Trong hầu hết các hệ thống xử lý nước thải sinh học, đặc biệt là quy trình bùn hoạt tính (activated sludge), vi sinh vật đóng vai trò trung tâm: chúng phân hủy chất hữu cơ, chuyển hóa nitơ, hỗ trợ loại bỏ phốt pho. Tuy nhiên, việc quản lý bùn hoạt tính không đơn giản. Mất cân bằng oxy, dinh dưỡng hoặc tải hữu cơ có thể gây ra nhiều sự cố: bùn khó lắng, bọt dày, mùi hôi, hiệu suất COD/BOD giảm, vượt chuẩn xả thải.
Bài viết này tổng hợp những khó khăn thường gặp với bùn hoạt tính khi vận hành hệ thống xử lý nước thải, nguyên nhân gốc rễ và giải pháp khắc phục.
1. Bùn hoạt tính là gì? Thành phần và vai trò trong xử lý nước thải
Bùn hoạt tính là tập hợp quần thể vi sinh (bao gồm vi khuẩn dị dưỡng, vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn tích lũy phốt pho…) tạo thành các floc bùn trong điều kiện hiếu khí. Các floc này có cấu trúc xốp, giúp hấp phụ, giữ lại chất rắn lơ lửng và phân hủy các hợp chất hữu cơ hòa tan.
Bùn hoạt tính đóng vai trò cực kỳ quan trọng vì nó không chỉ xử lý chất hữu cơ mà còn tham gia vào chu trình nitơ và phốt pho. Khi được duy trì ở điều kiện thích hợp, bùn hoạt tính giúp tăng hiệu quả lắng, giảm hiện tượng tràn bùn và đảm bảo nước đầu ra đạt chuẩn.
Vai trò chính của bùn hoạt tính trong hệ thống xử lý nước thải:
- Oxy hóa và phân hủy các hợp chất hữu cơ (BOD, COD) thành CO₂ và nước.
- Nitrat hóa amonia, kết hợp khử nitrat để loại bỏ N.
- Tích lũy hoặc loại bỏ phốt pho nhờ vi sinh vật chuyên biệt.
- Hình thành bùn có khả năng lắng trong bể lắng thứ cấp, duy trì chất lượng nước đầu ra ổn định.
Chất lượng bùn hoạt tính phụ thuộc vào cấu trúc floc, mật độ vi sinh, và điều kiện vận hành. Một hệ bùn khỏe mạnh sẽ giúp nâng cao hiệu quả xử lý và kéo dài tuổi thọ của toàn bộ hệ thống.
2. Các chỉ số vận hành quan trọng cần theo dõi khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính
| Chỉ tiêu | Ý nghĩa | Khoảng tham chiếu |
|---|---|---|
| MLSS | Chất rắn lơ lửng trong bể – đại diện cho nồng độ MLSS, phản ánh mật độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank; ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng xử lý, nitrat hóa và cân bằng tải | 2.000 – 4.500 |
| SVI | Khả năng lắng bùn – chỉ tiêu đánh giá mức độ lắng của bùn hoạt tính thông qua chỉ số SVI; SVI cao thể hiện nguy cơ phình bùn và ảnh hưởng đến chất lượng nước đầu ra | 80–150 tốt; >200 nguy cơ phình |
| F/M | Tải hữu cơ trên bùn – tỷ lệ F/M phản ánh lượng chất hữu cơ cung cấp cho mỗi khối lượng bùn hoạt tính; nếu quá cao vi sinh bị sốc, quá thấp dẫn đến bùn đói, giảm hiệu suất | 0,05 – 0,5 |
| DO | Oxy hòa tan (DO) – chỉ tiêu quan trọng để đảm bảo vi sinh hiếu khí hoạt động hiệu quả, giúp ngăn ngừa phát sinh mùi và ổn định quá trình xử lý | ≥2,0 |
| Tuổi bùn | Ổn định sinh khối, duy trì sự phát triển bền vững của vi sinh, tránh bùn già và suy giảm hiệu suất; ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng nitrat hóa và loại bỏ phốt pho | 5–20 ngày |
3. 5 Sự cố thường gặp với bùn hoạt tính khi vận hành hệ thống xử lý nước thải
3.1. Phình bùn (Bulking)
Hiện tượng phình bùn xảy ra khi chỉ số SVI tăng cao, nước trong bể lắng trở nên đục và bùn lắng chậm.
Nguyên nhân có thể là thiếu dinh dưỡng (N, P), DO thấp, F/M thấp hoặc xuất hiện vi khuẩn dạng sợi phát triển quá mức. Điều này làm suy giảm khả năng lắng, gây tràn bùn ra ngoài.
Giải pháp: bao gồm cân bằng dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD:N:P, tăng cường oxy hòa tan bằng điều chỉnh sục khí, khử bớt vi khuẩn sợi bằng sốc clo hoặc điều chỉnh chế độ vận hành thiếu khí để kiểm soát.
3.2. Bọt bùn (Foaming)
Bọt bùn xuất hiện dưới dạng lớp bọt nâu dày nổi trên bề mặt bể Aerotank hoặc bể lắng.
Nguyên nhân chính là sự phát triển của vi khuẩn dạng sợi như Nocardia hoặc Microthrix parvicella, thường do bùn già, nhiều dầu mỡ hoặc chất hoạt động bề mặt trong nước thải.
Giải pháp: duy trì tuổi bùn hợp lý bằng xả bùn già, loại bỏ dầu mỡ trước khi vào bể sinh học, bổ sung bùn trẻ, và điều chỉnh hệ thống sục khí để phá bọt.
3.3. Bùn khó lắng
Khi bùn hoạt tính khó lắng, TSS đầu ra cao và bùn dễ bị trôi ra ngoài.
Nguyên nhân thường là tải thủy lực hoặc tải hữu cơ đột biến, thiết kế phân phối dòng chưa hợp lý hoặc bùn dạng sợi.
Giải pháp: sử dụng bể điều hòa để ổn định lưu lượng và tải, điều chỉnh tỉ lệ hồi lưu bùn để giữ MLSS ổn định, bổ sung hóa chất keo tụ nếu cần thiết và kiểm soát mật độ vi sinh.
3.4. Dao động MLSS và tuổi bùn
MLSS dao động mạnh sẽ làm thay đổi hiệu suất xử lý. Nguyên nhân do xả bùn không đều, tải đột biến hoặc hệ thống thiếu tự động hóa.
Giải pháp: thiết lập chế độ xả bùn ổn định theo tính toán tuổi bùn, sử dụng thiết bị đo MLSS online để điều chỉnh chính xác, đảm bảo F/M và DO luôn ở mức chuẩn.
3.5. Sốc tải hữu cơ
Đây là sự cố nghiêm trọng khiến DO tụt nhanh, BOD/COD tăng cao. Nguyên nhân do dòng thải từ sản xuất, hóa chất tẩy rửa hoặc mưa lớn gây loãng đột ngột.
Giải pháp: lắp đặt bể điều hòa cân bằng tải, áp dụng hệ thống cảnh báo SCADA để giám sát theo thời gian thực, tuần hoàn nội bộ và bổ sung chất kiềm hoặc dinh dưỡng khi cần thiết.
Nói tóm lại:
Phần lớn sự cố trong hệ thống xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính xuất phát từ mất cân bằng tải, thiếu oxy, thiếu dinh dưỡng hoặc vận hành sai, dẫn đến giảm hiệu suất xử lý và nguy cơ vi phạm quy chuẩn xả thải.
Để đảm bảo vận hành ổn định, người vận hành cần không chỉ theo dõi thường xuyên các thông số MLSS, SVI, F/M, DO mà còn đánh giá cấu trúc bùn, điều chỉnh tuổi bùn phù hợp, kiểm soát nồng độ chất dinh dưỡng và duy trì hệ vi sinh khỏe mạnh.
Bên cạnh đó, áp dụng tự động hóa trong giám sát và cảnh báo sớm sự cố sẽ giúp tăng tính bền vững cho toàn bộ hệ thống.
Xem thêm: Phân loại và xử lý rác hữu cơ – Hướng đi bền vững trong nông nghiệp
Xem thêm: 5+ Sự cố hệ thống MBR thường gặp: Nguyên nhân và biện pháp khắc phục
Dịch vụ xử lý chất thải – Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh
Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh với đội ngũ thạc sỹ, kỹ sư giàu kinh nghiệm đã đầu tư nghiên cứu, đánh giá kỹ lưỡng các công nghệ xử lý và tìm các phương án xử lý chất lượng tốt nhất, chi phí hợp lý trong thời gian ngắn nhất. Sự hiểu biết và tận tâm của đội ngũ là yếu tố quan trọng giúp chúng tôi đảm bảo hiệu quả và an toàn cho từng dự án.
Quý doanh nghiệp có nhu cầu hợp tác công ty hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0943.466.579 để nhận được sự hỗ trợ nhanh nhất và tận tình nhất.
Nhận xét bài viết!