Bùn trong bể xử lý sinh học trở nên mịn và có đặc tính lắng kém, có nhiều vi khuẩn dạng sợi có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi. Tổng lượng phốt pho (TP) trong nước thải từ bể lắng thứ cấp vượt quá tiêu chuẩn, ngay cả khi sử dụng một lượng lớn chất loại bỏ phốt pho hóa học ở hạ nguồn. Bọt trong bể hiếu khí có màu sắc bất thường, bùn trắng, hoạt tính thấp. Những vấn đề này thường không xuất phát từ việc sục khí hoặc kiểm soát tuổi bùn không đúng cách mà từ thế giới vi sinh vật. Duy trì cân bằng dinh dưỡng cho sự phát triển của vi sinh vật là điều cơ bản để đảm bảo hệ thống xử lý sinh học hoạt động ổn định và hiệu quả.
Dựa trên kinh nghiệm, tỷ lệ dinh dưỡng tối ưu cho sự sinh trưởng và sinh sản của vi sinh vật hiếu khí là khoảng BOD₅ :N :P=100 : 5 : 1. Nếu sai lệch tỷ lệ này sẽ gây ra nhiều vấn đề khác nhau.
1. Nguồn carbon không đủ
Điều này thường thấy ở các nguồn nước thải sau đây, đặc biệt là trong nước thải công nghiệp có tỷ lệ nước thải công nghiệp cao: chẳng hạn như nước thải hóa học và dược phẩm, có thể có hàm lượng nitơ và phốt pho cực thấp. Nước thải đô thị có hàm lượng photpho-cacbon thấp, hàm lượng nitơ{2}}nitơ-cao: Ở một số khu vực, nước thải sinh hoạt có nồng độ chất hữu cơ thấp do các biện pháp bảo tồn nước. Tiếp theo là nước mưa hoặc nước ngầm xâm nhập: Điều này làm loãng chất hữu cơ trong nước thô.
Hậu quả: Hiệu suất loại bỏ nitơ thấp: Quá trình khử nitrat đòi hỏi nguồn carbon làm chất cho điện tử. Nguồn carbon không đủ sẽ ngăn cản nitơ nitrat (NO₃⁻-N) bị khử thành khí nitơ, dẫn đến tổng lượng nitơ quá mức trong nước thải. Hiệu quả loại bỏ phốt pho bị suy giảm: Vi khuẩn tích lũy polyphosphate- cần hấp thụ các nguồn carbon dễ phân hủy (VFA) để giải phóng phốt pho trong giai đoạn kỵ khí. Nguồn carbon không đủ làm giảm đáng kể khả năng hấp thu phốt pho hiếu khí tiếp theo của chúng. Lão hóa bùn: Vi sinh vật trải qua quá trình hô hấp nội sinh, dẫn đến quá trình khoáng hóa bùn, các bông cặn bị phân mảnh và hiệu suất lắng kém.
2. Thiếu nitơ
Xử lý nước thải có hàm lượng nitơ-cacbon cao,-nitơ thấp: Chẳng hạn như nước thải từ quá trình chế biến thực phẩm, sản xuất bia và tinh chế đường, nơi nồng độ chất hữu cơ (BOD/COD) cao nhưng lượng nitơ tương đối không đủ.
Hậu quả: Suy giảm đặc tính lắng của bùn: Khi đủ cacbon nhưng không đủ nitơ, vi sinh vật sẽ tổng hợp quá nhiều chất keo polysaccharide có hàm lượng nitơ-có hàm lượng nitơ thấp, gây ra hiện tượng đóng cặn bùn-có độ nhớt cao, làm tăng giá trị SVI và làm cho việc tách nước-của bùn trở nên khó khăn trong bể lắng thứ cấp. Giảm hiệu quả xử lý: Vi sinh vật không thể tổng hợp hiệu quả enzyme và protein, quá trình trao đổi chất của chúng bị cản trở và khả năng phân hủy chất hữu cơ giảm. Vấn đề tạo bọt: Có thể thúc đẩy sự phát triển quá mức của một số vi khuẩn dạng sợi (như vi khuẩn vi sợi), gây ra vấn đề tạo bọt.
3. Thiếu phốt pho
Tương đối hiếm, nhưng có thể xảy ra trong một số nước thải công nghiệp.
Hậu quả: Hoạt động của vi sinh vật bị ức chế: Phốt pho rất cần thiết cho quá trình chuyển hóa năng lượng; thiếu phốt pho trực tiếp dẫn đến giảm hoạt động của vi sinh vật và làm chậm quá trình trao đổi chất. Kết tụ bùn kém: Ảnh hưởng đến sự phân chia tế bào bình thường, dẫn đến cấu trúc bông bùn lỏng lẻo và nước thải đục.
Chiến lược hoạt động trên cơ sở-
1. Nên chọn nguồn carbon nào để bổ sung?
Các lựa chọn phổ biến: Natri axetat (SD), metanol, glucose, v.v.
So sánh: Natri axetat phản ứng nhanh và thường được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp; metanol rẻ hơn nhưng có độc tính sinh học và thời gian khởi động chậm; glucose luôn sẵn có nhưng có thể khiến vi khuẩn dạng sợi đông đặc. Các lựa chọn mới hơn: Sử dụng axit béo dễ bay hơi (VFA) được tạo ra từ quá trình lên men bùn nguyên sinh hoặc chất thải nhà bếp là một phương pháp tốt để tận dụng tài nguyên.
Nó nên được thêm vào đâu?
Chủ yếu được sử dụng để tăng cường loại bỏ nitơ, nó được thêm vào ở đầu phía trước của bể anoxic.
Được sử dụng để tăng cường loại bỏ phốt pho, nó được thêm vào đầu phía trước của bể kỵ khí.
2. Nên chọn nguồn nitơ nào? Urê, amoniac, v.v. Urê cần được thủy phân thành nitơ amoniac bởi các vi sinh vật trước khi có thể sử dụng.
Nó nên được thêm vào đâu?
Thường được bổ sung ở đầu vào của bể kỵ khí hoặc thiếu khí để đảm bảo vi sinh vật có thể thu được đủ nitơ trong giai đoạn đầu sinh trưởng.
3. Nên chọn nguồn lân nào? Phốt phát hòa tan như axit photphoric và natri dihydrogen photphat.
Nó nên được thêm vào đâu? Tương tự như vị trí bổ sung nguồn nitơ, nó được bổ sung ở đầu phía trước của bể xử lý sinh học.