Ngày nay, để phục vụ việc xử lý nước thải, người ta đã áp dụng nhiều ứng dụng liên quan đến bùn vi sinh. Loại bùn này được đánh giá cao vì tính hiệu quả và an toàn của nó trong quá trình xử lý nước thải. Vậy bùn vi sinh là gì? Chúng được phân loại như thế nào và ứng dụng cụ thể ra sao? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết thông qua bài viết dưới đây nhé!
Bùn vi sinh là gì?
Bùn vi sinh (hay còn gọi là bùn hoạt tính) là sản phẩm của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Khác với bùn thải chứa nhiều tạp chất ô nhiễm, loại bùn này chứa các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn (kích thước chỉ từ 3 đến 150 µm), nấm lên men, côn trùng, động vật nguyên sinh, động vật không xương, và nhiều loài khác.
Bùn hoạt tính thường có màu nâu, có cấu trúc bông xốp, giúp nó dễ dàng hấp thụ chất hữu cơ và có khả năng lắng xuống dưới. Bùn này đóng một vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước thải và đóng góp vào việc loại bỏ các chất hữu cơ và các hạt rắn có trong nước thải.
Tính chất của bùn vi sinh
Bùn sinh học là một phần quan trọng của quá trình xử lý nước thải. Loại bùn này có những tính chất nổi bật nên được sử dụng ngày càng phổ biến:
- Chứa vi sinh vật và vi khuẩn kỵ khí, có khả năng phân hủy dễ dàng các chất hữu cơ trong nước thải.
- Chứa nhiều chất hữu cơ đã bị vi khuẩn phân hủy, giúp làm giảm nồng độ BOD của nước thải, cải thiện chất lượng nước.
- Có kết cấu sệt, dẻo và đặc nên dễ dàng tạo thành các cấu trúc xử lý như bể lắng, bể xử lý nước thải hiếu khí và bể khử trùng.
- Có khả năng phục hồi sau khi bị tác động bởi các tác nhân xử lý nước thải như oxy hóa hoặc ánh sáng mặt trời.
- Thường có mùi kháng khuẩn, do sự phát triển của vi khuẩn kỵ khí.
- Tạo thành cặn trong quá trình xử lý. Cặn này có thể được tách ra và xử lý riêng.
Tầm quan trọng của bùn vi sinh trong quá trình xử lý nước thải
Như đã đề cập ở trên, bùn vi sinh là một tổ hợp của các vi sinh vật, và ta thường sử dụng khả năng đặc biệt của chúng để loại bỏ các chất hữu cơ trong nước thải. Điều này cho phép chúng hấp thụ trực tiếp các chất hữu cơ từ nước thải, giúp loại bỏ các chất độc hại ra khỏi nguồn nước.
Khi thực hiện xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, tức sử dụng vi sinh và bùn hoạt tính vi sinh, các hạt cặn bụi ở trạng thái hòa tan hoặc không hòa tan sẽ được phân tán thành các hạt nhỏ và sau đó bị tế bào vi khuẩn hấp thụ lên bề mặt. Từ đó, chúng sẽ trải qua quá trình chuyển hóa và phân hủy. Quá trình này bao gồm 3 giai đoạn cơ bản:
- Tế bào vi khuẩn hoạt động để khuếch tán, chuyển dịch và hấp thụ các chất bẩn từ môi trường nước lên bề mặt của chúng.
- Sau khi hấp thụ, các chất bẩn được oxy hóa và vận chuyển qua màng tế bào của vi khuẩn để tiếp tục quá trình xử lý.
- Bên trong tế bào vi khuẩn, quá trình tổng hợp sinh khối diễn ra, trong đó các chất hữu cơ được chuyển hóa thành năng lượng và nguyên tố dinh dưỡng khác.
Phân loại bùn vi sinh
Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, bùn vi sinh thường được phân thành ba loại chính là: Bùn vi sinh hiếu khí, bùn thiếu khí và bùn kỵ khí. Sự khác biệt giữa chúng thường phụ thuộc vào tính chất của nước thải cụ thể:
- Bùn vi sinh hiếu khí: Có màu nâu nhạt, hơi sáng. Chúng thường tồn tại dưới dạng lơ lửng trước khi chuyển thành bông bùn. Những bông bùn này thường có khối lượng lớn hơn nước nên có xu hướng lắng xuống đáy bể.
- Bùn vi sinh thiếu khí: Bùn này có màu nâu sẫm hơn và có hạt lớn hơn so với bùn hiếu khí. Loại bùn này thường lắng nhanh hơn và có thể quan sát được trong quá trình xử lý.
- Bùn vi sinh kỵ khí: Loại bùn có màu đen, thường chia thành hai dạng: bùn lơ lửng và bùn hạt. Bùn hạt thường tạo thành các bông lớn và có tốc độ lắng nhanh. Kích thước của các hạt bùn này thường càng lớn thì vi sinh vật bên trong phát triển càng tốt.
Xem thêm: Vai trò của bể kỵ khí trong xử lý nước thải hiện đại
Tiêu chuẩn môi trường cho bùn vi sinh phát triển
Để bùn hoạt tính phát triển tốt, môi trường phải đạt các tiêu chuẩn sau:
Trước khi sử dụng cần lưu ý quá trình loại bỏ bùn gốc vốn có. Từ đó mới có thể tạo điều kiện tốt nhất cho vi sinh vật phát triển, đạt hiệu quả hoạt tính cao và khả năng lắng đọng tốt.
Trong giai đoạn sử dụng bùn, cần lưu ý các quy tắc sau:
- Đảm bảo bể chứa nước thải không chứa các chất độc hại có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật hiện có.
- Theo dõi và quản lý môi trường bằng hai chỉ số COD (Chemical Oxygen Demand) và BOD (Biological Oxygen Demand). Tỉ lệ COD/BOD cần được duy trì nhỏ hơn hoặc bằng 2, hoặc BOD/COD lớn hơn hoặc bằng 5 để đảm bảo trạng thái tốt nhất cho bùn.
- Các chất hữu cơ trong nguồn nước thải phải dễ bị oxy hóa, giúp tạo năng lượng hiệu quả cho vi sinh vật phát triển.
- Theo dõi và kiểm soát nhiệt độ, độ pH, mức oxy, và các yếu tố khác trong môi trường để duy trì trạng thái phát triển của vi sinh vật trong bùn hoạt tính.
Những sự cố bùn vi sinh thường gặp và cách khắc phục
Khi sử dụng bùn hoạt tính vi sinh sẽ thường gặp phải các sự cố như:
Bung bùn
Nguyên nhân: Sự cố bung bùn thường xảy ra khi các chất dinh dưỡng không được duy trì ổn định. Những chỉ số đo lường và kiểm soát như DO (lượng oxy hòa tan), pH có giá trị thấp (<6), gây ức chế cho vi sinh vật, dẫn đến sự hình thành bông bùn, bùng phát và bung bùn.
Cách khắc phục: Để đảm bảo bùn duy trì trạng thái ổn định, có ba phương pháp thường được áp dụng:
- Điều chỉnh cân bằng các chất dinh dưỡng.
- Tăng tốc quá trình tuần hoàn bùn vi sinh.
- Tăng độ pH trong bùn lên mức khoảng 7.
Lên bùn
Nguyên nhân: Hiện tượng bùn nổi lên trên mặt nước là một vấn đề phát sinh do hoạt động khử Nitrat vượt quá mức. Điều này dẫn đến tình trạng thiếu oxy trong các bể lắng.
Cách khắc phục: Đầu tiên, người sử dụng cần kiểm tra và đo lường nồng độ Nitrat trong bể chứa. Sau đó, có thể xem xét tăng tỷ lệ tuần hoàn bùn hoặc cải thiện chỉ số DO (nồng độ oxy hòa tan). Nếu tình trạng bùn nổi vẫn không được giải quyết hoàn toàn, thì cần xem xét giảm SRT (Thời gian lưu bùn)
Xuất hiện bọt, váng bùn
Nguyên nhân: Tình trạng này thường xảy ra khi nước thải đưa vào bể xử lý có nồng độ chất hữu cơ hoạt động cao hơn mức thông thường.
Cách khắc phục:
- Tăng chỉ số F/M lên mức cao hơn so với trước đó.
- Tắt sự sục khí nếu đó là bể hiếu khí hoặc tắt máy khuấy nếu đó là bể thiếu khí.
Trên đây là những thông tin cơ bản mà Ánh Dương muốn chia sẻ về bùn vi sinh cùng vai trò, đặc điểm và cơ chế hoạt động của loại bùn này. Hy vọng các thông tin đã cung cấp cho bạn nhiều điều có ích.
