Bể Kỵ Khí Hoạt Động Như Thế Nào?

Ngày đăng: 12-09-2024||Lượt xem: 136
Bể kỵ khí là một hệ thống xử lý nước thải quan trọng, hoạt động dựa trên quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về nguyên lý hoạt động, cấu tạo và các loại bể phổ biến hiện nay.

1. Định nghĩa bể kỵ khí là gì?

Bể kỵ khí là một công trình xử lý nước thải hoạt động dựa trên quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy (yếm khí). Quá trình này được thực hiện bởi các loại vi sinh vật kỵ khí, chúng chuyển hóa chất hữu cơ thành khí sinh học (chủ yếu là methane và carbon dioxide) và bùn.
Ưu điểm của bể kỵ khí:
  • Hiệu quả xử lý cao: Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ, chất ô nhiễm trong nước thải tốt.

  • Sản xuất khí sinh học: Khí sinh học có thể được sử dụng làm nhiên liệu.

  • Ít tiêu tốn năng lượng: Quá trình xử lý diễn ra tự nhiên, không đòi hỏi nhiều năng lượng.

Chuyển hóa chất hữu cơ thành khí sinh học và bùn trong điều kiện yếm khí

2. Cấu tạo cơ bản của bể kỵ khí

Hệ thống này thường được chia thành ba phần chính:
  • Hệ thống phân phối và nâng đỡ bùn: Đưa nước thải vào bể và giữ bùn hoạt tính. Nước thải được phân phối đều, tạo dòng chảy lên để vi sinh vật tiếp xúc tốt với chất hữu cơ.

  • Tầng phản ứng: Nơi vi sinh vật kỵ khí phân hủy chất hữu cơ phức tạp thành chất đơn giản, tạo ra khí biogas (methane và carbon dioxide).

  • Hệ thống tách pha: Tách bùn, nước và khí sau phản ứng. Bùn quay lại tầng phản ứng, nước thải ra ngoài, khí biogas được thu để dùng làm nhiên liệu.

3. Bể kỵ khí hoạt động theo nguyên lý như nào?

Bể kỵ khí là một hệ thống xử lý nước thải sinh học dựa trên quá trình phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn bởi các vi sinh vật kỵ khí trong điều kiện thiếu oxy. Quá trình xử lý diễn ra qua ba giai đoạn chính:

3.1 Thủy phân

Quá trình này diễn ra ở bề mặt các hạt bùn và trong lòng các hạt bùn. Các phân tử hữu cơ phức tạp (protein, carbohydrate, lipid) được các enzyme ngoại bào của vi sinh vật thủy phân thành các phân tử đơn giản hơn như:
  • Protein → axit amin

  • Carbohydrate → đường đơn

  • Lipid → axit béo và glycerol

3.2 Axit hóa

Các sản phẩm của quá trình thủy phân được chuyển hóa thành các axit béo chuỗi ngắn (SCFAs), rượu, CO2 và H2 bởi các vi khuẩn axit. Các SCFAs điển hình bao gồm axit axetic, axit propionic và axit butyric.

3.3 Metan hóa

Các vi khuẩn metan sử dụng các sản phẩm của quá trình axit hóa để sản xuất methane (CH4) và CO2. Hai giai đoạn cụ thể:
  • Metan hóa acetoclastic: Vi khuẩn metan acetoclastic trực tiếp chuyển hóa axit axetic thành methane và CO2.

  • Metan hóa hydrogenotrophic: Vi khuẩn metan hydrogenotrophic sử dụng CO2 và H2 để sản xuất methane.

Các phản ứng metan hóa điển hình bao gồm:
  • Axetat hóa: CH3COOH → CH4 + CO2

  • Cacbon đioxit hóa: CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O

  • Rượu hóa: 2CH3CH2OH + CO2 → CH4 + 2CH3COOH

4. Các thông số cần lưu ý khi vận hành bể kỵ khí

Để đảm bảo quá trình xử lý nước thải trong bể kỵ khí diễn ra hiệu quả, cần chú ý đến các yếu tố sau:
  • Độ pH: Môi trường hoạt động tối ưu của vi sinh vật kỵ khí là trong khoảng pH 6,6 - 7,6.

  • Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho quá trình kỵ khí thường từ 20 - 35°C.

  • Khoảng COD thích hợp: Tùy thuộc vào loại bể kỵ khí và loại vi sinh vật, nhưng thường dao động từ 1000 - 5000 mg/L.

  • Độ muối: Tùy thuộc vào loại vi sinh vật, nhưng thường ở mức dưới 5000 mg/L.

  • Thời gian lưu: Tùy thuộc vào loại bể kỵ khí và loại nước thải, nhưng thường từ 6 - 12 giờ.

  • Tỷ lệ C/N/P thích hợp: Thông thường là 30:5:1.

  • Nồng độ bùn tối ưu: Tùy thuộc vào loại bể kỵ khí, nhưng thường từ 5-20 g/L.

Hiệu quả xử lý nước thải kỵ khí phụ thuộc vào việc duy trì các điều kiện tối ưu

5. Các loại bể kỵ khí phổ biến

Dựa trên cấu trúc và cơ chế hoạt động, có nhiều loại bể kỵ khí khác nhau. Dưới đây là 3 loại bể nhất:

5.1 UASB

Bể UASB có hình trụ hoặc hình chữ nhật, bên trong chứa một lớp bùn vi sinh dày đặc. Nước thải được bơm từ dưới lên qua lớp bùn này. Vi sinh vật kỵ khí trong bùn sẽ phân hủy chất hữu cơ trong nước thải, tạo ra khí sinh học (chủ yếu là methane và carbon dioxide). Khí sinh học nổi lên trên, tách khỏi bùn và được thu gom.

5.2 EGSB

Tương tự UASB nhưng lớp bùn vi sinh trong EGSB tồn tại dưới dạng hạt rời rạc. Cũng dựa trên quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi vi sinh vật kỵ khí. Tuy nhiên, hạt bùn trong EGSB có khả năng lắng nhanh hơn, giúp tách bùn và nước hiệu quả hơn. Khả năng chịu sốc tải tốt hơn UASB, dễ dàng vận hành và bảo trì.

5.3 ABR

Bể ABR có nhiều ngăn, mỗi ngăn được ngăn cách bởi các vách ngăn. Nước thải chảy qua các ngăn theo một đường zíc zắc. Vi sinh vật kỵ khí bám vào các vách ngăn và phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Khả năng xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao, thích hợp cho các ngành công nghiệp.
Việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động và cấu tạo của bể kỵ khí sẽ giúp chúng ta tối ưu hóa quá trình xử lý và khai thác hiệu quả nguồn năng lượng này. Hy vọng thông tin trong bài viết đã giúp bạn có cái nhìn tổng quan và sâu sắc hơn về bể kỵ khí.


Hiện tại, Công ty Giải Pháp Môi Trường Đại Nam là một trong những đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp giải pháp xử lý nước thải. Chúng tôi áp dụng những giải pháp toàn diện và hiệu quả, từ tư vấn, thiết kế đến thi công và vận hành hệ thống xử lý nước thải cho nhiều ngành nghề từ công nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi; nước cấp,…Liên hệ ngay để được tư vấn trực tiếp và miễn phí ngay!

———————————-
CÔNG TY TNHH GIẢI PHÁP MÔI TRƯỜNG ĐẠI NAM
????144 Chu Văn An, P. 26, Q. Bình Thạnh, Tp. HCM
???? Website: https://dainam-enviro.com/
☎️ Hotline: 0909 378 796
#MoiTruongDaiNam

THÔNG TIN LIÊN HỆ