COD đầu ra tăng đột ngột là một trong những sự cố khó xử lý vì hệ thống có thể vẫn chạy bình thường: bơm hoạt động, Aerotank vẫn sục khí, bùn vẫn tuần hoàn và hóa chất vẫn được châm theo định mức cũ.
Tuy nhiên, COD tăng không nhất thiết do một thiết bị bị hỏng. Nguyên nhân thường nằm ở tải ô nhiễm đầu vào thay đổi, dòng thải bất thường, hóa chất sản xuất, dầu nhũ hóa, chất khó phân hủy, bùn sinh học bị ức chế hoặc công đoạn hóa lý – sinh học mất cân bằng.
Khi COD tăng đột ngột, không nên vội tăng PAC, Polymer, vi sinh hoặc nguồn Carbon cùng lúc. Cần xác định COD tăng từ đâu và COD đang tồn tại ở dạng nào trước khi điều chỉnh.
Kiểm tra đầu vào → Xác định dạng COD → Kiểm tra hóa lý → Kiểm tra sinh học → Điều chỉnh đúng công đoạn
1. Tải COD đầu vào tăng nhưng lưu lượng không thay đổi
Đây là nguyên nhân rất thường gặp.
Nhiều hệ thống chỉ theo dõi lưu lượng m³/ngày nhưng không theo dõi nồng độ COD đầu vào. Vì vậy, dù lưu lượng không đổi, tải COD thực tế vẫn có thể tăng mạnh.
Công thức cần quan tâm là:
Tải COD = Lưu lượng × Nồng độ COD
Ví dụ, lưu lượng vẫn giữ nguyên nhưng COD đầu vào tăng gấp đôi thì tải hữu cơ đi vào hệ thống cũng tăng tương ứng.
Nguyên nhân có thể do:
- Thay đổi nguyên liệu sản xuất.
- Xả nước vệ sinh đậm đặc.
- Rò rỉ nguyên liệu vào hệ thống nước thải.
- Tăng sản lượng.
- Thay đổi công thức sản phẩm.
Cách kiểm tra: So sánh COD đầu vào theo ngày, ca sản xuất và tải COD kg/ngày thay vì chỉ nhìn lưu lượng.
2. Bể điều hòa không còn làm tốt nhiệm vụ cân bằng tải
Bể điều hòa có nhiệm vụ giảm biến động về lưu lượng, pH và tải ô nhiễm trước khi nước đi vào công đoạn phía sau.
Nếu bể điều hòa hoạt động kém, một dòng nước COD cao có thể đi gần như trực tiếp vào hệ thống.
Cần kiểm tra:
- Máy khuấy có hoạt động liên tục không.
- Thể tích hữu dụng của bể có bị giảm do bùn lắng không.
- Có dòng chảy tắt hay không.
- Nước đậm đặc có được xả tập trung vào một thời điểm không.
- Mức nước có dao động quá mạnh không.
Dấu hiệu:
- COD đầu ra tăng theo từng đợt.
- pH đầu vào dao động mạnh.
- Màu nước thay đổi nhanh.
- Aerotank chịu tải đột ngột dù tổng lưu lượng không tăng.
3. Công đoạn hóa lý giảm hiệu quả nhưng nhìn bằng mắt vẫn “có bông”
Việc nhìn thấy bông không đồng nghĩa quá trình hóa lý đang loại COD tốt như trước.
Có thể xuất hiện:
- Bông nhỏ hơn.
- Bông dễ vỡ.
- Phần COD hòa tan tăng.
- PAC vẫn tạo bông nhưng không bắt được tải hữu cơ mới.
- Polymer không còn phù hợp với đặc tính nước.
Nếu COD sau hóa lý tăng nhưng Aerotank vẫn nhận cùng một lưu lượng, tải sinh học thực tế sẽ tăng.
Nên Jar Test lại PAC 31% và Polymer khi:
- Màu nước đầu vào thay đổi.
- TSS tăng.
- Nhà máy thay nguyên liệu.
- Bông hóa lý khác rõ so với trước.
Không nên giữ một công thức PAC – Polymer cố định khi thành phần nước đã thay đổi.
4. Dầu nhũ hóa hoặc Surfactant tăng đột ngột
Nước thải có nhiều dầu hoặc chất tẩy rửa có thể làm COD tăng mạnh mà hệ thống hóa lý cũ không xử lý hết.
Dấu hiệu:
- Nước chuyển sang trắng sữa.
- Tạo nhiều bọt.
- Dầu không nổi rõ trên bể.
- PAC tăng nhưng COD giảm ít.
- DAF có nhiều bùn nhưng nước đầu ra vẫn đục.
Trong trường hợp này, phần dầu có thể đang ở dạng nhũ hóa.
Nên Jar Test Demulsifier trước PAC theo hướng:
Điều chỉnh pH nếu cần → Demulsifier → PAC → Polymer → DAF
Nếu nhũ chưa được phá, tăng PAC đơn thuần thường làm lượng bùn tăng nhanh hơn mức giảm COD.
5. COD đầu vào xuất hiện thêm phần khó phân hủy sinh học
COD tăng đột ngột cũng có thể do xuất hiện một chất mới mà vi sinh khó phân hủy.
Ví dụ:
- Dung môi.
- Chất màu.
- Phụ gia sản xuất.
- Chất hoạt động bề mặt.
- Hóa chất vệ sinh.
- Một số hợp chất hữu cơ bền.
Dấu hiệu cần chú ý:
- COD tăng nhưng BOD không tăng tương ứng.
- COD sau Aerotank giảm rất ít.
- Nước đã trong nhưng COD vẫn cao.
- Jar Test PAC – Polymer không giảm COD đáng kể.
Trong trường hợp này, cần cân nhắc các phương pháp tiền xử lý như:
- Keo tụ nếu COD có phần keo/hạt.
- Phá nhũ nếu có dầu.
- Fenton hoặc oxy hóa nâng cao nếu COD hòa tan khó phân hủy chiếm tỷ trọng lớn.
Có thể sử dụng FeSO₄·7H₂O làm nguồn Fe²⁺ trong quá trình Fenton khi thử nghiệm cho thấy phù hợp.
6. Vi sinh bị sốc hoặc ức chế dù Aerotank vẫn sục khí bình thường
Đây là tình trạng dễ bị bỏ sót.
Aerotank vẫn có khí không có nghĩa vi sinh vẫn khỏe.
Vi sinh có thể bị ức chế bởi:
- pH quá cao hoặc quá thấp.
- Dung môi.
- Chất diệt khuẩn.
- Surfactant.
- Kim loại nặng.
- Độ mặn cao.
- Tải COD tăng quá nhanh.
Dấu hiệu:
- COD sau Aerotank tăng.
- DO cao bất thường dù tải COD đang cao.
- Bông bùn nhỏ.
- Bùn lắng kém.
- SVI thay đổi.
- MLSS giảm hoặc bùn bị phân tán.
Khi vi sinh bị ức chế, tăng thêm Carbon hoặc men vi sinh ngay lập tức chưa chắc hiệu quả. Cần xác định và loại nguồn gây độc trước.
7. Bổ sung nguồn Carbon quá mức
Nguồn Carbon được sử dụng để hỗ trợ quá trình sinh học, đặc biệt là phản Nitrat trong bể Anoxic.
Tuy nhiên, nếu Carbon được châm dư:
- COD đầu ra có thể tăng.
- DO Aerotank giảm.
- Bùn sinh học tăng.
- Chi phí vận hành tăng.
Dấu hiệu nghi ngờ Carbon dư:
- Nitrat đã thấp nhưng bơm Carbon vẫn giữ liều cũ.
- COD tăng sau khi tăng liều Carbon.
- COD đầu ra biến động cùng với bơm Carbon.
Khi đó cần kiểm tra lại liều Nguồn Carbon Hỗn Hợp theo tải NO₃⁻-N thực tế thay vì giữ cố định theo lưu lượng.
8. Bùn sinh học bị cuốn ra làm COD đầu ra tăng
COD đầu ra có thể tăng không phải vì chất hữu cơ hòa tan tăng mà do bùn và chất rắn bị cuốn theo nước.
Dấu hiệu:
- TSS đầu ra tăng cùng COD.
- Nước sau lắng có nhiều bông nhỏ.
- Bùn nổi hoặc lắng kém.
- Bể lắng bị quá tải.
- SVI tăng.
Khi đó, COD tăng có thể liên quan nhiều đến COD dạng hạt.
Cần kiểm tra:
- Tải bể lắng.
- Tuần hoàn bùn.
- MLSS.
- SVI.
- Bùn nổi do phản Nitrat trong bể lắng.
- Khả năng thu bùn.
Không nên tăng PAC hoặc hóa chất oxy hóa ngay khi nguyên nhân thực tế là bùn bị cuốn ra.
9. Kết quả COD tăng do lấy mẫu hoặc phân tích không đại diện
Khi COD tăng đột ngột nhưng mọi chỉ tiêu vận hành đều ổn định, cần kiểm tra lại cả quá trình lấy mẫu và phân tích.
Các lỗi có thể gồm:
- Lấy mẫu đúng lúc xả nước đậm đặc.
- Mẫu chưa được trộn đồng đều.
- Mẫu có nhiều cặn hơn bình thường.
- Vị trí lấy mẫu thay đổi.
- Thời gian bảo quản mẫu không phù hợp.
- Sai số phân tích.
Không nên điều chỉnh mạnh toàn bộ hệ thống chỉ dựa trên một kết quả COD bất thường.
Nên lấy lại mẫu, kiểm tra COD cùng TSS, màu, dầu mỡ và so sánh nhiều thời điểm trước khi thay đổi hóa chất.
10. Cách xác định nhanh công đoạn làm COD tăng
Cách hiệu quả nhất là lấy mẫu theo từng điểm của hệ thống thay vì chỉ đo đầu vào và đầu ra.
| Vị trí lấy mẫu | Mục tiêu kiểm tra |
|---|---|
| Đầu vào/bể điều hòa | Xác định tải COD thực tế |
| Sau hóa lý | Đánh giá PAC – Polymer – DAF |
| Sau Anoxic | Kiểm tra Carbon dư và khử Nitrat |
| Sau Aerotank | Đánh giá khả năng xử lý sinh học |
| Sau lắng | Kiểm tra bùn bị cuốn |
| Đầu ra cuối | Xác nhận mức COD cuối cùng |
Nếu COD tăng ngay từ đầu vào thì cần kiểm soát nguồn sản xuất.
Nếu COD tăng chủ yếu sau hóa lý thì cần Jar Test lại.
Nếu COD giảm ít qua Aerotank thì cần kiểm tra tải, độc tính và trạng thái vi sinh.
Nếu COD tăng cùng TSS sau bể lắng thì cần ưu tiên xử lý vấn đề bùn.
Bảng chẩn đoán nhanh COD tăng đột ngột
| Hiện tượng | Nguyên nhân cần kiểm tra | Hướng xử lý ưu tiên |
|---|---|---|
| COD đầu vào tăng mạnh | Dòng thải sản xuất đậm đặc | Kiểm soát nguồn và bể điều hòa |
| COD sau hóa lý tăng | PAC/Polymer không còn phù hợp | Jar Test lại |
| COD tăng + nước trắng sữa | Dầu nhũ hóa/Surfactant | Jar Test Demulsifier |
| COD tăng + BOD không tăng nhiều | COD khó phân hủy | Đánh giá tiền xử lý hoặc oxy hóa |
| COD tăng sau khi tăng Carbon | Carbon dư | Giảm và tối ưu liều Carbon |
| COD + TSS đầu ra cùng tăng | Bùn bị cuốn | Kiểm tra lắng, SVI và tuần hoàn bùn |
| COD tăng nhưng hệ thống không có dấu hiệu bất thường | Mẫu hoặc phân tích | Lấy mẫu xác nhận lại |
Quy trình kiểm tra đề xuất
- Lấy lại mẫu đầu ra để xác nhận COD.
- Đo COD đầu vào và tính tải COD kg/ngày.
- Kiểm tra pH, TSS, màu và dầu mỡ.
- Kiểm tra bể điều hòa và các dòng xả bất thường.
- Đo COD sau công đoạn hóa lý.
- Jar Test PAC – Polymer nếu hiệu suất hóa lý giảm.
- Jar Test Demulsifier nếu có dầu nhũ hóa.
- Kiểm tra DO, MLSS, SVI và trạng thái bùn Aerotank.
- Kiểm tra liều nguồn Carbon.
- Kiểm tra COD và TSS sau bể lắng.
- Đánh giá COD khó phân hủy nếu BOD/COD giảm.
- Chỉ thay đổi hóa chất sau khi xác định được công đoạn gây tăng COD.
Câu hỏi thường gặp
COD đầu ra tăng có nên tăng PAC ngay không?
Không nên. PAC chỉ phù hợp với phần COD có khả năng keo tụ. Cần kiểm tra COD đầu vào, TSS, dầu mỡ và hiệu suất hóa lý trước.
COD tăng nhưng Aerotank vẫn có DO bình thường thì vi sinh có thể đang yếu không?
Có. Vi sinh có thể bị ức chế dù hệ thống sục khí vẫn bình thường. Cần kiểm tra tải COD, độc tính, MLSS, SVI và trạng thái bông bùn.
Carbon dư có làm COD đầu ra tăng không?
Có. Nếu nguồn Carbon không được vi sinh tiêu thụ hết, phần Carbon dư sẽ góp trực tiếp vào COD đầu ra.
Nước trắng sữa và COD tăng thì nên kiểm tra gì?
Nên kiểm tra dầu nhũ hóa và Surfactant. Trong trường hợp này có thể Jar Test Demulsifier trước PAC.
Một kết quả COD cao bất thường có đủ để thay đổi toàn bộ hệ thống không?
Không. Nên lấy mẫu xác nhận lại và kiểm tra nhiều vị trí trong hệ thống trước khi thay đổi liều hóa chất hoặc vận hành.
Kết luận
COD đầu ra tăng đột ngột dù hệ thống vẫn vận hành bình thường thường cho thấy tải hoặc thành phần nước thải đã thay đổi trước khi thiết bị thể hiện sự cố rõ ràng.
Các nguyên nhân cần ưu tiên kiểm tra gồm:
- Tải COD đầu vào tăng.
- Bể điều hòa hoạt động kém.
- Hiệu suất hóa lý giảm.
- Dầu nhũ hóa hoặc Surfactant tăng.
- Xuất hiện COD khó phân hủy.
- Vi sinh bị ức chế.
- Nguồn Carbon dư.
- Bùn bị cuốn ra đầu ra.
- Sai lệch lấy mẫu hoặc phân tích.
Nguyên tắc xử lý nên áp dụng:
Xác nhận COD → Xác định vị trí COD tăng → Phân loại COD → Kiểm tra đúng công đoạn → Điều chỉnh từng thông số
Không nên tăng đồng thời PAC, Polymer, Carbon và vi sinh vì sẽ làm hệ thống khó kiểm soát và không xác định được nguyên nhân thật sự.
Quý khách cần tư vấn lựa chọn PAC 31%, Demulsifier, Polymer Anion, Polymer Cation, FeSO₄·7H₂O hoặc Nguồn Carbon Hỗn Hợp, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được hỗ trợ Jar Test theo mẫu nước thực tế.
