Hiệu suất bể UASB chỉ đạt 40% hay hiệu suất thấp hơn là một cảnh báo cần được xử lý quyết liệt vì nếu kéo dài, nó sẽ gây phát sinh mùi, tăng chi phí xử lý nước thải phía sau, thậm chí làm hệ thống vi sinh mất cân bằng nghiêm trọng. Nguyên nhân của vấn đề này là do đâu? Và làm cách nào để khắc phục? Bài viết hôm nay BIOGENCY sẽ giải đáp cho bạn.
Nhiệm vụ và hiệu suất xử lý thông thường của bể UASB
Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là công nghệ xử lý nước thải kỵ khí tiên tiến, ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp chế biến thủy sản, thực phẩm và đồ uống. Nhiệm vụ chính của bể UASB là loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan (BOD, COD) bằng cách chuyển hóa chúng thành khí sinh học (Biogas) nhờ hoạt động của hệ vi sinh vật kỵ khí.
Hiệu suất xử lý thông thường của bể UASB đạt từ 70–90% COD và 80–90% BOD nếu được vận hành và kiểm soát đúng cách. Ngoài ra, bể còn góp phần giảm lượng bùn thải và sinh ra nguồn năng lượng tái tạo (khí Methane).
Nguyên nhân khiến hiệu suất bể UASB chỉ đạt 40% khi vận hành
Hiệu suất bể UASB thấp (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) – chỉ đạt khoảng 40% – có thể bắt nguồn từ nhiều nguyên nhân kỹ thuật và vận hành cụ thể sau:
– Tải lượng hữu cơ (COD) quá cao:
Khi nồng độ COD đầu vào vượt quá ngưỡng thiết kế (thường từ > 4.000mg/L), vi sinh vật không thể phân hủy kịp chất hữu cơ, dẫn đến hiện tượng quá tải sinh học. Quá trình lên men kỵ khí trở nên mất cân đối, sinh khí metan giảm, lượng bùn phát sinh tăng, gây suy giảm hiệu suất xử lý tổng thể. Ngoài ra, tải trọng cao kéo dài còn làm suy yếu khả năng sinh trưởng của lớp bùn hạt.
– Sự hiện diện của độc chất ức chế vi sinh:
Các hóa chất như chất tẩy rửa công nghiệp, dầu mỡ, kim loại nặng (Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺…) hoặc thuốc bảo vệ thực vật có thể vượt quá ngưỡng chịu đựng của hệ vi sinh vật kỵ khí. Những chất này gây ức chế enzym hoặc làm biến đổi màng tế bào, khiến vi sinh vật mất khả năng sinh trưởng hoặc chết hàng loạt, gây “sốc” sinh học và dẫn đến sụt giảm mạnh hiệu suất xử lý kỵ khí của bể UASB.
– Mất cân bằng hệ vi sinh:
Trong quá trình phân hủy kỵ khí, sự cân bằng giữa các nhóm vi sinh vật như Hydrolyzers, Acidogens, Acetogens và Methanogens là cực kỳ quan trọng. Nếu một nhóm bị suy yếu (đặc biệt là Methanogens – nhóm sinh khí metan), chuỗi phân giải chất hữu cơ bị gián đoạn, dẫn đến tích tụ các axit hữu cơ trung gian như Axetat và Propionat, gây sụt pH và mất ổn định hệ thống.
– Lớp bùn hạt (Granular Sludge) chưa phát triển tốt:
Bùn hạt đóng vai trò trung tâm trong việc duy trì hiệu suất bể UASB. Trong giai đoạn đầu khởi động hoặc khi điều kiện vận hành không phù hợp (ví dụ: xáo trộn thủy lực, thiếu chất dinh dưỡng, dòng nước quá mạnh), bùn không kịp kết tụ thành dạng hạt, dẫn đến hiện tượng rửa trôi bùn, giảm thời gian lưu vi sinh và hiệu suất xử lý.
– Nhiệt độ nước thải thấp (< 30°C):
Quá trình phân hủy kỵ khí là phản ứng sinh học chậm và rất nhạy với nhiệt độ. Khi nhiệt độ nước thải xuống dưới 30°C (đặc biệt dưới 25°C), tốc độ tăng trưởng và hoạt động của vi sinh kỵ khí giảm đáng kể. Trong điều kiện này, thời gian cần thiết để xử lý COD sẽ dài hơn, làm giảm hiệu quả xử lý tổng thể.
– Vận hành sai kỹ thuật:
Một số lỗi vận hành như lưu lượng dòng vào quá cao, thời gian lưu thủy lực (HRT) ngắn, phân phối dòng không đều hoặc không kiểm soát được tốc độ tải chất rắn có thể gây xáo trộn lớp bùn hạt, rửa trôi vi sinh vật và làm giảm thời gian tiếp xúc giữa chất hữu cơ và hệ vi sinh. Những yếu tố này dẫn đến hiệu suất xử lý bể UASB sụt giảm nghiêm trọng.
– Thiếu chất dinh dưỡng vi lượng:
Vi sinh vật kỵ khí không chỉ cần nguồn Carbon mà còn cần đủ Nitơ (N), Phospho (P) và các nguyên tố vi lượng như Fe, Co, Ni, Zn… để tổng hợp enzyme và duy trì chức năng tế bào. Tỷ lệ COD:N:P không duy trì ở mức khoảng 350:5:1 sẽ khó đảm bảo điều kiện phát triển tối ưu cho hệ vi sinh. Thiếu hụt dinh dưỡng làm giảm hoạt tính enzyme và khả năng phân hủy chất hữu cơ, từ đó làm giảm hiệu suất bể UASB
Cách khắc phục, nâng hiệu suất xử lý bể UASB lên 90%
Để đưa hiệu suất bể UASB về lại mức tối ưu (80–90%), các kỹ sư và kỹ thuật viên cần thực hiện đồng bộ các giải pháp sau:
- Ổn định tải trọng hữu cơ: Kiểm soát nồng độ COD đầu vào bằng cách lắp đặt bể điều hòa hoặc bổ sung thêm bước tiền xử lý như tuyển nổi, lắng cát, lọc dầu mỡ.
- Bổ sung vi sinh vật kỵ khí chất lượng cao: Sử dụng chế phẩm vi sinh như Microbe-Lift BIOGAS và Microbe-Lift SA để phục hồi mật độ và sức khỏe vi sinh vật kỵ khí, đặc biệt là nhóm sinh khí methane.
- Điều chỉnh pH và nhiệt độ: Duy trì pH trong khoảng 6,8–7,5 và nhiệt độ từ 30–37°C bằng cách bổ sung dung dịch kiềm (NaHCO₃, CaCO₃) hoặc nâng nhiệt (nếu bắt buộc).
- Loại bỏ chất ức chế: Tách dầu mỡ bằng bể tách mỡ hoặc bể tuyển nổi (DAF), loại bỏ kim loại nặng bằng phương pháp hóa lý trước khi nước thải vào bể UASB.
- Bổ sung dinh dưỡng và vi lượng: Đảm bảo tỷ lệ COD:N:P = 350:5:1 bằng cách thêm urê, DAP hoặc các khoáng chất vi lượng.
- Tối ưu hóa vận tốc nước dâng: Điều chỉnh bơm cấp để duy trì vận tốc dòng chảy lên từ 0,6–0,9 m/h, tránh trào bùn gây mức sinh khối.
- Theo dõi định kỳ vi sinh vật và bùn hạt: Định kỳ kiểm tra SV30, hàm lượng TSS, VSS, màu sắc và hoạt tính của bùn hạt để phát hiện sớm vấn đề.
Việc hiệu suất bể UASB chỉ đạt 40% hay hiệu suất thấp hơn là một cảnh báo cần được xử lý quyết liệt vì nếu kéo dài, nó sẽ gây phát sinh mùi, tăng chi phí xử lý nước thải phía sau, thậm chí làm hệ thống vi sinh mất cân bằng nghiêm trọng. Nếu bể kỵ khí của bạn đang có dấu hiệu hiệu suất thấp thì hãy liên hệ ngay với BIOGENCY qua HOTLINE 0909 538 514 để được phân tích, đánh giá nguyên nhân và được đưa ra hướng xử lý từ các chuyên gia hàng đầu của chúng tôi nhé!
>>> Xem thêm: Bể kỵ khí sinh ra indole, skatole, hydro, làm thế nào để kiểm soát?
