Bể kỵ khí có vai trò quan trọng trong xử lý nước thải. Tuy nhiên, để vận hành bể kỵ khí hiệu quả, cần lưu ý kiểm soát những yếu tố gây ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý. Vậy cụ thể khi vận hành bể kỵ khí cần kiểm soát những yếu tố nào. Hãy cùng Biogency tìm câu trả lời trong bài viết dưới đây!
Vai trò của bể kỵ khí trong xử lý nước thải?
Bể kỵ khí trong xử lý nước thải là một dạng bể hoạt động dựa trên nguyên tắc yếm khí (không có khí oxy). Trong bể này, các vi sinh vật sử dụng khí oxy lấy từ các chất hữu cơ trong nước thải, từ đó giúp thúc đẩy quá trình phân hủy những chất hữu cơ gây ô nhiễm trong nước thải.
Trong xử lý nước thải, bể kỵ khí đóng vai trò quan trọng nhờ vào các khả năng như;
- Xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ, COD và BOD cao.
- Tải lượng xử lý COD, BOD cao gấp 10 lần so với bể hiếu khí.
- Mang lại hiệu quả kinh tế nhờ vào tận dụng nguồn năng lượng sẵn có.
- Bùn kỵ khí có thể hồi phục, nên bể kỵ khí có thể hoạt động gián đoạn hay khởi động lại.
>>> Xem thêm: Đặc điểm và ứng dụng của 3 loại bể sinh học (Hiếu khí, Thiếu khí và Kỵ khí) trong xử lý nước thải
Vận hành bể kỵ khí cần kiểm soát những yếu tố nào?
– Nhiệt độ
Nhiệt độ là một yếu tố gây ảnh hưởng đáng kể đến hậu quả của quá trình phân hủy kỵ khí khi vận hành bể kỵ khí.
Vi sinh vật trong được chia làm 3 nhóm, bao gồm:
- Nhóm vi sinh vật ưa lạnh (Psychrophilic): hoạt động trong khoảng 5 – 15 độ C.
- Nhóm vi sinh vật ưa ấm (Mesophilic): hoạt động trong khoảng 35 – 40 độ C.
- Nhóm vi sinh vật ưa nhiệt (Thermophilic): hoạt động trong khoảng 50 – 55 độ C.
Hiện nay, trong hầu hết các bể sinh học kỵ khí ở quy mô công nghiệp, các chủng vi sinh đều thuộc nhóm vi sinh vật ưa ấm (Mesophilic). Do đó, khi vận hành bể kỵ khí, nhiệt độ cần được kiểm soát trong khoảng 20 đến 35 độ C. Khi nhiệt độ ở 35 độ C, quá trình phân hủy kỵ khí sẽ sinh ra lượng khí CH4 bằng 0,40L CH4/gCOD.
– Độ kiềm Carbonate
Độ kiềm Carbonate chính là trạng thái cân bằng giữa các ion HCO3- và CO2, từ đó tạo nên một môi trường đệm nhằm chống lại sự thay đổi độ pH một cách đột ngột. Để vận hành bể kỵ khí hiệu quả, cần duy trì độ kiềm Carbonate trong khoảng từ 2000 – 5000 mgCaCO3/l.
Trong điều kiện kỵ khí, khí NH3 được tạo thành qua phản ứng phân hủy Nitơ hữu cơ (như Peptit, Protein, Axit Amin,…) sẽ phản ứng với CO3 và tạo ra sản phẩm là NH4+ và HCO3-, từ đó giúp tạo độ kiềm Carbonate cho quá trình phân hủy kỵ khí. Phương trình phản ứng như sau:
NH3 + CO2 + H2O → NH4+ + HCO3–
Để bổ sung độ kiềm Carbonate khi vận hành bể kỵ khí, có thể sử dụng một số hóa chất như NaHCO3, Na2CO3,…
– Độ pH
Trong theo dõi, kiểm soát và vận hành bể kỵ khí, độ pH là một thông số đặc biệt quan trọng. Độ pH cần được đo trực tiếp ngay tại hệ thống xử lý nước thải để thu được kết quả có độ chính xác nhất.
Khi vận hành bể kỵ khí, độ pH cần được kiểm soát ở mức 6.8 – 7.8, tuy nhiên độ pH tối ưu nhất là từ 7.0 đến 7.2. Nếu độ pH < 6.2 sẽ khiến ức chế quá trình sản sinh khí Methane.
Đối với trường hợp độ pH của lượng nước thải đầu vào thấp hơn 6.0 thì cần phải trung hòa độ pH bằng Na2CO3 trước khi đưa vào bể kỵ khí.
– Vận tốc nước dâng
Vận tốc nước dâng nếu không được kiểm soát tốt khi vận hành bể kỵ khí sẽ gây ra nhiều vấn đề như mất sinh khối, trào bùn, giảm mật độ vi khuẩn Methane hóa, giảm độ pH, độ kiềm carbonate, cũng như tăng nồng độ COD đầu ra do quá tải xử lý,…
Trong quá trình vận hành bể kỵ khí, cần duy trì ổn định vận tốc nước dâng ở mức:
- Với bể UASB: 0.6 – 0.9m/h.
- Với bể EGSB, IC/ICX: 2 – 10m/h.
– Chỉ tiêu COD, TSS, FOGs
Tải lượng COD, TSS, FOGs của nước thải đầu vào bể kỵ khí là yếu tố cần được kiểm soát dựa trên giá trị được thiết kế theo tính toán.
Thông thường, tải trọng xử lý COD như sau:
- Kỵ khí tiếp xúc: 2 – 5 kgCOD/m3.d.
- Kỵ khí UASB: 5 – 10 kgCOD/m3.d.
- Kỵ khí EGSB/IC/ICX: 10 – 20 kgCOD/m3.d.
Đối với chỉ tiêu TSS, khi vận hành bể kỵ khí cần phải khống chế ở mức dưới 500mg/l và LFOGs < 1.0 kgCOD/m3.d.
– Chỉ tiêu MLSS và MLVSS
Chỉ tiêu MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) và MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) được hiểu lần lượt là chất rắn lơ lửng và chất rắn lơ lửng bay hơi trong nước thải. Đây là hai chỉ tiêu cần được kiểm soát bằng cách thường xuyên kiểm tra bùn tại các van lấy mẫu bùn.
Khi vận hành bể kỵ khí, chỉ tiêu MLSS và MLVSS cần được kiểm soát ở mức:
- Chỉ tiêu MLSS trong khoảng 30.000 – 50.000 mg/l, đối với pha bùn hạt thì mật độ bùn sẽ gấp 5 đến 10 lần so với bùn bông.
- Tỷ lệ giữa MLVSS/MLSS thường lớn hơn 0,4. Tuy nhiên, với mỗi loại nước thải cùng với bể kỵ khí tương ứng sẽ có tỷ lệ MLVSS/MLSS khác nhau.
– Chất ức chế
Hầu hết các vi khuẩn Methane hóa tồn tại trong bể kỵ khí đều nhạy cảm đối với sự có mặt của những chất độc hại như Chlorine, chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt, kim loại nặng, axit béo,…
Những chất ức chế này nếu không được kiểm soát khắt khe trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải sẽ khiến tuột độ pH (do độ kiềm không đủ), giảm hiệu suất xử lý chỉ tiêu COD và ức chế quá trình sinh ra khí Methane.
Bài viết trên đây là những yếu tố cần phải kiểm soát khi vận hành bể kỵ khí. Để được tư vấn rõ hơn về vận hành bể kỵ khí, cũng như các vấn đề khác liên quan đến ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay đến HOTLINE 0909 538 514.
>>> Xem thêm: Hướng dẫn vận hành hệ sinh học kỵ khí
