Cách giảm TSS, BOD, COD trong nước thải hiệu quả

TSS, BOD, COD là gì?

TSS, BOD và COD là 3 chỉ số quan trọng nhất dùng để đo lường mức độ ô nhiễm của nước thải. Dựa vào các chỉ số này, cơ quan quản lý sẽ đánh giá nước thải đó đã đạt chuẩn để xả ra môi trường hay chưa.

Ý nghĩa chi tiết của từng chỉ số cụ thể như sau:

1. TSS (Total Suspended Solids) - Tổng chất rắn lơ lửng

• Khái niệm: Là trọng lượng của các hạt rắn nhỏ (vô cơ hoặc hữu cơ) lơ lửng trong một thể tích nước thải, không bị hòa tan và không tự lắng xuống được.
• Ví dụ: Hạt cát mịn, bùn đất, sợi vải, bã thức ăn nhỏ, hoặc xác vi sinh vật.
• Tác hại: TSS cao làm nước bị đục, cản trở ánh sáng mặt trời chiếu xuống nước gây ảnh hưởng đến sinh vật thủy sinh, và gây tắc nghẽn đường ống.

2. BOD (Biochemical Oxygen Demand) - Nhu cầu oxy sinh học

• Khái niệm: Là lượng oxy mà các vi sinh vật cần sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học trong điều kiện hiếu khí (thường đo trong 5 ngày, ký hiệu là BOD₅).
• Ví dụ: Đường, tinh bột, protein từ thực phẩm, hoặc chất thải sinh hoạt.
• Tác hại: BOD cao chứng tỏ nước thải chứa nhiều chất hữu cơ. Khi xả ra sông hồ, vi sinh vật tự nhiên sẽ tiêu thụ hết oxy trong nước để phân hủy lượng chất hữu cơ này, dẫn đến hiện tượng cá chết hàng loạt do ngạt oxy.

3. COD (Chemical Oxygen Demand) - Nhu cầu oxy hóa học

• Khái niệm: Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ các chất hóa học (gồm cả chất hữu cơ dễ phân hủy, chất hữu cơ khó phân hủy và chất vô cơ) có trong nước bằng tác nhân hóa học mạnh.
• Đặc điểm: Chỉ số COD luôn luôn lớn hơn BOD vì nó đo lường toàn bộ lượng chất ô nhiễm, kể cả những chất mà vi sinh vật không thể "ăn" được (như hạt nhựa, hóa chất độc hại, dung môi công nghiệp).
• Tác hại: Giống như BOD, COD cao làm suy giảm nghiêm trọng lượng oxy hòa tan trong nguồn nước tiếp nhận, gây chết men vi sinh và hủy hoại hệ sinh thái nước.

Nguyên nhân TSS, BOD, COD cao

Một số nguyên nhân phổ biến gồm:

• Nồng độ chất hữu cơ đầu vào lớn.
• Lưu lượng tăng đột biến.
• Bể điều hòa hoạt động không hiệu quả.
• Bùn hoạt tính già hoặc chết.
• Thiếu vi sinh phân hủy hữu cơ.
• Thiếu oxy hòa tan (DO).
• Thiếu dinh dưỡng N và P.
• Quá tải hệ thống xử lý.

Phương pháp giảm BOD COD trong nước thải công nghiệp đang được áp dụng hiện nay

Để giảm BOD COD trong nước thải công nghiệp, người ta thường dùng 3 phương pháp sau:

– Phương pháp cơ học:

Đối với nước thải tồn tại những chất có kích thước lớn, tỷ trọng lớn thường sẽ ưu tiên sử dụng phương pháp cơ học, sau đó mới đến các biện pháp khác. Quy trình xử lý cơ học bao gồm các công đoạn thiết bị chắn rác, nghiền rác, bể điều hòa lưu lượng và chất lượng, bể lắng cát, bể lắng, lọc và bể tuyển nổi.

Ưu điểm của phương pháp cơ học là loại bỏ được các loại rác thải kích thước lớn, điều hòa lưu lượng, nồng độ nguồn nước ổn định hơn, nâng cao và duy trì cho giai đoạn xử lý sau thuận lợi. Điều đó có nghĩa là phương pháp cơ học chỉ là một phần của quá trình xử lý nước thải, để đảm bảo chỉ tiêu nước thải đầu ra thì doanh nghiệp sản xuất cần sử dụng thêm các biện pháp khác. Hiệu quả xử lý BOD, COD của phương pháp này hầu như không đáng kể.

– Phương pháp hóa lý:

Đây là phương pháp kết hợp quá trình hóa học và vật lý để loại bỏ thành phần ô nhiễm trong nước thải công nghiệp mà không thể sử dụng bể lắng. Phương pháp này bao gồm công nghệ keo tụ tạo bông và trích ly pha lỏng.

• Keo tụ tạo bông: Giúp cải thiện hiệu quả công đoạn xử lý thứ cấp, loại bỏ kim loại nặng trong nước thải, xử lý màu của nước thải và ứng phó với các thời điểm tải nạp tăng cao.
• Trích ly pha lỏng: Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axit hữu cơ, các ion kim loại… Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớn hơn 3 – 4g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly.

– Phương pháp sinh học:

Phương pháp này sử dụng vi sinh vật hữu hiệu – là phương pháp xử lý dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật có trong nước thải. Cơ chế xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Mục đích của xử lý nước thải bằng vi sinh là khử các chất hữu cơ COD, BOD… với nồng độ cao ở trong nước về nồng độ cho phép, ở mức không gây hại tới môi trường.

Vai trò của vi sinh trong việc giảm BOD và COD

Vi sinh vật là "trái tim" của hệ thống xử lý sinh học.

Khi quần thể vi sinh khỏe mạnh:

• Phân hủy nhanh chất hữu cơ.
• Giảm BOD.
• Giảm COD.
• Hạn chế phát sinh mùi.
• Giảm lượng bùn dư.
• Tăng khả năng chịu sốc tải.

Trong thực tế vận hành, nhiều hệ thống gặp tình trạng vi sinh suy yếu do sốc tải, hóa chất hoặc ngừng vận hành kéo dài. Khi đó, việc bổ sung Microbe-Lift IND giúp tái tạo nhanh quần thể vi sinh, tăng tốc quá trình phân hủy chất hữu cơ và cải thiện hiệu suất xử lý BOD, COD. Sản phẩm phù hợp cho nhiều loại nước thải như thực phẩm, thủy sản, đồ uống, chế biến nông sản và các ngành có tải lượng hữu cơ cao.

Hình 1 .Giảm BOD COD trong nước thải công nghiệp là yêu cầu bắt buộc của nhiều hệ thống xử lý nước thải hiện nay.

Tùy vào tình trạng của hệ thống, hàm lượng ô nhiễm và điều kiện đầu tư của doanh nghiệp mà có thể sử dụng một phương pháp xử lý hoặc kết hợp cả ba phương pháp xử lý trên để nâng cao hiệu suất giảm BOD COD trong nước thải.

Trong các phương pháp kể trên thì phương pháp sinh học là giải pháp được áp dụng rộng rãi để giảm BOD COD trong nước thải công nghiệp vì chi phí rẻ, hiệu quả cao, bền vững cho môi trường. Đây là phương pháp được lựa chọn phổ biến hiện nay, xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học đóng vai trò rất lớn, quyết định quy mô, chi phí đầu tư so với phương pháp cơ học hay hóa lý.

Để phương pháp sinh học mang lại hiệu quả tối ưu, điều cần thiết là phải bổ sung vào hệ thống đủ lượng vi sinh vật có khả năng xử lý BOD COD. Giải pháp xử lý BOD, COD và chất rắn hòa tan (TSS – nếu có) sử dụng 3 dòng sản phẩm men vi sinh Microbe-Lift do Viện Nghiên Cứu Sinh Thái Hoa Kỳ phát triển:

– Men vi sinh Microbe-Lift IND – tăng hiệu suất xử lý BOD, COD lên tối đa 85%:

Microbe-Lift IND là dòng men vi sinh hiếu khí, có hiệu quả vượt trội trong việc giảm BOD, COD, TSS sau bể hiếu khí, giúp tăng hiệu suất xử lý hiếu khí và giảm hiện tượng vi sinh bị chết do tải lượng đầu vào tăng cao. Áp dụng được cho tất cả loại hình nước thải có chứa hàm lượng hữu cơ cao. Bên cạnh đó, Microbe-Lift IND còn giúp tăng cường quá trình khử Nitrat, góp phần xử lý chỉ tiêu Nitơ, Amonia đạt chuẩn.

– ELI Biosciences BGE1 – Vi sinh kỵ khí (Giảm BOD, COD, TSS)

ELI Biosciences BGE1 – Vi sinh kỵ khí (Giảm BOD, COD, TSS, có tác dụng làm giảm nồng độ BOD, COD, TSS sau bể kỵ khí, giúp tăng hiệu suất xử lý kỵ khí, đồng thời, giúp giảm tải cho hệ hiếu khí. Các chủng vi sinh trong ELI Biosciences BGE1 có thể chịu được tải lượng COD đầu vào lên đến 12.000 mg/l. Một số loại nước thải điển hình áp dụng hiệu quả sản phẩm này trong xử lý là: Nước thải chăn nuôi, nước thải tinh bột sắn, nước thải sản xuất giấy.

– Men vi sinh Microbe-Lift SA – Trợ lắng cho quá trình xử lý sinh học:

Microbe-Lift SA là dòng men vi sinh có khả năng hoạt động trong cả 3 môi trường: Hiếu khí, kỵ khí và tùy nghi. Đây là dòng men vi sinh có khả năng đặc biệt trong việc phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy, trợ lắng hiệu quả cho quá trình xử lý sinh học.

Những lưu ý khi giảm TSS, BOD, COD

Khi vận hành hệ thống xử lý để giảm TSS, BOD và COD, việc áp dụng sai quy trình hoặc không kiểm soát tốt các thông số vận hành rất dễ dẫn đến hiện tượng "sốc hệ thống", làm chết vi sinh hoặc làm nước đầu ra bị đục, không đạt chuẩn QCVN.

Dưới đây là những lưu ý kỹ thuật cốt lõi giúp bạn tối ưu hóa hiệu quả xử lý:

1. Lưu ý quan trọng khi xử lý TSS (Tổng chất rắn lơ lửng)

• Kiểm soát độ pH khi châm hóa chất: Quá trình keo tụ tạo bông (dùng PAC, phèn) chỉ đạt hiệu quả tối ưu trong một khoảng pH nhất định (thường từ 6.5 – 7.5). Nếu pH quá thấp hoặc quá cao, bông bùn sẽ bị vỡ, không lắng được và làm tăng TSS đầu ra.
• Tốc độ khuấy trộn hóa chất: Khi châm chất keo tụ (PAC), cần khuấy nhanh và mạnh để hóa chất phân tán đều. Nhưng khi châm chất tạo bông (Polymer), phải khuấy nhẹ và chậm để tránh làm vỡ các bông bùn vừa hình thành.
• Thời gian lưu nước tại bể lắng: Cần đảm bảo lưu lượng nước vào bể lắng ổn định, không quá nhanh để bùn có đủ thời gian lắng xuống đáy. Nếu nước chảy quá mạnh, hiện tượng "bùn nổi" hoặc cuốn theo bùn mịn sẽ xảy ra.

2. Lưu ý quan trọng khi xử lý BOD (Nhu cầu oxy sinh học)

• Duy trì chỉ số DO (Oxy hòa tan): Trong bể hiếu khí (Aerotank), lượng DO phải luôn duy trì ở mức 2.0 – 4.0 mg/L. Nếu DO quá thấp (< 1.5 mg/L), vi sinh vật hiếu khí sẽ bị chết hoặc giảm hoạt tính, không thể phân hủy chất hữu cơ, khiến BOD tăng cao.
• Đảm bảo tỷ lệ dinh dưỡng (C : N : P): Vi sinh vật cần thức ăn theo tỷ lệ chuẩn để phát triển, công thức tối ưu cho bể hiếu khí là Carbon (BOD) : Nitơ (N) : Photpho (P) = 100 : 5 : 1. Nếu nước thải thiếu N hoặc P (như nước thải dệt nhuộm, giấy), bạn bắt buộc phải châm thêm Ure hoặc Axit Photphoric.
• Tránh hiện tượng sốc tải (Sốc hữu cơ): Nồng độ BOD đầu vào quá cao đột ngột sẽ làm vi sinh bị "quá tải". Do đó, bể điều hòa phải hoạt động tốt để sục khí và đảo trộn liên tục, giúp ổn định nồng độ trước khi bơm vào bể vi sinh.

3. Lưu ý quan trọng khi xử lý COD (Nhu cầu oxy hóa học)

• Hiểu rõ bản chất COD khó phân hủy: Một phần COD là các chất hữu cơ bền vững mà vi sinh không thể ăn được. Do đó, nếu chỉ dựa vào bể sinh học thì không bao giờ hạ được COD về mức lo ngại. Bắt buộc phải kết hợp phương pháp hóa lý (Fenton, Ozone, hoặc Than hoạt tính) ở giai đoạn tiền xử lý hoặc sau bể vi sinh.
• Kiểm soát lượng hóa chất dư thừa: Khi dùng phương pháp oxy hóa nâng cao (như Fenton dùng H₂O₂ và FeSO₄), nếu châm quá nồng độ, lượng H₂O₂ dư thừa trong nước sẽ làm tăng chỉ số COD ảo khi đo đạc bằng phương pháp hóa học, đồng thời gây độc cho bể vi sinh phía sau.
• Nhiệt độ nước thải: Các phản ứng hóa học xử lý COD và hoạt tính của vi sinh đều phụ thuộc vào nhiệt độ (tối ưu từ 25°C – 37°C). Nước thải quá nóng (như nước xả từ lò hơi, nhuộm vải) cần phải qua tháp giải nhiệt trước khi xử lý.

4. Lưu ý chung về bùn thải và quản lý vận hành

• Độ tuổi của bùn (Sludge Age): Cần xả bùn dư định kỳ. Bùn quá già sẽ bị tự phân hủy (chết nội bào) làm giải phóng ngược chất hữu cơ vào nước, khiến BOD/COD tăng lại. Bùn quá non thì mật độ vi sinh thấp, xử lý không hiệu quả.
• Độc chất trong nước thải: Các chất như kim loại nặng, clo dư, dầu mỡ khoáng, hoặc chất tẩy rửa nồng độ cao có thể "giết chết" toàn bộ hệ vi sinh nuôi cấy. Cần tách các nguồn thải độc hại này để xử lý cục bộ trước khi đưa vào hệ thống chung.

Tham khảo phương pháp giảm BOD, COD trong nước thải sản xuất bánh kẹo: https://visinhmicrobelift.com/phuong-phap-giam-bod-cod-trong-nuoc-thai-san-xuat-banh-keo

LIÊN HỆ : 0879 168 789 ĐỂ ĐƯỢC TƯ VẤN CỤ THỂ