Lợi ích và ứng dụng của bùn vi sinh trong xử lý nước thải

Nhờ các quá trình sinh học phức tạp, bùn vi sinh đã mang lại những phương pháp xử lý nước thải tiên tiến, hiệu quả, thân thiện với môi trường. Trong bài viết này, Hút Bể Phốt Hoàng Long sẽ chia sẻ đến bạn các ứng dụng đa dạng của bùn vi sinh và vai trò quan trọng của chúng trong bảo vệ tài nguyên nước, môi trường sống.

Khái niệm về bùn vi sinh

Bùn vi sinh (bùn hoạt tính) là loại bùn được hình thành qua các quá trình sinh học, chứa các vi sinh vật giúp tăng tốc quá trình xử lý nước thải. Bên cạnh đó bùn vi sinh còn có khả năng chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải như N, P, BOD thành những chất dinh dưỡng có lợi cho môi trường. Bùn vi sinh thường có dạng bông và màu nâu, khác biệt với bùn thải thông thường.

Đặc điểm của bùn vi sinh hoạt tính

Bùn vi sinh dùng trong xử lý nước thải chứa một quần thể vi sinh vật đa dạng, bao gồm nấm, protozoa, tích trùng, động vật nguyên sinh, vi khuẩn và xạ khuẩn. Thành phần này có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ, thành phần của nước thải.

Các vi sinh vật bám vào các chất trong nước để sinh trưởng và phát triển, tạo ra dạng bông của bùn hoạt tính. Những hạt bông này tiếp tục phát triển, oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, rồi lắng xuống đáy bể, giúp loại bỏ các chất độc hại, làm nước trong hơn.

Điều kiện tối ưu để sình bùn xử lý nước thải bao gồm:

• Độ pH từ 6.5 đến 8.5
• Nồng độ oxy từ 2 đến 4 mg/l
• Nhiệt độ từ 20 đến 30 độ C
• Tỷ lệ dinh dưỡng lý tưởng của N, P và BOD là 5:1:100.

Phân loại bùn vi sinh

Có ba loại bùn hoạt tính trong xử lý nước thải dựa trên phân loại màu sắc và tốc độ lắng bao gồm:

Bùn vi sinh hiếu khí

Bùn vi sinh màu vàng nâu thường ở dạng lơ lửng và chuyển dần thành bông bùn khi lắng xuống đáy bể phốt. Loại bùn này có tốc độ lắng khá nhanh, thường được sử dụng trong các hệ thống Aerotank hoặc MBR.

Bùn vi sinh thiếu khí

Bùn vi sinh thiếu khí có màu nâu đậm, thẫm hơn so với bùn vi sinh hiếu khí. Trong quá trình phát triển bùn tạo ra nhiều bọt khí lớn, tốc độ lắng nhanh hơn so với bùn vi sinh hiếu khí.

Bùn vi sinh kỵ khí

Bùn vi sinh kỵ khí là loại bùn đặc biệt nhất có màu đen và xuất hiện dưới hai dạng: dạng khí lơ lửng, dạng hạt. Bùn vi sinh kỵ khí lơ lửng thường được sử dụng trong các hệ thống phản ứng dòng chảy tiếp xúc, trong khi bùn dạng hạt được áp dụng cho hệ thống chảy ngược UASB. Khi lắng xuống đáy bể, chúng nở to hơn.

Quá trình phát triển của bùn vi sinh hoạt tính

Khi nước thải được đưa vào bể thổi khí, các bông bùn vi sinh bắt đầu hình thành. Sự phát triển của chúng phụ thuộc vào nhiệt độ, độ pH và các yếu tố dinh dưỡng khác. Quá trình này, được gọi là quá trình tăng trưởng sinh khối với bốn giai đoạn chính:

Giai đoạn tăng trưởng chậm

Giai đoạn đầu này là thời điểm vi sinh vật mới xuất hiện và làm quen với môi trường. Mật độ vi sinh vật trong bể lúc này còn thấp, khó quan sát bằng mắt thường. Khi lượng nước thải gia tăng và các điều kiện sống trở nên lý tưởng, vi sinh vật sẽ dần thích nghi, gia tăng số lượng.

Giai đoạn tăng sinh khối theo logarit

Khi đã làm quen với môi trường dinh dưỡng, vi sinh vật sẽ tăng cường tốc độ trao đổi chất, số lượng của chúng cũng gia tăng. Chúng sử dụng tối đa các chất dinh dưỡng có trong chất thải để phát triển. Lúc này, bạn có thể quan sát vi sinh vật bằng mắt thường và bùn vi sinh cũng ở giai đoạn đầu hình thành, nhưng vẫn là bùn non với tốc độ lắng chậm.

Giai đoạn tăng trưởng chậm dần

Ở giai đoạn này, vi sinh vật đạt đến trạng thái cân bằng động, tức là mật độ vi sinh vật trong bể đạt mức tối đa. Đây là lúc lượng bùn hoạt tính trong xử lý nước thải tăng mạnh nhất. Tổng số vi sinh vật mới sẽ bằng tổng số vi sinh vật đã chết.

Giai đoạn hô hấp nội bào

Trong giai đoạn cuối của quá trình hình thành bùn vi sinh, mật độ vi sinh vật giảm đáng kể. Tổng số vi sinh vật chết vượt quá số vi sinh vật mới do sự thiếu hụt chất dinh dưỡng từ nước thải. Tốc độ lắng tăng nhanh, khiến bùn lắng xuống đáy bể. Sau một thời gian, bùn sẽ kết tụ thành các mảng lớn, cứng và có mùi khó chịu tại đáy bể.

Các yếu tố tác động đến vi sinh vật trong bùn hoạt tính

Thức ăn và thông số COD, BOD

Bạn không cần quá lo lắng về các thông số COD, BOD vì đơn vị vận hành trạm xử lý sẽ điều chỉnh để đạt yêu cầu phù hợp. Tuy nhiên, nếu nước thải quá sạch bạn cần can thiệp để đảm bảo đủ chất hữu cơ hòa tan cho vi sinh vật phát triển. Nước thải quá sạch có thể làm vi sinh vật chết đi, dẫn đến bùn vi sinh không hình thành và nước thải không được xử lý, gây ra tình trạng tắc nghẽn, đầy hoặc trào ngược.

Tốc độ dòng chảy

Hầu hết các loại bùn tồn tại dưới dạng khí lơ lửng hoặc bông, vì vậy nếu tốc độ dòng chảy quá nhanh, bùn sẽ bị rửa trôi. Ngược lại, tốc độ quá chậm có thể làm giảm hiệu quả xử lý nước thải. Vì vậy, bạn nên yêu cầu đơn vị thi công điều chỉnh chỉ số lượng bùn hoạt tính trong xử lý nước thải sao cho phù hợp với tình trạng và loại bể phốt.

Nhiệt độ

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của bùn vi sinh. Giống như tốc độ dòng chảy, nhiệt độ cũng cần được điều chỉnh hợp lý. Nhiệt độ không nên quá cao hoặc quá thấp để đảm bảo quá trình xử lý nước thải diễn ra hiệu quả.

Các chất dinh dưỡng và chất độc

Hai chất thiết yếu không thể thiếu trong quá trình hình thành bùn vi sinh để xử lý nước thải là Nitơ, Phốt pho. Ngoài ra bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết khác cũng rất quan trọng để tạo ra môi trường lý tưởng cho vi sinh vật trong bể. Đồng thời bạn cần xác định và xử lý kịp thời các chất độc có thể gây hại cho vi sinh vật.

Các sự cố thường gặp và cách khắc phục trong bùn vi sinh

Bùn nổi nhiều trên bể hiếu khí

Đây là một vấn đề phổ biến trong hệ thống xử lý nước thải, khi bùn nổi trên bề mặt bể, trở nên dính, nhớt và có màu sắc khác thường. Trong trường hợp nghiêm trọng, bọt có thể tràn ra ngoài, gây ảnh hưởng đến sinh hoạt, môi trường xung quanh.

Có hai nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này: nồng độ carbon cao hơn mức oxy cần thiết, sự tích tụ của dầu mỡ hoặc chất béo trong bể. Để khắc phục nguyên nhân đầu tiên, bạn nên ngừng đưa nước vào bể và thuê dịch vụ để lắp đặt phễu phân phối bùn. Đối với nguyên nhân thứ hai, cần tạm dừng hệ thống để tách bớt lượng bùn thừa ra khỏi bể.

Bọt trắng xuất hiện cùng với lớp bùn đen

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng bùn vi sinh có màu đen và bọt trắng nổi lên, trong đó phổ biến nhất là:

• Sốc tải do lượng nước thải đưa vào bể quá lớn trong giai đoạn đầu hình thành bùn vi sinh.
• Mật độ vi sinh vật trong bể quá thấp.
• Nồng độ chất hữu cơ vượt mức trung bình.
• Cài đặt chế độ xả bùn không hợp lý, gây quá tải cho vi sinh vật trong bể.

Do đó, cần kiểm tra định kỳ nồng độ vi sinh vật trong bể, bổ sung chất dinh dưỡng và giảm lượng dầu mỡ thải vào bể.

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

Nguyên nhân của tình trạng này là do vi sinh vật thiếu chất dinh dưỡng, dẫn đến hình thành bùn mịn, nổi váng trên bề mặt và có tốc độ lắng chậm. Do đó sẽ có nghiêm trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải.

Nếu không được xử lý kịp thời, lớp váng sẽ ngày càng dày thêm, làm giảm khả năng xử lý nước thải và có thể gây tràn hoặc trào ngược. Để khắc phục, bạn cần tăng cường dinh dưỡng cho bùn vi sinh, đồng thời gia tăng lượng nước thải đưa vào bể phốt.

Bùn nổi bọt trắng

Dấu hiệu này cho thấy số lượng vi sinh vật chết đang gia tăng đột ngột. Bạn cần nhanh chóng hút hầm cầu để loại bỏ lượng nước thải và bọt trắng. Sau đó, bổ sung nước thải để cung cấp nguồn dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật còn sống, giúp chúng phát triển hình thành bùn vi sinh.

Bùn nổi lên mặt bể và có dấu hiệu lắng chậm

Các chuyên gia cho biết hiện tượng bùn nổi thành mảng màu đen hoặc nâu sẫm trên bề mặt bể, lắng chậm là do không hút bể phốt trong thời gian dài. Một nguyên nhân khác có thể là nồng độ nitrat trong bể đã vượt mức an toàn. Giải pháp là tăng lượng bùn tuần hoàn và tránh để bùn lắng quá lâu ở đáy bể.

Hy vọng những thông tin chi tiết về bùn vi sinh trong xử lý nước thải đã được Hút Bể Phốt Hoàng Long cung cấp chi tiết, đầy đủ trong bài viết này. Hút Bể Phốt Hoàng Long chuyên thiết kế và thi công hệ thống xử lý nước thải. Các đơn vị, doanh nghiệp hoặc công ty có nhu cầu xử lý nước thải vui lòng liên hệ với chúng tôi qua hotline 0972626211 để được phục vụ với chất lượng dịch vụ tốt nhất.