Giá thể vi sinh là vật liệu được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải sinh học nhằm tạo môi trường cho vi sinh vật bám dính, sinh trưởng và duy trì sinh khối trong bể xử lý.
Trong quá trình xử lý, vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy và chuyển hóa nhiều thành phần ô nhiễm có khả năng xử lý bằng phương pháp sinh học. Giá thể tạo thêm không gian cư trú cho hệ vi sinh, từ đó hỗ trợ duy trì lượng sinh khối cần thiết trong bể.
Giá thể vi sinh được sử dụng trong nhiều công nghệ xử lý khác nhau, trong đó phổ biến là các hệ thống sử dụng giá thể chuyển động như MBBR.
Vì sao cần sử dụng giá thể vi sinh?
Trong các bể xử lý sinh học thông thường, vi sinh vật có thể tồn tại chủ yếu dưới dạng bùn lơ lửng. Khi dòng nước đi qua hệ thống, một phần sinh khối có thể bị cuốn theo nước nếu quá trình lắng và tuần hoàn bùn không được kiểm soát phù hợp.
Giá thể vi sinh tạo thêm bề mặt để vi sinh vật bám dính và hình thành màng sinh học. Nhờ đó, một lượng sinh khối được duy trì trực tiếp trong bể thay vì chỉ tồn tại dưới dạng lơ lửng.
Việc tăng lượng sinh khối trong cùng một thể tích công trình có thể hỗ trợ nâng cao khả năng xử lý sinh học và giúp hệ thống tận dụng tốt hơn thể tích bể hiện có.
Nguyên lý hoạt động của giá thể vi sinh
Khi được đưa vào bể xử lý, giá thể trở thành nơi cư trú của các vi sinh vật. Trong điều kiện phù hợp, vi sinh vật bắt đầu bám lên bề mặt và phát triển thành lớp màng sinh học.
Nước thải liên tục đi qua khu vực chứa giá thể. Các chất có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải tiếp xúc với lớp màng vi sinh và được vi sinh vật sử dụng trong quá trình sinh trưởng, phân hủy và chuyển hóa.
Đối với hệ thống MBBR, giá thể thường được duy trì ở trạng thái chuyển động nhờ dòng nước và hệ thống sục khí hoặc khuấy trộn. Sự chuyển động này giúp tăng khả năng tiếp xúc giữa nước thải, oxy và bề mặt giá thể.
Khi lớp màng vi sinh phát triển đến một mức nhất định, một phần màng có thể bong tách do tác động của lực cắt và sự va chạm trong bể. Sinh khối mới tiếp tục phát triển trên bề mặt giá thể, tạo nên quá trình hình thành và bong tách màng sinh học liên tục.
Cấu tạo của giá thể vi sinh
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại giá thể với hình dạng, kích thước và cấu trúc khác nhau. Mỗi thiết kế hướng tới việc tạo ra diện tích bề mặt và điều kiện cư trú phù hợp cho vi sinh vật.
Giá thể có thể được chế tạo từ các loại nhựa kỹ thuật với cấu trúc dạng vòng, dạng tổ ong, dạng đĩa, dạng cầu hoặc các cấu trúc nhiều lớp. Một số sản phẩm còn được kết hợp thêm mút xốp nhằm tạo thêm không gian bên trong cho vi sinh vật phát triển.
Thiết kế của giá thể có ảnh hưởng đến khả năng lưu giữ sinh khối, khả năng chuyển động trong bể và mức độ tiếp xúc giữa nước thải với màng vi sinh.
Giá thể mút xốp có gì khác biệt?
Đối với các loại giá thể có bổ sung mút xốp, phần mút tạo thêm nhiều khoảng rỗng và không gian cư trú cho vi sinh vật.
Vi sinh vật có thể phát triển trên bề mặt bên ngoài và trong cấu trúc của mút xốp. Điều này giúp tăng khả năng lưu giữ sinh khối trong cùng một thể tích giá thể.
Khi lớp màng sinh học hình thành, diện tích bề mặt hữu ích của giá thể có thể tăng lên đáng kể so với cấu trúc ban đầu. Đây là đặc điểm được quan tâm trong những hệ thống cần tăng cường lượng sinh khối mà vẫn muốn tận dụng hiệu quả thể tích bể.
Giá thể vi sinh được sử dụng ở đâu?
Giá thể vi sinh có thể được sử dụng trong nhiều hệ thống xử lý nước thải có công đoạn xử lý sinh học.
Một số ứng dụng phổ biến gồm:
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.
Hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư.
Nước thải nhà hàng, khách sạn.
Nước thải từ trường học và các cơ sở dịch vụ.
Nước thải sản xuất thực phẩm.
Nước thải công nghiệp.
Hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Các công trình cần cải tạo hoặc nâng cao khả năng xử lý sinh học.
Tuy nhiên, khả năng áp dụng giá thể và phương án bố trí cần được xác định dựa trên đặc tính nước thải, tải lượng ô nhiễm và công nghệ tổng thể của từng hệ thống.
Giá thể vi sinh trong công nghệ MBBR
MBBR là một công nghệ xử lý sinh học sử dụng các giá thể chuyển động trong bể phản ứng. Giá thể cung cấp bề mặt cho vi sinh vật bám dính trong khi hệ thống sục khí hoặc khuấy trộn giúp giá thể chuyển động và tiếp xúc với nước thải.
Một ưu điểm của phương pháp này là có thể tăng lượng sinh khối hoạt động trong bể mà không nhất thiết phải mở rộng đáng kể thể tích công trình.
Tùy theo tải lượng và yêu cầu xử lý, tỷ lệ giá thể trong bể cần được tính toán phù hợp. Việc lựa chọn loại giá thể cũng cần xem xét đến kích thước, cấu trúc, khả năng chuyển động và điều kiện vận hành thực tế.
Những yếu tố cần quan tâm khi lựa chọn giá thể vi sinh
Không nên chỉ lựa chọn giá thể dựa trên kích thước hoặc hình dạng bên ngoài. Một số yếu tố cần được xem xét gồm:
Diện tích bề mặt: Diện tích bề mặt phù hợp giúp tạo thêm không gian cho vi sinh vật bám dính và phát triển.
Độ rỗng: Cấu trúc có nhiều khoảng rỗng tạo điều kiện cho nước thải tiếp xúc với các vùng có vi sinh vật cư trú.
Khả năng lưu giữ sinh khối: Giá thể cần có cấu trúc phù hợp để duy trì lớp màng vi sinh trong quá trình vận hành.
Khả năng chuyển động: Đối với hệ thống MBBR, giá thể cần có đặc tính phù hợp với dòng chảy và hệ thống sục khí hoặc khuấy trộn.
Độ bền vật liệu: Giá thể cần có khả năng sử dụng ổn định trong điều kiện vận hành của hệ thống.
Đặc tính nước thải: Loại giá thể và tỷ lệ sử dụng cần được lựa chọn dựa trên tải lượng, thành phần nước thải và mục tiêu xử lý.
Có phải càng nhiều giá thể thì hệ thống càng hiệu quả?
Việc bổ sung giá thể cần được tính toán dựa trên thiết kế công nghệ và điều kiện thực tế của hệ thống. Không nên hiểu rằng cứ tăng lượng giá thể là hiệu quả xử lý sẽ tăng tương ứng.
Tỷ lệ giá thể, khả năng sục khí, mức độ chuyển động, lượng sinh khối và tải lượng ô nhiễm cần được cân đối để đảm bảo môi trường phù hợp cho vi sinh vật hoạt động.
Nếu bố trí không phù hợp, giá thể có thể phân bố không đồng đều, ảnh hưởng đến khả năng tiếp xúc với nước thải hoặc gây khó khăn cho quá trình vận hành.
Vai trò của hệ thống sục khí đối với giá thể
Đối với nhiều hệ thống sử dụng giá thể chuyển động, sục khí không chỉ cung cấp oxy cho quá trình sinh học mà còn tạo dòng chuyển động giúp giá thể phân bố trong bể.
Hệ thống phân phối khí cần được thiết kế phù hợp để hạn chế tình trạng giá thể tập trung tại một khu vực. Việc phân phối khí tốt giúp tăng khả năng tiếp xúc giữa giá thể, nước thải và oxy, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý.
Ngoài ra, các thiết bị giữ giá thể tại đầu ra cũng cần được bố trí phù hợp để hạn chế thất thoát giá thể theo dòng nước.
Giá thể vi sinh trong cải tạo và nâng cấp hệ thống xử lý
Đối với một số công trình đang vận hành nhưng có nhu cầu tăng công suất hoặc cải thiện khả năng xử lý sinh học, việc bổ sung giá thể có thể được xem xét như một phương án kỹ thuật.
Thay vì mở rộng toàn bộ công trình, doanh nghiệp có thể đánh giá khả năng tận dụng bể hiện có và bổ sung công nghệ giá thể phù hợp.
Tuy nhiên, trước khi thực hiện cải tạo cần khảo sát hệ thống, đánh giá tải lượng nước thải, chất lượng nước đầu vào và đầu ra, công suất thiết kế cũng như tình trạng các thiết bị hiện hữu. Từ đó mới có thể xác định phương án bổ sung giá thể phù hợp.
ECO Việt Nam cung cấp giá thể và giải pháp xử lý nước thải
Công ty Cổ phần Tài nguyên và Môi trường ECO Việt Nam cung cấp các loại giá thể vi sinh dạng di động phục vụ các hệ thống xử lý nước thải sinh học.
Các dòng sản phẩm được cung cấp với nhiều kích thước và cấu trúc khác nhau, bao gồm giá thể nhựa thông thường và giá thể có kết hợp mút xốp. Việc lựa chọn sản phẩm cần dựa trên công nghệ xử lý, đặc tính nguồn nước, công suất và điều kiện vận hành thực tế.
Bên cạnh cung ứng vật tư, ECO Việt Nam còn triển khai tư vấn, thiết kế, thi công, vận hành và bảo trì hệ thống xử lý nước thải. Sự kết hợp giữa sản phẩm và năng lực kỹ thuật giúp doanh nghiệp có thêm lựa chọn khi xây dựng mới, cải tạo hoặc nâng cấp hệ thống xử lý.
Thông tin liên hệ ECO Việt Nam:
CÔNG TY CỔ PHẦN TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ECO VIỆT NAM
Địa chỉ: Số 1 ngách 94/32 phố Ngô Gia Tự, phường Việt Hưng, quận Long Biên, thành phố Hà Nội
Hotline: 0947 891 568
Email: Moitruongeco@gmail.com
Website: www.ecoenviro.vn
