Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí

Ngày đăng: 17 - 08 - 2020

Chào các bạn đọc giả, cũng như Quý khách hàng, Quý doanh nghiệp, hôm nay Môi trường Nam Nhật sẽ tiếp tục cung cấp thêm các kiến thức chuyên sâu hơn về công nghệ xử lý nước thải cho các bạn. Công nghệ hôm nay chúng ta hướng đến là công nghệ xử lý nước thải sinh học bằng phương pháp kỵ khí.

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học chủ yếu là dựa vào hoạt động sống của các vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải. Các vi sinh vật này sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống của chúng và đồng thời các chất hữu cơ này sẽ được phân giải thành hợp chất vô cơ đơn giản. Mục đích của quá trình này là khử BOD và COD.

Phương pháp xử lý sinh học bao gồm: phương pháp kỵ khí, phương pháp thiếu khí, phương pháp hiếu khí.

Vậy phương pháp xử lý kỵ khí là gì?

Nguyên lý xử lý kỵ khí

Quá trình phân hủy kị khí là quá trình phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy, ứng dụng để xử lý các loại nước thải ô nhiễm chất hữu cơ cao. Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm là sử dụng các vi khuẩn, vi sinh vật kị khí nhằm phân hủy cơ chất trong nước thải.

Quá trình xử lý kị khí thích hợp cho các  loại nước thải ô nhiễm nặng. Bể phản ứng kị khí có thể hoạt động ở tải trọng cao. Quá trình kị khí sản xuất  lượng bùn ít hơn từ 3 – 20  lần so  với  quá  trình hiếu khí,  bởi  vì  sự sản sinh năng  lượng từ các quá trình kị khí tương đối thấp. Hầu hết năng lượng có được từ  sự phá hủy cơ chất đều được tìm thấy trong các sản phẩm cuối của quá trình, đó là CH4.

Công nghệ xử lý nước thải sinh học bằng phương pháp kỵ khí.

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí là do sự hoạt động của các vi sinh vật trong môi trường mà không cần sự có mặt của oxi không khí và sản phẩm cuối cùng tạo ra gồm CH4, CO2, N2, H2,… và trong đó khí CH4(metan) chiếm tới 65%. Quá trình này còn có thể gọi là quá trình lên men metan.

     Hỗn hợp khí sinh ra gọi là khí sinh học hay biogas, thành phần biogas như sau:

  • Methane (CH4) 55,65%
  • Carbon dioxite (CO2) 35,45%
  • Nitrogen (N2) 0,3%
  • Hydrogen (H2) 0,1%
  • Hydrogen Sulphide (H2S) 0,1%

Nguyên tắc của phương pháp này là  sử  dụng các  vi sinh vật  kị khí  và  vi  sinh vật tùy nghi để phân hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải, ở điều kiện không có oxi hòa tan với nhiệt độ, pH… thích hợp để cho các sản phẩm dạng khí (CO2, CH4). Quá trình phân hủy kị khí có thể mô tả bằng sơ đồ tổng quát:

(CHO)nNS →CO2 + H2O + CH4 + NH4 + H2 + H2S + Tế bào vi sinh

Quá trình xử lý kỵ khí trong điều kiện nhân tạo có thể được áp dụng để xử lý các loại cặn bã chất thải công nghiệp có hàm lượng chất bẩn hữu cơ cao BOD 10-30(g/l). Có nhiều chủng loại vi sinh vật cùng nhau làm việc  để biến đổi các chất ô nhiễm hữu cơ thành khí sinh học.

Quá trình phân huỷ kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí chất bẩn là quá trình diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa phức tạp và có thể họp thành 4 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy các chất thải hữu  như sau:

sơ đồ Công nghệ xử lý nước thải sinh học bằng phương pháp kỵ khí.

Trong 3 giai đoạn đầu thì lượng COD hầu như không giảm, COD chủ yếu chỉ giảm trong giai đoạn metan hóa.

Trong xử lý kỵ khí cần lưu ý đến 2 yếu tố quan trọng:

    • Duy trì sinh khối vi khuẩn càng nhiều càng tốt
    • Tạo tiếp xúc đủ giữa nước thải với sinh khối vi sinh vật.

Các phương pháp xử lý kỵ khí 

Có 2 loại:

  • Quá trình xử lý bằng phương pháp kỵ khí nhân tạo
  • Phương pháp kỵ khí tự nhiên: ao hồ kỵ khí

Phương pháp kỵ khí nhân tạo

Các công trình nhân tạo trong thực tế được chia thành những loại như công trình lọc kị khí, công trình kị khí tiếp xúc và bể UASB.

Lọc kị khí

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thường sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ ( BOD, COD) rất cao (lên tới hàng ngàn mg/l). phương pháp này sử dụng rất nhiều các chủng vi sinh vật để xử lý, các chất khí được tạo thành sau quá trình xử lý là CH, H2S, H­2, CO­2, NH3.

Việc xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thông qua 4 giai đoạn: giai đoạn thủy phân (chuyển hóa protein thành các axit amin, cacbonhydrat và các chất hữu cơ mạch dài); giai đoạn acid hóa (sử dụng vi sinh vật lên men các chất hữu cơ hòa tan thành các acid béo dễ bay hơi); giai đoạn axetic hóa ( sử dụng vi khuẩn axetic thành axit axetic, CO­2,H2O); giai đoạn metan hóa (chuyển hóa các sản phẩm của các giai đoạn trên thành khí metan, sinh khối mới, CO­2).

Nước thải được đưa vào bể lọc kỵ khí sẽ được phân phối đều theo diện tích đáy bể, nước đi từ dưới lên chảy qua lớp vật liệu lọc, các chất hữu cơ sẽ bám lại tại vật liệu lọc có chứa vi khuẩn yếm khí và tạo thành lớp màng vi sinh vật. Tại đây, các chất hữu cơ sẽ được hấp thụ và phân hủy, bùn cặn sẽ được giữ lại trong khe rỗng của lớp vật liệu lọc. Sau 2-3 tháng ta sẽ xả bùn dư một lần. Phần nước sau khi qua lớp vật liệu lọc sẽ được chảy vào máng thu và tiếp tục đi sang công trình xử lý hiếu khí.

Vật liệu lọc có thể là: Dạng tấm (chất dẻo) hoặcvật liệu rời hạt, như hạt polyspiren có đường kính 3-5 mm.

Kị khí tiếp xúc

Công trình này bao gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết bị điều chỉnh bùn tuần hoàn.

Nước tải chưa xử lý được khuẩy trộn với vòng tuần hoàn và sau đó được phân hủy trong bể phản ứng kín không cho không khí vào. Sau khi phân hủy, hỗn hợp bùn nước đi vào bể lắng: nước trong đi ra và bùn được lắng xuống đáy.

Bể UASB

UASB là tên gọi viết tắc của cụm từ Upflow Anearobic Sludge Blanket – bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kị khí.

UASB được thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức min là 100mg/l, nếu SS>3000mg/l không thích hợp để xử lý bằng UASB.

Cơ chế hoạt động

Cơ chế hoạt động:

Nước thải được đưa vào bể UASB được phân phối từ dưới lên với vận tốc 0,6-0,9 m/h, qua lớp bùn kỵ khí , tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi tầng vi sinh này. Hệ thống tách pha được thiết kế gồm các tấm chắn khí được đặt ở phía trên bể với nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và khí. Phần nước và khí tiếp tục đi lên, các hạt cặn lơ lửng sẽ bám vào bọt khí và đi lên tới thành tấm chắn sẽ bị va đập và rơi xuống, bọt khí đi lên được thu lại qua ống thu khí. Bùn sẽ được giữ ở dưới đáy bể, nước trong sẽ được dâng lên trên và được thu hồi theo ống dẫn đi sang công trình xử lý hiếu khí tiếp theo.

Phương pháp kỵ khí tự nhiên

     Ao, hồ sinh học

Trong tự nhiên quá trình xử lý sinh học kị khí chỉ tồn tại ở dạng ao, hồ kị khí. Loại ao, hồ này thường phải sâu hơn 2m. Từ đó các vi sinh vật kị khí hoạt động sống không cần oxi. Chúng sử dụng oxy ở các hợp chất như nitrat, sulfat,… để oxy hóa chất hữu cơ thành axit hữu cơ, các loại rượu và khí CH4, CO2,… và H2O.  Nước thải nhờ bơm chìm dẫn vào hồ được đặt chìm đảm bảo cho việc phân phối cặn đồng đều trong hồ. Cửa xả nước ra khỏi hồ theo kiểu thu nước bề mặt và có tấm ngăn bùn không cho ra cùng với nước.

Môi trường Nam Nhật– Đơn vị cung cấp dịch vụ môi trường uy tín, chất lượng, hiệu quả

Công ty Môi trường Nam Nhật với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm đã và đang thực hiện các dự án xử lý nước thải áp dụng công nghệ sinh học kỵ khí trong nhiều Khu công nghiệp và trang trại chăn nuôi, sẽ tận tâm và luôn đồng hành cùng các doanh nghiệp chung tay bảo vệ môi trường. Chúng tôi cam kết không dùng những công nghệ lạc hậu, kém hiệu quả, sử dụng trang thiết bị hiện đại, đầy đủ nguồn gốc xuất xứ và giá cả hợp lý.

Tư vấn ngay

Hãy liên hệ với chúng tôi Hotline 037 637 2014 để được hỗ trợ tư vấn, báo giá nhanh nhất, tốt nhất !

0376372014