Bể kỵ khí trong xử lý nước thải

Bể kỵ khí trong xử lý nước thải là gì? Có những loại bể kỵ khí nào? Mỗi loại bể kỵ khí sẽ có những ưu điểm nào? Hãy cùng Xử Lý Nước Việt Phát tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Bể kỵ khí trong xử lý nước thải là gì?

Bể kỵ khí trong xử lý nước thải là công trình xử lý nước thải bằng phương pháp yếm khí (Không có oxy). Vi sinh vật kỵ khí lấy oxy trong chất hữu cơ, làm giảm nồng độ của nó trong nước thải.

Quá trình phân hủy kỵ khí trong bể có thể chia thành bốn giai đoạn sau:

Thủy phân

Xảy ra dưới sự tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra. Các phức chất và chất không tan (proteins, polysaccharides, lipids) chuyển hóa thành các chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (các amino axit, đường, axit béo).

Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặt tính dễ phân hủy của cơ chất.

Axit hóa

Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành các chất đơn giản. Axit lactic, Axit béo dễ bay hơi, methanol, alcohols, CO₂, NH₃, H₂, H₂S và sinh khối mới là sản phẩm của quá trình này. Các axit hình thành làm pH có thể giảm xuống 4,0.

Acetic hóa (Acetogenesis)

Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn axit hóa thành acetate, H₂, CO₂ và sinh khối mới.

Metan hóa

Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kỵ khí COD giảm. Axit axetic, H₂, CO₂, axit fomic và methanol chuyển hóa thành metan, CO₂  và sinh khối mới.

Để bể kỵ khí trong xử lý nước thải hoạt động hiệu quả cần lưu ý đến hai 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 khuẩn.

Ưu điểm của bể kỵ khí

• Tiêu tốn ít năng lượng
• Sinh ra ít bùn thải
• Chi phí xử lý thấp
• Có tiềm năng thu hồi năng lượng ở dạng năng lượng tái tạo.

Một số loại bể kỵ khí trong xử lý nước thải

Bể kỵ khí UASB xử lý nước thải

Bể kỵ khí UASB (Upflow anaerobic sludge blanket) là loại bể sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí. Giúp xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh vật kỵ khí. Đây là công nghệ xử lý kỵ khí được sử dụng phổ biến nhất.

Bể UASB có cấu tạo gồm: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha.

Nguyên lý hoạt động của bể UASB

• Dòng nước thải được phân phối theo hướng từ dưới đáy bể lên qua lớp bùn kỵ khí. Điều chỉnh pH trong nước thải duy trì ở 6,6 – 7,6 đảm bảo tốt cho quá trình phát triển của vi sinh vật kị khí. Vận tốc nước thải cấp vào bể từ 0,6 – 0,9m.
• Vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các chất ô nhiễm thành sinh khối, CH₄ và CO₂ tại tầng xử lý. Bùn sẽ bám vào các khí này và nổi lên trên bề mặt.
• Hệ thống tách ba pha sẽ giữ vi sinh vật lại trong tầng xử lý. Bùn, nước và khí được tách rời nhau. Khí và nước thoát ra ngoài bể phản ứng, bùn được lắng xuống đáy bể.
• Nước thải theo máng tràn răng cưa dẫn đến bể xử lý tiếp theo.

Ưu điểm bể kỵ khí trong xử lý nước thải UASB:

• Bùn dư ít. Chi phí xử lý bùn thấp.
• Lượng khí CH₄ tương đối lớn, có thể tận dụng làm khí sinh học.
• Tải lượng hữu cơ cao có thể COD đến dưới 5.000mg/l hoặc BOD đến 500mg/l. 
• Xử lý được các chất hữu cơ độc hại, các chất hữu cơ khó phân hủy.

Bể kỵ khí trong xử lý nước thải – Bể kỵ khí có vách ngăn – ABR

ABR (Anaerobic Baffled Reactor) hay còn gọi là bể kỵ khí có vách ngăn hoạt động theo nguyên tắc chảy ngược qua nhiều ngăn kỵ khí. 

Nguyên lý hoạt động

• Nước thải lần lượt chảy qua các ngăn của bể kỵ khí. Tại các ngăn được bố trí sẵn các tấm hướng dòng tạo điều kiện để dòng thải chuyển động từ trên xuống dưới và ngược lại. Nước thải chuyển động không ngừng, tiếp xúc với vi sinh vật trong bùn hoạt tính. Các vi sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ trong nước, chuyển hoá chúng thành thức ăn và nguồn dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phát triển.
• Mỗi ngắn kỵ khí khác nhau sẽ có các quần thể vi sinh vật tương ứng khác nhau. Tại ngăn đầu tiên vi khuẩn mang tính axit chiếm ưu thế, số lượng nhiều hơn. Những ngăn sau các vi khuẩn metan hóa chiếm số lượng lớn hơn.
• Ngăn lắng là ngăn cuối cùng của bể ABR. Tại đây loại bỏ hoàn toàn chất rắn lơ lửng và bùn ra khỏi nước. Một phần bùn kỵ khí được tuần hoàn cho ngăn kỵ khí đầu tiên. Bùn luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng nên liên tục được hoạt hóa làm tăng hiệu quả xử lý chất hữu cơ.

Ưu điểm của Bể ABR

• Lượng bùn phát sinh ít
• Không phát sinh mùi hôi
• Chi phí đầu tư, vận hành thấp
• Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng
• Vận hành dễ dàng
• Hàm lượng sinh khối được duy trì ổn định

Bể kỵ khí lớp bùn hạt mở rộng (EGSB)

Bể kỵ khí lớp bùn hạt mở rộng EGSB (Expanded granular sludge beds) là một dạng biến thể của bể UASB. Điểm khác biệt của bể EGSB là việc bơm trở lại một phần dòng nước thải ra. Từ đó là vận tốc dòng thải đi lên qua lớp bùn hạt mở rộng có thể đạt trên 6m/h. Cho phép mở rộng lớp bùn hạt, tăng sự tiếp xúc giữa nước thải và quần thể vi sinh vật chứa trong lớp bùn hạt. Các chất hữu cơ thấm sau vào lớp bùn hạt mà không cần xáo trộn cơ học. Chụp thu khí hoạt động như một thiết bị phân tách 3 pha: rắn, lỏng khí. Giúp thu hồi được khí sinh học tạo ra trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ, ngăn ngừa bùn hạt trào ra ngoài hệ thống, giảm chất rắn lơ lừng.

Ưu điểm của bể EGSB:

• Nồng độ bùn cao: Tải trọng hữu cơ gấp 3 lần so với bể kỵ khí thông thường.
• Tiết kiệm diện tích thi công
• Xử lý được nước thải có nồng độ SS cao và nước thải độc với vi sinh vật.
• Khí metan sinh ra có thể thu hồi làm năng lượng.

Bể kỵ khí trong xử lý nước thải – Bể kỵ khí nội tuần hoàn (IC)

IC (Internal Circulation) – Bể kỵ khí nội tuần hoàn hoạt động dựa trên nguyên tắc của hai hệ thống UASB xếp chồng lên nhau. Trong đó hệ UASB thuộc loại cao tải đặt ở phía dưới và hệ UASB có mức chịu tải thấp hơn đặt ở phía trên. 

Thành phần cấu tạo cơ bản của Bể IC gồm:

• Hệ phân bố nước đầu vào có cấu trúc dạng hình nón
• Hệ nội tuần hoàn
• Vùng phản ứng cao tải
• Vùng phản ứng tải lượng thấp (làm sạch sâu).

Nguyên lý hoạt động của bể kỵ khí nội tuần hoàn IC trong xử lý nước thải

• Nước thải được đưa vào đáy của hệ xử lý, tiếp xúc với lớp bùn hạt mật độ cao. Phần lớn chất hữu cơ được chuyển hóa ở khoang này, khí biogas được sinh ra được thu gom nhờ bộ tách pha thứ nhất và dẫn lên qua ống lên 1 (riser).
• Vùng phản ứng cao tải có khả năng tự khuấy trộn mạnh do dòng nước và khí nên khả năng tiếp xúc của vi sinh với cơ chất rất tốt, dẫn đến tăng cường hiệu quả hoạt động của vi sinh vật.
• Khi dòng khí chuyển động lên trong ống lên (riser) sẽ cuốn theo nước và bùn (gas-lift) từ vùng phân hủy cao tải lên khoang tách khí-lỏng. Khí đi ra ngoài, nước và vi sinh được đưa trở lại đáy bể, hòa trộn với dòng vào qua đường ống dẫn xuống rồi vào vùng phản ứng.
• Nước thải sau khi thoát khỏi vùng cao tải và qua hệ thống tách khí số 1 chỉ còn chứa phần nhỏ lượng chất ô nhiễm vào vùng xử lý sâu (vùng trên), khoang này đóng vai trò như một hệ xử lý thứ cấp và thực hiện tiếp quá trình chuyển hóa chất hữu cơ, khí sinh ra cũng được thu gom nhờ bộ tách pha thứ hai và cũng thực hiện quá trình gas-lift giống như khoang thứ nhất.

Ưu điểm của bể kỵ khí IC

• Hiệu quả xử lý COD cao.
• Hệ thống có khả năng tự điều chỉnh do lưu thông nội bộ hệ thống.
• Khả năng giữ lại sinh khối cao
• Chịu được tải trọng ô nhiễm hữu cơ cao
• Tiết kiệm diện tích.

Kết luận

Như trên chúng ta đã cùng khám phá thông tin chi tiết về các loại bể kỵ khí trong xử lý nước thải. Quý khách có nhu cầu xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay Xử Lý Nước Việt Phát – Chúng tôi là đơn vị hàng đầu mang đến các giải pháp công nghệ tiên tiến, giúp xử lý mọi nguồn nước hiệu quả, đáp ứng mọi nhu cầu.

Các sản phẩm của Việt Phát đều được sản xuất theo quy trình chất lượng, đạt tiêu chuẩn ISO 9001:2015, cam kết sản phẩm tối ưu cho mọi công trình.

Để tham khảo thêm về các sản phẩm cụ thể, tư vấn về các hệ thống lọc nước vui lòng LIÊN HỆ với đơn vị Xử Lý Nước Việt Phát để được tư vấn nhanh chóng và hiệu quả nhất.

Bạn đang có nhu cầu xử lý nước thải, lọc nước công nghiệp, xử lý nước sinh hoạt. Hãy liên hệ Xử Lý Nước Việt Phát để được tư vấn hỗ trợ miễn phí:

Công ty TNHH Thiết Bị Máy Và Công Nghệ Môi Trường Việt Phát

• Địa chỉ: Lễ Khê – Xuân Sơn – Sơn Tây – Hà Nội
• Hotline: 0932 333 299 – 0986 924 889
• Email: xulynuocvietphat@gmail.com
• Kênh: Youtube Xử Lý Nước Việt Phát
• Fanpage: Facebook Xử Lý Nước Việt Phát

Xử Lý Nước Việt Phát – Luôn sẵn sàng tư vấn và phục vụ Quý khách.