I. Các loại bùn vi sinh thường gặp:
1. Bùn thải đô thị: Bùn thải đô thị sẵn có nhất đến từ bể lắng thứ cấp của các nhà máy xử lý nước thải đô thị. Đây là loại bùn vi sinh cơ bản được sử dụng rộng rãi nhất, có tính đa dạng vi sinh vật cao và khả năng thích ứng với hầu hết các loại nước thải hữu cơ có nồng độ-thấp.
Các thông số chính:
Màu sắc: Màu vàng-nâu đến nâu sẫm (màu bùn hoạt tính bình thường; màu đen biểu thị sự thiếu oxy, màu xám có thể biểu thị quá trình lão hóa của bùn)
Độ ẩm: 95%~99% (phải được kiểm soát trong quá trình vận chuyển; độ ẩm quá thấp có thể dễ dàng dẫn đến bất hoạt vi sinh vật)
MLSS (Chất rắn lơ lửng trong rượu hỗn hợp): 2000~4000 mg/L (liên quan trực tiếp đến khả năng phân hủy của lò phản ứng)
SV30 (tỷ lệ lắng trong 30 phút): 15%~30% (trên 30% cần thận trọng về nguy cơ đóng cặn bùn)
Ưu điểm: Có sẵn rộng rãi, chi phí thấp, có thể đưa vào các quy trình xử lý hiếu khí cơ bản mà không cần làm quen với khí hậu trước.
2. Bùn thích nghi công nghiệp: Đối với nước thải công nghiệp có độ mặn cao, COD cao, chứa các chất ô nhiễm khó phân hủy (như phenol, benzen và kim loại nặng), bùn thải sinh hoạt thông thường khó thích ứng và cần phải có loại bùn chuyên dụng thích nghi với các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp tương tự.
Các thông số chính:
Màu sắc: Thay đổi tùy theo chất nền, chủ yếu là màu nâu sẫm hoặc nâu{0}}đen. Bùn chứa các chất ô nhiễm cụ thể (chẳng hạn như nước thải thuốc nhuộm) có thể có màu đỏ nhạt hoặc xanh nhạt.
Khả năng chống sốc: Thích ứng với biến động tải COD trong phạm vi ±30%; bùn thải thích nghi với nước thải có độ mặn cao-có độ mặn cao hơn hoặc bằng 5%.
Thời gian lưu bùn (SRT): 5~20 ngày (kéo dài đến 15~20 ngày đối với các chất ô nhiễm khó phân hủy).
Hoạt tính dehydrogenase: Lớn hơn hoặc bằng 10 mg/(L・h) (hoạt tính cao hơn cho thấy sự phân hủy chất ô nhiễm nhanh hơn).
Ưu điểm: Có tính nhắm mục tiêu cao, thích ứng nhanh với chất lượng nước thải công nghiệp, tránh được sự tương kỵ của vi khuẩn.
3. Bùn dạng hạt kỵ khí truyền thống: "Lõi-hiệu quả cao" của quá trình kỵ khí, thường được sử dụng trong UASB, EGSB và các lò phản ứng kỵ khí khác. Nó là vi khuẩn tạo metan dạng hạt, bao bọc bên trong và các vi sinh vật kỵ khí khác, thích hợp để xử lý metan hóa nước thải hữu cơ có nồng độ-cao (chẳng hạn như nước thải thực phẩm và sản xuất giấy).
Các thông số chính:
Màu sắc: Nâu nhạt-đen đến đen sẫm (bề mặt hạt mịn và màu đồng nhất cho thấy hoạt động tốt)
Kích thước hạt: 0,5 ~ 3 mm (kích thước hạt lớn hơn cho thấy hiệu suất lắng và độ ổn định tốt hơn)
VSS/MLSS (Tỷ lệ chất rắn lơ lửng dễ bay hơi): 0,6~0,8 (tỷ lệ cao hơn cho thấy hàm lượng vi sinh vật cao hơn)
Hoạt tính tạo metan: Lớn hơn hoặc bằng 0,2 m³CH₄/(kgVSS・d) (xác định sản lượng khí mêtan và khả năng xử lý tải hữu cơ)
Mật độ: 1,02 ~ 1,05 g/cm³ (đảm bảo huyền phù trong lò phản ứng để tránh thất thoát theo dòng nước thải)
4. Bùn dạng hạt oxy hóa amoniac kỵ khí: "Lực lượng tiết kiệm-năng lượng mới" trong công nghệ loại bỏ nitơ. Được thiết kế đặc biệt cho nước thải có hàm lượng nitơ-amoniac-cao, COD-thấp (chẳng hạn như nước thải chăn nuôi và nước rỉ rác từ bãi chôn lấp), nó chuyển đổi trực tiếp nitơ amoniac và nitơ nitrit thành khí nitơ bằng cách sử dụng vi khuẩn oxy hóa amoniac{6}}kỵ khí. Không cần nguồn carbon bổ sung và mức tiêu thụ năng lượng chỉ bằng 1/10 so với quy trình loại bỏ nitơ truyền thống.
Các thông số chính:
Màu sắc: Đỏ tươi đến nâu đỏ-(do sự hiện diện của cytochrome trong vi khuẩn oxy hóa amoniac{1}}kỵ khí, màu sáng hơn cho thấy hoạt động cao hơn)
Kích thước hạt: 1 ~ 4 mm (lớn hơn và có cấu trúc dày đặc hơn so với bùn dạng hạt kỵ khí truyền thống)
Tốc độ oxy hóa amoniac: 0,3~1,2 kgNH₄⁺-N/(kgVSS・d) (chỉ số chính về hiệu quả loại bỏ nitơ)
Nồng độ dung nạp nitơ: Nhỏ hơn hoặc bằng 500 mg/L (vượt quá ngưỡng này sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn)
Phạm vi thích ứng nhiệt độ: 30 ~ 35 độ (hoạt động tối ưu trong điều kiện mesophilic; dao động nên được kiểm soát trong phạm vi ± 2 độ)
Ưu điểm: Hiệu suất loại bỏ nitơ cao, tiêu thụ năng lượng thấp, không gây ô nhiễm thứ cấp; thể hiện hướng đi chủ đạo trong việc xử lý nước thải có hàm lượng carbon thấp-.
5. Bùn chức năng chuyên dụng: Bùn chuyên dụng được thiết kế để giải quyết chính xác các vấn đề ô nhiễm đơn lẻ và xử lý các chất ô nhiễm cụ thể.
Các loại phổ biến và các thông số cốt lõi như sau:
Bùn nitrat hóa: Màu vàng-nâu, tốc độ nitrat hóa 0,5~2,0 kgNH₄⁺-N/(kgVSS・d), yêu cầu DO Lớn hơn hoặc bằng 2 mg/L, pH 7,5~8,5
Bùn khử nitrat: Chủ yếu có màu nâu sẫm, tốc độ khử nitrat 0,8~3,0 kgNO₃⁻-N/(kgVSS・d), cần có đủ nguồn carbon (C/N Lớn hơn hoặc bằng 5)
Bùn loại bỏ phốt pho: Màu hơi vàng-nâu đến nâu nhạt-vàng, polyphosphate-tích tụ hàm lượng vi khuẩn Lớn hơn hoặc bằng 20%, tuổi bùn được kiểm soát ở 8~12 ngày, yêu cầu môi trường yếm khí-hiếu khí xen kẽ.
II. Lựa chọn bùn và những cân nhắc ứng dụng chính để phù hợp với các kịch bản quy trình:
Đối với quá trình hiếu khí, chọn chất thải đô thị/bùn thích nghi công nghiệp; đối với quá trình kỵ khí chọn bùn dạng hạt kỵ khí truyền thống; đối với nước thải có hàm lượng nitơ amoniac cao và COD thấp, sử dụng trực tiếp bùn dạng hạt oxy hóa amoniac kỵ khí.
Màu sắc-Đánh giá hoạt động được hỗ trợ: Màu sắc có thể đánh giá nhanh chóng và ban đầu tình trạng bùn. Ví dụ, màu nhạt dần trong bùn oxy hóa amoniac kỵ khí có thể cho thấy hoạt động giảm; làm đen bùn đô thị đòi hỏi phải điều tra tình trạng thiếu oxy.
Thích ứng trước: Khi sử dụng bùn thải đô thị cho nước thải công nghiệp, nồng độ các chất ô nhiễm mục tiêu cần tăng dần, với thời gian thích nghi là 7-15 ngày.
Kiểm soát chặt chẽ các thông số vận hành: Bùn kỵ khí rất nhạy cảm với sự biến động của nhiệt độ và độ pH và cần theo dõi-thời gian thực; Bùn hiếu khí cần đủ oxy hòa tan để tránh giảm hoạt động do thiếu oxy.
Giám sát và bảo trì thường xuyên: Cần phải giám sát hàng tuần MLSS, SV30, hoạt động của vi sinh vật và sự thay đổi màu sắc. Việc loại bỏ hoặc bổ sung bùn kịp thời là rất quan trọng để ngăn ngừa sự thất thoát vi sinh vật.