Đó là quá trình phân hủy kỳ khí đƣợc xáo trộn hoàn toàn và đƣợc thực hiện trong công trình thƣờng đƣợc gọi là bể methane. Việc sinh khí methane hay phân hủy các chất hữu cơ trong bể methane có thể thực hiện ở 35 - 370C hoặc 50 - 550C.
Gồm có hai phƣơng pháp:
a) Xử lý bằng phương pháp “tiếp xúc kỵ khí” (ANALIFJ – tiếng Pháp):bể lên men có thiết bị trộn và có bể lắng riêng.
Theo phƣơng pháp này, công trình gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết bị điều chỉnh bùn tuần hoàn. Giữa hai thiết bị chính có đặt một thiết bị khử khí để loại khí tắt trong các vục vón.
Phƣơng pháp này ít chịu ảnh hƣởng bởi lƣu lƣợng, thích hợp đối với việc xử lý phân chuồng, xử lý các nƣớc thải đặc nhƣ trong công nghiệp đồ hộp, công nghiệp hóa chất, công nghiệp bột giấy…
Hiệu quả của phƣơng pháp: loại bỏ BOD5 tới 80 – 950C và COD tới 60 – 90%. Công nghệ xử lý kị khí Sinh trƣởng bám dính Sinh trƣởng lơ lửng Xáo trộn hoàn toàn Tiếp xúc kị khí UASB Vách ngăn Lọc kị khí Tầng lơ lửng
b) Xử lý nước thải ở lớp bùn kỵ khí với dòng hướng lên (UASB – Upflow
Anaerobic Sludge Blanket) hay còn gọi là “lên men ở lớp bùn – ANAPULSE”
UASB là quy trình kị khí có tầng bùn dòng chảy ngƣợc.
Bể phản ứng đƣợc làm bằng bê tông, thép không gỉ và đƣợc cách nhiệt với bên ngoài. Trong bể phản ứng với dòng nƣớc dâng lên qua nền bùn rồi tiếp tục vào bể lắng đƣợc đặt cùng với bể phản ứng.
Khí methane đƣợc tạo ra ở giữa lớp bùn. Hỗn hợp khí – lỏng và bùn tạo thành dạng hạt lơ lửng. Một số bọt khí và bùn khí bám vào sẽ nổi lên sau đó va vào lớp chắn phái trên, các bọt khí bị vỡ và hạt bùn đƣợc tách ra lại lắng xuống dƣới.
Hiệu quả của phƣơng pháp: loại bỏ đƣợc 75 – 85% COD.
2.5.2 Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp kỳ khí với sinh trƣởng bám dính
Đây là phƣơng pháp xử lý kỳ khí nƣớc thải dựa trên cơ sở sinh trƣởng dính bám với vi khuẩn kỳ khí trên các giá bám. Hai quá trình phổ biến của phƣơng pháp này là lọc kỳ khí và lọc với vật liệu trƣơng nở, đƣợc dùng để xử lý nƣớc thải chứa các chất cacbon hữu cơ. Quá trình xử lý với sinh trƣởng gắn kết cũng đƣợc dùng để khử nitrat.
Các phƣơng pháp lọc kỳ khí:
a) Lọc kỵ khí với sinh trưởng gắn kết trên giá bám hữu cơ (ANAFIZ)
Trong phƣơng pháp này lớp vi sinh vật phát triển thành màng mỏng trên vật liệu làm giá bám bằng chất dẻo, có dòng nƣớc đẩy chảy qua.
Bể lọc kỳ khí thích hợp cho việc xử lý nƣớc thải có nồng độ ô nhiễm thấp ở nhiệt độ không khí ngoài trời.
b) Xử lý nước thải bằng lọc kỵ khí với vật liệu giả lỏng trương nở (ANAFLUX)
Với phƣơng pháp này vi sinh vật đƣợc cố định trên lớp vật liệu đƣợc giãn nở bởi dòng nƣớc dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ trong 1 đơn vị thể tích lớn nhất.
ANAFLUX thích hợp với nƣớc thải có COD 2,5 g/l, nghĩa là các loại nƣớc thải của xí nghiệp thực phẩm (rƣợu, bia, đồ hộp, sữa,…), công nghiệp giấy, công nghiệp dệt, hóa dƣợc,…
Hiệu quả của phƣơng pháp: loại bỏ đƣợc 70 – 90% COD.
c) Bể kỵ khí
Ở trong bể kỳ khí, vi sinh vật kỳ khí phân hủy các chất hữu cơ thành các sản phẩm cuối ở dạng khí, chủ yếu là CH4, CO2 và các sản phẩm trung gian sinh mùi nhƣ H2S, axit hữu cơ,…
Bể kỳ khí có thể dùng xử lý nƣớc thải có hàm lƣợng chất hữu cơ cao nhƣ protein, dầu mỡ, không có chứa các chất có tính độc với vi sinh vật, đủ chất dinh dƣỡng và nhiệt độ nƣớc tƣơng đối cao. Phƣơng pháp này thích hợp cho nƣớc thải lò mổ, chế biến thịt gia súc, gia cầm.