Để vận hành bể xử lý kỵ khí trong hệ thống xử lý nước thải hoạt động hiệu quả, cần đảm bảo một số điều kiện vận hành như nhiệt độ, độ kiềm Carbonate, pH, tải lượng COD, tỷ lệ MLVSS/ MLSS…
Tổng quan về quá trình xử lý kỵ khí trong hệ thống xử lý nước thải
Trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, chất hữu cơ được oxy hóa mạnh nhất dưới tác động của các chủng vi sinh vật có trong bùn hoạt tính, được duy trì ở trạng thái sinh trưởng lơ lửng hoặc sinh trưởng bám dính. Cả hai trạng thái này đều tồn tại trong môi trường của bể sinh học, chứa đa dạng nhiều chủng vi sinh vật.
Quá trình xử lý kỵ khí trong nước thải là quá trình phân hủy tải lượng hữu cơ trong điều kiện kỵ khí thành các sản phẩm khí, chủ yếu là khí Methane (CH4) và Carbon dioxide (CO2). Quá trình này thường áp dụng cho những loại hình nước thải có hàm lượng COD đầu vào cao > 1500 mg/l.
Phản ứng xử lý kỵ khí bao gồm 04 giai đoạn: Thủy phân, Acid hóa, Acetat hóa và Methane hóa. Trước tiên, lượng chất hữu cơ phức tạp có trong nước thải dưới tác động của vi sinh vật được thủy phân thành dạng chất hữu cơ hòa tan, đơn giản hơn. Sau đó được vi khuẩn sản xuất acid tiêu thụ để tạo thành acid béo dễ bay hơi (VFAs). VFAs thông qua giai đoạn Acetat hóa sẽ tạo thành Acetat, CO2 và H2. Cuối cùng, vi khuẩn Methane hóa tiêu thụ tạo ra khí CH2 và CO2.
Tùy vào điều kiện môi trường của bể sinh học, một số chủng vi sinh vật sẽ chiếm ưu thế nhiều hơn những chủng vi sinh vật còn lại. Nếu điều kiện môi trường bể sinh học thay đổi (pH, DO, nhiệt độ, …) thì sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của các chủng vi sinh vật, đặc biệt là hiệu suất của quá trình phân hủy kỵ khí trong nước thải. Do đó, để quá trình xử lý kỵ khí trong hệ thống xử lý nước thải diễn ra hiệu quả, cần kiểm soát chặt chẽ các điều kiện dưới đây.
Làm sao để quá trình xử lý kỵ khí diễn ra hiệu quả?
Để quá trình xử lý kỵ khí trong hệ thống xử lý nước thải hoạt động hiệu quả, cần đảm bảo một số điều kiện vận hành như sau:
– Nhiệt độ:
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, đặc biệt là quá trình phân hủy kỵ khí. Hầu hết các chủng vi sinh vật trong hầm Biogas hoặc bể sinh học kỵ khí quy mô công nghiệp đang hoạt động hiện nay đều là vi sinh vật ưa ấm nên cần kiểm soát nhiệt độ bể kỵ khí từ ở khoảng 20 – 35℃.
– Độ kiềm Carbonate:
Độ kiềm Carbonate là một trong những yếu tố quan trọng giúp ổn định pH cho cả 4 giai đoạn của quá trình phân hủy kỵ khí. Một số loại hình nước thải có thành phần Nitơ hữu cơ cao như nước thải chế biến thủy sản, chăn nuôi, thực phẩm, … thì độ kiềm Carbonate có sẵn nhờ vào quá trình phân hủy protein, peptit, acid amin, … Đối với những loại hình nước thải còn lại, để quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra thuận lợi, cần bổ sung thêm hóa chất giúp tăng độ kiềm carbonate như Na2CO3, NaHCO3, CaCO3, … để giúp pH nước thải không bị tuột quá sâu ở giai đoạn Acid hóa.
– pH:
pH là một thông số quan trọng trong việc vận hành bể xử lý kỵ khí và kiểm soát hiệu quả bể kỵ khí. Khi pH < 6.2 sẽ làm ức chế giai đoạn Methane hóa, tích lũy VFAs càng nhiều ở giai đoạn Acid hóa làm cho hiệu suất phản ứng kỵ khí bị giảm mạnh. Cần duy trì pH ở mức 6.8 – 7.8 trong quá trình vận hành (tối ưu 7.0 – 7.2).
– Tải lượng COD:
Một trong những nguyên nhân khiến cho bể xử lý kỵ khí hoạt động không hiệu quả, thường xảy ra sự cố là do tải lượng COD đầu vào vượt quá tải trọng xử lý của bể. Từ đó dẫn đến hiệu suất xử lý COD và Nitơ hữu cơ giảm, gây sốc tải đến cụm sinh học AO (Anoxic – Aerotank) phía sau và nước thải đầu ra không đạt tiêu chuẩn xả thải. Do đó cần đảm bảo tải lượng COD đầu vào phù hợp với tải trọng xử lý của bể kỵ khí. Thông thường, tải trọng xử lý của bể kỵ khí tiếp xúc là 2 – 5 kgCOD/m3.d và từ 5 – 10 kgCOD/m3.d đối với bể kỵ khí UASB.
– Tỷ lệ MLSS và MLVSS:
MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) và MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) là hai chỉ tiêu cực kỳ quan trọng trong khâu vận hành và kiểm soát hiệu suất xử lý của bể kỵ khí. Đối với một bể kỵ khí hoạt động ổn định thì MLSS dao động từ 30.000 – 50.000 mg/l và tỷ lệ MLVSS/ MLSS thường > 0.4. Xem thêm: Tỷ lệ MLVSS/MLSS trong nước thải >>>
– Chủng vi sinh vật kỵ khí:
Đối với từng giai đoạn của quá trình phân hủy kỵ khí sẽ có sự tham gia của một nhóm nhiều chủng vi sinh giống hoặc khác nhau. Các nhóm vi sinh vật này thường có sẵn trong các chất thải hữu cơ, nhưng với mật độ ít, khả năng thích nghi với môi trường bị hạn chế và hiệu quả xử lý thấp. Vì vậy chúng ta cần bổ sung định kỳ chủng vi sinh kỵ khí Microbe-Lift BIOGAS và Microbe-Lift SA để tăng hiệu suất xử lý. Thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy các chất hữu cơ phức tạp và tạo khí Metan.
Để đảm bảo quá trình vận hành bể xử lý kỵ khí đạt hiệu suất mong đợi, ngoài các yếu tố quan trọng cần kiểm soát như: nhiệt độ, độ kiềm carbonate, pH, tải lượng COD, tỷ lệ MLVSS/ MLSS thì việc bổ sung các chủng vi sinh vật kỵ khí có hoạt tính mạnh có trong dòng men vi sinh Microbe-Lift sẽ giúp các nhà thầu thi công môi trường rút ngắn thời gian khởi động bể kỵ khí hoặc giảm thiểu thời gian xử lý các sự cố liên quan đến giảm hiệu suất xử lý của bể kỵ khí, giúp bàn giao nhanh công trình cho các chủ đầu tư.
Liên hệ BIOGENCY qua HOTLINE 0909 538 514 để được tư vấn chi tiết hơn!
>>> Xem thêm: [BIOGENCY] Giải pháp: Tăng hiệu suất bể kỵ khí hệ thống xử lý nước thải chế biến thực phẩm
