Lưu ý khi thiết kế bể UASB – Tối ưu hiệu suất công nghệ kỵ khí

Thiết kế bể UASB là bước quyết định hiệu quả xử lý nước thải trong các hệ thống sử dụng công nghệ kỵ khí. Đây là công nghệ phổ biến để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao, như nước thải ngành thực phẩm, chế biến nông sản, bia – rượu, chăn nuôi… Tuy nhiên, nếu thiết kế không chuẩn, hệ thống rất dễ gặp tình trạng tắc nghẽn, vi sinh yếu hoặc hiệu suất xử lý thấp. Vì vậy, bài viết này sẽ cung cấp chi tiết các lưu ý khi thiết kế bể UASB, nhằm giúp kỹ sư và nhà đầu tư đưa ra giải pháp tối ưu về công suất, hiệu quả và độ bền công trình.

UASB là gì và ưu điểm công nghệ

Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là loại bể kỵ khí nơi nước thải được dẫn vào từ đáy, đi ngược lên xuyên qua lớp bùn hoạt tính. Vi sinh vật trong bể phân hủy chất hữu cơ thành khí sinh học (methane + CO₂).

Ưu điểm:

• Tải lượng xử lý cao.
• Sản sinh khí sinh học có thể tận dụng.
• Không cần cấp khí, tiết kiệm điện.
• Bùn sinh ra ít.
• Phù hợp với nước thải có COD > 1000 mg/L.

Các lưu ý khi thiết kế bể UASB

Khảo sát và phân tích tính chất nước thải đầu vào

Thiết kế bể UASB cần dựa trên các chỉ tiêu quan trọng như COD, BOD, SS, pH, nhiệt độ và tỷ lệ BOD/COD. Nước thải phù hợp với công nghệ này thường có BOD/COD > 0,4 – cho thấy khả năng phân hủy sinh học tốt.

Ngoài ra, cần xác định có hay không các chất ức chế vi sinh như kim loại nặng, dầu mỡ hoặc hợp chất tẩy rửa.

Bể kỵ khí UASB

Xác định tải trọng hữu cơ và thể tích bể

Tải trọng hữu cơ (OLR) là thông số cốt lõi trong tính toán thiết kế. Giá trị khuyến nghị:

• 2 – 5 kgCOD/m³/ngày cho nước thải công nghiệp thông thường.
• 5 – 10 kgCOD/m³/ngày cho nước thải có khả năng phân hủy sinh học cao.

Từ đó tính được thể tích bể = Tổng COD/ngày chia cho OLR.

Thiết kế dòng chảy và thời gian lưu

Thời gian lưu nước (HRT) được tính toán để đảm bảo đủ thời gian phân hủy sinh học, thường từ 8 – 24 giờ.

Dòng nước thải đi lên trong bể cần có tốc độ chậm (0,5 – 1,0 m/h) để tránh xáo trộn lớp bùn. Hệ thống phân phối dòng đáy phải đồng đều để hạn chế tạo dòng tắt.

Hệ thống tách ba pha: bùn – nước – khí

Một trong những bộ phận quan trọng nhất của bể UASB là thiết bị tách ba pha. Chức năng:

• Tách và thu hồi khí metan sinh ra.
• Ngăn bùn vi sinh trôi theo nước ra ngoài.
• Thu nước sau xử lý ổn định.

Thiết kế phải tính toán lượng khí phát sinh, tốc độ nước lên và hình học bể để đảm bảo hiệu quả tách.

Điều kiện nhiệt độ và lớp bùn vi sinh

Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến hiệu suất xử lý. UASB hoạt động tối ưu ở khoảng 30 – 37°C. Trong điều kiện khí hậu mát hoặc lạnh, có thể cần bổ sung hệ thống giữ nhiệt hoặc gia nhiệt.

Lớp bùn hạt cần có mật độ cao và hoạt tính tốt. Khi thiết kế, cần tính đến thời gian khởi động (cấy bùn) và duy trì độ dày bùn từ 25 – 40% chiều cao bể.

Thiết kế bể UASB

Một số lưu ý bổ sung về thi công và vận hành

• Vật liệu xây dựng cần chống ăn mòn, chống thấm tốt.
• Dự phòng khả năng tăng tải hoặc thay đổi tính chất nước thải trong tương lai.
• Bố trí hệ thống thoát khí an toàn, tránh áp suất gây hư hỏng.
• Thiết kế nắp bể kín nếu tận dụng khí sinh học hoặc cần kiểm soát mùi.

Kết luận

Lưu ý khi thiết kế bể UASB không chỉ giúp đảm bảo hiệu suất xử lý ngay từ đầu, mà còn là cơ sở để hệ thống vận hành ổn định lâu dài và tiết kiệm chi phí vận hành.

Việc lựa chọn công suất, hình học bể, thiết bị tách ba pha và các điều kiện thiết kế khác nên được thực hiện bởi đơn vị có chuyên môn, kinh nghiệm thực tế với từng loại nước thải cụ thể.

Nếu bạn đang tìm giải pháp xử lý nước thải tối ưu, hãy liên hệ với Công Nghệ Việt Phát để được tư vấn và hỗ trợ chuyên sâu.

Công Ty TNHH Thiết Bị Máy Và Công Nghệ Môi Trường Việt Phát

• Địa chỉ nhà máy: Lễ Khê, Phường Tùng Thiện, TP Hà Nội
• Hotline: 0932 333 299 – 0986 924 889
• Kênh: Youtube Lọc Nước Công Nghiệp Việt Phát

Công Nghệ Việt Phát – Giải pháp tối ưu cho môi trường bền vững!