Trong xử lý nước thải thì xử lý sinh học là phương pháp được sử dụng phổ biến hơn cả. Còn trong xử lý sinh học thì sự phát triển tốt của vi sinh sẽ là yếu tố quan trọng để chất lượng nước thải đầu ra được đảm bảo. Ngoài những yếu tố cần quan tâm như chỉ số pH, nhiệt độ, DO hòa tan trong bể thì chất dinh dưỡng (tỷ lệ BOD:N:P) đóng một vai trò quan trọng đối với sự phát triển của vi sinh. Vậy tỷ lệ BOD:N:P trong nước thải phản ánh điều gì? Cùng Biogency tìm hiểu ở bài viết dưới đây nhé!
BOD, N, P có vai trò gì trong hệ thống xử lý nước thải?
– Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)
BOD hay còn gọi là nhu cầu oxy sinh hóa, là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn sống và hoạt động để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải.
BOD được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật môi trường. Nó là chỉ tiêu xác định mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt và công nghiệp qua chỉ số oxy dùng để khoáng hóa các chất hữu cơ…Ngoài ra BOD còn là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để kiểm soát ô nhiễm dòng chảy.
BOD còn liên quan đến việc đo lượng oxy tiêu thụ do vi sinh vật khi phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải. Do đó BOD còn được ứng dụng để ước lượng công suất các công trình xử lý sinh học cũng như đánh giá hiệu quả của các công trình đó.
>>> Xem thêm: Mối liên hệ giữa cBOD và BOD5 trong nước thải
– Nitơ (N)
Trong thành phần và tính chất của nước thải luôn có một số hợp chất chứa Nitơ. Nitơ là chất dinh dưỡng quan trọng trong quá trình phát triển của vi sinh trong các công trình xử lý sinh học.
Một nhóm các hợp chất chứa Nitơ là Protein và các sản phẩm phân hủy của nó như Amino axit – là nguồn thức ăn hữu cơ của vi khuẩn. Một nhóm khác của hợp chất hữu cơ chứa Nitơ có trong nước thải bắt nguồn từ phân và nước tiểu (Ure) của người và động vật. Urê bị phân hủy ngay khi có tác dụng của vi khuẩn thành Amoni (NH4+) và NH3 là hợp chất vô cơ chứa Nitơ có trong nước thải.
– Photpho (P)
Photpho cũng giống như Nitơ, là chất dinh dưỡng cho vi khuẩn sống và phát triển trong các công trình xử lý nước thải. Photpho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần thiết cho sự phát triển của thảo mộc sống dưới nước, nếu nồng độ Photpho trong nước thải xả ra sông, suối, hồ quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng. Photpho thường ở dạng Photpho vô cơ và bắt nguồn từ chất thải là phân, nước tiểu, urê, phân bón dùng trong nông nghiệp và từ các chất tẩy rửa dùng trong sinh hoạt hằng ngày.
>>> Xem thêm: Cải tạo bể Anoxic như thế nào để xử lý Nitơ, Photpho đạt chuẩn Cột B?
Tỷ lệ BOD:N:P trong nước thải phản ánh điều gì ?
Tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1 thường được sử dụng làm chuẩn để bổ sung chất dinh dưỡng cho các loại nước thải nghèo chất dinh dưỡng. Quá trình xử lý BOD diễn ra đồng thời với quá trình khử Nitơ, Photpho theo tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1. Như vậy, khi khử 5 phân tử Nitơ và 1 phân tử Photpho sẽ tiêu thụ 100 phân tử BOD. Các vi sinh vật thiếu khí sẽ phân hủy và chuyển hóa BOD thành CO2, nước và một phần khí Metan (CH4), khí H2S.
Hình 1. Tỷ lệ BOD:N:P trong hệ thống xử lý nước thải đóng vai trò quan trọng, là cơ sở để bổ sung và cân bằng dinh dưỡng cho hệ vi sinh.
Hàm lượng Carbon, Phốt pho và Nitơ trong nước thải ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật, tỷ lệ BOD:N:P nên được duy trì trên 100: 5: 1 trong nước thải xử lý bùn hoạt tính. Trong các nhà máy xử lý nước thải đô thị, tỷ lệ này nói chung có thể đạt được. Một số nước thải công nghiệp không thể đạt được tỷ lệ này, và các chất dinh dưỡng phải được bổ sung vào nước thải.
Nếu trong nước thải thiếu Nitơ lâu dài sẽ làm cho vi sinh vật không sinh sản, tăng sinh khối, ngoài ra còn cản trở các quá trình hoá sinh và làm cho bùn hoạt tính khó lắng, trôi theo nước ra khỏi bể lắng.
Nếu trong hệ thống xử lý nước thải thiếu Photpho sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật sinh ra dạng sợi làm cho quá trình lắng chậm và giảm hiệu suất oxy hoá các chất hữu cơ của bùn hoạt tính.
Tỷ lệ BOD:N:P ở các loại bể sinh học khác nhau như thế nào?
Trong hệ thống xử lý nước thải, vi sinh vật đòi hỏi các chất dinh dưỡng cơ bản cho sự phát triển và tổng hợp tế bào mới (điển hình là Carbon, Nitơ, Phốt pho, cũng như lượng Natri, Kali, Magiê và Sắt). Tất cả những chất này thông thường đều có trong nước thải nhưng thường tỷ lệ thường sẽ không được cân bằng. Điển hình như nước thải sinh hoạt thì lượng Nitơ và Photpho cao nên cần bổ sung thêm Carbon, còn nước thải công nghiệp sẽ có thể cần bổ sung thêm Nitơ (N) và Photpho (P).
Một điều quan trọng nữa là tỷ lệ C:N:P ở bể hiếu khí 100:5:1 là luôn đúng và bể kỵ khí là 350:5:1. Hãy luôn cân bằng dinh dưỡng ở tỷ lệ này để vi sinh có thể sinh trưởng và phát triển tốt nhất.
Hình 2. Tỷ lệ dinh dưỡng C:N:P tối ưu ở các loại bể sinh học.
Cần làm gì để đưa tỷ lệ BOD:N:P về trạng thái đạt chuẩn?
Cần phải luôn đảm bảo tỷ lệ BOD:N:P ở trạng thái chuẩn để quá trình xử lý nước thải của vi sinh vật được diễn ra tối ưu. Để làm được điều này, cần thường xuyên kiểm tra các chỉ tiêu COD, BOD, TN, TP để có thể biết được tỷ lệ dinh dưỡng hiện tại của hệ thống, từ đó bổ sung thêm dinh dưỡng cho phù hợp. Ví dụ:
- Với nước thải thiếu Carbon như nước thải sinh hoạt sẽ cần bổ sung thêm mật rỉ hoặc Methanol.
- Nước thải thiếu N, P như nước thải sản xuất công nghiệm thì cần bổ sung thêm Ure, DAP theo tỷ lệ tương ứng với từng loại bể.
Với những nội dung mà Biogency chia sẻ về tỷ lệ BOD:N:P ở bài viết này, mong rằng sẽ giúp bạn vận hành trơn tru hệ thống bể sinh học trong nhà máy xử lý nước thải của mình. Để được tư vấn và hướng dẫn chi tiết hơn về cách cân bằng tỷ lệ dinh dưỡng trong hệ thống xử lý nước thải xin hãy liên hệ ngay với Biogency qua HOTLINE 0909 538 514, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ.
>>> Xem thêm: Làm gì khi nồng độ oxy hòa tan thấp hoặc các chỉ số Nitơ, Phốt pho vượt quy chuẩn xả thải?
