BÙN HOẠT TÍNH LẮNG KÉM: 6 NGUYÊN NHÂN KHIẾN NƯỚC SAU XỬ LÝ BỊ ĐỤC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC

Trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh học, hiện tượng bùn hoạt tính lắng kém, bùn nổi hoặc bùn trôi theo dòng nước ra là một trong những sự cố khiến nhiều doanh nghiệp đau đầu.

Đặc biệt, khi bể lắng thứ cấp không giữ được lượng bùn sinh học, nước sau xử lý thường xuất hiện tình trạng đục, có nhiều cặn lơ lửng (TSS), thậm chí khiến chất lượng nước đầu ra không đạt yêu cầu.

Vậy tại sao bùn hoạt tính lại lắng kém? Nguyên nhân xuất phát từ vi sinh vật, điều kiện vận hành hay chính thiết kế của bể lắng?

Hãy cùng Dương Vinh tìm hiểu 6 nguyên nhân phổ biến và giải pháp khắc phục trong bài viết dưới đây.

1. Bùn hoạt tính lắng kém là gì?

Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật, chủ yếu tồn tại dưới dạng các bông bùn sinh học (Floc), có nhiệm vụ phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải.

Sau quá trình xử lý sinh học, hỗn hợp nước và bùn được đưa đến bể lắng thứ cấp. Tại đây, các bông bùn cần có khả năng kết dính tốt, đủ khối lượng và cấu trúc phù hợp để lắng xuống đáy bể.

Khi bùn hoạt tính lắng kém, các bông bùn có thể:

• Lắng chậm, không tạo được lớp bùn rõ ràng.
• Bông bùn nhỏ, rời rạc, dễ bị cuốn theo dòng nước.
• Bùn nổi trên bề mặt bể lắng.
• Bùn bị trôi ra ngoài theo đường nước sau xử lý.

Hệ quả: Nước đầu ra trở nên đục, hàm lượng chất rắn lơ lửng tăng cao, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý và khả năng đáp ứng yêu cầu xả thải.

2. Sáu nguyên nhân khiến bùn hoạt tính lắng kém

Nguyên nhân 1: Vi sinh vật dạng sợi phát triển quá mức

Đây là một trong những nguyên nhân thường gặp gây ra hiện tượng bùn nở (Sludge Bulking).

Trong điều kiện vận hành không phù hợp, một số nhóm vi sinh vật dạng sợi có thể phát triển mạnh hơn mức bình thường. Các sợi vi sinh phát triển quá mức làm cản trở quá trình kết dính và lắng của bông bùn.

Dấu hiệu nhận biết:

• Bông bùn có cấu trúc xốp, kích thước lớn nhưng nhẹ.
• Bùn lắng chậm, thể tích bùn sau lắng tăng.
• Lớp bùn có xu hướng chiếm nhiều thể tích trong ống đong lắng.
• Nước phía trên lớp bùn có thể bị đục.

Hướng khắc phục:

• Kiểm tra nồng độ oxy hòa tan (DO) trong bể sinh học.
• Đánh giá tỷ lệ dinh dưỡng giữa Carbon, Nitơ và Photpho.
• Kiểm tra tải lượng hữu cơ đầu vào.
• Đánh giá tuổi bùn và điều kiện vận hành của hệ thống.
• Kiểm tra thành phần vi sinh bằng phương pháp soi kính hiển vi khi cần thiết.

Lưu ý: Không nên sử dụng hóa chất diệt vi sinh hoặc áp dụng biện pháp kiểm soát vi khuẩn dạng sợi một cách tùy tiện khi chưa xác định chính xác nguyên nhân.

Nguyên nhân 2: Bông bùn sinh học quá nhỏ hoặc bị phân tán

Không phải lúc nào bùn lắng kém cũng do bùn nở. Trong một số trường hợp, bùn sinh học bị phân tán thành những hạt nhỏ, không hình thành được các bông bùn có cấu trúc ổn định.

Hiện tượng này thường được gọi là phân tán bùn (Dispersed Growth) hoặc hình thành bông bùn nhỏ (Pin Floc).

Nguyên nhân có thể bao gồm:

• Điều kiện sinh trưởng của vi sinh vật không ổn định.
• Tải lượng hữu cơ hoặc tỷ lệ F/M không phù hợp.
• Tuổi bùn quá thấp.
• Độc chất hoặc hóa chất đầu vào gây ảnh hưởng đến hệ vi sinh.
• Điều kiện khuấy trộn và sục khí không phù hợp.

Dấu hiệu nhận biết:

• Bùn có nhiều hạt nhỏ li ti.
• Nước phía trên lớp bùn vẫn đục dù phần bùn lớn đã lắng xuống.
• Cặn mịn dễ bị cuốn theo dòng nước ra khỏi bể lắng.

Hướng khắc phục:

• Kiểm tra MLSS và tuổi bùn.
• Đánh giá tải lượng hữu cơ đầu vào.
• Kiểm tra sự thay đổi bất thường của nước thải.
• Điều chỉnh chế độ xả bùn và vận hành sinh học phù hợp.

Nguyên nhân 3: Tải lượng nước thải và chất hữu cơ đầu vào biến động đột ngột

Hệ thống xử lý nước thải thường được thiết kế theo một lưu lượng và tải lượng ô nhiễm nhất định.

Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm có thể thay đổi theo ca làm việc, thời gian sản xuất hoặc quy trình vệ sinh thiết bị.

Khi tải lượng hữu cơ tăng đột ngột, hệ vi sinh có thể không kịp thích nghi, dẫn đến mất cân bằng trong quá trình phân hủy sinh học.

Dấu hiệu nhận biết:

• Nước thải đầu vào thay đổi màu sắc hoặc mùi bất thường.
• Bể sinh học xuất hiện nhiều bọt.
• DO giảm nhanh khi tải lượng hữu cơ tăng.
• Bùn lắng kém sau những thời điểm sản xuất cao điểm.

Hướng khắc phục:

• Kiểm tra lưu lượng và tải lượng ô nhiễm đầu vào.
• Đảm bảo bể điều hòa hoạt động hiệu quả.
• Kiểm soát việc xả thải theo từng đợt sản xuất.
• Theo dõi các thông số COD, BOD, pH và DO.
• Điều chỉnh chế độ vận hành để hệ vi sinh thích nghi dần với tải lượng mới.

Nguyên nhân 4: Nồng độ oxy hòa tan (DO) không phù hợp

Oxy hòa tan là yếu tố quan trọng đối với hoạt động của vi sinh vật hiếu khí.

Khi DO quá thấp, quá trình phân hủy chất hữu cơ có thể bị hạn chế, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho một số nhóm vi sinh vật không mong muốn phát triển.

Ngược lại, sục khí quá mạnh hoặc không phù hợp cũng có thể làm ảnh hưởng đến cấu trúc bông bùn trong một số hệ thống.

Dấu hiệu nhận biết:

• Bùn sinh học có màu sắc hoặc trạng thái bất thường.
• Bể sinh học có mùi khó chịu.
• Bông bùn yếu, dễ bị phá vỡ.
• DO tại các vị trí trong bể không đồng đều.

Hướng khắc phục:

• Kiểm tra DO tại nhiều vị trí trong bể sinh học.
• Kiểm tra máy thổi khí, đĩa phân phối khí và đường ống.
• Điều chỉnh lưu lượng khí theo tải lượng thực tế.
• Kiểm tra khả năng khuấy trộn và phân phối oxy trong toàn bộ bể.

Không nên áp dụng một mức DO cố định cho mọi hệ thống. Giá trị vận hành cần căn cứ vào công nghệ, tải lượng ô nhiễm và đặc tính nước thải.

Nguyên nhân 5: Tuổi bùn và chế độ xả bùn không hợp lý

Tuổi bùn (SRT) là thời gian trung bình mà sinh khối vi sinh vật được duy trì trong hệ thống.

Nếu tuổi bùn quá thấp, vi sinh vật chưa kịp phát triển ổn định đã bị thải ra ngoài. Điều này có thể làm giảm khả năng hình thành bông bùn.

Ngược lại, tuổi bùn quá cao có thể khiến bùn già, hoạt tính sinh học thay đổi và xuất hiện các vấn đề về cấu trúc bông bùn tùy điều kiện vận hành.

Dấu hiệu nhận biết:

• Nồng độ MLSS thay đổi bất thường.
• Lượng bùn tuần hoàn và bùn dư không ổn định.
• Bùn lắng chậm hoặc xuất hiện nhiều cặn mịn.
• Hiệu quả xử lý sinh học biến động.

Hướng khắc phục:

• Kiểm tra nồng độ MLSS trong bể sinh học.
• Tính toán và theo dõi tuổi bùn SRT.
• Kiểm tra lưu lượng bùn tuần hoàn (RAS).
• Điều chỉnh lượng bùn dư (WAS) theo tình trạng thực tế.
• Duy trì lượng sinh khối phù hợp với tải lượng xử lý.

Việc xả bùn cần được kiểm soát dựa trên các thông số vận hành, không nên xả theo cảm tính hoặc chỉ dựa vào màu sắc của bùn.

Nguyên nhân 6: Bể lắng thứ cấp hoạt động không hiệu quả

Một nguyên nhân quan trọng thường bị bỏ qua là sự cố không xuất phát từ bể sinh học mà nằm ngay tại bể lắng thứ cấp.

Ngay cả khi bùn sinh học có khả năng lắng tốt, nước đầu ra vẫn có thể bị đục nếu bể lắng không đáp ứng điều kiện thủy lực và khả năng tách bùn.

Các vấn đề thường gặp:

• Lưu lượng nước vào vượt quá khả năng thiết kế.
• Tải trọng bề mặt của bể lắng quá cao.
• Phân phối nước vào bể không đồng đều.
• Hệ thống thu nước đầu ra bị tắc nghẽn hoặc phân phối không đều.
• Thiết bị gạt bùn hoạt động không ổn định.
• Lớp bùn đáy tích tụ quá dày.

Hướng khắc phục:

• Kiểm tra lưu lượng thực tế và tải trọng bề mặt.
• Kiểm tra hệ thống phân phối nước đầu vào.
• Kiểm tra máng thu nước và thiết bị gạt bùn.
• Theo dõi chiều cao lớp bùn trong bể lắng.
• Kiểm tra lưu lượng bùn tuần hoàn và bùn dư.
• Đánh giá lại khả năng đáp ứng của bể lắng nếu hệ thống đã tăng công suất.

3. Cách kiểm tra và xác định chính xác nguyên nhân bùn lắng kém

Khi xảy ra sự cố, doanh nghiệp không nên vội vàng bổ sung hóa chất hoặc tăng lượng bùn tuần hoàn mà chưa xác định được nguyên nhân.

Một quy trình kiểm tra có hệ thống sẽ giúp tiết kiệm thời gian và hạn chế phát sinh chi phí vận hành không cần thiết.

Dương Vinh đề xuất kiểm tra theo các bước sau:

Bước 1: Kiểm tra khả năng lắng của bùn

Lấy mẫu hỗn hợp bùn và nước trong bể sinh học, cho vào ống đong hoặc bình định lượng phù hợp để theo dõi khả năng lắng theo thời gian.

Quan sát:

• Tốc độ lắng của bùn.
• Thể tích bùn sau 30 phút.
• Độ trong của lớp nước phía trên.
• Hình dạng và cấu trúc bông bùn.

Bước 2: Kiểm tra các thông số vận hành

Các thông số cần theo dõi gồm:

Thông số	Mục đích kiểm tra
DO	Đánh giá điều kiện oxy
pH	Kiểm tra môi trường sinh trưởng
MLSS	Đánh giá nồng độ bùn
SVI	Đánh giá đặc tính lắng của bùn
COD, BOD	Đánh giá tải lượng hữu cơ
SRT	Đánh giá tuổi bùn
RAS, WAS	Kiểm soát tuần hoàn và xả bùn

Bước 3: Kiểm tra đặc điểm vi sinh

Trong trường hợp cần thiết, tiến hành soi kính hiển vi để đánh giá cấu trúc bông bùn, sự phát triển của vi sinh vật dạng sợi và các dấu hiệu bất thường.

Bước 4: Kiểm tra hệ thống bể lắng

Đánh giá tình trạng phân phối nước, máng thu nước, thiết bị gạt bùn, chiều cao lớp bùn và điều kiện thủy lực.

Bước 5: Tổng hợp kết quả và đưa ra phương án xử lý

Sau khi có dữ liệu thực tế, cần xác định nguyên nhân chính, nguyên nhân phụ và lựa chọn phương án điều chỉnh phù hợp.

4. Những sai lầm cần tránh khi xử lý sự cố bùn lắng kém

Trong quá trình khắc phục sự cố, một số thao tác thiếu kiểm soát có thể khiến tình trạng hệ thống trở nên nghiêm trọng hơn.

Doanh nghiệp cần tránh:

• Tăng sục khí tùy tiện: Không phải cứ DO càng cao thì bùn càng dễ lắng.
• Bổ sung vi sinh liên tục: Nếu nguyên nhân là độc chất, thiếu dinh dưỡng hoặc quá tải, việc bổ sung vi sinh không giải quyết được gốc rễ vấn đề.
• Tăng hóa chất keo tụ, tạo bông không kiểm soát: Có thể hỗ trợ tách cặn trong một số trường hợp nhưng không thay thế việc ổn định quá trình sinh học.
• Xả bùn quá nhiều: Có thể làm giảm sinh khối và ảnh hưởng đến khả năng xử lý.
• Chỉ xử lý phần nước đầu ra: Cần kiểm tra toàn bộ quá trình từ bể điều hòa, bể sinh học đến bể lắng.

Nguyên tắc quan trọng là phải xác định đúng nguyên nhân trước khi điều chỉnh chế độ vận hành.

5. Dương Vinh – Tư vấn kiểm tra, cải tạo và tối ưu hệ thống xử lý nước thải

Một hệ thống xử lý nước thải hoạt động hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào công nghệ được lựa chọn mà còn nằm ở sự ổn định của quá trình vận hành.

Đối với sự cố bùn hoạt tính lắng kém, việc xử lý cần được đánh giá đồng bộ từ chất lượng nước đầu vào, điều kiện sinh học, chế độ tuần hoàn bùn đến khả năng làm việc của bể lắng.

Với định hướng tư vấn, thiết kế, thi công và cải tạo hệ thống xử lý nước thải, Dương Vinh hướng đến các giải pháp phù hợp với đặc điểm nước thải và điều kiện vận hành thực tế của từng doanh nghiệp.

Các hạng mục hỗ trợ bao gồm:

• Kiểm tra, đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước thải.
• Phân tích nguyên nhân sự cố trong công đoạn sinh học.
• Tư vấn điều chỉnh chế độ vận hành và quản lý bùn.
• Đề xuất giải pháp cải tạo công trình và thiết bị.
• Tối ưu hiệu quả xử lý và chi phí vận hành.

Đừng để một sự cố bùn lắng kém kéo theo hàng loạt vấn đề về chất lượng nước đầu ra. Xác định đúng nguyên nhân ngay từ đầu chính là bước quan trọng để duy trì hệ thống vận hành ổn định và bền vững.

Liên hệ Dương Vinh để được tư vấn và hỗ trợ kỹ thuật:

• Hotline: 0989 188 034
• Website: https://enviduongvinh.com

DƯƠNG VINH – Tư vấn, thiết kế, thi công và cải tạo hệ thống xử lý nước thải.

Chất lượng – Tận tâm – Tiết kiệm.

6. Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Tại sao bùn hoạt tính lắng kém khiến nước đầu ra bị đục?

Do các bông bùn không lắng xuống đáy bể hiệu quả, một phần chất rắn lơ lửng bị cuốn theo dòng nước ra ngoài, làm tăng độ đục và TSS.

2. Bùn nổi trong bể lắng có phải do vi sinh vật dạng sợi không?

Không nhất thiết. Bùn nổi có thể liên quan đến hiện tượng khử nitrat tạo khí nitơ trong lớp bùn, bùn nở hoặc các vấn đề thủy lực. Cần kiểm tra thực tế để xác định nguyên nhân.

3. Chỉ số SVI có ý nghĩa gì trong vận hành hệ thống xử lý nước thải?

SVI (Sludge Volume Index) là chỉ số thể tích bùn, thường được sử dụng để đánh giá đặc tính lắng và độ nén của bùn hoạt tính. SVI cần được xem xét cùng MLSS, kết quả lắng và tình trạng thực tế của hệ thống.

4. Có nên bổ sung vi sinh khi bùn hoạt tính lắng kém không?

Không nên bổ sung vi sinh một cách tự động. Trước tiên cần kiểm tra DO, pH, tải lượng hữu cơ, tuổi bùn và dấu hiệu độc tính để xác định hệ thống có thực sự thiếu sinh khối hay không.