Xử lý nước thải bằng vi sinh kỵ khí

Tư vấn xây dựng hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh kỵ khí.

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:

                 Chất hữu cơ:   CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới

Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

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

+ Giai đoạn 2: Acis hóa

+ Giai đoạn 3: Acetate hóa

+ Giai đoạn 4: Methane hóa

vi-sinh-ky-khi

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều các chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin... trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo. Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acid acetic, H2 và CO2. Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acid acetic, acid propionic và acid lactic. 

Bên cạnh đó, CO2, H2, methanol và các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrat. Vi sinh vật chuyển hóa methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines và CO. Các phương trình phản ứng xảy ra như sau:

4H2 + CO2  => CH4 + 2H2O

4HCOOH   => CH4 + 3CO2 + 2H2O

CH3COOH => CH4 + CO2

4CH3OH => 3CH4 + CO2 + 2H2O

4(CH3)3N + H2O => 9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3   

be-loc-ky-khi

Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

+ Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB)

+ Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process).