KHÔNG THỂ THIẾU: BÙN VI SINH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Bùn vi sinh là một phương pháp ứng dụng sinh học, giữ vai trò quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải. Nhờ có bùn vi sinh mà các công trình xử lý nước thải mới đạt được hiệu quả cao nhất.

Chính vì vậy, bùn vi sinh là nguyên liệu không thể thiếu trong các hệ thống xử lý nước thải. Sử dụng bùn vi sinh giúp tiết kiệm chi phí, mang lại hiệu quả xử lý cao và thân thiện với môi trường. Trong bài viết này, Hoà Bình Xanh sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về việc sử dụng bùn vi sinh trong các công trình xử lý nước thải nhé!

Bùn vi sinh là gì?

Bùn vi sinh hay còn được gọi là bùn hoạt tính, là bùn được sinh ra sau quá trình xử lý nước thải theo phương pháp sinh học. Bùn vi sinh là tập hợp các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn, nấm lên men, côn trùng, động vật nguyên sinh, động vật không xương,…

Bùn vi sinh có màu nâu, dạng bông bùn xốp, dễ hấp thụ chất hữu cơ và dễ lắng. Bùn vi sinh đóng vai trò quan trọng trong các công trình xử lý nước thải.

Bùn vi sinh thường được sử dụng trong xử lý nước thải. Trong đó, vi khuẩn tự nhiên được thêm vào bùn để phân giải các chất hữu cơ và các tạp bẩn trong nước thải. Quá trình này giúp loại bỏ các chất độc hại và làm cho nước thải trở nên an toàn hơn cho môi trường.

Bên cạnh đó, bùn vi sinh cũng được sử dụng trong nông nghiệp để cải thiện cấu trúc đất, cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và tăng khả năng giữ nước cho đất.

Phân loại bùn vi sinh

Bùn vi sinh được chia thành 3 loại tương ứng với từng phương pháp sinh học: bùn vi sinh hiếu khí, bùn vi sinh thiếu khí và bùn vi sinh kỵ khí. Tùy thuộc vào loại nước thải mà tính chất về màu sắc, kết cấu của bùn sẽ khác nhau.

• Bùn vi sinh hiếu khí: màu nâu nhạt, hơi sáng, ban đầu sẽ ở dạng lơ lửng, khi bắt đầu lắng thì có hiện tượng tạo bông.
• Bùn vi sinh thiếu khí: màu nâu sẫm, hạt to hơn và tốc độ lắng nhanh hơn so với bùn vi sinh hiếu khí.
• Bùn vi sinh kỵ khí: màu đen, được chia thành bùn lơ lửng và bùn hạt. Bùn hạt tạo bông to, lắng nhanh. Bùn hạt càng lớn thì vi sinh vật bên trong phát triển càng tốt.

Bùn vi sinh hiếu khí

Bùn vi sinh hiếu khí là tập hợp chủ yếu các vi khuẩn hiếu khí. Trong hệ thống xử lý nước thải, bùn vi sinh hiếu khí thường sử dụng cho các mục đích oxy hóa chất đạm, Amoni, Nitơ, loại bỏ phú dưỡng,… Bùn vi sinh hiếu khí được áp dụng cho các loại bể như bể MBR, bể Aerotank,…

Bùn vi sinh hiếu khí có các đặc điểm nhận biết sau:

• Bùn vi sinh hiếu khí có màu nâu nhạt, hơi sáng, ban đầu sẽ ở dạng lơ lửng, khi bắt đầu lắng thì có hiện tượng tạo bông.
• Ở giai đoạn sục khí bùn sẽ rất mịn, khi quá trình sục khí tạm dừng thì bùn sẽ ở dạng lơ lửng và có hiện tượng bông bùn.

• Bùn hoạt tính sau quá trình tắt sục khí trong khoảng 5 phút, bông bùn hình thành dưới tác động của các vi sinh vật sẽ hình thành một khối.
• Bùn hoạt tính sau khi tắt sục khí khoảng 5 phút, thì lúc đó các bông bùn được hình thành. Các bông bùn chính là các vi sinh vật kết hợp lại với nhau tạo thành 1 khối. Khối lượng riêng của các bông bùn thường lớn hơn nước nên sẽ chìm xuống đáy bể.
• Nếu tuổi bùn hợp lý thì bùn sẽ kết thành khối, bùn non sẽ rất khó sinh khối và dễ bị lơ lửng, khó lắng trong nước.

Bùn vi sinh thiếu khí

Tại bể sinh học thiếu khí thông thường bùn thải sẽ tuần hoàn bể hiếu khí, với sự đảo trộn của máy khuấy chìm hay cánh khuấy giúp tăng sự tiếp xúc của các vi sinh vật và tránh tình trạng bùn vi sinh tồn đọng.

Bùn vi sinh thiếu khí có các đặc điểm nhận biết sau:

• Bùn thiếu khí có màu nâu sẫm hơn so với hiếu khí.
• Bông bùn thiếu khí to hơn so với hiếu khí.
• Tốc độ lắng của bùn vi sinh thiếu khí cũng nhanh hơn hiếu khí.
• Quá trình đảo trộn trong bể sẽ không làm vỡ bông bùn do các vi sinh vật giúp bùn tạo bông và có kích thước bùn lớn hơn so với bông bùn tại bể hiếu khí.

Bùn vi sinh kỵ khí

Đây là loại bùn vi sinh chứa các vi sinh vật kỵ khí đã tăng sinh khối được đưa vào bể UASB để xử lý các chất thải có nồng độ chất rắn, chất ô nhiễm cao.

Bùn vi sinh kỵ khí thường xuất hiện trong tại các bể yếm khí, bể tự hoại, dây chuyền xử lý nước thải AAO. Bùn vi sinh kỵ khí thường có màu đen đậm và gồm có 2 loại:

• Bùn vi sinh kỵ khí lơ lửng: sử dụng máy khuấy hay bơm đảo trộn để tăng sự tiếp xúc giữa vi sinh vật và các bông bùn.

• Bùn vi sinh kỵ khí tại các bể UASB (dòng chảy ngược). Bùn có dạng hạt, khi thành bông bùn rất to, bùn lắng nhanh, lượng bùn càng lớn thì lớp vi sinh vật phát triển càng nhanh.

Bùn vi sinh kỵ khí có các đặc điểm nhận biết sau:

• Bùn vi sinh kỵ khí có màu đen.
• Dễ dàng chuyển đổi chất hữu cơ thành khí Metan để hoàn thiện giai đoạn kỵ khí.

Vai trò của bùn vi sinh trong xử lý nước thải

Các vi sinh vật có lợi tồn tại trong bùn vi sinh sẽ tham gia vào quá trình phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ có trong nước thải, làm sạch môi trường nước.

Khi áp dụng công trình xử lý nước thải phương pháp sinh học (sử dụng vi sinh, bùn vi sinh), các chất cặn, bụi ở trạng thái hòa tan hoặc không hòa tan sẽ phân tán nhỏ và sẽ bị tế bào vi khuẩn hấp thụ lên bề mặt, sau đó chuyển hóa và phân hủy. Quá trình này gồm 3 giai đoạn:

• Tế bào vi khuẩn khuếch tán, chuyển dịch và hấp thụ chất bẩn từ môi trường nước lên bề mặt.
• Oxy hóa và vận chuyển các chất bẩn hấp phụ được qua màng tế bào của vi khuẩn.
• Trong tế bào vi khuẩn sẽ diễn ra quá trình tổng hợp sinh khối từ chất hữu cơ, chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng và nguyên tố dinh dưỡng khác.

Ứng dụng của bùn vi sinh trong xử khí nước thải

Bùn vi sinh được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải, đặc biệt là những nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao cần phân hủy sinh học như giấy, bột giấy, thực phẩm,… Cơ chế xử lý nước thải của bùn vi sinh như sau: Các vi sinh trong bùn sẽ sử dụng chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng, từ đó phân hủy các chất độc hại trong nước (Nitơ, Amoni…) thành nước, CO₂, các hợp chất khác, sau đó phân hủy các chất rắn lơ lửng còn lại sẽ lắng xuống nước.

Quá trình hình thành bùn vi sinh xử lý nước thải

Quá trình hình thành bùn phụ thuộc vào vi sinh. Trong suốt quá trình hình thành bùn vi sinh, vi sinh vật sẽ tiến vào trạng thái đồng hóa, hấp thụ, bẻ gãy liên kết của các chất dinh dưỡng xuất hiện trong nước thải. Cách thức hoạt động của chúng chủ yếu là nhân đôi tế bào. Để hình thành bùn vi sinh cần trải qua 4 giai đoạn sau:

• Giai đoạn tăng trưởng chậm: Đây là giai đoạn các vi sinh vật thích nghi với điều kiện môi trường sống.
• Giai đoạn tăng sinh khối theo logarit: Đây là giai đoạn vi sinh vật sử dụng chất dinh dưỡng và tăng trưởng sinh khối. Tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn phụ thuộc vào khả năng xử lý chất nền của vi khuẩn.

• Giai đoạn tăng trưởng chậm dần: Do chất dinh dưỡng của môi trường cạn kiệt dần nên quá trình tăng sinh khối giảm, đồng nghĩa với tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn sẽ chậm dần.
• Giai đoạn hô hấp nội bào: Khi nồng độ dinh dưỡng cạn kiệt, vi khuẩn sẽ trao đổi chất bằng chính các chất nguyên sinh có trong tế bào. Sinh khối giảm dần là do chất dinh dưỡng trong tế bào khuếch tán ra ngoài để cấp cho tế bào sống.

Sử dụng thêm cùng các loại vật liệu xử lý nước thải khác như men vi sinh cũng sẽ giúp quá trình xử lý nước thải đạt được hiệu quả tốt hơn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong bùn hoạt tính

Để quần thể vi sinh vật trong bùn vi sinh phát triển tốt thì môi trường sống phải đáp ứng được các điều kiện về thức ăn, nhiệt độ, pH,…

Thức ăn hay thông số COD, BOD

• Khi nuôi cấy bùn vi sinh cần phải duy trì lượng chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải ở mức độ phù hợp cho sự phát triển của vi sinh vật. Đối với nước thải của nhiều chất hữu cơ hay các trạm xử lý nước thải đã vận hành ổn định thì môi trường giàu chất hữu cơ phù hợp cho vi sinh vật. Đối với nhiều trường hợp nước thải “quá sạch” không đảm bảo cho sự phát triển vi sinh vật thì cần phải bổ sung thêm chất hữu cơ để duy trì lượng bùn có trong hệ thống. Nếu không lượng bùn sẽ chết đi.
• Các thông số COD, BOD thì đơn vị vận hành trạm xử lý sẽ phải tính toán các thông số phù hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của hệ vi sinh vật.

Tốc độ dòng chảy ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong bùn vi sinh 

Cần điều chỉnh tốc độ dòng chảy của bể phù hợp cho quá trình tiếp xúc – sinh trưởng – phát triển vi sinh vật. Nếu tốc độ dòng chảy thấp sẽ hạn chế quá trình tiếp xúc và sẽ giảm hiệu quả quá trình xử lý. Tốc độ dòng chảy quá cao sẽ gây xáo động, rửa trôi bùn khói hệ thống.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong bùn vi sinh

Nhiệt độ cần phải phù hợp với ngưỡng sinh trưởng và phát triển vi sinh vật. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng không tốt đến sự phát triển và quá trình xử lý nước.

Các chất dinh dưỡng và các chất độc ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong bùn vi sinh

Các chất dinh dưỡng đặc biệt là Nitơ và Phospho có vai trò quan trong sự phát triển vi sinh vật trong bùn vi sinh. Do đó cần phải tính toán kỹ.

Đặc biệt cần xác định các chất độc có trong nước thải, các chất độc sẽ gây sốc hệ vi sinh và ảnh hưởng đến quá trình xử lý.

Các sự cố thường gặp và cách khắc phục bùn vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải

Trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải, phát sinh rất nhiều sự cố liên quan đến bùn vi sinh. Một số tình trạng xảy ra và cách khắc phục như sau:

Bùn nổi nhiều trên bể hiếu khí

Nguyên nhân hiện tượng này là do nồng độ cacbon trong nước thải cao, lương oxy cung cấp không đủ. Nhằm khắc phục hiện tượng trên chỉ cần ngừng nước thải vào hoặc giảm lượng nước thải vào, tăng oxy trong bể, hoặc nâng pH của dòng vào từ 8.5 – 9.

Quá trình bùn nổi trong bể hiếu khí sẽ làm giảm hiệu quả quá trình xử lý nước thải nên yêu cầu phải tách bùn hợp lý, tăng tiếp xúc giữa bùn và nước thải, tránh hiện tượng không tiếp xúc dẫn đến hiện tượng nổi và lắng đọng.

Do đó, để khắc phục triêt để vấn đề trên thì trong bể xử lý thường lắp phễu phân phối bùn nhằm phân phối bùn đều vào trong nước thải, hoặc có thể khắc phục bằng cách tăng lượng bùn tuần hoàn.

Một nguyên nhân khác là bùn nổi do nồng độ dầu mỡ, chất béo tương đối lớn. Đối với trường hợp nầy nên tách sơ bộ lượng bùn hoặc tạm ngừng hoạt động hệ thống để khắc phục.

Bùn nổi bọt trắng

Hiện tượng xuất hiện: Bọt to, nổi rất nhiều và tăng dần đầy bể mặt.

Nguyên nhân: Cần phải kiểm tra nước đầu vào và chú ý đến các vấn đề như sau:

• Nếu giai đoạn đầu nuôi cấy bùn vi sinh thì do lưu lượng bị quá tải, cần giảm lưu lượng nước thải bơm vò.
• Lượng bùn vi sinh trong bể quá thấp thì cần tăng lượng bùn lên
• Nồng độ chất hữu cơ quá cao, gây nên sốc tải (đối với bể hiếu khí hoạt động tốt khi COD = 800 – 1000 mg/lít, nếu cao hơn 1200 mg/l thì sẽ bị sốc tải).

• Kiểm tra nước thải đầu vào có bị nhiễm độc tố hay các chất hóa học, chất hoạt động bể mặt hay không.
• Kiểm tra chế độ xả bùn, điều chỉnh về chế độ xả hợp lý nhằm tránh rửa trôi vi sinh ra khỏi bể.

Các cách khắc phục:

• Kiểm tra nồng độ trong bể vi sinh bằng cách đo sinh vật 30 phút, kiểm tra pH, DO
• Nếu sinh vật đo 30 phút quá thấp thì cần bổ sung thêm lượng vi sinh, chế phẩm sinh học, hoặc giảm lưu lượng nước thải đầu vào.
• Nếu sinh vật đo 30 phút bình thường thì cần tiếp tục triển khai kiểm tra pH, DO để tiếp tục điều chỉnh.

Bọt màu trắng, nổi bọt to, có bùn trên bề mặt các bọt nổi, bùn có màu đen

Hiện tượng xuất hiện: Bọt trắng xuất hiện nhiều trên bề mặt bể, trên bề mặt bọt có lớp bùn vi sinh bám lên trên.

Nguyên nhân hiện tượng trên: Vi sinh vật bị chết, lượng vi sinh phân hủy tạo ra bọt khí, xác bùn vi sinh chết sẽ bám trên bề mặt đó.

Cách khắc phục: Cần phải thực hiện biện pháp cứu lượng vi sinh trong bể bằng cách ngừng sục khí, bơm nước thải ra khỏi bể và tiến hành bơm nước sạch vào bể và tiếp tục rút nước ra khỏi bể.

Bùn lắng chậm, bùn, bùn mịn, nước thải sau lắng 30 phút có màu vàng

Hiện tượng nhận biết: Bùn nổi váng màu vàng trên bề mặt bể và lắng chậm.

Nguyên nhân: Do lượng thức ăn, chất hữu cơ trong bể quá thấp nên bùn vi sinh bị mất hoạt tính. Khi đó bùn vi sinh phát triển chậm, bùn mịn.

Cách khắc phục: Tăng lượng thức ăn cho vào bể bằng cách tăng lượng nước thải xử lý, bổ xung thêm dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển.

Bùn nổi trong bể lắng sau Aerotank

Hiện tượng nhận biết: Bùn trong bể lắng không lắng mà nổi thành từng mảng hoặc nổi từng cục có màu đen hoặc nâu sẫm.

Nguyên nhân:

• Trong nước thải chứa nhiều vi sinh vật Nitrosomonat và Nitrosbacto oxy hóa Amoni thành Nitrat, khi bùn vi sinh qua bể lắng, bùn lắng dưới đáy bể lắng.

• Khi bùn lắng lại vi sinh vật tiêu thụ hết lượng DO trong dòng nước thải khi đó vi sinh vật bị thiếu khí sẽ tiêu thụ lượng oxy trong NO (khử Nitrat tạo thành khí Nito trong bông bùn, lúc này bông bùn trở nên nhẹ hơn nước và nổi lên trên bề mặt bể lắng (hiện tượng bùn nổi).

Các yếu tố dẫn tới bùn bị nổi trên bề mặt bể lắng:

• Thời gian lưu bùn lâu.
• Nitrat tồn tại nhiều trong nước thải sau bể Aerotank.
• Lượng COD sau xử lý Aerotank còn.

Cách khắc phục:

• Khắc phục tạm thời là không để bùn nằm trong bể lắng lâu, bằng cách tăng lượng bùn tuần hoàn, hạn chế các vùng chết (bùn không được bơm về), sau đó người vận hành hãy kiểm tra tính chất của nước thải đầu vào.
• Kiểm tra hiệu quả xử lý Nitrat (khử Nitrat) tại bể vi sinh thiếu khí (Anoxic).

Lưu ý khi hoạt động bùn vi sinh trong xử lý nước thải

Khi sử dụng bùn vi sinh trong xử lý nước thải, người vận hành cần lưu ý rằng các vi sinh vật trong bùn vi sinh không thể sinh sản vô tận bằng cách nhân đôi, muốn chúng phát triển và tăng trưởng, cần phải cung cấp điều kiện thích hợp như thức ăn, độ pH, nhiệt độ thông số COD, BOD, tốc độ dòng chảy, các chất dinh dưỡng, phân loại nước thải đúng,… Nếu không thể thỏa mãn một trong số các điều kiện thì quá trình sinh sản sẽ rất dễ bị ngưng trệ.

Do đó, để xử lý nước thải bằng bùn vi sinh hiệu quả, người vận hành hệ thống xử lý nước thải cần nắm rõ các điều kiện cần và đủ để vi sinh vật sinh trưởng, cùng các yếu tố ảnh hưởng đến vi sinh trong bùn. Từ đó, có hướng giải quyết sớm nhất nếu nhận thấy biểu hiện bất thường. Tốt nhất là trước khi sử dụng bùn vi sinh trong xử lý nước thải, người vận hành hãy chuẩn bị kỹ lưỡng và có những tính toán chính xác.

Ngoài ra sử dụng giá thể vi sinh tạo nơi sinh sống cho vi sinh vật giúp quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trở nên nhanh hơn, có thể đảm bảo được hiệu quả xử lý nước thải với bùn vi sinh.

Dịch vụ xử lý nước thải tại – Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh

Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh là đơn vị chuyên cung cấp dịch vụ xử lý nước thải uy tín, chuyên nghiệp hàng đầu tại Việt Nam. Với đội ngũ kỹ sư, chuyên gia giàu kinh nghiệm, cùng hệ thống trang thiết bị hiện đại, chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, tiết kiệm và thân thiện với môi trường. Mục tiêu của chúng tôi là mang đến cho khách hàng một trải nghiệm dịch vụ xuất sắc với mức đầu tư phù hợp nhất.

Là đối tác tin cậy của các tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân trong nước và ngoài nước.

Ngoài ra Hòa bình xanh còn có các giải pháp xử lý khí thải, nước thải (nhà hàng, chế biến thủy sản, khách sạn,…)

Với phương châm: ”Uy tín, chất lượng là hàng đầu” Hòa Bình Xanh cam kết sẽ mang đến cho quý khách hàng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, đáp ứng nhu cầu cần thiết của quý khách.

Quý khách hàng có nhu cầu hợp tác công ty để xử lý nước thải hoặc quan tâm đến các hạng mục khác, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0943.466.579 hoặc liên hệ qua website: hoabinhxanh.vn để nhận được sự hỗ trợ nhanh nhất và tận tình nhất.