Phân hủy kỵ khí bùn thải tạo khí sinh học

Biến đổi khí hậu và cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch dẫn đến sử dụng ngày càng nhiều nguồn năng lượng tái tạo. Phân hủy kỵ khí là công nghệ được chứng minh tạo ra nguồn năng lượng mới an toàn hơn. Đồng thời nó có hiệu quả trong xử lý nước thải, nhất là bùn thải có hàm lượng nước cao. Sau một thời gian, bùn sẽ thay đổi trong suốt quá trình xử lý như tạo khí sinh học và quản lý bùn sau xử lý tốt hơn.

Đặc điểm của phân hủy kỵ khí bùn thải

Bùn thải từ HTXLNT chủ yếu xử lý bằng cách chôn lấp, sản xuất vật liệu xây dựng, phân trộn, nhiên liệu. Việc xác định đặc tính bùn thải khá quan trọng, nó đặc trưng bởi nồng độ chất rắn, chất hữu cơ, mầm bệnh, chất dinh dưỡng và vô cơ. Bên cạnh đó, nồng độ chất dinh dưỡng (nito, photpho) là những thành phần quan trọng cung cấp cho vi khuẩn để chúng phát triển tối ưu. Nhờ những đặc tính này mà tạo điều kiện thuận lợi trong thiết kế và hiểu rõ hơn về quy trình phân hủy kỵ khí.

Hàng loạt quy trình xử lý như cơ học, nhiệt, hóa học, sinh học được phát triển làm tăng lượng khí metan sản xuất dẫn đến nhu cầu năng lượng, chi phí vận hành – bảo trì cao. Phân hủy kỵ khí là hệ thống phức tạp gồm nhiều giai đoạn chuyển hóa sinh học chất hữu cơ, thủy phân, axit hóa và tạo methanol. Trong đó vi khuẩn sinh methanol chuyển hóa axetat thành CH4 và CO2.

Về vấn đề kỹ thuật, việc vận hành quá trình phân hủy kỵ khí không đúng cách sẽ dẫn đến việc tạo ra năng suất khí sinh học thấp. Đồng thời, quá trình vận hành – bảo trì hệ thống kỵ khí đòi hỏi các kỹ sư có tay nghề cao, đào tạo bài bản. Nhờ phân hủy kỵ khí giúp tăng cường sự ổn định của bùn thải, giảm mầm bệnh và phát thải mùi hôi dẫn đến giảm khối lượng bùn cuối cùng.

Các yêu cầu của hệ thống phân hủy bùn thải kỵ khí

Quá trình bùn hoạt tính là phương pháp thường sử dụng trong các HTXLNT do hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ và ứng dụng đơn giản. Tuy nhiên, quá trình này tạo ra lượng bùn thải lớn làm tăng chi phí xử lý bùn. Trong khi đó, việc xử lý bùn thải tốn kém nhiều chi phí, chiếm đến 60% tổng chi phí vận hành. Vì thế mà đồng phân hủy kỵ khí bùn thải là phương pháp thân thiện với môi trường và hấp dẫn về mặt kinh tế.

Đồng phân hủy chất thải kích thích hoạt động của enzym thủy phân và cân bằng chất dinh dưỡng tốt hơn cho quần thể VSV để tăng cường sản xuất khí metan. Ngoài ra nó còn tăng cường loại bỏ chất hữu cơ. Việc sản xuất khí metan là điều tối quan trọng vì năng lượng tái tạo cao hơn được tạo ra từ quá trình phân hủy kỵ khí. Nhu cầu oxy hóa học hòa tan cao hơn trong bể phản ứng cung cấp lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, dẫn đến việc tạo ra lượng khí sinh học lớn.

Vận hành – bảo dưỡng thiết bị phân hủy kỵ khí đòi hỏi sự giám sát chặt chẽ. Để duy trì điều kiện tối ưu cho quần thể VSV phát triển cần bổ sung thêm chất dinh dưỡng (N, P) ở dạng amoni clorua, amoniac dạng nước, muối ure photphat và axit photphoric. Chi phí lắp đặt hệ thống tùy thuộc vào lựa chọn kích thước và thiết bị xử lý. Đối với quy trình ưa nhiệt yêu cầu hệ thống phức tạp làm tăng chi phí vận hành – bảo dưỡng hơn.

Mô hình kỵ khí xử lý bùn thải xuất hiện cách đây nhiều năm và vẫn được lựa chọn phổ biến mặc dù các công nghệ khác như làm khô bùn, đốt, khí hóa được ưu tiên hơn. Do đó nó không chỉ ổn định bùn thải mà còn giảm đến 50% chất hữu cơ, phần bùn còn lại được dùng làm chất điều hòa, giảm hàm lượng khí thải nhà kính. Nó là bước xử lý cần thiết trước khi đốt, nén, tối ưu hóa quy trình xử lý và tiết kiệm chi phí. Hơn nữa, khí sinh học tạo ra chứa hàm lượng metan cao hơn như nguồn năng lượng thay thế cho năng lượng hóa thạch.

Liên hệ ngay Công ty xử lý môi trường Hợp Nhất để được hỗ trợ!