Bể vi sinh yếu: Dấu hiệu, nguyên nhân và cách khắc phục

Bể vi sinh yếu là cách gọi thường dùng khi công đoạn xử lý sinh học hoạt động kém hơn bình thường. Hệ thống có thể giảm khả năng xử lý COD, BOD, amoni hoặc xuất hiện bùn khó lắng, bông nhỏ, nước đầu ra đục và có mùi bất thường.

Tuy nhiên, “vi sinh yếu” không phải là một chẩn đoán cụ thể. Cùng một dấu hiệu có thể xuất phát từ thiếu oxy, pH không phù hợp, tải sốc, độc chất, tuổi bùn, thiếu dinh dưỡng hoặc thiết bị vận hành không ổn định.

Vì vậy, không nên lập tức bổ sung men vi sinh, mật rỉ đường hoặc tăng sục khí theo cảm tính. Trước tiên, cần kiểm tra dữ liệu đầu vào, điều kiện trong bể và chất lượng nước sau xử lý.

1. Bể vi sinh yếu là gì?

Bể vi sinh là công đoạn sử dụng vi sinh vật để chuyển hóa các chất ô nhiễm có khả năng phân hủy sinh học.

Tùy công nghệ, hệ thống có thể gồm:

Bể hiếu khí Aerotank.
Bể thiếu khí Anoxic.
Bể kỵ khí.
MBBR hoặc IFAS.
SBR.
Các công nghệ sinh học kết hợp khác.

Bể được xem là hoạt động yếu khi sinh khối không còn xử lý ổn định tải lượng đưa vào hoặc khả năng tách bùn sau xử lý bị suy giảm.

Tình trạng này có thể diễn ra từ từ hoặc xuất hiện đột ngột sau một lần xả thải bất thường.

2. Những dấu hiệu thường gặp khi bể vi sinh yếu

Không nên kết luận dựa trên một dấu hiệu duy nhất. Tuy nhiên, hệ thống cần được kiểm tra khi xuất hiện đồng thời nhiều biểu hiện sau:

COD hoặc BOD đầu ra tăng.
Amoni đầu ra tăng dù tải đầu vào không thay đổi lớn.
Nước sau bể lắng sinh học đục.
Bông bùn nhỏ, rời rạc hoặc dễ vỡ.
Bùn lắng chậm hoặc khó nén.
Bùn nổi trong bể lắng.
MLSS giảm hoặc biến động bất thường.
Mùi hôi tăng tại bể sinh học.
pH hoặc DO biến động lớn.
Bọt xuất hiện nhiều và kéo dài.

Màu bùn nhạt, đậm hoặc bọt trắng, nâu chỉ có giá trị tham khảo. Cần kết hợp với kết quả phân tích và dữ liệu vận hành để xác định nguyên nhân.

3. Tải lượng hữu cơ tăng đột ngột

Tải sốc hữu cơ xảy ra khi lượng chất ô nhiễm đưa vào bể tăng nhanh hơn khả năng xử lý của sinh khối.

Nguyên nhân có thể gồm:

Nhà máy tăng sản lượng.
Xả tập trung một dòng nước có COD cao.
Nước vệ sinh dây chuyền đi vào hệ thống cùng lúc.
Bể điều hòa hoạt động chưa tốt.
Lưu lượng hoặc nồng độ đầu vào thay đổi lớn.

Khi tải hữu cơ tăng, nhu cầu oxy cũng có thể tăng. Nếu hệ thống cấp khí không đáp ứng, DO giảm và hiệu quả xử lý suy yếu.

Cách xử lý cần ưu tiên điều hòa lại lưu lượng, kiểm soát nguồn xả và giảm tải tạm thời khi có thể. Không nên chỉ tăng men vi sinh mà vẫn tiếp tục đưa toàn bộ tải sốc vào bể.

4. Lưu lượng tăng làm giảm thời gian lưu

Bể vi sinh có thể hoạt động kém dù nồng độ ô nhiễm đầu vào không tăng nếu lưu lượng nước tăng quá cao.

Khi đó:

Thời gian lưu nước giảm.
Chất ô nhiễm chưa kịp được xử lý đã đi sang công đoạn sau.
Bùn có thể bị cuốn khỏi hệ thống.
Bể lắng sinh học chịu tải thủy lực cao hơn.

Cần kiểm tra lưu lượng thực tế theo từng giờ thay vì chỉ dựa trên lưu lượng trung bình ngày.

Nếu xuất hiện các đợt xả lớn trong thời gian ngắn, cần xem xét khả năng điều hòa dòng thải trước khi nước vào bể sinh học.

5. DO không phù hợp hoặc hệ thống sục khí gặp vấn đề

DO là lượng oxy hòa tan có trong nước. Đối với bể hiếu khí, oxy cần thiết cho hoạt động của nhiều nhóm vi sinh.

DO thấp có thể xảy ra do:

Máy thổi khí hoạt động yếu.
Đĩa phân phối khí bị tắc.
Tải hữu cơ tăng.
MLSS quá cao.
Bể khuấy trộn không đều.
Đo DO tại vị trí không đại diện.

Khi thiếu oxy, khả năng xử lý chất hữu cơ và nitrat hóa có thể giảm.

Tuy nhiên, sục khí càng mạnh chưa chắc càng tốt. Sục khí quá mức có thể làm tăng điện năng, gây nhiễu động và phá vỡ bông bùn trong một số hệ thống.

Do đó, cần đo DO tại nhiều vị trí và thời điểm. Đồng thời, phải kiểm tra thiết bị cấp khí, tải lượng và yêu cầu của công nghệ thực tế.

6. pH không phù hợp hoặc biến động quá nhanh

Vi sinh trong hệ thống cần môi trường pH tương đối ổn định để duy trì hoạt động.

pH có thể thay đổi do:

Dòng axit hoặc kiềm từ sản xuất.
Xả nước vệ sinh thiết bị.
Châm hóa chất điều chỉnh pH quá liều.
Bể điều hòa khuấy trộn chưa tốt.
Độ kiềm không đủ cho quá trình nitrat hóa.

Đặc biệt, một lần sốc pH mạnh có thể ảnh hưởng đến sinh khối ngay cả khi giá trị đo sau đó đã trở lại bình thường.

Khi xử lý, cần kiểm tra lịch sử pH theo thời gian thay vì chỉ đo một mẫu tại thời điểm kiểm tra.

Xem thêm: Vì sao pH ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải?.

7. Độc chất hoặc hóa chất sản xuất đi vào bể sinh học

Một số dòng thải công nghiệp có thể chứa chất gây ức chế hoặc làm suy giảm hoạt động của vi sinh.

Các nguồn cần lưu ý gồm:

Dung môi.
Chất khử trùng.
Chlorine hoặc chất oxy hóa còn dư.
Kim loại ở nồng độ gây ức chế.
Nước thải quá mặn.
Axit hoặc kiềm đậm đặc.
Hóa chất tẩy rửa và chất hoạt động bề mặt.

Dấu hiệu thường là hiệu quả xử lý giảm nhanh sau một sự kiện xả thải cụ thể. DO trong bể cũng có thể thay đổi bất thường do tốc độ tiêu thụ oxy của sinh khối giảm.

Khi nghi ngờ độc chất, cần truy lại lịch sản xuất, nguồn xả và thời điểm hệ thống bắt đầu bất thường.

Nếu nguồn độc vẫn tiếp tục đi vào bể, bổ sung thêm vi sinh thường không mang lại hiệu quả bền vững.

8. Thiếu hoặc mất cân đối dinh dưỡng

Vi sinh không chỉ cần carbon mà còn cần nitơ, phospho và các thành phần dinh dưỡng phù hợp.

Thiếu dinh dưỡng thường được quan tâm ở những dòng nước có nhiều chất hữu cơ nhưng ít nitơ hoặc phospho, chẳng hạn một số nước thải sản xuất chuyên biệt.

Ngược lại, nước thải sinh hoạt hoặc một số ngành khác có thể đã chứa nhiều nitơ và phospho. Khi đó, bổ sung thêm là không cần thiết.

Không nên tự động châm urê, DAP hoặc sản phẩm dinh dưỡng chỉ vì bể hoạt động yếu.

Cần phân tích thành phần đầu vào, xác định dạng dinh dưỡng có khả năng sử dụng và đánh giá nhu cầu thực tế của hệ thống.

9. MLSS, tuổi bùn hoặc F/M chưa phù hợp

Hiệu quả bùn hoạt tính phụ thuộc vào lượng sinh khối, tải thức ăn và thời gian lưu bùn trong hệ thống.

Nếu xả bùn quá nhiều, hệ thống có thể gặp:

MLSS thấp.
Bùn non.
Bông nhẹ và khó lắng.
Thiếu sinh khối để xử lý tải đầu vào.
Khả năng nitrat hóa suy giảm.

Nếu xả bùn quá ít, hệ thống có thể xuất hiện:

Bùn già.
Bông nhỏ dạng điểm.
MLSS quá cao.
Nhu cầu oxy tăng.
Bùn lắng nhanh nhưng nước phía trên còn nhiều hạt nhỏ.

Do đó, không nên điều chỉnh lượng bùn thải chỉ dựa trên màu bùn. Cần theo dõi MLSS, khả năng lắng, tuổi bùn, F/M và mục tiêu xử lý thực tế.

10. Bùn tuần hoàn hoặc bể lắng sinh học vận hành không tốt

Có trường hợp bể Aerotank vẫn xử lý tương đối tốt nhưng sinh khối liên tục bị thất thoát qua bể lắng.

Nguyên nhân có thể gồm:

Bùn khó lắng.
Tải thủy lực bể lắng quá cao.
Lưu lượng bùn tuần hoàn không phù hợp.
Lớp bùn trong bể lắng quá cao.
Bùn nổi do khử nitrat trong bể lắng.
Thiết bị thu bùn hoạt động không ổn định.

Khi bùn bị cuốn ra ngoài, MLSS trong bể sinh học giảm dần. Người vận hành có thể nhầm đây là tình trạng vi sinh chết trong khi nguyên nhân chính là thất thoát sinh khối.

Cần kiểm tra đồng thời bể Aerotank, bể lắng, bùn tuần hoàn và bùn thải.

11. Nhiệt độ thay đổi ảnh hưởng đến tốc độ sinh học

Tốc độ sinh trưởng và phản ứng của vi sinh chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ.

Khi nhiệt độ giảm, một số quá trình sinh học có thể diễn ra chậm hơn. Quá trình nitrat hóa thường nhạy với thay đổi nhiệt độ hơn quá trình loại bỏ chất hữu cơ thông thường.

Nhiệt độ quá cao cũng có thể ảnh hưởng đến sinh khối và khả năng hòa tan oxy.

Nếu hiệu quả xử lý thay đổi theo mùa hoặc sau khi tiếp nhận dòng nước nóng, cần đưa nhiệt độ vào danh sách các thông số cần kiểm tra.

12. Có nên bổ sung mật rỉ đường khi bể vi sinh yếu?

Không nên bổ sung theo cảm tính.

Mật rỉ đường là một nguồn carbon hữu cơ. Sản phẩm có thể được sử dụng trong một số hệ thống cần carbon ngoài, đặc biệt để hỗ trợ khử nitrat tại vùng thiếu khí.

Tuy nhiên, nếu bể hiếu khí đang quá tải hữu cơ, bổ sung mật rỉ đường có thể làm tăng thêm COD và nhu cầu oxy.

Nếu nguyên nhân là độc chất, pH, thiếu DO hoặc mất bùn, việc châm thêm carbon cũng không giải quyết đúng vấn đề.

Trước khi bổ sung, cần kiểm tra nitrate, COD, DO, vị trí châm, tải lượng và mục tiêu của công đoạn sinh học.

Xem thêm: Khi nào cần bổ sung nguồn carbon cho hệ thống xử lý nước thải?.

13. Có nên bổ sung men vi sinh để phục hồi bể?

Bổ sung sinh khối hoặc chế phẩm vi sinh có thể được cân nhắc khi hệ thống mới khởi động, bị mất bùn nghiêm trọng hoặc cần phục hồi sau sự cố.

Tuy nhiên, vi sinh bổ sung khó duy trì nếu điều kiện trong bể vẫn chưa phù hợp.

Trước khi bổ sung cần xử lý các vấn đề như:

Nguồn độc chất.
pH bất thường.
Thiếu oxy.
Tải hữu cơ quá cao.
Thiếu dinh dưỡng thực sự.
Bùn liên tục bị cuốn khỏi hệ thống.

Nếu không khắc phục nguyên nhân, lượng vi sinh mới bổ sung cũng có thể tiếp tục suy yếu hoặc bị thất thoát.

14. Cách khắc phục bể vi sinh yếu theo từng bước

Bước 1: Kiểm tra nước đầu vào

Đối chiếu lưu lượng, COD, pH, nhiệt độ, độ mặn và lịch sản xuất tại thời điểm hệ thống bắt đầu bất thường.

Cần xác định có dòng xả mới, nước vệ sinh, dung môi, chất khử trùng hoặc axit, kiềm đi vào hệ thống hay không.

Bước 2: Kiểm tra điều kiện trong bể sinh học

Đo và ghi nhận:

DO tại nhiều vị trí.
pH.
Nhiệt độ.
MLSS hoặc MLVSS khi có điều kiện.
Khả năng lắng của bùn.
Màu, mùi và đặc điểm bông.

Bước 3: Kiểm tra bể lắng và dòng bùn

Quan sát chiều cao lớp bùn, nước tràn, bùn nổi và tình trạng bùn bị cuốn ra ngoài.

Kiểm tra lưu lượng bùn tuần hoàn và lượng bùn thải thực tế.

Bước 4: Giảm hoặc cô lập tải bất thường

Nếu có thể, cần tách dòng nước độc, giảm lưu lượng hoặc đưa nước về bể điều hòa để cấp lại từ từ.

Không nên tiếp tục cho toàn bộ dòng nước bất thường vào bể rồi chỉ tăng khí hoặc thêm vi sinh.

Bước 5: Điều chỉnh từng thông số có kiểm soát

Chỉ nên thay đổi từng yếu tố và theo dõi kết quả.

Có thể gồm:

Điều chỉnh cấp khí.
Ổn định pH.
Điều chỉnh lưu lượng nước vào.
Điều chỉnh bùn tuần hoàn.
Điều chỉnh lượng xả bùn.
Bổ sung dinh dưỡng hoặc carbon khi có dữ liệu chứng minh nhu cầu.

Không nên thay đổi đồng thời quá nhiều thông số vì sẽ khó xác định biện pháp nào thực sự mang lại hiệu quả.

15. Cần theo dõi những chỉ tiêu nào khi phục hồi bể?

Trong thời gian phục hồi, nên theo dõi ít nhất:

Lưu lượng nước vào.
pH đầu vào và trong bể.
DO tại các vị trí đại diện.
COD hoặc BOD đầu vào và đầu ra.
NH₄-N, NO₂-N hoặc NO₃-N nếu hệ thống xử lý nitơ.
MLSS hoặc MLVSS.
Khả năng lắng trong ống đong.
SVI khi có đủ dữ liệu.
Lượng bùn tuần hoàn và bùn thải.
Đặc điểm bông bùn.

Nếu có điều kiện, soi kính hiển vi giúp đánh giá thêm cấu trúc bông, vi sinh dạng sợi và trạng thái của quần thể sinh học.

16. Bao lâu bể vi sinh mới phục hồi?

Không có một thời gian cố định cho mọi hệ thống.

Thời gian phục hồi phụ thuộc vào:

Mức độ suy giảm sinh khối.
Nguyên nhân gây sự cố.
Tải lượng nước thải.
Nhiệt độ.
Tuổi bùn.
Loại vi sinh cần phục hồi.
Khả năng kiểm soát nước đầu vào.

Khả năng xử lý chất hữu cơ có thể cải thiện trước, trong khi quá trình nitrat hóa thường cần nhiều thời gian hơn nếu quần thể vi sinh nitrat hóa đã suy giảm mạnh.

Không nên tăng tải ngay khi thấy nước bắt đầu tốt hơn. Tải lượng nên được nâng dần và theo dõi qua từng giai đoạn.

17. Những sai lầm thường gặp khi bể vi sinh hoạt động yếu

Thấy bể yếu là lập tức đổ mật rỉ đường.
Bổ sung men vi sinh nhưng không xử lý độc chất.
Tăng sục khí tối đa mà không đo DO.
Xả thật nhiều bùn vì thấy bùn màu đậm.
Ngừng xả bùn hoàn toàn trong thời gian dài.
Không kiểm tra pH theo thời gian.
Chỉ nhìn bọt để đánh giá vi sinh.
Không kiểm tra bùn bị cuốn qua bể lắng.
Bổ sung urê hoặc DAP khi chưa xác định thiếu dinh dưỡng.
Thay đổi nhiều thông số cùng lúc.

Biện pháp phục hồi cần dựa trên nguyên nhân. Không có một loại hóa chất hoặc chế phẩm duy nhất có thể xử lý mọi tình trạng bể vi sinh yếu.

18. Checklist kiểm tra nhanh bể vi sinh yếu

Khi hệ thống có dấu hiệu bất thường, có thể kiểm tra theo thứ tự:

COD, BOD hoặc amoni đầu ra có tăng không?
Lưu lượng và tải đầu vào có thay đổi không?
Có dòng hóa chất hoặc nước vệ sinh bất thường không?
DO tại các vị trí trong bể là bao nhiêu?
pH có biến động mạnh không?
MLSS đang tăng hay giảm?
Bùn lắng nhanh, chậm hay nổi trở lại?
Bùn có bị cuốn khỏi bể lắng không?
Lưu lượng tuần hoàn và xả bùn có phù hợp không?
Hệ thống có thực sự thiếu carbon hoặc dinh dưỡng không?
Thiết bị thổi khí, khuấy và bơm có hoạt động ổn định không?

Việc lưu lại dữ liệu hằng ngày giúp phát hiện nguyên nhân nhanh hơn nhiều so với chỉ quan sát bằng mắt.

19. Câu hỏi thường gặp

Dấu hiệu bể vi sinh yếu là gì?

Dấu hiệu có thể gồm COD, BOD hoặc amoni đầu ra tăng, bùn khó lắng, bông nhỏ, MLSS biến động, nước sau lắng đục, mùi tăng hoặc DO và pH không ổn định.

Vì sao bể vi sinh đột nhiên hoạt động kém?

Nguyên nhân thường liên quan đến tải sốc, lưu lượng tăng, pH bất thường, thiếu oxy, độc chất, mất bùn, thiếu dinh dưỡng hoặc thiết bị vận hành không ổn định.

Có nên tăng sục khí khi bể vi sinh yếu không?

Chỉ nên điều chỉnh sau khi đo DO và kiểm tra tải lượng. Sục khí quá thấp có thể thiếu oxy, nhưng sục khí quá mức cũng làm tăng chi phí và có thể ảnh hưởng đến bông bùn.

Có nên đổ mật rỉ đường vào bể Aerotank không?

Không nên bổ sung theo cảm tính. Mật rỉ làm tăng tải hữu cơ và nhu cầu oxy. Sản phẩm chỉ nên được dùng khi hệ thống có mục tiêu bổ sung carbon rõ ràng và đã xác định liều, điểm châm phù hợp.

Bổ sung men vi sinh có phục hồi được bể không?

Có thể hỗ trợ trong một số trường hợp, nhưng phải xử lý nguyên nhân trước. Nếu bể vẫn còn độc chất, pH sốc, thiếu oxy hoặc liên tục mất bùn, vi sinh mới bổ sung cũng khó duy trì.

Bùn màu đậm có phải vi sinh đã chết không?

Không thể kết luận chỉ qua màu bùn. Cần kiểm tra mùi, bông bùn, khả năng lắng, MLSS, DO, pH, hiệu quả xử lý và có thể soi kính hiển vi khi cần.

Kết bài

Bể vi sinh yếu có thể biểu hiện qua hiệu quả xử lý giảm, bùn khó lắng, bông nhỏ, nước đầu ra đục hoặc các thông số vận hành biến động bất thường.

Nguyên nhân thường liên quan đến tải sốc, lưu lượng, DO, pH, độc chất, dinh dưỡng, tuổi bùn, MLSS, dòng bùn tuần hoàn hoặc bể lắng sinh học.

Do đó, không nên lập tức tăng khí, thêm men vi sinh, mật rỉ đường hoặc hóa chất theo cảm tính. Cần kiểm tra nước đầu vào, điều kiện trong bể và khả năng giữ sinh khối trước khi lựa chọn biện pháp khắc phục.

Quý khách cần mua mật rỉ đường, hóa chất điều chỉnh pH, PAC, Polymer hoặc các hóa chất xử lý nước công nghiệp khác, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được tư vấn theo đặc điểm hệ thống và nhu cầu thực tế.