Phương pháp sinh học kỵ khí (anaerobic biological treatment) là quá trình xử lý nước thải sử dụng các vi sinh vật kỵ khí (sống và phát triển trong môi trường không có oxy tự do) để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải thành các sản phẩm cuối cùng chủ yếu là:
- Khí metan (CH₄) – có thể thu hồi làm năng lượng (biogas)
- CO₂
- Nước
- Bùn sinh học (biomass) mới và một lượng nhỏ H₂S, NH₃…
Đây là quá trình hoàn toàn không cần cung cấp oxy từ bên ngoài (khác hẳn với xử lý hiếu khí phải sục khí liên tục).
Tìm hiểu Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí
Nguyên lý hoạt động phương pháp sinh học kỵ khí
Quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra qua 4 giai đoạn chính:
- Thủy phân (Hydrolysis) Các chất hữu cơ phức tạp (protein, tinh bột, chất béo…) được vi khuẩn thủy phân thành các hợp chất đơn giản hơn (axit amin, đường, axit béo…).
- Axit hóa (Acidogenesis) Vi khuẩn axit hóa tiếp tục chuyển các sản phẩm thủy phân thành axit hữu cơ bay hơi (VFA: acetic, propionic, butyric…), rượu, H₂, CO₂ và một ít H₂S.
- Acetate hóa (Acetogenesis) Các axit béo cao phân và rượu được chuyển hóa tiếp thành axit acetic, H₂ và CO₂.
- Metan hóa (Methanogenesis) Vi khuẩn metan (Methanogens – rất mẫn cảm với oxy) sử dụng axit acetic, H₂ + CO₂ để tạo ra khí metan:
- CH₃COOH → CH₄ + CO₂
- CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O
Ưu điểm của phương pháp kỵ khí
- Tiêu thụ rất ít năng lượng (không cần sục khí)
- Sản sinh khí biogas (60–70% CH₄) → có thể dùng phát điện, đun nấu
- Lượng bùn sinh học phát sinh rất ít (chỉ bằng 5–20% so với hiếu khí)
- Chi phí vận hành thấp
- Có thể xử lý nước thải có nồng độ hữu cơ rất cao (COD 3.000–50.000 mg/L)
Nhược điểm
- Thời gian lưu nước dài hơn hiếu khí (thường 10–30 ngày)
- Hiệu suất loại bỏ COD thấp hơn hiếu khí (thường 70–90%, còn lại phải xử lý bổ sung)
- Khí metan và H₂S sinh ra có mùi, dễ gây cháy nổ nếu không quản lý tốt
- Vi khuẩn metan rất nhạy cảm với pH, nhiệt độ, chất độc (kim loại nặng, kháng sinh…)
- Không loại bỏ được tốt nitơ và phốt pho
Các công trình xử lý kỵ khí phổ biến hiện nay
- Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) – bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược
- Bể EGSB, IC (Internal Circulation) – phiên bản cải tiến của UASB, chịu tải cao hơn
- Bể bạt phủ HDPE (Covered Anaerobic Lagoon) – đơn giản, chi phí thấp
- Bể CSTR (hoàn toàn trộn) + thu biogas
- Bể Anammox kết hợp (xử lý nitơ kỵ khí – công nghệ mới)
Ứng dụng phương pháp kỵ khí cho xử lý nước thải thực tế ở Việt Nam
Phương pháp kỵ khí được dùng rất phổ biến trong xử lý:
- Nước thải chế biến tinh bột khoai mì (COD 20.000–40.000 mg/L)
- Nước thải rượu, bia, đường
- Nước thải chế biến thủy sản, cao su, cà phê
- Nước thải chăn nuôi heo (kết hợp hầm biogas).
Công ty lắp đặt thi công hệ thống xử lý nước thải
Xử lý sinh học kỵ khí là giải pháp tiết kiệm năng lượng, tận dụng được khí sinh học và rất phù hợp cho nước thải có nồng độ hữu cơ cao, đặc biệt trong bối cảnh Việt Nam đang khuyến khích sản xuất năng lượng tái tạo từ chất thải. Tuy nhiên thường phải kết hợp thêm giai đoạn hiếu khí hoặc xử lý nâng cao để đạt tiêu chuẩn xả thải.
Để được tư vấn các giải pháp xử lý nước thải chuyên nghiệp trọn gói, liên hệ với số hotline trên website ngay hôm nay để được phục vụ chu đáo nhất.