Trong hệ thống xử lý nước thải, bể phân hủy kỵ khí đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý các chất hữu cơ có nồng độ cao. Tuy nhiên, để đạt hiệu quả xử lý tối ưu, cần áp dụng các giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm cải thiện khả năng phân hủy sinh học và ổn định quá trình.
1. Vai trò của bể phân hủy kỵ khí trong hệ thống XLNT
Bể kỵ khí là một trong những công trình quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải, đặc biệt hiệu quả với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như nước thải sinh hoạt, chế biến thực phẩm, chăn nuôi,… Trong bể kỵ khí, vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy chất hữu cơ mà không cần oxy, tạo ra khí sinh học (chủ yếu là methane và CO₂). Quá trình này giúp giảm đáng kể lượng BOD, COD trong nước thải, tiết kiệm năng lượng so với các quá trình hiếu khí. Ngoài ra, bể kỵ khí còn có ưu điểm là ít phát sinh bùn thải, chi phí vận hành thấp và có thể tận dụng khí sinh học làm năng lượng.
Cách hoạt động của bể kỵ khí như sau:
- Nước thải chảy vào bể, mang theo các chất hữu cơ hòa tan và lơ lửng.
- Vi sinh vật kỵ khí sẽ dần phân hủy các chất này qua 4 giai đoạn: thủy phân, axit hóa, axetat hóa và sinh khí metan.
- Chất rắn và bùn lắng xuống đáy bể, còn khí sinh ra sẽ thoát lên trên và có thể được thu gom.
- Sau quá trình xử lý, nước đầu ra có hàm lượng chất hữu cơ giảm đáng kể, tiếp tục được đưa qua các công đoạn xử lý tiếp theo như hiếu khí hoặc lọc sinh học.
2. Giải pháp tăng hiệu suất của bể phân hủy kỵ khí
Dưới đây là một số biện pháp để tăng cường hiệu quả của bể phân hủy kỵ khí:
- Duy trì nhiệt độ ổn định trong bể kỵ khí: Nhiệt độ lý tưởng từ 30–37°C (trung nhiệt) giúp vi sinh vật hoạt động mạnh. Có thể cách nhiệt bể hoặc lắp hệ thống gia nhiệt khi cần thiết.
- Kiểm soát pH ở mức tối ưu (6.8–7.2): Duy trì pH ổn định giúp bảo vệ vi sinh vật kỵ khí khỏi bị ức chế. Có thể bổ sung NaHCO₃ hoặc các dung dịch kiềm khi pH giảm.
- Điều chỉnh tải lượng hữu cơ đầu vào hợp lý: Tránh sốc tải hữu cơ đột ngột làm chết sinh khối vi sinh. Tăng tải dần để vi sinh thích nghi tốt.
- Bổ sung vi sinh vật kỵ khí chuyên dụng: Giúp phục hồi nhanh hệ vi sinh khi bị suy yếu hoặc khởi động hệ thống. Lựa chọn chủng vi sinh phù hợp với loại nước thải.
- Khuấy trộn nhẹ trong bể kỵ khí: Giúp phân bố đều chất hữu cơ, tránh tạo lớp cặn lắng đáy. Không khuấy quá mạnh vì sẽ phá vỡ cấu trúc bùn kỵ khí.
- Tăng thời gian lưu thủy lực: Đảm bảo đủ thời gian để vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ. Điều chỉnh bằng cách giảm lưu lượng đầu vào hoặc tăng thể tích bể.
- Bảo trì và hút bùn định kỳ: Bùn tích lũy quá mức sẽ giảm thể tích làm việc và hiệu quả xử lý. Hút bùn định kỳ giúp duy trì điều kiện hoạt động tối ưu.
- Kiểm soát nồng độ các chất độc hại (kim loại nặng, hóa chất tẩy rửa…): Các chất độc sẽ ức chế hoặc giết chết vi sinh vật kỵ khí. Cần có bước xử lý sơ bộ để loại bỏ các chất này trước khi vào bể.
- Tách và thu hồi khí sinh học (biogas) đúng cách: Tránh để khí tích tụ quá mức gây cản trở quá trình phân hủy. Lắp đặt hệ thống thu gas an toàn, đồng thời tận dụng làm năng lượng.
- Áp dụng công nghệ kỵ khí tiên tiến: Ví dụ: UASB, EGSB, IC (Internal Circulation) giúp tăng hiệu suất xử lý và giảm diện tích chiếm đất.
Một số giải pháp khác
Ngoài các biện pháp trên, còn một số biện pháp tăng cường hiệu suất của bể phân hủy kỵ khí khác như:
Tăng cường xử lý sơ bộ
Khi việc thiết kế và vận hành quy trình bể lắng sơ cấp, bùn hoạt tính tác động trực tiếp đến lượng bùn trong bể phân hủy kỵ khí tăng cường sản xuất khí sinh học. Phần bùn sơ cấp phụ thuộc vào hiệu quả loại bỏ tại bể lắng sơ cấp, với 40 – 60% loại bỏ TSS.
Trong đó, bể lắng kết tủa có tác dụng tăng lượng chất rắn sơ cấp, tuần hoàn đến thiết bị phân hủy kỵ khí vừa tạo ra nguồn khí sinh học, vừa giảm nhu cầu oxy và sinh khối trong quá trình sinh học thứ cấp (bể sục khí).
Tăng hiệu suất phân hủy kỵ khí
Việc duy trì bùn hoạt tính giúp chuyển chất hữu cơ từ lỏng sang dạng rắn để tăng khả năng thu hồi năng lượng. Loại quy trình bùn hoạt tính có thời gian lưu bùn ngắn, thời gian lưu thủy lực lớn. Phân hủy kỵ khí liên quan đến sự phân hủy của vi khuẩn các thành phần hữu cơ sinh học trong điều kiện không có oxy. Bên cạnh chất rắn, sản phẩm từ bể kỵ khí gồm nước, khí sinh học với các dạng khí khác như metan.
Kiểm soát tối ưu việc vận hành, bùn từ bể lắng sơ cấp/thứ cấp càng nhiều khí sinh học càng thể hiện mối tương quan với tải lượng COD/BOD. Tăng nồng độ TSS từ việc làm đặc càng có lợi cho việc sản xuất khí sinh học. Và quy trình xử lý bùn hoạt động hiệu quả nên giảm công suất các thiết bị tương ứng với quy trình sinh khối tại bể sục khí.
Để tối ưu hóa HTXLNT cần chú trọng đến các quy trình thiết kế cũng như điều chỉnh các giai đoạn xử lý phân hủy kỵ khí. Các điều chỉnh của hệ thống giúp cải thiện việc tiêu thụ năng lượng, tiết kiệm chi phí vận hành cho doanh nghiệp.
Trên đây là một số thông tin về các giải pháp tăng cường hiệu suất của bể phân hủy kỵ khí. Nếu bạn đang có nhu cầu tư vấn thêm thông tin về xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay với nhà thầu xử lý nước thải qua Hotline 0938.857.768 để được hỗ trợ nhanh chóng.
