Giá thể vi sinh là một loại vật liệu được bổ sung vào quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học để tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải. Bên cạnh đó, chúng còn tạo điều kiện hỗ trợ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải để có được nguồn nước chất lượng. Qua đó bạn có thể thấy được tầm quan trọng của giá thể này, thế nhưng bạn có biết còn bao nhiêu loại giá thể hiện có trên thị trường không? Cùng BIOGENCY tìm hiểu dưới bài viết này nhé.
Giá thể vi sinh là gì?
Giá thể vi sinh hay còn được biết đến là vật liệu bổ sung vào hệ thống xử lý nước thải sinh học để tăng diện tích tiếp xúc của vi sinh với nước. Giá thể vi sinh có hai loại: di động (như mutag biochip, dạng cầu, MBBR,…) và cố định (như dạng sợi, dạng tấm tổ ong,…). Giá thể vi sinh nhẹ, nổi trên nước hoặc di chuyển trong bể sinh học.
Giá thể này là nơi vi khuẩn sống, sinh sản và tạo thành quần thể vi sinh vật. Vi khuẩn bám vào giá thể tạo thành lớp màng nhầy dày 1-3 mm hoặc hơn. Sau đó vi sinh vật sẽ tiến hành quá trình ăn các chất hữu cơ và khoáng chất trong nước thải, chết và trôi ra ngoài cùng chất hữu cơ (lớp bùn hình thành từ vi khuẩn chết), cuối cùng cho ra nguồn nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn.
Nguyên lý hoạt động của giá thể vi sinh
Giá thể vi sinh là vật liệu giúp vi sinh vật bám vào để tạo thành lớp màng nhầy phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Quá trình bám dính của giá thể vi sinh gồm 4 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Vi sinh vật bám vào bề mặt giá thể tạo lớp màng mỏng và tiến hành giai đoạn phát triển như vi sinh vật lơ lửng.
- Giai đoạn 2: Đây là giai đoạn phát triển của vi sinh vật sinh sôi trên giá thể qua lớp màng nhầy.
- Giai đoạn 3: Sau khi vi sinh vật đã phát triển tối đa, lớp màng dày lên thì hiệu suất của quá trình phân hủy sinh học cao nhất. Cần cung cấp đủ chất hữu cơ cho quá trình trao đổi chất để tránh suy giảm sinh khối làm màng mỏng dần.
- Giai đoạn 4: Giai đoạn cuối của quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải có lớp màng ở trạng thái ổn định và không dày thêm. Vi sinh vật bong tróc ra khỏi giá thể và trao đổi chất, chất hữu cơ phân hủy thành nước và khí CO2, đồng thời lượng vi sinh vật không đổi.
Các giai đoạn trên diễn ra xen kẽ và liên tục. Riêng đối với phân hủy nội bào xảy ra cùng lúc với trao đổi chất. Tốc độ phát triển màng bằng tốc độ suy giảm do phân hủy nội bào.
Tầm quan trọng của giá thể vi sinh hệ thống xử lý nước thải
Các công nghệ sinh học là giải pháp xử lý nước thải được ưa chuộng hiện nay. Phương pháp này dùng vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm nguồn nước, mang lại hiệu quả cao, an toàn và thân thiện với con người và môi trường.
Giá thể vi sinh có nhiều lợi ích trong xử lý nước thải, như:
- Tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất hữu cơ, giúp vi sinh vật ăn và sống tốt hơn. Không cần mở rộng bể sinh học mà vẫn phân hủy chất hữu cơ hiệu quả.
- Tạo lớp màng vi sinh có 3 môi trường: hiếu khí, thiếu khí, kỵ khí. Giúp nhiều loại vi sinh vật phát triển, nâng cao hiệu quả xử lý nước thải hơn bể sinh học truyền thống (không có giá thể vi sinh).
- Giảm thời gian phân hủy chất hữu cơ, đẩy nhanh xử lý nước thải đạt chuẩn, tiết kiệm chi phí vận hành.
- Giảm bùn và mùi hôi do phân hủy chất hữu cơ.
Một số loại giá thể vi sinh phổ biến hiện nay
Nhờ các nguyên lý và lợi ích hoạt động như trên mà các nhà nghiên cứu và kỹ thuật viên đã có thể ứng dụng triệt để các tính năng của giá thể vi sinh trong quá trình xử lý nước thải. Điều này làm cho quá trình phân hủy sinh học thuận lợi, hiệu quả, giảm bùn và mùi hôi. Đồng thời, giá thể vi sinh giúp hệ thống vận hành ổn định và năng suất cao.
BIOGENCY xin giới thiệu các loại giá thể vi sinh dùng trong xử lý nước thải:
– Giá thể vi sinh MBBR:
Loại giá thể vi sinh này có tính chất di động và được ứng dụng rộng rãi. Chúng hình thành những viên nhỏ hoặc hình cầu, tạo ra nhiều diện tích để vi sinh bám vào và phân hủy sinh học hiệu quả hơn nhiều lần so với bùn hoạt tính thông dụng. Trong bể MBBR, giá thể vi sinh luôn xoay vòng, di chuyển và lan tỏa trong bể sinh học, chúng dễ dàng lăn lóc trong nước vì tỷ trọng của giá thể vi sinh MBBR thấp hơn nước.
+ Điểm nổi bật của loại giá thể này:
- Giá thể vi sinh MBBR có khả năng bám dính tốt, không chiếm nhiều không gian.
- Chúng nhỏ gọn nhưng có bề mặt rộng, nên độ dày vi sinh cao, diện tích bề mặt > 500m2/m3.
- Có thể hợp với nhiều loại bể, như bể kị khí, hiếu khí, thiếu khí.
- Chất liệu nhựa HDPE bền bỉ, nên thời gian sử dụng dài lâu.
- Giá thể vi sinh này nhẹ hơn nước, nên sẽ nổi lên và chuyển động khi có khí thổi.
- Giúp tiết kiệm chi phí và thời gian xây dựng khung đỡ.
- Mật độ giá thể trong bể cần được chú ý: nên giữ ở mức 25 – 50%, không quá 67%.
+ Điểm hạn chế của giá thể vi sinh MBBR:
- Sau khi sử dụng một thời gian, bùn bám vào sẽ làm nặng giá thể và làm mất tính di động của chúng.
- Khi nước thải quá nhiều, giá thể có nguy cơ bị trôi đi và khó thu hồi lại.
+ Hướng dẫn lắp đặt giá thể vi sinh MBBR:
- Giá thể MBBR chiếm khoảng nửa đến hơn nửa thể tích bể sinh học cần xử lý.
- Chỉ cần đổ giá thể MBBR vào bể sinh học có khí sục, chúng sẽ tự phân bố đồng đều trong bể trong vòng 30 phút.
- Cần có lớp lưới ngăn giá thể MBBR không bị rơi vào ống dẫn qua bể lắng, tránh mất giá thể.
- Sau 25 – 30 ngày hoạt động, giá thể MBBR sẽ có một lớp màng vi sinh trên bề mặt, giúp cải thiện chất lượng nước.
– Giá thể vi sinh dạng cầu:
Giá thể vi sinh dạng cầu là một loại vật liệu bằng nhựa có hình cầu, được dùng trong các bể sinh học để tăng diện tích cho vi sinh vật bám dính và phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải
+ Ưu điểm giá thể vi sinh dạng cầu:
Giá thể vi sinh dạng cầu có nhiều lợi thế nên được ứng dụng rộng rãi bao gồm:
- Đệm vi sinh dạng cầu chịu được lực, tải trọng và áp suất sục khí cao vì làm từ nhựa PP/PVC nguyên khối.
- Sản phẩm bền, có thể sử dụng từ 5 – 10 năm.
- Vật tư hình cầu có diện tích bề mặt lớn. Độ bám dính của sản phẩm cao nên nâng cao hiệu quả xử lý nước, nước xử lý đạt chất lượng theo tiêu chuẩn.
- Giá thể dạng cầu thích hợp cho nhiều loại nước thải công nghiệp và sinh hoạt khác nhau.
- Giá cả hợp lý, lắp đặt dễ dàng và phù hợp cho nhiều loại bể sinh học khác nhau.
- Đệm vi sinh dạng cầu có thể chuyển động khắp bể sinh học. Điều này giảm góc chết trong bể, tăng tiếp xúc giữa nước và vi sinh vật.
+ Điểm hạn chế của giá thể vi dạng cầu:
- Sau một thời gian sử dụng, trọng lượng do bùn bám vào sẽ làm giảm khả năng lơ lửng của giá thể, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất.
- Khi lượng nước thải vượt tải, giá thể có thể bị trôi và khó thu hồi lại.
- Giá thể hình cầu có giá thành cao hơn so với các loại giá thể khác.
+ Hướng dẫn lắp đặt giá thể hình cầu:
- Chọn loại giá thể hình cầu phù hợp với nhu cầu xử lý nước thải, như kích thước, độ bền, độ bám dính, tỷ trọng, giá thành,…
- Tính toán lượng giá thể hình cầu cần thiết cho bể sinh học, thường là từ 25% đến 50% thể tích bể
- Lắp đặt một lớp lưới chắn giá thể hình cầu ở đầu ra của bể sinh học, để ngăn không cho giá thể bị trôi ra ngoài
- Đổ giá thể hình cầu vào bể sinh học để chúng phân bố đều trong bể. Nếu có thể, bạn sử dụng máy thổi khí để khuấy động giá thể và tạo sự lơ lửng cho chúng
- Kiểm tra và điều chỉnh lượng giá thể hình cầu trong bể, để đảm bảo độ lấp đầy và hiệu quả xử lý nước thải.
– Giá thể vi sinh dạng sợi:
Giá thể vi sinh dạng sợi là loại vật liệu bằng nhựa được dùng trong xử lý nước thải sinh học. Giá thể vi sinh dạng sợi là môi trường cho vi sinh hiếu khí và kỵ khí sinh sôi và phát triển. Chúng dính vào bề mặt giá thể để giữ số lượng ổn định, giúp tăng diện tích bề mặt và mật độ tiếp xúc của vi sinh với nước thải.
+ Điểm nổi bật của giá thể vi sinh dạng sợi:
Giá thể vi sinh dạng sợi là loại vật liệu bằng nhựa PE có giá rẻ và dễ kiếm do nhiều công ty ở Việt Nam sản xuất và thi công trực tiếp. Chúng có nhiều lợi thế như:
- Có thể dùng cho nhiều bề mặt bể với độ bền cao (> 5 năm).
- Có tải trọng cao, có thể xử lý nhiều nước thải trong quá trình.
- Dễ dàng vệ sinh và có thể tái sử dụng.
- Dòng chảy không bị tắc nghẽn, luôn thông suốt.
- Lắp đặt và sửa chữa đơn giản, tiện lợi.
+ Điểm hạn chế của giá thể vi sinh dạng sợi:
- Phải đầu tư khung treo giá thể vi sinh, tốn thời gian lắp đặt.
- Tuổi thọ thấp hơn so với các loại giá thể khác, chỉ từ 2 đến 3 năm.
- Độ dày kém, dễ bị rách.
- Sử dụng cho một lần, khó tái sử dụng.
- Khó khăn để rửa ngược, lượng bùn bám có thể tăng trọng lượng và làm sập khung.
+ Hướng dẫn lắp đặt giá thể vi sinh dạng sợi:
Giá thể vi sinh dạng sợi nhựa PE có cách lắp đặt rất đơn giản:
- Trước tiên cố định 2 thanh đỡ ở 2 bên bể, khoan lỗ ở giữa các thanh đỡ với khoảng cách từ 20 – 30cm.
- Gắn đường dây bằng inox hoặc cước nối 2 bên bể lại, hoặc làm khung đỡ 2 bên bể.
- Buộc giá thể vi sinh vào các đường dây hoặc khung đỡ, khoảng cách giữa các sợi là 20 – 30cm tùy theo loại nước thải.
- Đổ nước sạch vào bể để kiểm tra tải, sau đó thử nghiệm độ vững chắc của giá thể và khung đỡ.
– Giá thể vi sinh dạng tổ ong:
Giá thể vi sinh dạng tổ ong là loại vật liệu hình tấm cố định, được dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, kết hợp với quá trình sinh học kỵ khí hoặc hiếu khí. Ngoài ra, giá thể vi sinh dạng tổ ong giúp tăng diện tích bề mặt cho vi sinh vật tiếp xúc với nước thải. Cùng lúc đó, chúng cũng giữ cho lượng bùn vi sinh ổn định trong quá trình xử lý nước thải.
+ Điểm nổi bật của giá thể vi sinh dạng tổ ong:
- Có độ dày đều và đẹp mắt.
- Khí và nước lưu thông nhanh.
- Vi sinh vật bám dính khá cao.
- Tối ưu được chi phí lắp đặt và vận hành.
- Dễ dàng vận chuyển và lắp đặt.
- Có khả năng chống chịu được hóa chất ăn mòn trong nước.
+ Điểm hạn chế của giá thể vi sinh dạng tổ ong:
- Cần thêm chi phí và công sức để làm khung đỡ.
- Tuổi thọ sử dụng không lâu, chỉ từ 2 – 3 năm.
- Độ dày yếu nên dễ bị xé khi dùng.
- Chỉ dùng một lần và không tái sử dụng được.
- Rửa ngược khó, bùn bám làm nặng và làm đổ khung.
- Chỉ dùng cho công suất 5 m3 – > 1000 m3.
+ Hướng dẫn lắp đặt giá thể vi sinh dạng tổ ong:
Dưới đây là các bước đơn giản để bạn có thể lắp đặt giá thể vi sinh tổ ong một cách nhanh chóng:
- Dán các tấm giá vi sinh lại với nhau bằng keo dán ống nước PVC sao cho các mí khớp với nhau thành các khối giá vi sinh có kích thước D x R x C = 1,0 x 0,5 x 0,5m.
- Lắp đặt khung đỡ phía dưới cho giá vi sinh đảm bảo chắc chắn, chịu được áp suất 1,0 – 1,5 bar.
- Đặt các khối giá vi sinh đã dán vào bể sinh học sao cho tạo thành các khối xếp chồng lên nhau, chiều rỗng của giá vi sinh đặt dọc bể để khí và nước thoát lên dễ dàng. Chiều cao của giá vi sinh tùy theo thiết kế từ 1,0m – 2,0m.
- Lắp đặt khung đỡ giá vi sinh phía trên đảm bảo cứng chắc trong quá trình vận hành.
Qua bài viết trên, BIOGENCY đã cho bạn biết được tầm quan trọng của giá thể vi sinh trong xử lý nước thải. Hy vọng bài viết trên cung cấp các thông tin bổ ích cho bạn và nếu thấy hay thì hãy chia sẻ với mọi người nhé. Nếu bạn còn có gì thắc mắc hoặc cần tư vấn trực tiếp vui lòng liên hệ hotline: 0909 538 514.
>>> Xem thêm: Ảnh hưởng của độ mặn đến vi sinh vật trong quá trình bùn hoạt tính
