- Giai đoạn III: Giai đoạn sinh khí Mêtan
2.2.3. So sánh phương pháp hiếu khí và phương pháp kị khí
Các điểm khác biệt chủ yếu giữa hệ vi sinh vật yếm khí và hiếu khí được Gerardi (2003) tổng kết trong bảng sau:
CO2 + H2O
Hiếu khí Tế bào mới
CH4 + CO2
Yếm khí Tế bào mới
Mơn Cơng nghệ mơi trường
Bảng 2.3: So sánh sự khác biệt giữa VSV hiếu khí và kị khí ( Gerardi 2003)
Srinivas (2008) đã so sánh việc sử dụng năng lượng của các chất hữu cơ để chuyển hóa thành các sản phẩm và tổng hợp nên tế bào mới của các vi sinh vật yếm khí và hiếu khí.
Qua đó chúng ta thấy vi sinh vật yếm khí sử dụng ít năng lượng để tổng hợp tế bào mới, chúng dùng năng lượng đó để chuyển hóa thành CH4. Chính vì vậy q trình phân hủy
yếm khí tạo nên ít tế bào vi khuẩn mới hơn quá trình phân hủy hiếu khí.
Nếu tính theo cân bằng COD thì vi khuẩn yếm khí sử dụng khoảng 90% COD để tạo thành khí mê-tan, chỉ có 10% được sử dụng để tạo ra các tế bào mới. Trong khi đó các vi khuẩn hiếu khí sử dụng khoảng 50% COD đầu vào để tổng hợp tế bào vi khuẩn mới, 50% còn lại dùng để tạo ra nhiệt năng.
31
Đặc điểm Hiếu khí Yếm khí
Các vi khuẩn quan trọng Vi khuẩn hiếu khí bắt
buộc kể cả vi sinh vật ni-trat hóa, vi khuẩn yếm khí tùy nghi
Vi khuẩn yếm khí bắt buộc kể cả vi khuẩn sinh mê-tan, vi khuẩn yếm khí tùy nghi
Chất mang điện tử cuối cùng Oxy phân tử tự do Các hợp chất hữu cơ, H2,
các hợp chất lưu huỳnh, CO2
Lượng vi sinh vật tạo thành Nhiều ít
Sản phẩm từ các phản ứng CO2, H2O, NH4+, NO3-,
SO4-, HPO4-, tế bào mới CO2, H2O, NH4
+, CH4, H2S, H2, tế bào mới
Sinh vật bậc cao Nhiều, ngun sih
động vật có tiêm mao, metazoa
Ít, nguyên sinh động vật có tiêm mao
A B B C D E C A B
Hình 2.15: Chuyển hóa năng lượng của quy trình yếm khí và hiếu khí (Srinivas, 2008)
Hình 2.16: Hiệu quả sử dụng năng lượng của quá trình phân hủy yếm khí và hiếu khí ( Gray, 2004)
Trong đó: (A) Thất thốt dạng nhiệt
(B) Hô hấp (E) Không sử dụng
(C) Tổng hợp tế bào
(D) Tích lũy trong sản phẩm
So sánh quy trình hiếu khí và quy trình yếm khí
Đặc điểm Hiếu khí Kị khí
Sử dụng năng lượng Nhiều hơn Ít hơn, có thể tạo ra năng
lượng
Lượng bùn tạo ra Nhiều hơn Ít hơn
CHC + O2 CHC
Yếm khí Hiếu khí
Môn Công nghệ môi trường
Nhu cầu dưỡng chất Nhiều hơn Ít hơn
Tải nạp chất hữu cơ Thấp hơn Cao hơn
Thời gian phân hủy Nhanh hơn Chậm hơn
Nhạy cảm với độc chất Ít nhạy cảm hơn Nhạy cảm hơn
Sản phẩm quy trình Ít mùi hơi, ăn mịn và có
độ ổn định cao Có mùi hơi, ăn mịn và cóđộ ổn định thấp hơn
pH của hệ thống Khoảng hoạt động rộng
hơn
Khoảng hoạt động hẹp hơn
Nhu cầu alkalinity Ít hơn Nhiều hơn
Bảng 2.4: Quy trình hiếu khí và yếm khí ( tổng hợp từ Srinivas, 2008)