1. Bể UASB là gì?
- UASB là tên gọi viết tắc của cụm từ Upflow Anearobic Sludge Blanket - Tạm dịch 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.
- Xử lý nước thải 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 là: V < 1m/h.
- Thông thường, cấu tạo của một bể UASB gồm có 3 phần: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha.
2. Nguyên tắc hoạt động của bể UASB
- Nước thải được phân phối theo hướng từ dưới lên và đi qua lớp bùn kỵ khí. Tại đây các chất hữu cơ sẽ phân hủy bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi tầng vi sinh này, do vậy các chuyên viên sẽ bổ sung thêm chế phẩm vi sinh kỵ khí (thiếu oxy) nhằm tăng lượng vi sinh vật và hiệu quả xử lý.
- Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn, lỏng và khí. Qua đó, các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, phần bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau khi xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo.
- Song, hiệu suất của bể UASB lại bị phụ thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ, pH, các chất độc hại trong nước thải,…
3. Những ưu và nhược điểm của bể UASB
Cũng như các bể xử lý khác, bể UASB cũng có những ưu và nhược điểm riêng biệt.
Ưu điểm nổi bật:
- 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,…
Những nhược điểm:
- 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.
4. Ứng dụng thực tiễn
- Công nghệ UASB là lý tưởng trong xử lý nước thải bia, rượu. Bởi vì đối với nước thải tại các nhà máy bia, quá trình lên men Acid xảy ra nhanh chóng, vì vậy vào bể UASB chỉ thực hiện công việc lên men Methane, mà điều kiện để quá trình này xảy ra tốt là pH > 6 (tốt nhất là 7.5), như vậy chỉ cần điều chỉnh pH là xong.
- Ngược lại, đối với các loại nước thải khác thì vấn đề này không dễ chút nào, vì bể UASB vừa lên men Acid vừa lên men Methane, mà khi quá trình lên men Acid xảy ra pH giảm rất thấp nên dễ dẫn đến hiện tượng “lên men chua”.
5. Các thông số khi thực hiện
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 50.000mg/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.
