Bể kỵ khí (UASB) là công trình được ứng dụng nhiều tại các hệ thống xử lý nước thải ở nước ta. Cùng Biogency tìm hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bể UASB cũng như cách để tăng hiệu quả xử lý khi vận hành bể kỵ khí.
Các nội dung chính
Bể kỵ khí là gì?
Bể kỵ khí UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là một dạng bể được hoạt động theo nguyên lý kỵ khí được sử dụng để tăng quá trình phân hủy các chất hữu cơ ô nhiễm có trong nước thải. Bể có hình chữ nhật làm từ bê tông cốt thép, bên trong lắp thêm các tấm chắn với độ nghiêng >35 độ so với phương ngang để tách triệt để lượng khí có trong nước thải. Cấu tạo của bể gồm 3 hệ thống chính:
- Hệ thống cấp nước thải vào bể xử lý
- Hệ thống máng thu nước sau xử lý
- Hệ thống tách thu khí
Ưu điểm bể kỵ khí:
- Xử lý tốt chất thải có hàm lượng hữu cơ cao với COD đến 4000 mg/l hay BOD đến 500mg/l. Bể cũng có khả năng xử lý các chất hữu cơ độc hại, khó phân hủy
- Tải lượng của bể kỵ khí chịu được rất cao, gấp 10 lần bể hiếu khí Aerotank.
- Bể UASB chịu được sốc tải, chịu tải lượng cao tốt
- Chi phí xây dựng thấp, chi phí xử lý bùn thấp
- Tận dụng được nguồn năng lượng mang lại lợi ích kinh tế cao
- Bùn kỵ khí có thể phục hồi, hồi phục sau thời gian dài hoạt động nên có thể hoạt động gián đoạn hoặc khởi động sau thời gian dài không hoạt động
Nhược điểm bể kỵ khí:
- Quá trình khởi động mất 3-4 tháng vì bùn vi sinh khó thích ứng với môi trường mới
- Hiệu suất xử lý không cao
- Lượng khí sinh ra phục vào quá trình phản ứng của vi sinh vật nên không ổn định
- Khí metan bám dính trên bề mặt hạt bùn do phản ứng trong lớp bùn kỵ khí. Do đó cần trang bị thiết bị tách lượng khí ra khỏi bùn để bùn lắng được trong bể.
Nguyên lý hoạt động bể UASB:
- Nước thải sẽ được điều chỉnh pH đảm bảo duy trì ở 6,6 – 7,6 đảm bảo tốt duy trì cho quá trình phát triển của Vi sinh vật kị khí và sẽ được thông qua đường ống cấp cấp toàn bộ lượng nước thải vào bể UASB với vận tốc từ 0,6 – 0,9m.
- Khi đó hỗn hợp bùn và nước thải sẽ được tiếp xúc nhau và phát triển sinh khối bằng cách vi sinh vật sử dụng các chất ô nhiễm và tạo thành 70% đến 80% CH4. Lượng khí metan này sẽ được bám dính vào bùn và cùng với khí tự do nổi lên trên bề mặt.
- Nhằm tách lượng khí ra khỏi nước sau xử lý người ta đặt các tấm vách nghiêng, tại đây sẽ xảy ra hiện tượng tách pha khí – lỏng – rắn.
- Sau đó, nhằm hấp thụ triệt để lượng khí trên thì hỗn hợp khí sẽ được dẫn qua bình dung dịch NaOH từ 5 đến 10%.
- Bùn sau đó sẽ được lắng xuống do tách hoàn toàn khí.
- Nước thải theo máng tràn răng cưa dẫn đến bể xử lý tiếp theo.
Tham khảo: Quá trình sinh học kỵ khí diễn ra như thế nào
Cách tăng hiệu suất xử lý bể kỵ khí UASB
Như vậy từ những nhược điểm ở trên có thể thấy, vấn đề thường gặp khi vận hành bể UASB là hiệu suất xử lý thấp. Để vận hành bể sinh học kỵ khí hiệu quả, trước hết bể cần được thiết kế đảm bảo khả năng tiếp xúc tốt nhất giữa nước thải và bùn. Khi vận hành nhà vận hành cần quan tâm đến các yếu tố sau:
Nhiệt độ
Tốc độ phân hủy kỵ khí của bùn và sinh khí metan tỷ lệ thuận với nhiệt độ bể UASB. Do đó yếu tố nhiệt độ vô cùng quan trọng. Nhiệt độ tối ưu nhất ở 35 độ C. Nếu nhiệt độ thấp, các chủng vi sinh kỵ khí ưa nhiệt sẽ chậm phát triển hoặc diễn ra quá trình phân hủy nội bào.
Hàm lượng chất rắn (TSS)
Với bể kỵ khí sẽ hoạt động tốt ở hàm lượng TSS cao hơn 20% hoặc nhỏ hơn 15%. Đối với các bể kỵ khí có TSS cao, yêu cầu diện tích xây dựng ít hơn do bùn đặc và khối lượng nước thấp hơn. Nó cũng đòi hỏi nhiều năng lượng đầu vào hơn để xử lý. Ngược lại, các bể kỵ khí có TSS thấp vận chuyển chất thải bằng cách sử dụng máy bơm yêu cầu năng lượng đầu vào thấp hơn đáng kể, giúp lưu thông triệt để chất thải và tiếp xúc đều với quần thể vi khuẩn, mang lại hiệu quả đầu ra cao hơn. Tuy nhiên, chúng đòi hỏi diện tích xây dựng lớn hơn so với yêu cầu của các bể kỵ khí chất rắn cao do khối lượng tăng.
Chất dinh dưỡng bổ sung:
Vi khuẩn kỵ khí trong quá trình chuyển hóa cần có Co, Pe, Ni, S, Se, Mo, W và bổ sung các chất dinh dưỡng Ba, Ca, Mg, Na. Nhu cầu dinh dưỡng đối với chất phân hủy kỵ khí là COD:N:P = 1000:7:1 được sử dụng cho chất thải có hàm lượng chất hữu cơ cao và COD:N:P = 350:7:1 tương ứng cho chất thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp. Giá trị C/N ít nhất là 25:1 được đề xuất để sản xuất khí tối ưu. Nitơ xấp xỉ 12% và Phốt pho 2% trọng lượng khô của tế bào vi khuẩn. Cả N và P không được giới hạn trong bể kỵ khí.
Cung cấp chủng vi khuẩn kỵ khí
Hiệu quả cao hay thấp của bể kỵ khí phụ thuộc vào mức độ phân hủy của VSV trong bể. VSV được tích hợp cao, khả năng sinh khối lớn sẽ phân hủy tốt các chất hữu cơ, tăng hiệu suất xử lý. Vậy nên việc cung cấp chủng vi khuẩn chuyên biệt cho quá trình kỵ khí cực kỳ quan trọng.
Tham khảo: Các yếu tố ảnh hưởng đến vận hành bể kỵ khí
TĂNG HIỆU SUẤT BỂ UASB BẰNG MEN VI SINH MICROBE-LIFT BIOGAS
Để cung cấp chủng vi khuẩn kỵ khí, Microbe-Lift BIOGAS là sản phẩm đang được nhiều hệ thống lựa chọn. Đây là dòng sản phẩm cung cấp các chủng vi sinh kỵ khí được chọn lọc, có hoạt tính mạnh như Clostridium butyricum, Clostridium sartagoforme, Desulfovibrio vulgaris, Desulfovibrio aminophilus, Geobacter lovleyi, Methanomethylovorans hollandica, Methanosarcina bakeri, Pseudomonas citronellolis. Từ đó tăng hiệu suất xử lý.
Ưu điểm của Microbe-Lift BIOGAS:
- Giảm BOD, COD, TSS đầu ra cho bể sinh học kỵ khí.
- Giảm hiện tượng vi sinh bị chết do sốc tải.
- Giảm mùi hôi và giảm lượng bùn thải.
- Phục hồi nhanh hệ thống xử lý nước thải sau khi bị sự cố.
- Tăng cường
Đặc biệt men vi sinh Microbe-Lift BIOGAS kích hoạt nhanh, đổ trực tiếp, không cần ngâm ủ, thích nghi tốt, dễ sử dụng, dễ bảo quản nên rất được ưa chuộng. Hiện sản phẩm được phân phối độc quyền tại Việt Nam bởi Biogency, để đặt hàng hoặc hỗ trợ tư vấn chi tiết hơn liên hệ chúng tôi theo Hotline 0909 538 514
Tài liệu tham khảo:
- LIU, Yu, et al. Mechanisms and models for anaerobic granulation in upflow anaerobic sludge blanket reactor. Water Research, 2003, 37.3: 661-673.
- DAUD, M. K., et al. Review of upflow anaerobic sludge blanket reactor technology: effect of different parameters and developments for domestic wastewater treatment. Journal of Chemistry, 2018, 2018.
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
