Trong bối cảnh phát triển kinh tế thời 4.0, Con Người càng quan tâm đến môi trường. Và vấn đề bảo vệ môi trường đang cực kỳ cấp bách đối với mỗi Quốc Gia. Đồng hành với đó là các công nghệ xử lý nước thải cũng được nâng cấp, cải tiến và phát triển. Tại đây, Chúng tôi sẽ giới thiệu đến Quý Vị một công nghệ xử lý nước thải rất thiết thực, tiết kiệm năng lượng vận hành: Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp phân hủy Kỵ Khí.
Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải phân hủy kỵ khí
Đầu tiên, chúng ta cùng tìm hiểu “phân hủy kỵ khí là gì?”. Phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ trong môi trường thiếu oxy(không có O₂) ở điều kiện nhiệt độ từ 30 đến 65°C. Các chất hữu cơ, vô cơ này sẽ được phân hủy thành khí sinh học(cụ thể là Metan, CO₂) và bùn. Trong đó, khí metan và bùn có thể được tái sử dụng trong cuộc sống và sản xuất.
Công nghệ xử lý nước thải phân hủy kỵ khí là công nghệ xử lý nước thải sinh học thông qua phân hủy các chất hữu cơ vô cơ có trong nước thải thành các chất CH₄ và CO₂. Công nghệ phân hủy kỵ khí thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp và ổn định cặn có nồng độ BOD, COD cao. Trong trường hợp nồng độ BOD cao hơn 500mg/l, người ta sẽ xử lý theo hai bậc: Bậc 1 xử lý kỵ khí, bậc 2 xử lý hiếu khí.
Công nghệ xử lý nước thải phân hủy kỵ khí là một phương pháp xử lý sinh học. Trong suốt quá trình xảy ra rất nhiều phản ứng khác nhau, tạo ra cũng rất nhiều sản phẩm trung gian. Nhưng nhìn chung, phản ứng sinh học của quá trình phân hủy kỵ khí có thể được biểu diễn bằng phương trình:
Chất hữu cơ → CH₄ + CO₂ + H₂ + NH₃ + H₂S + Tế bào mới
Phân hủy kỵ khí gồm những giai đoạn nào?
Quá trình phân hủy kỵ khí gồm 6 tiến trình và được chia thành 4 giai đoạn chính nhằm phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ trong nước thải thành metan, và các sản phẩm khác. Cụ thể 6 tiến trình gồm:
- Thủy phân Polymer
- Lên men các amino acid và đường
- Phân hủy kỵ khí các acid béo mạch dài và alcohols
- Phân hủy kỵ khí các acid béo dễ bay hơi
- Hình thành khí metan từ acid acetic
- Hình thành metan từ hydrogen và CO₂
Các giai đoạn trong quá trình phân hủy kỵ khí gồm:
- Giai đoạn thủy phân: Nhờ tác dụng của Enzyme từ các vi khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan(vd: polysaccharides, protein, lipid) sẽ chuyển hóa thành các phức chất đơn giản hơn hoặc các chất hòa tan(vd: amino acid, acid béo). Tốc độ của giai đoạn thủy phân khá chậm. Nó phụ thuộc vào độ PH, kích thước hạt, thuộc tính khó /dễ phân hủy của cơ chất.
- Giai đoạn acid hóa: Trong giai đoạn này, các vi khuẩn lên men sẽ chuyển hóa các chất hòa tan thành các chất đơn giản hơn. Sản phẩm sau đó thường là các acid béo, acid lactic, alcohol, NH₃, H₂S, methanol, H₂. Các acid trên được tạo ra sẽ làm độ PH giảm xuống.
- Giai đoạn acetic hóa: Các phản ứng trong giai đoạn này là chuyển hóa các sản phẩm từ giai đoạn acid hóa thành acetate, H₂, CO₂ và sinh khối mới.
- Giai đoạn methane hóa: Đây là giai đoạn cuối cùng trong quá trình phân hủy kỵ khí. Các chất acetic, H₂, acid fomic, methanol sẽ được chuyển hóa thành methane, CO₂, và sinh khối mới.
Trong 3 giai đoạn đầu, COD hầu như không giảm. Chúng chỉ giảm đi trong quá trình methane hóa.
Các công nghệ xử lý nước thải phân hủy kỵ khí
Trong 10 năm trở lại đây, các công nghệ sinh học được phát triển rất mạnh. Công nghệ xử lý nước thải áp dụng công nghệ sinh học cũng vậy. Và phương pháp phân hủy kỵ khí cũng được nghiên cứu và phát triển thành 2 công nghệ xử lý nước thải phân hủy kỵ khí khác nhau:
- Công nghệ xử lý nước thải kỵ khí sinh trưởng lơ lửng
- Công nghệ xử lý nước thải kỵ khí sinh trưởng bám dính
Vậy hai công nghệ này có điều gì khác nhau? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết hơn về hai công nghệ này nhé!
Công nghệ xử lý kỵ khí sinh trưởng lơ lửng
Công nghệ này gồm các quá trình: Phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn, tiếp xúc kỵ khí, xử lý sinh học kỵ khí. Công nghệ này xử lý nước thải dựa trên cơ sở sản sinh vi sinh vật tại các bông cặn bùn hoạt tính lơ lửng trong các bể xử lý sinh học. Các sinh vật này có vai trò phân hủy các chất hữu cơ để xây dựng lên sinh khối mới và sản phẩm cuối cùng vẫn là dạng khí(CO₂, metan).
Công nghệ xử lý kỵ khí sinh trưởng bám dính
Công nghệ xử lý kỵ khí sinh trưởng bám dính gồm các quá trình: Lọc kỵ khí, kỵ khí giá thể tầng lơ lửng, kỵ khí bám dính xuôi dòng. Ở công nghệ này, các vi sinh vật sẽ phát triển thành màng bám dính hay gắn kết các vật liệu trơ như đá, mảnh sành sứ, chất dẻo,… Vì vậy người ta còn gọi công nghệ này là công nghệ màng sinh học hay màng cố định.
Một số vi sinh vật tham gia vào quá trình kỵ khí
Tuấn Hưng Phát cung cấp các loại van – vật tư đường ống ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải: Van bướm inox – nhựa, van cổng inox, lọc y inox, đồng hồ đo lưu lượng nước thải,… Liên hệ ngay để nhận báo giá tốt!
Ưu nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải phân hủy kỵ khí
Ưu điểm
- Là công nghệ phân hủy trong điều kiện thiếu oxy. Vì vậy có thể giảm chi phí năng lượng trong quá trình cấp khí.
- Sản phẩm được tạo ra chủ yếu là chất khí, ít tạo ra bùn hơn công nghệ hiếu khí từ 3 đến 20 lần.
- Sản phẩm được tạo ra có số lớn là khí metan. Chúng có thể được tái sử dụng cho các công việc khác ví dụ như lò hơi
- Phù hợp ứng dụng cho xử lý nước thải ô nhiễm nặng
- Có thể được thiết kế để hoạt động dưới tỷ trọng cao
- Công nghệ kỵ khí có thể phân hủy cả những chất tổng hợp như các chất hydrocacbon và một số chất khó phân hủy như ligin.
Nhược điểm
- Tốc độ phân hủy thủy phân thường khá chậm. Vì vậy, nhìn chung tốc độ xử lý chất thải của kỵ khí thấp hơn hiếu khí.
- Phân hủy kỵ khí khá nhạy cảm trong xử lý các chất độc
- Yêu cầu một lượng bùn lớn trong quá trình khởi động
Xem thêm: Ưu nhược điểm của hệ thống van nước điều khiển điện
Như vậy, Chúng tôi đã giới thiệu khá chi tiết về phương pháp phân hủy kỵ khí và công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp phân hủy kỵ khí. Quá bài viết này, Chúng tôi rất mong sẽ giúp được Quý Vị hiểu rõ hơn về các công nghệ xử lý nước thải kỵ khí, và có thêm phương án cho hệ thống của mình. Đồng thời chúng tôi cũng rất hy vọng các doanh nghiệp, khu công nghiệp sẽ chú trọng đầu tư các hệ thống xử lý nước thải để góp phần bảo vệ môi trường sống, môi trường làm việc của chúng ta. Trân trọng cảm ơn Quý Vị đã theo đọc bài viết của chúng tôi!
Tham khảo thêm: Hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp
