Hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất có ưu điểm về mỹ quan, tiết kiệm quỹ đất và hạn chế mùi phát tán. Tuy nhiên, khi phần lớn các bể được chôn dưới mặt đất, việc quan sát bùn vi sinh, dòng chảy và phát hiện sự cố trở nên khó khăn hơn. Vì vậy, bên cạnh thiết kế phù hợp, việc kiểm soát vi sinh và các thông số vận hành đóng vai trò quan trọng để duy trì hiệu quả xử lý.
Hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất là gì?
Hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất, hay hệ thống xử lý nước thải âm đất, là dạng công trình mà phần lớn các bể xử lý được chôn chìm dưới mặt đất. Phía trên mặt đất thường chỉ còn các hố ga, cửa thăm, đường ống và tủ điều khiển.
Mô hình này thường được áp dụng cho: Khu dân cư, khách sạn, resort, nhà hàng, bệnh viện hay các công trình yêu cầu cao về mỹ quan và các dự án có quỹ đất hạn chế. Vì vậy, “ngầm dưới đất” mô tả cách bố trí công trình chứ không phải một công nghệ xử lý sinh học riêng biệt.
So với hệ thống đặt nổi, môi trường vận hành của hệ thống ngầm có một số đặc điểm khác biệt:
- Bể được chôn dưới mặt đất: Gọn, hạn chế chiếm quỹ đất.
- Không gian kín: Có thể hạn chế mùi phát tán nếu vận hành đúng cách.
- Nhiệt độ trong bể ít chịu tác động trực tiếp của thời tiết: Hệ vi sinh ít bị tác động bởi biến động nhiệt.
- Khó quan sát trực tiếp: Khó phát hiện và chẩn đoán sự cố bằng mắt thường.
Những khó khăn khi vận hành hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất
Khó khăn lớn nhất của hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất là khả năng kiểm tra và can thiệp kỹ thuật bị hạn chế.
Khi xảy ra sự cố, người vận hành khó quan sát trực tiếp bên trong bể để xác định nguyên nhân. Những vấn đề như thiếu oxy, bùn vi sinh suy yếu, bùn nổi hoặc phát sinh mùi vì thế có thể được phát hiện chậm hơn so với hệ thống đặt nổi.
– Khó quan sát và phát hiện sự cố
Ở hệ thống đặt nổi, người vận hành có thể quan sát trực tiếp màu bùn, mặt bể, dòng chảy, bọt hoặc những thay đổi bất thường. Với hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất, việc quan sát trực tiếp bị hạn chế.
Một số sự cố có thể gặp gồm:
- Thiếu oxy trong bể hiếu khí.
- Bùn vi sinh suy yếu hoặc chết, làm giảm hoạt tính xử lý.
- Bùn nổi tại bể lắng.
- Phát sinh mùi do điều kiện xử lý không ổn định.
Khi không thể quan sát trực tiếp, người vận hành cần dựa nhiều hơn vào các thông số đo được để đánh giá tình trạng hệ thống.
Với hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất, số liệu trở thành một trong những công cụ quan trọng để nhận biết những gì đang xảy ra bên trong bể.
– Khó kiểm soát thông khí và cấp oxy
Một khó khăn khác là thông khí và cấp oxy. Nếu thiết kế hoặc vận hành không phù hợp, hệ thống có thể xuất hiện hai tình trạng trái ngược:
- Bể hiếu khí thiếu DO: Không đủ oxy cho vi sinh hiếu khí hoạt động.
- Bể thiếu khí bị nhiễm oxy: Điều kiện thiếu khí bị ảnh hưởng, làm giảm hiệu quả xử lý Nitơ.
Như vậy, cùng một hệ thống có thể vừa thiếu oxy ở nơi cần oxy, vừa có oxy ở nơi cần hạn chế oxy. Khi xảy ra vấn đề về DO, cần xác định nguyên nhân nằm ở điều kiện thiết kế, vận hành hay thiết bị.
Với thiết bị cấp khí, cần lưu ý:
- Máy thổi khí suy yếu.
- Đường ống phân phối khí bị tắc.
- Thiết bị phân phối khí hoạt động không đồng đều.
Đặc biệt, với hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất, chỉ cần máy thổi khí suy yếu hoặc đường ống phân phối khí bị tắc, hiệu suất xử lý có thể giảm rõ rệt.
– Hệ vi sinh suy yếu hoặc chết bùn có thể phục hồi chậm
Khi hệ vi sinh suy yếu hoặc chết bùn, hệ thống cần thời gian để khôi phục sinh khối và hoạt tính xử lý.
Ở hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất, quá trình phục hồi có thể mất nhiều thời gian hơn do không gian kín, dòng chảy chậm và khả năng khuấy trộn hạn chế. Những điều kiện này khiến vi sinh khó tăng sinh nếu chỉ chờ hệ thống tự phục hồi.
Do đó, khi hệ vi sinh bắt đầu suy yếu, cần theo dõi các chỉ số liên quan để đánh giá tình trạng và có hướng xử lý phù hợp.
– Có nguy cơ tích tụ H2S và CH4
Hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất có thể hạn chế mùi phát tán ra môi trường xung quanh nếu được vận hành đúng cách. Tuy nhiên, không gian kín cũng có thể khiến khí tích tụ nếu không được kiểm soát tốt.
| Mặt thuận lợi | Mặt rủi ro |
| Hạn chế mùi phát tán ra môi trường xung quanh | Khí có thể tích tụ trong không gian kín |
| Phù hợp với công trình yêu cầu cao về mỹ quan | Có thể xuất hiện H2S và CH4 |
| Giảm ảnh hưởng mùi đến khu vực xung quanh | Khí tích tụ vừa gây mùi, vừa tiềm ẩn rủi ro khi bảo trì |
Vì vậy, ít mùi phát tán không đồng nghĩa với không có khí bên trong hệ thống. H2S và CH4 cần được đặc biệt lưu ý khi thực hiện công việc bảo trì và thăm hệ thống.
Vì sao hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất cần kiểm soát hệ vi sinh?
Để vận hành hiệu quả hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất, yếu tố cốt lõi không nằm ở việc chạy thiết bị mạnh hay yếu mà là duy trì một hệ vi sinh ổn định và phù hợp với điều kiện vận hành dưới đất.
Trong môi trường kín, khi hệ vi sinh suy yếu, quá trình tự phục hồi có thể mất nhiều thời gian. Vì vậy, không nên phụ thuộc hoàn toàn vào vi sinh tự nhiên trong mọi tình huống.
Việc bổ sung các dòng vi sinh chuyên biệt được định hướng nhằm:
- Rút ngắn thời gian khởi động.
- Tăng khả năng thích nghi của hệ vi sinh với điều kiện vận hành.
- Giảm rủi ro suy giảm hệ sinh học khi tải biến động.
- Hỗ trợ phân hủy chất hữu cơ.
- Hạn chế phát sinh mùi.
- Hỗ trợ cải thiện khả năng lắng bùn.
Một dòng vi sinh được đề cập trong giải pháp của BIOGENCY là Microbe-Lift IND. Việc châm vi sinh cần được chú ý đặc biệt sau những giai đoạn có thể ảnh hưởng đến hệ sinh học, chẳng hạn:
- Sau khi hệ thống nghỉ dài ngày.
- Khi tăng công suất đột ngột.
- Khi có dấu hiệu suy giảm hiệu suất xử lý.
- Sau các sự cố khiến hệ vi sinh bị ảnh hưởng.
Việc bổ sung vi sinh cần gắn với tình trạng thực tế của hệ thống thay vì chỉ châm theo thói quen.
Bên cạnh vi sinh, cần chú ý đến nguồn dinh dưỡng của hệ sinh học. Khi nước thải đầu vào thiếu dinh dưỡng, có thể cần bổ sung dinh dưỡng vi sinh ở liều phù hợp để tránh tình trạng “đói bùn” và hỗ trợ quá trình tăng sinh của vi sinh.
Có thể tham khảo thêm hướng dẫn nuôi cấy vi sinh xử lý nước thải và cách tính dinh dưỡng trong xử lý nước thải.
Vận hành hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất cần kiểm soát những thông số nào?
Duy trì hệ vi sinh ổn định cần đi cùng với việc kiểm soát các điều kiện vận hành.
Bốn nhóm thông số nền tảng cần được theo dõi gồm: (1) pH, (2) DO – oxy hòa tan, (3) nhiệt độ và (4) tải lượng đầu vào.
– Kiểm soát pH, nhiệt độ và tải lượng đầu vào
pH và nhiệt độ là những điều kiện môi trường ảnh hưởng đến hoạt động của hệ vi sinh. Bên cạnh đó, tải lượng đầu vào cũng cần được theo dõi để nhận biết những biến động có thể tạo áp lực lên hệ sinh học.
Đặc biệt, khi tải lượng đầu vào thay đổi đột ngột, cần chú ý đến tình trạng của hệ vi sinh và hiệu suất xử lý thay vì chỉ đánh giá chất lượng nước đầu ra.
– Kiểm soát DO theo từng loại bể
DO cần được kiểm soát theo chức năng của từng công đoạn.
- Bể hiếu khí: DO nên được duy trì ổn định, tránh dao động lớn trong ngày để đảm bảo điều kiện cho vi sinh hiếu khí hoạt động.
- Bể thiếu khí: Cần hạn chế tối đa oxy xâm nhập để duy trì điều kiện phù hợp cho quá trình xử lý Nitơ.
- Bể kỵ khí: Cần hạn chế oxy xâm nhập để hệ vi sinh kỵ khí hoạt động đúng chức năng.
Do đó, không nên chỉ tập trung vào việc tăng lượng khí cho bể hiếu khí mà bỏ qua khả năng oxy xâm nhập sang các công đoạn cần điều kiện thiếu oxy hoặc kỵ khí.
Có thể tham khảo thêm điều kiện vận hành bể sinh học Anoxic và giảm DO trong bể thiếu khí.
– Kiểm tra thiết bị cấp khí
Bên cạnh các thông số nước và sinh khối, cần theo dõi tình trạng thiết bị cấp khí. Các vấn đề như máy thổi khí suy yếu hoặc đường ống phân phối khí bị tắc có thể làm ảnh hưởng đến khả năng cung cấp oxy cho bể hiếu khí.
Vì vậy, khi DO giảm, không nên chỉ xem xét yếu tố vi sinh mà cần kiểm tra cả thiết bị và hệ thống phân phối khí.
Theo dõi hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất bằng những chỉ số nào?
Do khó quan sát trực tiếp bên trong bể, hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất cần được theo dõi bằng số liệu thay vì cảm tính.
Các chỉ số được bản thảo kỹ thuật xác định gồm:
- MLSS: Theo dõi lượng chất rắn lơ lửng trong hệ thống
- MLVSS: Theo dõi phần sinh khối trong bùn hoạt tính
- COD: Theo dõi tải hữu cơ và hiệu quả xử lý
- Amoni: Theo dõi khả năng xử lý Amoni
- Khả năng lắng bùn: Đánh giá tình trạng và khả năng tách bùn khỏi nước
Các chỉ số này không nên được xem xét riêng lẻ mà cần theo dõi xu hướng biến động theo thời gian.
Ví dụ, khi hiệu suất xử lý giảm đồng thời với sự thay đổi của MLSS, khả năng lắng bùn hoặc Amoni, người vận hành có thêm cơ sở để tìm nguyên nhân thay vì chỉ điều chỉnh thiết bị theo cảm tính.
>>> Tham khảo thêm: MLSS, MLVSS, SVI, SV30 có liên quan gì với nhau?
Hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất có lợi thế về mỹ quan, quỹ đất và khả năng hạn chế mùi phát tán khi được vận hành đúng cách. Tuy nhiên, việc chôn các bể dưới mặt đất cũng khiến khả năng quan sát và can thiệp trực tiếp bị hạn chế. Đây là lý do các vấn đề như thiếu oxy, bùn vi sinh suy yếu, bùn nổi, phát sinh mùi hoặc tích tụ khí có thể khó phát hiện và xử lý hơn so với hệ thống đặt nổi.
Để duy trì hiệu quả xử lý, cần tập trung vào ba nhóm yếu tố: (1) Duy trì hệ vi sinh ổn định; (2) Kiểm soát các điều kiện vận hành, (3) Theo dõi hệ thống bằng số liệu.
Trong đó, pH, DO, nhiệt độ và tải lượng đầu vào cần được kiểm soát phù hợp; đồng thời cần theo dõi MLSS, MLVSS, COD, Amoni và khả năng lắng bùn để đánh giá tình trạng hệ sinh học. Đặc biệt, với hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất, không nên chỉ chờ đến khi chất lượng nước đầu ra bất thường mới kiểm tra hệ thống. Việc theo dõi thường xuyên giúp người vận hành có cơ sở nhận biết sớm những thay đổi và chủ động điều chỉnh.
Nếu hệ thống xử lý nước thải ngầm dưới đất đang gặp tình trạng bùn suy yếu, lắng kém, thiếu oxy, phát sinh mùi hoặc hiệu suất xử lý giảm, liên hệ ngay BIOGENCY qua HOTLINE 0909 538 514 để hỗ trợ đánh giá tình trạng hệ thống và đề xuất hướng xử lý phù hợp.
>>> Xem thêm: BIOGENCY – Cung cấp giải pháp xử lý nước thải sinh học thân thiện môi trường
