CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.4. So sánh q trình xử lý yếm khí và hiếu khí
Với cùng mục đích xử lý hợp chất hữu cơ, so sánh với xử lý hiếu khí, xử lý yếm khí có những lợi thế nhƣ ít tốn kém năng lƣợng vận hành, lƣợng bùn thải thấp, nhu cầu về thành phần dinh dƣỡng (N, P, K) thấp, mức độ chịu tải cao, thu hồi nhiên liệu ở dạng khí metan. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp thể hiện qua các đặc trƣng: tốc độ chậm, dễ nhạy cảm bởi các độc tố, sản phẩm tạo thành có mùi hơi, tính ăn mịn cao và khơng bền, hoạt động trong vùng pH hẹp, không chịu đƣợc pH thấp. Ƣu điểm và nhƣợc điểm của xử lý yếm khí so với xử lý hiếu khí đƣợc tóm tắt trong bảng 1.6.
Bảng 1.6. Ƣu điểm và nhƣợc điểm của ủ yếm khí so với hiếu khí
- Giá thành vận hành thấp - Lƣợng bùn hình hành thấp - Ít gây phát tán dạng sol khí - Bùn có tính bền cao
- Sản phẩm metan sử dụng làm nhiên liệu - Nhu cầu dinh dƣỡng thấp do tốc độ phát triển chậm và mức độ phân hủy nội sinh cao - Có thể hoạt động theo mùa do khả năng tồn tại dài ngày trong điều kiện bị bỏ đói
- Giá thành xây dựng cao - Thƣờng phải cấp thêm nhiệt - Thời gian lƣu thủy lực dài
- Hình thành sản phẩm gây mùi hổi và ăn mòn cao
- Khả năng diệt khuẩn gây bệnh kém - Hình thành khí H2S
- Tốc độ phát triển chậm dẫn đến kéo dài thời gian khởi động hệ xử lý - Chỉ sử dụng làm giai đoạn tiền xử lý.
Qua bảng ta thấy rõ ƣu điểm của xử lý yếm khí là tạo ra một lƣợng khí sinh học là nguồn năng lƣợng có ích mới với chi phí vận hành thấp quy mơ có thể áp dụng với các hộ dân.
Ngoài các tiêu chí so sánh liệt kê trong bảng 1.6, hình ảnh tổng quát về kỹ thuật hiếu khí và yếm khí trong xử lý chất hữu cơ đƣợc thể hiện trong hình 1.3.
Với cùng một nguồn COD đầu vào mơ hình xử lý hiếu khí tạo ra sản phẩm khí là CO2 và lƣợng bùn thải ra là 50 - 60% nhƣng với yếm khí thì lại tạo ra 70 - 90% khí biogas và lƣợng bùn thải ra rất thấp 5 - 15%. Do đó xử lý yếm khí có ƣu thế về mặt thực hiện cũng nhƣ hiệu quả kinh tế cao hơn xử lý hiếu khí.
Một trong những khác biệt quan trọng giữa xử lý yếm khí và hiếu khí là xử lý yếm khí thực hiện trong khơng gian kín, mơi trƣờng khí do chính hoạt động của chúng tạo thành và có thành phần khác hẳn so với khơng khí. Sản phẩm chính hình thành từ sự phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí là khí cacbonic và metan. Trong quá trình phân hủy hiếu khí, khí cacbonic hình thành đƣợc nhanh chóng chuyển vào khơng khí, trong khi khí cacbonic trong xử lý yếm khí thì chịu trạng thái cân bằng giữa pha khí và pha lỏng do tồn tại ở trong vùng không gian cô lập. Trong pha nƣớc, khí cacbonic tồn tại dƣới dạng một axit yếu. Nồng độ của axit cacbonic trong nƣớc tỷ lệ thuận với nồng độ của cacbonic trong pha khí. Vì vậy so với mơi trƣờng nƣớc trong xử lý hiếu khí thì nồng độ axit cacbonic trong mơi trƣờng yếm khí cao hơn nhiều. Cụ thể về một số tiêu chí thể hiện ở bảng 1.7 bên dƣới:
Bảng 1.7. So sánh các đặc điểm giữa phƣơng pháp kỳ khí và phƣơng pháp hiếu khí
Các đặc điểm Phƣơng pháp kỳ khí Phƣơng pháp hiếu khí
Nguồn nƣớc thải Thích hợp cho các loại nƣớc thải ơ nhiễm nặng, COD và BOD cao tới hàng ngàn mg/L, nhƣng nồng độ các ion kim loại cần phải thấp
Thích hợp với các loại nƣớc thải
Ơ nhiễm trung bình hoặc nhẹ, nếu nồng độ ô nhiễm cao phải pha loăng
Hiệu quả xử lý Loại bỏ đƣợc BOD kém hơn (85%), thời gian dài hơn. Nƣớc ra từ kỵ khí nên tiếp tục xử lý hiếu khí
Loại bỏ đƣợc BOD nhiều hơn trong thời gian ngắn hơn và còn loại bỏ đƣợc Nitơ cũng nhƣ Phốt pho. Hiệu quả khử BOD cao nhất có thể đạt Khả năng bị ức chế Các vi sinh vật rất nhạy cảm đối với các chất có tác dụng ức chế nhƣ kim loại
Phụ thuộc vào oxi cấp liên tục vào
Mùi Sinh ra nhiều mùi hôi thối: H2S từ nƣớc thải có chứ sunfat, scatol từ các
Sản phẩm sinh ra chủ yếu CO2