PHƯƠNG PHÁP, MƠ HÌNH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU TRÊN MƠ HÌNH USBF
4.1.1. Cơ sở để lựa chọn cơng nghệ
Hàm lượng BOD và COD cao, tỷ số BOD/COD = 0.53, lựa chọn phương pháp xử lý sinh học nhằm tận dụng triệt để khả năng xử lý của vi sinh vật, rẻ tiền.Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải rất cao (như đã giới thiệu ở trên) nên phương pháp xử lý kị khí được ưu tiên lựa chọn. Đây là phương pháp xử lý được tải trọng cao và hiệu quả.
Sử dụng kết hợp trong cùng một mơ hình 2 loại bể tương ứng với 2 giai đoạn axit hĩa và metan hĩa. Tách riêng 2 giai đoạn phản ứng trong kị khí nhằm hạn chế tương tác giữa vi khuẩn sinh acid và vi khuẩn sinh methane nhằm tối ưu
Giai đoạn axit hĩa (bể axit hĩa)
Trong nước thải sản xuất cồn cĩ chứa nhiều chất hữu cơ mạch dài khĩ phân hủy sinh học nên ta sử dụng bể axit hĩa để thúc đẩy vi khuẩn axit hĩa hoạt động nhằm tăng cường khả năng cắt mạch chuyển các chất hữu cơ này thành các chất đơn giản hơn để vi khuẩn metan hĩa ở giai đoạn sau dễ dàng phân hủy. Vì vậy hiệu suất khử COD sẽ cao hơn.
Bể acid phát huy tối đa khả năng axit hĩa của quá trình kị khí, bằng cách tối ưu hố hoạt động của vi khuẩn sinh acid và hạn chế sự phát triển của vi khuẩn sinh methane.
Trong các quá trình một bậc thơng thường, quá trình acid hố bị kìm hãm sự phát triển, và cĩ tốc độ bằng quá trình methane hố do cĩ sự ràng buộc về nguồn cung cấp thức ăn. Dưới những điều kiện này, tốc độ phân hủy VFA quá trình methane hố bằng với tốc độ sinh VFA của quá trình acid hố và hệ thống được đảm bảo ở pH ổn định, thích hợp cho vi khuẩn sinh methane. Dưới tải trọng cao, VFA cĩ thể gây giảm pH nhanh, tiêu diệt các vi khuẩn sinh methane vì vi khuẩn sinh methane chỉ cĩ thể tồn tại ở pH 6.5 – 8.
Giai đoạn methane hĩa (cơng nghệ hybrid UASB và lọc sinh học kị khí)
UASB được chọn là do cĩ khả năng xử lý được ở tải trọng rất cao, lượng bùn sinh ra thấp, ít tốn năng lượng, thu được khí biogas…
Lọc sinh học kỵ khí với những ưu điểm cĩ khả năng chịu biến động về nhiệt và tải lượng ơ nhiễm, ít bị sốc tải, khơng phải kiểm sốt hàm lượng bùn, cĩ khả năng phân hủy các chất hữu cơ chậm phân hủy, đơn giản trong vận hành… được chọn nối tiếp ngay sau UASB sẽ giúp xử lý triệt để chất hữu cơ trong nước thải.
Hệ hybrid UASB – lọc kỵ khí (USBF) được sử dụng nhằm phát huy ưu điểm của cả UASB và lọc kỵ khí là:
Khả năng chịu tải cao, ít bị sốc tải
Khơng phải kiểm sốt lượng bùn
Ít tốn năng lượng
Xử lý chất hữu cơ triệt để hơn
Hạn chế trơi bùn
Khối tích cơng trình nhỏ
Vận hành đơn giản, dễ bảo trì