Tuần hoàn bùn (Return Activated Sludge – RAS) là một trong những thông số vận hành quan trọng quyết định sự ổn định của toàn bộ hệ vi sinh. Tuy nhiên, trên thực tế nhiều HTXLNT gặp phải tình trạng bùn lắng kém, bùn ít, nước sau lắng đục hoặc MLSS dao động mạnh, mà nguyên nhân lại đến từ việc tính toán và điều chỉnh tỷ lệ tuần hoàn bùn chưa phù hợp. Việc hiểu rõ bản chất của tuần hoàn bùn, cách tính tỷ lệ tuần hoàn bùn chính xác và điều chỉnh linh hoạt theo tình huống vận hành sẽ giúp hệ thống duy trì bông bùn khỏe, lắng nhanh và hiệu suất xử lý ổn định.
Tuần hoàn bùn là gì?
Tuần hoàn bùn là quá trình bơm một phần bùn hoạt tính từ bể lắng sinh học quay trở lại bể sinh học hiếu khí (Aerotank) hoặc thiếu khí (Anoxic) nhằm duy trì mật độ vi sinh cần thiết cho quá trình xử lý nước thải.
Trong bể lắng sinh học, sau khi nước thải đi qua bể sinh học, bông bùn sẽ lắng xuống đáy bể. Phần bùn này gồm:
- Vi sinh vật dị dưỡng phân hủy chất hữu cơ.
- Vi sinh vật Nitrat hóa xử lý Amoni.
- Các hạt bông bùn chứa Polymer sinh học (EPS).
Nếu không tuần hoàn bùn trở lại bể sinh học, lượng vi sinh sẽ bị mất dần theo quá trình xả bùn dư, khiến nồng độ MLSS giảm nhanh và hiệu suất xử lý suy giảm. Do đó, hệ thống luôn cần duy trì một tỷ lệ tuần hoàn bùn phù hợp để:
- Giữ mật độ vi sinh ổn định.
- Duy trì tuổi bùn (SRT).
- Tăng khả năng phân hủy chất hữu cơ.
- Ổn định cấu trúc bông bùn.
Tuần hoàn bùn vì vậy được xem là “vòng tuần hoàn sinh học” của hệ vi sinh trong HTXLNT.
Tuần hoàn bùn ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất xử lý?
Tỷ lệ tuần hoàn bùn có ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của vi sinh và chất lượng bông bùn trong hệ thống.
– Khi tỷ lệ tuần hoàn bùn quá thấp
Nếu lưu lượng tuần hoàn bùn thấp, lượng vi sinh quay trở lại bể sinh học không đủ để duy trì mật độ MLSS. Điều này dẫn đến:
- Vi sinh thiếu sinh khối để xử lý tải hữu cơ.
- Hiệu suất xử lý COD, BOD giảm.
- Hệ thống dễ bị sốc tải.
- Bùn trở nên già và lắng kém.
Ngoài ra, khi lượng bùn tuần hoàn thấp, bông bùn có xu hướng nhỏ, rời rạc và khó kết tụ.
– Khi tỷ lệ tuần hoàn bùn quá cao
Ngược lại, nếu tỷ lệ tuần hoàn bùn quá lớn sẽ gây ra nhiều vấn đề vận hành:
- Tăng tải thủy lực cho bể sinh học.
- Giảm thời gian lưu nước.
- Bùn bị phá vỡ cấu trúc.
- Tiêu tốn nhiều điện năng bơm tuần hoàn.
Trong nhiều trường hợp, việc tuần hoàn bùn quá mức còn làm bùn mịn và nước sau lắng bị kéo bùn theo dòng chảy.
Do đó, việc xác định và duy trì tỷ lệ tuần hoàn bùn hợp lý là yếu tố quan trọng giúp hệ thống vận hành ổn định.
Cách tính tỷ lệ tuần hoàn bùn trong hệ thống xử lý nước thải
Trong vận hành thực tế, tỷ lệ tuần hoàn bùn được xác định dựa trên lưu lượng bùn tuần hoàn so với lưu lượng nước thải đầu vào.
Công thức tính như sau:
R = Qr / Q × 100%
Trong đó:
- R: Tỷ lệ tuần hoàn bùn (%)
- Qr: Lưu lượng bùn tuần hoàn (m3/ngày)
- Q: Lưu lượng nước thải đầu vào (m³/ngày)
Ví dụ: Một hệ thống xử lý nước thải có:
- Lưu lượng nước thải đầu vào: 1.000 m³/ngày
- Lưu lượng bùn tuần hoàn: 500 m³/ngày
Áp dụng công thức: R = 500 / 1000 × 100%
→ Tỷ lệ tuần hoàn bùn = 50%
Trong thực tế vận hành, tỷ lệ tuần hoàn bùn thường dao động trong khoảng: 25% – 100% lưu lượng nước thải đầu vào. Tỷ lệ tuần hoàn bùn tùy thuộc vào:
- Nồng độ MLSS.
- Khả năng lắng của bùn.
- Tải lượng hữu cơ.
- Thiết kế hệ thống.
Các hệ thống có bùn lắng tốt và bông bùn lớn thường có thể vận hành ổn định ở tỷ lệ tuần hoàn thấp hơn.
Hướng dẫn điều chỉnh tuần hoàn bùn theo tình huống vận hành
Trong thực tế, tỷ lệ tuần hoàn bùn cần được điều chỉnh linh hoạt theo tình trạng của hệ vi sinh và chất lượng bông bùn.
– Trường hợp 1: MLSS thấp
Khi nồng độ MLSS trong bể sinh học giảm, kỹ thuật vận hành cần điều chỉnh:
- Tăng lưu lượng bùn tuần hoàn.
- Hạn chế xả bùn dư.
- Kiểm tra tải hữu cơ đầu vào.
- Bổ sung thêm vi sinh Microbe-Lift IND để tăng nhanh hàm lượng bùn.
Việc tăng tuần hoàn bùn giúp bổ sung nhanh sinh khối vi sinh cho bể sinh học.
– Trường hợp 2: Bùn lắng chậm, SV30 cao
Nếu bùn lắng chậm hoặc SV30 tăng cao, việc tuần hoàn bùn quá nhiều có thể làm tình trạng nghiêm trọng hơn. Trong trường hợp này cần:
- Giảm tỷ lệ tuần hoàn bùn.
- Kiểm tra hoạt tính bông bùn.
- Kiểm soát DO trong bể sinh học.
Ngoài ra, có thể cần có thể bổ sung thêm vi sinh hiếu khí Microbe-Lift để tăng hoạt tính bùn, giúp bông bùn to, lắng nhanh.
– Trường hợp 3: Nước sau lắng đục
Khi nước sau bể lắng bị đục hoặc kéo bùn theo dòng chảy, nguyên nhân thường đến từ:
- Bông bùn yếu.
- Tuần hoàn bùn quá cao.
- Sự phát triển của vi khuẩn dạng sợi.
Kỹ thuật vận hành cần giảm lưu lượng tuần hoàn và theo dõi lại SV30, MLSS và hình thái bông bùn.
Tỷ lệ tuần hoàn bùn là một thông số vận hành quan trọng nhưng thường bị bỏ qua trong nhiều hệ thống xử lý nước thải. Hãy liên hệ ngay đến HOTLINE 0909 538 514 để hiểu rõ bản chất của tuần hoàn bùn, cách tính tỷ lệ chính xác và điều chỉnh linh hoạt theo tình huống vận hành sẽ giúp hệ thống duy trì mật độ vi sinh ổn định và nâng cao hiệu suất xử lý của từng hệ thống.
>>> Xem thêm: Nhận biết vấn đề của bùn vi sinh trong HTXLNT nhờ quan sát hiện tượng bùn
