hơn nhiều so với nhà máy dựa trên bể lắng, giúp giảm thể tích bể và thời gian lưu thủy lực.
Hai lưu ý từ cùng một tài liệu. Lưu lượng đỉnh nên được giữ ở không quá 1,5–2 lần mức trung bình, vì màng không thể chịu được sự gia tăng thủy lực như bể lắng, nên thường cần một bể cân bằng. Và khí thổi rửa cũng đáng kể: một nhà máy trung bình 1.800 kWh cho mỗi triệu gallon Chỉ riêng máy thổi khí làm sạch màng đã cần lượng khí gần gấp đôi so với nhu cầu sục khí của một nhà máy thông thường. Bảo hành màng được báo giá từ 3 đến 10 năm.
So sánh song song
| Tiêu chí | SBR | MBBR | MBR |
|---|---|---|---|
| Cần thiết bị tách riêng | Không | Có (hoặc DAF) | Không — màng |
| Diện tích chiếm chỗ | Nhỏ | Nhỏ; phù hợp với các bồn hiện có | Nhỏ nhất |
| TSS nước thải | <10 mg/L thông thường | Phụ thuộc vào bộ làm trong | 1–3 mg/L |
| Khả năng chịu đựng sự dao động tải | Cao (có thể điều chỉnh chu kỳ) | Cao (sinh khối đính kèm) | Trung bình; cần cân bằng |
| Năng lượng | Trung bình | Trung bình | Cao nhất (khí xói màng) |
| Vật tư tiêu hao | Không có | Hãng vận chuyển (tuổi thọ cao) | Màng lọc, hóa chất tẩy rửa |
| Kỹ năng vận hành | Bộ hẹn giờ và van | Thấp | Cao |
| Phù hợp nhất | Tải trọng thay đổi, khu đất mới | Cải tạo, nâng cấp công suất | Tái sử dụng, giới hạn chặt chẽ, không có đất |
Làm thế nào để quyết định trong bốn câu hỏi
- Giấy phép yêu cầu những gì? Nếu TSS phải dưới 5 mg/L, hoặc nước sẽ được tái sử dụng cho mục đích làm mát hoặc bổ sung cho quy trình, MBR là công nghệ duy nhất trong ba công nghệ đạt được mức đó mà không cần bộ lọc cấp ba riêng biệt.
- Có một bể chứa hiện có không? Nếu có và nó bị quá tải, có thể thêm giá thể MBBR vào đó. Việc chuyển đổi sang MBR cũng khả thi nhưng đồng nghĩa với việc phải thay lưới chắn, màng lọc và máy thổi mới.
- Dòng chảy ổn định đến mức nào? Sản xuất theo lô, các nhà máy theo mùa và nhà máy thực phẩm có đỉnh rửa trôi ưa chuộng SBR, vì chu kỳ có thể được kéo dài khi tải nặng và rút ngắn khi tải nhẹ.
- Ai sẽ điều hành nó? MBR cần một người hiểu về áp suất xuyên màng, vệ sinh hóa chất và cặn bám. MBBR gần như không cần gì ngoài việc kiểm tra sàng và phân phối khí.
Phần mà không ai đưa vào tờ rơi quảng cáo: bùn
Cả ba quy trình đều chuyển đổi các chất hữu cơ hòa tan thành sinh khối, và sinh khối đó rời khỏi nhà máy dưới dạng bùn thải với độ rắn khoảng 0,5–1,2%. Bảng thông tin về màng sinh học của EPA cho thấy bùn thải có tổng chất rắn từ 1–1,2%; SBR và MBBR cũng tương tự hoặc loãng hơn.
Ba điểm khác biệt giữa chúng ở giai đoạn khử nước:
- Bùn MBR lớn tuổi hơn và khoáng hóa nhiều hơn, điều này thường giúp bánh bùn khô hơn, nhưng nó đi kèm với MLSS cao và có thể mang theo các hạt keo mịn làm bít vải nhanh chóng. Hãy thử nghiệm vải trước khi chọn nó.
- Màng sinh học bong tróc của MBBR Nhẹ và thường cần liều polymer cao hơn để keo tụ. Hiếm khi nó đặc lại tốt chỉ bằng trọng lực.
- Bùn thải SBR hoạt động như bùn hoạt tính thông thường và là loại dễ khử nước nhất trong ba loại trong một máy ép buồng lọc.
Đối với bất kỳ ai trong ba người, một máy ép màng lọc sẽ đưa bùn sinh học từ 1% chất rắn lên bánh bùn 20–30% chỉ trong một bước, điều này giúp chi phí vận chuyển hoặc chôn lấp trở nên hợp lý. Đối với các nhà máy nhỏ dưới vài tấn chất rắn khô mỗi ngày, một máy ép trục vít nhiều đĩa Là lựa chọn tiêu thụ ít năng lượng hơn.
Liên quan: một nhà máy xử lý nước thải tạo ra bao nhiêu bùn, khi bạn cần tuyển nổi khí hòa tanvà thiết bị xử lý nước thải công nghiệp.
Câu hỏi thường gặp
MBR có tốt hơn SBR không?
Chỉ khi bạn cần chất lượng nước đầu ra của nó. MBR đạt TSS 1–3 mg/L và vi khuẩn gần như bằng không, điều mà SBR không thể sánh được nếu không có bộ lọc bậc ba và khử trùng. SBR thắng về năng lượng, kỹ năng vận hành và khả năng chịu đỉnh lưu lượng, và không có màng nào phải thay thế.
MBBR có thể thay thế nhà máy xử lý bùn hoạt tính không?
Nó có thể đảm nhận bước sinh học bên trong cùng một bể, nhưng vẫn cần một giai đoạn tách chất rắn sau đó. Hầu hết các cải tạo giữ lại bể lắng hiện có hoặc thêm một đơn vị DAF sau bể phản ứng MBBR.
Kích thước nhà máy nào phù hợp với SBR?
Tờ thông tin của EPA lưu ý rằng SBR thường được sử dụng ở lưu lượng 5 triệu gallon mỗi ngày (khoảng 19.000 m³/ngày) hoặc ít hơn, và hầu hết các hệ thống lắp đặt đều dưới 2 MGD. Lưu lượng lớn hơn thường được xử lý bằng bùn hoạt tính dòng chảy liên tục hoặc MBR.
Bao nhiêu giá thể được đưa vào bể MBBR?
Thông thường từ 30% đến 67% thể tích bể phản ứng, và không quá khoảng 70%, để các giá thể vẫn có thể được giữ chuyển động nhờ sục khí. Mức độn chính xác được thiết lập dựa trên diện tích bề mặt màng sinh học cần thiết cho tải trọng thiết kế.
Tại sao bể MBR lại cần bể cân bằng?
Vì thông lượng màng bị hạn chế. Bản thông tin của EPA khuyến nghị giữ lưu lượng thiết kế đỉnh không vượt quá 1,5–2 lần lưu lượng trung bình; bể lắng chịu được lưu lượng tăng vọt, còn màng thì không.
Trong ba loại, loại nào tạo ra ít bùn nhất?
MBR, trong hầu hết các trường hợp, vì nó vận hành ở tuổi bùn dài và nhiều sinh khối hơn bị tiêu thụ bởi phân hủy nội sinh. Sự khác biệt là khiêm tốn, và mỗi một trong ba vẫn cần một bước khử nước trước khi bùn có thể được vận chuyển.
Hãy cho chúng tôi biết lưu lượng, tải lượng COD hoặc BOD, giới hạn xả thải và liệu đã có bể chứa hay chưa, chúng tôi sẽ cho bạn biết quy trình nào phù hợp và tính toán kích thước hệ thống tách nước bùn đi kèm: Yêu cầu đề xuất quy trình và kích thước.
Tài liệu tham khảo: US EPA — Bảng thông tin quản lý nước thải: Lò phản ứng sinh học màng (832-F-07-015), US EPA — Bảng thông tin công nghệ nước thải: Lò phản ứng theo mẻ tuần tự (1999), Rusten B. và cộng sự (2006) — Thiết kế và vận hành các lò phản ứng màng sinh học tầng chuyển động Kaldnes, Aquacultural Engineering 34.
Bài viết này là một phần trong hướng dẫn của chúng tôi về wastewater sludge dewatering.