Bùn vi sinh và sứ mệnh làm sạch nước thải

Bùn vi sinh đang là một giải pháp rất hữu hiệu sử dụng trong quá trình xử lý nước thải. Với tình hình thế giới hiện nay, việc liên tục xử lý, sản xuất các nguyên vật liệu mỗi ngày khiến cho lượng chất thải ngày càng tăng. Nhưng nhiều công ty, doanh nghiệp lại ít để tâm đến vấn đề này vì chi phí cho các giải pháp xử lý nước thải là tương đối cao. 

Điều này dẫn đến hệ lụy là lượng chất thải ngày càng tích trữ và không được xử lý đúng cách. Bằng chứng là rất nhiều doanh nghiệp đã chọn giải pháp xả thằng lượng chất thải của mình ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. Chính vì vậy, bùn vi sinh xuất hiện như một giải pháp cứu cánh hữu hiệu vừa trong xử lý chất thải mà vừa giải quyết được vấn đề chi phí ở nhiều doanh nghiệp đang phải đau đầu tính toán. 

Với kinh phí phải bỏ ra thấp nhất trong các phương pháp nhưng kết quả thu được lại không hề thấp, quá trình xử lý nước thải sẽ được giải quyết một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Bùn vi sinh trong xử lý nước thải là như thế nào?

Bùn vi sinh và vai trò của chúng trong xử lý nước thải

Bùn vi sinh hoạt tính là gì? Chúng là tập hợp những vi sinh vật khác nhau được kết dính có màu nâu. Hợp chất này sẽ khá giống với bông và dễ lắng xuống hồ hoặc nơi thả. Chúng bao gồm các hỗn hợp là các quần thể sinh vật như loài nấm, vi khuẩn và tích trùng,...Vi khuẩn sẽ có tỷ lệ cao hơn và được chia làm 8 nhóm sau: 

- Alkaligenes – Achromobacter

- Arthrobacter bacillus

- Cytophaga – Flavobacterium

- Pseudomonas – Vibrio và Aeromonas

- Achromobacter

- Pseudomonas

- Enterobacteriaceae

- Hỗn hợp E Coli, Micrococcus

Vi khuẩn là thành phần cấu tạo chủ yếu của bùn hoạt tính và là nhóm vi sinh vật quan trọng nhất trong phân hủy các hợp chất hữu cơ. Bản chất của hợp chất hữu cơ trong nước thải sẽ quyết định loại vi khuẩn nào là chủ đạo.

Bùn hoạt tính là biện pháp sinh học hữu hiệu để xử lý nước thải một cách nhanh chóng vì nó có khả năng phân hủy tốt những chất hữu cơ như: N, P, BOD và tận dụng những chất này làm dinh dưỡng, giúp làm sạch nước nhanh chóng và hiệu quả.

Phương pháp xử lý nước thải bằng bùn vi sinh

>>> Xem thêm: Cho thuê xe bồn vận chuyển bùn sinh hoạt, bùn vi sinh, vận chuyển chất thải

Các dạng bùn vi sinh

Các dạng bùn vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải gồm có: hoạt tính hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí. Đối với từng loại nước thải khác nhau sẽ có đặc tính của bông bùn, màu bùn thay đổi khác nhau.

Bùn vi sinh hoạt tính hiếu khí

Bùn vi sinh hiếu khí được áp dụng trong xử lý nước theo công nghệ sinh học hiếu khí, dùng cho các loại bể như: bể Aerotank, bể MBR,…

➥ Đặc điểm của bùn hiếu khí:

+ Màu nâu nhạt, hơi sáng màu.

+ Lơ lửng sau đó sẽ chuyển sang trạng thái bông bùn. Các bông bùn lúc này có khối lượng nặng hơn so với nước nên nó bị lắng xuống dưới đáy.

➥ Điều kiện để bùn vi sinh tồn tại trong bể:

+ Độ pH được duy trì trong khoảng 6,5 – 8,5

+ Nồng độ DO: Vi sinh không thể sống được nếu như thiếu oxy nên cần phải chú ý giữ nồng độ này ở khoảng 2 – 4mg/l.

+ Nhiệt độ tốt nhất để vi sinh vật phát triển mạnh là từ 20 – 30 độ C. Vi sinh vật sẽ chết nếu nhiệt độ vượt 40 độ.

+ Nồng độ, tốc độ tuần hoàn luôn giữ ở mức trung bình.

+ Chất dinh dưỡng: Chú ý đảm bảo tỷ lệ dinh dưỡng của 3 thành phần N:P:BOD là 5:1:100. Có thể bổ sung những nguyên tố vi lượng khác như K, Ca, Fe, Mo,…

Bùn vi sinh thiếu khí

Bùn vi sinh thiếu khí được dùng cho bể anoxic có các đặc điểm sau:

+ Màu nâu và có phần hơi sẫm hơn so với bùn hiếu khí.

+ Quan sát kỹ trong bể sẽ thấy bông bùn hoạt tính thiếu khí có các bọt khí nằm trong đó. Khi lắng khoảng 30 phút, kích cỡ những bọt này sẽ to dần. Do đó, các bông bùn nổi lên mặt nước bởi chúng có khối lượng nhẹ hơn nước.

+ Ngoài ra khi dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ hoặc thổi bông bùn thì chúng sẽ bị vỡ ra, trở thành những bọt khí gồm khí N không màu, không mùi, không vị.

Bùn vi sinh kỵ khí

Bùn vi sinh kỵ khí được sử dụng trong các bể kỵ khí nhằm xử lý các chất thải có trong khu vực bể.

➥ Đặc điểm:

+ Màu đen

+ Khoảng 1 – 2 ngày sau khi cho bùn kỵ khí vào dụng cụ chứa như chai, can, những dụng cụ đựng bùn này sẽ phồng lên do khí Metan được tạo thành từ trong bùn đó gây ra. Nếu đốt khí hình thành bởi bùn sẽ có ngọn lửa màu xanh khá đẹp.

+ Được chia thành 2 dạng khác nhau là bùn khí lơ lửng và bùn dạng hạt. Trong đó:

• Bùn kỵ khí lơ lửng: Máy khuấy trộn vận hành thành dòng chảy lơ lửng trong khu bể kỵ khí.

• Bùn hạt: Có bông bùn to và tốc độ lắng nhanh. Vi sinh vật sẽ phát triển càng tốt khi bùn hạt càng lớn.

➥ Điều kiện để bùn vi sinh kỵ khí sống được trong bể:

+ Tỷ lệ dinh dưỡng giữa N:P:COD là 5:1:350

+ Độ pH dao động ở 6,5 – 7,5

+ Nhiệt độ dưới 35 độ C

+ Trong guồn nước của bể không chứa chất độc hại

>>> Xem thêm: Hướng dẫn nuôi cấy bùn vi sinh - Cần chuẩn bị gì khi bắt đầu

Bùn vi sinh hoạt tính

Quá trình hình thành của bùn vi sinh

Trong quá trình phát triển sinh khối, các vi sinh vật sẽ trải qua quá trình đồng hóa, hấp thụ và bẻ gãy liên kết của các chất dinh dưỡng trong nước thải. Nhân đôi tế bào là cách các vi sinh vật sinh sản chủ yếu. Tuy nhiên, quá trình sinh sản của vi sinh vật không phải vô tận mà phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố đi kèm như: thức ăn, độ pH, nhiệt độ.. Khi một trong số các yếu tố trên không thuận lợi sẽ tác động khiến cho quá trình sinh sản ngừng lại.

Bun vi sinh tăng trưởng sinh khối sau khi trải qua những giai đoạn sau:

▶ Giai đoạn tăng trưởng chậm:
Các loại vi sinh vật cần thời gian để thích nghi với môi trường dinh dưỡng trong giai đoạn này.

▶ Giai đoạn tăng trưởng sinh khối theo logarit:
Vi sinh vật sử dụng chất dinh dưỡng và tăng trưởng sinh khối trong giai đoạn này. Khả năng xử lý chất nền của vi khuẩn sẽ quyết định tốc độ trao đổi chất và tăng trưởng của vi khuẩn.

▶ Giai đoạn tăng trưởng bắt đầu chậm dần:
Chất dinh dưỡng của môi trường dần cạn kiệt khiến cho quá trình tăng sinh khối giảm. Đồng nghĩa với tốc độ tăng sinh khối cũng giảm dần.

▶ Giai đoạn hô hấp nội bào:
Vi khuẩn phải thực hiện trao đổi chất bằng các nguyên sinh chất có sẵn trong tế bào do nồng độ các chất dinh dưỡng cho tế bào cạn kiệt. Chất dinh dưỡng còn lại trong tế bào đã chết sẽ khuyếch tán ra ngoài để cung cấp cho tế bào sống nên sinh khối sẽ giảm dần.

Những sự cố bùn vi sinh thường mắc phải và cách khắc phục

Trên thực tế, khi sử dụng sẽ gặp không ít các sự cố bùn vi sinh xảy ra và cần có biện pháp xử lý phù hợp. Một số các sự cố có thể kể đến như:

➥ Bung bùn trong bể hiếu khí

Tình trạng này xảy ra chủ yếu do nồng độ cacbon trong bể quá cao so với nồng độ oxy, làm giảm hiệu quả xử lý nước thải. Để khắc phục cần tăng lượng oxy trong nước thải lên, tạm thời ngưng hoặc giảm cấp nước thải vào và nâng độ pH của bể lên khoảng 8.5 đến 9. Bên cạnh đó, đơn vị vận hành cũng cần chú ý tách bùn một cách hợp lý, đẩy nhanh tốc độ dòng chảy để tăng tiếp xúc.

Do vậy, việc lắp đặt các phễu phân phối bùn trong bể hết sức quan trọng vì chúng có khả năng khắc phục tốt vấn đề này. Ngoài ra, hiện tượng này xuất hiện có thể do lượng chất béo hay dầu mỡ trong chất thải ở mức quá cao. Khi gặp phải trường hợp này, nên tiến hành tách lượng bùn trong bể hoặc tạm ngưng hệ thống để khắc phục.

➥ Bùn nổi lên trên mặt bể và có dấu hiệu lắng chậm

Hiện tượng này xảy ra có thể do lượng chất hữu cơ trong bể quá thấp khiến cho vi sinh vật thiếu thức ăn và hoạt động kém từ đó dẫn đến bùn vi sinh bị mất hoạt tính vốn có của nó. Vì vậy, cách khắc phục chỉ cần tăng lưu lượng nước thải vào để vi sinh vật có thức ăn và tiếp tục phát triển, sinh sôi.

Sự cố bùn vi sinh nổi bọt trắng

➥ Bùn nổi bọt trắng

Bùn vi sinh nổi bọt trắng là trường hợp thường gặp trong quá trình xử lý nước thải bằng bùn vi sinh. Hiện tượng xảy ra khi bọt trắng nổi rất nhiều, có kích thước lớn và phủ đầy bể. Nguyên nhân có thể đến từ lưu lượng nước thải quá nhiều so với lượng bùn vi sinh hoặc do quá tải độc tố trong nước thải. Để khắc phục tình trạng này, có thể giảm lưu lượng nước thải bơm vào và tăng lượng bùn vi sinh lên, sau đó điều chỉnh chế độ xả hợp lý.

Bên cạnh đó, thường xuyên kiểm tra nồng độ trong bể bằng các thông số như độ pH, chỉ số SV30. Nếu chỉ số SV30 quá thấp, nên bổ sung thêm lượng bùn hoặc giảm lượng nước thải, còn nếu chỉ số SV30 bình thường thì nên tiếp tục kiểm tra các thông số như độ pH, nhiệt độ để có mức điều chỉnh sao cho phù hợp.

➥ Bọt trắng nổi lên kèm với lớp bùn màu đen

Đây là hiện tượng vi sinh vật trong bùn bị chết, xác vi sinh vật phân hủy thành màu đen và bám lên lớp bọt trắng nổi trên bề mặt của bể. Với sự cố này, cần liên tục và nhanh chóng bơm nước thải trở ngược ra ngoài, cấp nước sạch vào để súc bể, cứu lấy những vi sinh vật còn sót lại.

➥ Bùn nổi trong bể lắng

Thường trong bể lắng, bùn sẽ lắng xuống đáy khi thực hiện xử lý chất thải. Tuy nhiên có trường hợp bùn lại nổi lên trên bề mặt thành từng mảng hoặc từng cục có màu đen hoặc màu nâu sẫm. Nguyên nhân xuất hiện tình trạng này thường do thành phần nitrat tồn tại nhiều trong bể hay bùn được lưu trong bể một thời gian dài. Vì vậy, có thể tăng lượng bùn tuần hoàn và hạn chế để bùn lưu lại quá lâu trong bể. Thường xuyên kiểm tra lưu lượng nitrat trong bể, đặc biệt là các loại bể vi sinh thiếu khí.

Cách hoạt động của bùn vi sinh trong quá trình xử lý nước thải

Các máy thổi khí làm việc liên tục trong bể chứa bùn hoạt tính và nước thải để cung cấp không khí cùng các điều kiện cần thiết cho sinh khối sinh học phát triển liên tục và hấp thụ đồng hóa các chất có trong nước. Ở điều kiện như độ PH, nhiệt độ thuận lợi, chúng biến các chất thải trong nguồn nước thành thức ăn để sinh khối sinh học được sinh sản, nhân bản, phân đôi tế bào tiêu hóa nhanh chất thải trong nước.

Nước thải sinh hoạt khi đưa vào hệ thống xử lý nước thải cần đảm bảo các yêu cầu như sau:

> Độ pH vào khoảng 6.5 – 8.5

> Nhiệt độ từ 10 – 40 độ C

> Nồng độ oxy hòa tan DO ở mức 2 – 4 mg/l

> Tổng hàm lượng muối hòa tan (TDS) không vượt quá 15 g/l

> Chỉ tiêu BOD5 không được vượt quá 500 mg/l

> Tổng chất rắn không quá 150 mg/l

> Không chứa các chất hoạt động trên bề mặt như dầu mỡ, xà phòng, các chất tẩy rửa và các chất độc hại gây ảnh hưởng đến khả năng xử lý vi sinh vật.

> Cần xem xét cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật theo tỉ lệ: BOD5:N:P = 100:5:1.

Bùn vi sinh trong xử lý nước thải

Có nên sử dụng bùn vi sinh trong xử lý nước thải?

Tùy thuộc vào nguồn nước thải của doanh nghiệp cần xử lý là gì sẽ có các phương pháp xử lý khác nhau. Mỗi phương pháp xử lý đều có ưu và nhược điểm của riêng mình.

▶ Ưu điểm:

- Chi phí thấp nhất trong tất cả các phương pháp xử lý nước thải. Chủ yếu đầu tư về máy thổi khí.

- Khả năng phân hủy chất rắn bay hơi (TOC) trong hệ thống phân hủy hiếu khí rất cao lên đến 90-95%.

- Quá trình phân hủy nhanh không gây ra các mùi hôi, cho chất lượng nước (BOD) đầu ra ổn định.

- Bùn hoạt tính thu được có thể tái sử dụng để làm phân bón cực kỳ tốt mà không ảnh hưởng đến môi trường từ nước thải hóa chất.

- Vận hành đơn giản chỉ cần có một số kinh nghiệm như SC30, bông bùn, màu bùn.

▶ Nhược điểm:

- Thời gian xử lý thấp từ 6-8 giờ sẽ cho loại nước thải BOD thấp dễ phân hủy sinh học.

- Máy thổi khí phải hoạt động liên tục 24/7. Trong quá trình xử lý có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, dinh dưỡng cho vi sinh.

- Bùn sau khi xử lý có thể khó lắng tại bể lắng sinh học do nhiều yếu tố tác động.

Mong rằng những thông tin trên đây sẽ có ích và hỗ trợ các bạn trong việc nuôi cấy và chăm sóc bùn vi sinh. Nếu có bất kì câu hỏi nào, đừng ngần ngại mà hãy liên hệ ngay số hotline: 0933 450 825, đội ngũ tư vấn hoạt động 24/7 của chúng tôi sẽ luôn có mặt để hỗ trợ, giải đáp các thắc mắc của quý khách.

Tags: bùn vi sinh, bun vi sinh, bùn vi sinh hoạt tính là gì?, các dạng bùn vi sinh, sự cố bùn vi sinh, bùn vi sinh nổi bọt trắng, phương pháp xử lý nước thải, nước thải sinh hoạt