XỬ LÝ YẾM KHÍ NƯỚC THẢI BẰNG UASB  THU BIOGAS

 

I. Cơ sở lý thuyết của quá  trình xử lý yếm khí nước thải thu biogas:

a. Sơ lược về quá trình xử lý yếm khí nước thải thu biogas và khả năng ứng dụng:

Xử lý yếm khí nước thải bằng UASB là một trong những phương pháp sinh học xử lý hiệu quả nước thải giàu chất hữu cơ đồng thời thu khí biogas.

Quá trình này thích hợp với các loại nước thải có chất hữu cơ từ 3000 mg/l đến 10000 mg/l. Có thể đến 20000 mg/l

Xử lý bằng UASB thích hợp cho xử lý nước thải một số ngành như: Nước thải ngành thủy sản, nước thải ngành sản xuất cồn, nước thải ngành giấy…

b. Nguyên tắc của quá trình lên men yếm khí tạo biogas:

Nguyên tắc của qúa trình này là sử dụng vi sinh vật yếm khí và tùy tiện để để phân hủy các hợp chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học thu khí biogas.

c. Cơ chế của quá trình phân giải yếm khí:

Cơ chế của quá trình phân giải yếm khí các chất hữu cơ gồm 3 giai đoạn

Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân.

Dưới tác dụng của các enzim thủy phân (Hyđrolaza) của vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ phức tạp như: gluxit, lipit và protein…được phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản thành các chất hữu cơ đơn giản như: Đường, peptit, glyxerin, axit hữu cơ, axit amin…

Cơ chế của một số chất đơn giản:

        giai đoạn thủy phân

Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men axit hữu cơ.

Các sản phẩm thủy phân sẽ được phân giải yếm khí tạo thành các axít hữu cơ có phân tử lượng nhỏ hơn như axít butyric, axit propionic, axit axetic, axit foocmic. Trong quá trình lên men axit hữu cơ, một số axit béo phân tử lượng lớn được chuyển hóa tạo axit axetic dưới dạng của các vi khuẩn axetogen.

Ví dụ một số cơ chế đơn giản sau:

giai doan len men axit hữu cơ

 Ngoài ra, sự lên men cũng tạo thành các chất trung tính như: Rượu, andehyt, axeton, các chất khí CO2, H2, NH3, H2S và một lượng nhỏ khí Indol, scatol…

Trong giai đoạn này BOD và COD giảm không đáng kể do đây chỉ là giai đoạn phân cắt các chất phức tạp thành các chất đơn giản hơn và chỉ có rất nhỏ một phần chuyển thành CO2 và NH3 , đặc biệt độ pH của môi trường có thể giảm.

Giai đoạn 3: Giai đoạn tạo khí mêtan.

Đây là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình

Dưới tác dụng của các vi khuẩn mêtan hóa, các axit hữu cơ, các chất trung tính…bị phân giải tạo thành khí mêtan

Sự hình thành khí mêtan có thể theo hai cơ chế sau:

- Do decacboxyl hóa các axit hữu cơ:

               giai doan tạo khí metan

- Do khử CO2 trong đó chất nhường điện tử là H2 hoặc các chất mang H+ trung gian:

 giai doan tạo khímetan

 II. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men yếm khí:
  - Nhiệt độ:

Nhiệt độ thích hợp đối với vi sinh vật ưu ấm là 35 – 37 oC, còn đối với vi sinh vật ưa nóng là 55 – 60 oC, như vậy có thể điền chỉnh nhiệt độ cho quá trình  khoảng 42 – 43oC

Khi nhiệt độ tăng thì vận tốc phản ứng của quá trình tăng nhưng quá trình đối lưu khí trong bể tăng nên khí CO2 và  H2 dễ thoát ra ngoài do đó dễ mất 30% CH4 tạo ra nhờ khử COvà làm giảm hiệu quả thu khí biogas.

- pH:

Ở giai đoạn 1và 2 thì pH ảnh hưởng không nhiều đến vi sinh vật vì các vi sinh vật của giai đoạn này có thể thích ứng được với môi trường axit.

Ở giai đoạn 3 vi khuẩn metan rất nhạy cảm với pH. pH phù hợp là 6.5 – 7.5 nhưng tốt nhất là 6.8 – 7.2 hay 7.3 – 7.8 tùy thuộc vào từng chuẩn vi khuẩn mêtan  khác nhau. Nhưng nhìn chung pH khoảng pH>=7.

Nếu pH < 6.2 hiệu quả thu metan giảm 30%.

Nếu pH < 6 kéo dài trong 1 tuần thì vi khuẩn metan có thể chết.

- Tỷ lệ C/N:

Tỷ số C/N = 30/1 là tỷ số thích hợp.

C/N > 30: N nhỏ do đó dinh dưỡng không đủ để vi sinh vật tổng hợp tế bào vì vậy kéo dài thời gian xử lý.

C/N3 trong môi trường yếm khí và trở thành chất độc kìm hãm vi sinh vật cho nên hiệu quả xử lý giảm.

So sánh với bể aeroten (C/N = 20/1) thì nhu cầu N của xử lý yếm khí thấp hơn vì hệ số tạo sinh khối đối với biện pháp hiếu khí là khoảng 0.25 lớn hơn nhiều so với phương pháp yếm khí chỉ khoảng 0.05 – 0.136.


       - Các chất kiềm hãm:

Các chất kìm hãm đối với vi sinh vật của qúa  trình này là:

+   Các dạng khí: NH3, H2S

+  Kim loại nặng như: Fe, Mn, As, Cr, Al...

+  Ngoài ra còn một số các chất hữu cơ dạng mạch vòng, dung môi hữu cơ, chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật...

 - Thời gian lưu:

Thời gian lưu phụ thuộc vào bản chất của COD và BOD và tải lượng của dòng thải.

   
 HOTLINE: 0903 018 135 

Email: Moitruongxuyenviet@gmail.com

  

Tư vấn miễn phí:

CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT

Địa chỉ: 191 Đường số 8, Phường 17, Quận Gò Vấp, Tp HCM

Điện thoại: (+84) 028 3895 3166

Hotline: 0903.018.135 - 0918 28 09 05

Email: moitruongxuyenviet@gmail.com

Fax: (+84) 028 3895 3188

Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!