Các bước nuôi bùn vi sinh và lưu ý quan trọng

Nuôi bùn vi sinh ở hệ thống xử lý nước thải
 

Trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp đều xảy ra quá trình xử lý sinh học. Bùn vi sinh trong bể nắm vai trò quan trọng nhất, quyết định hiệu quả xử lý của toàn bộ hệ thống xử lý nước thải.

Có rất nhiều vi sinh vật tồn tại trong môi trường nước nhưng không phải vi sinh vật nào cũng cần thiết trong hệ thống xử lý nước thải hoặc có những vi sinh vật cần thiết thì lại không có trong hệ thống. Vì vậy, để

rút ngắn thời gian nuôi cấy, ta cần bổ sung thêm một lượng bùn vi sinh vừa đủ để làm cơ chất và chất xúc tác có trong bùn vi sinh.

Bùn vi sinh làm phân hủy các sinh vật gây bệnh trong nước thải. Bùn vi sinh có các vi khuẩn và vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ như: BOD, COD, N, P…Đồng thời, sử dụng đây còn là các chất

dinh dưỡng cho bùn vi sinh. Vì vậy, đây là các thành phần có vai trò vô cùng quan trọng trong việc làm sạch nguồn nước thải.

Trong bùn vi sinh bao gồm các vi sinh vật có lợi giúp phân hủy nước thải và vi khuẩn gây bệnh. Sinh vật có lợi thông qua quá trình chuyển hóa chất hữu cơ, giúp xử lý nguồn nước thải sạch hơn trước khi dẫn ra

ngoài môi trường.

Ngoài ra chúng còn hấp thụ hết chất độc có ở nguồn nước và khử sạch toàn diện, mang đến hiệu quả cao, nguồn nước sạch đến với môi trường.

Nuôi bùn vi sinh và quy trình chuẩn bị
 

Thông thường, vi sinh đã có trong nước thải nên khi hệ thống hoạt động, kỹ thuật viên chỉ cần bổ sung chất dinh dưỡng và duy trì nồng độ pH phù hợp thì các vi sinh vật này đã có thể phát triển. Tuy nhiên, đây là

quá trình làm mất khá nhiều thời gian và cũng cần một khoảng chi phí đầu tư khá lớn.

Nhằm giảm chi phí, các kỹ thuật viên vận hành thường sẽ sử dụng bùn để tái sử dụng trong việc nuôi cấy vi sinh. Để quá trình nuôi cấy này đạt hiệu quả cao, quy trình nuôi cấy bùn vi sinh cần đảm bảo một số

công đoạn dưới đây:

Chuẩn bị đủ số lượng bùn cần có cho hệ thống

Đáp ứng đủ các trang thiết bị, nguyên vật liệu để hệ thống hoạt động ổn định gồm: máy thổi khí, máy bơm, bể chứa,… .

Cung cấp thức ăn,  các chất dinh dưỡng thiết yếu cho sự phát triển của vi sinh vật bao gồm mật rỉ, cám cò, đường,... .

Bùn vi sinh xử lý nước thải với nguyên lý nào?

Máy thổi khí liên tục sục khí trong bể chứa bùn và nước thải để cung cấp không khí và tạo điều kiện cần thiết cho sinh khối sinh học liên tục được phát triển, hấp thụ các chất có trong nước. Biến các chất thải

trong nguồn nước thành thức ăn của các vi sinh vật. Ở điều khiển thuận lợi về độ pH, nhiệt độ, sinh khối sinh học được sinh sản, nhân bản, phân đôi tế bào tiêu hóa nhanh chất thải trong nước.

Nuôi bùn vi sinh hiếu khí

 

Vi sinh hiếu khí hoạt động mạnh trong môi trường oxy, oxy còn là điều kiện bắt buộc trong quá trình sống của loại vi sinh này.

Đặc điểm
 

Có màu vàng nâu, là bùn lơ lửng và là dạng hỗn dịch. Khi bùn bắt đầu lắng thì xuất hiện hiện tượng bông bùn.
 

Bùn vi sinh hiếu khí có ứng dụng trong xử lý nước thải theo công nghệ sinh học, hoạt động trong các bể chứa Aerotank, Unitank,… .

Trong bể hiếu khí, bùn vi sinh ở bể hiếu khí có chức năng phân hủy các hợp chất hữu cơ lẫn trong nước thải và kích thích quá trình phân bào khi kết hợp với oxy có  trong nước để cải thiện chất lượng nguồn

nước thải.

Ưu điểm
 

Trong hệ thống phân huỷ hiếu khí, mức độ phân huỷ chất rắn bay hơi (TOC) lên đến 90% - 95%.

Quá trình phân huỷ xảy ra nhanh, không gây mùi hôi, chất lượng nước đầu ra ổn định.

Có thể được tái sử dụng bùn vi sinh thu được để sản xuất phân bón hữu cơ.

Vận hành đơn giản, một vài chỉ tiêu như SV30, bông bùn, màu bùn… có thể theo dõi bằng kinh nghiệm.

Chủ yếu đầu tư vào máy thổi khí, chi phí đầu tư thấp.

Thời gian xử lý nhanh, từ 6 - 8 tiếng đối với các loại nước thải có BOD thấp, dễ phân hủy.

Nhược điểm
 

Bùn sau xử lý đôi khi khó lắng do nhiều nguyên nhân.

Quá trình xử lý bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ và nguồn dinh dưỡng cho vi sinh.

Các bước nuôi bùn vi sinh hiếu khí
 

Bước 1: Duy trì bùn vi sinh trong khoảng từ 200 - 300 ml/l. Lưu ý, để hạn chế sốc tải thì ban đầu chỉ nên chạy tải từ 30% lưu lượng nước thải, sau đó tăng dần công suất.

Bước 2: Liên tục và không ngừng cung cấp Oxy để gia tăng sự tiếp xúc giữa nước thải và bùn.

Bước 3: Tăng dần đều nguồn dinh dưỡng, lượng thức ăn theo lưu lượng nước để vi sinh vật có môi trường phát triển tốt nhất.

Bồn nuôi bùn vi sinh hiếu khí

Nuôi bùn vi sinh kỵ khí

 

Ngược lại với vi sinh vật hiếu khí, nuôi bùn vi sinh kỵ khí không cần oxy trong quá trình sống. 

Đặc điểm
 

Bùn vi sinh kỵ khí thường được sử dụng trong bể xử lý nước thải kỵ khí. Có hai loại bùn vi sinh kỵ khí là bùn kỵ khí lơ lửng và bùn kỵ khí hạt. Những đặc điểm nhận biết bùn kỵ khí là:

Có màu đen, khi cho vào vào chai can, để trong 1-2 ngày thì can sẽ bị phồng lên do sinh khối sinh học trong bùn giải phóng khí metan.

Nếu đốt khí tạo ra từ bùn kỵ khí sẽ tạo ra ngọn lửa xanh. 

Bùn vi sinh kỵ khí lơ lửng còn gọi là kỵ khí tiếp xúc do máy trộn vận hành tạo thành dòng chảy dạng lơ lửng ở khu vực bể kỵ khí.

Bùn vi sinh kỵ khí hạt là loại bùn có dạng hạt bông bùn to và lắng nhanh.

Sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong bể ở điều kiện: độ pH trong khoảng 6.5-7.5; tỷ lệ dinh dưỡng: COD:N:P: 350:5:1; nhiệt độ duy trì không quá 35°C.

Ưu điểm
 

Tiết kiệm chi phí do dùng nguồn trao đổi điện tử là CO2, giảm chi phí điện năng cho quá trình cấp khí.

Quá trình tạo ra bùn ít hơn từ 3 – 20 lần so với quá trình xử lý sinh học hiếu khí. 

Sinh ra lượng khí Metan cao, ứng dụng trong việc cấp khí cho lò hơi.

Thích hợp để xử lý các chất thải ô nhiễm cao.

Hệ thống xử lý bằng vi sinh vật kỵ khí có thể phân hủy được các chất tổng hợp như các hydrocacbon béo có chlor như trichloroethylene, trihalomethane) và một số chất khó phân hủy như lignin.

Nhược điểm
 

Quá trình xử lý nước thải kỵ khí diễn ra chậm hơn quá trình hiếu khí. Cần 12 tiếng trở nên để lên men vi sinh kỵ khí. Nhạy cảm đối với các chất độc hại hơn.

Quá trình khởi động chậm, cần ít nhất 30 - 45 ngày.

Vận hành kém có thể sinh ra các khí gây mùi như axit béo bay hơi, H2S, Mercaptan…

Các bước nuôi bùn vi sinh kỵ khí
 

Bước 1: Để bùn vi sinh kỵ khí thích nghi dần với điều kiện tải lượng và nồng độ ô nhiễm của nước thải. Do đó, điều chỉnh lưu lượng tương đương với 30-40% dung tích bể sinh học kỵ khí là tối ưu nhất.

Bước 2: Đảm bảo cấp khí liên tục và phân tán nước thải đều trên toàn bộ thể tích bể để tạo sự cân bằng trong tiếp xúc giữa nước và bùn hoạt tính.

Bước 3: Từ từ cung cấp chất dinh dưỡng vào bể với lượng tăng dần. Khi bùn vi sinh thích nghi với tính chất nước thải, tiến hành chạy hệ thống liên tục với lưu lượng tăng dần (20%, 50%, 75%, 100%).

Bồn nuôi bùn vi sinh kỵ khí

Nuôi cấy bùn vi sinh thường gặp các sự cố nào?
 

Đây là 5 sự cố bùn vi sinh phổ biến trong nuôi cấy bùn vi sinh.

Sự cố bọt nổi
 

Đặc điểm: có bọt nổi nhiều trên bề mặt. Sự cố này xảy ra do lượng bùn hoạt tính có trong bể xử lý hiếu khí quá ít, nồng độ chất hữu cơ cao vượt quá khả năng xử lý của vi sinh vật nhiều lần, dẫn đến vi sinh vật bị

sốc tải.

Cách khắc phục: bổ sung thêm bùn và kiểm tra lại tính chất nước thải đầu vào.

Sự cố bùn nổi trong bể lắng
 

Đặc điểm: bùn nổi lên từng tảng hoặc cục có màu đen hoặc màu nâu tại bể lắng, trôi theo đầu ra của bể nước. 

Cách khắc phục: 

Do sự khử nitrat hóa: tăng độ tuần hoàn bùn, điều chỉnh tuổi bùn để hạn chế sự khử nitrat.

Do thông khí quá mức: giảm sự thông khí.

Sự cố bùn vón cục
 

Đặc điểm: bùn ở trong bể trong thời gian dài dẫn đến nổi trên bề mặt nước.

Cách khắc phục: thay đổi thời gian lưu bùn, sử dụng thêm lượng bùn tuần hoàn.

Sự cố lên bùn
 

Đặc điểm: trên mặt bể lắng xuất hiện các bóng khí bám dính với bông bùn. 

Cách khắc phục: giảm thời gian lưu giữ bùn, tăng lượng oxy trong nước, tăng lượng bùn tuần hoàn và kiểm tra nồng độ nitrat trong nước thải đầu vào.

Sự cố bùn vi sinh

Nuôi cấy vi sinh cần lưu ý những gì?
 

Khi nuoi bun vi sinh, sau khi xác định được định lượng bùn vi sinh cần có, hãy lưu ý những vấn đề dưới đây:

Duy trì nồng độ pH phù hợp trong bể nuôi bùn vi sinh (trong khoảng từ 6.5  đến 8.8).

Việc cung cấp oxy trong quy trình nuôi bùn vi sinh hiếu khí không được xảy ra gián đoạn, nồng độ oxy hòa tan (DO) cần được  duy trì từ khoảng 2mg/l đến 4mg/l.

Nhiệt độ nước cần duy trì ổn định từ 20 - 30°C, nếu nhiệt độ vượt quá 40°C có thể làm vi sinh vật chết.

Đáp ứng đúng tỷ lệ liều lượng dinh dưỡng phù hợp: BOD:P:N = 100:1:5, có thể bổ sung một số nguyên tố khác như: K, Ca, Fe, Clo, Na, S, Mo, Co, Zn, Cu,… nếu cần thiết.

Nồng độ và tốc độ tuần hoàn của bùn vi sinh cần được duy trì sự ổn định. Nếu tốc độ tuần hoàn quá thấp có thể dẫn đến quá tải thủy lực và giảm thời gian thông khí.

Không được để các chất nổi trên bề mặt nước như chất tẩy rửa, dầu mỡ hay các loại chất độc rớt vào bồn, gây ảnh ảnh hưởng đến quá trình xử lý của vi sinh vật.

Bài viết trên đã trình bày cách nuôi bùn vi sinh hiếu khí và kỵ khí trong công nghiệp, cùng với những lưu ý khi quan trọng khi nuôi bùn vi sinh trong bể chứa. Bên cạnh cách nuôi cấy bùn bùn vi sinh, những rủi ro

phát sinh trong quá trình nuôi cấy là điều không thể tránh khỏi, vì vậy các bạn có thể tham khảo một số nguyên nhân và cách khắc phục sự cố trong bể nuôi bùn vi sinh để có một quá trình làm việc an toàn.