Nuôi cấy vi sinh hiếu khí thế nào cho chuẩn đẹp trai?

Xử lý nước thải bằng bùn vi sinh hoạt tính ( xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học) được coi là công nghệ tối ưu nhất hiện nay. Bởi nó luôn luôn thân thiện với môi trường và mang lại hiệu quả cao bằng cách cung cấp, bổ sung các chủng vi sinh vật có khả năng xử lý các chất hữu cơ. Tham gia các chu trình chuyển hóa trong nước. Bản chất chính là quy trình nuôi cấy bùn vi sinh hoạt tính trong xử lý bể nước thải. Quy trình này bao gồm:

1/ Xác định Lượng bùn vi sinh cần thiết trong xử lý nước thải

Trước khi khởi động hệ thống xử lý nước thải hoặc nuôi cấy bùn vi sinh hoạt tính cho hệ thống xử lý nước thải ta phải xác định lượng bùn vi sinh hoạt tính cần thiết để bổ sung vào bể sinh học.

Các dạng bùn vi sinh cần thiết trong xử lý nước thải

• Bùn vi sinh dạng lỏng: Bùn có màu vàng nâu hoặc hơi đen (do thời gian vận chuyển). Sau khi lấy mẫu, lắc đều thì các bông bùn hình thành nhanh, bông bùn lớn, lượng bùn sau lắng 30 phút > 50% thể tích.
• Bùn vi sinh dạng khô (bùn ép): bùn đựng trong bao tải loại 40kg và 1 tấn. Màu bùn bên ngoài vàng, bên trong hơi xám đen. Lấy khoảng 30kg cho vào chai nhựa 1 lít, lắc cho bùn tan ra → hình thành bùn lỏng với các thông số như bùn vi sinh dạng lỏng.
• Bùn vi sinh kỵ khí
• Bùn vi sinh hiếu khí

Xác định Lượng bùn vi sinh cần thiết

Để xác định lượng bùn vi sinh cần thiết ta cần xác định nồng độ bùn hoạt tính cần thiết để duy trì khả năng xử lý của hệ thống xử lý nước thải. Nồng độ bùn hoạt tính thường do người thiết kế hệ thống xử lý nước thải lựa chọn theo tính chất nước thải. Nồng độ bùn trong bể sinh học hiếu khí (Aerotank) thường được duy trì từ 2000-5000 mg/l, có thể lên tới 1000mg/lit đối với bể sinh học MBR.

• Bể kỵ khí UASB nồng độ bùn 400-7000mg/lít. Bể sinh học thiếu khí (Anoxic) từ 2000-5000 mg/lít
• Sau khi xác định được nồng độ bùn cần thiết trong bể xử lý sinh học ta tính được lượng bùn cần thiết để cung cấp cho bể xử lý sinh học như sau:
• Đối với bùn dạng lỏng (thường thì thể tích bùn = 30% thể tích bể

• V(bùn) = V(bể) x 50 kg/m3 đối với bùn vi sinh cung cấp là bùn dạng khô
• V(bể) là thể tích bể xử lý sinh học

2. Kiểm tra hệ thống trước khi tiến hành nuôi cấy

Trước khi tiến hành nuôi cấy bùn vi sinh, chúng ta cần phải kiểm tra hệ thống có khả năng nuôi cấy bùn vi sinh được hay không. Cụ thể chúng ta cần kiểm tra sơ bộ như sau:

Kiểm tra công nghệ có đạt chuẩn để tiến hành nuôi cấy hay không

• Việc kiểm tra hệ thống xử lý nước thải có đạt tiêu chuẩn hay không phải cần người có chuyên môn về công nghệ xử lý nước thải.
• Để kiểm tra được người kiểm tra phải có kiến thức về công nghệ xử lý nước thải, hiểu được các nguyên lý, cơ chế xử lý của từng công trình, người có kinh nghiệm về thực tế.
• Đánh giá được các yếu tố có khả năng gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý.

Kiểm tra lưu lượng nước thải đầu vào, các yếu tố điều kiện tự nhiên và nhận tạo

• Đối với công nghệ xử lý nước thải bằng sinh học thì hàm lượng và nồng độ ô nhiễm nước thải đầu vào gây ảnh hưởng trực tiếp đến khả nằng nuôi cấy và sự phát triển của vi sinh vật.
• Người có chuyên môn cần phải kiểm tra kỹ về các chi tiêu thông số đầu vào của nước thải, đảm bảo nồng độ ô nhiễm nằm trong khoảng cho phép có thể ứng dụng công nghệ xử lý bằng sinh học.
• Nước thải sinh hoạt hoặc sản xuất trước khi đưa qua hệ thống xử lý sinh học phải đảm bảo các yếu tố sau:

• STT	THÔNG SỐ	GIÁ TRỊ
  1	pH	6.5 – 8.5
  2	Nhiệt độ	10 – 40 độ C
  3	Nồng độ oxy hòa tan: DO	DO = 2 – 4 mg/l
  4	Tổng hàm lượng muối hòa tan (TDS)	không quá 15 g/l
  5	Chỉ tiêu BOD5	không quá 500 mg/l
  6	Tổng chất rắn	không vượt quá 150 mg/l
  7	Tỉ lệ BOD5:N:P	100:5:1

Không chứa các chất hoạt động bề mặt như dầu mỡ, xà phòng, các chất tẩy rửa và các chất độc gây ảnh hưởng đến khả năng xử lý vi sinh vật…

3. Khởi động hệ thống mới hoàn toàn hoặc nuôi cấy lại hệ thống

Trước khi tiến hành nuôi cấy chúng ta cần phải khởi động hệ thống, tiến hành kiểm tra hệ thống và cài đặt các thông số của các thiết bị trong hệ thống như: bơm chìm, máy khuấy, máy thổi khí, bơm đinh lượng và bồn chứa chất dinh dưỡng cần thiết. Điều chỉnh lưu lượng nước thải, lưu lượng khí cấp cho hệ thống xử lý sinh học. Sau đó ta tiến hành các bước khởi động như sau:

Bước 1: bơm cấp nước cho hệ thống xử lý bằng vi sinh vật hiếu khí

• Bật bơm cấp nước thải vào hệ thống, ta tiến hành bơm cho đến khi nước thải chảy qua hệ thống xử lý bằng vi sinh vật hiếu khí. Lưu lượng nước cấp vào để nuôi cấy còn tùy thuộc vào nồng độ ô nhiễm.
• Đối với nước thải sinh hoạt, nồng độ ô nhiễm trong nước thải không cáo cho nên chúng ta có thể cấp nước thải vào đầy bể
• Còn những công nghệ xử lý nước thải chứa nồng độ ô nhiễm cao như nước thải sản xuất hoặc chế biến công nghiệp. Thì nến 1/3 hoặc 2/3 bể rồi cấp nước sạch vào để pha loãng nồng độ cho đến khi gần đầy bể.

Bước 2: Bật máy thổi khí để cấp khí vào cho hệ thống

Bật máy thổi khí để cấp khí vào cho hệ thống, điều chỉnh hệ thống phân phối khí đều bể, kiểm tra nồng độ oxy hòa tan đảm bảo DO = 2 – 4 mg/l.

4. Hướng dẫn nuôi cấy bùn vi sinh hoạt tính cho hệ thống

Vi sinh vật tồn tại trong môi trường nước rất nhiều, nhưng để rút ngắn thời gian nuôi cấy chúng ta phải bổ sung thêm 1 lượng bùn vi sinh hoạt tính vừa đủ để làm cơ chất và các chất nền có sẵn trong bùn vi sinh. Sau đây chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn các bước nuôi cấy vi sinh:

Bước 1: Bổ sung nồng độ bùn vi sinh đã được tính toán trước vào vào bể

Nồng độ bùn cấp vào khoảng từ 10% đến 15% trên tổng nồng độ bùn cần thiết cho hệ thống. Toàn bộ thời gian nuôi cấy sẽ được kiểm soát về nồng độ nước thải đầu vào, cân đối chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật phát triển…

Ngày thứ 1:

Cho bùn vi sinh (đây phải là loại bùn đặc chủng có khả năng sinh trưởng phát triển tốt phù hợp với nước thải) vào bể sau đó bổ sung men vi sinh hiếu khí. Bật máy thổi khí sục liên tục. Sau 4h tiến hành kiểm tra các thông số của nước thải đầu vào, pH, DO, Nhiệt độ, SV30, ghi chép và lưu số liệu ban đầu.

Ngày thứ 2:

Tắt máy sục khí để lắng 2h sau đó cho nước trong ra, cho lượng nước thải mới vào với lưu lượng 20%tổng lưu lượng nước thải xử lý trên 1h, sục khí và tiếp tục bổ sung men vi sinh hiếu khí. Chúng ta tiếp tục tiến hành kiểm tra các thông số của nước thải đầu vào, pH, DO, độ màu, mùi của bùn, kiểm tra thông số SV30. Ghi chép lại thông số để kiểm tra khả năng phát triển của vi sinh.

Ngày thứ 3:

Tắt máy sục khí để lắng sau 2h và cho nước trong ra khỏi bể, cho lượng nước thải mới vào với lưu lượng 20% tổng lưu lượng nước thải xử lý trên 1h, sục khí và tiếp tục bổ sung men vi sinh hiếu khí vào bể. Tiến hành kiểm tra các thông số của nước thải đầu vào, pH, DO, độ màu, mùi của bùn, kiểm tra thông số SV30. Ghi chép lại thông số để kiểm tra khả năng phát triển của vi sinh.

Ngày thứ 4:

Tắt máy sục khí để lắng sau 2h, cho hết phần nước trong ra ngoài, cho lượng nước thải mới vào với lưu lượng 20% tổng lưu lượng nước thải xử lý trên 1h. Sục khí và tiến hành kiểm tra thông số của nước thải đầu vào, pH, DO, độ màu, mùi của bùn, kiểm tra thông số SV30. Ghi chép lại thông số để kiểm tra khả năng phát triển của vi sinh.

Ngày thứ 5:

Tắt máy sục khí để lắng sau 2h, cho hết phần nước trong ra ngoài, nạp nước mới, sục khí và tiến hành kiểm tra thông số của nước thải đầu vào, pH, DO, độ màu, mùi của bùn, kiểm tra thông số SV30. Sau 5 ngày theo dõi nếu thấy nồng độ SV30 tăng lên công với sự đánh giá giá về đặc tính của bùn vi sinh và cảm quan tốt. Ta tiến hành nâng tải trọng lưu lượng nước thải lên 30% tổng lưu lượng nước thải/giờ.

Ngày thứ 6:

Kiểm tra các thông số nước thải đầu vào, điều kiện nhiệt độ, pH, DO ổn định. Múc mẫu nước thải kiểm tra khả năng tạo bông và khả năng lắng của bùn, nếu vẫn đang trên đà phát triền tốt thì chúng ta, nồng độ SV30 đạt khoảng 15-20% thể tích cốc. Ta tiến hành cấp nước thải vào liên tục nhưng với tải trọng lưu lượng nước thải khoảng 10% tổng lưu lượng nước thải/giờ. bật hệ thống cung cấp khí chạy theo chế độ Auto.

Ngày thứ N:

Cứ tiếp tục theo dõi và kiểm tra các thông số, nếu nồng độ bùn tiếp tục tăng lên thì chúng ta tiến hành tăng thêm công suất cho hệ thống cho đên khi Full tải trọng. ( Trong khoảng thời gian này bạn cần chú ý đến các thông số như SV30, SVI, F/M và tuổi bùn)

Bước 2: Nếu hệ thống đã ổn định theo dõi kiểm tra lượng nước ra mỗi ngày

Nếu thấy chất lượng đầu ra không đạt phải xem xét lại chế độ hoạt động, kiểm tra thông số đầu vào. Đánh giá bùn, theo dõi nước đầu vào, tăng thời gian lưu cho bể để đảm bảo lượng nước ra luôn luôn đảm bảo đạt tiêu chuẩn đầu ra.

5. Liều lượng sử dụng chất dinh dưỡng

• Cung cấp chất dinh dưỡng Ure và DAP nhằm bổ sung chất  dinh dưỡng và khoáng cho vi sinh nếu trong bể lượng dinh dưỡng không đạt tỷ lệ. Cần bổ sung chất dinh dưỡng để đạt được tỷ lệ  BOD5:N:P = 100:5:1.
  
  Bảng hướng dẫn cách tính toán, pha chất dinh dưỡng nuôi cấy vi sinh cho hệ thống xử lý nước thải

– Bổ sung thêm Enzym, Các vi lượng, đa lượng…