Xử lý BOD đầu ra cao: nguyên nhân và cách khắc phục

Tóm tắt bài viết này với AI

Try with ChatGPT Try with Claude Try with AI Mode

Xử lý BOD đầu ra cao: cách tách BOD hòa tan và dạng hạt, khoanh vùng nguyên nhân thiếu oxy, bùn yếu, trôi bùn và chọn hướng sửa vận hành hay cải tạo.

Kết quả quan trắc báo BOD đầu ra vượt giới hạn trong giấy phép, trong khi hệ thống vẫn chạy đủ máy, đủ giờ. Nhiều nhà máy, bệnh viện và tòa nhà gặp đúng tình huống này sau vài năm vận hành. Phản xạ thường thấy là châm thêm vi sinh hoặc cho máy thổi khí chạy thêm giờ. Nhưng chưa biết BOD đến từ đâu thì tiền bỏ ra dễ thành công cốc.

Muốn xử lý BOD đầu ra cao cho dứt điểm, trước hết cần biết phần BOD còn sót đang hòa tan trong nước hay theo cặn lơ lửng ra ngoài. Sau đó lần ngược lên từng công đoạn: đầu vào, bể điều hòa, bể sinh học, bể lắng. Có kết quả đó rồi mới chọn chỉnh vận hành, sửa thiết bị hay cải tạo công nghệ.

BOD đầu ra cao nghĩa là nước sau xử lý vẫn còn nhiều chất hữu cơ mà vi sinh vật có thể phân hủy. Nguyên nhân thường gặp là tải hữu cơ vượt khả năng bể sinh học, thiếu oxy, bùn vi sinh yếu hoặc bị sốc độc, và cặn trôi khỏi bể lắng. Cách xử lý đúng là tách BOD hòa tan và BOD dạng hạt, khoanh vùng công đoạn lỗi, sửa vận hành trước, chỉ cải tạo thiết bị hoặc công nghệ khi nguyên nhân nằm ở thiết kế.

BOD đầu ra cao nghĩa là gì?

BOD (nhu cầu oxy sinh hóa) là lượng oxy mà vi sinh vật cần để phân hủy chất hữu cơ trong nước. Chỉ tiêu phổ biến là BOD5, đo trong 5 ngày ở 20°C. BOD đầu ra cao có hai khả năng: bể sinh học chưa phân hủy hết chất hữu cơ, hoặc chất hữu cơ đã chuyển thành bùn nhưng bùn lại theo nước ra ngoài.

BOD là một trong các chỉ tiêu cơ bản, bên cạnh COD, TSS, tổng nitơ và tổng phốt pho. Nếu cần ôn lại ý nghĩa từng chỉ tiêu, bạn có thể xem bài về các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải trước khi đọc phần chẩn đoán.

BOD hòa tan và BOD dạng hạt khác nhau thế nào?

BOD trong mẫu đầu ra gồm hai phần. BOD hòa tan là chất hữu cơ còn trong nước mà vi sinh chưa kịp xử lý. BOD dạng hạt nằm trong bông bùn và cặn lơ lửng trôi ra từ bể lắng. Bản thân bông bùn cũng là chất hữu cơ nên vẫn tiêu thụ oxy khi đem phân tích.

Cách tách đơn giản là đo BOD trên mẫu nguyên và trên mẫu đã lọc qua giấy lọc. Mẫu lọc giảm mạnh thì vấn đề chủ yếu nằm ở khâu lắng và TSS. Mẫu lọc vẫn cao thì vấn đề nằm ở bể sinh học hoặc ở nước đầu vào. Chỉ cần so sánh hai mẫu là đã tránh được nhiều quyết định sai.

Vì sao nên đọc BOD cùng COD và TSS?

Chỉ nhìn BOD thì dễ đi sai hướng. TSS đầu ra cũng cao thì BOD thường “đi theo” cặn; khi đó việc chính là sửa bể lắng, có thể tham khảo thêm bài xử lý TSS đầu ra cao. COD cao gấp nhiều lần BOD thì nước có thể chứa chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, cần xử lý hóa lý hoặc oxy hóa chứ thêm khí không giải quyết được.

Tỷ lệ BOD/COD của nước đầu vào cũng là manh mối: tỷ lệ thấp nghĩa là nước khó xử lý bằng vi sinh. Con số tham chiếu khác nhau theo ngành và theo tài liệu. Vì vậy tốt hơn là theo dõi số liệu của chính cơ sở qua từng tháng thay vì áp một ngưỡng cứng.

Nguyên nhân khiến BOD đầu ra vượt ngưỡng

Trong thực tế, BOD đầu ra cao hiếm khi do một lỗi duy nhất. Thường là vài yếu tố cộng dồn: tải tăng dần theo sản lượng, máy thổi khí xuống cấp, bùn già hoặc bùn non, thêm bể lắng trôi bùn vào giờ cao điểm. Bảng dưới đây gom các nhóm nguyên nhân hay gặp kèm dấu hiệu nhận biết.

Thiếu oxy có phải nguyên nhân phổ biến nhất?

Thiếu oxy là một nguyên nhân rất hay gặp, nhất là ở hệ thống đã chạy lâu. Đĩa phân phối khí bám cặn hoặc rách làm bọt khí to, oxy hòa vào nước kém. Máy thổi khí mòn làm lưu lượng giảm mà người vận hành không để ý. Kết quả là vi sinh hiếu khí bị “đói oxy” đúng lúc tải hữu cơ cao nhất.

Dấu hiệu dễ thấy là DO giảm sâu vào giờ sản xuất cao điểm rồi hồi lại ban đêm. Mặt bể sục khí không đều, chỗ sôi mạnh, chỗ gần như đứng yên. Mức DO cần giữ phụ thuộc thiết kế và công nghệ, nên đối chiếu với hồ sơ thiết kế của chính hệ thống.

Khi nào nguyên nhân nằm ở nước đầu vào?

Nguyên nhân nằm ở đầu vào khi đặc tính nước thải đã khác xa lúc thiết kế: nhà máy thêm dây chuyền, đổi nguyên liệu, bếp ăn đông người hơn hoặc dùng hóa chất tẩy rửa mạnh hơn. Bể điều hòa nhỏ không đủ san đều dòng thải, bể sinh học lúc thừa tải, lúc thiếu tải.

Với cơ sở có bếp ăn, nhà hàng, chế biến thực phẩm, dầu mỡ lọt qua là thủ phạm âm thầm. Dầu mỡ bao quanh bông bùn, cản oxy và làm bùn khó lắng. Lúc này nên kiểm tra lại bể tách dầu mỡ trước khi động tới bể sinh học.

Cách khoanh vùng công đoạn gây lỗi

Chẩn đoán đúng giúp tiết kiệm nhiều hơn bất kỳ giải pháp nào. Thay vì đoán, nên lấy mẫu và ghi số liệu theo một trình tự cố định, đi từ đầu vào tới đầu ra. Trình tự dưới đây áp dụng được cho phần lớn hệ thống hiếu khí dùng bùn hoạt tính, tức bùn chứa quần thể vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ.

1. Kiểm tra cách lấy mẫu: mẫu đơn lấy đúng giờ cao điểm có thể cho kết quả khác hẳn mẫu tổ hợp theo thời gian, nên cần biết mẫu quan trắc được lấy thế nào.
2. So BOD mẫu nguyên và mẫu lọc: để biết lỗi nằm ở khâu lắng hay ở khả năng phân hủy của bể sinh học.
3. Đo đầu vào và sau điều hòa: xác định tải hữu cơ thực tế và mức dao động trong ngày.
4. Đo DO, pH, nhiệt độ nhiều điểm: tìm vùng chết, vùng thiếu oxy bất thường trong bể hiếu khí.
5. Đánh giá bùn: cho bùn lắng 30 phút trong ống đong, quan sát màu, mùi, độ chặt của bông bùn, soi kính hiển vi nếu có.
6. Kiểm tra bể lắng: chiều dày lớp bùn, bơm tuần hoàn, máng tràn có đều không, có bùn nổi không.

Ghi chép đều đặn khoảng một đến hai tuần, bức tranh thường đã khá rõ. Nếu số liệu cho thấy lưu lượng và tải đều vượt khả năng thiết kế thì đây là bài toán quá tải, không còn là lỗi vận hành. Hướng xử lý chi tiết nằm ở bài cải tạo hệ thống xử lý nước thải quá tải.

Sai lầm thường gặp khi chẩn đoán

Sai lầm đầu tiên là nhìn một kết quả quan trắc rồi kết luận. Một mẫu cao có thể do sự cố ngắn hạn; xu hướng nhiều tuần mới phản ánh đúng tình trạng hệ thống.

Sai lầm thứ hai là châm men vi sinh liên tục trong khi bể thiếu oxy hoặc bể lắng trôi bùn. Vi sinh bỏ vô cũng chết hoặc trôi theo nước, gốc rễ vẫn còn đó. Sai lầm thứ ba là tăng khí quá mức khi bùn đang yếu, làm bông bùn vỡ vụn và nước đầu ra còn đục hơn.

Hướng xử lý BOD đầu ra cao theo từng mức

Nguyên tắc chung là sửa vận hành trước, sửa thiết bị sau, chỉ đổi công nghệ khi hai bước đầu không đủ. Đi từng nấc như vậy giúp chủ đầu tư không bỏ tiền cải tạo lớn cho một lỗi có thể sửa bằng quy trình.

Điều chỉnh vận hành có giải quyết được không?

Được, nếu nguyên nhân nằm ở bùn và chế độ chạy máy. Các việc thường làm gồm cân lại lượng bùn xả để đưa tuổi bùn về mức hợp lý, chỉnh lưu lượng bùn tuần hoàn, bổ sung dinh dưỡng khi nước thải thiếu nitơ hoặc phốt pho, và chia giờ bơm từ bể điều hòa cho đều hơn.

Bùn đã suy yếu nặng thì có thể phải nuôi cấy lại vi sinh theo quy trình bài bản: giảm tải, tăng dần lưu lượng, theo dõi chỉ số lắng hằng ngày. Bài về kỹ thuật nuôi cấy vi sinh bể Aeroten mô tả kỹ các bước này. Liều hóa chất và dinh dưỡng cụ thể cần kỹ sư tính theo số liệu thực tế của cơ sở.

Những hạng mục thiết bị nên sửa trước

Khi chẩn đoán chỉ ra thiếu oxy hoặc lắng kém, hạng mục cần sửa thường khá rõ:

• Hệ phân phối khí: vệ sinh hoặc thay đĩa, ống phân phối khí; cân lại van chia khí để mặt bể sục đều.
• Máy thổi khí: bảo dưỡng, kiểm tra lưu lượng thực; cân nhắc lắp biến tần để chạy theo tải.
• Bể điều hòa: bổ sung khuấy trộn hoặc tăng dung tích bằng bồn phụ khi dòng thải dao động mạnh.
• Bể lắng: sửa máng tràn, tấm chắn bùn nổi, bơm bùn tuần hoàn; xem xét bổ sung tấm lắng lamen.
• Tiền xử lý: sửa song chắn rác, bể tách dầu mỡ để giảm tải cho bể sinh học.

Các hạng mục này thường làm được từng phần, xen kẽ lịch vận hành. Cách sắp xếp thi công khi nhà máy không thể ngừng xả được phân tích riêng trong bài cải tạo hệ thống xử lý nước thải không dừng sản xuất.

Khi nào cần nâng cấp công nghệ?

Cần nâng cấp công nghệ khi tải hữu cơ đã tăng lâu dài, mặt bằng không cho xây thêm bể, hoặc giới hạn xả mới khắt khe hơn. Một hướng phổ biến là bổ sung giá thể vào bể hiện hữu theo công nghệ MBBR, tức cho vi sinh bám trên giá thể nhựa chuyển động trong bể. MBBR được biết đến với khả năng chịu sốc tải tốt hơn bùn hoạt tính truyền thống.

Dạng kết hợp giữa bùn lơ lửng và giá thể là công nghệ IFAS, thường được cân nhắc khi muốn tăng năng lực mà không đập bỏ bể cũ. Ngoài ra có thể đặt thêm một bể hiếu khí dạng module nối tiếp. Chọn hướng nào còn tùy kết cấu bể, nguồn điện, chi phí vận hành và mức xả phải đạt; không có công thức chung cho mọi cơ sở.

Giới hạn BOD và các vấn đề dễ nhầm

Giới hạn BOD đầu ra phụ thuộc loại nước thải và quy chuẩn ghi trong giấy phép môi trường của từng cơ sở. Nước thải sinh hoạt thường đối chiếu QCVN 14, nước thải công nghiệp đối chiếu QCVN 40, nước thải y tế đối chiếu QCVN 28. Cần xác nhận phiên bản và mức áp dụng cho đúng cơ sở, vì quy chuẩn có thể đã được sửa đổi, thay thế, và mức cột áp dụng khác nhau theo nguồn tiếp nhận.

Ý nghĩa các cột A, B, C và cách xác định mức áp dụng được giải thích trong bài cột A, B, C trong quy chuẩn nước thải. Khi giấy phép mới siết giới hạn, một hệ thống trước đây đạt chuẩn vẫn có thể thành “BOD đầu ra cao” dù chẳng có gì hỏng.

BOD cao khác gì tổng nitơ cao hay quá tải?

Các vấn đề này hay đi cùng nhau nhưng cách sửa khác nhau. BOD là chất hữu cơ, xử lý chủ yếu ở bể hiếu khí. Tổng nitơ cần thêm bể thiếu khí để khử nitrat, nên tăng khí có khi giúp BOD nhưng không giúp nitơ; chi tiết nằm ở bài xử lý tổng nitơ đầu ra cao.

Quá tải là chẩn đoán ở cấp toàn hệ thống: lưu lượng và tải vượt thiết kế, kéo theo nhiều chỉ tiêu cùng vượt. Khi chỉ riêng BOD vượt còn các chỉ tiêu khác ổn, câu hỏi chính là lỗi nằm ở công đoạn nào và có thật sự cần cải tạo hay không. Trả lời đúng câu hỏi này giúp tránh đầu tư dàn trải.

Chọn vật liệu cho hạng mục bổ sung

Khi cần thêm bể điều hòa phụ, bồn trung gian, bồn pha hóa chất hoặc module hiếu khí, vật liệu nên chọn theo môi trường làm việc. Bê tông hợp với bể lớn, đặt cố định lâu dài, nhưng dễ bị H2S và axit trong nước thải ăn mòn. Inox hợp với nơi cần độ cứng cao hoặc nhiệt độ cao, nhưng phải chọn mác thép đúng với hóa chất.

Nhựa PP nhẹ, chịu được nhiều loại hóa chất và dễ gia công theo mặt bằng, nên thường là lựa chọn hợp lý cho bồn bổ sung cỡ vừa khi cải tạo trong không gian chật. CCEP gia công bồn bể bằng nhựa PP và thiết bị composite, kiểm soát chất lượng từ chế tạo tới lắp đặt; kích thước, độ dày và cấu hình cụ thể do kỹ sư tính theo từng hệ thống.

Những điểm cần nhớ

• Tách BOD hòa tan và dạng hạt trước khi quyết định sửa gì.
• Thiếu oxy, bùn yếu, sốc tải và trôi bùn là bốn nhóm nguyên nhân hay gặp.
• Sửa vận hành và thiết bị trước, chỉ nâng cấp công nghệ khi nguyên nhân nằm ở thiết kế.
• Giới hạn BOD theo giấy phép và quy chuẩn hiện hành, cần xác nhận phiên bản áp dụng.

Nếu hệ thống đang gặp BOD đầu ra cao và cần đánh giá hướng nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lý nước thải đạt giấy phép môi trường, đội ngũ kỹ thuật CCEP có thể cùng xem số liệu vận hành và đề xuất hạng mục phù hợp.

Liên hệ CCEP: Hotline 091.789.6633 – Email ccep.vn@gmail.com – Văn phòng: Nhà NV 6.1, Khu đô thị Viglacera Hữu Hưng, 272 Hữu Hưng, Nam Từ Liêm, Hà Nội.

Câu hỏi thường gặp về xử lý BOD đầu ra cao

Châm thêm men vi sinh có giảm được BOD đầu ra không?

Chỉ có tác dụng khi bùn vi sinh suy giảm thật sự, ví dụ sau một sự cố sốc độc. Nếu bể đang thiếu oxy, thiếu dinh dưỡng hoặc bể lắng trôi bùn, vi sinh bổ sung sẽ chết hoặc theo nước ra ngoài. Nên chẩn đoán nguyên nhân trước, rồi mới quyết định có cần bổ sung vi sinh hay không.

Cho máy thổi khí chạy nhiều hơn có phải luôn tốt?

Không hẳn. Tăng khí giúp khi bể thiếu oxy, nhưng sục quá mạnh có thể làm vỡ bông bùn, khiến nước đầu ra đục và BOD dạng hạt tăng, chưa kể tốn điện. Cách đúng là đo DO tại nhiều điểm, đối chiếu mức thiết kế rồi chỉnh lưu lượng khí theo tải thực tế.

Sau khi sửa, BOD đầu ra giảm trong bao lâu?

Thời gian phụ thuộc nguyên nhân và mức can thiệp. Sửa lỗi lắng hoặc phân phối khí thường thấy cải thiện sớm hơn; nuôi cấy lại vi sinh cần thời gian để quần thể vi sinh ổn định. Nên theo dõi kết quả nhiều tuần liền thay vì đánh giá qua một mẫu, và đặt mốc kiểm tra cùng kỹ sư vận hành.

BOD đạt nhưng COD vẫn cao thì làm gì?

Trường hợp này cho thấy nước còn chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, nên thêm khí hay thêm vi sinh thường không hiệu quả. Hướng xử lý có thể là bổ sung công đoạn hóa lý, oxy hóa hoặc hấp phụ, tùy thành phần nước thải. Cần phân tích mẫu và thử nghiệm trước khi chọn giải pháp.

Có cần dừng hệ thống để cải tạo khi BOD cao không?

Phần lớn trường hợp không cần dừng toàn bộ. Các hạng mục như thay đĩa khí, sửa bể lắng hay đặt thêm bồn phụ có thể làm theo từng ngăn, từng giai đoạn. Kế hoạch thi công cần tính đường nước tạm và lịch xả của nhà máy để chất lượng đầu ra không bị ảnh hưởng trong lúc cải tạo.