Hiện tượng bùn nổi trong bể vi sinh xử lý nước thải

Hiện tượng bùn nổi trong bể vi sinh xử lý nước thải

Bùn nổi là hiện tượng bùn vi sinh trong bể xử lý nước thải không lắng xuống đáy mà nổi lên trên bề mặt, tạo thành lớp váng dày đặc. Hiện tượng này gây ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình xử lý nước thải và có thể dẫn đến nhiều vấn đề nghiêm trọng.

Tổng Quan Về Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Bằng Bể Vi Sinh

Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động

Bể vi sinh xử lý nước thải dựa trên hoạt động chuyển hóa của vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn, nhằm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Trong quá trình này, nước thải được cung cấp oxy (trong bể hoạt tính hiếu khí) hoặc điều kiện kỵ khí, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm. Các phản ứng sinh học diễn ra tạo ra các sản phẩm như khí CO₂, N₂ và các sản phẩm phụ khác, đồng thời hình thành bùn sinh học chứa vi sinh vật.

Vai Trò Của Vi Sinh Vật Trong Quá Trình Xử Lý

Vi sinh vật đóng vai trò chủ đạo trong việc xử lý nước thải. Những vi sinh vật này phân loại thành hai nhóm chính: vi khuẩn đơn lẻ và vi khuẩn dạng sợi. Trong đó, vi khuẩn dạng sợi mặc dù có vai trò nhất định trong việc phân giải chất hữu cơ, nhưng nếu phát triển quá mức thì sẽ gây ra hiện tượng bùn nổi. Việc duy trì một cộng đồng vi sinh vật cân bằng và đa dạng là điều kiện tiên quyết để hệ thống xử lý nước thải hoạt động ổn định.

Nguyên nhân gây bùn nổi

Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng bùn nổi, bao gồm:

• Sự cố trong quá trình vận hành:
  • Quá tải: Lượng nước thải đổ vào bể vượt quá khả năng xử lý của hệ thống vi sinh vật.
  • Thiếu oxy: Lượng oxy hòa tan trong nước thải không đủ cho vi sinh vật hoạt động.
  • pH không phù hợp: Độ pH của nước thải không nằm trong phạm vi tối ưu cho vi sinh vật phát triển.
  • Nhiệt độ không ổn định: Nhiệt độ nước thải quá cao hoặc quá thấp có thể ức chế hoạt động của vi sinh vật.
  • Chất độc: Sự hiện diện của các chất độc hại trong nước thải (kim loại nặng, hóa chất độc hại…) có thể làm chết vi sinh vật.
• Sự cố do vi sinh vật:
  • Mất cân bằng hệ vi sinh vật: Tỷ lệ giữa các loài vi sinh vật trong bể bị thay đổi, gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý.
  • Vi sinh vật phát triển quá mức: Sự phát triển quá mức của một số loài vi sinh vật có thể tạo ra khí, làm bùn nổi lên.
• Các nguyên nhân khác:
  • Sự cố cơ học: Hư hỏng hệ thống sục khí, bơm…
  • Thời tiết: Mưa lớn, nắng nóng kéo dài…

• Sự Phát Triển Quá Mức Của Vi Khuẩn Dạng Sợi

  Một trong những nguyên nhân chính của bùn nổi là sự phát triển quá mức của vi khuẩn dạng sợi. Các vi khuẩn này có xu hướng tạo thành cấu trúc sợi dài, làm giảm khả năng kết tụ của bùn. Khi bùn bị ảnh hưởng bởi sự phát triển không kiểm soát của vi khuẩn dạng sợi, bùn sẽ trở nên nhẹ hơn, dễ dàng bị cuốn theo dòng nước và nổi lên bề mặt.

• Tải Trọng Hữu Cơ Quá Cao

  Khi lượng chất hữu cơ đầu vào vượt quá khả năng xử lý của vi sinh vật, bùn sinh học không thể kết tụ một cách hiệu quả. Tải trọng hữu cơ cao cũng thường đi kèm với sự hình thành nhanh chóng của khí trong bùn, từ đó gây ra hiện tượng bùn nổi.

Hậu Quả Và Tác Động Của Bùn Nổi

Hiện tượng bùn nổi gây ra nhiều hệ quả tiêu cực đối với hệ thống xử lý nước thải:

• Giảm Hiệu Suất Xử Lý: Khi bùn không lắng xuống đúng cách, quá trình loại bỏ các chất hữu cơ và ô nhiễm sẽ bị gián đoạn, dẫn đến hiệu suất xử lý giảm sút.
• Nước Đầu Ra Không Đạt Tiêu Chuẩn: Bùn nổi có thể mang theo các chất ô nhiễm và vi sinh vật vào nước đầu ra, gây ra hiện tượng tăng TSS (tổng chất rắn lơ lửng) và vi sinh vật gây hại.
• Tăng Chi Phí Vận Hành: Việc phải xử lý thêm các vấn đề liên quan đến bùn nổi dẫn đến tăng chi phí bảo trì và vận hành hệ thống.
• Ảnh Hưởng Đến Sinh Thái Và Sức Khỏe Cộng Đồng: Nếu nước đầu ra không đạt tiêu chuẩn, nó có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến sinh thái và sức khỏe của người dân khi nước này được xả ra môi trường.

Biện pháp khắc phục

Để khắc phục hiện tượng bùn nổi, cần xác định nguyên nhân cụ thể và áp dụng các biện pháp phù hợp, ví dụ:

• Điều chỉnh quá trình vận hành:
  • Kiểm Soát Tỷ Lệ Thức Ăn/Vi Sinh (F/M): Việc theo dõi và duy trì tỷ lệ F/M hợp lý giúp hạn chế sự phát triển quá mức của vi khuẩn dạng sợi, đảm bảo bùn sinh học có khả năng kết tụ tốt
  • Kiểm soát tải lượng: Đảm bảo lượng nước thải đổ vào bể không vượt quá khả năng xử lý.
  • Tối ưu hóa lượng oxy: Đảm bảo lượng oxy hòa tan trong nước thải đủ cho vi sinh vật hoạt động.
  • Điều chỉnh pH: Duy trì độ pH của nước thải trong phạm vi tối ưu.
  • Kiểm soát nhiệt độ: Đảm bảo nhiệt độ nước thải ổn định.
  • Loại bỏ chất độc: Xử lý nước thải để loại bỏ các chất độc hại.
• Cân bằng hệ vi sinh vật:
  • Bổ sung vi sinh vật: Bổ sung các loài vi sinh vật có lợi để cân bằng hệ sinh thái trong bể.
  • Kiểm soát sự phát triển của vi sinh vật: Sử dụng các biện pháp sinh học để kiểm soát sự phát triển của vi sinh vật.
• Khắc phục sự cố cơ học: Sửa chữa hoặc thay thế các thiết bị hư hỏng.
• Chủ động phòng ngừa:
  • Kiểm tra và bảo trì hệ thống thường xuyên: Đảm bảo hệ thống hoạt động tốt.
  • Theo dõi chất lượng nước thải: Thường xuyên kiểm tra chất lượng nước thải để phát hiện sớm các vấn đề.
  • Đào tạo nhân viên: Đào tạo nhân viên vận hành hệ thống đúng cách