Bùn Hoạt Tính Tạo Bông Kém – Nguyên Nhân Và Giải Pháp

Bùn hoạt tính tạo bông kém là một trong những nguyên nhân khiến bể sinh học xử lý nước thải hoạt động không ổn định, bùn khó lắng, nước sau bể lắng bị đục và các chỉ tiêu BOD, COD, TSS có thể tăng cao. Tình trạng này thường liên quan đến chất lượng vi sinh, tải lượng hữu cơ, DO, pH, dinh dưỡng và chế độ tuần hoàn bùn.

Bài viết dưới đây phân tích các nguyên nhân khiến bùn hoạt tính tạo bông kém và hướng xử lý phù hợp cho hệ thống Aerotank, MBBR và các công trình xử lý nước thải sinh học.

1. Bùn hoạt tính tạo bông là gì?

Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật cùng các chất hữu cơ và vô cơ kết dính với nhau tạo thành các bông bùn sinh học trong bể xử lý nước thải.

Một bông bùn khỏe thường có cấu trúc tương đối chắc, kích thước phù hợp, khả năng lắng tốt và chứa mật độ vi sinh vật đủ để phân hủy các chất ô nhiễm.

Trong điều kiện vận hành ổn định, vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn thức ăn và phát triển thành các cụm bùn. Các bông bùn này sau đó được tách khỏi nước tại bể lắng.

Khi bùn tạo bông kém, các hạt bùn thường nhỏ, rời rạc, phân tán trong nước và khó lắng.

2. Dấu hiệu bùn hoạt tính tạo bông kém

Có thể nhận biết tình trạng bùn tạo bông kém thông qua một số dấu hiệu:

• Bùn có dạng nhỏ, mịn và rời rạc.

• Bông bùn không kết dính thành cụm rõ ràng.

• Nước trong bể lắng bị đục.

• Bùn khó lắng hoặc lắng rất chậm.

• Nước sau lắng còn nhiều TSS.

• Bùn dễ bị cuốn theo dòng nước ra ngoài.

• SV30 thấp hoặc biến động bất thường.

• Quan sát kính hiển vi thấy cấu trúc bông bùn yếu.

• COD, BOD sau xử lý tăng dù hệ thống vẫn đang sục khí.

• Bể Aerotank có hiện tượng bùn phân tán.

Nếu tình trạng kéo dài, sinh khối trong hệ thống có thể giảm và hiệu suất xử lý sinh học không còn ổn định.

3. Nguyên nhân bùn hoạt tính tạo bông kém

3.1. Vi sinh vật trong bể yếu hoặc chưa phát triển ổn định

Đây là nguyên nhân thường gặp ở hệ thống mới khởi động hoặc hệ thống vừa trải qua sự cố.

Khi mật độ vi sinh thấp, quần thể vi sinh chưa thích nghi với loại nước thải hoặc vi sinh bị ảnh hưởng bởi hóa chất, khả năng hình thành bông bùn sẽ kém.

Các trường hợp thường gặp:

• Bể mới khởi động.

• Bổ sung bùn giống chưa đủ.

• Vi sinh chưa thích nghi với nước thải.

• Hệ thống ngừng hoạt động trong thời gian dài.

• Nước thải thay đổi thành phần đột ngột.

• Vi sinh bị ảnh hưởng bởi hóa chất hoặc tải lượng cao.

Giải pháp

Cần kiểm tra lại điều kiện vận hành và tạo môi trường phù hợp để vi sinh phát triển.

Trong trường hợp sinh khối yếu hoặc suy giảm nghiêm trọng, có thể sử dụng chế phẩm vi sinh xử lý nước thải phù hợp để hỗ trợ phục hồi quần thể vi sinh.

Không nên chỉ bổ sung men vi sinh mà bỏ qua nguyên nhân gây suy yếu vi sinh.

3.2. DO trong bể hiếu khí không phù hợp

DO ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của vi sinh vật hiếu khí.

Nếu DO quá thấp, vi sinh không nhận đủ oxy để phân hủy chất hữu cơ. Quá trình tạo bông cũng có thể bị ảnh hưởng.

Đối với nhiều hệ thống Aerotank, có thể duy trì DO tham khảo khoảng 2–4 mg/L, sau đó điều chỉnh theo đặc tính nước thải và thiết kế thực tế.

Giải pháp

Kiểm tra:

• Máy thổi khí.

• Đĩa phân phối khí.

• Lưu lượng khí.

• Khả năng phân phối khí trong bể.

• DO tại nhiều vị trí khác nhau.

Không nên chỉ đo DO tại một điểm rồi kết luận toàn bộ bể đang đủ oxy.

3.3. Tải lượng hữu cơ thay đổi đột ngột

Vi sinh trong bể sinh học cần thời gian để thích nghi với tải lượng.

Khi COD hoặc BOD tăng đột ngột, hệ thống có thể xảy ra tình trạng shock tải. Vi sinh không xử lý kịp lượng chất hữu cơ đưa vào, dẫn đến sinh khối mất ổn định và bùn khó tạo bông.

Ngược lại, nếu tải hữu cơ quá thấp trong thời gian dài, lượng thức ăn không đủ cũng có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và hoạt tính của bùn.

Giải pháp

Theo dõi thường xuyên:

• Lưu lượng nước thải.

• COD đầu vào.

• BOD đầu vào.

• COD đầu ra.

• MLSS.

• SV30.

• F/M nếu có đủ dữ liệu vận hành.

Khi tải lượng biến động lớn, cần điều chỉnh chế độ vận hành thay vì tăng liều vi sinh một cách máy móc.

4. pH không phù hợp làm bùn khó tạo bông

Vi sinh vật xử lý nước thải hoạt động tốt trong một khoảng pH nhất định.

Nếu pH giảm hoặc tăng quá mức, hoạt động của quần thể vi sinh có thể bị ảnh hưởng, kéo theo sự thay đổi về cấu trúc bông bùn.

Đối với hệ thống sinh học, pH thường được kiểm soát trong khoảng phù hợp với loại vi sinh và đặc tính nước thải; nhiều hệ thống hiếu khí vận hành quanh vùng trung tính đến hơi kiềm.

Giải pháp

Kiểm tra pH:

• Trước bể sinh học.

• Trong bể sinh học.

• Sau bể sinh học.

Nếu pH biến động mạnh, cần xác định nguyên nhân từ nước thải đầu vào, hóa chất hoặc quá trình nitrification trước khi điều chỉnh.

5. Thiếu dinh dưỡng N và P

Ngoài carbon hữu cơ, vi sinh vật còn cần các chất dinh dưỡng như nitơ và photpho để sinh trưởng.

Nếu nước thải có hàm lượng BOD/COD nhưng thiếu N hoặc P, vi sinh có thể phát triển không ổn định, ảnh hưởng đến khả năng hình thành bông bùn.

Tỷ lệ dinh dưỡng thường được tham khảo theo BOD:N:P ≈ 100:5:1, tuy nhiên tỷ lệ thực tế cần được xác định dựa trên đặc tính từng loại nước thải.

Giải pháp

Phân tích nước thải và xác định:

• BOD.

• COD.

• Tổng Nitơ.

• Tổng Photpho.

• pH.

• Kiềm nếu hệ thống xử lý nitơ.

Nếu thiếu dinh dưỡng, có thể bổ sung nguồn N/P phù hợp theo tính toán thay vì bổ sung tùy ý.

6. MLSS quá thấp hoặc quá cao

MLSS là một trong những thông số quan trọng để đánh giá lượng chất rắn lơ lửng trong bể sinh học.

MLSS quá thấp

Khi lượng sinh khối quá thấp:

• Vi sinh không đủ để xử lý tải lượng.

• Bùn khó hình thành cấu trúc ổn định.

• Hiệu suất xử lý COD/BOD giảm.

MLSS quá cao

Ngược lại, nếu MLSS quá cao:

• Bùn có thể khó lắng.

• Bể lắng chịu tải lớn.

• Có nguy cơ kéo bùn theo nước sau xử lý.

• Khả năng truyền oxy vào bùn có thể giảm.

Do đó cần xác định MLSS phù hợp với công nghệ, tải lượng và thiết kế hệ thống.

7. Tuổi bùn và chế độ xả bùn không phù hợp

Việc xả bùn dư quá nhiều có thể làm giảm sinh khối trong bể.

Ngược lại, không xả bùn trong thời gian dài có thể làm tuổi bùn tăng quá mức và ảnh hưởng đến đặc tính lắng.

Vì vậy cần kiểm soát:

• Lượng bùn tuần hoàn.

• Lượng bùn dư.

• MLSS.

• SRT.

• SV30.

• Đặc tính bùn trong bể lắng.

Không nên quyết định xả bùn chỉ dựa vào màu sắc của bùn.

8. Vi sinh bị ảnh hưởng bởi hóa chất

Một số hệ thống có thể tiếp nhận nước thải chứa:

• Chất khử trùng.

• Chất oxy hóa.

• Dung môi.

• Kim loại nặng.

• Hóa chất tẩy rửa.

• Hóa chất có tính axit/kiềm mạnh.

Nếu các chất này đi vào bể sinh học với nồng độ cao, quần thể vi sinh có thể bị ức chế.

Khi đó bùn có thể:

• Nhạt màu.

• Phân tán.

• Tạo bông kém.

• Hoạt tính giảm.

• Khả năng lắng kém.

Giải pháp

Cần kiểm soát nguồn nước thải đầu vào và hạn chế đưa hóa chất có khả năng gây độc cho vi sinh trực tiếp vào bể sinh học.

9. Thiếu chất trợ keo tụ hoặc điều kiện tạo bông không phù hợp

Cần phân biệt bông bùn sinh học với bông tạo ra nhờ hóa chất keo tụ.

Trong một số hệ thống, bùn sinh học có thể kết hợp với quá trình hóa lý để tăng khả năng tách cặn. Tuy nhiên, việc phụ thuộc quá nhiều vào polymer hoặc chất keo tụ không giải quyết được nguyên nhân gốc nếu quần thể vi sinh đang yếu.

Do đó cần xác định trước vấn đề nằm ở:

Vi sinh → vận hành → tải lượng → bùn → hay hóa lý.

10. Cách xử lý bùn hoạt tính tạo bông kém

Khi phát hiện bùn tạo bông kém, không nên xử lý theo kiểu tăng ngay liều men vi sinh.

Có thể thực hiện theo trình tự:

Bước 1: Kiểm tra nước thải đầu vào

Theo dõi:

• pH.

• COD.

• BOD.

• TSS.

• Amoni.

• Lưu lượng.

• Các hóa chất có khả năng gây độc cho vi sinh.

Bước 2: Kiểm tra bể sinh học

Đo và theo dõi:

• DO.

• pH.

• MLSS.

• SV30.

• Màu bùn.

• Mùi bùn.

• Khả năng tạo bông.

Bước 3: Kiểm tra bể lắng

Quan sát:

• Tốc độ lắng.

• Độ trong của nước sau lắng.

• Bùn nổi.

• Bùn bị cuốn theo dòng ra.

• Chiều cao lớp bùn.

Bước 4: Điều chỉnh chế độ vận hành

Tùy nguyên nhân có thể điều chỉnh:

• Lưu lượng.

• Sục khí.

• Tuần hoàn bùn.

• Xả bùn dư.

• Tải lượng vào bể.

• Dinh dưỡng.

Bước 5: Bổ sung vi sinh khi cần

Nếu hệ thống có dấu hiệu suy giảm sinh khối hoặc quần thể vi sinh chưa ổn định, có thể sử dụng men vi sinh xử lý nước thải phù hợp với loại nước thải và công nghệ.

Việc lựa chọn sản phẩm nên dựa trên mục tiêu xử lý:

• Vi sinh phân hủy chất hữu cơ.

• Vi sinh hỗ trợ xử lý BOD/COD.

• Vi sinh xử lý Nitơ/Amoni.

• Vi sinh hỗ trợ cải thiện bùn.

Quan trọng nhất là xác định đúng nguyên nhân trước khi lựa chọn chủng vi sinh.

11. Có nên bổ sung men vi sinh khi bùn tạo bông kém?

Có thể bổ sung, nhưng không phải trường hợp nào cũng cần.

Men vi sinh phù hợp có thể hỗ trợ khi:

• Hệ thống mới khởi động.

• Vi sinh bị suy giảm.

• Tải lượng thay đổi.

• Hệ thống vừa gặp sự cố.

• Bùn hoạt tính yếu.

• Nước thải có tải hữu cơ cao.

• Cần phục hồi quần thể vi sinh.

Tuy nhiên, nếu nguyên nhân thực tế là DO thấp, pH bất thường, thiếu dinh dưỡng, xả bùn quá nhiều hoặc nước thải có chất độc, chỉ tăng liều men vi sinh sẽ không giải quyết triệt để vấn đề.

12. Cách duy trì bùn hoạt tính tạo bông ổn định

Để hạn chế tình trạng bùn tạo bông kém, nên xây dựng chế độ theo dõi định kỳ.

Theo dõi các thông số này giúp phát hiện sớm sự thay đổi của bùn trước khi hệ thống phát sinh sự cố nghiêm trọng.

13. Bùn tạo bông kém có liên quan đến COD cao không?

Có thể có.

Nếu bùn hoạt tính yếu hoặc tải lượng COD đầu vào vượt quá khả năng xử lý, quá trình phân hủy chất hữu cơ có thể không hoàn toàn.

Tuy nhiên, COD cao sau xử lý không đồng nghĩa chắc chắn với việc bùn tạo bông kém.

Cần kiểm tra đồng thời:

COD đầu vào → COD đầu ra → DO → MLSS → SV30 → tải lượng → tình trạng vi sinh.

Đây là cách xác định nguyên nhân chính xác hơn thay vì chỉ nhìn vào một thông số.

14. Kết luận

Bùn hoạt tính tạo bông kém thường không xuất phát từ một nguyên nhân duy nhất. Các yếu tố như vi sinh yếu, DO không phù hợp, pH bất ổn, tải lượng hữu cơ thay đổi, thiếu dinh dưỡng, MLSS không phù hợp, chế độ xả bùn và hóa chất độc cho vi sinh đều có thể ảnh hưởng đến quá trình tạo bông.

Để xử lý hiệu quả, cần xác định đúng nguyên nhân trước khi điều chỉnh hệ thống hoặc bổ sung chế phẩm vi sinh.

Đối với các hệ thống đang gặp tình trạng bùn phân tán, bùn khó lắng, nước sau lắng đục hoặc COD/Amoni cao, nên đánh giá tổng thể các thông số vận hành và lựa chọn chế phẩm vi sinh xử lý nước thải phù hợp với từng loại nước thải

Xem thêm cách xử lý bể hiếu khí không có bùn tại đây: https://moitruonghaidang.vn/be-hieu-khi-khong-co-bun

Xem thêm nguyên nhân Amoni cao và cách khắc phục: https://moitruonghaidang.vn/nguyen-nhan-amoni-trong-nuoc-thai-cao-cach-khac-phuc

Xem thêm men vi sinh xử lý nito Microbe Lift N1: https://moitruonghaidang.vn/microbe-lift-n1-vi-sinh-xu-ly-nito-amonia-trong-nuoc-thai