4 nguyên nhân làm chết vi sinh xử lý nước thải và cách khắc phục

Trong hệ thống xử lý nước thải, vi sinh xử lý nước thải là “động cơ sinh học” quyết định hiệu quả loại bỏ BOD, COD, N, P và hạn chế mùi. Khi hệ vi sinh suy yếu hoặc chết hàng loạt, toàn bộ dây chuyền có thể rơi vào trạng thái quá tải: nước đầu ra tăng đục, mùi kỵ khí phát sinh, bùn khó lắng, chi phí hóa chất và điện năng leo thang.

Để hệ thống xử lý nước thải vận hành bền vững, người quản lý cần hiểu vì sao vi sinh chết và cách khắc phục bằng những biện pháp phù hợp, từ đó tối ưu công nghệ xử lý nước thải bằng vi sinh vật và lựa chọn đúng chế phẩm vi sinh xử lý nước thải phù hợp. Cùng Công ty TNHH Kỹ thuật NTS tìm hiểu rõ nguyên nhân chính gây chết khiến vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải.

Tìm hiểu về vi sinh xử lý nước thải

Vi sinh xử lý nước thải là gì?

Vi sinh xử lý nước thải là tập hợp các vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men, xạ khuẩn, protozoa…) sử dụng chất hữu cơ/khí vô cơ làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng để chuyển hóa chất ô nhiễm thành sinh khối mới, CO₂, N₂, H₂O… Trong hệ thống sinh học, thường có ba “nhóm môi trường” chính: hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí.

Các loại vi sinh xử lý nước thải phổ biến

Trong vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, vi sinh có thể được bổ sung dưới nhiều dạng khác nhau. Tùy theo mục tiêu xử lý (giảm BOD/COD, loại bỏ Nitơ, khử mùi hay phân hủy dầu mỡ), người ta thường sử dụng các loại vi sinh sau:

Bùn vi sinh

Bùn vi sinh (hay còn gọi là bùn hoạt tính) thường có màu nâu và cấu trúc bông xốp, dễ dàng hấp phụ chất hữu cơ và lắng xuống. Bùn vi sinh tập hợp nhiều loài vi sinh vật như vi khuẩn, nấm men, xạ khuẩn… khi được đưa vào bể xử lý, chúng bám dính với các hạt rắn lơ lửng, tạo thành bông bùn dễ dàng lắng xuống đáy. Nhờ quá trình đó, chất hữu cơ trong nước thải được phân giải và chuyển hóa thành những chất khoáng và dưỡng chất, góp phần cải thiện đáng kể chất lượng nước đầu ra.

Tùy theo điều kiện môi trường và mục tiêu xử lý, bùn vi sinh được chia thành ba nhóm cơ bản:

• Bùn hiếu khí: Loại bùn này có màu nâu sáng, chứa các vi sinh vật cần oxy để sinh trưởng. Chúng thường được sử dụng trong các bể Aerotank hoặc MBR. Môi trường lý tưởng để vi sinh hiếu khí hoạt động là pH dao động từ 6,5 – 8,5, nhiệt độ nước thải nằm trong khoảng 20 – 30°C.
• Bùn thiếu khí: Có màu nâu sẫm hơn, đặc trưng bởi việc tạo ra nhiều khí trong quá trình phân hủy. Khi vận hành, dễ quan sát hiện tượng bọt khí nổi lên bề mặt, khiến loại bùn này khó lắng xuống đáy như bùn hiếu khí.
• Bùn kỵ khí: Thường có màu đen sẫm, chứa các vi sinh vật phát triển trong môi trường không có oxy. Khi hoạt động, chúng sinh khí methane và các loại khí khác, dễ nhận biết qua hiện tượng bọt khí li ti xuất hiện. Nhóm này phát triển ổn định khi pH nằm trong khoảng 6,5 – 7,5 và nhiệt độ không vượt quá 35°C.

Nhờ sự đa dạng về chủng loại, bùn vi sinh có thể đáp ứng nhiều giai đoạn khác nhau trong xử lý nước thải: từ loại bỏ chất hữu cơ, giảm hợp chất chứa nitơ đến khử khí độc. Vì thế loại vi sinh này được ứng dụng phổ biến cho nhiều hệ thống xử lý nước thải với quy mô khác nhau.

Vi sinh dạng lỏng

Vi sinh dạng lỏng là một trong những sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong vận hành hệ thống xử lý nước thải nhờ khả năng phát huy hiệu quả gần như tức thì. Đây là dung dịch chứa các chủng vi sinh sống đã được nuôi cấy và ổn định trong môi trường dinh dưỡng chuyên biệt.

Điểm nổi bật của vi sinh dạng lỏng là thời gian thích nghi ngắn. Khi bổ sung trực tiếp vào bể hiếu khí hoặc bể anoxic, chúng gần như lập tức tham gia vào quá trình xử lý, phân hủy các hợp chất hữu cơ, khử mùi và hỗ trợ giảm nhanh BOD, COD.

Nhờ tính linh hoạt và hiệu quả nhanh, vi sinh dạng lỏng là giải pháp hữu ích trong công nghệ xử lý nước thải bằng vi sinh vật, đặc biệt ở những hệ thống cần sự ổn định liên tục. Tuy nhiên, để đạt hiệu quả tối đa, cần tuân thủ hướng dẫn bảo quản và liều lượng bổ sung, đồng thời kết hợp kiểm soát tải trọng, pH và oxy hòa tan trong bể sinh học.

Vi sinh dạng bột

Vi sinh dạng bột chứa vi sinh vật có lợi được sản xuất dưới dạng bột mịn và sấy khô bằng công nghệ đặc biệt để giữ khả năng sống của vi sinh vật.

Vi sinh dạng bột có khả năng bảo quản và dễ vận chuyển, hạn sử dụng lâu từ 6–12 tháng. Điều này giúp doanh nghiệp chủ động dự trữ và sử dụng theo kế hoạch lâu dài.

Nhìn chung, vi sinh dạng bột là lựa chọn tối ưu cho các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, khu công nghiệp và nhà máy chế biến thực phẩm – nơi cần sự ổn định lâu dài và có kế hoạch vận hành rõ ràng.

So sánh các loại vi sinh xử lý nước thải

Nguyên nhân làm chết vi sinh xử lý nước thải sinh hoạt và cách khắc phục

Mất cân bằng dinh dưỡng làm chết vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải

Mất cân bằng dinh dưỡng là nguyên nhân làm chết vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải.Vi sinh vật cần đảm bảo nguồn thức ăn, chất dinh dưỡng thì mới sống và phát triển ổn định.

Trong nước thải tồn tại các chất dinh dưỡng đa lượng như Nitơ, Photpho, Cacbon và các chất dinh dưỡng vi lượng như Natri, Kali, Sắt, Mangan… làm thức ăn cho vi sinh vật. Nên trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải cần quan tâm đến tỷ lệ chất dinh dưỡng phù hợp là BOD:N:P = 100:5:1.

Thường trong nước thải hàm lượng Cacbon sẽ bị thiếu dẫn đến thừa Nitơ và Photpho làm lệch tỷ lệ BOD:N:P dẫn đến vi sinh bị sốc tải và chết. Ngoài ra trong bể xử lý nước thải còn diễn ra sự cạnh tranh chất dinh dưỡng giữa các loài vi sinh vật dẫn đến tình trạng thiếu hụt nguồn dinh dưỡng.

Cách khắc phục: Điều chỉnh và duy trì tỷ lệ chất dinh dưỡng BOD:N:P = 100:5:1. Tiến hành bổ sung những chỉ số thiếu hụt. BOD được bổ sung bằng cách dùng mật rỉ đường, Nitơ có thể dùng Ure, và Photpho sẽ bổ sung DAP hoặc dùng axit H3PO4.

Thiếu oxy làm chết vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải

Nhu cầu oxy tùy vào tải trọng hữu cơ (BOD, COD) và nồng độ bùn trong bể phản ứng. Đối với bể hiếu khí, nồng độ oxy hòa tan tối ưu trong khoảng từ 2 – 4mg/l. Trong quá trình vận hành, kỹ thuật vận hành cần tiến hành đo nồng độ oxy hòa tan thường xuyên và tại nhiều vị trí khác nhau trong bể. Việc kiểm soát quá trình sục khí để đảm bảo nồng độ oxy hòa tan (DO) trong bể là rất quan trọng.

Khi hàm lượng oxy hòa tan trong nước thấp sẽ làm giảm hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm và chất lượng nước sau xử lý, giảm khả năng kết bông lắng của bùn hoạt tính, tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn sợi phát triển gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho hệ thống. Ngược lại, khi hàm lượng oxy hòa tan trong nước cao sẽ ngăn cản quá trình hình thành bông bùn, gây lãng phí điện năng.

Cách khắc phục: Tiến hành đo nồng độ oxy hòa tan thường xuyên để có những điều chỉnh thích hợp cho hệ thống nhằm kiểm soát các dấu hiệu bất thường của vi sinh vật và chất lượng nước thải đầu ra. Bạn đọc có thể tham khảo thêm ở bài viết “Nồng độ oxy hòa tan trong bể hiếu khí”.

Vi khuẩn sợi khiến chết vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải

Các vi khuẩn dạng sợi có thể ở bên trong, bên ngoài bông bùn hoặc trôi nổi tự do trong nước thải. Các vi sinh dạng sợi ở trong bông bùn giống như bọt biển, chúng phát triển mạnh tạo ra các kết dính giữ cho các cấu trúc bông bùn kết hợp lại với nhau và đóng thành từng mảng bùn. Quá trình kết dính này làm tăng diện tích tiếp xúc, nên khối kết dính không thể tự lắng nổi trên bề mặt. Các vi khuẩn sợi còn gây ra sự cố bung bùn khi nồng độ oxy hòa tan bị giới hạn, số lượng vi khuẩn hiếu khí giảm khi kích thước bông bùn tăng.

Cách khắc phục: Xử lý vi khuẩn dạng sợi bằng chất oxy hóa mạnh như Clo, H2O2, Ozon. Điều chỉnh lại pH nước thải đầu vào, cân bằng lại tỷ lệ các chất dinh dưỡng có trong nước thải và kiểm soát quá trình sục khí đảm bảo nồng độ oxy hòa tan trong bể.

Chất độc và pH nước thải thay đổi đột ngột

Khi trong nước có các chất độc thì bông bùn sẽ khó lắng hoặc dẫn đến vi sinh bị chết. Các chất độc có thể phát sinh trong quá trình tẩy rửa và vệ sinh, các chất hoạt động bề mặt gây ức chế quá trình phát triển của vi sinh vật.

Trong công trình khi tổng vệ sinh sử dụng số lượng lớn chất tẩy rửa làm mất cân bằng dinh dưỡng, ảnh hưởng pH. Chưa kể một số nhà sản xuất sử dụng chất tẩy rửa không tuân thủ về thành phần trong sản phẩm. Họ sử dụng các hóa chất gây ức chế vi khuẩn nói chung và vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải nói riêng.

Cách khắc phục: Xác định và cô lập xử lý nguồn thải ra các chất độc làm ảnh hưởng đến hệ vi sinh. Tiến hành bơm nước pha loãng nồng độ các chất độc có trong hệ thống. Đồng thời, bổ sung thêm bùn vi sinh hoặc chế phẩm vi sinh cho hệ thống để tăng lượng vi sinh có lợi trong bể vi sinh.

Có thể thấy, vi sinh xử lý nước thải đóng vai trò cốt lõi giúp nâng cao hiệu quả của toàn hệ thống. Vi sinh xử lý nước thải khỏe mạnh là chìa khóa để hệ thống sinh hoạt vận hành ổn định, đạt chuẩn đầu ra với chi phí tối ưu. Công Ty TNHH Kỹ Thuật NTS là đơn vị có hơn 12 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước và môi trường, chuyên cung cấp các giải pháp phù hợp với từng nhu cầu khách hàng. Liên hệ ngay để được khảo sát và tư vấn miễn phí!