Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là một dạng bể kỵ khí điển hình được áp dụng nhiều trong hệ thống xử lý nước thải. Bể UASB có khả năng xử lý đa dạng các loại cặn chất thải từ công nghiệp đến sinh hoạt, điển hình là những loại nước thải đậm đặc có chứa hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ cao (BOD ≥ 10.000 – 30.000 (mg/l)). Các yếu tố nào ảnh hưởng đến việc vận hành bể UASB?
Các nội dung chính
1. Độ pH
pH là một thông số quan trọng trong hầu hết các hệ thống xử lý nước thải. Và đối với bể kỵ khí UASB, độ pH đóng vai trò giúp kiểm soát quá trình sinh khí Metan (CH4). Cụ thể: Khí Metan sẽ sản sinh nhiều nhất khi pH dao động trong khoảng 6,4 – 7,8 (và tối ưu ở trong một khoảng hẹp hơn là từ 7,0 – 7,2).
Kỹ sư vận hành nên đo pH trực tiếp tại hệ thống xử lý nước thải, trước khi vào bể UASB để có kết quả chính xác nhất (thay vì đo từ đầu nguồn hoặc ước tính độ pH dựa vào quy trình sản xuất).
Nếu pH trong bể UASB thấp hơn 6,2, quá trình sinh khí Metan sẽ bị ức chế đáng kể. Do đó, nếu pH trong nước thải thấp ngoài khoảng tối ưu để sinh khí Metan, kỹ sư vận hành cần phải trung hòa lại độ pH cho nước thải trước khi đưa vào bể kỵ khí UASB. Có thể áp dụng bằng cách bổ sung Na2CO3. Liều lượng sử dụng tùy thuộc vào độ pH thực tế của nước thải và ngưỡng pH muốn nâng lên.
2. Nhiệt độ
Theo Wiegel, J. (1990), hiệu quả của quá trình phân hủy kỵ khí tại bể kỵ khí UASB bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ. Trong 3 nhóm vi sinh vật là vi sinh vật ưa lạnh (Psychrophilic – 5-15°C), vi sinh vật ưa ấm (Mesophilic – 35-40°C) và vi sinh vật ưa nhiệt/nóng (Thermophilic – 50-55°C), hầu hết các vi sinh vật có trong bể kỵ khí UASB đều thuộc loại vi sinh vật ưa ấm – Mesophilic và hoạt động ở khoảng nhiệt là 10 -35°C. Khi nhiệt độ trong bể UASB đạt ở mức 35°C, lượng khí Metan sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí là 0,40L CH4/gCOD.
3. Độ kiềm Carbonate
Chính là trạng thái cân bằng giữa các ion CO2 và ion HCO3–. Độ kiềm Carbonate có vai trò quan trọng trong việc tạo môi trường đệm để giảm thiểu cho pH bị thay đổi đột ngột làm ức chế vi sinh vật hoạt động.Để vận hành bể UASB hiệu quả, kỹ sư vận hành nên duy trì độ kiềm Carbonate trong khoảng từ 2000-5000 mgCaCO3/l.
Trong bể kỵ khí UASB, độ kiềm Carbonate có thể được hình thành tự nhiên thông qua phản ứng giữa NH3 và CO2. Phương trình phản ứng là:
NH3 + CO2 + H2O → NH4+ + HCO3–
Tuy nhiên, trong trường hợp phản ứng tự nhiên trên vẫn chưa bổ sung đủ độ kiềm cần thiết cho bể UASB, kỹ sư vận hành cần sử dụng thêm hóa chất để bổ sung độ kiềm Carbonate cho bể. Một số hóa chất thường được sử dụng là Na2CO3, NaHCO3…
4. Vận tốc nước dâng
Việc kiểm soát vận tốc nước dâng trong bể kỵ khí UASB nhằm mục đích: Ổn định sinh khối trong bể, hạn chế việc trào bùn, duy trì ổn định mật độ vi khuẩn Metan hóa, duy trì sinh khí và ổn định tỷ lệ % khí Metan trong hỗn hợp khí sinh ra; ổn định pH và độ kiềm Carbonate, giảm COD đầu ra cho bể kỵ khí – từ đó giảm tải cho hệ thống phía sau.
Do đó, có thể thấy rằng vận tốc nước dâng ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quả vận hành của bể UASB. Kỹ sư vận hành nên kiểm soát vận tốc nước dâng trong bể UASB ổn định ở mức 0.6 – 0.9 m/h, Pha bùn hạt: 0,9 – 1.1 m/h.
5. Chỉ tiêu COD, TSS, FOGs
Khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải và bể UASB, tải lượng đầu COD, TSS, FOGs đầu vào đã được tính toán, do đó kỹ sư vận hành cần kiểm soát nồng độ ô nhiễm của các chỉ tiêu này theo thiết kế ban đầu để bể hoạt động hiệu quả nhất.
Thông thường, tải trọng xử lý COD của bể kỵ khí UASB là 5 – 10 kgCOD/m3.d; TSS vào bể kỵ khí phải khống chế < 500 mg/l và LFOGs < 1.0 kgFOGs/m3.d.
Tham khảo:
6. Chỉ tiêu MLSS và MLVSS
MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) hay còn gọi là chất rắn lơ lửng và MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) hay còn gọi là chất rắn lơ lửng bay hơi là 2 yếu tố quan trọng cần kiểm soát khi vận hành bể kỵ khí UASB.
Đối với MLSS, cần duy trì ổn định trong khoảng từ 30.000 – 50.000 mg/l. Với pha bùn hạt, cần duy trì mật độ bùn gấp 5 – 10 lần bùn bông.
Kỹ sư vận hành cũng cần kiểm soát tỷ lệ MLVSS/MLSS trong quá trình vận hành bể UASB. Thông thường MLVSS/MLSS > 0,4 (đối với từng loại nước thải khác nhau thì tỷ lệ MLVSS/MLSS cũng có những khác biệt).
Tham khảo: Chỉ số MLVSS và MLSS
7. Chất ức chế
Hầu hết các vi sinh vật sinh khí Metan trong bể kỵ khí UASB đều nhạy cảm và bị ức chế bởi các hợp chất/hóa chất độc hại như VFAs (là acid béo dễ bay hơi, là sản phẩm trung gian của giai đoạn Acid hóa), chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt, Chlorine, kim loại nặng,… Nếu trong bể kỵ khí UASB còn sót lại những chất ức chế độc hại này sẽ gây tụt pH, làm giảm hiệu quả sinh khí Metan cũng như hiệu quả xử lý COD của bể. Do đó, kỹ sư vận hành cần lưu ý kiểm tra nước thải đầu vào và loại bỏ các hợp chất độc hại (nếu có).
Kiểm soát tốt 7 yếu tố trên sẽ giúp việc vận hành bể UASB diễn ra hiệu quả hơn, đồng thời giúp khí Metan sản sinh ra nhiều và chất lượng hơn. Bên cạnh các yếu tố vận hành kể trên, để gia tăng hiệu suất sinh khí Metan của bể kỵ khí UASB, nhiều kỹ sư vận hành đã lựa chọn bổ sung thêm men vi sinh kỵ khí Microbe-Lift BIOGAS vào trong bể UASB để giúp tăng mật độ vi sinh vật sinh khí Metan, từ đó gia tăng hiệu quả sinh khí và phân hủy COD.
Nếu bạn quan tâm đến men vi sinh kỵ khí Microbe-Lift BIOGAS giúp nâng cao hiệu suất sinh khí Metan của bể UASB, hãy liên hệ ngay đến chúng tôi qua Hotline 0909 538 514 để được tư vấn nhanh nhất!
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
