Quá trình kỵ khí hay còn gọi là lên men kỵ khí hoặc xử lý kỵ khí là quá trình phân giải hydratcarbon, diễn ra ở bể kỵ khí. Mục đích của bể kỵ khí là để phân giải các hợp chất khó phân hủy như Protein, lipid, chất béo…thành các chất đơn giản hơn.
Khi nào thì cần xử lý kỵ khí?
Quá trình kỵ khí được sử dụng trong trường hợp nước thải ô nhiễm nặng. Thường thấy trong nước thải thủy sản, chế biến thực phẩm, nhà máy bia, nhà máy giấy, cao su…
Lấy trường hợp nước thải thủy sản chứa nhiều Protein. Tại bể kỵ khí, Protein sẽ được thủy phân thành axit amin. Một phần axit amin sẽ được vi sinh vật tổng hợp tế bào. Phần còn lại sẽ được phân giải thành NH3, CO2 và các sản phẩm trung gian khác. Đối với các lipid sẽ được thủy phân, phân giải thành axit béo và glycerin ( hoặc rượu). Sau đó, các hợp chất trung gian này tiêp tục được chuyển hóa trong chu trình Krebs, glyoxylat hoặc EMP để tạo ra các chính là năng lượng ATP và Pyruvat.
Các loại nước thải có COD cao > 1000mg/L nên lắp đặt hệ thống kỵ khí để xử lý đạt chuẩn.
Khác với xử lý hiếu khí, sản phẩm cuối cùng của quá trình kỵ khí ngoài CO2, CH4 còn có các sản phẩm mạch carbon còn chưa bị oxy hóa hoàn toàn (như rượu, một số axit hữu cơ, xeton, aldehyd). Do đó, tại bể kỵ khí có thể có mùi chua, thơm hoặc mùi hôi khó chịu. Tùy thuộc vào từng loại vi khuẩn và điều kiện kỵ khí mà lên men lactic, lên men rượu…
Xem thêm: Xử lý hiếu khí hay kỵ khí hiệu quả hơn?
Quá trình kỵ khí gồm những bước nào?
Xử lỵ kỵ khí gồm 3 bước nối tiếp nhau là thủy phân, tạo ra axit và tạo ra metan.
Quá trình thủy phân :
Thủy phân là quá trình bẻ gãy, chặt nhỏ các phân tử hữu cơ lớn hoặc không tan thành các dạng tan nhờ các enzyme do vi sinh tạo ra. Protein sẽ phân hủy thành polypeptid, peptid và axit amin, amoni. Tinh bột pahan hủy thành các loại đường tan. Lipid được chuyển hóa thành axit béo và glyxerin. Quá trình thủy phân đôi khi diễn ra chậm, đặc biệt là nếu nhiệt độ thấp (<20 độc C).
Quá trình tạo axit trong xử lý kỵ khí:
Trong quá trình tạo axit, các chất hữu cơ hình thành từ quá trình thủy phân được vi sinh vật hấp thu. Sau đó chuyển hóa thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn như axit béo dễ bay hơi, rượu, axit lactic và một số chất vô cơ: CO2, amoni, H2S. Quá trình này được thực hiện bởi nhiều nhóm vi sinh vật. Chủ yếu là loại kỵ khí và một số tùy nghi. Oxy nếu có mặt trong giai đoạn này sẽ gây độc cho vi sinh yếm khí.
Quá trình tạo khí metan:
Tạo thành metan thường là quá trình chậm nhất. Vi sinh acetotrophic và hydrogenotrophic sẽ tạo metan từ khí hydro và cacbon. Trong giai đoạn axit hóa, pH của môi trường giảm. Vi sinh tạo metan chỉ phát triển tốt khi pH trung tính nên sẽ kém hoạt động khi axit dư thừa, gây ra hiện tượng “chua” trong bể kỵ khí.
Xem thêm: Xử lý kỵ khí hiệu quả hơn nếu kiểm soát 3 yếu tố này
Sản phẩm của quá trình kỵ khí
Quá trình hiếu khí tạo ra các sản phẩm chính là CO2 + H20. Còn sản phẩm của xử lý kỵ khí đa dạng hơn như:
- Quá trình khử Nitrat: NO3 -> N2 (kỵ khí không bắt buộc). Khử Nitrat thường gặp nhiều trong hệ thống xử lý nước thải có hàm lượng Amoni cao.
- Quá trình khử Sulfate: SO4 -> H2S (kỵ khí bắt buộc). Khử sulfat gây mùi hôi và chuyển hóa thành H2SO4 có tính axit mạnh gây ăn mòn thiết bị.
- Quá trình tạo thành khí Metan: CO2 -> CH4 ( kỵ khí đặc biệt). Đây là sản phẩm được ưa thích nhất ở bể kỵ khí UASB hoặc bể Biogas. Vì khí Metan dùng làm năng lượng và chất đốt giúp giảm chi phí.
- Quá trình lên men: chất hữu cơ -> sản phẩm lên men lactic, lên men rượu.
Đẩy mạnh hiệu quả xử lý kỵ khí bằng cách nào?
Tốc độ phân hủy các chất hữu cơ trước hết phụ thuộc vào mật độ vi sinh. Mật độ vi sinh tăng, lượng chất hữu cơ phân hủy tăng. Việc bổ sung lượng vi sinh kỵ khí khỏe mạnh sẽ giúp cho quá trình kỵ khí diễn ra nhanh hơn. Tuy nhiên, bạn cần lưu ý là tốc độ phân hủy kỵ khí không thể nhanh như hiếu khí được.
Hệ thống xử lý kỵ khí xử lý nồng độ COD, BOD rất rất cao nên tốn nhiều thời gian (trung bình 30 ngày) cũng là điều dễ hiểu. Xử lý kỵ khí dùng hệ vi sinh vật kỵ khí nên để đẩy mạnh quá trình này, AD Boost cung cấp hệ vi sinh khỏe mạnh, nồng độ cao nhất thị trường (10 tỷ con/gram). Ngoài ra, AD Boost giúp khí metan được tạo ra nhiều hơn và hạn chế mùi hôi khó chịu.
Xem thêm: xử lý hiếu khí hay kỵ khí hiệu quả hơn
