Quá Trình Kỵ Khí Diễn Ra Như Thế Nào?

Công nghệ sinh học kỵ khí là phương pháp sử dụng các vi sinh vật (VSV) kỵ khí và tùy nghi để phân hủy các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải, ở trong điều kiện không có oxi hòa tan với nhiệt độ, pH,…thích hợp để cho các sản phẩm dạng khí (chủ yếu là CO₂, CH₄).

Chất hữu cơ –> CH₄+ CO₂ + H₂O+ NH₄ + H₂S

Quá trình phân hủy kỵ khí chất bẩn là quá trình diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa rất phức tạp.

Quá trình sinh học kỵ khí gồm có 2 giai đoạn:

Đầu tiên là giai đoạn thủy phân – tạo axit

Dưới tác động của các enzyme thủy phân do vi sinh vật tiết ra các chất hữu cơ -phức tạp như Gluxit chuyển thành các đường đơn, Propit chuyển thành Pedtid và các Axit amin, Lipit chuyển thành Glyxerin và Axit béo.

Sản phẩm của giai đoạn này rất đa dạng bao gồm các Axit, Rượu, Axit amin, Amoniac, Hidrosunfua…Vì vậy, khối lượng của cặn giảm ít và có mùi khó chịu. Độ pH của giai đoạn này < 7 nên được gọi là giai đoạn lên men axit.

Cơ chế phản ứng: (C6H10O5)n + nH2O → 3n CH3COOH

Tiếp theo là giai đoạn tạo khí – tạo kiềm hay tạo Metan

Dưới tác dụng chủ yếu của vi khuẩn Metan sản phẩm của quá trình thuỷ phân lại tiếp tục bị phân giải và tạo ra sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp các khí sinh học. Hydrat cacbon bị phân huỷ nhanh nhất thành CO₂, CH₄. Các chất hữu cơ khác cũng bị phân huỷ gần như hoàn toàn. Độ pH nước thải từ 7- 8 nên được gọi là giai đoạn lên men kiềm.

Cơ chế phản ứng

CH3COOH + NH4OH → CH3COONH4 +H2O

CH3COONH4 + H2O → CH4 + CO2 + NH4OH

Sơ đồ tóm tắt cơ chế lên men của quá trình yếm khí

Bùn kỵ khí có đặc điểm gì?

Bùn vi sinh kỵ khí thường xuất hiện trong các bể tự hoại, bể yếm khí trong dây chuyền xử lý AAO. Bùn vi sinh kỵ khí có màu đen, bùn vi sinh chia làm 2 loại là bùn ký khí lơ lửng (kỵ khí khi tiếp xúc) và và bùn hạt (bùn kỵ khí dòng chảy ngược UASB).

Bùn kỵ khí lơ lửng (hay còn gọi là bùn cám): được các máy khuấy, hoặc bơm đảo trộn để tăng sự tiếp xúc giữa bông bùn và vi sinh vật
Bùn kỵ khí dòng chảy ngược xuất hiện trong các bể UASB. Bùn hạt có đặt điểm là bùn có dạng hạt, bông bùn to, lắng nhanh, bùn càng lớn thì lớp vi sinh vật phát triển càng mạnh.

Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phân hủy kỵ khí thường có sẵn trong các chất thải hữu cơ, nhưng với số lượng ít, khả năng thích nghi với môi trường bị hạn chế và hiệu quả xử lý thấp. Vì vậy, cần bổ sung men vi sinh kỵ khí thường xuyên để tăng hiệu suất xử lý. Thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy các chất hữu cơ phức tạp và tạo khí metan nếu hệ thống có hầm biogas.