Các giai đoạn phân hủy kỵ khí
Enzim của vi khuẩn giúp chuyển hóa các phức chất và chất không tan như polysaccarit, protein và lipit thành các chất đơn giản hơn hoặc hòa tan như đường, amino axit và axit béo Quá trình này diễn ra chậm và phụ thuộc vào các yếu tố như pH, kích thước hạt và đặc tính phân hủy của cơ chất, trong đó chất béo thủy phân rất chậm.
Vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành các sản phẩm đơn giản như axit béo dễ bay hơi, rượu, axit lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới Quá trình này có thể làm giảm pH xuống dưới 4 do sự hình thành các axit.
Vi khuẩn axetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn axit thành axetat, H2, CO2 và sinh khối
Giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kị khí là quá trình chuyển hóa axetic, H2, CO2, axit fomic và methanol thành mêtan, CO2 và sinh khối mới Trong giai đoạn này, chỉ số COD giảm xuống.
Amino axit Đường Axit béo, ancol…
Ưu, nhược điểm của quá trình phân hủy kỵ khí
Công trình có thiết kế đơn giản và thể tích nhỏ, chiếm ít diện tích mặt bằng, với cấu tạo dễ dàng và giá thành phải chăng Chi phí vận hành năng lượng thấp và khả năng thu hồi biogas cao, không yêu cầu nhiều chất dinh dưỡng, đồng thời có khả năng phân hủy chất hữu cơ hiệu quả Bên cạnh đó, công trình còn chịu được sự thay đổi đột ngột về lưu lượng.
Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng hệ thống này cũng gặp phải những hạn chế như nhạy cảm với các chất độc hại và sự thay đổi đột ngột về tải trọng công trình Ngoài ra, việc xử lý nước thải chưa đạt hiệu quả tối ưu, kiến thức về vi sinh vật kị khí còn hạn chế, và thiếu kinh nghiệm trong việc vận hành công trình.
Lợi ích khi sử dụng kỵ khí so với hiếu khí
Phân giải kỵ khí (AD) chuyển đổi vấn đề xử lý thành cơ hội lợi nhuận, nhờ vào công nghệ phát triển nhanh chóng AD trở thành phương pháp quan trọng để giảm chất thải và khí thải CO2, đồng thời tạo ra nhiên liệu tái tạo và phân bón rắn Cả hai quá trình kỵ khí và hiếu khí trong xử lý nước thải đều dựa vào vi khuẩn, cần năng lượng cho sự tăng trưởng và duy trì chức năng tế bào Sự khác biệt giữa chúng nằm ở điều kiện môi trường, ảnh hưởng đến quá trình xử lý và sản phẩm cuối cùng.
- Sự khác nhau chính giữa xử lý hiếu khí và xử lý kỵ khí:
Hệ thống hiếu khí cần cung cấp năng lượng dưới dạng khí để cung cấp oxy, trong khi hệ thống sản xuất kỵ khí (khí sinh học) không yêu cầu năng lượng, giúp giảm đáng kể chi phí hoạt động Khí sinh học có thể được sử dụng hiệu quả trong nhiều ứng dụng.
8 trong lò hơi để sản xuất nhiệt hoặc trong một kết hợp nhiệt và điện đơn vị (CHP) để sản xuất điện và nhiệt
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng trong xử lý hiếu khí, diễn ra ở nhiệt độ môi trường, trong khi xử lý yếm khí thường hoạt động ở khoảng 37 độ C Các khí sinh học được sản xuất trong quá trình kỵ khí thường được sử dụng để làm nóng hệ thống kỵ khí, giúp giảm yêu cầu về năng lượng nhiệt từ bên ngoài.
Bùn sản phẩm từ quá trình xử lý kỵ khí tạo ra ít hơn từ sáu đến mười lần so với bùn từ xử lý hiếu khí, dẫn đến việc giảm chi phí xử lý bùn cho mỗi tấn Tuy nhiên, chi phí tổng thể cho việc xử lý bùn vẫn có thể rất đáng kể.
Các chất dinh dưỡng trong xử lý kỵ khí giúp tiết kiệm khoảng 6 lần lượng khí nitơ và photpho so với phương pháp hiếu khí Điều này không chỉ giảm chi phí mà còn tối ưu hóa việc sử dụng chất dinh dưỡng cho nhiều loại nước thải công nghiệp.
VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ KỴ KHÍ
VI SINH VẬT LÊN MEN KỴ KHÍ
Rất nhiều loại vi sinh vật tham dự vào quá trình phân hủy kị khí chất hữu cơ:
Việc chuyển đổi các hợp chất cao phân tử không tan như lignin, carbohydrate và chất béo thành các hợp chất phân tử thấp hơn là một quá trình quan trọng Các vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn E.coli và B.subtilus, rất phổ biến và phát triển mạnh mẽ trong tự nhiên Thời gian sinh trưởng của vi sinh vật trong giai đoạn này thường ngắn hơn so với các giai đoạn khác.
2.1.2 Giai đoạn lên men axit
Nhóm vi khuẩn, nấm mốc và Protozoa không tạo CH4 thực hiện quá trình thủy phân thành các axit hữu cơ đơn giản Vi khuẩn kị khí tùy tiện, như Clostridium spp, Lactobacillus spp, và Desulfovibrio spp, là những nhóm tạo axit chủ yếu Ngoài ra, trong môi trường kị khí còn có vi khuẩn khử sunfat như Desulfovibrio và các vi khuẩn hủy Protít sản sinh Hidrosunfua Nhiều loại nấm mốc như Penicillium, Fusarium, Mucor cùng với Protozoa cũng tham gia vào quá trình lên men axít.
2.1.3 Giai đoạn lên men kiềm
Các axit béo bay hơi và sản phẩm trung gian sẽ tiếp tục phân hủy thành CH4 và CO2, dẫn đến việc kiềm hóa môi trường Sự phát triển của các vi sinh vật kị khí, đặc biệt là vi khuẩn Metan như Methanobacterium và Methanosacrina, sẽ diễn ra mạnh mẽ trong quá trình này.
VI SINH VẬT KỴ KHÍ TRONG HỒ SINH HỌC
Vi khuẩn có khả năng tạo methane và khử sulfate đóng vai trò quan trọng trong việc thủy phân protein, chất béo và polysaccharides trong dòng thải thành amino acid, chuỗi peptit ngắn, acid béo, glycerol cùng mono- và di-saccharides Nhóm vi khuẩn tạo acid thích nghi với nhiều điều kiện môi trường khác nhau về pH và nhiệt độ, trong khi vi khuẩn methane nhạy cảm hơn với môi trường, chỉ chịu được pH từ 6,5 đến 7,5 và yêu cầu nhiệt độ trên 14°C Nhóm vi khuẩn tiêu diệt sulfate, bao gồm 14 loài (Bolt et al., 1994), chuyển hóa sulfate thành hydrogen sulfide gây mùi hôi, hiện diện khi nước thải có BOD và sulfate nhưng không có oxy.
CHƯƠNG III: CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ KỴ KHÍ
HỒ SINH HỌC KỴ KHÍ
Hồ sinh học là một giải pháp hiệu quả để xử lý nước thải thứ cấp thông qua quá trình phân hủy các chất hữu cơ tự nhiên Tuy nhiên, cấu trúc ban đầu của hồ thường đơn giản, dẫn đến việc không rõ ràng về các đặc điểm vật lý, hóa học và các quá trình sinh học phức tạp Điều này đã hạn chế khả năng hiểu biết về nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý, kết quả là chất lượng nước đầu ra thường không đạt yêu cầu.
Hồ sinh học là một phương pháp hiệu quả để xử lý nhiều loại nước thải, bao gồm cả nước thải công nghiệp và sinh hoạt, trong các điều kiện thời tiết khác nhau Phương pháp này có thể được kết hợp với các kỹ thuật xử lý khác, với vi sinh vật đóng vai trò chủ yếu trong việc xử lý chất thải hữu cơ.
3.1.2 Quá trình hình thành hồ
Hồ được hình thành từ quá trình kiến tạo mặt đất, khi lớp chất lỏng bên trong trái đất vận động, tách bề mặt thành các lục địa hiện nay Quá trình này vẫn tiếp diễn, mặc dù chúng ta không nhận thấy Ngoài ra, hoạt động của núi lửa, sự phun trào nham thạch và hiện tượng sụt lún cũng góp phần tạo ra các đại dương, con sông và hồ tự nhiên trên toàn cầu.
Trước đây, các hồ tự nhiên là hệ sinh thái đa dạng sinh học cao, là nơi sinh sống của nhiều loài động thực vật Tuy nhiên, hiện nay, hoạt động của con người đã khiến nhiều hồ bị biến mất, một số bị khai thác tài nguyên cạn kiệt, và nhiều hồ đang phải đối mặt với ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Hồ nhân tạo được hình thành bởi các tác động của con người với nhiều mục đích khác nhau, như chắn dòng sông, lưu trữ nước cho nhà máy phát điện, tưới tiêu trong nông nghiệp và tạo hồ sinh thái thượng nguồn Quá trình đào đắp đất hoặc khai thác khoáng sản tạo ra những hố sâu rộng, và sau một thời gian, nước sẽ được lấp đầy nhờ mưa, tạo ra môi trường sống cho các loài thủy sinh.
3.1.3 Hồ sinh học kỵ khí
Hồ kỵ khí là công trình sử dụng để lắng và phân hủy cặn lắng thông qua phương pháp sinh hóa tự nhiên, dựa vào hoạt động của vi sinh vật kị khí Những vi sinh vật này có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước, đồng thời giải phóng khí methane (CH4) và carbon dioxide (CO2).
Hồ kị khí thường có độ sâu từ 2 đến 5 mét và có khả năng xử lý nước thải với hàm lượng chất hữu cơ cao, thường trên 100g BOD/m³ khi sâu 3 mét Lượng chất hữu cơ trong hồ có mối liên hệ chặt chẽ với lượng oxy được cung cấp Mặc dù hồ kị khí không có tảo, nhưng có thể thấy sự xuất hiện của loài Chlamydomonas trên bề mặt Chúng hoạt động hiệu quả trong điều kiện khí hậu nóng, có khả năng loại bỏ từ 60 đến 85% BOD, đồng thời giảm lượng Nitơ.
P, K và nhiều vi sinh vật gây bệnh bằng việc tạo ra bùn và giải phóng NH3 vào không khí Sau khi kị khí xong hồ kị khí thường đem lại kết quả:
- Chuyển đổi vật chất từ dạng vật liệu hòa tan thành dạng vật chất lắng đọng như bùn ở đáy
- Hòa tan các dạng chất hữu cơ khác
- Phá vỡ quá trình phân hủy sinh học của vật chất hữu cơ
- Chứa chất không hòa tan và không phân hủy như bùn đáy
- Chứa vật chất không hấp thụ và ở dạng vô định hình như bùn đấy
- Xử lý được một lượng nước dòng chảy đi qua
Quá trình lên men và hoạt động kị khí trong hồ có khả năng giảm tới 70% BOD5 trong dòng chảy Một hồ kị khí đơn liên tục đạt hiệu quả khi nồng độ BOD5 trong nước thải ≤ 1000 mg/l Đối với nước thải công nghiệp có nồng độ cao, cần sử dụng đến 3 hồ kị khí để xử lý hiệu quả, với thời gian lưu tối thiểu là 1 ngày.
3.1.3.2 Thông số thiết kế hồ kỵ khí
Hồ kị khí thường được thiết kế với diện tích chiếm từ 10 đến 20% diện tích tổng thể của hồ Thời gian lưu nước lý tưởng là 1,5 ngày vào mùa hè và không quá 5 ngày vào mùa đông Cấu trúc của hồ kị khí cần tuân thủ những đặc điểm nhất định để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
- Hồ nên có 2 ngăn làm việc nhăm khi dự phòng xả bùn
Cửa nước vào cần được lắp đặt chìm để đảm bảo phân bố cặn lắng đồng đều trong hồ Đối với diện tích hồ nhỏ hơn 0,5ha, cần có ít nhất một miệng xả; nếu diện tích lớn hơn, cần bố trí thêm miệng xả để duy trì hiệu quả.
- Cửa lấy nước rời khỏi hồ thiết kế theo thu nước bề mặt và có tấm ngăn để bùn không đi theo
Hồ kị khí có thể được thiết kế hoàn chỉnh mà không phát sinh mùi hôi khó chịu, dựa trên thông số thể tích dòng vào BOD (lv, g/m³/ngày) Công thức tính lv được xác định bằng: lv = Li.Q/Va.
Li: dòng vào có BOD, mg/l (g/m 3 )
Q: lưu lượng dòng chảy, m 3 /ngày
Bảng 1 Các thông số thiết kế hồ kị khí
Nhiệt độ T ( o C) Thể tích dòng vào (g/m 3 ngày) Loại bỏ BOD (%)
Nguồn: Hamzeh Ramadan, Victor M Ponce, 10/2006
Mức độ Lv có thể đạt tới 400 g/m³/ngày, nhưng để đảm bảo vấn đề mùi, quy định trong bảng chỉ cho phép 350 g/m³ Ngoài ra, cần lưu ý rằng thể tích BOD dòng vào không được nhỏ hơn 100 g/m³ để duy trì điều kiện kị khí.
Thời gian lưu nước được xác định từ công thức: qa = Va / Q ( tối thiểu trong 1 ngày nếu ít hơn 1 ngày nên tính lại Va)
Diện tích xây dựng hồ:
Aa: là diện tích hồ, m 2
D: độ sâu hồ, m lv: thể tích dòng vào BOD, g/m 3 ngày
3.1.4 Hồ sinh học tùy tiện
Dòng chảy trong hồ thường chứa CO2, nước, và tế bào vi khuẩn cùng tảo mới trong môi trường có oxy, như Chlamydomonas, Pyrobotrys, và Euglena Tảo cần ánh sáng mặt trời để sinh trưởng và chúng sản xuất oxy nhiều hơn mức tiêu thụ Oxy dư thừa sẽ được vi khuẩn sử dụng để phân hủy các hợp chất hữu cơ Hồ này được gọi là “tùy tiện” do có tầng trên hiếu khí và tầng dưới kị khí, vì oxy không thể duy trì đến độ sâu Do đó, bề mặt phát triển hiếu khí, tầng trung gian hiếu/kị khí, và toàn bộ tầng kị khí tồn tại bên dưới Tầng kị khí sẽ xuất hiện nếu
- Hồ quá sâu, màu nước tối, nên ánh sang không xuống được
- Nhu cầu oxy cho tầng dưới cao hơn khả năng cung cấp, gia tăng khi hàm lượng chất hữu cơ nhiều
- Tầng mặt giàu oxy nhưng không có sự hòa với tầng đáy
Do quá trình quang hợp của tảo, việc sử dụng oxy và khí carbon dioxide thay đổi trong suốt cả ngày Tảo chủ yếu sử dụng oxy trong thời gian có ánh sáng mặt trời mạnh nhất, trong khi vào buổi sáng và buổi tối, chúng chuyển sang sử dụng khí kị khí Nồng độ oxy hòa tan trong nước tăng dần từ sáng đến đỉnh điểm vào giữa trưa, ảnh hưởng đến hoạt động sinh học trong hồ.
Khi xong quá trình hồ tùy tiện sẽ đáp ứng:
- Tăng cường xử lý dòng thải vào từ xử lý kị khí thông qua việc phân chia phân hủy và tiêu hóa chất hữu cơ
- Xử lý hiếu phá hủy gần hết chất hữu cơ ở mặt
- Làm giảm vi sinh vật gây bệnh
3.1.4.2 Thông số thiết kế hồ tùy tiện
CÁC BỂ SINH HỌC KỴ KHÍ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
(UASB) công nghệ được giới thiệu tại Ấn Độ vào cuối năm thập niên tám mươi trong
Kế hoạch hành động Ganga (GAP) đã triển khai một bộ thí điểm tại Kanpur để xử lý nước thải và nước thải thuộc da, nhằm đáp ứng nhu cầu về công nghệ xử lý chi phí thấp Sự phát triển này xuất phát từ kinh nghiệm với các nhà máy xử lý nước thải hiếu khí, nơi chi phí vận hành được coi là thấp Công nghệ UASB đã nổi lên như một lựa chọn hợp lý, với khả năng phục hồi tài nguyên, được dự đoán sẽ mang lại lợi ích lớn trong việc xử lý nước thải nhờ vào các tính năng độc đáo của nó.
- Nhu cầu năng lượng thấp
- Hoạt động và chi phí bảo trì ít
- Yêu cầu kỹ năng thấp hơn cho hoạt động / giám sát
- Khả năng phục hồi nguồn lực thông qua phát điện từ khí sinh học và sử dụng bùn làm phân bón
Dựa trên kinh nghiệm từ hai phòng thí điểm ở Kanpur, UASB đã trở thành công nghệ được ưa chuộng trong Kế hoạch hành động Yamuna (YAP-I) giai đoạn 1993-2002 Kế hoạch này bao gồm việc xây dựng 16 hệ thống xử lý nước thải UASB tại các thị trấn ở Haryana và Uttar Pradesh, với khả năng vận hành tổng hợp gần 600 bể.
Công nghệ UASB đã chứng minh hiệu quả trong việc xử lý nước thải công nghiệp nồng độ cao, đặc biệt từ ngành sản xuất rượu, giấy, bột giấy, thuộc da và thực phẩm chế biến Với khả năng xử lý tải trọng hữu cơ cao, công nghệ này mang lại lợi ích về tiêu thụ năng lượng thấp, chi phí vận hành và bảo trì (O&M) thấp, cũng như khả năng thu hồi năng lượng sinh học đáng kể Việc sản xuất khí sinh học từ nước thải công nghiệp không chỉ giúp cung cấp điện cho tiêu dùng tại chỗ mà còn tạo ra một cơ hội tài chính hấp dẫn Ngoài ra, yêu cầu kỹ năng vận hành thấp và sản xuất bùn tối thiểu cũng làm tăng sức hấp dẫn của công nghệ UASB trong ngành công nghiệp Đặc biệt, trong ngành chưng cất, công nghệ này đã được chứng minh hiệu quả với tiềm năng năng lượng sinh học, cho thấy thời gian hoàn vốn dưới 3 năm.
Khi áp dụng UASB cho xử lý nước thải có BOD từ 200-300 mg/l, kinh nghiệm cho thấy những tính năng 'độc đáo' của nó không đủ thuyết phục Tính vượt trội trong xử lý, các vấn đề liên quan đến đặc điểm nước thải, yêu cầu xử lý thứ cấp, cũng như khả năng khử trùng, phát điện và phục hồi tài nguyên đều được thực hiện UASB có khả năng giảm BOD của nước thải xuống còn 70-100 mg/l, tạo điều kiện cho giai đoạn xử lý hiếu khí thứ hai nhằm đạt tiêu chuẩn xả thải.
Sau khi điều chỉnh pH, nước thải được phân phối đều ở đáy bể với vận tốc 0,6 – 0,9 m/h Trong bể lắng, bùn hình thành hai vùng rõ rệt: lớp bùn dưới đáy bể cao chứa các hạt keo tụ với nồng độ 5 – 7%, và lớp bùn lơ lửng phía trên.
Bể UASB là công nghệ xử lý nước thải phổ biến ở các nước nhiệt đới, với hiệu suất xử lý đạt từ 1000 đến 3000 mg/l Chất lượng nước thải sau khi xử lý đạt COD 140 mg/l, BOD 75 mg/l và TSS 30 mg/l.
Nhiệt độ thấp ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất của bể kị khí, làm giảm tốc độ thủy phân và phân hủy hữu cơ Cụ thể, bể UASB có khả năng loại bỏ COD khoảng 65% ở 20 o C và từ 55-65% ở nhiệt độ 13-17 o C Khi nhiệt độ giảm từ 27 o C xuống 10 o C, chất lượng nước thải và tốc độ sản xuất khí giảm đáng kể, với tỷ lệ khí đốt tạo ra giảm tới 78% Đặc biệt, lượng COD bị loại bỏ ở 10 o C thấp hơn 25% so với ở nhiệt độ cao hơn.
27 o C, tích tụ chất rắn lơ lửng trong bể phản ứng [4]
Để nâng cao hiệu suất của bể UASB ở nhiệt độ thấp, cần tăng cường diện tích bề mặt cho sinh khối và gia tăng khối lượng lớp bùn kị khí bằng cách thay thế thiết bị tách khí/chất rắn bằng bộ lọc Bể phản ứng UASB – lọc kết hợp đã đạt được hiệu suất loại bỏ COD lên đến 64%, cải thiện hơn 4% so với bể UASB trước đó ở nhiệt độ 13°C, đồng thời loại bỏ phần keo tốt hơn nhờ vào việc đính kèm sinh khối trên bộ lọc.
Sơ đồ hoạt động bể UASB [4]
Khí sinh học Máng thu nước
Nước ra Bọt khí Hạt bùn
Thu hồi năng lượng sinh học là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu quả của UASB trong xử lý nước thải Tuy nhiên, một số hạn chế đã được xác định, ngăn cản việc khai thác tối đa những lợi ích này.
Khí sinh học phụ thuộc vào lượng BOD đầu vào, môi trường xung quanh, nhiệt độ nước thải và các yếu tố khác Nhiệt độ thấp từ 3 – 5 độ C trong bể sẽ cản trở sự phát triển của vi sinh vật kỵ khí, dẫn đến sự giảm sút đáng kể trong sản xuất khí sinh học vào mùa đông ở miền Bắc Ấn Độ Do đó, lượng khí sinh học được sản xuất trong bể UASB vừa và nhỏ không đủ để đảm bảo lợi nhuận cho năng lượng sinh học.
Các động cơ trong bể với chi phí thấp cần một lượng lớn dầu diesel làm nhiên liệu bổ sung, dẫn đến chi phí cao cho nhiên liệu này Điều đáng chú ý là việc sản xuất điện miễn phí cho các cơ quan điều hành STP mang lại lợi ích kinh tế môi trường và hiệu quả sử dụng.
20 nguồn lực ngoài, nó không có ý nghĩa kinh doanh cho cơ quan điều hành để chạy máy phát điện nhiên liệu diesel đấu trên mua bên ngoài
Cuối cùng, việc ăn mòn các bộ phận cơ khí sinh học do hydrogen sulphide là một mối nguy hiểm đáng lo ngại Công nghệ khử lưu huỳnh không phổ biến ở Ấn Độ và thường xuyên đòi hỏi chi phí bảo trì cao Nhiều trường hợp động cơ khí đã bị loại bỏ do bị ăn mòn nghiêm trọng.
3.2.2 Các loại hầm kỵ khí
Người ta có thể chia các loại hầm ủ theo 3 cách vận hành chính
Trong quá trình vận hành hầm ủ, nguyên liệu được nạp đầy một lần, kèm theo chất mồi và được đậy kín, cho phép khí sinh ra trong thời gian dài cho đến khi lượng khí giảm xuống mức thấp Sau đó, toàn bộ chất thải được lấy ra, chỉ giữ lại 10%-20% làm chất mồi, và nạp nguyên liệu mới để tiếp tục quá trình Với kiểu vận hành này, lượng khí sinh ra hàng ngày không ổn định, thường cao khi mới nạp và giảm dần đến cuối chu kỳ.
Vận hành bán liên tục
Nguyên liệu được nạp vào hầm 1 hoặc 2 lần mỗi ngày, trong khi lượng chất thải từ hầm ủ sẽ được lấy ra vào những thời điểm đó Phương pháp này phù hợp với việc xử lý chất thải thường xuyên Thể tích của hầm ủ cần đủ lớn để thực hiện hai nhiệm vụ: ủ phân và chứa gas Với kiểu vận hành này, tổng thể tích gas sản xuất được trên một đơn vị trọng lượng chất hữu cơ thường cao.
Vận hành liên tục trong quá trình xử lý nước thải cho phép nạp nguyên liệu và lấy chất thải từ hầm ủ một cách liên tục Lượng nhiên liệu được duy trì ổn định thông qua việc cho chảy tràn vào hầm ủ hoặc sử dụng boom định lượng Phương pháp này thường được áp dụng cho các loại nước thải có hàm lượng chất rắn thấp.
ỨNG DỤNG LẮP GHÉP CÁC BỂ SINH HỌC KỴ KHÍ
3.3.1 Acid hóa và lọc kỵ khí
M Van der Merwe and T J Britz đã nghiên cứu Công nghệ lai hợp: acid hoá kết hợp lọc kị khí để xử lý nước thải nhà máy sản xuất men bánh mì, với tải trọng vận hành 10 kg COD/m3.ngàyđêm, thời gian lƯu nước 3 ngày Hiệu quả xử lý COD đạt trên 85% Ứng dụng: Xử lý nước thải khó phân hủy phân hủy, Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao: Nước thải chế biến phomai, sữa, tinh bột mì
3.3.2 Bể UASB và lọc kỵ khí Được nghiên cứu bởi Guiot and Van den Berg (1984) Sau đó tiếp tục phát triển bởi (Lo et.al 1994, James 2000) Công nghệ Hybrid này đang được triển khai mạnh với Ưu điểm chính là chịu tải cao và ít bị sốc tải
Nước thải sau xử lý sơ bộ (lắng, tách dầu, keo tụ) sẽ được đưa vào hệ thống lai hợp
27 xử lý qua UASB và lọc sinh học kị khí Trong đó:
- Bể UASB làm nhiệm vụ khử các chất hữu cơ phức tạp, dạng rắn khó phân hủy (cần thời gian dài để phân hủy)
Bể lọc sinh học kị khí sử dụng lớp vi sinh vật phát triển trên bề mặt vật liệu lọc để phân hủy hiệu quả các chất hữu cơ dạng keo và hòa tan Hệ thống này mang lại nhiều ưu điểm, giúp tối ưu hóa quá trình xử lý nước thải.
- Không cần lớp bùn dày đặc hoặc bùn dạng hạt
- Ổn thủy và chịu sốc tải tốt, chịu độc tính cao
- Chất lượng nước ổn thủy, hàm lượng cặn lơ lững thấp
- Chịu được tải trọng vận hành cao
Tận dụng những Ưu điểm trên, nhiều nghiên cứu trên hệ thống lai hợp UASB và lọc kị khí đã được thực hiện
Cost Benefits of Anaerobic Wastewater Treatment for High Strength Industrial Wastewater
Joe Higgins M.Eng, C Eng, MIEI is Technical and Sales Director with Veolia Water Ireland
[1] Anaerobic processes as the core technology for sustainable domestic wastewater treatment: Consolidated applications, new trends,perspectives, and challenges;
Eugenio Foresti, Marcelo Zaiat và Marcus Vallero; Tạp chí Khoa học môi trường và sinh học/Công nghệ (2006) tập 5
[2] Inhibition of anaerobic digestion process: A review; Ye Chen, Jay J Cheng , Kurt
S Creamer.; Công nghệ sinh học số 99, (2008) trang 4044-4064
The study evaluates the performance of a novel multi-stage anaerobic reactor during its start-up phase Conducted by Rosnani Alkarimiah and colleagues, the research is published in the African Journal of Biotechnology, highlighting the reactor's efficiency and operational characteristics The findings contribute valuable insights into optimizing anaerobic digestion processes for improved waste management and energy production.
[4] UASB reactor for domestic wastewater treatment at low temperatures: a comparison between a classical UASB and hybrid UASB-filter reactor; B Lew, S
Tarre, M Belavski và M Green Tạp chí Khoa học và Công nghệ nước tập 49, Số 11-
12 trang 295-301, IWA xuất bản năm 2004
[5] Anaerobic digestion of sewage sludge using sequential reactors; D.R de Paula Jr1, D.M Roston, E.A.A Nour, L.M Moraes, S.A.R de Camargo.; email: durval@agr.unicamp.br
[6] Control of carbon and ammonium ratio for simultaneous nitrification and denitrification in a sequencing batch bioreactor; Ying-Chih Chiu, Li-Ling Lee, Cheng-
[7] Nitrification, denitrification and biological phosphorus removal in piggery wastewater using a sequencing batch reactor; D Obaja, S Mac e, J Costa, C Sans, J
Mata-Alvarez.; tạp chí Công nghệ sinh học số 87 (2003) trang 103-111
[8] Monitoring of anaerobic digestion process to optimize performance and prevent system failure; R A Labatut và C A Gooch.; Khoa Kỹ thuật sinh học và môi trường; Đại học Cornell, Ithaca, NY
[9] Anaerobic wastewater treatment process; B Mrowiec, J Suschka.; Đại học
Bielsko-Biala, đường Willowa 2, Bielsko-Biala 43-309, Ba Lan, (E-mail: bmrowiec@ath.bielsko.pl; jsuschka@ath.bielsko.pl)
[10] Sequencing batch reactor: A promising technology in wastewater treatment;
A.H.Mahlvi.; trong Iran J Environ Health Sci, tập 5, số 2, trang 79 – 90
[11] Anaerobic Treatment of Industrial Effluents:An Overview of Applications; Mustafa Evren Ersahin, Hale Ozgun, Recep Kaan Dereli và Izzet Ozturk; Đại học Kỹ thuật Istanbul, Turkey
[12] The characteristic of the sequencing batch reactor (SBR), anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) and sequencing batch biofilm reactor (SBBR); Koobum Kim
[13] Applications of two-phase anaerobic degradation in industrial wastewater treatment; Shuizhou Ke và Zhou Shi, Int J Environment and Pollution, tập 23, số 1,
[14] Improved anaerobic degradation of phenol with supplemental glucose; Joo-Hwa Tay, Yan-Xin He và Yue-Gen Yan.