Phân giải kỵ khí và phân giải hiếu khí là 2 khái niệm riêng biệt, được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực, trong đó bao gồm xử lý nước thải. Bài viết này hãy cùng Biogency tìm hiểu chi tiết hơn về 2 quá trình phân giải hiếu khí và kỵ khí cũng như ứng dụng trong xử lý nước thải.
Các nội dung chính
Phân giải hiếu khí là gì?
Phân giải hiếu khí là quá trình phân giải hoàn toàn chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng là CO2 và nước với sự tham gia của O2, đồng thời giải phóng năng lượng cho các hoạt động của tế bào.
Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp tế bào:
Quá trình phân giải hiếu khí được chia thành 3 giai đoạn: đường phân, chu trình Krebs, chuỗi truyền electron như hình sau:
>>> Xem thêm: Vi khuẩn hiếu khí là gì? Khi nào cần sử dụng vi khuẩn hiếu khí trong xử lý nước thải?
Phân giải kỵ khí là gì?
Phân giải kỵ khí là quá trình phân giải không hoàn toàn phân tử đường để tạo năng lượng mà không có sự tham gia của O2 và không có chuỗi truyền electron.
Gồm 2 giai đoạn: đường phân và lên men.
Tế bào vi khuẩn có nhiều kiểu lên men, tế bào nhân thực có 2 kiểu lên men chính là lên men lactate và lên men ethanol. Ở động vật và người chỉ có kiểu lên men lactate. Kết quả lên men kỵ khí chỉ tạo ra 2 ATP, ít hơn rất nhiều so với hô hấp hiếu khí.
Phân biệt phân giải kỵ khí và phân giải hiếu khí
Dựa vào khái niệm ở trên phần nào chúng ta đã thấy sự khác biệt giữa phân giải kỵ khí và hiếu khí. Chúng đều là quá trình phân giải các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn nhờ quá trình bẻ gãy các liên kết hóa học. Quá trình này đều tạo ra năng lượng ATP và đều trải qua giai đoạn đường phân. Về điểm khác biệt, có thể liệt kê qua bảng sau:
| Tiêu chí | Phân giải hiếu khí | Phân giải kỵ khí |
| Cơ chế | Gồm 3 giai đoạn: Đường phân, oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs, chuỗi truyền electron hô hấp. | Gồm 2 giai đoạn: đường phân và lên men. |
| Nơi diễn ra | Tế bào chất và ti thể | Tế bào chất |
| Nhu cầu oxygen | Cần | Không cần |
| Chất nhận điện tử | Oxygen | Chất hữu cơ |
| Sản phẩm tạo thành | CO2, H2O | Acid lactic hoặc rượu ethanol, CO2. |
| Năng lượng tích lũy | 32 ATP | 2 ATP |
Ý nghĩa của quá trình phân giải kỵ khí và hiếu khí trong xử lý nước thải
Với khả năng phân giải các chất hữu cơ phức tạp trở thành chất đơn giản, quá trình phân giải kỵ khí và hiếu khí được ứng dụng trong xử lý nước thải. Theo đó, khi nước thải rời khỏi giai đoạn sơ cấp sẽ được đưa vào các bể phản ứng sinh học được thiết kế đặc biệt, nơi diễn ra quá trình phân huỷ hiếu khí và kỵ khí.
Sau khi quá trình phân hủy hiếu khí hoặc kỵ khí được thực hiện, quá trình xử lý bậc ba sẽ diễn ra, đây là phương pháp xử lý nước thải bổ sung được sử dụng nếu nước được tái sử dụng, tái chế hoặc thải ra môi trường. Hiện nay quá trình phân huỷ hiếu khí và kỵ khí được kết hợp ứng dụng đạt hiệu quả cao trong các hệ thống xử lý nước thải.
Sự khác biệt chính giữa xử lý hiếu khí và xử lý kỵ khí trong xử lý nước thải:
| Tham số | Xử lý hiếu khí | Xử lý kỵ khí |
| Ứng dụng | Nước thải có nồng độ thấp đến trung bình (<1000 ppm), ví dụ như nước thải đô thị, nước thải nhà máy lọc dầu, v.v. | Nước thải có nồng độ từ trung bình đến cao (>4000 ppm), ví dụ như nước thải ngành thực phẩm và đồ uống |
| Đầu tư vốn | Khá cao | Tương đối thấp với khả năng hoàn vốn |
| Tiêu thụ năng lượng | Khá cao | Tương đối thấp |
| Năng suất bùn | Khá cao | Tương đối thấp |
| Sau xử lý | Xả trực tiếp điển hình | Cần đáp ứng yêu cầu xả thải tiêu chuẩn nước thải |
| Quy trình, công trình | Quy trình xử lý bùn hoạt tính (ASP), Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC) | Lò phản ứng bể khuấy liên tục (CSTR) , Thiết bị phản ứng theo mẻ tuần tự (SBR), bể UASB,.. |
| * CH4 sinh ra có thể dùng để tạo ra năng lượng | ||
Nếu so sánh, quá trình xử lý kỵ khí có nhiều ưu điểm so với quá trình xử lý hiếu khí. Khí sinh học được tạo ra trong quá trình xử lý kỵ khí có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng tái tạo (khí tự nhiên/metan). Quá trình này cũng tạo ra lượng bùn rất thấp, có thể tách nước và ổn định hoàn toàn để xử lý. Xử lý kỵ khí ít tốn kém hơn, đơn giản hơn và linh hoạt hơn so với quy trình xử lý hiếu khí.
Việc lựa chọn và sử dụng quá trình phân hủy hiếu khí hay kỵ khí hoặc kết hợp cả 2 phụ thuộc vào các yếu tố riêng của từng hệ thống. Để được hỗ trợ tư vấn cụ thể ứng dụng 2 quá trình này trong xử lý nước thải, cũng như cách tăng hiệu suất xử lý cả toàn hệ thống, bạn có thể liên hệ Hotline 0909 538 514.
>>> Xem thêm: Các dấu hiệu cho biết hệ thống xử lý nước thải bị quá tải và hướng xử lý
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
