Trong giai đoạn khởi động bể kỵ khí (UASB), rất nhiều hệ thống gặp tình trạng pH đầu ra bể UASB thấp hơn 6 (hoặc pH đầu ra thấp hơn pH đầu vào). Đây là dấu hiệu cho thấy bể đang bị acid hóa, nếu không xử lý kịp thời có thể khiến hệ vi sinh kỵ khí suy giảm hoạt tính nghiêm trọng. Bài viết dưới đây, BIOGENCY sẽ phân tích nguyên nhân và hướng dẫn quy trình xử lý theo đúng trình tự kỹ thuật.
Chỉ số pH đầu ra bể UASB dưới 6 thể hiện điều gì?
pH đầu ra bể UASB dưới 6 (hoặc pH đầu ra thấp hơn pH đầu vào) là hiện tượng bể kỵ khí bị acid hóa. Điều này có nghĩa là trong quá trình thủy phân (Hydrolysis) và Acid hóa (Acidogenesis) diễn ra mạnh, tạo ra nhiều axit béo bay hơi (VFA – Volatile Fatty Acids), trong khi giai đoạn Acetat hóa (Acetogenesis) và Methane hóa (Methanogenesis) chưa hoạt động hiệu quả để tiêu thụ lượng VFA này.
VFA tích tụ vượt khả năng xử lý của nhóm vi khuẩn Methanogens khiến pH trong bể giảm dần, kèm theo COD đầu ra giảm nhanh (do vi sinh Methane hóa bị ức chế, không phải do COD đã được xử lý triệt để). Nhóm Methanogens vốn nhạy cảm với biến động tải lượng, tăng trưởng chậm và dễ bị ức chế khi môi trường Acid. Đây là lý do hiện tượng này đặc biệt phổ biến trong giai đoạn khởi động, khi hệ vi sinh methane hóa chưa phát triển đủ mạnh để cân bằng với tốc độ acid hóa.
Nói cách khác, pH đầu ra dưới 6 là dấu hiệu cho thấy “đầu vào” của quá trình tạo methane đang nhiều hơn khả năng “xử lý” của vi khuẩn methane hóa.
Những rủi ro khi chỉ số pH đầu ra bể UASB dưới 6
Khi tình trạng Acid hóa kéo dài, hệ vi sinh trong bể UASB sẽ mất cân bằng và kéo theo nhiều hệ quả:
- Vi khuẩn Methanogens bị ức chế, làm giảm khả năng chuyển VFA thành khí methane.
- VFA tiếp tục tích tụ, khiến pH giảm sâu hơn và tạo thành vòng lặp khó phục hồi.
- Hiệu suất xử lý COD suy giảm, đặc biệt đối với phần COD hòa tan cần được phân hủy trong giai đoạn methane hóa.
- Lượng khí biogas giảm, làm mất đi một trong những lợi ích quan trọng của bể UASB.
- Nguy cơ bùn hạt suy yếu hoặc phân rã, khiến bể mất khả năng vận hành ổn định và thời gian phục hồi kéo dài.
3 nguyên nhân khiến pH đầu ra bể UASB dưới 6 khi khởi động
Nguyên nhân sâu xa dẫn đến độ pH đầu ra bể UASB dưới 6 là do giai đoạn acetat hóa – Methane hóa không theo kịp giai đoạn acid hóa. Cụ thể có 3 nhóm nguyên nhân thường gặp:
– Quá tải lượng COD đầu vào
Tải lượng COD đầu vào (OLR – Organic Loading Rate) lớn hơn khả năng xử lý của bùn kỵ khí (khi MLSS – mật độ bùn, MLVSS – sinh khối vi sinh hoạt tính còn thấp) khiến giai đoạn Acid hóa diễn ra mạnh, tạo nhiều VFA. Lượng VFA vượt xa khả năng xử lý của nhóm Methanogens khiến pH càng giảm, bể rơi vào trạng thái acid hóa và COD đầu ra giảm nhanh.
– Bùn kỵ khí trong bể hoạt động không tốt
Nguồn bùn nạp vào bể không đạt (loãng, ít hạt, bùn cũ, yếu) hoặc mật độ bùn (MLSS) tuy đạt yêu cầu khởi động nhưng thiếu hoạt tính (tỷ lệ MLVSS/MLSS thấp). Khi bùn thiếu hoạt tính, giai đoạn Acetat hóa – Methane hóa không hiệu quả, dẫn đến pH đầu ra bể UASB dưới 6 và hiệu suất xử lý không đạt.
– Các thông số vận hành đầu vào không đạt yêu cầu
Các thông số pH, nhiệt độ hoặc độc chất trong nước thải đầu vào không đạt yêu cầu khiến vi sinh kỵ khí bị sốc, bị ức chế và ngừng hoạt động. Ngoài ra, nước thải đầu vào có TSS cao hoặc độ cứng lớn cũng làm giảm nhanh hoạt tính của bùn trong giai đoạn khởi động, dẫn đến pH đầu ra bể UASB dưới 6 và hiệu suất xử lý giảm.
Dấu hiệu nhận biết pH đầu ra bể UASB chưa đạt
Tùy vào từng nguyên nhân mà kỹ thuật vận hành có thể nhận biết tình trạng pH đầu ra bể UASB thấp:
| STT | Nguyên nhân | Dấu hiệu | Hướng xử lý chính |
| 1 | Quá tải COD đầu vào (OLR vượt khả năng bùn) | VFA tăng nhanh, COD đầu ra giảm nhanh, bùn nổi nhiều | Dừng nạp tải mới, chạy tuần hoàn nội bộ, nâng pH > 7,0 |
| 2 | Bùn kỵ khí thiếu hoạt tính | MLSS đạt nhưng MLVSS/hoạt tính thấp, bùn loãng, ít hạt | Bổ sung men vi sinh kỵ khí; chờ bùn thích nghi hoặc bổ sung bùn ngoài nếu cần gấp |
| 3 | Thông số đầu vào không đạt (pH, nhiệt độ, độc chất, TSS cao) | Vi sinh bị sốc, ức chế đột ngột | Rà soát và kiểm soát lại chất lượng nước thải đầu vào |
Cách xử lý pH đầu ra bể UASB dưới 6 khi khởi động (3 bước)
Khi xuất hiện dấu hiệu acid hóa, nhà vận hành nên xử lý theo đúng trình tự sau. Đánh giá đúng nguyên nhân trước khi xử lý giúp tránh đi sai hướng, khiến hệ càng acid hóa nặng hơn.
– Bước 1: Kiểm tra, đánh giá lại các thông số vận hành
- Kiểm tra pH nước thải đầu vào, pH trong bể và pH đầu ra.
- Kiểm tra tải lượng COD nạp vào (OLR) có vượt quá khả năng của bùn hay không.
- Đánh giá lại MLSS, MLVSS, hoạt tính bùn, màu bùn, mùi bùn.
- Kiểm tra nhiệt độ bể, tốc độ tuần hoàn, thời gian lưu nước (HRT – Hydraulic Retention Time).
- Rà soát khả năng có độc chất, TSS cao, dầu mỡ cao hoặc độ cứng cao trong nước thải đầu vào.
– Bước 2: Dừng nạp tải, chạy tuần hoàn nội bộ, nâng pH > 7,0
- Dừng nạp nước thải mới để tránh tiếp tục tạo thêm VFA.
- Chạy tuần hoàn nội bộ giúp pha loãng VFA và ổn định lại hệ.
- Bổ sung NaOH (tuyệt đối không dùng vôi) để nâng pH bể UASB lên trên 7,0. Xem chi tiết nên dùng Xút (NaOH) hay Soda (Na2CO3) để điều chỉnh pH ở bể kỵ khí>>>
- Quan sát bùn, nếu bùn nổi nhiều, tạo khí ít, đây là dấu hiệu acid hóa nặng.
Mục tiêu của bước này là ngắt quá trình acid hóa, tạo điều kiện để nhóm vi khuẩn Methanogens hồi phục.
– Bước 3: Theo dõi hiệu suất xử lý COD và bổ sung men vi sinh kỵ khí
- Test COD đầu ra hiện tại của bể để xác định mức độ suy giảm hiệu suất và mức độ ức chế của hệ.
- Sau khi pH bể ổn định trên 7,0, bổ sung men vi sinh kỵ khí để tăng hiệu quả xử lý lượng COD còn tồn trong bể.
- Sau 24 giờ, test lại COD đầu ra: nếu hiệu suất xử lý COD đạt trên 50%, phương án xử lý đang có hiệu quả.
- Theo dõi tiếp đến khi hiệu suất xử lý COD đạt trên 75% thì có thể bắt đầu nạp tải trở lại, tăng tải từ từ về mức tải xử lý như trước đó.
Nếu sau 24 – 48 giờ hiệu suất COD vẫn không cải thiện thì phải làm gì?
Nếu sau Bước 2 (đã nâng pH ổn định trên 7,0 và bổ sung men vi sinh) nhưng sau 24 giờ hiệu suất xử lý COD vẫn không cải thiện hoặc pH tiếp tục giảm, nguyên nhân nhiều khả năng là bùn trong bể đang thiếu hoặc bùn không đạt chất lượng. Khi đó, cần xử lý theo 2 hướng tùy mức độ khẩn cấp:
- Không cần gấp: Tiếp tục chạy tuần hoàn nội bộ, kéo dài thời gian đánh giá và chờ bùn thích nghi, tuyệt đối chưa nạp tải trở lại vì sẽ khiến hệ tiếp tục Acid hóa và kéo dài thời gian phục hồi.
- Cần xử lý gấp: Bổ sung thêm bùn hoạt tính từ bên ngoài vào bể, kết hợp sử dụng men vi sinh kỵ khí để tăng nhanh mật độ và hoạt tính vi sinh.
- Xem thêm: Cách nâng kiềm và pH cho bể kỵ khí>>>
Giải pháp vi sinh hỗ trợ phục hồi nhanh bể UASB
Đối với giải pháp vi sinh cho bể kỵ khí, hệ thống có thể tham khảo ELI Biosciences BGE1 (tên gọi mới của dòng sản phẩm Microbe-Lift BIOGAS trước đây, giữ nguyên công thức và công dụng) đến từ Ecological Laboratories Inc. – hãng sản xuất vi sinh hàng đầu Hoa Kỳ với công nghệ vi sinh độc quyền lâu đời.
Sản phẩm men vi sinh ELI Biosciences BGE1 chứa các chủng vi sinh kỵ khí được chọn lọc, hoạt tính mạnh, gồm:
- Clostridium Butyricum
- Clostridium Sartagoforme
- Desulfovibrio Vulgaris
- Desulfovibrio Aminophilus
- Geobacter Lovleyi
- Methanomethylovorans Hollandica
- Methanosarcina Bakeri
- Pseudomonas Citronellolis
Sản phẩm chứa đầy đủ các chủng vi sinh chuyên dùng cho 4 giai đoạn của quá trình phân hủy kỵ khí (Thủy phân – Acid hóa – Acetat hóa – Methane hóa), trong đó đặc biệt chứa các chủng Methanogens hoạt tính mạnh, giúp chuyển hóa nhanh các sản phẩm trung gian (VFA) thành khí methane (CH4) – đúng nhóm vi sinh đang thiếu hụt khi bể rơi vào trạng thái acid hóa.
ELI Biosciences BGE1 giúp ổn định quá trình sinh khí, rút ngắn thời gian tạo khí gas, tăng cường hiệu suất phân hủy COD, BOD5, tăng tỷ lệ MLVSS/MLSS và giảm mùi hôi trong hệ thống. Sản phẩm đã đồng hành cùng BIOGENCY và nhiều nhà thầu trong việc đảm bảo hiệu quả, tiến độ bàn giao, chi phí vận hành bể kỵ khí cho nhiều hệ thống xử lý nước thải khác nhau.
pH đầu ra bể UASB dưới 6 khi khởi động là sự cố phổ biến nhưng hoàn toàn có thể kiểm soát nếu xử lý đúng trình tự và đúng nguyên nhân. Nếu hệ thống của bạn đang gặp tình trạng này và cần được khảo sát, tư vấn phương án xử lý cụ thể, hãy liên hệ BIOGENCY qua HOTLINE 0909 538 514 để được đội ngũ kỹ thuật hỗ trợ nhanh nhất.
>>> Xem thêm: [Phương án thực tế] Tăng hiệu suất xử lý bể UASB ≥ 80% HTXLNT chế biến thực phẩm
