Bùn vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải

Vai trò của bùn vi sinh là gì? Phân loại bùn vi sinh như thế nào?, cùng Thiên Long tìm hiểu ngay dưới đây!

Bùn vi sinh là gì?

Bùn vi sinh hay còn được gọi là bùn hoạt tính, là bùn được sinh ra sau quá trình xử lý nước thải theo phương pháp sinh học. Khác với bùn thải chứa nhiều tạp chất ô nhiễm, bùn vi sinh là tập hợp các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn, nấm lên men, côn trùng, động vật nguyên sinh, động vật không xương,…

Bùn vi sinh có màu sáng, có độ nhớt và độ mềm khác nhau tùy thuộc vào nguồn gốc và ứng dụng của nó. Bùn vi sinh dạng bông bùn xốp, dễ hấp thụ chất hữu cơ và dễ lắng. Bùn vi sinh đóng vai trò quan trọng trong các công trình xử lý nước thải.

Bùn vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải 

Bùn vi sinh thường được sử dụng trong xử lý nước thải. Trong đó, vi khuẩn tự nhiên được thêm vào bùn để phân giải các chất hữu cơ và các tạp bẩn trong nước thải.

Quá trình này giúp loại bỏ các chất độc hại và làm cho nước thải trở nên an toàn hơn cho môi trường.

Bên cạnh đó, bùn vi sinh cũng được sử dụng trong nông nghiệp để cải thiện cấu trúc đất, cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và tăng khả năng giữ nước cho đất.

Vai trò của bùn vi sinh trong xử lý nước thải

Như đã đề cập đến ở phần trên, bùn vi sinh là tập hợp các vi sinh vật nên người ta thường tận dụng đặc tính của những vi sinh vật này, đó là hấp thụ trực tiếp các chất hữu cơ trong nước thải, nhờ vậy mà loại bỏ được các chất hữu cơ độc hại ra khỏi nguồn nước. Cụ thể, vai trò của bùn vi sinh trong xử lý nước thải được diễn tả như sau:

Các vi sinh vật có lợi tồn tại trong bùn vi sinh sẽ tham gia vào quá trình phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ có trong nước thải, làm sạch môi trường nước.
 

Khi áp dụng công trình xử lý nước thải phương pháp sinh học (sử dụng vi sinh, bùn vi sinh), các chất cặn, bụi ở trạng thái hòa tan hoặc không hòa tan sẽ phân tán nhỏ và sẽ bị tế bào vi khuẩn hấp thụ lên bề mặt, sau đó chuyển hóa và phân hủy. Quá trình này gồm 3 giai đoạn:

+ Tế bào vi khuẩn khuếch tán, chuyển dịch và hấp thụ chất bẩn từ môi trường nước lên bề mặt.

+ Oxy hóa và vận chuyển các chất bẩn hấp phụ được qua màng tế bào của vi khuẩn.

+ Trong tế bào vi khuẩn sẽ diễn ra quá trình tổng hợp sinh khối từ chất hữu cơ, chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng và nguyên tố dinh dưỡng khác.

Phân loại bùn vi sinh

Với quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, bùn vi sinh được chia thành 3 loại: bùn vi sinh hiếu khí, bùn vi sinh thiếu khí và bùn vi sinh kỵ khí. Tùy thuộc vào loại nước thải mà tính chất về màu sắc, kết cấu của bùn sẽ khác nhau.

+ Bùn vi sinh hiếu khí: Có màu nâu nhạt, hơi sáng, ban đầu sẽ ở dạng lơ lửng nhưng khi bắt đầu lắng thì có hiện tượng tạo bông. Các bông bùn có khối lượng nặng hơn nước nên chúng sẽ lắng xuống đáy bể.

   Bùn vi sinh hiếu khí là loại bùn vi sinh được áp dụng trong công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí. Loại bùn vi sinh này thường được sử dụng trong các bể xử lý như: aerotank, MBBR để xử lý nước thải

+ Bùn vi sinh thiếu khí: Có màu nâu sẫm và hạt to hơn so với bùn vi sinh hiếu khí, tốc độ lắng của loại bùn này nhanh hơn bùn vi sinh hiếu khí.

  Bùn vi sinh thiếu khí được áp dụng cho các bể xử lý nước thải anoxic, nơi mà không có khí oxy để hỗ trợ quá trình xử lý. Tuy nhiên, nhờ vào sự phân hủy sinh học của vi khuẩn, bùn vi sinh thiếu khí vẫn có thể xử lý nước thải hiệu quả. Đặc biệt là trong việc loại bỏ các chất hữu cơ khó phân hủy.

+ Bùn vi sinh kỵ khí: Có màu đen, được chia thành bùn lơ lửng và bùn hạt. Bùn hạt tạo bông to, lắng nhanh, bùn hạt càng lớn thì vi sinh vật bên trong phát triển càng tốt.

Quy trình hình thành bùn vi sinh

Quá trình hình thành bùn phụ thuộc vào vi sinh. Trong suốt quá trình hình thành bùn vi sinh, vi sinh vật sẽ tiến vào trạng thái đồng hóa, hấp thụ, bẻ gãy liên kết của các chất dinh dưỡng xuất hiện trong nước thải. Cách thức hoạt động của chúng chủ yếu là nhân đôi tế bào. Để hình thành bùn vi sinh cần qua 4 giai đoạn sau:

+ Giai đoạn tăng trưởng chậm: Đây là giai đoạn các vi sinh vật thích nghi với điều kiện môi trường sống

+ Giai đoạn tăng sinh khối theo logarit: Đây là giai đoạn vi sinh vật sử dụng chất dinh dưỡng và tăng trưởng sinh khối. Tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn phụ thuộc vào khả năng xử lý chất nền của vi khuẩn.

+ Giai đoạn tăng trưởng chậm dần: Do chất dinh dưỡng của môi trường cạn kiệt dần nên quá trình tăng sinh khối giảm, đồng nghĩa với tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn sẽ chậm dần

+ Giai đoạn hô hấp nội bào: Khi nồng độ dinh dưỡng cạn kiệt, vi khuẩn sẽ trao đổi chất bằng chính các chất nguyên sinh có trong tế bào. Sinh khối giảm dần là do chất dinh dưỡng trong tế bào khuếch tán ra ngoài để cấp cho tế bào sống.

Bùn vi sinh trong hệ thống XLNT 

Sử dụng thêm cùng các loại vật liệu xử lý nước thải khác như men vi sinh cũng sẽ giúp quá trình xử lý nước thải đạt được hiệu quả tốt hơn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong bùn vi sinh.

Để quần thể vi sinh vật trong bùn vi sinh phát triển tốt thì môi trường phải đáp ứng được các điều kiện về Thức ăn, nhiệt độ, pH..

- Thức ăn hay thông số COD, BOD

Khi nuôi cấy bùn vi sinh cần phải duy trì lượng chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải ở mức độ phù hợp cho sự phát triển của vi sinh vật. Đối với nước thải của nhiều chất hữu cơ hay các trạm xử lý nước thải đã vận hành ổn định thì môi trường giàu chất hữu cơ phù hợp cho vi sinh vật. Đối với nhiều trường hợp nước thải “quá sạch” không đảm bảo cho sự phát triển vi sinh vật nên cần phải bổ xung thêm chất hữu cơ để duy trì lượng bùn có trong hệ thống. Nếu không lượng bùn sẽ chết đi.

Các thông số COD, BOD thì đơn vị vận hành trạm xử lý sẽ phải tính toán các thông số phù hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của hệ vi sinh vật.

- Tốc độ dòng chảy ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong bùn vi sinh

Cần điều chỉnh tốc độ dòng chảy của bể phù hợp cho quá trình tiếp xúc – sinh trưởng – phát triển vi sinh vật. Nếu tốc độ dòng chảy thấp sẽ hạn chế quá trình tiếp xúc và sẽ giảm hiệu quả quá trình xử lý. Tốc độ dòng chảy quá cao sẽ gây xáo động, rửa trôi bùn khói hệ thống.

- Ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật tròng bùn vi sinh của nhiệt độ

Nhiệt độ cần phải phù hợp với ngưỡng sinh trưởng và phát triển vi sinh vật. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng không tốt đến sự phát triển và quá trình xử lý nước.

- Các chất dinh dưỡng và các chất độc ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong bùn vi sinh

Các chất dinh dưỡng đặc biệt là Nitơ và Phospho có vai trò quan trong sự phát triển vi sinh vật trong bùn vi sinh. Do đó cần phải tính toán kỹ;

Đặc biệt cần xác định các chất độc có trong nước thải, các chất độc sẽ gây sốc hệ vi sinh và ảnh hưởng đến quá trình xử lý.

Lưu ý khi hoạt động bùn vi sinh trong xử lý nước thải

Khi sử dụng bùn vi sinh trong xử lý nước thải, người vận hành cần lưu ý rằng các vi sinh vật trong bùn vi sinh không thể sinh sản vô tận bằng cách nhân đôi, muốn chúng phát triển và tăng trưởng, cần phải cung cấp điều kiện thích hợp như thức ăn, độ pH, nhiệt độ thông số COD, BOD, tốc độ dòng chảy, các chất dinh dưỡng, phân loại nước thải đúng,… Nếu không thể thỏa mãn một trong số các điều kiện thì quá trình sinh sản sẽ rất dễ bị ngưng trệ.

Do đó, để xử lý nước thải bằng bùn vi sinh hiệu quả, người vận hành hệ thống xử lý nước thải cần nắm rõ các điều kiện cần và đủ để vi sinh vật sinh trưởng, cùng các yếu tố ảnh hưởng đến vi sinh trong bùn. Từ đó, có hướng giải quyết sớm nhất nếu nhận thấy biểu hiện bất thường. Tốt nhất là trước khi sử dụng bùn vi sinh trong xử lý nước thải, các nhà vận hành hãy chuẩn bị kỹ lưỡng và có những tính toán chính xác.

Ngoài ra sử dụng giá thể vi sinh tạo nơi sinh sống cho vi sinh vật giúp quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trở nên nhanh hơn, có thể đảm bảo được hiệu quả xử lý nước thải với bùn vi sinh.
 

Dịch vụ xử lý nước thải - Công ty TNHH Đầu tư Phát triển Xây dựng Thương mại Thiên Long

Với phương châm “Uy tín tạo nên chất lượng” mỗi sản phẩm, mỗi dự án lắp đặt cho khách hàng đều được Thiên Long thực hiện bằng cả tâm huyết. Chúng tôi cam kết tất cả sản phẩm Thiên Long được làm từ nguyên liệu chất lượng, ứng dụng công nghệ và giải pháp tiên tiến nhất hiện nay. Khách hàng mang đến Thiên Long bài toán môi trường của mình, Thiên Long gửi lại lời giải tiết kiệm và tối ưu nhất cho khách hàng.

Công ty TNHH Đầu tư Phát triển TM XD Thiên Long