Nội Dung
Để đảm bảo việc xử lý nước thải diễn ra ngày càng hiệu quả, thì rất nhiều biện pháp đã được nghiên cứu và ra đời. Trong đó bể uasb cũng là một phương pháp xử lý hiệu quả ra đời như thế. Vậy, Bể xử lý UASB là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể UASB ra sao? Đó là nội dung chính sẽ được chia sẻ trong bài viết sau đây.
Bể UASB là gì?
UASB là viết tắt của cụm từ Upflow Anaerobic Sludge Blanket, đây là một loại bể kị khí trong xử lý nước thải, hiện nay sản phẩm này được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là tại các nhà máy lớn.
Bể UASB là loại bể được dùng trong việc xử lý nước thải. Tên gọi bể Upflow Anearobic Sludge Blanket nghĩa là bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí.
Trên thực tế, bể UASB được thiết kế dành cho xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức Min là 100mg/l, nếu SS > 3.000 mg/l thì không thích hợp để xử lý UASB.
Điều này cho phép nước thải tiếp xúc với các hạt bùn một cách dễ dàng, thuận lợi hơn từ đó tăng khả năng xử lý nước.
Cấu tạo và nguyên lý họat động của bồn cầu
Cấu tạo của bể UASB:
Với một bể UASB thông thường, chúng sẽ có cấu tạo bao gồm ba phần: Hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha. Hệ thống phân phối nước đáy bể làm nhiệm vụ nạp nước thải từ dưới lên, điều chỉnh để các hạt bùn hoạt tính tiếp xúc nhiều nhất với các chất hữu cơ.
Cấu tạo bể UASB gồm 2 bộ phận chính:
- Hệ thống máng thu nước sau xử lý
- Hệ thống tách thu khí
Khi tính toán bể UASB, người ta có thể xây dựng chúng bằng bê tông cốt thép và có hình chữ nhật. Trong bể UASB, người ta cũng thường lắp thêm một tấm chắn khí có độ nghiêng >=35 độ so với phương ngang nhằm có thể tách khí ra khỏi nước thải một cách dễ dàng hơn.
Nguyên lý hoạt động của bể UASB:
Quá trình hoạt động của bể kị khí UASB thường phải trải qua 3 giai đoạn như sau:
Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử
Trong giai đoạn đầu tiên nay, các chất thải phức tạp cũng như chất không tan như (polysaccharides, proteins, lipids) được chuyển hóa thành các chất đơn giản hoặc phân hủy thành chất hòa tan đơn giản như đường, Amoni axit, axit béo. Quá trình chuyển hóa này có được là nhờ những enzym do vi khuẩn sinh học tiết ra.
Thông thường thì quá trình này diễn ra khá chậm. Tốc độ thủy phân trong giai đoạn này của bể UASB phụ thuộc vào độ prH, kích thước hạt cũng như đặc tính dễ phân hủy hay khó phân hủy của hợp chất.
Giai đoạn 2: Quá trình Axit hóa
Ở giai đoạn 2, trong bể kỵ khí UASB diễn ra quá trình lên men chuyển hóa các chất đã hòa tan trong bể thành những chất đơn giản hơn như axit béo, lcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và các sinh khối mới.
Do sự hình thành axit béo trong quá trình này nên độ pH trong bể UASB có thể giảm xuống mức 4.0
Cách Đặt ống thông hơi nhà vệ sinh
Giai đoạn 3: Quá trình Methane hóa
Đây là giai đoạn mà trong bẻ UASB diễn ra quá trình của các chất đã Methan hóa thành khí CH4 và khí CO2 bằng nhiều loại vi khuẩn kị khí.
Các phương trình phản ứng hóa học diễn ra trong giai đoạn 3:
CH3COOH = CH4 + CO2
2C2H5OH + CO2 = CH4 + 2CH3COOH
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
Quá trình thủy phân của các protein có khả năng phân hủy:
NH3 + HOH = NH4- + OH-
Khi OH- sinh ra sẽ phản ứng với khí CO2 và tạo thành ion bicacbonat.
Ưu và nhược điểm của bể UASB
Ưu điểm của bể UASB
- Xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ rất cao (COD = 15.000 mg/l).
- Hiệu suất xử lý COD có thể lên đến 80%.
- Do sự tăng trưởng và sinh sản của vi sinh vật kỵ khí thấp hơn vi sinh vật hiếu khí… nên yêu cầu về dinh dưỡng (N, P) của hệ thống xử lý sinh học kỵ khí cũng thấp hơn hệ thống xử lý sinh học hiếu khí.
- Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống.
- Hệ thống xử lý kỵ khí tiêu thụ rất ít năng lượng trong quá trình vận hành.
- Ứng dụng rộng rãi, xử lý được hầu hết tất cả các loại nước thải có nồng độ COD từ mức trung bình đến cao như: chế biến thủy sản, thực phẩm đóng hợp, dệt nhuộm, sản xuất tinh bột,…
Nhược điểm của bể UASB
- Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải;
- Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát.
Trên đây là những thông tin chi tiết nhất về bể UASB. Chúng tôi hi vọng rằng với bài viết này các bạn đã biết được khái niệm bể UASB là gì, cấu tạo bể UASB, ưu điểm của bể UASB trong xử lý nước thải.
Khi sử dụng công nghệ UASB bạn cần lưu ý một số điều sau
Để vận hành và sử dụng công nghệ UASB một cách tốt nhất và phát huy hiệu quả tối ưu, bạn cần lưu ý một số vấn đề dưới đây:
Hàm lượng chất hữu cơ có trong bể UASB
Nếu hàm lượng chất hữu cơ COD < 100 mg/l thì không sử dụng được công nghệ UASB. Trong khi đó, hàm lượng COD > 50000mg/l thì phải tuần hoàn nước thải đầu ra hoặc pha loãng nước thải.
Bùn nuôi cấy ban đầu
Bùn nuôi cấy ban đầu trong bể phải có nồng độ tối thiểu là 10 kg VSS/ m3. Đặc biệt, lượng bùn không nên vượt quá 60% thể tích bể UASB.
Nước thải
Để sử dụng công nghệ UASB, cần xem xét thành phần cũng như tính chất của nước thải như: khả năng phân hủy sinh học, hàm lượng chất hữu cơ, nhiệt độ nước thải, tính đệm,…..
Chất dinh dưỡng
Nồng độ nguyên tốt P, N, S có trong bể được tính theo biểu thức: (COD/Y): N:S = (50/Y):5:1:1. Trong đó, nước thải khó acid hóa Y=0.15; Nước thải dễ acid hóa Y= 0.03 (Y là hệ số sản lượng tế bào phụ thuộc vào loại nước thải).
Nước thải chứa độc tố
Một số loại nước thải có hàm lượng chất độc, muối cao không thích hợp sử dụng công nghệ UASB.
Hàm lượng cặn lơ lửng
Cần lưu ý rằng, trong bể UASB, hàm lượng cặn lửng lơ không được quá lớn. Nếu vượt quá 3000 mg/l thì rất khó phân hủy.
Trên đây là một số thông tin cơ bản về bể UASB. Hi vọng thông qua bài viết của chúng tôi các bạn sẽ hiểu hơn về nguyên tắc hoạt động cũng như một số lưu ý để vận hành bể tốt nhất đồng thời phát huy tối đa vai trò xử lý nước thải của bể.
