Vi sinh xử lý nước thải: Phân loại, công dụng và cách lựa chọn

Vi sinh xử lý nước thải là nhóm vi sinh vật được sử dụng để hỗ trợ phân hủy chất hữu cơ và chuyển hóa các chất ô nhiễm trong công trình xử lý sinh học. Tùy mục tiêu xử lý, doanh nghiệp có thể lựa chọn nhóm vi sinh phân hủy BOD/COD, vi sinh kỵ khí cho UASB – Biogas hoặc vi sinh hỗ trợ xử lý Amonia và Nitơ. Tuy nhiên, không có một chế phẩm phù hợp cho mọi hệ thống. Loại vi sinh cần được lựa chọn dựa trên đặc tính nước thải, công nghệ xử lý, chỉ tiêu cần cải thiện và điều kiện vận hành thực tế.

Trong bài viết này, FUGREEN phân tích cơ chế hoạt động, các nhóm vi sinh phổ biến và cách lựa chọn chế phẩm theo từng vấn đề kỹ thuật. Nội dung cũng cung cấp bảng đối chiếu để kỹ thuật vận hành nhanh chóng xác định nhóm vi sinh phù hợp trước khi lựa chọn sản phẩm.

Vi sinh xử lý nước thải là gì?

Vi sinh xử lý nước thải là các vi sinh vật như vi khuẩn và các nhóm vi sinh khác được sử dụng trong quá trình xử lý sinh học nhằm chuyển hóa chất ô nhiễm thành các dạng đơn giản hơn. Tùy điều kiện môi trường, vi sinh có thể hoạt động trong công trình hiếu khí, thiếu khí hoặc kỵ khí.

Trong xử lý nước thải, vi sinh vật sử dụng một phần các hợp chất hữu cơ và chất dinh dưỡng làm nguồn carbon, năng lượng hoặc chất nhận electron. Quá trình này góp phần làm giảm tải lượng các chất ô nhiễm như BOD, COD, Amonia và Nitơ.

Có thể hiểu đơn giản:

Nước thải → vi sinh vật → quá trình phân hủy/chuyển hóa → chất ô nhiễm giảm → nước sau xử lý được cải thiện.

Tuy nhiên, hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào việc bổ sung chế phẩm. Hệ vi sinh cần được duy trì trong điều kiện thích hợp về pH, nhiệt độ, DO, tải lượng hữu cơ, dinh dưỡng, thời gian lưu và tuổi bùn.

Vì vậy, men vi sinh xử lý nước thải không thay thế công nghệ xử lý mà đóng vai trò hỗ trợ và tăng cường quá trình sinh học trong hệ thống.

Vi sinh xử lý nước thải hoạt động như thế nào?

Cơ chế hoạt động phụ thuộc vào nhóm vi sinh và điều kiện của từng công trình.

Phân hủy chất hữu cơ BOD và COD

Trong bể sinh học, các vi sinh vật dị dưỡng sử dụng chất hữu cơ dễ phân hủy làm nguồn carbon và năng lượng. Các hợp chất hữu cơ phức tạp được chuyển hóa thông qua nhiều bước sinh học, góp phần giảm BOD₅ và COD.

Để quá trình này diễn ra ổn định, kỹ thuật vận hành cần kiểm soát các thông số như:

• DO trong bể hiếu khí.
• pH.
• Nhiệt độ.
• Tải lượng COD/BOD đầu vào.
• MLSS và tuổi bùn.
• Tỷ lệ F/M.
• Thời gian lưu nước và bùn.

Khi một trong các yếu tố này biến động mạnh, hệ vi sinh có thể giảm hoạt tính, dẫn đến hiệu suất xử lý suy giảm.

Xem thêm: https://fugreen.com.vn/vi-sinh-phan-huy-bod-cod/

Xử lý Amonia và Nitơ

Xử lý Nitơ thường bao gồm nhiều bước sinh học. Trong điều kiện hiếu khí, quá trình Nitrat hóa chuyển Amonia thành Nitrit và tiếp tục thành Nitrat nhờ các nhóm vi sinh chuyên biệt.

Sau đó, tại công đoạn thiếu khí, quá trình khử Nitrat có thể chuyển Nitrat thành khí Nitơ (N₂) khi các điều kiện về nguồn carbon, ORP và môi trường sinh học phù hợp.

Do đó, nếu nước thải có NH₄-N hoặc Tổng Nitơ cao, việc chỉ bổ sung vi sinh Nitrat hóa chưa chắc giải quyết được toàn bộ bài toán. Kỹ thuật vận hành cần đánh giá đồng thời cả công đoạn hiếu khí và thiếu khí.

xem thêm: https://fugreen.com.vn/kham-pha-cong-nghe-vi-sinh-khu-amoni-nito-photphat/

Phân hủy kỵ khí và tạo khí Biogas

Trong công trình kỵ khí như UASB hoặc hầm Biogas, hệ vi sinh hoạt động trong điều kiện thiếu hoặc không có oxy. Các hợp chất hữu cơ được phân hủy qua nhiều giai đoạn trước khi tạo thành khí sinh học, trong đó CH₄ và CO₂ là các thành phần chính.

Đối với nước thải có tải lượng hữu cơ cao, quá trình kỵ khí có thể giúp giảm tải COD trước khi nước chuyển sang các công đoạn xử lý phía sau, đồng thời tạo ra nguồn khí có thể thu hồi để sử dụng năng lượng.

xem thêm: https://fugreen.com.vn/vi-sinh-ky-khi/

Các loại vi sinh xử lý nước thải phổ biến

Không nên lựa chọn chế phẩm chỉ dựa trên tên gọi “vi sinh xử lý nước thải”. Trước tiên cần xác định hệ thống đang cần giải quyết vấn đề gì.

Vi sinh hiếu khí

Vi sinh hiếu khí được sử dụng phổ biến trong Aerotank, SBR, MBBR và các công trình có cấp khí. Nhóm này đóng vai trò quan trọng trong phân hủy chất hữu cơ và hỗ trợ giảm BOD, COD.

Hiệu quả phụ thuộc nhiều vào khả năng duy trì DO, tải lượng hữu cơ và mật độ sinh khối trong bể.

Vi sinh kỵ khí

Vi sinh kỵ khí được ứng dụng trong UASB, Biogas và các công trình xử lý kín. Nhóm vi sinh này phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy, đồng thời hỗ trợ hình thành khí sinh học.

Đây là nhóm đặc biệt quan trọng đối với nước thải có tải lượng COD cao, chẳng hạn nước thải chế biến thực phẩm, tinh bột sắn, bia – rượu hoặc một số ngành sản xuất nông nghiệp.

Vi sinh xử lý Amonia và Nitơ

Nhóm vi sinh Nitrat hóa hỗ trợ chuyển hóa NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻ trong điều kiện thích hợp.

Đối với hệ thống cần xử lý Tổng Nitơ, quá trình Nitrat hóa cần được kết hợp với công đoạn khử Nitrat. Vì vậy, khi lựa chọn vi sinh xử lý Amonia, kỹ thuật vận hành cần xem xét toàn bộ cấu hình AAO, SBR, MBBR hoặc công nghệ tương ứng thay vì chỉ tập trung vào một bể.

Vi sinh kiểm soát mùi

Một số chế phẩm được sử dụng để hỗ trợ phân hủy hoặc kiểm soát các hợp chất gây mùi như H₂S, NH₃ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.

Nhóm này thường được áp dụng tại khu vực bể chứa, hầm Biogas, bãi bùn, khu tập kết chất hữu cơ hoặc những vị trí có nguy cơ phát sinh mùi cao.

Cách chọn vi sinh xử lý nước thải đúng mục đích

Đây là bước quan trọng nhất trước khi quyết định sử dụng chế phẩm.

Xác định loại nước thải

Trước tiên cần xác định nước thải thuộc nhóm nào: Sinh hoạt, thực phẩm, thủy sản. cao su, dệt nhuộm,…

Mỗi loại có thành phần ô nhiễm và khả năng phân hủy sinh học khác nhau.

Xác định chỉ tiêu cần xử lý

Không nên chọn vi sinh chỉ vì COD cao. Cần xác định cụ thể:

BOD₅ → COD → TSS → NH₄-N → TN → TP → dầu mỡ → H₂S

Ví dụ:

• BOD/COD cao: ưu tiên nhóm phân hủy chất hữu cơ.
• Amonia cao: cần tăng cường quá trình Nitrat hóa.
• Tổng Nitơ cao: cần đánh giá cả Nitrat hóa và khử Nitrat.
• COD cao trong UASB: xem xét nhóm vi sinh kỵ khí.
• Mùi H₂S/NH₃: xem xét giải pháp kiểm soát mùi.

Xác định công nghệ xử lý

Cùng một loại nước thải nhưng công nghệ khác nhau sẽ cần cách tiếp cận khác nhau.

Bảng lựa chọn vi sinh theo từng vấn đề của hệ thống

Lưu ý: bảng trên mang tính định hướng. Liều lượng và loại chế phẩm cần được xác định dựa trên dữ liệu thực tế của từng hệ thống.

Xem thêm tại: https://fugreen.com.vn/huong-dan-duy-tri-he-thong-xu-ly-nuoc-thai/

Các chế phẩm vi sinh xử lý nước thải FUGREEN

FUGREEN cung cấp các chế phẩm được định hướng cho những mục tiêu xử lý khác nhau. Việc lựa chọn sản phẩm cần dựa trên công nghệ, chỉ tiêu ô nhiễm và tình trạng thực tế của hệ thống.

FUGREEN MIC305 – Vi sinh hỗ trợ phân hủy chất hữu cơ

FUGREEN MIC305 được FUGREEN giới thiệu là chế phẩm chứa hệ vi sinh đa dạng và chất xúc tác sinh học, hỗ trợ phân hủy nhiều nhóm chất hữu cơ như protein, tinh bột, dầu mỡ, hydrocarbon và surfactant.

Sản phẩm được ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt tại các công trình sinh học cần tăng cường khả năng phân hủy chất hữu cơ.

Với hệ thống có BOD/COD cao, MIC305 có thể được xem xét như một giải pháp bổ sung nhằm hỗ trợ hoạt tính sinh học. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế vẫn phụ thuộc vào tải lượng, DO, pH, nhiệt độ và tình trạng sinh khối trong bể.

FUGREEN AN5 – Vi sinh kỵ khí cho UASB và Biogas

FUGREEN AN5 được FUGREEN định hướng cho các công trình kỵ khí như UASB và Biogas.

Sản phẩm hỗ trợ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí, qua đó góp phần giảm tải COD và hỗ trợ quá trình hình thành khí sinh học. Đây là hướng ứng dụng phù hợp với những hệ thống có tải lượng hữu cơ cao và cần tăng cường hoạt tính của quần thể vi sinh kỵ khí.

Khi sử dụng AN5, kỹ thuật vận hành vẫn cần theo dõi các thông số quan trọng như pH, nhiệt độ, COD, VFA/Alkalinity, tải trọng hữu cơ và thời gian lưu để đánh giá tình trạng hầm.

FUGREEN AMO5 – Vi sinh hỗ trợ xử lý Amonia và Nitơ

FUGREEN AMO5 được FUGREEN giới thiệu với các chủng vi sinh như Nitrosomonas spp., Nitrobacter spp. và Bacillus, ứng dụng trong các hệ thống xử lý có yêu cầu kiểm soát Amonia và Nitơ.

Nhóm Nitrosomonas và Nitrobacter đóng vai trò trong quá trình Nitrat hóa, giúp chuyển hóa Amonia thành Nitrit và tiếp tục thành Nitrat trong điều kiện phù hợp.

Đối với hệ thống cần giảm Tổng Nitơ, kỹ thuật vận hành cần đánh giá thêm công đoạn khử Nitrat tại bể thiếu khí. Không nên đồng nhất quá trình Nitrat hóa với khử Nitrat, bởi hai quá trình này yêu cầu các điều kiện môi trường và quần thể vi sinh khác nhau.

Khi nào nên bổ sung vi sinh xử lý nước thải?

Không phải hệ thống nào cũng cần bổ sung chế phẩm liên tục. Một số tình huống thường cần đánh giá việc tăng cường vi sinh gồm:

• Hệ thống mới khởi động.
• Sau thời gian dài dừng vận hành.
• Sinh khối bị suy giảm.
• COD/BOD đầu ra tăng bất thường.
• Amonia tăng dù điều kiện vận hành đã được kiểm soát.
• Hệ thống bị sốc tải.
• UASB/Biogas sinh khí kém.
• Cần phục hồi hệ vi sinh sau sự cố.
• Tải lượng nước thải thay đổi lớn theo mùa vụ.

Trước khi châm chế phẩm, kỹ thuật vận hành nên xác định nguyên nhân gây suy giảm hiệu suất. Nếu vấn đề xuất phát từ thiếu oxy, pH không phù hợp, thiếu kiềm, quá tải hữu cơ hoặc thời gian lưu không đủ, chỉ tăng liều vi sinh sẽ không giải quyết được nguyên nhân gốc.

Vi sinh xử lý nước thải là một thành phần quan trọng trong các hệ thống xử lý sinh học, giúp tăng cường quá trình phân hủy chất hữu cơ, hỗ trợ xử lý Nitơ hoặc thúc đẩy quá trình kỵ khí tùy theo mục tiêu sử dụng. Tuy nhiên, hiệu quả của chế phẩm không thể tách rời khỏi thiết kế công trình và điều kiện vận hành thực tế. Để lựa chọn đúng men vi sinh xử lý nước thải, doanh nghiệp nên bắt đầu từ việc xác định loại nước thải, công nghệ đang sử dụng, chỉ tiêu cần cải thiện và tình trạng hệ vi sinh hiện tại. Với các nhóm sản phẩm như FUGREEN MIC305, FUGREEN AN5 và FUGREEN AMO5, việc lựa chọn nên được thực hiện theo đúng mục tiêu: phân hủy chất hữu cơ, tăng cường xử lý kỵ khí hoặc hỗ trợ kiểm soát Amonia và Nitơ. Quan trọng nhất, không có một chế phẩm vi sinh duy nhất phù hợp cho mọi hệ thống. Đánh giá đúng nguyên nhân, lựa chọn đúng nhóm vi sinh và kiểm soát tốt pH, DO, tải lượng, HRT, SRT cùng các điều kiện sinh học sẽ giúp hệ thống phát huy hiệu quả ổn định và tối ưu chi phí vận hành.