Item: Vận hành hệ thống xử lý nước thải, sự cố, biện pháp khắc phục
Rating: 6
Author: John Pham

Vận hành hệ thống xử lý nước thải

1. Vận hành hệ thống xử lý hiếu khí

Trước khi tiến hành vận hành toàn bộ hê thống, cần tiến hành các thao tác:

khởi động kỹ thuật, khởi động hệ thống sinh học.

* Khởi động kỹ thuật:

Kiểm tra hệ thống điện cung cấp cho toàn bộ hệ thống. Kiểm tra hóa chất cần cung cấp và mực nước trong các bể.

Kiểm tra kỹ thuật toàn bộ hệ thống (vận hành các bơm, sục khí, các van, chương trình…). đồng thời, thực hiện việc thử bằng nước sạch trước khi vận hành hệ thống trên nước thải thực tế.

* Khởi động hệ thống sinh học:

Thông thường, để khởi động hệ thống sinh học thì cần phải có sẵn lượng sinh khối trong các hệ thống xử lý. Sinh khối có thể phát triển tự phát thông qua việc cấp nước thải liên tục vào bể phản ứng. để tiết kiệm thời gian, cấy vào bể phản ứng sinh khối lấy từ nhà máy xử lý nước thải đang hoạt động hoặc sinh khối vi sinh chuyên biệt.

Các sinh khối thông thường được nuôi cấy từ các hệ thống xử lý bùn hoạt tính đang hoạt động, hoặc nguồn sinh khối có thể được lấy từ các nguồn khác. Khi đó sẽ đòi hỏi thời mất nhiều thời gian hơn.

Hàm lượng sinh khối sau khi cấy nằm trong khoảng 2g/l.

Khởi động với tải sinh khối thật thấp không vượt quá giá trị thiết kế (0,15kg BOD/kg.ngày). Nếu chất lượng nước sau xử lý tốt (BOD, COD, và Nitơ), tăng tải trọng. Tăng tải cần đảm bảo hàm lượng sinh khối thích hợp.

Các thông số cần xem xét:

– COD; BOD; MLSS; MLVSS; N (N-NH3; N-NO2; N-NO3; N kiejdahl), P (ortho P, Poly P)

– Thể tích sinh khối: thể tích bùn lắng sau 30 phút (V Thí nghiệm = 1lít)

– Chỉ số thể tích sinh khối: SVI (ml/g) = thể tích sinh khối lắng/ hàm lượng sinh khối.

Tải trọng hữu cơ:

Với COD: OLR = COD (kg/m3) x Q (m3/ngày)/ V bể (m3)

Với BOD: OLR = BOD (kg/m3) x Q (m3/ngày)/ V bể (m3)

Tải sinh khối:

F/M = {COD (kg/m3) x Q (m3/ngày)}/ {V bể (m3)x MLSS (kg/m3)}

Tải trọng bề mặt: là lượng nước chảy vào bể lắng trong một giờ trên một mét vuông bề mặt lắng

Vs (m3/m2.h) = Lưu lượng (m3/h)/diện tích bề mặt lắng (m2)

Thời gian lưu trung bình của sinh khối: là tuổi của sinh khối

MCRT (ngày) = MLSS (kg/m3) x thể tích toàn bộ (m3)/ sinh khối lấy ra hàng ngày (kg/ngày)

* Trong quá trình vận hành cần quan tâm:

Nắm vững về công nghệ

Theo dõi, phân tích định kỳ, quan sát tính biến động của nước thải, các yếu tố bất thường

Ghi chép, lưu giữ thông tin chính xác, dễ truy tìm đủ các tài liệu để tra cứu

1.1. Các thông số kiểm tra trong quá trình vận hành

Lưu lượng: quyết định khả năng chịu tải của hệ thống và tải lượng bề mặt của bể lắng. Cần đảm bảo lưu lượng ổn định trước khi vào công trình sinh học.

F/M : thích hợp khoảng 0,2 – 0,6. Hạn chế tình trạng pH giảm, bùn nổi, lắng kém. Nếu F/M thấp: là do Vi khuẩn co cấu trúc đặc biệt – nấm, F/M cao: DO thấp, quá tải, bùn đen, lắng kém, có mùi tanh, hiếu quả xử lý thấp.

pH: Thích hợp là 6,5 – 8,5. pH cao do quá trình chuyển hoá N thành N-NH3 tốt, khả nặng đệm cao.

pH thấp: Quá trình nitrat hoá, hàm lượng HCO3- thấp. Cần tăng cường hoá chất tăng độ kiềm. Cách khắc phục sự dao động pH này là cần cung cấp đủ dinh dưỡng, hàm lượng hữu cơ, hạn chế quá trình phân hủy nội bào, sử dụng hoá chất tăng độ kiềm

BOD/COD > 0,5 => Thích hợp cho phân hủy sinh học

Kiểm tra thường xuyên BOD và COD tránh hiện tượng thiếu tải hoặc quá tải

Chất dinh dưỡng: N, P đảm bảo tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1, nếu thiếu, phải bổ sung nguồn từ bên ngoài. Nước thải sinh hoạt, không cần thiết bổ sung N, P

Các chất độc : Kim loại năng, dầu mơ, hàm lượng Cl, sunfat, N-NH3 cao…

1.2. Kiểm soát quá trình xử lý Tải lượng hữu cơ

Tải lượng hữu cơ cao: DO thấp; bùn sáng nâu, lắng kém, tạo bọt.

Tải lượng hữu cơ thấp: DO cao, bùn lắng nhanh, nén tốt, bùn xốp, nâu. Xuất hiện lớp mỡ và váng nổi trên bề mặt.

Tải lượng bề mặt: cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình lắng. Sinh khối trôi ra ngoài.

Tải lượng bề mặt thích hợp : 0,3 – 1 m3/m2/h.

Bùn lắng kém:

Nổi trên mặt: Quá trình khử nitrat, sinh ra N2, thiếu dinh dưỡng xuất hiện vi khuẩn lamentous, hoặc dư dinh dưỡng, bùn chết nổi trên bề mặt .

Sinh khối phát triển tản mạn: do tải lượng hữu cơ cao hoặc thấp, dư oxy, nhiễm độc.

Sinh khối đông kết: Thiếu oxy, thiếu dinh dưỡng, chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.

Oxy hoà tan:

Phụ thuộc vào tải lượng hữu cơ và hàm lượng sinh khối. DO thích hợp: 1-2 mgO2/l. Thiếu oxy sẽ làm giảm hiệu quả xử lý, xuất hiện vi khuẩn hình que, nấm, giảm khả năng lắng và ức chế quá trình nitrat hoá.

BOD sau xử lý cao do: Quá tải, Thiếu oxy, pH thay đổi, nhiễm độc, xào trộn kém N sau xử lý còn cao do: Công nghệ chưa ổn định, Có sự hiện diện các hợp chất N khó phân hủy, Sinh khối bùn trong bể cao, Nhiễm độc, chết vi khuẩn N-NH3 cao do: pH không thích hợp (<6,5 hoặc > 8,5), Tuổi bùn thấp < 10 ngày, DO thấp < 2 mgO2/l, Tải N cao, Hiện diện chất độc, Vận hành chưa ổn định, nhiệt độ thấp N-NO3; N-NO2 cao do: pH không thích hợp (<6,5 hoặc > 8,5), Tải N cao, Hiện diện chất độc, Vận hành chưa ổn định, nhiệt độ thấp, Dư oxy (bể yếm khí), Thiếu chất hữu cơ. P: yêu cầu ortho photphat : 1-2 mg/l, Thiếu phải bổ sung.

1.3. Quan sát vận hành

– Sự thay đổi màu biểu hiện hoạt động của hệ thống xử lý

– Chất rắn lơ lững dạng rã, mịn cũng gây màu

– Màu của chính nước thải nguyên thủy

Cảm quan: Mùi, màu, bọt. Hệ thống hoạt động tốt thường không gây mùi. Trong quá trình sục khí -> bọt trắng, nhỏ; nếu có quá nhiều bọt trắng là do: Sinh khối đang trong giai đoạn thích nghi hay hồi phục, Quá tải, Thiếu oxy, thiếu dưỡng chất, Nhiệt độ biến đổi, Hàm lượng chất hoạt động bề mặt cao, Hiện diiện các chất độc.

1.4. Ngừng hoạt động

Có nhiều nguyên nhân khác nhau để quyết định dừng hoạt động của nhà máy xử lý nước thải. Kết quả:

– Quần thể sinh vật bị đói, thiếu thức ăn, phân hủy nội bào

– Sinh khối chết trôi thoát ra ngoài làm gia tăng lượng cặn lơ lửng trong nước

sạch.

Oxy vẫn cần phải cung cấp để tránh điều kiện kỵ khí và các vấn đề về mùi, tuy nhiên cần phải giảm đến mức thấp nhất.

1.5. Giải quyết sự cố

– Nếu có thể, hãy cố gắng tích trữ càng nhiều càng tốt nước thải trong bể điều hòa hoặc bể chứa.

– Giảm lượng nước thải vào đến 20 – 30% mức bình thường.

– Giảm lượng oxi cung cấp xuống mức thấp nhất có thể (DO khoảng 1 – 2mg/l).

– Duy trì quá trình vận hành bình thường lâu đến mức có thể.

– Duy trì bổ sung chất dinh dưỡng nếu có thể.

– Nếu cần thiết, phải bổ sung nguồn Carbon từ ngoài vào (như acetate, methanole…) để tránh cho sinh khối bị thối rữa và lấy ra càng nhiều càng tốt.

1.6. Những sự cố thường gặp Hỏng hóc về bơm:

Hằng ngày kiểm tra bơm có đẩy nước lên hay không. Khi máy bơm hoạt động nhưng không lên nước cần kiểm tra lần lượt các nguyên nhân sau:

– Nguồn cung cấp điện có bình thường không.

– Cánh bơm có bị chèn bởi các vật lạ không.

– Khi bơm có tiếng kêu lạ cũng cần ngừng bơm lập tức và tìm ra nguyên nhân để khắc phục sự cố trên. Cần sửa chữa bơm theo từng trường hợp cụ thể. Trang bị hai bơm vừa để dự phòng, vừa để hoạt động luân phiên và bơm đồng thời khi cần bơm với lưu lượng lớn hơn công suất của bơm.

Sục khí:

– Oxy tất nhiên là nguyên tố quan trọng nhất trong qua trình sinh khối hoạt tính. Nếu nguồn cung cấp oxy bị cắt hoặc ngay cả khi cung cấp hạn chế, sinh khối sẽ trở nên sẫm màu, tỏa mùi khó chịu và chất lượng nước sau xử lý sẽ bị suy giảm –– Cần phải giảm ngay lưu lượng cấp nước thải vào hoặc ngưng hẳn (nếu máy sục khí hỏng hẳn).

– Sau những thời kỳ dài không đủ oxy, sinh khối phải được sục khí mạnh mà không nạp nước thải mới. Sau đó, lưu lượng cấp nước thải có thể được tăng lên từng bước một.

– Các vấn đề về oxy cần phải được giải quyết triệt để càng sớm càng tốt.

Các vấn đề về đóng mở van:

– Các van cấp nước thải vào không mở/đóng:

– Các van thải sinh khối dư không mở/đóng:

Các van thải sinh khối được dùng để loại bỏ sinh khối dư từ các bể sinh khối hoạt tính. Trong trường hợp hư hỏng, sinh khối dư không được lấy ra và hàm lượng MLSS sẽ tăng lên. Nói chung, điều này có thể dể dàng chấp nhận trong vài ngày. Sau một chu kỳ lâu hơn,hàm lượng MLSS cao sẽ làm cho quá trình tách sinh khối – nước trở nên khó hơn.

Các sự cố về dinh dưỡng:

Các chất dinh dưỡng trong nước thải bao gồm N và P. Trong đó: Hàm lượng Nitơ trong nước thải đầu vào được coi là đủ nếu tổng Nitơ (bao gồm Nitơ – Kjedalhl, Nitơ – Amoni, Nitơ – Nitrit, Nitơ – Nitrat) trong nước đã xử lý là 1 – 2mg/l. Nếu cao hơn, nghĩa là hàm lượng Nitơ trong nước thải đã dư thừa thì cần chấm dứt việc bổ sung Nitơ từ ngoài (nếu có).

Các sự cố về sinh khối:

– Sinh khối nổi lên mặt nước: Kiểm tra tải lượng hữu cơ, các chất ức chế

– Sinh khối phát triển tản mạn: Thay đổi tải lượng hữu cơ, DO. Kiểm tra các chất độc để áp dụng biện pháp tiền xử lý hoặc giảm tải hữu cơ.

– Sinh khối tạo thành hỗn hợp đặc: Tăng tải trong, oxy, ổn định pH thích hợp, bổ sung chất dinh dưỡng.

Sự cố, biện pháp khắc phục trong vận hành hệ thống

2. Vận hành hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt

Vận hành hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt yêu cầu cần phải theo dõi thường xuyên, kiểm soát các quá trình thử mẫu và kiểm tra, đồng thời tính toán kiểm soát các quá trình.

2.1. Theo dõi vận hành

✓ Lớp màng: người vận hành phải kiểm tra độ dày của lớp màng để đảm bảo nó mỏng và đồng bộ hoặc dày và nặng (cho biết chất hữu cơ quá nặng). đồng thời, việc vận hành còn quan tâm đến màu sắc của lớp màng. Lớp màng màu xanh là bình thường, màu xanh đen hoặc màu đen cho biết chất hữu cơ quá tải, những màu khác có thể cho biết nồng độ nước thải công nghiệp hoặc các chất hóa học thêm vào hệ thống. Cần kiểm tra sự tăng trưởng bể mặt phụ của lớp màng để đảm bảo nó vẫn hoạt động tốt (mỏng và trong mờ); nếu sự tăng trưởng dày và tối cho thấy chất hữu cơ đã quá tải.

✓ Lưu lượng: sự phân phối lưu lượng dòng thải phải được kiểm tra để đảm bảo vận hành đồng bộ. Ngoài ra cũng cần quan tâm đến sự thoát nước của hệ thống.

✓ Bộ phân phối: cần phải đồng bộ và phẳng. Bộ phân phối phải được kiểm tra để tránh sự rò rỉ.

✓ Lớp đệm: kiểm tra để đảm bảo vận hành đồng bộ.

2.2. Kiểm soát các quá trình thử mẫu và kiểm tra để bảo đảm sự hoạt động hiệu quả của hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt, mẫu thử và thời gian là rất quan trọng.

✓ Lọc dòng vào: kiểm tra các thông số: DO, pH, nhiệt độ, các chất rắn có thể lắng, BOD, chất rắn lơ lửng và các kim loại.

✓ Lưu lượng tái tuần hoàn: các thông số cần kiểm tra: DO, pH, tốc độ dòng chảy, và nhiệt độ.

✓ Lọc dòng ra: kiểm tra DO, pH và bình.

✓ Quá trình thải: kiểm tra DO, pH, các chất rắn có thể lắng, BOD và các chất rắn lơ lửng.

2.3. Các vấn đề thường gặp trong quá trình vận hành và cách khắc phục

* Hồ:

Triệu chứng:

✓ Hình thành các ao hoặc vũng nước nhỏ trên bề mặt của lớp đệm.

✓ Giảm khả năng loại bỏ BOD và TSS.

✓ Xuất hiện mùi khó chịu do điều kiện kỵ khí trong lớp đệm.

✓ Lớp đệm có lưu lượng khí nghèo. Nguyên nhân:

✓ Tải lượng thủy lực không đủ để đảm bảo lớp đệm sạch bằng phẳng.

✓ Dòng thải tuần hoàn không đủ để cung cấp cho sự pha loãng.

✓ Lớp đệm không đồng bộ, hoặc đồng bộ nhưng quá nhỏ.

✓ Sự phân hủy lớp đệm do thời tiết.

✓ Các vật liệu vụn (lá, que, …) hoặc các sinh vật sống cản trở các chỗ trống.

Khắc phục:

✓ Loại bỏ tất cả các vật liệu bụi kể trên ra khỏi vật liệu đệm.

✓ Gia tăng dòng tuần hoàn để tăng khả năng pha loãng trong hệ thống.

✓ Sử dụng dòng nước có áp suất cao để thay đổi và làm đầy diện tích hồ.

✓ Làm khô lớp vật liệu đệm. Khi dòng chảy ngưng đi qua lớp đệm, lớp màng sẽ khô và lỏng ra. Khi dòng chảy bắt đầu lại, lớp màng lỏng ra đó sẽ theo dòng chảy ra ngoài lớp đệm. Thời gian khô sẽ phụ thuộc vào độ dày của lớp màng và yêu cầu chuyển hóa, thông thường từ vài giờ đến vài ngày.

* Mùi:

Thông thường, mùi phát sinh thường cho biết hoạt động của hệ thống có vấn đề. Nguyên nhân:

✓ Thừa lượng chất hữu cơ do chất lượng lọc dòng ra kém, hoạt động xử lý sơ cấp kém và kiểm soát quá trình xử lý bùn họat tính không tốt là nguyên nhân gây nên hiện tượng BOD cao trong dòng tái tuần hoàn.

✓ Thông khí kém

✓ Thiết bị lọc bị quá tải. Khắc phục:

✓ Tính toán hoạt động của quá trình xử lý sơ cấp

✓ Tính toán và điều chỉnh kiểm soát quá trình xử lý bùn họat tính để làm giảm lượng BOD.

✓ Tăng tốc độ tái tuần hoàn để tăng DO trong dòng chảy vào hệ thống.

✓ Duy trì điều kiện thông khí ở dòng vào hệ thống.

✓ Thêm khoảng 1 – 2mg.l chlorine dư trong mỗi giờ khi lưu lượng dòng chảy thấp.

* High Clarifier Effluent SS và BOD:

Triệu chứng:

✓ Dòng ra từ quá trình lọc nhỏ giọt có nồng độ các chất rắn lơ lửng khá cao.

Nguyên nhân:

✓ Dòng tái tuần hoàn khá cao, do tải lượng thủy lực của bể lắng.

✓ Màng ngăn của bể lắng bị ăn mòn hoặc bị phá hỏng.

✓ Thiết bị thu gom bùn bị hỏng hay bị trục trặc.

✓ Tốc độ rút bùn không thích hợp.

✓ Tải lượng các chất rắn thừa. Khắc phục:

✓ Kiểm tra tải lượng thủy lực và điều chỉnh lưu lượng tái tuần hoàn nếu tải lượng thủy lực quá cao.

✓ điều chỉnh dòng chảy để đảm bảo cân bằng với sự phân bố.

✓ Kiểm tra thiết bị loại bỏ bùn. Sữa chữa các thiết bị bị hư hỏng.

✓ Kiểm tra chiều sâu lớp bùn và nồng độ các chất trong bùn, điều chỉnh tốc độ loại bỏ bùn và/hoặc thường xuyên duy trì điều kiện hiếu khí trong bể lắng.

✓ Xác định nhiệt độ trong bể lắng ở nhiều thời điểm khác nhau.

* Filter flies:

Triệu chứng:

✓ Lọc nhỏ giọt và diện tích xung quanh là môi trường thích hợp cho một lượng lớn các sinh vật rất nhỏ bay được sinh sống.

Nguyên nhân:

✓ Tái tuần hoàn không hiệu quả

✓ điều kiện khô và ẩm gián đoạn

✓ Thời tiết ấm. Khắc phục:

✓ Tăng tốc độ tái tuần hoàn để duy trì tải trọng thủy lực tối thiểu là 0,07m3/m2.ngày.

✓ Làm sạch các bề mặt thành bể lọc và loại bỏ cỏ dại, bụi cây, … quanh bể lọc.

✓ Duy trì liều lượng tác chất trong bể lọc với nồng độ chlorine thấp (<1mg/l). điều này sẽ giúp phá hủy các ấu trùng.

✓ Làm khô lớp đệm lọc trong vài giờ.

✓ Làm ngập nước bể lọc trong 24 giờ.

* Freezing:

Nguyên nhân:

✓ Tái tuần hoàn làm gia tăng hoặc giảm nhiệt độ các giọt nước.

✓ Gió thịnh hành gây nên sự mất nhiệt.

✓ đôi khi các tác chất thêm vào nước thải quá nhiều và quá lâu cũng gây hiện tượng đông lạnh.

Khắc phục:

✓ Giảm sự tuần hoàn tới mức có thể để hạn chế ảnh hưởng của sự lạnh.

✓ Vận hành 2 bể lọc song song để làm giảm sự mất nhiệt.

✓ Phủ lớp đệm để giảm sự mất nhiệt.

3. Vận hành hệ thống bùn hoạt tính:

Chuẩn bị lượng bùn hoạt tính cần thiết và cho khởi động các công trình sinh học (aerotank, mương oxy hóa) theo trình tự như sau:

– Trước tiên cho một phần nước thải với nồng độ BODtp khoảng 200¸250mg/l chảy qua công trình. Nếu nước thải công nghiệp có nồng độ cao thì pha loãng bằng nước sản xuất hoặc nước sông. Bùn lắng tại bể lắng đợt 2 được tuần hoàn liên tục về aerotank.

– Bùn hoạt tính sẽ gia tăng theo thời gian. Theo sự gia tăng của bùn có sự xuất hiện của nitrat và nitrit, tăng dần lượng nước cần xử lý hoặc giảm độ pha loãng. Có thể sử dụng bùn có sẵn từ bể aerotank bất kỳ hoặc bùn hoạt tính phơi ở 60oC, hoặc màng sinh học trôi ra từ bể lọc sinh học hoặc bùn ao hồ. Bùn hoạt tính có thể thu từ bùn sông hoặc ao hồ không nhiễm bẩn dầu mỡ hay dầu khoáng. Trước khi cho vào bể aerotank, bùn sông hoặc ao hồ phải được loại sơ bộ các tạp khoáng nặng (sỏi cát).

Với mục đích này, bùn được trộn với nước, rồi sau thời gian lắng ngắn(3¸6 phút) được đổ vào bể aerotank. Tại đó bùn được thổi khí, không cần nước thải. Sau khi chuẩn bị bùn xong, cho nước thải vào bể aerotank, ban đầu với lượng nhỏ, sau đó theo mức độ tích lũy bùn, tăng dần cho đến khi đạt lưu lượng thiết kế. Trong bùn hoạt tính hoạt động tốt, ngoài các bông tập trung các động vật vi sinh còn gặp một lượng không lớn thảo trùng (trùng lông), trùng xoắn, giun. Khi điều kiện làm việc ổn định bị phá vỡ, trong bùn phát triển các vi khuẩn dạng chỉ (sphacrotilus, cladothrix) thực vật nhánh (zooglea ramigeras, các nấm nước…). Các dạng thực vật này làm cho bùn nổi, bùn này khó lắng trong bể lắng đợt 2 và bị cuốn trôi theo nước ra với lượng đáng kể.

Nguyên nhân của sự nổi bùn là bể aerotank quá tải, có lượng lớn cacbon trong nước thải, không cấp đủ oxy, pH nước trong aerotank thấp. để khống chế sự nổi bùn cần phải giảm tải trọng bể aerotank.

Thậm chí tạm thời ngừng không cho nước thải vào, hoặc tăng lượng oxy hòa tan trong bể aerotank, nâng pH dòng vào đến 8,5¸9,5 trong khoảng thời gian nào đó. Nếu nước thải nồng độ cao thải ra từng đợt bất thường thì phải yêu cầu lãnh đạo nhà máy chỉnh đốn nguyên tắc công nghệ hoặc thay đổi chế độ thải nước bằng cách lắp đặt bộ điều chỉnh hoặc bể chứa dự trữ.

Khi vận hành nhiều bể lắng 2 cần phải phân bố đồng đều lưu lượng nước thải và bùn hoạt tính giữa chúng cũng như tách bùn hoạt tính ra khỏi các bể lắng. Việc tách bùn hoạt tính hoàn toàn có thể tiến hành liên tục và không cho hình thành lớp bùn nằm trong bể lắng. Việc tách bùn không đúng thời gian sẽ làm bẩn và làm giảm chất lượng nước đã xử lý, ngoài ra còn làm nổi bùn đã lắng.

Nguyên nhân lôi cuốn bùn từ bể lắng 2 có thể do nồng độ bùn cao hơn giới hạn đối với tải trọng đã cho. đôi khi còn có trường hợp khó bảo đảm tách bùn từ bể lắng đứng. Vì vậy trong các bể lắng này cần cào bùn từ đáy phễu một cách hệ thống (hoặc vài lần trong ngày), khó khăn này cũng có thể giải quyết bằng cách tăng thể tích bùn tuần hoàn.

Nếu trong trạm xử lý có vài bể lắng đợt 2 và không có dụng cụ đo bùn tuần hoàn, tách ra từ mỗi phễu thì trên mỗi bể lắng cần có dụng cụ kiểm tra độ sâu của bùn, các dụng cụ này có thể là:

Thiết bị bơm dâng (ống thông nhau) được đặt ở các mức tương ứng để kiểm soát mức bùn cao nhất và thấp nhất trong bể.
Tế bào quang.

Nếu không có dụng cụ đo thì mức bùn xác định bằng cách lấy mẫu ở các độ sâu khác nhau. Sự xuất hiện trên bề mặt bể lắng 2 các bọt khí và cụm bùn hoạt tính là do thời gian lưu của bùn trong bể lắng quá lâu, để khống chế hiện tượng này nên tăng thể tích bùn lấy ra.

Sự có mặt của dầu mỡ, sản phẩm dầu mỏ, chất béo trong bể aerotank làm cho bùn nổi và lôi cuốn bùn từ bể lắng 2. Trường hợp này cần phải tăng cường hiệu quả của thiết bị tách dầu sơ bộ và nếu có thể ngừng không tiếp nhận nước thải chứa dầu mỡ, các sản phẩm dầu mỏ.

3.1. Các thông số vận hành hệ thống:

Để vận hành hệ thống bùn hoạt tính, cần chú ý các yếu tố sau:

* độ kiềm: kiểm soát độ kiềm trong bể hiếu khí là cần thiết để kiểm soát toàn bộ quá trình. độ kiềm không đủ sẽ làm giảm hoạt tính của vi sinh vật và cũng có thể ảnh hưởng đến pH.

* DO: Hoạt động của bể bùn hoạt tính là một quá trình hiếu khí nên nó đòi hỏi lượng DO phải hiện diện ở mọi thời điểm. lượng DO này phụ thuộc vào BOD dòng vào, tính chất của bùn hoạt tính và yêu cầu xử lý.

* pH: pH trong hệ thống hiếu khí thường nằm trong khoảng 6,5 – 9.

* MLSS, MLVSS, và MLTSS:

* Nồng độ và tốc độ tuần hoàn bùn hoạt tính: Người vận hành phải duy trì sự tuần hoàn bùn hoạt tính tiếp diễn trong hệ thống. nếu tốc độ này quá thấp, bể hiếu khí có thể bị quá tải thủy lực, làm giảm thời gian thông khí. Nồng độ tuần hoàn cũng rất quan trọng bởi vì nó có thể dùng để xác định tốc độ tuần hoàn cần thiết để giữ MLSS cần thiết.

* Tốc độ dòng chảy bùn hoạt tính thải: Bởi vì bùn hoạt tính có chứa các vi sinh vật sống tăng trưởng, nên lượng bùn hoạt tính có thể tiếp tục gia tăng. Nếu bùn hoạt tính duy trì trong hệ thống quá lâu, hiệu quả của quá trình sẽ giảm xuống. Nếu có quá nhiều bùn hoạt tính bị loại khỏi hệ thống, các chất rắn sẽ không lắng đọng đủ nhanh để được loại bỏ ở thiết bị lắng thứ cấp.

* Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của vi sinh vật.

* độ sâu lớp phủ bùn: Nếu các chất rắn không bị loại bỏ ra khỏi hệ thống từ thiết bị lọc với cùng tốc độ chúng được đưa vào, lớp phủ sẽ gia tăng độ sâu. độ sâu lớp phủ bùn có thể chịu ảnh hưởng của nhiều điều kiện: nhiệt độ, độc tính trong nước thải,..

3.2. Kiểm soát vận hành hệ thống;

* Tốc độ tuần hoàn

– Tốc độ tuần hoàn quá cao, kết quả là: Sự thông khí và lắng đọng ở các bể bị quá tải thủy lực; thời gian thông khí và lắng đọng giảm, …

– Tốc độ tuần hoàn quá thấp, kết quả là: sự tuần hoàn thối, các chất rắn bị giữ lại trong các bể lắng, giảm MLSS trong bể hiếu khí, …

* Tốc độ nước thải:

– Tốc độ nước thải quá cao, kết quả: giảm MLSS, giảm mật độ bùn, gia tăng SVI, giảm MCRT, tăng tỷ lệ F/M.

– Tốc độ nước thải quá thấp, kết quả là: tăng MLSS, tăng mật độ bùn, giảm SVI, tăng MCRT, giảm tỷ lệ F/M.

* Tốc độ thông khí:

– Tốc độ thông khí quá cao, kết quả là: năng lượng bị lãng phí, tăng chí phí vận hành, các chất rắn nổi lên, phá vỡ bùn hoạt tính.

– Tốc độ thông khí quá thấp, kết quả là: bể hiếu khí thối, hiệu quả kém, mất sự nitrat hóa.

3.3. Các vấn đề có thể xảy ra khi vận hành và cách khắc phục:

* Triệu chứng 1: Lớp bùn phủ bị chảy ra ngoài theo dòng thải, không còn bùn lắng.

– Do chất hữu cơ quá tải. Khắc phục: giảm tải lượng hữu cơ.

– Do pH thấp. Khắc phục: thêm độ kiềm.

– Do sự tăng trưởng của nấm sợi (􀃡lamentous). Khắc phục: thêm dinh dưỡng, thêm chlorine hay peroxyde để tuần hoàn.

– Do thiếu hụt dinh dưỡng. Khắc phục: thêm dinh dưỡng.

– Do độc tính. Khắc phục: xác định nguồn, bổ sung tiền xử lý.

– Do thông khí quá nhiều. Khắc phục: giảm thông khí trong khoảng thời gian lưu lượng thấp.

* Triệu chứng 2: một lượng lớn các hạt rắn nhỏ rời khỏi bể lắng.

– Nguyên nhân: bùn cũ. Khắc phục: giảm tuổi bùn, gia tăng tốc độ dòng thải.

– Nguyên nhân: sự hỗn loạn quá mức. Khắc phục: giảm sự hỗn loạn (kiểm soát thổi khí khi lưu lượng thấp).

* Triệu chứng 3: Một lượng lớn các phân tử trong mờ, nhỏ rời khỏi bể lắng.

– Do tốc độ tăng trưởng của bùn. Khắc phục: tăng tuổi bùn.

– Do bùn hoạt tính mới, yếu. Khắc phục: giảm nước thải.

* Triệu chứng 4: Bùn lắng tốt, nhưng lại nổi lên bề mặt trong thời gian ngắn.

– Do sự khử nitrat hóa. Khắc phục: tăng tốc độ tuần hoàn, điều chỉnh tuổi bùn để hạn chế sự khử nitrat.

– Do thông khí quá mức. Khắc phục: giảm sự thông khí.

* Triệu chứng 5: các vi sinh vật trong bùn hoạt tính chết trong thời gian ngắn.

Do dòng vào chứa các chất độc tính.

Khắc phục: tách bùn hoạt tính (nếu có thể). Tuần hoàn tất cả các chất rắn đang hiện diện. Ngưng cung cấp nước thải. Tăng tốc độ tuần hoàn. Bổ sung các chương trình tiền xử lý.

* Triệu chứng 6: bề mặt của bể hiếu khí bị bao phủ bởi lớp bọt nhờn, dày.

– Do bùn quá già. Khắc phục: giảm tuổi bùn. Tăng lượng nước thải, sử dụng các chất bơm kiểm soát bọt.

– Do quá nhiều dầu và chất béo trong hệ thống. Khắc phục: tăng cường loại bỏ chất béo. Sử dụng các chất bơm kiểm soát bọt. Bổ sung các chương trình tiền xử lý.

– Do các vi khuẩn váng bám tạo bọt. Khắc phục: loại bỏ các vi khuẩn này.

* Triệu chứng 7: xuất hiện những đám bọt lớn trên bề mặt bể hiếu khí.

– Do bùn hoạt tính trẻ, lượng bùn ít. Khắc phục: tăng tuổi bùn, giảm cung cấp nước thải, sử dụng các chất bơm kiểm soát bọt.

– Do các chất tẩy rửa. Khắc phục: hạn chế các chất hoạt động bề mặt, sử dụng các chất bơm kiểm soát bọt.

4. Các biện pháp kiểm soát bùn khó lắng:

4. 1. Kiểm soát bùn dạng khối:

Các yếu tố lưu ý khi kiểm soát bùn dạng khối:

– Thành phần nước thải: Nước thải chứa nhiều các nguyên tố dạng vết cũng gây ra hiện tượng bùn tạo khối. đối với nước thải công nghiệp, thành phần Nitơ và Photpho cần được kiểm tra trước khi đưa vào hệ thống xử lý, sự thiếu hụt dinh dưỡng trong nước thải công nghiệp với hàm lượng BOD cao sẽ tạo nên khối bùn. Sự dao động pH cũng là yếu tố gây bất lợi đối với thiết kế. Sự khác nhau về tải trọng khi vận hành hệ thống hoạt động một mẻ cũng gây ra hiện tượng bùn tạo khối.

– Nồng độ oxy cần duy trì tối thiểu 2 mg/l.

– Thời gian lưu bùn (SRT): cần được kiểm tra và tính toán sao cho nằm trong khoảng giá trị chấp nhận được. Trong nhiều trường hợp, ở các hệ thống khuấy trộn hoàn toàn với thời gian lưu bùn lớn và tỉ số F/M nhỏ thường xuất hiện vi khuẩn dạng sợi. Ở những hệ thống như vậy, các vi khuẩn này hay cạnh tranh nhau về thức ăn. Nhiều nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cùng với các mô hình hoàn chỉnh đã đưa ra những hình dạng bể phản ứng hỗ trợ cho bùn tạo bông thay vì sự phát triển các vi khuẩn dạng sợi. Những bể này được gọi là selector.

– Nồng độ dinh dưỡng: Mặc dù liều lượng dinh dưỡng cần để ngăn chặn sự phát triển quá mức của các vi khuẩn dạng sợi là duy nhất ở từng hệ thống, tuy nhiên khi không thể xác định chính xác được con số này thì theo Richard nên duy trì:

+ Nồng độ N vô cơ (NH4 _N, NO2 _ N, NO3 _N ) lớn hơn 1mg/l.

+ Nồng độ orthophosphate photpho (PO43-_P) lớn hơn 0.2mg/l.

– pH là một thông số kỹ thuật quan trọng của bùn hoạt tính nhưng lại thường xuyên bị lờ đi do giá trị của nó thường chỉ thay đổi ở 2 mức. Vi sinh vật chỉ bị ảnh hưởng khi pH nhỏ 6.0-6.5 và lớn hơn 8.5. để tránh tình trạng phát triển quá mức của nấm do pH thấp, cần trang bị các thiết bị điều chỉnh pH, tối thiểu cũng phải có thiết bị định liều lượng vôi.

– Nhiệt độ ảnh hưởng đến 2 thông số sau :

+ Nhiệt độ tăng làm giảm độ hoà tan của oxy trong nước

+ Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ của quá trình chuyển hoá.

Quá trình này lại cần oxy hoà tan nên tốc độ tiêu thụ DO cũng tăng. Vì vậy, nhiệt độ chỉ ảnh hưởng chủ yếu đến sự phát triển của những vi khuẩn dạng sợi do DO thấp như Sphaerotilus natans và loài 1701. Richard đã chạy mô hình khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự phát triển cạnh tranh giữa loài 1701 và một loại vi sinh vật tạo bông. Từ đó đưa ra kết luận rằng ở nhiệt độ lớn hơn hoặc bằng 28oC, loài 1701 phát triển mạnh hơn loài tạo bông đang nghiên cứu. Như vậy ta có thể rút ra kết luận rằng nhiệt độ tăng thì nồng độ DO cần phải tăng để ngăn quá trình bùn khối gây ra do các vi khuẩn dạng sợi phát triển trong nước có DO thấp.

Sử dụng hoá chất:

Ở một tình huống khẩn cấp hoặc đã kiểm tra tất cả các yếu tố nêu trên, Clo và hydro peroxuyt thường được sử dụng để kiểm soát hiện tượng bùn khối. Clo là chất oxy hoá lâu đời nhất (được sử dụng trước Thế Chiến 2) . Việc sử dụng chlorine được Jenkins (người Mỹ) và các cộng sự của ông ủng hộ. Sử dụng chlorine để khống chế quá trình bùn khối cũng đã được nghiên cứu khá kỹ ở Nam Phi. Ở Châu Âu, Anh là nước thường dùng chlorine nhất. Tại đức và Trung Âu, chlorine chỉ được dùng trong những trường hợp cấp bách. Nguyên nhân là do họ sợ xuất hiện các halogen hữu cơ (organohalogen) trong nước thải sau xử lý.

Dùng Clo:

Chlorine là một hoá chất nguy hiểm đối với cả bùn hoạt tính lẫn môi trường. Vì thế, khi dùng chlorine, chỉ để các nhân viên có đã được đào tạo thao tác, và tuyệt đối phải tuân thủ các quy tắc. Jenkins cũng khuyên nên đo SVI trước khi clo hoá. Chỉ thêm Chlorine khi SVI thực sự vượt quá mức cho phép. Liều lượng clo thường dùng cho hệ thống thấp khoảng 0.002-0.008 kg/kg MLSS.ngày (theo Jenkins 1993). Clo hoá hiệu quả cho bùn dạng khối gây ra bởi vi khuẩn dạng sợi. Clo thường làm nước ra ở đầu ra bị đục. Xử lý bằng clo còn làm xuất hiện trihalomentan và các hợp chất khác gây hại tiềm tàng cho sức khỏe con người và môi trường. Hydro peroxuýt cũng được dùng để kiểm soát bùn khối, liều lượng của chất này tuỳ thuộc vào khoảng phát triển của vi khuẩn dạng sợi.

DùngH2O2 :

Một trong những cách thay thể việc dùng Clo là tác nhân oxy hoá, người ta dùng H2O2. H2O2 không tiêu diệt mạnh các vi khuẫn dạng sợi nằm bên ngoài vì chúng không phải là chất oxy hoá mạnh như clo. Tuy vậy chúng vẫn có thể xâm nhập vào các lớp trong của bùn hoạt tính và tác động vào sinh khối của các vi sinh vật tạo bông.

H2O2 có thể diệt vi khuẩn dạng sợi đồng thời cũng giải phóng oxy nên thích hợp dùng trong trường hợp bùn khối do DO thấp. Tuy nhiên nếu bùn oxy hoá H2O2 trước khi hoá chất này kịp có phản ứng tiêu diệt vi khuẩn dạng sợi thì phương pháp này không hiệu quả.

Dùng Ozone:

Ở Nam Phi, van Leeuwen và Pretorius đã khảo sát tính năng kiểm soát bùn khối của ozone. Ozone là tác nhân oxy hoá mạnh hơn Clo và H2O2 và đặc biệt là chúng không tạo ra bất kỳ chất độc nào. Trong hệ thống loại bỏ chất dinh dưỡng bằng bùn hoạt tính, liều lượng Ozone thích hợp là 4g/kgMLSS. Dùng Ozone có thể tăng cường quá trình nitrat hoá và loại bỏ các chất hữu cơ trơ.

4.2. Kiểm soát bọt váng

Gạn bọt một cách hệ thống nhằm loại bỏ và phá hủy bùn nổi trong bể sục khí. Chất dùng để gạn bỏ bọt không tuần hoàn lại bể lắng, vì việc này sẽ dẫn tới sự sinh sôi của các vi khuẩn gây bọt váng. Ngoài ra, cũng không nên tuần hoàn chất này vể bể aeroten. Dùng Clo phun xịt lên bề mặt bọt Nocardia. Sự hiện diện của Nocardia cũng như Nocardia-Microthrix liên quan tới nươc thải chứa nhiều chất béo và dầu mỡ. Vì vậy giảm dầu mỡ trong nước thải cũng là một biện pháp để ngăn ngừa sự phát triển của các vi khuẩn gây bọt váng này. Trong trường hợp bọt váng gây nên bởi Microthrix parvilla, liều lượng Clo sử dụng phải gấp 10-100 lần liều lượng cấn thiết vì Microthrix parvilla có khả năng chịu độc clo tốt hơn so với các vi khuẩn dạng sợi khác. Tuy nhiên, ở U.K, theo kinh nghiệm, người ta thấy rằng liều lượng clo khoảng 3g/kg là đủ để kiểm soát Microthrix parvilla. để tránh trường hợp xấu khi sử dụng clo quá liều, Duchene và Pujol đã kiểm tra khả năng kiểm soát bọt của các chất keo tụ. Khi thêm vào chất keo tụ FeCl3 ở liều lượng 4g/kg.ngày có thể làm giảm bọt Norcadia trong vòng 2 tuần. Phèn nhôm cũng cho kết quả tương tự. Khi đó, Norcadia không bị loại bỏ mà dinh chặt vào bông bùn. Vì vậy, khi ngưng cho chất keo tụ, Norcadia xuất hiện trở lại trong vòng 2 tuần. (Jiri Wanner).

4.3. Kiểm soát bùn nổi:

Bùn nổi có thể kiểm soát bằng các biện pháp sau:

Tăng lượng bùn tuần hoàn thải bỏ từ bể lắng đợt hai, nhằm giảm thời gian lưu bùn trong bể lắng.
Giảm thời gian lưu bùn để tránh quá trình nitrat hoá. Nơi có khí hậu ấm, rất khó vận hành ở thời gian lưu bùn ngắn để tránh nitrat hoá.
Nếu quá trình bùn hoạt tính đòi hỏi nitrat hoá, thì nên sử dụng mô hình dòng chảy nút. Khi đó, bể đầu tiên sẽ là vùng yếm khí. Ở đây, các vi khuẩn sẽ được hoà trộn cùng với các ion nitrat, ion nitrit từ bùn tuần hoàn và BOD trong nước thải. Ở vùng yếm khí, các vi khuẩn trong điều kiện ít oxy, cùng sự