Bể UASB trong xử lý nước thải là gì?

Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là một hệ thống xử lý nước thải sinh học hoạt động dựa trên quá trình kỵ khí. Nói cách khác, bể UASB sử dụng các vi sinh vật kỵ khí để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải mà không cần đến oxy. Phương pháp này tận dụng dòng chảy ngược qua một lớp bùn vi sinh đặc biệt để đạt hiệu quả cao trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm. Nhờ cấu tạo và nguyên lý hoạt động độc đáo, bể UASB được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt, góp phần bảo vệ môi trường. Cùng ETM tìm hiểu chi tiết cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bể UASB trong xử lý nước thải!

Cấu tạo của bể UASB trong xử lý nước thải

Cấu tạo của bể UASB bao gồm ba phần chính: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha.

• Hệ thống phân phối nước đáy bể: Nước thải được dẫn vào bể từ phía dưới, phân phối đều qua các lỗ nhỏ để tạo điều kiện cho vi sinh vật kỵ khí phát triển tối ưu.
• Tầng xử lý: Đây là nơi diễn ra quá trình xử lý sinh học chính. Nước thải đi lên qua một lớp bùn kỵ khí dày đặc, các vi sinh vật sẽ phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải thành khí biogas và bùn.
• Hệ thống tách pha: Sau khi qua tầng xử lý, hỗn hợp khí, nước và bùn sẽ được tách riêng. Khí biogas được thu gom để tận dụng làm nhiên liệu, nước sau xử lý sẽ được thải ra hoặc xử lý tiếp theo, còn bùn sẽ được đưa trở lại tầng xử lý để duy trì hoạt động của hệ thống.

Với hiệu quả xử lý COD rất cao, đạt từ 80% đến 90%, bể UASB được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải của các ngành công nghiệp như: nhà máy bia, nhà máy chế biến thực phẩm, nhà máy giấy, nhà máy tinh bột và các nhà máy sản xuất bột giấy.

Các giai đoạn xử lý của bể UASB trong xử lý nước thải

Quá trình xử lý trong bể UASB diễn ra qua ba giai đoạn chính, liên kết chặt chẽ với nhau:

Giai đoạn 1. Thủy phân: Trong giai đoạn này, các hợp chất hữu cơ phức tạp có trong nước thải sẽ được vi sinh vật kỵ khí tiết ra enzyme để phân hủy thành những phân tử đơn giản hơn. Giống như việc ta nghiền nhỏ thức ăn để cơ thể dễ hấp thụ, các phân tử hữu cơ đơn giản này sẽ dễ dàng được vi sinh vật tiếp tục xử lý ở các giai đoạn sau.

Giai đoạn 2. Axit hóa: Sau khi được thủy phân, các phân tử hữu cơ đơn giản sẽ tiếp tục được vi khuẩn lên men chuyển hóa thành các chất đơn giản hơn nữa, như carbon dioxide (CO2), nước (H2O), amoniac (NH3) và các axit hữu cơ như axit lactic. Quá trình này làm giảm độ pH của môi trường, tạo điều kiện thuận lợi cho giai đoạn tiếp theo.

Giai đoạn 3. Metan hóa: Đây là giai đoạn quan trọng nhất, quyết định hiệu quả xử lý của bể UASB trong xử lý nước thải. Các sản phẩm tạo thành ở giai đoạn 2 sẽ được một nhóm vi sinh vật khác chuyển hóa thành khí methane (CH4) và carbon dioxide (CO2).

Nguyên lý hoạt động của bể UASB trong xử lý nước thải

Bể UASB hoạt động theo cơ chế dòng chảy ngược, nước thải được cấp vào đáy bể với tốc độ chậm, thường dưới 1m/h. Trước khi vào bể, nước thải sẽ được điều chỉnh độ pH về mức thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật kỵ khí, thường dao động trong khoảng 6,6 - 7,6.

Khi tiếp xúc với lớp bùn kỵ khí dày đặc bên trong bể, các chất hữu cơ trong nước thải sẽ trở thành nguồn thức ăn cho vi sinh vật. Quá trình phân hủy sinh học diễn ra mạnh mẽ, vi sinh vật sẽ sử dụng các chất ô nhiễm này để sinh trưởng và tạo ra khí biogas, chủ yếu là methane (CH4) và carbon dioxide (CO2). Lượng khí này sẽ bám vào các hạt bùn và nổi lên bề mặt nước

Để tách riêng các pha khí, lỏng và rắn, bên trong bể UASB được thiết kế các tấm vách nghiêng. Các tấm vách này giúp hướng dòng khí lên trên, tách khỏi pha lỏng và pha rắn. Sau đó, hỗn hợp khí sẽ được dẫn qua dung dịch NaOH để hấp thụ các khí độc hại, đảm bảo chất lượng khí biogas thu được.

Trong khi đó, phần bùn sẽ lắng xuống đáy bể, còn nước thải đã được xử lý sẽ tràn qua các màng răng cưa và được dẫn sang các công đoạn xử lý tiếp theo nếu cần.

Lời kết

Bể UASB sở hữu nhiều ưu điểm như giảm hàm lượng BOD, chịu tải cao, không cần sục khí và sản sinh khí biogas. Tuy nhiên, bể UASB cũng đòi hỏi một số điều kiện vận hành nhất định. Hệ thống cần nguồn điện liên tục, thời gian khởi động lâu và diện tích xây dựng lớn. Quá trình tạo bùn cũng mất nhiều thời gian. Bể UASB không phù hợp với khí hậu lạnh hoặc những khu vực có diện tích hạn chế. Dù vậy, với những lợi ích mang lại, bể UASB trong xử lý nước thải vẫn là lựa chọn phổ biến, đặc biệt là đối với các ngành công nghiệp có lượng nước thải lớn.

Nếu Quý khách đang có nhu cầu nhận tư vấn, thiết kế, thi công hệ thống xử lý nước thải, xử lý khí thải công nghiệp hiệu quả cao, tiết kiệm chi phí, hãy liên hệ với ETM ngay hôm nay qua hotline 0923 392 868 để được tư vấn và nhận báo giá cạnh tranh ngay trong thời gian sớm nhất!