Khởi động bể UASB nhà máy cồn Ethanol từ sắn là một bài toán phức tạp do nước thải có tải lượng hữu cơ rất cao, pH thấp, nhiệt độ cao và đặc thù sản xuất theo mẻ. Trong case study tại một nhà máy cồn ở Đắk Nông, BIOGENCY đã triển khai giải pháp vi sinh kỵ khí kết hợp bùn nền và kiểm soát chặt chẽ các điều kiện vận hành, giúp hệ thống đạt hiệu suất COD 89-95% sau 30 ngày trên quy mô 4 bể UASB, tổng thể tích 20.000 m3.
![[CASE STUDY] Khởi động bể UASB nhà máy cồn Đắk Nông: Đạt hiệu suất COD 89-95% sau 30 ngày](https://biogency.com.vn/wp-content/uploads/2026/10/khoi-dong-be-uasb-nha-may-con-sinh-hoc-dak-nong.jpg "[CASE STUDY] Khởi động bể UASB nhà máy cồn Đắk Nông: Đạt hiệu suất COD 89-95% sau 30 ngày")
Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải nhà máy cồn Đắk Nông
– Thông tin tổng quan hệ thống
Nhà máy nằm tại Khu công nghiệp Tâm Thắng, Cư Jút, Đắk Nông, chuyên sản xuất cồn Ethanol từ sắn (khoai mì). Nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất có tải lượng hữu cơ cao và đặc tính tương đối khắc nghiệt đối với hệ vi sinh kỵ khí.
Thông tin tổng quan hệ thống:
| Hạng mục | Thông tin |
| Loại nước thải | Nước thải sản xuất cồn Ethanol từ sắn |
| Công suất thiết kế | 1.800 m3/ngày |
| Công suất vận hành thực tế | 1.200 m3/ngày |
| Hệ thống kỵ khí | 4 bể UASB |
| Thể tích mỗi bể | 5.000 m3 |
| Tổng thể tích 4 bể | 20.000 m3 |
| Đặc điểm sản xuất | Theo mẻ |
| COD đầu vào | 20.000-30.000 mg/L |
| pH đầu vào | 4,0-4,5 |
| Nhiệt độ | 60-70°C |
Điểm đáng chú ý của hệ thống là COD đầu vào dao động ở mức 20.000-30.000 mg/L, trong khi pH chỉ khoảng 4,0-4,5 và nhiệt độ nước thải có thể lên đến 60-70°C.
Đây đều là những yếu tố cần được kiểm soát chặt chẽ trong giai đoạn khởi động bể UASB nhà máy cồn. Đặc biệt, việc nhà máy sản xuất theo mẻ khiến tải lượng và lưu lượng nước thải có thể biến động, làm tăng nguy cơ sốc tải nếu không có phương án điều hòa phù hợp.
– Kết quả phân tích mẫu nước thải chưa xử lý
Mẫu nước thải đầu vào được phân tích với các thông số chính như sau:
| STT | Thông số | Đơn vị | Phương pháp thử | Kết quả |
| 1 | pH | – | HI 98127 | 4.1 |
| 2 | COD | mg/l | Hach Method 8000 | 29,960 |
| 3 | Amonia (tính theo N) | mg/l | Hach Method 10031 | 295 |
| 4 | Tổng Nitơ | mg/l | Hach Method 10072 | 310 |
| 5 | Tổng Phospho | mg/l | Hach Method 10127 | 35.7 |
Các thông số trên cho thấy hệ thống UASB cần được khởi động theo một lộ trình có kiểm soát, thay vì đưa ngay toàn bộ tải lượng nước thải vào bể.
Mục tiêu khởi động bể UASB của chủ đầu tư
Với quy mô 4 bể UASB, tổng thể tích lên đến 20.000 m³, chủ đầu tư đặt ra yêu cầu khởi động hệ thống trong thời gian ngắn nhưng vẫn phải đảm bảo tính ổn định trong vận hành.
– Giai đoạn 1: Khởi động bể UASB 1 và 2
Mục tiêu trong 30 ngày:
- Khởi động bể UASB 1 và UASB 2 trong thời gian ngắn.
- Đạt hiệu suất xử lý COD trên 70%.
- Tiếp nhận full tải.
- Hệ thống vận hành ổn định, không phát sinh sự cố.
- Không xảy ra tình trạng sốc tải trong quá trình khởi động.
– Giai đoạn 2: Khởi động bể UASB 3 và 4
Tiếp tục triển khai trong 30 ngày với các mục tiêu:
- Khởi động bể UASB 3 và UASB 4.
- Đồng thời nâng hiệu suất xử lý của UASB 1 và 2 lên trên 80%.
- Duy trì hệ thống vận hành ổn định.
Ngoài yêu cầu về hiệu suất xử lý, một mục tiêu quan trọng khác của dự án là khí Biogas sinh ra sau giai đoạn khởi động phải có khả năng được tận dụng làm nhiên liệu đốt lò hơi.
Như vậy, bài toán khởi động bể UASB nhà máy cồn không chỉ dừng lại ở việc đưa vi sinh vào bể UASB mà cần xây dựng được một quy trình khởi động có khả năng kiểm soát tải lượng, duy trì điều kiện thích hợp cho vi sinh kỵ khí và từng bước đưa hệ thống về trạng thái vận hành ổn định.
Giải pháp vi sinh Microbe-Lift từ BIOGENCY
Để hỗ trợ quá trình khởi động UASB, BIOGENCY sử dụng kết hợp ELI Biosciences BGE1 và Microbe-Lift SA, cùng với bùn nền kỵ khí có sẵn từ hệ thống.
– ELI Biosciences BGE1: Vi sinh kỵ khí
ELI Biosciences BGE1 là chế phẩm vi sinh kỵ khí chứa các chủng có hoạt tính mạnh như:
- Clostridium Butyricum
- Methanomethylovorans Hollandica
- Methanosarcina Bakeri
- Pseudomonas Citronellolis
- Và các chủng vi sinh khác…
Trong hệ thống UASB, việc bổ sung nguồn vi sinh kỵ khí có hoạt tính giúp hỗ trợ quá trình hình thành và phát triển quần thể vi sinh cần thiết cho quá trình xử lý chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí.
Lượng sử dụng: 120 gallon/1,5 tháng cho 4 bể UASB.
– Microbe-Lift SA: Hỗ trợ xử lý hợp chất hữu cơ
Microbe-Lift SA chứa các chủng vi sinh vật dạng lỏng có hoạt tính cao, được thiết kế để tăng tốc quá trình oxy hóa sinh học của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy.
Việc sử dụng Microbe-Lift SA nhằm hỗ trợ quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và làm giảm rõ rệt lớp bùn sinh ra.
Lượng sử dụng: 66 gallon/1,5 tháng cho 4 bể UASB.
Hai sản phẩm được sử dụng trong cùng một phương án, kết hợp với bùn nền kỵ khí và quy trình kiểm soát tải nhằm hỗ trợ quá trình khởi động hệ thống.
Phương án khởi động UASB của BIOGENCY
Thay vì đưa ngay tải lượng cao vào toàn bộ hệ thống, BIOGENCY triển khai theo từng bước, bắt đầu từ việc chuẩn bị bùn nền, nạp tải khởi động, bổ sung vi sinh và kiểm soát các điều kiện vận hành.
– Nạp bùn nền kỵ khí
Nguồn bùn nền được sử dụng là bùn còn lại của hệ thống, với khối lượng: 500 m3/bể.
Các chỉ tiêu bùn tại thời điểm sử dụng:
- MLSS: 38.933 mg/L
- MLVSS: 27.266 mg/L
Việc có sẵn bùn nền với mật độ vi sinh phù hợp là một yếu tố quan trọng trong quá trình khởi động. Bùn nền cung cấp quần thể vi sinh ban đầu, từ đó giúp rút ngắn thời gian cần thiết để hệ thống đạt trạng thái xử lý ổn định.
– Nạp tải khởi động
Sau khi chuẩn bị bùn nền, nước sau xử lý được sử dụng để nạp vào bể, chiếm khoảng 2/3 thể tích bể.
Đồng thời, bổ sung 400 kg mật rỉ đường/ngày nhằm cung cấp nguồn cơ chất hỗ trợ quá trình nuôi cấy vi sinh.
Sau đó tiến hành bổ sung men vi sinh hỗ trợ nuôi cấy: ELI Biosciences BGE1 và Microbe-Lift SA.
Quá trình nạp tải được thực hiện có kiểm soát. Lượng nước thải chưa xử lý được lưu trữ tại các bồn chứa để chủ động điều tiết tải lượng đưa vào hệ thống.
Kiểm soát điều kiện vận hành trong giai đoạn khởi động
Với nước thải có COD 20.000-30.000 mg/L, pH 4,0-4,5 và nhiệt độ 60-70°C, kiểm soát điều kiện vận hành là một trong những yếu tố quyết định đến khả năng khởi động ổn định của UASB.
– Kiểm soát lưu lượng và tải lượng
Lưu lượng nạp tải được theo dõi mỗi ngày.
Nguyên tắc vận hành là:
- Hiệu suất xử lý ổn định mới tiếp tục tăng tải.
- Lượng nước thải chưa xử lý được lưu trữ trong các bồn chứa để chủ động điều chỉnh lượng nước đưa vào bể.
Cách kiểm soát này đặc biệt quan trọng với nhà máy sản xuất theo mẻ, bởi nếu đưa lượng nước thải có tải lượng cao vào bể trong thời gian ngắn, hệ thống có thể đối mặt với nguy cơ sốc tải.
– Kiểm soát pH và nhiệt độ
pH là thông số cần được kiểm soát chặt trong giai đoạn khởi động.
Trong trường hợp này, pH đầu vào chỉ khoảng 4,0-4,5. Vì vậy, trong giai đoạn khởi động, hệ thống sử dụng vôi để nâng pH với lượng 700–1.000 kg/ngày.
Khi hệ thống đã đi vào giai đoạn vận hành ổn định, không cần tiếp tục nâng pH.
Lưu ý quan trọng khi sử dụng vôi để nâng pH là không được châm trực tiếp vôi vào đường ống phân phối của bể kỵ khí. Thay vào đó, cần pha loãng vôi, để lắng, và sử dụng phần nước trong phía trên vào bể chứa để trung hòa với nước thải. Sau đó mới đưa nước đã được điều chỉnh pH vào hệ thống.
Cách thực hiện này giúp tiết kiệm chi phí và hạn chế nguy cơ tắc nghẽn đường ống phân phối do hiện tượng vôi hóa.
– Theo dõi COD mỗi ngày
COD được lấy mẫu và kiểm tra hằng ngày.
Kết quả COD được sử dụng để đánh giá hiệu suất xử lý của hệ thống và làm cơ sở quyết định có tiếp tục tăng tải hay không.
Nguyên tắc là không tăng tải chỉ dựa trên thời gian vận hành. Việc tăng tải cần gắn với hiệu suất xử lý thực tế của bể UASB.
– Kiểm tra bùn vi sinh
Bùn trong bể cũng được lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu MLSS và MLVSS.
Việc theo dõi MLSS và MLVSS giúp đánh giá mật độ bùn và lượng sinh khối hoạt tính trong hệ thống trong quá trình khởi động.
Kết quả đạt được sau khi áp dụng phương án từ BIOGENCY
Sau quá trình triển khai, hệ thống đạt được kết quả theo từng giai đoạn như sau:
| Giai đoạn | Tổng thời gian thực hiện | Hiệu suất COD | MLVSS | Nhận xét |
| Giai đoạn 1 – Bể 1 & 2 | 30 ngày | 90-94% | 4.460 – 4.690 mg/l | Đạt mục tiêu |
| Giai đoạn 2 – 4 bể | 30 ngày | 89-95% | 4.050 – 4.570 mg/l | Đạt mục tiêu |
Kết quả nổi bật là 30 ngày để đạt hiệu suất COD 89-95% trên quy mô 4 bể UASB, tổng thể tích 20.000 m3.
- Ở giai đoạn đầu, hai bể UASB 1 và 2 đạt hiệu suất COD 90-94% sau 30 ngày.
- Sang giai đoạn tiếp theo, khi triển khai trên toàn bộ 4 bể, hiệu suất COD đạt 89-95% sau 30 ngày.
Kết quả này đáp ứng mục tiêu mà chủ đầu tư đặt ra cho quá trình khởi động hệ thống.
Với một hệ thống gồm 4 bể UASB, mỗi bể có thể tích 5.000 m3, tổng thể tích xử lý lên đến 20.000 m3, thời gian khởi động là yếu tố có ý nghĩa lớn đối với tiến độ đưa hệ thống vào vận hành.
Trong điều kiện thông thường, quá trình khởi động có thể kéo dài 60-90 ngày. Trong case study này, hệ thống đạt hiệu suất COD 89-95% sau 30 ngày.
Kết quả này là minh chứng cho hiệu quả của giải pháp BIOGENCY trong điều kiện thực tế công nghiệp, bao gồm việc sử dụng ELI Biosciences BGE1 và Microbe-Lift SA kết hợp với bùn nền và kiểm soát điều kiện vận hành.
Đặc biệt, phương án cho thấy khả năng rút ngắn thời gian khởi động ngay cả trong điều kiện hệ thống cần nuôi cấy vi sinh mới và không có lượng bùn nền ban đầu lớn.
Bài học kinh nghiệm khi khởi động UASB quy mô công nghiệp
Từ quá trình triển khai thực tế tại nhà máy cồn Đắk Nông, có thể rút ra một số yếu tố quan trọng khi khởi động hệ thống UASB.
– Cần có lượng bùn nền tối thiểu
Bùn nền là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong giai đoạn khởi động.
Khuyến nghị lượng bùn nền tối thiểu trên 10% thể tích bể, với các chỉ tiêu ban đầu:
- MLSS: 30.000-50.000 mg/L
- MLVSS: 20.000-30.000 mg/L
Thiếu bùn nền là một trong những nguyên nhân chính có thể làm kéo dài thời gian khởi động hệ thống.
– Bể chứa trung gian cần đủ lớn
Đối với nước thải có COD đầu vào trên 20.000 mg/L, đặc biệt tại nhà máy có đặc điểm sản xuất theo mẻ, cần bố trí bể chứa trung gian đủ lớn.
Bể trung gian giúp điều hòa lưu lượng và tải lượng trước khi đưa nước thải vào UASB, từ đó hạn chế nguy cơ sốc tải cho hệ thống.
– Cần có thiết bị đo tại chỗ
Trong quá trình khởi động, việc theo dõi các thông số không nên chỉ dựa vào kết quả phân tích định kỳ.
Các thiết bị đo tại chỗ các chỉ số pH, nhiệt độ và COD,… giúp phát hiện sớm những dấu hiệu bất thường để có thể điều chỉnh điều kiện vận hành kịp thời.
– Công thức để khởi động nhanh UASB
Từ case study thực tế này, có thể khái quát các yếu tố quan trọng trong quá trình khởi động nhanh bể kỵ khí quy mô công nghiệp:
- Giải pháp vi sinh ELI Biosciences BGE1 và Microbe-Lift SA.
- Bùn nền đủ mật độ.
- Kiểm soát pH/nhiệt độ chặt chẽ.
Tuy nhiên, hiệu quả của quá trình khởi động không chỉ phụ thuộc vào chế phẩm vi sinh. Việc lựa chọn và bổ sung vi sinh cần được kết hợp với nguồn bùn nền phù hợp, kiểm soát tải lượng, pH, nhiệt độ, COD và theo dõi tình trạng bùn trong suốt quá trình vận hành.
Nếu doanh nghiệp đang cần khởi động UASB, phục hồi hệ vi sinh kỵ khí, tăng hiệu suất xử lý COD hoặc ổn định hệ thống xử lý nước thải, BIOGENCY có thể tư vấn giải pháp phù hợp với đặc tính nước thải và điều kiện vận hành thực tế của từng nhà máy.
Liên hệ BIOGENCY qua HOTLINE 0909 538 514 để được đội ngũ kỹ thuật tư vấn và khảo sát hệ thống.
>>> Xem thêm: Giải pháp vi sinh cho bể kỵ khí: Phục hồi hệ vi sinh, tăng Biogas và giảm bùn với bộ giải pháp Microbe-Lift
