Bể UASB hay còn gọi là bể sinh học kỵ khí UASB, được dùng để xử lý các loại cặn chất thải công nghiệp, sinh hoạt, đặc biệt là những loại nước thải đậm đặc có hàm lượng chất hữu cơ cao. Các yếu tố nào bạn cần quan tâm để xử lý bể UASB hiệu quả?
Bể UASB là gì?
UASB (viết tắt của Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là bể sinh học kỵ khí, sử dụng các vi sinh vật kỵ khí (không sử dụng oxy) và vi sinh vật tuỳ nghi (sử dụng hoặc không sử dụng oxy đều thích hợp) để phân huỷ các hợp chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải, tạo ra chủ yếu là sản phẩm dạng khí (chủ yếu là CO2, CH4) và tế bào vi sinh vật.
Phương trình phản ứng xảy ra tại bể UASB:
(CHO)n NS → CO2 + H2O + CH4 + NH4 + H2 + H2S + Tế bào VI SINH
Bể UASB được dùng để xử lý các loại cặn chất thải công nghiệp, sinh hoạt, đặc biệt là những loại nước thải đậm đặc có hàm lượng chất hữu cơ cao, ví dụ như: BOD ≥ 10.000 – 30.000 (mg/l).
Ưu và nhược điểm của bể sinh học kỵ khí UASB
1. Ưu điểm:
- Bể thiết kế đơn giản, dễ xây dựng.
- Sử dụng ít năng lượng vận hành.
- Hàm lượng bùn sinh ra ít, tiết kiệm chi phí xả bỏ.
- Lượng bùn thải ra được tái sử dụng, là nguồn phân bón giàu dinh dưỡng cho đất và cây trồng.
- Khả năng thu hồi khí Biogas để tạo thành năng lượng điện cao.
- Chịu được tải trọng thay đổi đổi ngột.
- Xử lý được nước thải có tải trọng hữu cơ cao.
2. Nhược điểm:
- Giai đoạn khởi động kéo dài từ 3 – 4 tháng.
- Dễ bị sốc tải khi chất lượng nước vào biến động.
- Bị ảnh hưởng bởi các chất độc hại.
- Khó hồi phục sau thời gian ngừng hoạt động.
>>> Xem chi tiết: Ưu nhược điểm của bể UASB trong xử lý nước thải
Vi sinh vật nào tham gia vào quá trình phân hủy chất hữu cơ tại bể UASB?
Quá trình phân hủy chất hữu cơ tại bể sinh học kỵ khí UASB trải qua 3 giai đoạn: Thủy phân, lên men axit và lên men kiềm. Ở mỗi giai đoạn đều có các chủng vi sinh vật riêng tham gia vào quá trình xử lý:
- Giai đoạn thuỷ phân: Hydratcacbon, Protein, Lipit thành các Monome để có thể hấp thụ qua màng tế bào bởi các vi sinh vật kỵ khí tùy tiện có chứa các hệ men ngoại bào như: Proteaza, Lipaza, Cellulaza… Các vi sinh vật này rất phổ biến và phát triển nhiều trong tự nhiên, trong đó có cả nhóm vi khuẩn E.coli và B.subtilus.
- Giai đoạn lên men axit: Những vi khuẩn kỵ khí tuỳ tiện phân huỷ Protit và vi khuẩn Amon hoá Axit amin có thể kể đến là Clostridium spp; Lactobacillus spp; Desulfovibrio spp; Corynebacterium spp; Actinomyces; Staphylococcus; Escherichia coli.
Vài loài vi khuẩn hiếu khí cũng tham gia vào giai đoạn đầu của quá trình lên men kỵ khí axit như: Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Micrococcus, Sarcinavulgaris, Escherichia coli.
Trong bể phân huỷ kỵ khí còn thấy sự có mặt các vi khuẩn khử Sunfat như Desulfovibrio, các vi khuẩn phân huỷ Protit tạo Hidrosunfua. Nhiều loại nấm mốc như Penicillium, Fusarium, Mucor… các Protozoa cũng tham gia vào quá trình lên men axít.
- Giai đoạn lên men kiềm: Các Axit béo dễ bay hơi và các sản phẩm trung gian sẽ tiếp tục phân hủy thành CH4 và CO2 làm cho môi trường trở nên kiềm hoá. Ở giai đoạn này, các vi khuẩn Metan đóng vai trò chủ yếu trong sự phân huỷ tiếp các hợp chất hữu cơ, đây là loại vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối và rất khó phân lập. Các vi khuẩn Metan hiện đã được phân lập là Methanobacterium, Methanosacrina, Methanococcus, Methanobrevibacter, Methanothrix.
Hiệu quả hoạt động của bể UASB ảnh hưởng bởi yếu tố nào?
Để vận hành bể sinh học kỵ khí UASB đạt hiệu quả, kỹ sư vận hành cần quan tâm đến 5 yếu tố sau:
1. Nhiệt độ:
Các vi sinh vật kỵ khí khác nhau trong bể thích hợp với một vùng nhiệt độ riêng. Vi sinh vật lên men Metan hoạt động ở vùng nhiệt độ ấm từ 20 – 45 độ C và vùng nhiệt độ nóng từ 45 đến 65 độ C, nhiệt độ tối ưu là 35 độ C, dưới 10 độ C thì không hoạt động. Còn một số vi sinh vật kỵ khí khác thì có khả năng hoạt động với nhiệt độ lạnh từ 10 đến 15 độ C.
2. Độ pH:
Khoảng pH tối ưu dao động trong một khoảng hẹp từ 6,5 – 8,5. Nếu pH < 6 sẽ làm cho khí Metan sinh ra giảm đi rõ rệt.
3. Chất dinh dưỡng:
Quá trình phân hủy kỵ khí cần cung cấp đầy đủ nguồn Cacbon, Nitơ, Photpho và một số nguyên tố vi lượng với một tỷ lệ thích hợp C:N:P:S= 250:5:1:1.
4. Các độc tố:
Oxygen, một số dẫn xuất của Metan như CCl4, CHCl3, CH2Cl2 và một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn …), các chất như HCHO, SO2, H2S cũng gây độc cho vi sinh vật kỵ khí. NH4+ gây ức chế cho quá trình kỵ khí và S2- được coi là chất gây ức chế cho quá trình Metan hóa. Các chất có tính oxi hoá mạnh như thuốc tím, các halogen và các muối có oxy của nó, ozone…, các chất này nếu có mặt trong môi trường ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật kỵ khí.
5. Các chủng vi sinh kỵ khí:
Trong mỗi giai đoạn phân hủy chất hữu cơ tại bể sinh học kỵ khí UASB đều cần các chủng vi sinh vật khác nhau, do đó, việc bổ sung và duy trì hàm lượng vi sinh kỵ khí là điều cần thiết để vận hành bể UASB hiệu quả. Microbe-Lift BIOGAS là dòng sản phẩm vi sinh kỵ khí mà bạn nên lựa chọn.
Với quần thể vi sinh vật dạng lỏng, hoạt động mạnh gấp 5 – 10 lần vi sinh vật thông thường, Microbe-Lift BIOGAS giúp tăng cường quá trình phân hủy sinh học của toàn hệ thống hiệu quả, nhờ đó mà:
- Giảm BOD, COD, TSS đầu ra cho bể sinh học kỵ khí.
- Giảm hiện tượng vi sinh bị chết do sốc tải.
- Giảm mùi hôi và giảm lượng bùn thải.
- Phục hồi nhanh hệ thống xử lý nước thải sau khi bị sự cố.
- Tăng lượng khí Biogas từ 30 – 50%, giảm nồng độ H2S sinh ra.
Kiểm soát được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học tại bể UASB sẽ giúp cho việc vận hành bể được hiệu quả hơn. Nếu có bất kỳ thắc mắc hoặc khó khăn nào trong quá trình vận hành bể sinh học kỵ khí UASB, bạn hãy liên hệ ngay đến hotline 0909 538 514 để được các chuyên viên kỹ thuật của Biogency hỗ trợ nhanh nhất.
>>> Xem thêm: Hướng dẫn vận hành hệ sinh học kỵ khí
