Kỵ khí và hiếu khí là 2 loại hình xử lý nước thải sinh học. Chính vì việc cả 2 đều liên quan đến sinh học, người ta thường có câu hỏi như “Có phải chúng hoạt động giống nhau?” hoặc “Sự khác biệt là gì?” Khi nào thì nên lắp bể kỵ khí và hiếu khí trong một công trình?
Tổng quan về xử lý kỵ khí và hiếu khí
Bể kỵ khí và hiếu khí đều sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Sự khác biệt chính là hệ thống hiếu khí cần oxy, trong khi hệ thống kỵ khí thì không. Đây cũng là chức năng của các loại vi sinh được sử dụng trong các bể. Một số điểm quan trọng khiến hai kiểu xử lý này trở nên tách bạch sẽ được liệt kê dưới đây.
Khác biệt cơ bản trong thiết kế hệ thống
Hệ thống hiếu khí yêu cầu cung cấp oxy cho sinh khối. Có 2 kiểu bể hiếu khí thường áp dụng.
Thứ nhất là hồ sinh học. Hồ sinh học này có một diện tích bề mặt lớn để đưa không khí vào nước thải. Chiều sâu của hồ sinh học thường ở mức 1.2m trở xuống để đảm bảo tầng đáy vẫn có oxy. Hồ này có thể bổ sung thêm thiết bị sục khí bề mặt để tăng lượng oxy hòa tan. Ưu điểm là tiết kiệm năng lượng nhưng nhược điểm là tốn diện tích.
Thứ Hai là bể Aerotank. Bể Aerotank sẽ được cấp khí liên tục 24/7, Ưu điểm của bể này không cần lớn, thời gian lưu nước ngắn khoảng 6-12h. Nhược điểm là máy thổi khí chạy liên tục tốn điện và hơi ồn. Tiếng ồn ảnh hưởng rất nhiều đến các hệ thống lắp đặt ở tòa nhà, chung cư.
Ngược lại, các bể kỵ khí thì oxy hòa tan phải bằng 0mg/L. Thường sẽ áp dụng dòng chảy ngược và tuần hoàn bùn kỵ khí [UASB]. Có thể lắp thêm các giá thể để vi sinh bám vào và tránh trôi bùn ra ngoài.
Bể kỵ khí có mang lại một số lợi ích hơn hệ thống hiếu khí. Bao gồm chi phí vận hành và nhu cầu năng lượng thấp hơn. Đổi lại, xử lý kỵ khí hoạt động chậm và thường khó vận hành do trong bể có nhiều quá trình sinh hóa diễn ra.
Sự phù hợp với các đặc tính của nước thải
Bể kỵ khí và hiếu khí thường chỉ phù hợp với các chất gây ô nhiễm cụ thể. Trong đó có thể xét đến nồng độ tính chất của nước thải. Hệ thống hiếu khí phù hợp nhất với nước thải có BOD/COD khá thấp 1000mg/L.
Phế phẩm và phụ phẩm hậu xử lý
Công nghệ kỵ khí và hiếu khí khác nhau về đầu ra. Sản phẩm phụ của nước thải sau xử lý có thể có nhiều hơn một ứng dụng cụ thể.
Xử lý kỵ khí tạo ra ít bùn thải hơn hiếu khí. Trong nhiều trường hợp, các cơ sở có thể tái sử dụng và bán các sản phẩm phụ sinh ra từ chu trình kỵ khí. Chẳng hạn như nguồn năng lượng từ khí sinh học giàu metan. bùn hiếu khí sạch có thể làm phân bón nông nghiệp. Dù vậy, xử lý kỵ khí lại tạo ra mùi hôi, điều ít khi gặp phải ở hệ thống hiếu khí.
Sử dụng phương pháp xử lý kỵ khí và hiếu khí cùng nhau
2 bể kỵ khí và hiếu khí thường được kết hợp để xử lý các dòng thải nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao.
- Xử lý kỵ khí được sử dụng để giảm ban đầu mức độ ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, COD cao.
- Chu trình hiếu khí để xử lý thứ cấp giảm thêm BOD và TSS. Bước xử lý hiếu khí thứ cấp cũng được sử dụng để oxy hóa amonia tạo thành nitrat.
Nhìn chung, kết hợp cả hai công nghệ này giúp loại bỏ chất gây ô nhiễm triệt để hơn. Quyết định sử dụng cả hai dẫn đến chi phí vốn cao, phụ thuộc vào đặc điểm nước thải và điều kiện của Chủ đầu tư và bạn sẽ tư vấn nên chọn hệ thống nào.
Xử lý nước thải bằng vi sinh vật là một phương pháp có khá nhiều ưu điểm. Hai loại tham gia vào trong quá trình này là vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí. Nghe, đọc nhiều về phương pháp này, liệu bạn đã biết được những sự khác nhau của vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí trong xử lý nước thải hay chưa? Cùng HANA tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé!!!
Khái niệm vi sinh vật hiếu khí
Vi sinh vật hiếu khí là một loại vi sinh vật hoạt động mạnh mẽ trong môi trường giàu khí oxy, đây là yếu tố bắt buộc để có thể duy trì sự sống của loại vi sinh vật này. Chúng sẽ dùng oxy để thực hiện quá trình xử lý các hợp chất hữu cơ trong nước thải.
Vi sinh vật hiếu khí được chia thành hai nhóm phổ biến là hiếu khí và thiếu khí.
Vi sinh vật nhóm hiếu khí bắt buộc cần môi trường oxy để tạo ra năng lượng. Chúng được ứng dụng chủ yếu trong bể Aerotank để xử lý các chất hữu cơ đơn giản.
Vi sinh vật thuộc nhóm thiếu khí cần ít oxy cho quá trình sống do bản chất ít sinh ra năng lượng. Nhóm vi sinh vật này được dùng chủ yếu trong bể Anoxic để thực hiện nhiệm vụ xử lý nitrat.
Khái niệm vi sinh vật kỵ khí
Vi sinh vật kỵ khí không cần oxy để có thể tồn tại và phát triển. Thậm chí có một số chủng vi sinh vật kỵ khí có thể mất đi hoạt lực, chết nếu tồn tại trong môi trường có oxy. Có ba chủng vi sinh vật kỵ khí là vi sinh vật kỵ khí tùy nghi, vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc và vi sinh vật kỵ khí bắt buộc.
Vi sinh vật kỵ khí tùy nghi phát triển không cần oxy và cũng không nhạy cảm với oxy. Như vậy, loại vi sinh vật này vẫn có thể tồn tại trong môi trường oxy và sẽ sử dụng oxy nếu có.
Vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc cũng có thể phát triển trong môi trường có oxy. Tuy nhiên, chúng sẽ không sử dụng oxy mà chỉ tồn tại trong môi trường đó.
Vi sinh vật kỵ khí bắt buộc là hoàn toàn cự tuyệt với oxy. Chúng chỉ tồn tại khi không có oxy trong môi trường.
Sự khác nhau của vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí trong xử lý nước thải
Tốc độ phát triển
Quá trình phát triển của vi sinh vật hiếu khí luôn nhanh hơn so với vi sinh vật kỵ khí.
Lý do là vi vi sinh vật hiếu khí có sự hỗ trợ của oxy để thực hiện quá trình hình thành các chất dinh dưỡng. Trong khi đó, vi sinh vật kỵ khí phải tự phân hủy các chất hữu cơ để hình thành dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng của mình nên khá mất thời gian.
Sản phẩm của quá trình xử lý
Sau quá trình xử lý, vi sinh vật hiếu khí sẽ tạo ra được rất nhiều vi sinh vật mới, kèm theo đó là CO2 và nước. Sản phẩm của quá trình này đã được phân hủy triệt để nên hạn chế được phần mùi khó chịu.
Vi sinh vật kỵ khí sau xử lý không tạo ra quá nhiều vi sinh vật mới mà phần lớn là khí metan và một ít lượng khí khác. Vì lý do không có oxy nên chúng không thể tạo ra CO2 mà phải tạo ra CH4, gây ra lượng mùi khá lớn cho toàn hệ thống. Tuy nhiên, CH4 lại có một lợi ích khác là tận dụng làm các chất đốt.
Sinh khối
Trên tổng thể 1kg COD thì lượng sinh khối của vi sinh vật hiếu khí chiếm hơn 50%. Trong khi đó thì vi sinh vật kỵ khí lại chiếm chưa đến 5%.
Cách tạo ra môi trường sống
Với vi sinh vật hiếu khí, người ta phải liên tục tạo ra sự đảo trộn để tăng lượng oxy hòa tan. Ngoài ra, để tăng cao lượng oxy, người ta thường lựa chọn sử dụng hệ thống thổi khí để phân tán lượng khí. Về yêu cầu nhiệt độ thì vi sinh vật kỵ khí sẽ hoạt động tốt ở nhiệt độ từ 25 đến 37 độ C.
Để tạo ra môi trường sống cho vi sinh vật kỵ khí, cần phải cách ly bể với môi trường bằng cách xây dựng thành kín. Bên cạnh đó, có thể dùng phương pháp sục khí để đẩy khí oxy ra khỏi bể. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển cho vi sinh vật kỵ khí là từ 55 đến 60 độ C.
Những lợi thế khi áp dụng vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí
Ưu điểm của phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí
Phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí như đã trình bày ở trên chiếm được nhiều ưu thế nhờ hạn chế tạo ra mùi hôi. Sản phẩm của quá trình này khá ổn định, dạng bùn không gây hệ quả lâu dài.
Phần bùn vi sinh sau xử lý có thể được tái sử dụng với vai trò phân bón sinh học, an toàn cho môi trường. Đây là một hệ thống đơn giản trong quá trình vận hành. Chi phí xây dựng cũng không quá đắt đỏ.
Ưu điểm của phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật kỵ khí
Sử dụng vi sinh vật kỵ khí trong quá trình xử lý nước thải giúp tiết kiệm được đáng kể chi phí cho việc cung cấp điện để thổi khí. Phương pháp này tạo ra ít bùn, chủ yếu là metan và có thể được dùng để tạo khí đốt.
Bản chất vi sinh vật kỵ khí có khả năng phân hủy được nhiều loại nước ô nhiễm nặng, tỉ lệ BOD/COD cao. Chính vì thế, hiệu suất của phương pháp này khá cao nhờ sự hoạt động mạnh mẽ của vi sinh vật dưới tỉ trọng nước và chất độc cao.
Việc ứng dụng xử lý nước thải bằng vi sinh vật kỵ khí là một cách để đi cùng với xu hướng xây dựng mọi ngành kinh tế thân thiện với môi trường. Những tìm hiểu trên đã đưa ra cho bạn lưu ý về cách lựa chọn cũng như đặc điểm hoạt động của vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí. Hi vọng những thông tin này sẽ giúp bạn có thêm hướng đi rõ ràng hơn cho việc xử lý khí thải không hóa chất, không độc hại.
Mọi thắc mắc liên quan đến xử lý nước thải bằng vi sinh vật nói riêng hay những phương pháp khác nói chung, bạn có thể tìm đến HANA qua hotline 0985.99.4949 hoặc email mail@moitruonghana.com. Bạn cũng có thể đến văn phòng trực tiếp của chúng tôi tại 20/6 Nguyễn Văn Dung, P.6, Q. Gò Vấp, TP. HCM