Quá trình xử lí chất thải bằng phương pháp kị khí

VSMT:QUÁ TRÌNH XỬ LÍ CHẤT THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KỊ KHÍ

I.Giới thiệu chung về quá trình kị khí:

1.1.Định nghĩa: khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện

không có oxy.

1.2.Phân biệt giữa kị khí và hiếu khí:

-Quá trình kị khí sử dụng CO2 làm chất nhận điện tử không cần oxy

-Quá trình kị khí sử dụng lượng bùn ít hơn 3-20 lần so với hiếu khí

-Sản sinh khí có ích la Metan giúp giảm thiểu BOD trong bùn đã phân hủy

-Nhu cầu năng lượng cho quá trình được giảm thiểu

-Quá trình xử lí kị khí thích hợp cho các loại nước thải ô nhiễm nặng

-Bể phản ứng kị khí có thể hoạt động ở chế độ tải trọng cao

-Hệ thống kị khí có thể phân hủy sinh học các hợp chất tổng hợp và một số hợp chất

thiên nhiên khó phân hủy như ligin

*Một số nhược điểm của quá trình kị khí so với hiếu khí

-Diễn ra chậm hơn hiếu khí

-Nhạy cảm hơn trong việc phân hủy các chất độc

-Khởi động cần nhiều thời gian

-Đòi nồng độ cơ chất ban đầu tương đối cao

II.Mô tả quá trình:

2.1.Chu trình kị khí

2.1.1.Qúa trình:

Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ rất phức tạp liên hệ đến hàng trăm phản

ứng và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên người ta thường đơn giản hóa chúng bằng

phương trình sau đây:

Chất hữu cơ

lên men

----------->

yếm khí

CH4

+ CO2

+ H2

+ NH3

+ H2S

Hỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí sinh học hay biogas. Thành phần của

Biogas như sau:

Methane (CH4

) 55 ¸ 65%

Carbon dioxide (CO2

) 35 ¸ 45%

Nitrogen (N2

) 0 ¸ 3%

NHÓM 6 GVHD:TRẦN THỊ THANH

HUYỀN

1

VSMT:QUÁ TRÌNH XỬ LÍ CHẤT THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KỊ KHÍ

Hydrogen (H2

) 0 ¸ 1%

Hydrogen Sulphide (H2S) 0 ¸ 1%

2.1.2.Chu trình trong tự nhiên:

- Phân hủy kỵ khí có thể chia làm 6 quá trình:

1. Thủy phân polymer: thủy phân các protein, polysaccaride, chất béo.

2. Lên men các amino acid và đường.

3. Phân hủy kỵ khí các acid béo mạch dài và rượu (alcohols).

4. Phân hủy kỵ khí các acid béo dễ bay hơi (ngoại trừ acid acetic).

5. Hình thành khí methane từ acid acetic.

6. Hình thành khí methane từ hydrogen và CO2.

Các quá trình này có thể họp thành 4 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trình

phân hủy kỵ khí chất hữu cơ:

- Thủy phân: trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết

ra, các phức chất và các chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa

thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid béo).

Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt

và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất. Chất béo thủy phân rất chậm.

- Acid hóa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa

tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol,

CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. Sự hình thành các acid có thể làm pH giảm

xuống 4.0.

- Acetic hoá (Acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của

giai đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới.

- Methane hóa (methanogenesis):

Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân huỷ kỵ khí. Acetic, H2, CO2, acid

fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới.

Trong 3 giai đoạn thuỷ phân, acid hóa và acetic hóa, COD hầu như không giảm,

COD chỉ giảm trong giai đoạn methane.

NHÓM 6 GVHD:TRẦN THỊ THANH

HUYỀN

2