Bể UASB & Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của bể UASB

Bể UASB hay còn gọi là bể sinh học kỵ khí UASB, được dùng để xử lý các loại cặn chất thải công nghiệp, sinh hoạt, đặc biệt là những loại nước thải đậm đặc có hàm lượng chất hữu cơ cao. Các yếu tố nào bạn cần quan tâm để xử lý bể UASB hiệu quả?

Bể UASB là gì?

UASB ( viết tắt của Upflow Anaerobic Sludge Blanket ) là bể sinh học kỵ khí, sử dụng những vi sinh vật kỵ khí ( không sử dụng oxy ) và vi sinh vật tuỳ nghi ( sử dụng hoặc không sử dụng oxy đều thích hợp ) để phân huỷ những hợp chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải, tạo ra hầu hết là mẫu sản phẩm dạng khí ( đa phần là CO2, CH4 ) và tế bào vi sinh vật .

Phương trình phản ứng xảy ra tại bể UASB:

(CHO)n NS → CO2 + H2O + CH4 + NH4 + H2 + H2S + Tế bào VI SINH

Bể UASB được dùng để giải quyết và xử lý những loại cặn chất thải công nghiệp, hoạt động và sinh hoạt, đặc biệt quan trọng là những loại nước thải đậm đặc có hàm lượng chất hữu cơ cao, ví dụ như : BOD ≥ 10.000 – 30.000 ( mg / l ) .

Hình 1. Mô hình giải quyết và xử lý nước thải bằng mạng lưới hệ thống UASB .

Ưu và nhược điểm của bể sinh học kỵ khí UASB

1. Ưu điểm

• Bể thiết kế đơn giản, dễ xây dựng.
• Sử dụng ít năng lượng vận hành.
• Hàm lượng bùn sinh ra ít, tiết kiệm chi phí xả bỏ.
• Lượng bùn thải ra được tái sử dụng, là nguồn phân bón giàu dinh dưỡng cho đất và cây trồng.
• Khả năng thu hồi khí Biogas để tạo thành năng lượng điện cao.
• Chịu được tải trọng thay đổi đổi ngột.
• Xử lý được nước thải có tải trọng hữu cơ cao.

2. Nhược điểm

• Giai đoạn khởi động kéo dài từ 3 – 4 tháng.
• Dễ bị sốc tải khi chất lượng nước vào biến động.
• Bị ảnh hưởng bởi các chất độc hại.
• Khó hồi phục sau thời gian ngừng hoạt động.

Hình 2. Bể UASB .

Vi sinh vật nào tham gia vào quá trình phân huỷ chất hữu cơ tại bể UASB?

Quá trình phân hủy chất hữu cơ tại bể sinh học kỵ khí UASB trải qua 3 quy trình tiến độ : Thủy phân, lên men axit và lên men kiềm. Ở mỗi quá trình đều có những chủng vi sinh vật riêng tham gia vào quy trình giải quyết và xử lý :

• Giai đoạn thuỷ phân: Hydratcacbon, Protein, Lipit thành các Monome để có thể hấp thụ qua màng tế bào bởi các vi sinh vật kỵ khí tùy tiện có chứa các hệ men ngoại bào như: Proteaza, Lipaza, Cellulaza… Các vi sinh vật này rất phổ biến và phát triển nhiều trong tự nhiên, trong đó có cả nhóm vi khuẩn E.coli và B.subtilus.
• Giai đoạn lên men axit: Những vi khuẩn kỵ khí tuỳ tiện phân huỷ Protit và vi khuẩn Amon hoá Axit amin có thể kể đến là Clostridium spp; Lactobacillus spp; Desulfovibrio spp; Corynebacterium spp; Actinomyces; Staphylococcus; Escherichia coli.
  Vài loài vi khuẩn hiếu khí cũng tham gia vào giai đoạn đầu của quá trình lên men kỵ khí axit như: Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Micrococcus, Sarcinavulgaris, Escherichia coli.
  Trong bể phân huỷ kỵ khí còn thấy sự có mặt các vi khuẩn khử Sunfat như Desulfovibrio, các vi khuẩn phân huỷ Protit tạo Hidrosunfua. Nhiều loại nấm mốc như Penicillium, Fusarium, Mucor… các Protozoa cũng tham gia vào quá trình lên men axít.

Hình 3. Vi khuẩn Clostridium spp.

• Giai đoạn lên men kiềm: Các Axit béo dễ bay hơi và các sản phẩm trung gian sẽ tiếp tục phân hủy thành CH4 và CO2 làm cho môi trường trở nên kiềm hoá. Ở giai đoạn này, các vi khuẩn Metan đóng vai trò chủ yếu trong sự phân huỷ tiếp các hợp chất hữu cơ, đây là loại vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối và rất khó phân lập. Các vi khuẩn Metan hiện đã được phân lập là Methanobacterium, Methanosacrina, Methanococcus, Methanobrevibacter, Methanothrix.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của bể UASB

Để quản lý và vận hành bể sinh học kỵ khí UASB đạt hiệu suất cao, kỹ sư quản lý và vận hành cần chăm sóc đến 5 yếu tố sau :

1. Nhiệt độ

Các vi sinh vật kỵ khí khác nhau trong bể thích hợp với một vùng nhiệt độ riêng. Vi sinh vật lên men Metan hoạt động giải trí ở vùng nhiệt độ ấm từ 20 – 45 độ C và vùng nhiệt độ nóng từ 45 đến 65 độ C, nhiệt độ tối ưu là 35 độ C, dưới 10 độ C thì không hoạt động giải trí. Còn 1 số ít vi sinh vật kỵ khí khác thì có năng lực hoạt động giải trí với nhiệt độ lạnh từ 10 đến 15 độ C .

2. Độ pH

Khoảng pH tối ưu xê dịch trong một khoảng chừng hẹp từ 6,5 – 8,5. Nếu pH 3. Chất dinh dưỡng

Quá trình phân hủy kỵ khí cần cung ứng vừa đủ nguồn Cacbon, Nitơ, Photpho và một số nguyên tố vi lượng với một tỷ suất thích hợp C : N : P. : S = 250 : 5 : 1 : 1 .

4. Các độc tố

Oxygen, 1 số ít dẫn xuất của Metan như CCl4, CHCl3, CH2Cl2 và một số ít sắt kẽm kim loại nặng ( Cu, Ni, Zn … ), những chất như HCHO, SO2, H2S cũng gây độc cho vi sinh vật kỵ khí. NH4 + gây ức chế cho quy trình kỵ khí và S2 – được coi là chất gây ức chế cho quy trình Metan hóa. Các chất có tính oxi hoá mạnh như thuốc tím, những halogen và những muối có oxy của nó, ozone …, những chất này nếu xuất hiện trong môi trường tự nhiên tác động ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và tăng trưởng của vi sinh vật kỵ khí .

5. Các chủng vi sinh kỵ khí

Trong mỗi quy trình tiến độ phân hủy chất hữu cơ tại bể sinh học kỵ khí UASB đều cần những chủng vi sinh vật khác nhau, do đó, việc bổ trợ và duy trì hàm lượng vi sinh kỵ khí là điều thiết yếu để quản lý và vận hành bể UASB hiệu suất cao. Microbe-Lift BIOGAS là dòng mẫu sản phẩm vi sinh kỵ khí mà bạn nên lựa chọn .

Hình 4. Men vi sinh Microbe-Lift BIOGAS – Chuyên dùng cho quy trình giải quyết và xử lý tại bể sinh học kỵ khí .

Với quần thể vi sinh vật dạng lỏng, hoạt động mạnh gấp 5 – 10 lần vi sinh vật thông thường, Microbe-Lift BIOGAS giúp tăng cường quá trình phân hủy sinh học của toàn hệ thống hiệu quả, nhờ đó mà:

• Giảm BOD, COD, TSS đầu ra cho bể sinh học kỵ khí.
• Giảm hiện tượng vi sinh bị chết do sốc tải.
• Giảm mùi hôi và giảm lượng bùn thải.
• Phục hồi nhanh hệ thống xử lý nước thải sau khi bị sự cố.
• Tăng lượng khí Biogas từ 30 – 50%, giảm nồng độ H2S sinh ra.

— –

Kiểm soát được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học tại bể UASB sẽ giúp cho việc vận hành bể được hiệu quả hơn. Nếu có bất kỳ thắc mắc hoặc khó khăn nào trong quá trình vận hành bể sinh học kỵ khí UASB, bạn hãy liên hệ ngay đến hotline 0909 538 514 để được các chuyên viên kỹ thuật của Biogency hỗ trợ nhanh nhất.

>>> Xem thêm: Xử lý nước thải vượt BOD, COD, TSS bằng vi sinh chuyên biệt