CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ UASB TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng gia tăng nên việc xử lý nước thải ngày càng trở nên quan trọng. Để đảm bảo nguồn nước được thải ra môi trường không bị ô nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe con người thì nhiều bạn pháp xử lý đã được nghiên cứu và ra đời. Trong đó bể UASB đã được ra đời và được ứng dụng phổ biến rộng rãi nhờ ưu điểm vượt trội trong việc xử lý nước thải. Vậy cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bể UASB trong xử lý nước thải như thế nào? Hãy cùng Môi trường Phước Trình tìm hiểu rõ hơn về loại bể này.

Tổng quan về bể UASB

Bể UASB viết tắt của Upflow anearobic sludge blanket là bể xử lý nước thải sinh học dựa trên nguyên lý kỵ khí. Khi tiếp nhận nước thải vào, bể sẽ thực hiện quá trình xử lý sinh học dòng chảy ngược thông qua tầng bùn kỵ khí. Quy trình này hiện nay đang được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp lớn.

Bể UASB được phát minh ra để loại bỏ chất bẩn trong nước có độ ô nhiễm hưu cơ cao, giúp nước thải ra môi trường không bị ô nhiễm. Không những thế bể còn làm giảm thành phần chất rắn có trong nước thải. Khi nước thải qua bể UASB thấy rằng bể có nồng độ COD ở trong bể rơi vào mức nhỏ nhất là 100mg/l. Đây là tiêu chuẩn để xử lý nước thải và SS > 3000 mg/l sẽ không phù hợp với bể UASB.

Cấu tạo bể UASB

Với kết cấu đơn giản nên bể UASB thường được xây bằng bê tông cốt thép và được xây dạng hình chữ nhật. Bể này tách triệt để lượng khí có trong nước thải thì trong bể UASB sẽ được lắp thêm các tấm chắn với độ nghiêng > 35 độ theo phương ngang.

Bể UASB gồm các bộ phận chính là:

• Hệ thống cấp nước thải vào bể xử lý nước thải.
• Hệ thống máng thu nước sau khi xử lý.
• Hệ thống tách và thu khí.

Bể UASB có hiệu quả xử lý tỷ lệ thuận với nhiệt độ thực tế nên có khả năng áp dụng được trong điều kiện thực tế ở Việt Nam

Nguyên lý hoạt động bể UASB

Bể UASB cân bằng độ pH, loại sạch những cặn bẩn và duy trì được những vi sinh vật có lợi trong nước. Để làm được như vậy thì bể UASB hoạt động:

• Nước thải được điều chỉnh độ pH và duy trì ở mức 6,6 – 7,6. Điều này giúp đảm bảo tốt và duy trì cho quá trình phát triển của vi sinh vật kị khí. Nguồn nước thải được thông qua đường ống cấp và cấp toàn bộ lượng nước thải vào bể UASB với vận tốc từ 0,6 – 0,9m.
• Sau đó hỗn hợp bùn và nước thải sẽ được tiếp xúc nhau. Điều này giúp phát triển sinh khối bằng cách vi sinh vật sử dụng các chất ô nhiễm và tạo thành 70% đến 80% khí CH4. Lượng khí CH4 này sẽ được bám dính vào bùn và cùng với khí tự do nổi lên trên bề mặt bể lọc.
• Tiếp theo đó là tách lượng khí ra khỏi nước sau khi xử lý. Người ta sẽ đặt các tấm vách nghiêng, sau đó sẽ xảy ra hiện tượng tách pha khí – lỏng – rắn.
• Sau đó là hấp thụ triệt để lượng khí trên thì hỗn hợp khí sẽ được dẫn qua bình dung dịch NaOH từ 5 đến 10%.
• Bùn trong bể sau đó sẽ được lắng xuống do tách hoàn toàn khí.
• Nước thải theo màng tràn răng cưa dẫn đến bể xử lý tiếp theo  và dễ dàng xử lý .

Ưu điểm của bể UASB

Trong quá trình xử lý nước thải bẳng bể UASB thì mang lại nhiều ưu điểm như sau:

• Lượng bùn sinh học giảm nên chi phí xử lý bùn cũng thấp hơn.
•  Bể sản sinh ra một lượng khí CH4 tương đối lớn. Nếu tận dụng được nó thì đây là nguồn năng lượng mang lại lợi ích kinh tế cao.
• Có thể xử lý được chất thải có hàm lượng hữu cơ cao có thể COD đến 4000 mg/l hoặc BOD đến 500 mg/l. Nếu tải lượng hữu cơ cao như vậy chỉ có thể hoạt động bằng UASB chứ không thể thực hiện được bằng phương pháp hiếu khí bằng bể Aerotank hoặc mương oxy hóa. Trong trường hợp bất khả kháng chỉ có thể thực hiện bằng sử dụng bể Aerotank cao tải.
• Tải lượng của bể UASB có thể chịu được rất cao, có thể lên đến gấp 10 lần so với bể Aerotank. Do đó, thể tích xây dựng bể UASB tương đối nhỏ hơn.
• Bể UASB có khả năng xử lý được các chất hữu cơ độc hại, các chất hữu cơ khó phân hủy.
• Đặc biệt, ưu điểm của bể Aerotank có thể chịu được sốc tải, có khả năng chịu tải lượng cao.
• Chi phí xây dựng, đầu tư tương đối thấp do có khả năng chịu tải lượng cao.
• Bùn kị khí có thể phục hồi, hồi phục sau thời gian hoạt động dài nên có thể hoạt động gián đoạn hoặc khởi động lại sau thời gian dài không hoạt động.

Nhược điểm bể UASB

Nói về ưu điểm bể UASB nhiều như vậy nhưng không phải không có nhược điểm. Nhược điểm của bể UASB như sau:

• Bể có quá trình khởi động lâu. Bể khởi động phải mất thời gian từ 3 – 4 tháng. Vì vậy bùn vi sinh khó thích ứng được với môi trường mới.
• Bể UASB có hiệu suất xử lý không cao. Điều này do đặc trưng trong quá trình phản ứng sinh học. Vì vậy khó can thiệp cũng như không thể khống chế quá trình phản ứng.
• Lượng khí sinh ra phụ thuộc nhiều vào quá trình phản ứng vi sinh vật nên không ổn định.
• Do quá trình phản ứng trong lớp bùn kị khí nên đã hình thành lượng khí metan bám dính lên bề mặt của hạt bùn. Do đó cần có thiết bị tách lượng khí ra khỏi bùn để bùn có thể lắng được trong bể.

Tổng kết

Bài viết này chắc chắn đã cung cấp cho bạn những thông tin về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bể UASB trong xử lý nước thải. Nếu bạn còn có thắc mắc về vấn đề gì nữa thì có thể liên hệ với Phước Trình.