Bể UASB trong xử lý nước thải

Giới thiệu bể UASB

UASB là viết tắt của cụm từ Upflow Anaerobic Sludge Blanket, tạm dịch là bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí. UASB được thiết kế cho nước thải có nồng độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức thấp nhất là 100 mg/l; nếu SS > 3000mg/l thì không thích hợp để xử lý bằng UASB.

UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ được phân phối từ dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp (v < 1 m/h). Cấu tạo của bể UASB thông thường bao gồm: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha.

Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí, tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi tầng vi sinh này. Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và khí, tại đây thì các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo.

Điều kiện áp dụng bể UASB

• Bùn nuôi cấy ban đầu: nồng độ tối thiểu là 10 kg VSS/m³. Lượng bùn cho vào không nên nhiều hơn 60% thể tích bể.
• Hàm lượng chất hữu cơ: COD 50.000 mg/l thì cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước thải đầu ra.
• Chất dinh dưỡng: nồng độ nguyên tố N, P, S tối thiểu có thể tính theo biểu thức sau:

(COD/Y) : N : P : S = (50/Y) : 5: 1 :1

Y là hệ số sản lượng tế bào phụ thuộc vào loại nước thải. Nước thải dễ acid hóa Y= 0,03, khó acid hóa Y= 0,15.

• Hàm lượng cặn lơ lửng: nước thải có hàm lượng SS lớn không thích hợp cho mô hình này. SS > 3.000 mg/l khó phân hủy sinh học sẽ lưu lại trong bể sẽ ngăn cản quá trình phân hủy nước thải.
• Nước thải chứa độc tố: UASB không thích hợp với loại nước thải có hàm lượng amonia > 2.000 mg/l hoặc hàm lượng sulphate > 500 mg/l. Khi nồng độ muối cao cũng gây ảnh hưởng xấu đến vi khuẩn methane. Khi nồng độ muối nằm trong khoảng 5.000 – 15.000 mg/l thì có thể xem là độc tố.

Nguyên lý hoạt động bể UASB

Bể UASB hoạt động dựa trên 3 giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử

Tại giai đoạn này các chất thải phức tạp không tan như polysaccharides, proteins, lipids chuyển hóa thành các chất đơn giản hơn như đường, Amoni axit, axit béo. Quá trình này chuyển hóa nhờ enzym do vi khuẩn sinh học tiết ra.

Giai đoạn 2: Quá trình Axit hóa

Tại giai đoạn này, bể kỵ khí sẽ diễn ra quá trình lên men chuyển hóa các chất đã hòa tan thành chất đơn giản hơn như axit béo, lcohols, acid lactic, methanol, CO₂, H₂, NH₃, H₂S và các sinh khối mới.

Độ pH trong bể có thể bị giảm xuống 4.0 do sự hình thành các axit béo.

Giai đoạn 3: Quá trình Methane hóa

Tại đây, các chất đã Methan hóa thành khí CH₄ và CO₂. Phản ứng hóa học ở giai đoạn này là:

CH₃COOH -> CH₄ + CO₂

2 C₂H₅OH + CO₂  -> CH₄ + 2 CH₃COOH

CO₂ + 4 H₂  -> CH₄ + 2 H₂O

Quá trình thủy phân của protein: NH₃ + HOH -> NH₄^– + OH^–

Khí OH^– sinh ra từ đây sẽ có phản ứng với CO₂ tạo thành các ion bicacbonat.

Thiết bị đốt khí CH4 trên Bể UASB do Nam Việt xây dựng lắp đặt

Quý khách hàng có nhu cầu xây dựng lắp đặt hệ thống xử lý nước thải vui lòng liên hệ Hotline 0932562177