7 yếu tố ức chế sinh trưởng vi sinh xử lý nước thải công nghiệp
Vi sinh xử lý nước thải công nghiệp đóng vai trò quan trọng để loại bỏ các chất ô nhiễm và tạo ra nước thải có chất lượng tốt hơn cho môi trường. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả cao trong quá trình này, chúng ta cần phải xem xét và điều chỉnh một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật xử lý nước thải.
Dựa vào kinh nghiệm vận hành 20 năm của ARES, dưới đây là 7 yếu tố quan trọng vần lưu ý.
1. Nhu cầu oxy của vi sinh xử lý nước thải công nghiệp
Vi khuẩn phát triển mạnh cần tiêu thụ một lượng oxy lớn để chuyển hóa thức ăn một cách nhanh chóng. Việc sử dụng oxy thường được đo bằng đơn vị mgO2, được gọi là tỷ lệ hấp thụ oxy. Tỷ lệ sử dụng oxy thường phụ thuộc vào tỷ lệ F/M (tỷ lệ thức ăn so với vi khuẩn) và tuổi của bùn.
Khi tỷ lệ F/M cao, vi khuẩn cần sử dụng nhiều oxy hơn. Ngược lại, khi bùn có tuổi cao (bùn già), lượng oxy sử dụng sẽ giảm. Đơn giản, nước thải có nồng độ BOD cao sẽ đòi hỏi lượng oxy hòa tan lớn.
Tỷ lệ F/M và mối liên hệ mật thiết với vi sinh xử lý nước thải công nghiệp
Tỷ lệ F/M đo lượng thức ăn có sẵn cho vi sinh vật trong hệ thống xử lý nước thải. Thức ăn có thể được đo bằng chỉ số BOD hoặc COD. Khi tỷ lệ F/M cao, có nhiều thức ăn hơn so với số vi sinh vật có trong bể sục khí. Ngược lại, khi tỷ lệ F/M thấp, chỉ có ít thức ăn và rất nhiều vi sinh vật.
Trường hợp tỷ lệ F/M cao có thể xảy ra trong nước thải có nồng độ COD và BOD đầu vào cao, ví dụ như nước thải từ ngành công nghiệp giấy, nước thải từ ngành công nghiệp thực phẩm, hoặc nước thải từ ngành công nghiệp chế biến trái cây.
Tỷ lệ F (xác định bằng BOD hoặc COD) – M (xác định bằng thông số MLVSS).
Đây là tỷ lệ thức ăn có sẵn cho vi sinh vật trong hệ thống. Tỷ lệ F/M cao có thể gây tải quá hệ thống và làm giảm khả năng lắng bùn. Trong khi đó, tỷ lệ F/M thấp có thể dẫn đến thiếu dinh dưỡng và gây vấn đề cho vi sinh vật.
Ngoài ra, tỷ lệ F/M thấp cũng có thể chỉ ra rằng có ít thức ăn và rất nhiều vi sinh vật trong hệ thống. Điều này đồng nghĩa với việc thiếu dinh dưỡng. Vi khuẩn sẽ tiếp tục tiêu giảm chất hữu cơ, không đủ để tăng sinh nhân đôi, nhưng vẫn hình thành một lớp chất nhờn cần thiết để phát triển bông bùn.
Tuy nhiên, chúng ta cần cẩn trọng và không vận hành với tỷ lệ F/M quá thấp, nhỏ hơn 0.1. Khi thiếu dinh dưỡng nghiêm trọng, điều kiện thiếu dinh dưỡng có thể gây ra các vấn đề mà chúng ta sẽ thảo luận dưới đây.
2. Tuổi bùn là một yếu tố ảnh hưởng đến vi sinh xử lý nước thải công nghiệp
Khi vi khuẩn mới bắt đầu phát triển và sinh tồn trong hệ thống, chúng tồn tại dưới dạng các khối bùn nhỏ. Trong giai đoạn này, chúng chưa tạo ra được một lớp chất nhờn tốt. Vi khuẩn không ổn định và phân tán. Khi bùn sinh học trở nên già, vi khuẩn giảm tốc độ tự phân chia và bắt đầu tích tụ chất nhờn bên ngoài tế bào của chúng. Các khối bùn nhỏ dần dần kết hợp và tạo thành những cụm bông bùn lớn có khả năng lắng xuống.
Đọc thêm: Bùn vi sinh khó lắng và giải pháp xử lý
3. Oxy hòa tan
Vi khuẩn hiếu khí yêu cầu ít nhất từ 0.1 đến 0.3 mg/L oxy để tồn tại. Để đảm bảo vi khuẩn ở trung tâm của bông bùn nhận đủ lượng oxy cần thiết, ít nhất phải duy trì 2 mg/L oxy. Nếu không đủ oxy, vi khuẩn ở trung tâm sẽ chết và bông bùn sẽ bắt đầu tan rã, nổi lên trên mặt bể.
4. Mức độ khuấy trộn
Khuấy trộn đóng vai trò quan trọng trong việc đưa vi khuẩn, oxy và chất dinh dưỡng vào tiếp xúc với nhau. Lưu ý rằng, khi thức ăn bị hạn chế, vi khuẩn sẽ giảm tốc độ sinh trưởng và không thể di chuyển. Nếu không khuấy trộn đầy đủ hoặc sục khí yếu, vi khuẩn sẽ lắng xuống và không tiếp xúc được với nước thải.
5. pH
pH là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng vi khuẩn tạo enzym. Độ pH tối ưu cho vi khuẩn là từ 7,0 đến 7,5. Cần tránh thay đổi pH quá nhanh. Trong nhiều hệ thống xử lý nước thải, nếu có nồng độ Ammoni cao, pH trong bể hiếu khí sẽ giảm xuống mức thấp. Nếu pH <5, vi sinh sẽ chết và bọt sẽ nổi lên nhiều trên mặt bể.
6. Nhiệt độ
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến vi sinh trong quá trình xử lý nước thải do phản ứng sinh học phụ thuộc vào nhiệt độ. Phản ứng sinh học chậm hơn ở nhiệt độ thấp, do đó hệ thống sẽ cần nhiều vi sinh vật hơn để thực hiện công việc. Ngược lại, phản ứng diễn ra nhanh hơn ở nhiệt độ cao, vì vậy cần ít vi khuẩn hơn để hoàn thành cùng một công việc trong những tháng mùa hè.
Trong các hệ thống xử lý nước thải ở miền Bắc, vào mùa đông có thể xảy ra hiện tượng bọt nổi. Hiệu suất của hệ thống xử lý nước thải có thể giảm đi 50% so với mùa hè.
7. Nồng độ dinh dưỡng
Vi khuẩn đòi hỏi các chất dinh dưỡng cơ bản để phát triển (carbon, nitơ, phốt pho, cũng như các khoáng chất như natri, kali, magiê và sắt). Tất cả những chất này đều có trong nước thải, nhưng thường không đủ. Nước thải sinh hoạt cần được bổ sung thêm carbon, trong khi nước thải công nghiệp có thể cần thêm nitơ và phốt pho.
Một điều quan trọng là tỷ lệ cân bằng dinh dưỡng C:N:P để phù hợp với vi sinh vật hiếu khí trong xử lý nước thải công nghiệp nên luôn đạt 100:5:1, và trong bể kỵ khí là 350:5:1. Hãy luôn cân bằng các chất dinh dưỡng nếu bạn muốn hệ vi sinh xử lý nước thải công nghiệp khỏe mạnh mà không cần phải bổ sung thêm.
Lời kết
Tổng kết, vi sinh xử lý nước thải công nghiệp là một quá trình phức tạp và yêu cầu sự cân nhắc đối với các yếu tố ảnh hưởng. Nắm vững 7 yếu tố trên giúp người vận hành hiểu rõ hơn về quá trình xử lý và đưa ra các biện pháp điều chỉnh phù hợp. Điều này sẽ đảm bảo hiệu quả và đồng thời bảo vệ môi trường một cách tốt nhất.
