Xử lý nước thải trong ngành sản xuất tinh bột, đặc biệt là tinh bột sắn, đặt ra hai thách thức chính cho doanh nghiệp là: tuân thủ các quy định về môi trường và kiểm soát chi phí vận hành. Công nghệ phân hủy kỵ khí (hầm Biogas) cung cấp một giải pháp kép, vừa xử lý hiệu quả nguồn thải hữu cơ nồng độ cao, vừa thu hồi năng lượng Biogas có giá trị, mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp cho doanh nghiệp chế biến tinh bột sắn.
Phân tích hiệu quả kinh tế từ việc thu hồi năng lượng Biogas
Nước thải sản xuất tinh bột có đặc trưng là hàm lượng chất hữu cơ hòa tan rất cao (COD thường > 10,000 mg/L), chủ yếu là Carbohydrate. Đây là nguồn cơ chất lý tưởng cho quá trình phân hủy kỵ khí để tạo ra khí sinh học (Biogas), với thành phần chính là khí Metan (CH4), một nhiên liệu khí có nhiệt trị cao.
Hiệu quả kinh tế từ việc thu hồi năng lượng Biogas được thể hiện qua các yếu tố sau:
- Giảm chi phí nhiên liệu: Khí Biogas có thể được sử dụng trực tiếp để thay thế các nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu diesel (DO), củi cho các công đoạn tiêu thụ nhiều nhiệt năng như lò hơi, hệ thống sấy. Mức tiết kiệm chi phí nhiên liệu có thể đạt từ 25% trở lên.
- Tăng tính tự chủ về năng lượng: Việc tự sản xuất một phần năng lượng giúp nhà máy giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung và biến động giá cả từ thị trường bên ngoài, góp phần ổn định chi phí sản xuất.
- Hiệu suất chuyển đổi cao: Các công nghệ kỵ khí hiện đại (ví dụ: UASB, CSTR) được thiết kế để tối ưu hóa quá trình chuyển đổi sinh học. Trong điều kiện vận hành tốt, lượng Biogas tạo ra có thể đáp ứng một phần đáng kể, thậm chí tới 95% tổng nhu cầu năng lượng của nhà máy.
- Giá trị từ phụ phẩm: Bùn thải sau quá trình phân hủy kỵ khí là nguồn phân bón hữu cơ giàu dinh dưỡng, có thể được tận dụng trong nông nghiệp, giúp giảm thêm chi phí liên quan.

Các yếu tố kỹ thuật then chốt để tối đa hóa hiệu suất sinh khí Biogas
Để đạt được hiệu suất sinh khí tối đa và duy trì hoạt động ổn định, cần kiểm soát nghiêm ngặt các thông số vận hành của hệ thống. Dưới đây là các yếu tố cốt lõi:
Yếu tố kỹ thuật | Khoảng vận hành tối ưu | Mô tả và yêu cầu kỹ thuật |
Nhiệt độ | 30 – 35°C (duy trì ổn định) | Đây là khoảng nhiệt độ trung nhiệt (mesophilic) lý tưởng cho hoạt động của vi khuẩn sinh metan. Sự biến động nhiệt độ đột ngột cần được hạn chế tối đa. |
Độ pH | 6.8 – 7.5 | Vi khuẩn sinh metan rất nhạy cảm với môi trường axit. pH thấp hơn 6.5 sẽ ức chế mạnh hoạt động của chúng. Cần theo dõi và duy trì độ kiềm trong hệ thống để tạo ra một hệ đệm vững chắc. |
Tỷ lệ C/N | 25:1 đến 30:1 | Nước thải tinh bột có tỷ lệ C/N rất cao (thiếu Nitơ). Cần bổ sung nguồn Nitơ (ví dụ: urê, amoni) để vi sinh vật có đủ dinh dưỡng cho quá trình tổng hợp tế bào. |
Nạp liệu và khuấy trộn | Đều đặn, liên tục | Nạp liệu ổn định giúp tránh tình trạng sốc tải. Khuấy trộn định kỳ (cơ học hoặc khí) giúp tăng cường tiếp xúc giữa vi sinh vật và cơ chất, ngăn ngừa lắng đọng và phá vỡ lớp váng bề mặt. |
Thời gian lưu thủy lực (HRT) | 20 – 30 ngày (tùy công nghệ) | HRT phải đủ dài để quá trình phân hủy diễn ra hoàn toàn. |
Giải pháp nâng cao hiệu suất xử lý hầm Biogas bằng chế phẩm vi sinh chuyên dụng
Trong thực tế vận hành, việc duy trì tất cả các thông số trên ở mức lý tưởng để thu hồi năng lượng Biogas có thể gặp nhiều thách thức. Việc bổ sung các chế phẩm vi sinh chuyên dụng là một giải pháp kỹ thuật hiệu quả để tăng cường và ổn định hiệu suất của hệ thống.
Sản phẩm Microbe-Lift BIOGAS và Microbe-Lift SA là một ví dụ về tổ hợp vi sinh vật kỵ khí mật độ cao, được chọn lọc để thực hiện các chức năng cụ thể trong môi trường kỵ khí:

- Nâng cao tốc độ và hiệu quả phân hủy: Cung cấp các chủng vi sinh vật có hoạt lực cao, đẩy nhanh quá trình thủy phân và axit hóa, tạo ra nhiều cơ chất hơn cho giai đoạn sinh metan. Điều này trực tiếp làm tăng sản lượng khí biogas trên cùng một lượng COD đầu vào.
- Tăng cường sự ổn định của hệ thống: Quần thể vi sinh đa dạng và khỏe mạnh giúp hệ thống có khả năng chống chịu tốt hơn trước các biến động về pH, nhiệt độ hoặc sốc tải, giảm thiểu nguy cơ hầm bị “chua” và ngưng hoạt động.
- Giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn: Chứa các chủng vi sinh vật có khả năng cạnh tranh và ức chế vi khuẩn khử lưu huỳnh (SRB), qua đó làm giảm đáng kể sự hình thành khí H₂S (gây mùi và ăn mòn thiết bị).
- Rút ngắn thời gian khởi động và phục hồi: Việc bổ sung vi sinh (bio-augmentation) giúp giảm đáng kể thời gian cần thiết để khởi động một hầm mới hoặc phục hồi hệ thống sau khi gặp sự cố, giảm thiểu thời gian chết của hệ thống.
Việc ứng dụng hầm Biogas trong xử lý nước thải tinh bột mang lại lợi ích kép rõ ràng về kinh tế và môi trường, đặc biệt trong số đó là thu hồi năng lượng Biogas. Để khai thác tối đa lợi ích này, doanh nghiệp cần áp dụng một phương pháp tiếp cận toàn diện, bao gồm việc kiểm soát chặt chẽ các thông số vận hành và sử dụng các công cụ hỗ trợ tiên tiến như chế phẩm vi sinh chuyên dụng. Sự kết hợp này sẽ đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, hiệu quả và bền vững.
Để được tư vấn chi tiết vui lòng liên hệ BIOGENCY qua số HOTLINE: 0909 538 514.
>>> Xem thêm: Hiệu quả XLNT tinh bột sắn với 5 con số “biết nói”