Đặc trưng của hệ sinh học kỵ khí là khả năng vận hành trong điều kiện không tồn tại oxy. Để vận hành hệ sinh học kỵ khí hiệu quả, khí sinh ra nhiều và chất lượng, mời bạn hãy cùng Biogency theo dõi bài viết dưới đây.
Kiểm soát 6 yếu tố cơ bản giúp vận hành hệ sinh học kỵ khí hiệu quả
1. Thời gian lưu bùn:
Thời gian lưu bùn (hay còn gọi là SRT – Sludge Retention Time) là một trong các thông số quan trọng hàng đầu, quyết định đến thông số thiết kế của bể phân hủy kỵ khí. Thông thường, giá trị của SRT được chọn giao động từ 12 – 15 ngày. Nếu thời gian lưu bùn trong bể kỵ khí quá ngắn (cụ thể là < 10 ngày) sẽ dễ xảy ra hiện tượng cạn kiệt vi sinh vật sản sinh khí Metan. Điều này cũng đồng nghĩa với hiệu suất xử lý của hệ sinh học kỵ khí bị giảm sút.
2. Nhiệt độ:
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng thứ hai cần kiểm soát khi vận hành hệ sinh học kỵ khí. Bởi mỗi chủng vi sinh vật sẽ có một khoảng nhiệt ưa thích khác nhau, và mỗi nhóm vi sinh vật kỵ khí khác nhau cũng sẽ có những khoảng nhiệt ưa thích khác nhau. Do đó, để vận hành hệ sinh học kỵ khí hiệu quả, đối với yếu tố nhiệt độ cần quan tâm những điều sau:
- Vùng nhiệt độ ẩm – trung bình (từ 20 – 45°C) và vùng nhiệt độ cao – nóng (từ 45 – 60°C): Thích hợp cho sự hoạt động của nhóm vi sinh vật lên men Metan.
- Vùng nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩn sinh khí Metan là: Ưa ấm 35°C và hiếu nhiệt 55°C.
- Một số nhóm vi sinh vật kỵ khí khác có khoảng nhiệt độ hoạt động thấp, từ 10 – 15°C.
- Khi nhiệt độ < 10°C, vi khuẩn sinh khí Metan hầu như sẽ không hoạt động.
Hình 1. Nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành hệ sinh học kỵ khí.
Quá trình phân hủy kỵ khí sẽ tối ưu hơn ở khoảng nhiệt nào? Ưa ấm 35°C hay hiếu nhiệt 55°C? Hãy cùng Biogency theo dõi bảng so sánh dưới đây:
| Hạng mục so sánh | Điều kiện ưa ấm – 35°C | Điều kiện hiếu nhiệt – 55°C |
| Tốc độ phân hủy | Chậm hơn do đó thể tích bể phân hủy lớn hơn. | Nhanh do đó thể tích phân hủy nhỏ hơn. |
| Bùn sau xử lý | Có độ ẩm cao hơn. | Có độ ẩm thấp hơn. |
| Khả năng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh | Thấp hơn. | Cao hơn. |
| Khả năng tích tụ axit do phân hủy | Ít xảy ra. | Xảy ra nhiều hơn do tốc độ phân hủy nhanh nên có khả năng tích tụ axit làm pH giảm, do đó đòi hỏi bổ sung chất kiềm |
| Khoảng nhiệt độ cho phép | Dao động: 2,8°C. | Dao động: 0,8°C. |
| Yêu cầu | Chỉ đòi hỏi gia nhiệt hỗn hợp phản ứng ở vùng lạnh. | Phải có biện pháp duy trì nhiệt độ thường xuyên. |
Qua bảng trên có thể kết luận rằng, yếu tố nhiệt độ có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất vận hành hệ sinh học kỵ khí. Ở nhiệt độ cao hơn, quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra tốt hơn, tuy nhiên cần tốn nhiều công sức hơn trong việc duy trì được khoảng nhiệt cao này trong suốt quá trình xử lý.
3. pH:
Trong quá trình xử lý sinh học tại hệ kỵ khí, các giai đoạn phân hủy có tác động và ảnh hưởng qua lại lẫn nhau, làm thay đổi tốc độ của quá trình phân hủy chung. Để quá trình vận hành hệ sinh học kỵ khí diễn ra tối ưu, khoảng pH cần dao động trong 6,5 – 8,5.
Nếu pH < 6, quá trình sinh khí Metan sẽ bị giảm đáng kể. Đó cũng là lý do khi ở giai đoạn mới nạp nước thải vào hệ sinh học kỵ khí, nhóm vi sinh vật axit hóa thích nghi tốt hơn (do pH lúc này còn thấp). Để vi sinh vật tạo khí Metan nhanh phát triển, nhà vận hành cần nhanh chóng tăng pH cho bể.
4. Tính chất của chất nền:
Hàm lượng chất rắn (TS) đầu vào cao hay thấp có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất phân hủy của hệ sinh học kỵ khí. Nếu hàm lượng chất rắn quá cao bể sẽ không có đủ khả năng để phân hủy khiến hiệu quả sinh khí giảm.
Bên cạnh đó, hàm lượng tổng quan chất rắn bay hơi (VS) cũng có ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành hệ sinh học kỵ khí. VS bao gồm các chất dễ phân hủy như đường, tinh bột… và cả những chất khó phân hủy như xenlulo, dầu mỡ ở hàm lượng cao… Tốc độ phân hủy của hệ sinh học kỵ khí phụ thuộc rất lớn vào tỷ lệ phần trăm của mỗi thành phần kể trên.
5. Các chất dinh dưỡng đại lượng và vi lượng
Đây là những chất ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật có trong hệ sinh học kỵ khí. Để việc vận hành hệ sinh học kỵ khí đạt hiệu quả, cần quan tâm đến tỷ lệ dinh dưỡng giữa Nitơ và Photpho có trong bể. Cụ thể như sau:
- Tỷ lệ C:N: Từ 20:1 đến 30:1.
- Tỷ lệ N:P: 77:1.
Quá nhiều hoặc quá ít Nitơ đều ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành hệ sinh học kỵ khí:
- Quá nhiều Nitơ: Nguy cơ dẫn đến sự tích tụ Amoni làm cho pH tăng và ức chế hoạt động của vi sinh vật sinh khí Metan.
- Quá ít Nitơ: Không đủ cho vi sinh vật sinh khí Metan tiêu thụ và làm sản lượng khí sinh ra giảm.
Bên cạnh các chất dinh dưỡng đại lượng, các chất dinh dưỡng vi lượng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kích thích sự trao đổi chất của vi sinh vật sinh khí Metan. Một số chất dinh dưỡng vi lượng cần thiết là: Ba, Ca, Na, Co, Ni, Fe, H2S và một số nguyên tố như Se, Tu, Mo…
6. Khuấy trộn hỗn hợp:
Khuấy trộn hỗn hợp trong hệ kỵ khí sẽ giúp làm tăng cơ hội tiếp xúc giữa các vi khuẩn, chất dinh dưỡng và chất nền, giúp chúng hòa lẫn vào nhau từ đó giúp tăng hiệu suất vận hành hệ sinh học kỵ khí. Bên cạnh đó khuấy trộn cũng sẽ giúp cân bằng lại nhiệt độ trong bể, hạn chế tối đa tình trạng tăng hoặc giảm nhiệt độ cục bộ tại một khu vực nào đó.
Bổ sung thêm men vi sinh kỵ khí để nâng cao hiệu suất xử lý của hệ kỵ khí
Men vi sinh kỵ khí đóng vai trò như một nguồn cung cấp thêm cho hệ sinh học kỵ khí các chủng vi sinh vật kỵ khí chuyên biệt để đẩy nhanh tốc độ phân hủy và sinh khí Metan. Cụ thể:
- Sử dụng men vi sinh kỵ khí giúp rút ngắn thời gian tạo khí sau 1 tuần (so với bình thường là 10 – 15 ngày).
- Khi sinh ra tăng từ 30 – 50% so với thông thường, đồng thời nồng độ H2S cũng được giảm đáng kể.
- Hỗ trợ hiệu quả trong việc phá lớp váng cứng để làm tăng hiệu quả sinh khí.
- Giảm chỉ tiêu BOD, COD, TSS đầu ra, từ đó giúp giảm tải cho hệ xử lý nước thải phía sau.
Các tính năng nổi bật trên đều có trong Men vi sinh kỵ khí Microbe-Lift BIOGAS do Viện Nghiên Cứu Sinh Thái Hoa Kỳ (Ecological Laboratories) nghiên cứu và phát triển, được nhập khẩu và phân phối độc quyền tại Việt Nam bởi thương hiệu Biogency.
Hình 2. Men vi sinh kỵ khí Microbe-Lift BIOGAS giúp nâng cao hiệu suất vận hành hệ sinh học kỵ khí.
Nếu bạn đang gặp vấn đề với việc vận hành hệ sinh học kỵ khí và muốn tăng hiệu suất của hệ này, hãy liên hệ ngay Biogency qua HOTLINE 0909 538 514, chúng tôi sẽ hỗ trợ nhanh nhất!
>>> Xem thêm: Bể sinh học kỵ khí UASB. Ưu nhược điểm của bể UASB trong xử lý nước thải
