Xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas cần được tối ưu khi nước thải đầu ra vẫn chưa đạt yêu cầu về COD, Nitơ tổng và TSS. Để cải thiện chất lượng nước thải, nhà máy cần xác định nguyên nhân, cân bằng tỷ lệ COD:N, kiểm soát hoạt động của vi sinh và khả năng lắng bùn tại các công đoạn xử lý phía sau. Bài viết hướng dẫn quy trình 5 bước xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas, từ khảo sát hiện trạng, đánh giá thông số vận hành đến theo dõi kết quả sau 30 ngày.
Nước thải tinh bột sắn sau Biogas còn lại những gì?
Sau hầm Biogas, nước thải vẫn còn 10-30% tải lượng hữu cơ, COD thường khoảng 300-400 mg/l và tỷ lệ C:N không còn cân bằng cho quá trình xử lý Nitơ.
Hầm Biogas có thể xử lý khoảng 70-90% COD và BOD5, đồng thời loại bỏ một phần TSS. Tuy nhiên, nước thải sau công đoạn này vẫn còn tải lượng hữu cơ cần xử lý tiếp.
Công đoạn xử lý sinh học sau Biogas là chuỗi xử lý gồm bể Anoxic (thiếu khí), bể Aerotank (hiếu khí) và bể lắng sinh học. Tại đây, vi sinh tiếp tục phân hủy chất hữu cơ, chuyển hóa các hợp chất Nitơ và tách bùn khỏi nước trước khi xả thải.
Trong thực tế, xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas có thể gặp khó khăn khi COD vẫn cao nhưng nguồn carbon dễ sử dụng cho vi sinh khử Nitrat lại không đáp ứng đủ nhu cầu. Bên cạnh đó, mật độ vi sinh chuyên biệt, điều kiện vận hành và khả năng lắng bùn cũng ảnh hưởng đến chất lượng nước đầu ra.
Một hệ thống xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas vẫn ghi nhận COD đầu ra ở mức 410 mg/L và Nitơ tổng ở mức 110 mg/L, sau công đoạn xử lý sinh học ban đầu. Cả hai chỉ tiêu đều vượt giới hạn cho phép theo QCVN 63:2017/BTNMT.
Vì sao đã có hầm Biogas mà COD, Nitơ và TSS vẫn chưa đạt?
Có bốn nhóm nguyên nhân chính cần kiểm tra khi xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas chưa đạt hiệu quả mong muốn: COD còn cao, thiếu carbon cho quá trình khử Nitrat, mật độ vi sinh chuyên biệt chưa đủ và bùn sinh học khó lắng.
– COD vẫn vượt giới hạn xả thải
Nếu hầm Biogas hoạt động chưa hiệu quả, COD sau công đoạn này có thể vẫn cao. Phần chất hữu cơ còn lại cần được xử lý tiếp tại bể hiếu khí.
Khi hệ vi sinh hiếu khí hoạt động yếu hoặc bể Aerotank bị quá tải, khả năng phân hủy chất hữu cơ giảm, khiến COD đầu ra không đạt yêu cầu.
Vì vậy, cần đánh giá hiệu quả của cả hầm Biogas và công đoạn sinh học phía sau, thay vì mặc định nguyên nhân chỉ nằm ở một công đoạn.
– Thiếu carbon cho quá trình khử Nitơ
Mức COD sau Biogas (300-400 mg/l) tuy cao hơn chuẩn xả thải, nhưng lại chưa đủ so với nhu cầu của vi sinh khử Nitrat tại bể Anoxic. Bể này cần tỷ lệ COD:N khoảng 7:1 để hoạt động hiệu quả.
Khi tỷ lệ C:N không đạt, quá trình khử Nitrat diễn ra không hoàn chỉnh, khiến Nitơ tổng đầu ra vẫn vượt chuẩn. Tìm hiểu thêm về nguồn gốc Amonia và Nitơ tổng trong nước thải tinh bột>>>
– Mật độ vi sinh chuyên biệt chưa đủ
Quá trình xử lý Nitơ cần sự phối hợp giữa các nhóm vi sinh thực hiện nitrat hóa và khử Nitrat:
- Tại bể Aerotank: Vi sinh Nitrat hóa, gồm các nhóm như Nitrosomonas và Nitrobacter, tham gia chuyển hóa Amoni thành Nitrat.
- Tại bể Anoxic: Vi sinh khử Nitrat tham gia chuyển hóa Nitrat thành khí Nitơ.
Nếu mật độ hoặc hoạt tính của các nhóm vi sinh này không đáp ứng tải lượng thực tế, hiệu quả xử lý Nitơ sẽ bị ảnh hưởng. Tình trạng này cần được lưu ý khi tải lượng nước thải thay đổi theo mùa vụ.
– Bùn sinh học khó lắng khiến TSS đầu ra cao
TSS tồn dư có liên quan trực tiếp đến khả năng lắng và tách bùn tại bể lắng sinh học.
Ngay cả khi COD và Nitơ đã được cải thiện, bùn lắng kém vẫn có thể bị cuốn theo dòng nước đầu ra, làm tăng TSS. Vì vậy, không nên chỉ tập trung vào quá trình xử lý COD và Nitơ mà bỏ qua khả năng lắng của bùn.
Tham khảo thêm cách xử lý bùn không lắng trong bể sinh học hiếu khí>>>
Bảng dưới đây tổng hợp mối liên hệ giữa chỉ tiêu chưa đạt, nguyên nhân cần kiểm tra và công đoạn cần xem lại
| Chỉ tiêu chưa đạt | Nguyên nhân | Công đoạn cần xem lại |
| COD | Hệ vi sinh hiếu khí yếu hoặc quá tải | Bể Aerotank |
| Nitơ tổng | Tỷ lệ COD:N không phù hợp; quá trình nitrat hóa hoặc khử Nitrat chưa hiệu quả | Bể Anoxic, bể Aerotank |
| TSS | Bùn sinh học lắng kém | Bể lắng sinh học |
Cần đánh giá những chỉ số nào trước khi tối ưu?
Trước khi điều chỉnh hệ thống xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas, cần kiểm tra các thông số liên quan đến nguồn carbon, oxy hòa tan, pH, độ kiềm, tải trọng hữu cơ và nồng độ bùn hoạt tính.
| Chỉ số | Khoảng cần duy trì | Ghi chú |
| 1. Tỷ lệ C:N:P | Khoảng 150:5:1 (bể thiếu khí – hiếu khí) | Riêng bể Anoxic cần COD:N khoảng 7:1 để khử Nitrat |
| 2. Oxy hòa tan (DO) | 2,0-4,0 mg/l ở bể hiếu khí thông thường | Tối thiểu 3,0 mg/l khi Amonia đầu vào cao |
| 3. pH | 6,5-7,5 cho bùn hoạt tính thông thường | 7,0-8,5 (tối ưu 7,5-8,0) khi xử lý Amonia cao |
| 4. Độ kiềm carbonate | ≥ 150 mgCaCO3/l | Ổn định pH và cấp carbon vô cơ cho vi sinh |
| 5. Tải trọng COD | 0,6-1,0 kgCOD/m3.ngày cho bể Aerotank | 1,5-3,5 với bể MBBR |
| 6. MLSS/MLVSS | MLSS 2.500-5.500 mg/l | Tỷ lệ MLVSS/MLSS ≥ 0,3-0,4 |
Các thông số này không nên được áp dụng máy móc cho mọi hệ thống. Việc điều chỉnh cần căn cứ vào công nghệ xử lý, đặc tính nước thải, tải lượng thực tế và kết quả phân tích tại từng bể.
Để hiểu thêm về các chỉ số bùn hoạt tính, có thể tham khảo bài viết MLSS, MLVSS, SVI, SV30 có liên quan gì với nhau. Với hệ thống cần xử lý Nitơ, cũng nên đánh giá cách kiểm soát độ kiềm khi xử lý Nitơ trong nước thải>>>
Quy trình 5 bước tối ưu xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas
Quy trình xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas nên bắt đầu từ việc xác định đúng vấn đề, sau đó điều chỉnh nguồn carbon và vi sinh, kiểm soát điều kiện vận hành, cuối cùng đánh giá kết quả để tiếp tục hiệu chỉnh.
– Bước 1. Khảo sát và lấy mẫu hiện trạng
Trước khi bổ sung vi sinh hoặc thay đổi chế độ vận hành, cần đo các chỉ tiêu tại từng công đoạn để xác định nguyên nhân khiến nước thải chưa đạt yêu cầu. Tiến hành đo COD, BOD, Nitơ tổng, TSS, pH, DO tại từng bể để xác định đúng vấn đề và tỷ lệ C:N thực tế trước khi can thiệp.
– Bước 2. Cân bằng tỷ lệ C:N cho bể Anoxic
Nếu COD sau Biogas thấp, có thể làm đường ống bypass từ hố thu gom về bể Anoxic (lưu lượng 10-15 m3/h) để duy trì COD:N khoảng 7:1, giúp vi sinh khử Nitrat có đủ nguồn Carbon.
>>> Tham khảo phương án xử lý Nitơ cho nhà máy tinh bột mì 8.000 m3/ngày.đêm
– Bước 3. Bổ sung vi sinh chuyên biệt vào bể Anoxic và Aerotank
Khi mật độ hoặc hoạt tính vi sinh chưa đáp ứng tải lượng, có thể xem xét bổ sung vi sinh chuyên biệt phù hợp với từng công đoạn.
Mục tiêu là hỗ trợ quá trình xử lý Nitơ, BOD và COD, đồng thời giúp hệ thống đạt trạng thái vận hành ổn định. Việc lựa chọn chủng vi sinh và liều lượng cần dựa trên hiện trạng thực tế, không áp dụng một mức liều cố định cho mọi nhà máy.
– Bước 4. Kiểm soát thông số vận hành bể hiếu khí
Cần theo dõi và duy trì DO, pH, độ kiềm, MLSS cùng các thông số liên quan trong khoảng phù hợp với công nghệ và tải lượng xử lý.
Việc kiểm soát điều kiện vận hành giúp vi sinh hoạt động ổn định, hỗ trợ xử lý chất hữu cơ và Amoni, đồng thời tạo điều kiện cải thiện khả năng kết bông và lắng bùn.
Đối với TSS, cần đánh giá riêng hiệu quả tách bùn tại bể lắng sinh học, bởi chỉ cải thiện quá trình xử lý COD và Nitơ chưa đủ để bảo đảm TSS đầu ra đạt yêu cầu.
– Bước 5. Theo dõi và điều chỉnh sau 30 ngày
Sau khi thực hiện các điều chỉnh, cần tiếp tục theo dõi chất lượng nước thải đầu ra và so sánh với kết quả trước can thiệp.
Đo lại COD, Nitơ, TSS đầu ra định kỳ. Điều chỉnh liều vi sinh hoặc nguồn carbon theo kết quả thực tế để hệ thống ổn định lâu dài.
Giải pháp BIOGENCY tối ưu xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas
Để tối ưu xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas, cải thiện hiệu quả xử lý COD, Nitơ tổng và hỗ trợ kiểm soát TSS, BIOGENCY đề xuất bổ sung vi sinh chuyên biệt vào các công đoạn sinh học phù hợp, kết hợp kiểm soát thông số vận hành của hệ thống.
- Microbe-Lift N1: Bổ sung vào bể hiếu khí, chứa các nhóm vi sinh Nitrosomonas và Nitrobacter mật độ cao, chuyên thực hiện quá trình nitrat hóa, chuyển hóa Amoni thành Nitrat. Hiệu suất xử lý Nitơ có thể đạt khoảng 90%, trong điều kiện pH 6-9 và nhiệt độ 10-40°C.
- Microbe-Lift IND: Bổ sung tại bể thiếu khí và hiếu khí, gồm 13 chủng vi sinh, trong đó có Pseudomonas và Bacillus. Sản phẩm hỗ trợ quá trình khử Nitrat thành khí Nitơ (N2), giảm COD/BOD và cải thiện khả năng kết bông của bùn hoạt tính, qua đó hỗ trợ kiểm soát TSS.
Việc kết hợp hai sản phẩm nhằm hỗ trợ các quá trình xử lý Nitơ và chất hữu cơ tại những công đoạn khác nhau. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào đặc tính nước thải, tải lượng đầu vào và điều kiện vận hành của từng hệ thống. Đối với TSS, cần đánh giá thêm khả năng lắng bùn tại bể lắng sinh học để xác định hiệu quả cụ thể.
Kết quả thực tế khi xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas kết hợp giải pháp từ BIOGENCY
Một nhà máy tinh bột sắn đã sử dụng kết hợp Microbe-Lift IND và Microbe-Lift N1 trong 30 ngày. Sau thời gian xử lý, COD đầu ra giảm xuống dưới 100 mg/L, Nitơ tổng dưới 50 mg/L và N-NH4+ được ghi nhận ở mức 0 mg/L.
Bảng dưới đây tổng hợp các chỉ tiêu trước và sau khi áp dụng giải pháp:
| Chỉ tiêu | Nước thải đầu vào | Trước khi áp dụng | Sau 30 ngày |
| COD | 13.070 | 410 | Dưới 100 |
| Nitơ tổng | 180 | 110 | Dưới 50 |
| N-NH4+ | – | – | 0 |
| TSS | – | – | Cần xác nhận thêm theo từng hệ thống, do TSS phụ thuộc nhiều vào khả năng lắng bùn thực tế tại bể lắng sinh học. |
Liều lượng vi sinh sử dụng:
- Microbe-Lift IND: 24 gallon trong tháng đầu, duy trì 6 gallon/tháng.
- Microbe-Lift N1: 7 gallon trong tháng đầu, duy trì 4 gallon/tháng.
>>> Để tìm hiểu thêm về giải pháp vi sinh cho nước thải ngành tinh bột sắn, tham khảo BIOGENCY cung cấp Vi sinh xử lý nước thải tinh bột sắn đạt chuẩn nhanh
Cần lưu ý gì để hệ thống đạt chuẩn ổn định lâu dài?
Để duy trì chất lượng nước thải đầu ra, hệ thống xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas cần kiểm soát đồng thời tải lượng hữu cơ, hiệu quả xử lý Nitơ và khả năng lắng bùn. Không nên đánh giá hiệu quả vận hành chỉ dựa trên một lần đo hoặc một chỉ tiêu riêng lẻ.
Ba yếu tố cần theo dõi thường xuyên gồm:
- Theo dõi tải lượng theo mùa vụ: Khi đặc tính nước thải thay đổi, cần đánh giá lại COD, Nitơ tổng và điều kiện hoạt động của hệ vi sinh.
- Kiểm soát khả năng lắng bùn: Theo dõi quá trình tách bùn tại bể lắng sinh học để phát hiện sớm nguy cơ TSS tồn dư trong nước đầu ra.
- Điều chỉnh theo kết quả đo: Liều lượng vi sinh, nguồn Carbon và các thông số vận hành cần được điều chỉnh dựa trên dữ liệu thực tế của hệ thống.
Xử lý nước thải tinh bột sắn sau Biogas đòi hỏi phải đánh giá toàn bộ công đoạn sinh học phía sau khi COD, Nitơ tổng hoặc TSS chưa đạt yêu cầu. Quy trình tối ưu gồm khảo sát và lấy mẫu, cân bằng COD:N, bổ sung vi sinh phù hợp, kiểm soát thông số vận hành và theo dõi kết quả sau can thiệp.
Mỗi hệ thống có đặc tính nước thải và điều kiện vận hành khác nhau. Vì vậy, các thông số và liều lượng cần được xác định từ kết quả khảo sát, đồng thời đánh giá riêng hiệu quả xử lý COD, Nitơ tổng và khả năng tách TSS. Liên hệ HOTLINE 0909 538 514 để được hỗ trợ khảo sát hiện trạng và đề xuất hướng tối ưu phù hợp.
>>> Xem thêm: [Phương án] Nuôi dưỡng hầm Biogas và hệ sinh học xử lý nước thải tinh bột sắn trong 30 ngày
