Phương pháp sinh học kỵ khí trong xử lý nước

Bể sinh học kỵ khí (UASB) là bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học có dòng chảy ngược thông qua tầng bùn kỵ khí. Đây là bể chuyên dùng cho nước thải có nồng độ chất ô nhiễm cao.

Bể UASB được xây dựng bằng bê tông cốt thép, thường là hình chữ nhật. Ngoài ra, người ta thường lắp thêm tấm chắn có độ nghiêng > 35 độ. Tại bể này thường diễn ra 3 quy trình cơ bản: phân hủy – lắng bùn – tách khí. Cùng công ty môi trường Hợp Nhất tham khảo qua một thông tin cơ bản liên quan đến phương pháp xử lý nước thải ưu việt này nhé!

Công trình xử lý bằng phương pháp sinh học kỵ khí

Công trình xử lý nhân tạo

Lọc kỵ khí

Bể lọc có trang bị cố định VSV kỵ khí sống bám trên bề mặt. Các giá thể bao gồm đá, sỏi, than, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa, vòng sứ,… dòng nước thải di chuyển từ dưới lên trên, chúng tiếp xúc với màng vi sinh bám dính. Vì khả năng bám dính của màng vi sinh dẫn đến lượng sinh khối trong bể tăng lên đáng kể với thời gian lưu bùn dài.

Kỵ khí tiếp xúc

Giai đoạn xử lý nước thải kỵ khí tiếp xúc gồm bể phản ứng và bể lắng riêng biệt với thiết bị điều chỉnh bùn tuần hoàn. Nguồn nước thải chưa xử lý sẽ được khuấy trộn tuần hoàn và phản ứng phân hủy trong bể phản ứng kín không cho dòng khí vào. Sau đó, bùn đi vào bể lắng phần nước sạch đi ra ngoài và bùn lắng xuống đáy.

Bể UASB

Đây là giai đoạn xử lý chính có dòng chảy đi ngược qua tầng bùn kỵ khí.

Công trình xử lý tự nhiên

Đây là giai đoạn gồm các công trình như dạng ao, hồ kỵ khí. Với đặc tính sâu nên VSV có thể thích nghi trong điều kiện không được cung cấp oxy. Thời điểm này là giai đoạn oxy hợp chất như nitrat, sulfat,… nhằm oxy hóa chất hữu cơ thành axit hữu cơ, rượu hoặc khí CH4, CO2.

Nguyên lý hoạt động của bể sinh học kỵ khí

Nước thải được dẫn vào công trình xử lý có hướng từ dưới lên trên, đi qua lớp bùn kỵ khí với mật độ VSV cao. Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của VSV mà chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi lớp VSV. Các pha như rắn – lỏng – khí sẽ được tách hoàn toàn, các khí bay lên trên được thu hồi, lượng bùn sẽ tự động rơi xuống đáy. Cùng lúc, dòng chảy đi qua công trình xử lý phía sau.

Bể UASB còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, khi nhiệt độ lớn dẫn đến hiệu quả xử lý tại bể UASB càng cao. Đối với những ngành làm phát sinh chất thải nguy hại lớn thì bể sinh học kỵ khí rất khó xử lý vì nó ức chế quá trình phân hủy chất hữu cơ.

Tiếp theo nước thải được điều chỉnh ổn định về nồng độ pH và dinh dưỡng có hướng di chuyển lên trên với vận tốc duy trì từ 0,6 – 0,9 m/h.

Các thành phẩm trong suốt quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí sẽ tạo ra bùn và khí (CH4). Bùn sẽ nổi tự do lên trên mặt bể để quá trình tách pha khí – lỏng – rắn diễn ra thuận lợi hơn.

Cuối cùng bùn được tách khỏi bọt khí và lắng xuống, phần nước sạch theo màng răng cưa đưa đến công trình xử lý nước thải ô nhiễm phía sau. Phần khí đó được hấp thu chứa dung dịch NaOH (5 – 10%).

Các yếu tố ảnh hưởng đến bể UASB

• Về nhiệt độ: nhiệt độ thích hợp nhất để khởi động toàn bộ hệ thống từ 200 – 420 độ C.
• Về nồng độ pH: nồng độ pH ảnh hưởng đến sự phát triển của VSV có trong bể dao động từ 6.6 – 7.6. Khi nồng độ pH thấp sẽ là tác nhân gây ức chế hoạt động của vi sinh vật trong bể.
• Về nồng độ bùn: bể này cần có độ hoạt tính thích hợp với thời gian khởi động ngắn. Có thể sử dụng bùn hữu cơ như bùn từ bể tự hoại, phân gia súc hoặc phân chuồng.
• Về nồng độ độc chất: hàm lượng chất độc với amoniac > 2000 mg/l, Sulphate > 500 mg/l, nồng độ muối từ 5.000 – 15.000 mg/l.
• Về nồng độ giá thể: giá thể dao động từ 25 – 60% thể tích ngăn kỵ khí của bể.
• Về chất dinh dưỡng: nhu cầu sử dụng chất dinh dưỡng của VSV kỵ khí thấp hơn VSV hiếu khí.
• Về hàm lượng chất rắn lơ lửng: cần điều chỉnh nồng độ thích hợp vì khi nồng độ quá cao sẽ giảm khả năng phân hủy sinh học của VSV.
• Về nồng độ nước thải: nồng độ lớn hơn 5.000 COD/l thì cần pha loãng hoặc cần tuần hoàn nước trước khi vận hành.

Ưu điểm của bể UASB

• Ít tiêu hao năng lượng sử dụng
• Không đòi hỏi công nghệ xử lý phức tạp
• Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao, giảm chi phí xử lý bùn sinh học
• Có thể loại bỏ chất hữu cơ với lưu lượng lớn
• Có khả năng xử lý hiệu quả từ 80 – 95%
• Dễ dàng phân hủy một số chất khó phân hủy
• Có thể ứng dụng xử lý rộng rãi các loại nước thải khác nhau

Công ty môi trường Hợp Nhất chuyên dịch vụ xử lý nước thải bằng các gói giải pháp môi trường có thể ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề và lĩnh vực khác nhau.