Với sự gia tăng nhanh chóng về số lượng các nhà máy, cơ sở sản xuất và khu công nghiệp, lưu lượng xả thải đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước. Xây dựng bể kỵ khí trong xử lý nước thải trở thành giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tác động có hại của nước thải đối với môi trường và sức khỏe con người.
Giới thiệu bể kỵ khí trong xử lý nước thải
Bể kỵ khí trong xử lý nước thải là phương pháp xử lý dựa trên nguyên tắc yếm khí, nghĩa là không cung cấp oxy. Trong quá trình này, các vi sinh vật kỵ khí được tạo điều kiện để tiêu thụ oxy từ các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, từ đó giảm nồng độ các chất này.
Cấu tạo
Bể kỵ khí là một công trình xử lý nước thải có thiết kế đơn giản, thường được xây dựng bằng bê tông cốt thép với dạng hình chữ nhật hoặc hình trụ. Để đảm bảo việc tách khí khỏi nước thải một cách hiệu quả, bề mặt trong bể thường được lắp đặt các tấm chắn có độ nghiêng hơn 35 độ so với phương ngang. Bể kỵ khí có cấu trúc chung bao gồm các phần sau:
- Hệ thống cấp nước thải vào bể để xử lý
- Hệ thống máng thu nước sau khi xử lý
- Hệ thống tách thu khí
Nguyên lý hoạt động
- Nước thải sẽ được điều chỉnh pH để nằm trong khoảng từ 6,6 đến 7,6, đảm bảo tốt cho sự phát triển của vi sinh vật kỵ khí. Sau đó, nước thải sẽ được đưa qua hệ thống đường ống và chảy vào bể kỵ khí với vận tốc từ 0,6 đến 0,9m/s.
- Hỗn hợp bùn và nước thải được tiếp xúc với nhau, tạo điều kiện để phát triển sinh khối thông qua vi sinh vật sử dụng chất ô nhiễm, tạo ra khoảng 70% – 80% khí metan (CH4). Lượng khí metan này sẽ bám vào bùn và kết hợp với khí tự do để nổi lên trên bề mặt.
- Để tách lượng khí ra khỏi nước sau quá trình xử lý, người ta thường sử dụng các tấm vách nghiêng. Tại đây, sẽ xảy ra hiện tượng tách pha khí – lỏng – rắn.
- Để hấp thụ một cách hiệu quả lượng khí trên, hỗn hợp khí sẽ được dẫn qua bình dung dịch NaOH với nồng độ từ 5% đến 10%.
- Bùn sau đó sẽ lắng xuống dưới đáy bể do quá trình tách khí đã diễn ra hoàn toàn.
- Nước thải sẽ được dẫn đi qua các bể xử lý tiếp theo theo hệ thống máng tràn răng cưa.
Ưu nhược điểm của bể kỵ khí trong xử lý nước thải
Sử dụng bể kỵ khí trong xử lý nước thải có những ưu nhược điểm nhất định.
Đầu tiên, về ưu điểm:
- Không cần sử dụng oxy, giúp giảm đáng kể chi phí điện năng trong quá trình cấp khí.
- Tạo ra ít bùn hơn so với quá trình xử lý sinh học bằng bể hiếu khí, giúp giảm công đoạn xử lý bùn và tiết kiệm thời gian cũng như nguồn lực.
- Tạo ra lượng khí Metan lớn, có thể được sử dụng để cung cấp khí cho lò hơi hoặc các mục đích khác, giúp tận dụng năng lượng.
- Nhu cầu năng lượng cho quá trình xử lý kỵ khí giảm đáng kể.
- Thích hợp cho loại nước thải có mức ô nhiễm nặng, đặc biệt là khi tỷ lệ BOD/COD > 0.5.
- Có thể được thiết kế để hoạt động dưới áp suất tỉ trọng cao.
Về nhược điểm:
- Tốc độ phản ứng diễn ra chậm.
- Hiệu suất xử lý không cao.
- Quá trình phân hủy cần nhiều thời gian hơn để hoàn thành.
- Để khởi động quá trình, cần sử dụng một lượng lớn bùn (nồng độ bùn cần cao hơn).
Giới thiệu một số bể kỵ khí điển hình hiện nay
Hiện nay có 4 loại bể ký khí 4 phổ biến. Đó là:
Bể UASB
Bể UASB là một trong những hệ thống xử lý nước thải phổ biến nhất bằng phương pháp kỵ khí. Nó hoạt động trong môi trường không có oxy, và việc phân giải chất hữu cơ được thực hiện bởi các vi khuẩn hiếu khí. Bể UASB thường có thiết kế độc đáo với một lớp bùn sinh học ở đáy bể giúp tách cặn bùn và ổn định quá trình.
Bể ABR
Hệ thống bể ABR gồm nhiều ngăn kết nối theo dạng bể khuấy trộn. Trong mỗi ngăn, có một vách thẳng đứng để hướng nước chảy từ trên xuống dưới. Vi khuẩn trong bể di chuyển theo chiều dọc, nổi lên trên và lắng xuống dưới cùng với bọt khí được tạo ra. Điều này cho phép nước thải tiếp xúc với một lượng lớn vi sinh vật. Nhờ các vách ngăn này, bể ABR giảm hiệu quả lượng chất rắn đầu ra và có thể được trang bị màng lọc ở ngăn cuối cùng để giữ lại bùn.
Bể EGSB
Bể EGSB là một loại bể kỵ khí sử dụng lớp bùn hạt mở rộng. Lớp bùn này tạo ra một diện tích lớn để phản ứng và chất hữu cơ được xử lý một cách hiệu quả. Bể EGSB thường sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao.
Bể IC
Bể IC là một biến thể của bể kỵ khí UASB, nơi nước thải được tuần hoàn trong bể để tạo điều kiện xử lý tốt hơn. Bề mặt tiếp xúc giữa vi khuẩn hiếu khí và chất hữu cơ được tối ưu hóa, giúp tăng hiệu suất xử lý nước thải và giảm thời gian lưu trong bể.
Các cách tăng hiệu suất xử lý khí thải trong bể kỵ khí
Từ những nhược điểm đã nêu ở trên, chúng ta có thể thấy vấn đề phổ biến khi sử dụng bể kỵ khí là hiệu suất xử lý thấp. Để bể kỵ khí hoạt động hiệu quả, cần quan tâm một số yếu tố dưới đây:
- Nhiệt độ: Nhiệt độ cần được duy trì ở mức tối ưu là 35 độ C để đảm bảo tốc độ phân hủy khí metan ổn định.
- Hàm lượng chất rắn (TSS): Bể kỵ khí hoạt động tốt ở hàm lượng TSS cao hơn 20% hoặc thấp hơn 15%. Hàm lượng TSS cao sẽ yêu cầu diện tích xây dựng ít hơn. Còn hàm lượng TSS thấp yêu cầu năng lượng đầu vào thấp hơn.
- Cung cấp dinh dưỡng: Vi khuẩn kỵ khí yêu cầu các chất dinh dưỡng như Co, Pe, Ni, S, Se, Mo, W và cần bổ sung Ba, Ca, Mg, Na. Nhu cầu dinh dưỡng tương ứng cho chất thải là COD:N:P = 1000:7:1 cho hàm lượng chất hữu cơ cao và COD:N:P = 350:7:1 cho hàm lượng chất hữu cơ thấp. C/N ít nhất là 25:1 để đạt hiệu suất tối ưu. 12% N và 2% P trọng lượng khô của vi khuẩn. N và P không được giới hạn trong bể kỵ khí.
- Chọn chủng vi khuẩn kỵ khí: Hiệu suất của bể kỵ khí phụ thuộc vào mức độ phân hủy của vi khuẩn kỵ khí. Vi sinh vật tích hợp cao và khả năng sinh khối lớn sẽ tạo điều kiện tốt cho phân hủy chất hữu cơ, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý. Vì vậy, việc cung cấp chủng vi khuẩn chuyên biệt cho quá trình kỵ khí là rất quan trọng.
Đơn vị thiết kế hệ thống xử lý nước thải tối ưu nhất
Để giúp quá trình xử lý nước thải trở nên nhanh chóng, tiết kiệm và hiệu quả, nhiều doanh nghiệp đã quyết định tìm đến sự tư vấn của các chuyên gia tại Ánh Dương. Chúng tôi sở hữu đội ngũ chuyên gia có năng lực chuyên môn cao, với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước thải nên bạn hoàn toàn yên tâm khi lựa chọn. Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi sẽ tận tâm hỗ trợ bạn từ khâu tư vấn, thiết kế, đến việc lắp đặt và vận hành hệ thống xử lý nước thải.
Với hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực này, chúng tôi đã thành công trong việc tư vấn, thiết kế, và triển khai các giải pháp xử lý nước thải công nghiệp cho nhiều ngành khác nhau. Chọn Ánh Dương, bạn có thể tin tưởng vào sự chuyên nghiệp, hiệu quả, và cam kết của chúng tôi trong việc giải quyết các vấn đề liên quan đến nước thải. Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ vào hotline: 0944 724 688 để được tư vấn, hỗ trợ!
Như vậy, bể kỵ khí trong xử lý nước thải là một phần quan trọng của hệ thống xử lý hiện đại, giúp tối ưu hóa việc loại bỏ chất ô nhiễm và bảo vệ môi trường. Hy vọng các thông tin trong bài viết đã giúp bạn hiểu rõ hơn về loại bể này.
