Xử lý TSS 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 TSS đầu ra cao bắt đầu từ việc tìm đúng nguồn cặn: bể lắng, bùn sinh học hay hóa lý. Cách chẩn đoán và khắc phục. CCEP tư vấn khảo sát miễn phí.

Hệ thống vẫn chạy đều, máy thổi khí vẫn hoạt động, nhưng mẫu nước sau xử lý cứ đục, đáy ly mẫu lắng một lớp cặn mịn và kết quả phân tích TSS vượt giới hạn trong giấy phép. Nhiều cơ sở gặp tình huống này sau vài năm vận hành, nhất là khi lưu lượng tăng hoặc thành phần nước thải thay đổi theo sản xuất.

Cái khó là TSS cao chỉ là triệu chứng. Cặn có thể trôi ra từ bể lắng, từ bùn sinh học khó lắng hay từ cụm keo tụ chưa đúng. Tìm đúng nguồn cặn trước rồi mới chọn cách sửa thì đỡ tốn tiền và ít phải làm lại.

Xử lý TSS đầu ra cao là tìm và loại bỏ nguyên nhân khiến chất rắn lơ lửng thoát theo nước sau xử lý. Nguyên nhân thường rơi vào ba nhóm: bùn sinh học khó lắng, bể lắng quá tải hoặc vận hành sai, công đoạn keo tụ tạo bông chưa hiệu quả. Cách làm đúng là chẩn đoán bằng quan sát và phép thử lắng, chỉnh vận hành trước, sau đó mới cải tạo bể lắng hoặc bổ sung công đoạn lọc.

TSS đầu ra cao nói lên điều gì?

Trước khi sửa, cần hiểu TSS đo cái gì và vì sao chỉ tiêu này hay kéo theo các chỉ tiêu khác. Hiểu đúng giúp tránh sửa nhầm chỗ, chẳng hạn tăng sục khí trong khi vấn đề thật nằm ở bể lắng.

TSS là gì và đo như thế nào?

TSS (tổng chất rắn lơ lửng) là lượng chất rắn không tan còn lơ lửng trong nước, được giữ lại trên giấy lọc tiêu chuẩn rồi sấy khô và cân. Trong nước thải sau xử lý, phần lớn TSS là mảnh bông bùn vi sinh, cặn hóa lý chưa lắng hết, cát mịn, sợi vải hoặc hạt keo từ dây chuyền sản xuất.

TSS khác độ đục. Độ đục cho biết nước cản ánh sáng tới mức nào, đọc nhanh tại chỗ bằng máy cầm tay; TSS phải phân tích trong phòng thí nghiệm. Nhiều trạm dùng độ đục hoặc quan sát ly mẫu để theo dõi hằng ngày, nhưng con số dùng để báo cáo theo giấy phép vẫn là kết quả TSS của phòng thí nghiệm.

Vì sao TSS cao kéo theo chỉ tiêu khác?

Bông bùn trôi ra chính là chất hữu cơ, chứa vi sinh vật và cả nitơ, phốt pho trong tế bào. Vì vậy khi TSS đầu ra tăng, BOD, COD và tổng nitơ thường tăng theo dù quá trình sinh học vẫn làm việc tốt. Gặp trường hợp này mà chỉ tăng sục khí hay bổ sung men vi sinh thì gần như không cải thiện được gì.

Ngược lại, nếu BOD đầu ra cao trong khi nước sau lắng vẫn trong, gốc vấn đề nằm ở quá trình phân hủy sinh học. Hướng xử lý riêng cho tình huống đó được trình bày trong bài xử lý BOD đầu ra cao. Tương tự, bùn nổi thành mảng ở bể lắng thường dính tới phản ứng khử nitrat; phần kiểm soát nitơ có ở bài xử lý tổng nitơ đầu ra cao.

Giới hạn TSS theo quy chuẩn nào?

TSS có mặt trong các quy chuẩn nước thải phổ biến như QCVN 14 cho nước thải sinh hoạt, QCVN 40 cho nước thải công nghiệp và các quy chuẩn riêng theo ngành. Mức giới hạn phụ thuộc cột áp dụng, nguồn tiếp nhận và nội dung giấy phép môi trường của từng cơ sở. Khi đặt mục tiêu cải tạo, cần xác nhận phiên bản quy chuẩn và mức áp dụng cho đúng cơ sở. Cách đọc các cột giới hạn được giải thích ở bài phân biệt cột A, B, C trong quy chuẩn nước thải.

Nguyên nhân khiến TSS đầu ra tăng

Phần lớn ca TSS cao rơi vào một trong ba nhóm dưới đây. Một hệ thống có thể gặp cùng lúc hai nhóm, nên cần kiểm tra lần lượt thay vì đoán một nguyên nhân rồi sửa luôn.

Bùn sinh học khó lắng

Bể lắng chỉ giữ được cặn khi bông bùn đủ to, đủ nặng và kết chặt. Khi vi khuẩn dạng sợi phát triển quá mức, bông bùn xốp, phình ra và lắng rất chậm, hiện tượng dân vận hành gọi là bùn phồng. Lớp bùn trong bể lắng dâng dần lên, tới lúc sát máng tràn thì cặn theo nước đi ra ngoài.

Kiểu ngược lại là bông bùn quá nhỏ, rời rạc như hạt bụi. Nước trên mặt bể lắng có nhiều hạt li ti, nhìn đục nhẹ dù bùn bên dưới lắng khá nhanh. Tình trạng này hay gặp khi bùn già do giữ bùn quá lâu, khi có chất độc hoặc sốc tải làm vi sinh tan rã, hoặc khi khuấy trộn quá mạnh làm vỡ bông.

Dạng thứ ba là bùn nổi thành mảng nâu trên mặt bể lắng. Bùn nằm lâu dưới đáy, thiếu oxy, nitrat bị khử thành khí nitơ, bọt khí bám vào bông bùn và đẩy cả mảng nổi lên. Dầu mỡ hoặc chất hoạt động bề mặt cao cũng tạo bọt, váng và kéo cặn ra theo dòng nước.

Bể lắng quá tải hoặc vận hành sai

Mỗi bể lắng chỉ chịu được một lưu lượng nhất định trên mỗi mét vuông mặt bể. Khi sản xuất tăng ca, nước mưa tràn vào cống chung hoặc bơm đẩy dồn từng đợt lớn, nước dâng nhanh hơn tốc độ lắng của bông bùn và cặn bị cuốn theo. Nếu gốc rễ là công suất không còn đủ, hướng xử lý tổng thể nằm ở bài cải tạo hệ thống xử lý nước thải quá tải.

Lỗi vận hành cũng đẩy TSS lên dù lưu lượng bình thường. Thường gặp nhất là xả bùn dư không đủ khiến lớp bùn dày lên sát máng; bơm tuần hoàn bùn dừng hoặc chạy yếu; máng răng cưa lệch cao độ làm nước dồn về một phía; vách hướng dòng hư khiến dòng vào chạy thẳng qua bể mà không kịp lắng.

Công đoạn keo tụ tạo bông chưa hiệu quả

Với nước thải có nhiều cặn vô cơ, màu hoặc kim loại, TSS sau lắng phụ thuộc nhiều vào cụm keo tụ – tạo bông. Keo tụ là bước dùng hóa chất trung hòa điện tích để các hạt nhỏ dính lại với nhau; tạo bông là bước khuấy chậm để các hạt đó kết thành bông lớn, dễ lắng.

pH lệch khỏi vùng làm việc của hóa chất, liều không theo kịp tải, khuấy quá nhanh ở bể tạo bông hay thời gian phản ứng quá ngắn đều làm bông cặn nhỏ và trôi ra. Nguyên lý của cụm này được trình bày kỹ hơn ở bài xử lý hóa lý nước thải.

Cách chẩn đoán đúng nguồn cặn

Chẩn đoán kỹ giúp tránh vòng lặp thay vi sinh, tăng hóa chất rồi TSS vẫn cao. Có thể làm theo thứ tự từ dễ tới khó; phần lớn các bước chỉ cần ống đong, ly mẫu, kính hiển vi đơn giản và sổ vận hành ghi chép đều đặn.

1. Lấy mẫu theo từng điểm: lấy cùng lúc nước ra bể sinh học, nước sau bể lắng và nước sau lọc nếu có. Đặt các ly mẫu cạnh nhau, so độ trong để khoanh vùng công đoạn làm TSS tăng.
2. Làm phép thử lắng 30 phút: đổ hỗn hợp bùn nước từ bể hiếu khí vào ống đong 1 lít, để yên 30 phút rồi ghi thể tích bùn lắng, gọi là chỉ số SV30. Quan sát thêm ranh giới bùn – nước rõ hay mờ, nước phía trên trong hay đục.
3. Tính chỉ số thể tích bùn: SVI là thể tích bùn lắng chia cho nồng độ bùn MLSS, tức lượng chất rắn trong bể sinh học. SVI tăng dần qua nhiều ngày là dấu hiệu sớm của bùn phồng; ngưỡng đánh giá nên đối chiếu theo công nghệ và dữ liệu lịch sử của chính trạm.
4. Soi bùn dưới kính hiển vi: nhìn hình dạng bông bùn, mật độ sợi và nhóm động vật nguyên sinh để phân biệt bùn phồng với bông nhỏ hay bùn bị sốc độc.
5. Đo lưu lượng theo giờ: đối chiếu giờ TSS cao với giờ lưu lượng đỉnh. Trạm chưa có thiết bị đo có thể lắp máng đo lưu lượng V-notch ở đầu ra để có số liệu theo dõi.
6. Kiểm tra lớp bùn và thiết bị bể lắng: đo chiều cao lớp bùn bằng ống lấy mẫu theo chiều sâu, kiểm tra bơm tuần hoàn, máng tràn, vách hướng dòng và thanh gạt bùn.

Khi lấy mẫu, nên tránh thời điểm ngay sau khi xả bùn hoặc vừa rửa lọc vì kết quả sẽ lệch. Ghi chép đều đặn trong một khoảng thời gian, thường đủ dữ liệu để biết cặn đến từ bùn, từ thủy lực hay từ hóa lý. Ghi kèm sự kiện sản xuất như đổi mặt hàng, vệ sinh dây chuyền, tăng ca, vì TSS hay tăng đúng những ngày này.

Một sai lầm thường gặp là chỉ nhìn kết quả phân tích định kỳ rồi kết luận. Mẫu lấy một lần mỗi tháng rất dễ rơi vào lúc hệ thống đang ổn hoặc đang xấu nhất. Theo dõi hằng ngày bằng phép thử lắng và ly mẫu cho bức tranh sát thực tế hơn nhiều.

Cách khắc phục theo từng nguyên nhân

Nguyên tắc chung là sửa vận hành trước, sửa thiết bị sau. Nhiều ca TSS cao giảm rõ chỉ nhờ chỉnh vận hành, không cần đầu tư. Khi vận hành đã chuẩn mà kết quả vẫn sát giới hạn, lúc đó mới tính cải tạo phần cứng.

Điều chỉnh vận hành trước khi đầu tư

• Bùn phồng: tìm điều kiện nuôi vi khuẩn sợi như thiếu oxy cục bộ, thiếu dinh dưỡng, tải thấp kéo dài, nhiều dầu mỡ hoặc chất dễ phân hủy. Sửa gốc trước, hóa chất trợ lắng chỉ là biện pháp tạm.
• Bông bùn nhỏ, bùn già: tăng xả bùn dư để trẻ hóa bùn, giảm khuấy trộn quá mạnh, kiểm soát nguồn chất độc ngay tại xưởng sản xuất.
• Bùn nổi ở bể lắng: tăng tần suất xả và tuần hoàn bùn để bùn không nằm lâu dưới đáy; xem lại quá trình khử nitrat ở bể thiếu khí.
• Quá tải theo giờ: tận dụng bể điều hòa để san đều lưu lượng, cài bơm chạy ổn định thay vì bật tắt dồn dập.
• Hóa lý kém: thử keo tụ trên dãy ly mẫu để chọn lại pH, loại và liều hóa chất; kiểm tra bơm định lượng, cánh khuấy và đường ống châm hóa chất.

Sau khi tăng xả bùn, lượng bùn dư phát sinh nhiều hơn. Nếu bể chứa và máy ép bùn không theo kịp, bùn lại dồn về bể lắng và TSS tăng trở lại. Vì vậy cần tính luôn khâu xử lý bùn thải khi lập kế hoạch khắc phục.

Cải tạo thiết bị bể lắng

Khi vận hành đã chuẩn mà TSS vẫn chưa ổn, bước tiếp theo là xét phần cứng: chỉnh cao độ máng răng cưa, lắp tấm chắn váng, làm lại ống phân phối trung tâm và vách hướng dòng, sửa thanh gạt bùn và bơm tuần hoàn. Các hạng mục này thường nằm chung trong một gói nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải đạt giấy phép môi trường.

Với bể lắng thiếu diện tích, có thể lắp cụm lắng lamen, tức các tấm nghiêng xếp song song, để tăng diện tích lắng trên cùng mặt bằng. Lamen hợp với cặn dễ lắng; với bùn phồng nặng thì lamen không thay được việc sửa bùn, lại dễ bám cặn nếu không vệ sinh định kỳ.

Kích thước bể, số tấm lamen hay lưu lượng thiết kế mới phải tính theo số liệu thực tế của từng trạm. Không nên lấy thông số của trạm khác áp vào, vì tính chất bùn và dao động lưu lượng mỗi nơi một khác.

Khi nào cần bổ sung công đoạn lọc?

Có những trường hợp bể lắng đã làm hết khả năng mà TSS vẫn khó đạt giới hạn ổn định, hoặc cơ sở muốn tái sử dụng nước. Lúc này mới cân nhắc thêm công đoạn lọc hoặc đổi cách tách bùn.

Lọc sau lắng hợp với trường hợp nào?

Lọc cát, lọc áp lực hoặc lọc đĩa đặt sau bể lắng giữ lại phần cặn mịn còn sót. Đây là lớp bảo vệ khi giới hạn TSS chặt hoặc khi nước sau xử lý được dùng lại cho tưới cây, rửa sàn. Bộ lọc cần rửa ngược định kỳ và nước rửa phải đưa về đầu hệ thống.

Điểm cần nhớ: nếu bể lắng đang xả bùn ồ ạt, bộ lọc sẽ tắc rất nhanh và phải rửa liên tục. Lọc không thay được việc sửa bể lắng, chỉ phát huy khi cặn đến lọc đã ở mức thấp và ổn định.

Khi nào nên cân nhắc MBR?

Công nghệ MBR dùng màng lọc thay cho bể lắng để tách bùn khỏi nước, nên TSS đầu ra không còn phụ thuộc khả năng lắng của bùn. Đổi lại, chi phí đầu tư, điện năng, hóa chất rửa màng và thay màng cao hơn, đồng thời đòi hỏi tách rác, dầu mỡ kỹ ở đầu vào.

MBR đáng cân nhắc khi mặt bằng chật, cần tái sử dụng nước hoặc khi bể lắng đã cải tạo nhiều lần mà vẫn không ổn định. Với trạm còn đủ diện tích và bùn lắng tốt sau khi chỉnh vận hành, cải tạo bể lắng kết hợp lọc thường là lựa chọn kinh tế hơn.

Thi công khi hệ thống vẫn đang chạy

Sửa bể lắng hay lắp thêm lọc thường phải làm trong lúc nhà máy vẫn xả thải. Cách bố trí tuyến tạm và chia giai đoạn được trình bày ở bài cải tạo hệ thống xử lý nước thải không dừng sản xuất. Các yếu tố ảnh hưởng tới ngân sách có ở bài chi phí cải tạo hệ thống xử lý nước thải.

Chọn vật liệu cho hạng mục cải tạo

Không có vật liệu nào hợp cho mọi hạng mục. Bê tông vẫn hợp lý cho bể lắng lớn đặt ngầm, xây cùng công trình; inox hợp với chi tiết chịu lực cơ học như thanh gạt, giá đỡ. Tuy vậy bê tông có thể bị ăn mòn bởi khí H2S và axit trong nước thải, lâu ngày lộ cốt thép, nên cần kiểm tra khi cải tạo bể cũ.

Với hạng mục bổ sung như bồn pha và châm hóa chất, bể keo tụ tạo bông, máng tràn, ống dẫn hoặc bể dạng module lắp thêm, nhựa PP chịu hóa chất tốt, nhẹ và gia công được theo kích thước hiện trạng, hợp với mặt bằng chật của trạm cũ.

CCEP gia công và chế tạo bồn bể bằng nhựa PP cùng thiết bị composite, kiểm soát chất lượng từ chế tạo đến lắp đặt. Với nước thải y tế và nước thải ngành giấy, bột giấy, CCEP cung cấp giải pháp xử lý trọn gói. Mọi phương án đều cần khảo sát hiện trạng và số liệu vận hành trước khi chốt thiết kế.

Những điểm cần nhớ

• TSS cao là triệu chứng; cặn có thể đến từ bùn sinh học, thủy lực bể lắng hoặc cụm hóa lý.
• TSS tăng thường kéo BOD, COD, tổng nitơ đầu ra tăng theo.
• Phép thử lắng, chỉ số SVI và đo lưu lượng theo giờ là công cụ chẩn đoán rẻ và hiệu quả.
• Chỉnh vận hành trước, cải tạo thiết bị sau; lọc và MBR là bước nâng cấp khi cần.
• Giới hạn TSS phải đối chiếu đúng quy chuẩn, phiên bản và giấy phép của cơ sở.

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 TSS đầu ra cao

Bổ sung vi sinh có làm giảm TSS đầu ra không?

Thường là không, nếu nguyên nhân nằm ở bể lắng quá tải, máng tràn lệch hay bùn phồng. Bổ sung vi sinh chỉ có ích khi hệ vi sinh vừa bị sốc độc hoặc chết hàng loạt, và cần loại bỏ nguồn gây sốc trước. Nên làm phép thử lắng và soi bùn để xác định nguyên nhân rồi mới quyết định có cần bổ sung hay không.

Dùng hóa chất trợ lắng cho bể sinh học có được không?

Có thể dùng như biện pháp tạm thời khi TSS vượt giới hạn và cần kéo xuống nhanh. Tuy nhiên hóa chất không xử lý được gốc như thiếu oxy hay thiếu dinh dưỡng, lại phát sinh chi phí và tăng lượng bùn. Liều và loại hóa chất nên chọn qua thử nghiệm trên ly mẫu, không áp số liệu từ trạm khác.

Vì sao TSS cao làm BOD đầu ra tăng?

Bông bùn trôi ra là sinh khối vi sinh chứa chất hữu cơ, nên khi phân tích, phần cặn này góp vào kết quả BOD và COD. Vì vậy khi cả TSS và BOD cùng cao, nên ưu tiên xử lý chuyện cặn trôi trước. Nếu nước sau lắng trong mà BOD vẫn cao thì mới tập trung vào quá trình sinh học.

Nên làm phép thử lắng bao lâu một lần?

Nhiều trạm làm phép thử lắng 30 phút hằng ngày vì cách làm đơn giản, chỉ cần ống đong và đồng hồ. Khi đang có sự cố hoặc vừa đổi chế độ vận hành, nên làm dày hơn và ghi cùng giờ lấy mẫu. Giá trị lớn nhất nằm ở xu hướng theo ngày, giúp phát hiện bùn phồng trước khi TSS đầu ra vượt giới hạn.

Cải tạo bể lắng có phải dừng hệ thống không?

Không nhất thiết. Tùy cấu hình trạm, có thể chia giai đoạn, lắp tuyến tạm hoặc cải tạo từng bể nếu có nhiều bể song song. Phương án cụ thể phụ thuộc lưu lượng, mặt bằng và yêu cầu giấy phép, nên cần khảo sát hiện trạng trước khi lên kế hoạch thi công.