CÁC VẤN ĐỀ TRONG VẬN HÀNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ XỬ LÝ CHUẨN NHẤT

0
329
1. NHỮNG SỰ CỐ NƯỚC THẢI THƯỜNG GẶP 
Hệ thống có thể chấp nhận một số cú sốc ở một mức độ nào đó mà không có tác động có hại đến hệ thống, nhưng nó không thể chịu được một chuỗi sốc một cách liên tục.
Nhiều yếu tố có thể thay đổi mà người vận hành không thể lường trước hoặc điều khiển được nhưng bù lại bằng cách điều chỉnh hệ thống.
Ví dụ: Hệ thống bùn hoạt tính thông thường được hoạt động hài hòa trong vài tuần. Bể lắng thứ cấp có dòng ra vô cùng trong sạch (chiều sâu mắt thường quan sát được độ sâu khoảng 1,2m) và BOD và chất rắn lơ lửng nằm trong khoảng 5 đến 18 mg/l. Bể Aeroten được duy trì MLSS=2500-3500mg/l, và F/M=0,2-0.1
Mức DO nhỏ nhất 2,0 mg/l được đo ở 2/3 cuối bể thông khí.
Tuần này tình trạng đã đổi: Độ trong ở bể lắng thứ cấp đã giảm xuống 0,5m. Chất rắn lơ lửng ở dòng ra bể lắng thứ cấp còn sót lại, nhưng BOD phân tích bắt đầu 5 ngày trước đó vượt khỏi 38 mg/l. Nếu phép thử COD được thực hiện trong cùng thời gian với bắt đầu thí nghiệm BOD thì việc hiệu chỉnh hoạt động có thể được thực hiện cùng thời điểm đó.
Nói chung, dòng ra đã giảm hẳn từ tuần trước.
Chỉ có bạn và những ghi chép của bạn có thể xác định nguyên nhân và tiến hành hiệu chỉnh như thế nào. Chỉ có một số điều kiện có thể thay đổi chất lượng dòng ra là:
Có tăng hoặc giảm lưu lượng trong hệ thống không? 
– Tốc độ thổi khí có được duy trì không?
– Hệ thống của bạn có tiếp nhận một vài chất độc hoặc liều lượng dầu cặn không thể xử lý ở dòng vào hay không? 
– Tải lượng BOD có trong bể Aeroten F/M có thay đổi không?
– MLSS như thế nào?
Quyết định khó khăn sau khi xác định nguyên nhân hoặc sự cố – nên thay đổi cách tiến hành không? Đây là lúc kiến thức thấu đáo của người vận hành hệ thống được sử dụng tối đa. Nếu bạn biết tình trạng là bất thường, những thay đổi nhỏ có thể cải thiện chất lượng dòng ra nhanh chóng. Nhưng nếu tình trạng xảy ra trước và một vài tuần trước theo ghi chép cũ thì sự thay đổi quá trình có thể cần thiết để khôi phục. Đây là lúc kinh nghiệm và các ghi chép đóng một vai trò quan trọng trong việc vận hành hệ thống bùn hoạt tính.
Bằng cách giữ thông tin chính xác bạn có thể tìm khoảng hoạt động như mong muốn về mặt hiệu quả xử lý chất thảivà giá thành hoạt động. Thông thường mỗi hệ thống sẽ có một giá trị MLSS mà ở đó hệ thống sẽ hoạt động tốt nhất. Sự duy trì giá trị MLSS thích hợp sẽ tạo ra dòng cuối cùng sạch, có nồng độ chất rắn lơ lửng và BOD thấp 8 đến 20 mg/l. Tuy nhiên, còn phụ thuộc vào loại nước thải, và mùa của năm, nồng độ MLSS tốt nhất nằm trong khoảng từ 1.000 đến 4.000 mg/l. Khi đã xác định được giá trị nồng độ MLSS tốt nhất, người vận hành nên cố gắng duy trì mức này cho đến khi có một vài điều kiện thay đổi.
Nếu nồng độ MLSS bắt đầu tăng, dòng ra sẽ bắt đầu bị giảm chất lượng do độ đục. Khi MLSS tăng lên quá cao, các vấn đề khác có thể nảy sinh. Nếu tốc độ bùn hồi lưu quá nhỏ, lớp bùn hoạt tính trong bể lắng thứ cấp sẽ tích lại một lớp bùn cao hơn. Độ sâu của lớp đệm bùn trong bể lắng thứ cấp có thể làm chất rắn sẽ trôi qua máng tràn trong khi lưu lượng lớn.
Yếu tố hạn chế khác là thiết bị thông khí. Lượng oxy cung cấp vào bể Aeroten cũng hạn chế lượng vi sinh vật có thể duy trì trong bể. Nếu thành phần chất rắn cao ở dòng vào thì cần thiết phải tăng lượng oxy.
Yếu tố khác do chính bản thân vi sinh vật. Nếu thức ăn có sẵn không đủ, chỉ một lượng vi sinh giới hạn sẽ phát triển năng lượng để sinh sôi phá triển. Đây là lúc cuộc đấu tranh sinh tồn bắt đầu. Khi thức ăn cung cấp bị thấp, vi sinh vật bắt đầu tự cung cấp cho bản thân chúng Hô hấp nội sinh (Tình trạng mà ở đó vi sinh vật sống oxy hóa một số khối tế bào của chúng thay vào vật chất hữu cơ mới chúng hấp thụ hoặc hấp phụ từ môi trường của chúng).
2. NHỮNG THAY ĐỔI TRONG HỆ THỐNG

Ảnh: Bể sinh học xử lý nước thải
NẾU HỆ THỐNG TRỞ NÊN ĐẢO LỘN, VIỆC LÀM ĐẦU TIÊN TRƯỚC KHI THỰC HIỆN BẤT CỨ MỘT THAY ĐỔI NÀO LÀ KIỂM TRA SỐ LIỆU VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG ÍT  NHẤT 3 TUẦN TRƯỚC ĐÓ.
Sự cố có thể bắt đầu ở tuần trước đó hoặc sớm hơn. Để tìm nguyên nhân sự cố, tự mình hãy kiểm tra lại theo những câu hỏi sau:
– Có bất kỳ sự thay đổi nào đối với các bước xử lý khác trong hệ thống khác như các bể điều hòa, lắng thứ cấp hay làm đặc bùn?
– Lưu lượng và nồng độ chất thải hàng ngày có tăng hay giảm không? Mưa lớn liên miên, hoặc một dòng thải mới được đưa vào hệ thống.
– Nhiệt độ của nước thải có gây ảnh hưởng đáng kể không?
– Phương pháp lấy mẫu có được thích hợp không?
Hầu hết thời gian hệ thống bị xáo trộn do một vài vấn đề bên trong hệ thống mà không phải do nước thải vào, trừ khi hệ thống của bạn thường xuyên bị quá tải.
a. TÌNH TRẠNG 1 (Sự thay đổi lưu lượng và nồng độ COD đầu vào):
Luôn luôn phải đề phòng khả năng chất độc đổ ra, sự cố tràn bất ngờ (đặc biệt là vào nửa đêm), mưa to, bão hoặc các sự cố về đường ống có thể làm thay đổi lưu lượng dòng vào và đặc tính chất thải.
Sự cố lưu lượng tăng lên thường từ quá trình rò rỉ nước mưa hoặc các nguồn khác vào hệ thống đường ống. Lưu lượng tăng sẽ làm giảm thời gian lưu nước trong bể do đó sẽ làm thất thoát bùn hoạt tính ở bể lắng thứ cấp do quá tải thủy lực, do đó nước thải sau xử lý trở nên đục hơn. Để bù vào tình trạng này, điều chỉnh tốc độ và thời gian thải bùn và hồi lưu bùn để giữ cho chất rắn trong bể Aeroten càng nhiều càng tốt. Khi lưu lượng nước thải vượt quá 300 m3/ngày, cần phải liên hệ với các nhà tư vấn / thiết kế để hiệu chỉnh chế độ vận hành cho thích hợp.
Những thay đổi trong đặc tính nước thải là sự tăng hoặc giảm nồng độ COD/BOD, SS, N, P và nhiều chất khác. Sự thay đổi này thường được biết trước từ phòng kỹ thuật do thay đổi quy trình sản xuất chẳng hạn. Trong những  trường hợp này nên có thông tin giữa người quản lý sản xuất và người vận hành hệ thống xử lý nước thải để điều chỉnh cho thích hợp.
b. TÌNH TRẠNG 2 (Sự  thay đổi nhiệt độ):
Hệ thống bùn hoạt tính bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ. Trong suốt mùa hè, hệ thống bùn hoạt tính có thể hoạt động ổn định trong một phạm vi tải lượng và tốc độ thông khí nhất định, nhưng trong mùa đông tốc độ khí và phạm vi tải lượng thay đổi và hệ thống đòi hỏi ít không khí hơn và cần duy trì nồng độ MLSS cao hơn trong bể Aeroten. Thường thì nhiệt độ thay đổi không nhiều lắm trừ khi nhiệt độ nước thải tăng hoặc giảm trên dưới 10OF (6OC).
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng trong quá trình oxy hóa liên quan đến sự tích tụ bùn. Nhiệt độ cao tạo ra tốc độ sinh trưởng vi sinh vật nhanh chóng và tích trữ nhiều chất thải hơn trong tế bào vi sinh vật với sự oxy hóa ít hơn. Do vậy, hoạt tính sinh học lớn hơn sẽ tạo ra bùn nhiều hơn nhưng bùn hồi lưu có thể loãng mức bình thường.
c. TÌNH TRẠNG 3 (Thay đổi trong phương thức lấy mẫu):
Số liệu phân tích của hệ thống có thể bị ảnh hưởng lớn do sự thay đổi phương thức lấy mẫu. Nếu vị trí lấy mẫu hoặc các thao tác thí nghiệm không thích hợp thì kết quả thí nghiệm có thể thay đổi đáng kể. Khi mà số liệu trong phòng thí nghiệm thay đổi lớn từ ngày hôm trước cho đến ngày hôm sau thì kiểm tra lại vị trí, thời gian lấy mẫu và các thủ tục tiến hành thí nghiệm để tìm sự sai số.
Khi thấy một thay đổi lớn trong quá trình, đầu tiên kiểm tra lại số liệu phân tích của hệ thống. Tiếo theo, chỉ thực hiện điều chỉnh một thông số tại một thời điểm. Nếu bạn thực hiện hiệu chỉnh hai thông số, bạn sẽ không biết liệu một hoặc cả hai hiệu chỉnh này cái nào sẽ giúp khắc phục cho quá trình. Khi một sự thay đổi được thực hiện, hãy xem xét hệ thống ít nhất một tuần trước khi thay đổi hoặc sửa đổi những thông số khác. Đừng thực hiện nhiều thay đổi quá nhanh.
3. SỰ TRƯƠNG NỞ BÙN

Đọc Thêm :   Hệ thống xử lý chất lỏng nguy hại
Ảnh: Bể sinh học xử lý nước thải
Sự trương nở bùn là thuật ngữ để chỉ một trạng thái mà ở đó bùn hoạt tính có xu hướng biểu lộ lắng với tốc độ rất chậm và tạo bông nhỏ. Chất lỏng được tách ra từ chất rắn thường rất trong nhưng nói chung không đủ thời gian để lắng hoàn toàn chất rắn trong bể lắng thứ cấp. Đệm bùn trong bể lắng nên dày hơn, nổi tràn qua máng và trôi theo dòng ra.
Sự trương nở bùn thường kèm theo quá trình bùn khó lắng như nhũ tương, bùn loãng. Vi sinh vật dạng sợi (filamentous) có thể sinh trưởng từ một khối bông này đến khối bông khác và hoạt động như những thanh nối ngăn chặn sự tạo khối của những hạt bùn và tạo ra khả năng lắng kém.
pH, DO và nồng độ chất dinh dưỡng thấp sẽ tạo nên sự trương nở bùn. Tỷ số F/ M cao (tuổi bùn thấp) là nguyên nhân chính gây nên sự tái trương nở bùn. Vi sinh vật sinh trưởng nhanh có xu hướng lan ra nhanh chóng và sẽ không kết khối hoặc tạo khối bông cho đến khi tốc độ sinh trưởng giảm. Điều này thì khó để giữ lại đủ bùn có tỷ trọng thấp (bùn nhẹ) để làm giảm tỷ số F/M (hoặc tăng tuổi bùn). Để khắc phục vấn đề này bằng cách cho các hóa chất keo tụ vào bể lắng hoặc giảm lưu lượng nước thải vào bể Aeroten trong một vài ngày.
Mục tiêu chính của hầu hết các thủ tục trong quá trình xử lý bùn trương nở là giảm tỷ số F/M hay tăng tuổi bùn. Một vài phương pháp tốt cho việc lưu giữ những chất rắn trong quá trình thông khí là thêm vào nhôm sunfat (Al2(SO4)3.14H2O ) hoặc FeCl3, hay FeSO4 cũng có thể được dùng như một chất keo tụ với kiềm (vôi) để ngăn không cho độ kiềm giảm xuống dưới 50 đến 100 mg/l như CaCO3. Chất cao phân tử thích hợp có thể có giá thành cao hơn những chất hóa học khác, nhưng khi đó có thể không cần cần thiết phải tăng độ kiềm. Giải pháp đơn giản nhất là giảm lưu lượng nước thải vào bể Aeroten đến khi hết hiện tượng trương nở, sau đó tăng dần lưu lượng bùn đến mức yêu cầu.
Khi sự trương nở xảy ra cần phải xem xét tỷ số F/M. Các ghi chép về hệ thống nên được kiểm tra lại cố gắng xác định xem nguyên gây ra sự cố. Việc xác định nguyên nhân sẽ không cứu vãn được tình trạng trương nở hiện thời, nhưng nó sẽ là một bài học hữu ích và là thước đo để tránh gặp phải tình trạng tương tự tái diễn.
Để ngăn chặn sự trương nở bùn xảy ra, nên điều khiển một cách cẩn thận theo những mục sau:
a. TỶ SỐ F/M THÍCH HỢP
Xem xét những ghi chép hoạt động của hệ thống một cách cẩn thận và duy trì F/M mà sẽ tạo ra dòng ra có chất lượng tốt nhất. Xem xét tải lượng chất rắn dòng vào, duy trì nồng độ MLSS thích hợp trong bể Aeroten và điều chỉnh tốc độ bùn thải hết sức cẩn thận. Nói chung, sự trương nở có thể cứu vãn được bằng cách giảm F/M
b. DO THẤP
Không được để nồng độ DO giảm xuống quá thấp. Nên duy trì DO không dưới 2mg/l. Hàng ngày đo DO bằng máy đo để điều chỉnh lượng khí thích hợp bằng cách tăng / giảm van khí. Thường thì không phải điều chỉnh lượng khí để duy trì DO thích hợp trừ khi lưu lượng dòng vào và đặc tính nước thải thay đổi.
c. CHU KỲ THÔNG KHÍ NGẮN
Sự trương nở bùn là do quá trình thông khí quá ngắn thường là do người vận hành tuần hoàn lưu lượng bùn hồi lưu quá cao. Để khắc phục sự cố này, giảm tốc độ bùn hồi lưu và làm đặc chất rắn trong bùn hồi lưu bằng đông tụ (nếu cần thiết). Trong phương pháp này bạn sẽ vẫn tuần hoàn số lượng vi sinh vật tương tự để tiếp nhận thức ăn mới (chất thải) đưa vào bể thông khí, nhưng giảm đáng kể tổng lưu lượng qua bể thông khí và bể lắng.
d. SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT DẠNG SỢI FLAMENTUOS

Đọc Thêm :   Hệ thống xử lý nước thải sản xuất dầu ăn
Ảnh: Bể sinh học xử lý nước thải
Sự sinh trưởng của Filamentous có thể là do điều chỉnh F/M không thích hợp hoặc mất cân bằng dinh dưỡng, ví dụ như thiếu hoặc thừa nitơ, photpho hay cacbon. Nếu phát hiện sự sinh trưởng của Filamentous cần phải được khắc phục ngay, nếu không sẽ rất khó điều chỉnh sau này. Việc kiểm soát có thể thực hiện bằng cách tăng MLSS (Vi sinh vật nhiều hơn sẽ giảm F/M hay tăng tuổi bùn), bằng cách duy trì mức các mức oxy hòa tan DO cao hơn và bổ sung chất dinh dưỡng bị thiếu hụt trong trường hợp đặc biệt.
4. BÙN THỐI
Bùn sẽ bị thối (quá trình yếm khí xẩy ra) khi bất cứ loại bùn nào lưu lại quá lâu ở trong một nơi như các phễu hoặc các rãnh. Nó cũng có khả năng gây ra mùi hôi thối, phát triển chậm chạp và đôi khi đóng thành khối. Thậm chí một lượng nhỏ có thể gây nên sự xáo trộn trong bể thông khí.
Bùn thối có thể xảy ra khi hệ thống ngừng hoạt động trong một thời gian, hoặc để lưu quá lâu bùn trong bể lắng và làm đặc bùn.
Để khắc phục bùn thối một cách hiệu quả, các bể thông khí phải khuấy sục hoàn toàn và bùn được bơm thường xuyên. Nếu lưu lượng nước thải quá thấp, thỉnh thoảng cần phải vệ sinh bằng sục nước hoặc khí bằng các ống tự chảy từ bể Aeroten sang bể lắng thứ cấp.
Bùn trong bể lắng thứ cấp trở nên thối có thể phát sinh từ 2 nguyên nhân sau:
a. Tốc độ bùn hồi lưu quá thấp, vì vậy việc giữ chất rắn trong bể lắng cuối cùng quá dài và sẽ làm chúng trở nên nhiễm khuẩn thối.
b. Bơm bùn hồi lưu không hoạt động hoặc van bị đóng.
MỘT NGƯỜI VẬN HÀNH CẨN THẬN SẼ KIỂM TRA HỆ THỐNG VÀI LẦN TRONG MỘT NGÀY. 
Bât cứ lúc nào phát hiện mức đệm bùn trong bể lắng thứ cấp thay đổi tăng cao nhìn thấy rõ thì việc khảo sát sẽ cần được tiến hành ngay lập tức. Trong bất cứ trường hợp nào nói trên, việc điều chỉnh là hiển nhiên để khôi phục lại dòng bùn hồi lưu càng sớm càng tốt.
5. CHẤT ĐỘC
Chất độc sẽ làm giảm khả năng hoạt động của vi sinh vật hoặc làm chết vi sinh vật, khi đó hệ thống bị đảo lộn và dòng ra có chất lượng kém. Người vận hành phải hạn chế các chất khử trùng từ khu công nghiệp (là những chất độc) đi vào hệ thống. Tuy nhiên, khi vấn đề này xảy ra, bùn thải được dừng ngay lập tức và và toàn bộ bùn được hồi lưu quay lại bể Aeroten. Những vật chất độc như kim loại nặng, acid, thuốc trừ sâu sẽ không bao giờ được đổ vào hệ thống rãnh mà không có sự điều khiển thích hợp.
6. SỰ NỔI BÙN

Sự nổi bùn không được nhầm lẫn với sự trương nở bùn (bulking). Sự nổi bùn là hiện tượng bùn lắng và đóng khối khá nhiều dưới đáy bể lắng, nhưng sau khi lắng nó nổi lên trên mặt bể lắng thứ cấp thành từng mảng hoặc những hạt nhỏ cỡ hạt đậu. Việc bùn nổi thường gây ra váng và bọt (màu nâu) trên mặt bể thông khí và bể lắng thứ cấp.
Sự nổi bùn thường là do quá trình DENITRAT hóa (Sự khử Nitơ dạng Nitrat thành khí Nitơ trong quá trình thiếu khí sinh học, Sự chuyển hóa một số Nitơ từ hệ thống, quá trình thiếu khí xảy ra khi các ion Nitrit và Nitrat bị khử thành khí Nitơ và bóng khí Nitơ được tạo ra từ quá trình thiếu khí này. Bóng khí thâm nhập vào bông sinh học trong quá trình bùn hoạt tính và nổi bông lên bề mặt bể lắng thứ cấp. Tình trạng này thường gây ra việc nổi bùn đã quan sát trong bể lắng thứ cấp hoặc bể nén bùn trọng lực.) hoặc SEPTICITY (Là ở tình trạng mà trong đó thành phần chất hữu cơ phân hủy sản phầm thành mùi hôi thối kết hợp với sự có mặt của oxy. Nếu nặng, nước thải còn sinh ra H2S, màu đen trở lại, tỏa mùi hôi, chứa ít hoặc không có oxy hòa tan và tạo ra nhu cầu oxy cao) và do bởi thời gian lưu bùn quá lâu trong bể lắng thứ cấp. Hệ thống bể lắng thứ cấp đã được trang bị bơm hút váng nổi bằng khí nén để hút các tạp chất nổi này quay trở lại bể Aeroten.
Khắc phục vấn đề này bằng cách tăng tỷ số F/M.
Khi bùn nổi xuất hiện là biểu hiện chứng tỏ dòng ra có chất lượng tốt.
7. SỰ TẠO BỌT
Ở đây có nhiều giả thuyết dẫn tới nguyên nhân này, ví dụ như sự có mặt của chất hoạt động bề mặt (chất tẩy rửa) trong nước thải hoặc cấp khí quá nhiều. Sự tạo bọt thường là do sự duy trì không hợp lý nồng độ MLSS và DO trong bể Aeroten.
Khắc phục sự tạo váng nổi:
– Duy trì nồng độ MLSS trong bể Aeroten cao hơn bằng cách tăng thời gian hoặc/ và lưu lượng bùn hồi lưu.
– Giảm cung cấp khí trong suốt thời gian lưu lượng thấp trong khi vẫn duy trì mức DO không nhỏ hơn 2mg/l.
Giải pháp này chỉ áp dụng với bọt chất tẩy rửa.
Chất váng bẩn từ vi sinh vật Nocardia thường có mặt trong bể thông khí. Khi số lượng Nocardia trở nên dư thừa, vi sinh vật có thể hình thành một lớp váng hoặc bọt dày  đặc, màu nâu đen trên bề mặt bể thông khí. Kiểm tra váng bọt nổi qua kính hiển vi có thể xác nhận sự có mặt của các vi sinh vật này.
Các phương pháp có thể điều khiển  Nocardia nổi lên gồm có:
– Tăng F/M bằng cách giảm hỗn hợp lỏng rắn (MLSS) trong bể Aeroten.
– Dùng cách phun nước dọc theo bể thông khí để làm tan bong bóng.

An toàn là hàng đầu – Bọt váng từ bể Aeroten có thể sẽ bám lên đường đi mà sẽ rất trơn, người vận hành có thể bị thương do trượt ngã do đó cần phải cẩn thận. 

Những chất bọt này không những không an toàn mà còn không đẹp mắt và nó phải được rửa sạch ngay lập tức. Cách tốt nhất để loại bỏ những chất này là dùng nước (tốt nhất là nước nóng), Na3PO4 (Trinatri photphat) và bàn chải có lông cứng. Đối với khu vực ẩm ướt, rắc nhẹ các hạt Na3PO4 vào đó, để cho Na3PO4 hòa tan một vài phút và sau đó lấy bàn chải giàn Na3PO4 và làm long các hạt đó ra. Hãy làm như vậy 5 phút, chải đi chải lại và phun nước bằng vòi.