Bùn vi sinh là gì? Phân loại và ứng dụng

Ngày nay, để phục vụ hoạt động xử lý nước thải người ta có những ứng dụng liên quan tới bùn vi sinh. Đây là loại bùn được đánh giá cao bởi tính hiệu quả và an toàn của nó. Vậy chính xác thì bùn vi sinh là gì? Chúng được phân loại như thế nào và ứng dụng cụ thể ra sao? Hãy cùng tham khảo những thông tin sau nhé!

1. Bùn vi sinh là gì?

Bùn vi sinh (Bùn hoạt tính) là một loại bùn có chứa các vi sinh vật, trong đó phần lớn là các loại vi khuẩn. Tương tự khái niệm bùn thông thường, các vi sinh vật đó sẽ kết dính tạo thành dạng bông, có màu nâu và lắng cặn. Các vi khuẩn có kích thước rất nhỏ, chỉ khoảng 3-150 µm. Ngoài ra, bùn vi sinh cũng có tồn tại các loại vi sinh vật sống như nấm men và một vài loại chất rắn chiếm tới 40%.

Đây là loại bùn được các nhà khoa học đánh giá là có thể phân hủy các chất hữu cơ một cách hiệu quả. Sau đó các vi sinh vật trong bùn sẽ sử dụng các chất phân hủy đó làm chất dinh dưỡng. Vì vậy, loại bùn này có cơ chế làm sạch nước với tốc độ khá nhanh và hiệu quả tương đối tốt.

2. Phân loại bùn vi sinh

Ngày nay, người ta đang sử dụng bùn vi sinh hay bùn hoạt tính dưới 3 dạng cơ bản. Đó là bùn vi sinh hiếu khí, bùn kỵ khí và bùn thiếu khí.

2.1. Bùn hiếu khí

Bùn hiếu khí là loại bùn vi sinh được ứng dụng để xử lý nước có áp dụng công nghệ sinh học hiếu khí. Nó được dùng cho các bể như Aerotank, MBBR,…

Các đặc điểm tiêu biểu của bùn hiếu khí có thể kể đến:

• Màu sắc: nâu nhạt, hơi sáng
• Trạng thái: bùn hiếu khí thường tồn tại ở dạng lơ lửng, sau đó chuyển qua thể bông bùn. Những bông bùn đó thường nặng hơn nước nên có xu hướng lắng đọng xuống đáy bể.

Để bùn hiếu khí duy trì được trạng thái và tồn tại được thì điều kiện môi trường của bể nước cần có:

• Độ pH: phải đạt từ 6,5 đến 8,5
• DO: nồng độ oxy trong môi trường phải duy trì được ở mức 2 – 4 mg/l
• Nhiệt độ: 20 – 30 º C. Đặc biệt, nếu nhiệt độ cao hơn 40 º C thì vi sinh vật trong bùn hiếu khí sẽ chết.
• Dinh dưỡng: Bùn hiếu khí yêu cầu tỉ lệ dinh dưỡng của 3 thành phần BOD:N:P phải luôn ở ngưỡng 100:5:1. Bên cạnh đó, nó cũng cần hỗ trợ từ một số nguyên tố vi lượng như Kali, Canxi, Sắt,…
• Nồng độ: trung bình

2.2. Bùn kỵ khí

Bùn vi sinh kỵ khí thường xuất hiện trong hầu hết các bể kỵ khí để phục vụ cho hoạt động xử lý chất thải. Đặc điểm nhận biết của loại bùn này như sau:

• Màu sắc: đen, tối màu nhất trong 3 dạng bùn hoạt tính.
• Khi đựng bùn kỵ khí vào các loại chai, can thì trong khoảng thời gian 1 đến 2 ngày tiếp theo, các chai, can đó có xu hướng phồng to hơn. Nguyên do là bùn kỵ khí đã tạo ra khí metan. Và nếu chúng ta đốt khí đấy sẽ tạo ra những ánh lửa màu xanh.

Bùn kỵ khí tồn tại dưới 2 dạng là:

• Bùn lơ lửng: Khi máy trộn hoạt động, nó khuấy và tạo ra dòng chảy, làm bùn kỵ khí trở nên lơ lửng trong bể.
• Bùn hạt: Là dạng bông bùn to, có độ lắng cặn rất nhanh. Và hạt bùn càng to tức là vi sinh vật trong bùn phát triển càng tốt.

Điều kiện môi trường thuận lợi cho bùn kỵ khí là:

• Độ pH: 6,5 – 7,5
• Dinh dưỡng: Tỷ lệ COD:N:P được duy trì là 350:5:1.
• Nguồn nước không chứa các chất hóa học độc hại.
• Nhiệt độ: Nhỏ hơn hoặc bằng 35 º C.

2.3. Bùn thiếu khí

Khác với bùn hiếu khí, bùn thiếu khí là loại bùn hoạt tính được ứng dụng chủ yếu trong các bể anoxic thay vì bể nước. Đặc điểm của bùn vi sinh thiếu khí bao gồm:

• Màu sắc: nâu sẫm, tối màu hơn bùn hiếu khí
• Kích thước: về mặt cấu tạo, bông bùn của bùn thiếu khí thường sẽ to hơn so với bùn hiếu khí. Do vậy, tốc độ lắng cặn cũng nhanh hơn hẳn.

Ngoài ra, chúng ta có thể dễ dang quan sát được các bọt khí có trong những bông bùn thiếu khí. Mỗi khi lắng xuống tầm 30 phút, các bọt khí này sẽ lớn dần, làm cho bông bùn nhẹ hơn và nổi lên trên. Bên cạnh đó, nếu sử dụng dụng cụ thủy tinh để khuấy bùn thiếu khí, các bông bùn khi đó sẽ vỡ ra ngay và biến thành các bọt khí.

3. Cần điều kiện môi trường như thế nào để bùn vi sinh phát triển tốt?

3.1. Trước khi sử dụng bùn hoạt tính

Người dùng cần lưu ý công đoạn loại bỏ bùn gốc vốn có. Từ đó mới có thể tạo điều kiện tốt nhất cho các vi sinh vật phát triển, có hoạt tính cao và lắng đọng tốt.

3.2. Trong giai đoạn sử dụng

Một số lưu ý cần có khi bắt tay vào dùng bùn vi sinh là:

Điều kiện bể chứa nước thải hoàn toàn không được có bất kỳ chất độc hại nào có khả năng tiêu diệt hay ức chế hết những vi sinh vật có sẵn.

Theo dõi và quản lý điều kiện môi trường bằng hai chỉ số căn bản là COD và BOD. Trong đó, tỉ lệ COD/BOD nhỏ hơn hoặc bằng 2; hoặc BOD/COD lớn hơn hoặc bằng 5 được xem là con số cần có để duy trì trạng thái tốt nhất của bùn vi sinh.

Các chất hữu cơ sẵn có của nguồn nước thải phải dễ bị oxy hóa. Điều này sẽ hỗ trợ phát triển nguồn cacbon, tạo năng lượng hiệu quả cho vi sinh vật.

Ngoài ra, nhiệt độ, độ pH, mức oxy,… trong môi trường cũng phải đạt mức nhất định và trong giới hạn cụ thể để duy trì được trạng thái phát triển của vi sinh vật trong bùn hoạt tính.

4. Các sự cố thường thấy khi sử dụng bùn vi sinh

4.1. Bung bùn

Nguyên nhân: Hiện tượng bung bùn rất thường thấy vì tình trạng duy trì chất dinh dưỡng không ổn định. Những chỉ số đo lường, kiểm soát như DO, pH bị thấp (<6) khiến vi sinh vật bị ức chế, từ đó tạo thành các bông bùn, gây bành trướng và bung bùn.

Cách khắc phục: Để đưa bùn hoạt tính về trạng thái ổn định, người ta sử dụng ba phương pháp như sau:

• Điều chỉnh cân bằng các chất dinh dưỡng
• Tăng tỉ lệ tuần hoàn của bùn vi sinh
• Tăng độ pH trong bùn lên tới mức 7

4.2. Lên bùn

Đây là hiện tượng bùn nổi lên mặt nước. Nguyên nhân chủ yếu xuất phát từ hoạt động khử Nitrat quá mức. Từ đó gây ra hiện tượng bị thiếu oxy của các bể lắng.

Cách khắc phục: Người sử dụng đầu tiên phải kiểm soát và đo lường nồng độ Nitrat có trong bể chứa. Sau đó có thể lựa chọn tăng tỷ lệ tuần hoàn của bùn, hoặc chỉ số DO. Nếu tình trạng bùn vẫn chưa được xử lý triệt để thì khi đó cần cân nhắc giảm SRT.

4.3. Xuất hiện bọt, váng bùn

Tình trạng này thường xuất hiện khi nước thải đưa vào bể chứa có nồng độ chất hoạt động cao hơn bình thường.

Cách khắc phục:

• Tăng chỉ số F/M lên mức cao hơn trước đó
• Tắt sục khí nếu đó là bể hiếu khí, tắt máy khuấy nếu đó là bể thiếu khí.

5. Lời kết

Trên đây là những thông tin cơ bản về bùn vi sinh (bùn hoạt tính) cùng những sự cố và cách khắc phục thường thấy trong hoạt động xử lý nước thải. Hy vọng Tổng Kho Valve đã mang lại cho bạn đọc nhiều điều hữu ích.