2 Dấu Hiệu Nồng Độ Oxy Hòa Tan Trong Bể Hiếu Khí Bất Thường

Oxy hòa tan (DO – Dissolved Oxygen) là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất trong vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh học hiếu khí. Nồng độ DO ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sinh trưởng của vi sinh vật, hiệu suất xử lý BOD, COD, amoni và chất lượng nước đầu ra.

Trong thực tế vận hành, DO quá cao hoặc quá thấp đều có thể gây ra nhiều vấn đề như bùn khó lắng, vi khuẩn dạng sợi phát triển, tiêu tốn điện năng hoặc suy giảm hiệu quả xử lý nước thải. Vậy làm thế nào để nhận biết nồng độ oxy hòa tan trong bể hiếu khí đang bất thường? Nguyên nhân do đâu và cách khắc phục như thế nào? Hãy cùng NTS Engineering tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Vai trò cốt lõi của Oxy hòa tan (DO) trong bể sinh học hiếu khí

Tại bể Aerotank, MBBR hay MBR, quần thể vi sinh vật hiếu khí cần hấp thụ Oxy hòa tan để thực hiện hai nhiệm vụ chiến lược:

• Oxy hóa chất hữu cơ carbon để tạo năng lượng và tăng trưởng sinh khối.

• Thực hiện quá trình Nitrat hóa: Chuyển hóa Amoni (NH4+) độc hại thành Nitrat (NO3-) an toàn.

Thông số vàng: Nồng độ DO trong bể hiếu khí bắt buộc phải duy trì ổn định trong khoảng 2.0 đến 4.0 mg/L. Đây là dải giá trị tối ưu đảm bảo vi sinh hoạt động mạnh mẽ nhất, đồng thời bảo vệ túi tiền của doanh nghiệp trước chi phí tiền điện của máy thổi khí.

Dấu hiệu 1: Nồng độ Oxy hòa tan quá cao (DO lớn hơn 4.0 mg/L)

Nhiều kỹ sư vận hành mới vào nghề thường lầm tưởng rằng: Cấp càng nhiều khí, DO càng cao thì vi sinh càng khỏe. Đây là một quan niệm sai lầm tai hại.

Hệ lụy khi DO vượt ngưỡng 4.0 mg/L

• Lãng phí chi phí tiền điện: Hệ thống sục khí thường chiếm từ 30% đến 60% tổng điện năng tiêu thụ của một trạm xử lý nước thải. Chạy máy thổi khí quá công suất đồng nghĩa với việc doanh nghiệp đang “ném tiền qua cửa sổ”.

• Bông bùn bị băm nhỏ: Lực cắt dòng (shear stress) do bọt khí sục quá mạnh sẽ phá vỡ cấu trúc liên kết của bông bùn hoạt tính. Bùn bị nát, mất khả năng kết bông và không thể lắng tại bể lắng thứ cấp, khiến nước đầu ra bị nhiễm cặn mịn.

Nguyên nhân và giải pháp khắc phục DO cao

Nguyên nhân A: Mật độ vi sinh vật trong bể quá thấp

Khi lượng vi sinh trong bể bị suy giảm nghiêm trọng, nhu cầu “ăn” oxy giảm xuống, dẫn đến lượng khí cấp vào bị dư thừa và tích tụ trong nước.

• Dấu hiệu đi kèm: Chỉ số lắng SV30 cực thấp, nồng độ bùn MLSS thấp hơn mức thiết kế, màu nước bể hiếu khí nhạt màu.

• Giải pháp: Ngay lập tức giảm hoặc ngưng xả bùn dư (WAS) ra khỏi hệ thống. Tăng tỷ lệ tuần hoàn bùn (RAS) từ bể lắng về. Nếu vi sinh quá yếu, cần châm bổ sung chế phẩm vi sinh hiếu khí chuyên dụng.

Nguyên nhân B: Lưu lượng khí cấp vào quá lớn

Do cài đặt thông số máy thổi khí chưa phù hợp với lưu lượng nước thải thực tế (đặc biệt là vào các khung giờ thấp điểm, ban đêm).

• Giải pháp: Tiến hành điều chỉnh giảm tần số của biến tần máy thổi khí. Khóa bớt các van chặn trên đường ống chính để phân phối lại lượng khí đồng đều giữa các bể.

Dấu hiệu 2: Nồng độ Oxy hòa tan quá thấp (DO nhỏ hơn 2.0 mg/L)

DO thấp là sự cố phổ biến, nguy hiểm và gây đau đầu nhất cho dân vận hành vì nó có thể làm sập toàn bộ hệ vi sinh của trạm xử lý chỉ sau vài ngày.

Hệ lụy nghiêm trọng khi thiếu hụt DO

• Vi sinh vật bị “ngạt thở”, hoạt tính enzyme bị ức chế khiến hiệu suất khử COD, BOD tụt dốc không phanh.

• Quá trình Nitrat hóa bị đóng băng hoàn toàn, nước thải đầu ra chắc chắn sẽ bị vượt chỉ tiêu Amoni và Nitơ tổng.

• Bùng phát vi khuẩn dạng sợi (Filamentous bacteria): Loại vi khuẩn này cực kỳ thích môi trường DO thấp. Chúng phát triển làm cấu trúc bùn trở nên xốp, nhẹ, gây ra hiện tượng phồng bùn (Bulking) và bùn nổi từng mảng lớn trên bề mặt bể lắng.

Nguyên nhân và giải pháp khắc phục DO thấp

Nguyên nhân A: Nồng độ bùn hoạt tính quá cao (Quá tải vi sinh)

Lượng vi sinh sinh khối trong bể phát triển quá mức cho phép, khiến tổng nhu cầu oxy tăng vọt vượt quá công suất đáp ứng của máy thổi khí.

• Dấu hiệu đi kèm: SV30 cao ngất ngưỡng (trên 600 mL/L), MLSS vượt ngưỡng thiết kế, bùn có màu nâu đen và bốc mùi nhẹ do chớm chuyển sang trạng thái thiếu khí.

• Giải pháp: Tăng cường thời gian và lưu lượng xả bùn dư để hạ chỉ số MLSS về mức an toàn (thường từ 2500 – 3500 mg/L tùy công nghệ).

Nguyên nhân B: Hệ thống đĩa phân phối khí bị tắc nghẽn hoặc hỏng hóc

Sau một thời gian vận hành, các lỗ mịn trên đĩa sục khí bị bám cặn vôi, bùn già đóng bám hoặc bị rách, khiến khí lên không đều, tạo ra các “vùng chết” không có oxy trong bể.

• Dấu hiệu đi kèm: Bọt khí nổi lên bề mặt bể to nhỏ không đều, có chỗ sục mạnh, có chỗ phẳng lặng.

• Giải pháp: Tranh thủ lúc thấp điểm, tăng áp lực khí cục bộ để đẩy cặn bẩn ra ngoài. Nếu đĩa sục khí bị rách hoặc nghẹt nghiêm trọng, bắt buộc phải hạ mực nước bể hoặc dùng phương án khóa từng đơn nguyên để xuống vệ sinh, thay thế đĩa co thắt dòng mới.

Nguyên nhân C: Máy thổi khí suy giảm hiệu suất hoặc rò rỉ đường ống

Dây curoa máy thổi khí bị trùng, lọc gió quá bẩn hoặc đường ống dẫn khí dưới lòng đất bị nứt, hở mối nối khiến áp lực khí bị tổn thất.

• Giải pháp: Kiểm tra, căng lại dây curoa, vệ sinh hoặc thay mới lọc gió máy thổi khí. Dùng nước xà phòng để rà soát các mối nối đường ống trên cạn để vá các điểm rò rỉ.

Giải pháp kiểm soát DO tối ưu, tiết kiệm 30% điện năng từ NTS Engineering

Để không phải chạy đua giải quyết sự cố khi DO đã chuyển biến xấu, doanh nghiệp nên áp dụng quy trình kiểm soát chủ động sau:

1. Lắp đặt hệ thống kiểm soát DO tự động (DO Online): Đầu tư một đầu dò cảm biến DO online nhúng trực tiếp trong bể Aerotank. Tín hiệu DO này sẽ được truyền về tủ điện PLC để tự động điều khiển biến tần máy thổi khí. Khi DO tăng cao, máy tự giảm tốc độ; khi DO tụt thấp, máy tự tăng tốc. Giải pháp này giúp trạm vận hành cực kỳ ổn định và tiết kiệm đến 30% chi phí tiền điện hàng tháng.

2. Theo dõi bộ chỉ số kép: Tuyệt đối không xem riêng lẻ chỉ số DO. Phải lập nhật ký vận hành ghi chép đồng thời cặp chỉ số: DO – SV30 – MLSS – F/M ít nhất 2 lần/ngày để thấy được mối tương quan động học trong bể.

Kết luận

Nồng độ oxy hòa tan (DO) là chỉ tiêu quan trọng quyết định hiệu quả hoạt động của bể sinh học hiếu khí. DO quá cao gây lãng phí năng lượng và ảnh hưởng đến khả năng kết bông của bùn hoạt tính, trong khi DO quá thấp làm suy giảm hiệu quả xử lý, tạo điều kiện cho vi khuẩn dạng sợi phát triển và phát sinh nhiều sự cố vận hành.

Việc theo dõi thường xuyên các chỉ số DO, SV30, MLSS cùng với bảo trì hệ thống sục khí định kỳ sẽ giúp doanh nghiệp duy trì hiệu suất xử lý ổn định, giảm chi phí vận hành và đảm bảo nước thải đầu ra luôn đạt quy chuẩn môi trường.

Nếu hệ thống xử lý nước thải của doanh nghiệp đang gặp các vấn đề liên quan đến DO, bùn hoạt tính hoặc hiệu suất xử lý suy giảm, hãy liên hệ NTS Engineering qua số điện thoại 0888 167 247 hoặc website https://ntse.vn/ để được các kỹ sư môi trường khảo sát, đánh giá và đưa ra giải pháp tối ưu nhất.