Bao Lâu Nên Bổ Sung Men Vi Sinh Cho Bể Kỵ Khí?

Bể kỵ khí là gì

Bể kỵ khí (hay bể yếm khí) là công trình xử lý sinh học không sử dụng oxy hòa tan, nơi các vi sinh vật kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ ô nhiễm trong nước thải thành khí sinh học (Biogas - chủ yếu là CH₄ và CO₂) và sinh khối mới. Loại bể này là giải pháp then chốt để xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm cao (chỉ số COD/BOD lớn) như nước thải sản xuất tinh bột mì, bia rượu, chế biến thực phẩm, chăn nuôi và dệt nhuộm

Không ít người vận hành hệ thống xử lý nước thải cho rằng men vi sinh kỵ khí phải được bổ sung định kỳ 7 ngày, 15 ngày hoặc 30 ngày một lần để duy trì hiệu quả xử lý.

Tuy nhiên, trên thực tế không có một chu kỳ bổ sung cố định phù hợp cho tất cả các bể kỵ khí.

Tần suất bổ sung men vi sinh phụ thuộc vào tình trạng sinh khối, tải lượng hữu cơ, loại bể kỵ khí, thời gian lưu nước, khả năng giữ bùn, đặc tính nước thải và điều kiện vận hành.

Đặc biệt, đối với các hệ thống như UASB, bể kỵ khí tiếp xúc hoặc các công trình xử lý COD cao, việc bổ sung vi sinh nên dựa trên tình trạng thực tế của hệ thống thay vì chỉ dựa vào lịch định kỳ.

Men vi sinh kỵ khí có vai trò gì trong xử lý nước thải?

Trong bể kỵ khí, chất hữu cơ được phân hủy thông qua nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau. Quá trình này thường được mô tả qua các giai đoạn chính gồm:

• Thủy phân;

• Lên men/axit hóa;

• Tạo acetate và các chất trung gian;

• Sinh methane.

Các nhóm vi sinh vật này có mối quan hệ với nhau. Sản phẩm của nhóm vi sinh này trở thành cơ chất cho nhóm vi sinh khác.

Trong đó, vi sinh vật sinh methane (methanogens) đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kỵ khí.

Vì vậy, hiệu quả của bể kỵ khí không chỉ phụ thuộc vào việc “có bổ sung men vi sinh hay không”, mà còn phụ thuộc vào khả năng duy trì một quần thể sinh khối hoạt tính và điều kiện môi trường thích hợp.

Có cần bổ sung men vi sinh kỵ khí định kỳ không?

Không nhất thiết.

Nếu bể kỵ khí đang vận hành ổn định, sinh khối được duy trì tốt, tải lượng phù hợp và COD đầu ra đạt yêu cầu thì việc bổ sung men vi sinh liên tục có thể không phải là yếu tố quyết định hiệu quả xử lý.

Đối với hệ thống vận hành ổn định, cần ưu tiên kiểm soát:

• Tải lượng COD vào bể;

• Lưu lượng nước thải;

• Thời gian lưu;

• pH;

• Alkalinity;

• VFA;

• Nhiệt độ;

• Khả năng giữ sinh khối;

• Tình trạng bùn kỵ khí;

• Các chất có khả năng gây ức chế vi sinh.

Nói cách khác, men vi sinh là một công cụ hỗ trợ kiểm soát sinh khối, không thể thay thế việc thiết kế và vận hành đúng điều kiện của bể kỵ khí.

Khi nào nên bổ sung men vi sinh cho bể kỵ khí?

Có một số trường hợp thường cần xem xét.

1. Khi khởi động bể kỵ khí mới

Đây là một trong những trường hợp phổ biến nhất.

Bể kỵ khí mới chưa có đủ sinh khối thích nghi với loại nước thải cần xử lý. Nếu chỉ đưa nước thải vào và chờ vi sinh tự phát triển, quá trình khởi động có thể kéo dài.

Việc bổ sung nguồn vi sinh kỵ khí phù hợp có thể giúp rút ngắn thời gian hình thành quần thể sinh khối ban đầu.

Đặc biệt đối với UASB, việc hình thành và duy trì sinh khối có đặc tính lắng tốt là yếu tố quan trọng đối với quá trình vận hành.

2. Sau khi hệ thống ngừng hoạt động trong thời gian dài

Khi hệ thống ngừng cấp nước thải, điều kiện môi trường và nguồn cơ chất thay đổi.

Nếu thời gian ngừng hoạt động kéo dài, hoạt tính của sinh khối có thể giảm đáng kể. Khi khởi động lại, không nên ngay lập tức đưa toàn bộ tải lượng thiết kế vào bể.

Có thể cần:

Khởi động lại → tăng tải từ từ → theo dõi pH/VFA/COD → đánh giá hoạt tính sinh khối → bổ sung vi sinh nếu cần.

3. Sau khi bể bị sốc tải COD

Ví dụ nhà máy đột ngột tăng công suất sản xuất khiến COD đầu vào tăng mạnh.

Khi đó tải lượng hữu cơ đưa vào bể có thể vượt quá khả năng chuyển hóa hiện tại của sinh khối.

Một trong những dấu hiệu cần theo dõi là:

• COD đầu ra tăng;

• VFA tăng;

• pH giảm;

• Sinh khí thay đổi;

• Mùi chua xuất hiện;

• Hiệu suất xử lý giảm.

Trong trường hợp này, không nên chỉ tăng liều men vi sinh ngay lập tức.

Trước tiên cần xác định nguyên nhân gây mất cân bằng và giảm tải nếu có thể.

4. Khi bể kỵ khí bị chua

Đây là một trong những sự cố quan trọng nhất của hệ thống kỵ khí.

Khi nhóm vi sinh tạo acid hoạt động nhanh hơn khả năng chuyển hóa các sản phẩm trung gian của nhóm methanogen, các axit hữu cơ dễ bay hơi có thể tích tụ.

Hệ quả có thể là:

VFA tăng → pH giảm → Methanogen bị ức chế → quá trình sinh methane suy giảm → COD đầu ra tăng.

Nếu chỉ bổ sung thêm men mà không xử lý nguyên nhân gây tích tụ VFA, hiệu quả phục hồi có thể rất hạn chế.

Do đó cần kiểm tra đồng thời:

• pH;

• VFA;

• Alkalinity;

• COD;

• tải lượng hữu cơ;

• nhiệt độ;

• tình trạng sinh khối.

5. Sau khi tiếp xúc với hóa chất gây ức chế

Một số loại nước thải có thể chứa các chất gây ảnh hưởng đến vi sinh kỵ khí như:

• Chất khử trùng;

• Một số dung môi;

• Kim loại;

• Hợp chất chứa lưu huỳnh;

• Nồng độ muối cao;

• Một số hóa chất đặc thù của quá trình sản xuất.

Nếu hệ thống vừa trải qua sự cố hóa chất và hiệu suất giảm mạnh, có thể cần đánh giá khả năng suy giảm sinh khối trước khi quyết định bổ sung men vi sinh.

Tham khảo men vi sinh chuyên dụng cho bể kỵ khí ELI Biosciences BGE1 – Vi sinh kỵ khí (Giảm BOD, COD, TSS)

Vi sinh kỵ khí ELI Biosciences BGE1 chứa các chủng vi sinh kỵ khí được chọn lọc có hoạt tính mạnh như: Clostridium Butyricum, Clostridium Sartagoforme, Desulfovibrio Vulgaris, Desulfovibrio Aminophilus, Geobacter Lovleyi, Methanomethylovorans Hollandica, Methanosarcina Bakeri, Pseudomonas Citronellolis.

Điều kiện hoạt động của vi sinh:

• pH: 4 – 9.
• Nhiệt độ: 4 độ C đến 40 độ C.
• Tỷ lệ BOD/COD > 60%.
• Độ mặn < 40 ‰ (khoảng 4%).

ƯU ĐIỂM CỦA SẢN PHẨM ELI BIOSCIENCES BGE1

1. ELI Biosciences BGE1 giúp tăng hiệu suất xử lý sinh học đạt tối đa cho hệ thống xử lý nước thải nhờ:

• Giảm hàm lượng COD, BOD trong nước thải sau Biogas.
• Giảm hiện tượng vi sinh bị chết do sốc tải.
• Giảm mùi hôi và giảm lượng bùn thải.
• Phục hồi nhanh hệ thống xử lý nước thải sau khi bị sự cố.
• Tăng cường quá trình phân hủy kỵ khí, tối ưu sản lượng và chất lượng khí biogas (tăng CH₄, giảm H₂S).
• Tăng cường quá trình phân hủy sinh học của toàn hệ thống.

2. Phân hủy được những hợp chất hữu cơ khó phân hủy như Benzene-, Toluene- hay Xylene- (BTX).

3. Hoạt động trong điều kiện độ mặn lên đến 40‰ (khoảng 4%). Sử dụng được cho tất cả các loại hình nước thải có chứa nồng độ chất hữu cơ cao.

4. Vi sinh được sản xuất ở dạng lỏng, kích hoạt nhanh và không cần ngâm ủ trước khi sử dụng. Khả năng thích nghi nhanh và hiệu quả nhanh.

5. ELI Biosciences BGE1 làm tăng hiệu suất xử lý ô nhiễm, giúp nước thải đầu ra đạt chuẩn, giảm chi phí sử dụng điện năng, chi phí vận hành và nhân công.

Bao lâu nên bổ sung men vi sinh kỵ khí một lần?

Tần suất phù hợp phụ thuộc vào từng hệ thống.

Có thể chia thành ba tình huống:

Đây là lý do khi tư vấn men vi sinh cho khách hàng, cần biết tối thiểu lưu lượng, COD đầu vào, COD đầu ra, loại bể, thể tích bể và tình trạng vận hành.

Những dấu hiệu cho thấy bể kỵ khí cần được kiểm tra vi sinh

Không phải cứ COD đầu ra tăng là thiếu men vi sinh.

Tuy nhiên, nếu xuất hiện đồng thời nhiều dấu hiệu dưới đây thì cần kiểm tra hệ sinh học:

COD đầu ra tăng

Nếu COD đầu ra tăng liên tục trong khi lưu lượng và đặc tính nước thải không thay đổi đáng kể, cần kiểm tra khả năng suy giảm hoạt tính sinh học.

Sinh khí giảm

Lượng khí sinh học giảm có thể liên quan đến:

• Giảm tải hữu cơ;

• Thay đổi thành phần nước thải;

• Nhiệt độ;

• pH;

• VFA;

• Chất ức chế;

• Hoặc suy giảm hoạt tính của sinh khối.

Do đó không nên kết luận ngay rằng vi sinh đã chết.

pH giảm

pH giảm trong bể kỵ khí có thể là dấu hiệu hệ thống đang mất cân bằng giữa quá trình tạo acid và quá trình chuyển hóa các sản phẩm trung gian.

VFA tăng

VFA là một chỉ tiêu rất hữu ích để đánh giá trạng thái cân bằng của quá trình kỵ khí.

Nếu VFA tích tụ, cần tìm nguyên nhân trước khi tăng liều men.

Bổ sung men vi sinh kỵ khí như thế nào?

Một quy trình thực tế có thể gồm các bước:

Bước 1: Xác định tình trạng hệ thống

Kiểm tra:

• Q;

• COD;

• pH;

• VFA;

• Alkalinity;

• nhiệt độ;

• tình trạng bùn;

• hiệu suất xử lý.

Bước 2: Xác định nguyên nhân

Phân biệt giữa:

• Thiếu sinh khối;

• Sinh khối yếu;

• Sốc tải;

• Thiếu kiềm;

• pH không phù hợp;

• Chất độc;

• HRT không đủ;

• Khả năng giữ bùn kém.

Bước 3: Điều chỉnh điều kiện vận hành

Ví dụ giảm tải hữu cơ tạm thời, điều chỉnh pH/kiềm hoặc loại bỏ nguồn gây ức chế nếu có.

Bước 4: Bổ sung vi sinh nếu cần

Lựa chọn chủng/nguồn vi sinh phù hợp với loại nước thải và công nghệ bể.

Bước 5: Theo dõi sau bổ sung

Không nên đánh giá hiệu quả chỉ sau vài giờ.

Cần theo dõi xu hướng:

• COD;
• pH;
• VFA;
• khí sinh học;
• tình trạng bùn;
• hiệu suất xử lý.

Bổ sung men vi sinh nhưng COD vẫn không giảm, vì sao?

Đây là tình huống rất thường gặp.

Việc bổ sung thêm vi sinh không đồng nghĩa COD chắc chắn sẽ giảm.

Một số nguyên nhân có thể là:

1. Tải lượng COD vượt quá công suất bể

Nếu lượng COD đưa vào quá lớn, tăng men không thể giải quyết hoàn toàn vấn đề.

2. HRT quá ngắn

Vi sinh cần thời gian tiếp xúc với cơ chất. Nếu thời gian lưu không phù hợp, hiệu quả xử lý sẽ bị giới hạn.

3. pH không phù hợp

Đặc biệt, Methanogen nhạy cảm với sự thay đổi môi trường hơn nhiều nhóm vi sinh khác.

4. VFA tích tụ

Khi sản phẩm trung gian tích tụ, quá trình Methane hóa có thể bị ức chế.

5. Có chất gây độc

Một số hợp chất trong nước thải có thể ức chế hoạt động của sinh khối.

6. COD khó phân hủy sinh học

Không phải toàn bộ COD đều có thể được xử lý bằng vi sinh kỵ khí.

Vì vậy trước khi tăng liều men, cần xác định COD đang cao do thiếu sinh khối hay do bản chất nước thải và điều kiện vận hành.

Có nên bổ sung men vi sinh kỵ khí định kỳ để phòng ngừa?

Có thể áp dụng trong một số hệ thống có tải lượng biến động lớn hoặc thường xuyên xảy ra các điều kiện gây suy giảm sinh khối.

Tuy nhiên, cách tiếp cận tốt hơn là xây dựng chương trình kiểm soát sinh học dựa trên dữ liệu vận hành.

Ví dụ:

Theo dõi COD → pH → VFA/Alkalinity → khí sinh học → hiệu suất xử lý → đánh giá sinh khối → quyết định bổ sung vi sinh.

Như vậy việc bổ sung men sẽ có cơ sở kỹ thuật hơn thay vì chỉ dựa vào lịch cố định.

Những yếu tố quan trọng hơn việc bổ sung men vi sinh

Một bể kỵ khí muốn hoạt động ổn định cần kiểm soát đồng thời nhiều yếu tố.

Do đó, men vi sinh chỉ là một phần của giải pháp vận hành bể kỵ khí.

Men vi sinh kỵ khí phù hợp với những loại nước thải nào?

Men vi sinh kỵ khí thường được quan tâm trong các hệ thống có tải lượng chất hữu cơ cao, chẳng hạn:

• Nước thải chế biến thực phẩm;
• Nước thải thủy sản;
• Nước thải sản xuất bia;
• Nước thải tinh bột;
• Nước thải chế biến nông sản;
• Nước thải chăn nuôi;
• Nước thải sản xuất đồ uống;
• Một số loại nước thải công nghiệp có COD cao.

Tuy nhiên, việc lựa chọn sản phẩm cần dựa trên đặc tính nước thải và công nghệ xử lý, không nên chỉ dựa vào tên ngành sản xuất.

Kết luận: Bao lâu nên bổ sung men vi sinh cho bể kỵ khí?

Không có một khoảng thời gian cố định áp dụng cho tất cả các bể kỵ khí.

Bể đang hoạt động ổn định có thể không cần bổ sung men vi sinh theo lịch cố định. Ngược lại, các trường hợp như khởi động hệ thống, phục hồi sau thời gian ngừng hoạt động, sốc tải, suy giảm sinh khối hoặc sau sự cố hóa chất có thể cần tăng cường vi sinh.

Cách tiếp cận hiệu quả là:

Kiểm tra hệ thống → xác định nguyên nhân → điều chỉnh điều kiện vận hành → bổ sung vi sinh khi cần → theo dõi hiệu quả.

Đặc biệt, nếu COD đầu ra tăng, pH giảm, VFA tăng hoặc sinh khí thay đổi, không nên chỉ tăng liều men vi sinh mà cần đánh giá toàn bộ trạng thái của bể kỵ khí.

Việc lựa chọn đúng loại men vi sinh kỵ khí, đúng liều lượng và đúng thời điểm sẽ giúp quá trình phục hồi sinh khối hiệu quả hơn, đặc biệt đối với các hệ thống xử lý nước thải có tải lượng COD cao và tải trọng biến động.