Trong quá trình vận hành hàng ngày của một nhà máy xử lý nước thải, hệ thống bùn hoạt tính là một thành phần khá “tinh vi”. Ngay cả một lượng nước thải quá tải nhẹ cũng có thể dễ dàng khiến nó gặp trục trặc hoặc hỏng hóc, và trong những trường hợp nghiêm trọng, nó có thể ngừng hoạt động hoàn toàn. Hôm nay, chúng ta sẽ thảo luận cách khôi phục hệ thống bùn hoạt tính bị hỏng do sốc tải cao.
Đầu tiên, điều cần thiết là phải hiểu sốc tải cao nghĩa là gì. Về cơ bản, nó đề cập đến sự gia tăng đột ngột nồng độ các chất ô nhiễm như chất hữu cơ và nitơ amoniac trong dòng nước vào trong một thời gian ngắn hoặc lượng nước tăng đột ngột vượt quá khả năng xử lý của bùn hoạt tính. Trong những điều kiện như vậy, các vi sinh vật trong bùn bị ảnh hưởng—trong khi chúng đang phát triển mạnh, chúng đột ngột bị quá tải với “thức ăn”, làm gián đoạn quá trình trao đổi chất hoặc không thích ứng được với những thay đổi mạnh mẽ của môi trường, dẫn đến chết hàng loạt. Sự hư hỏng của bùn cũng được thể hiện rõ, chẳng hạn như chất lượng nước thải giảm mạnh với nồng độ COD và nitơ amoniac; bùn trong bể hiếu khí sẫm màu, có mùi hôi; hiệu suất lắng bị suy giảm với sự tăng hoặc giảm bất thường của giá trị SV30; và thậm chí cả quá trình tuyển nổi bùn ở bể lắng thứ cấp.
Khi phát hiện bùn đã bị sốc tải trọng lớn lấn át và “ngắt máy”, bước đầu tiên không nên hoảng sợ mà phải cắt ngay nguồn sốc. Tại thời điểm này, hãy điều chỉnh kịp thời dòng nước thải—chuyển hướng nước thải có nồng độ cao để ngăn nước thải tiếp tục xâm nhập vào bể sục khí hoặc giảm thể tích nước thải để hệ thống bùn có cơ hội phục hồi. Nếu nhà máy có bể chứa khẩn cấp thì chuyển nước thải sốc về đó để lưu trữ tạm thời cho đến khi công suất xử lý tiếp theo bắt kịp thì mới rút từ từ về. Mục tiêu cốt lõi ở đây là giảm thiểu tổn thất và ngăn chặn hệ thống bùn xấu đi hơn nữa khi bị sốc.
Tiếp theo, là lúc “giảm gánh nặng” cho bùn, để các vi sinh vật còn sống sót có thể phục hồi. Cách tiếp cận đơn giản nhất là tăng cường độ sục khí và tăng nồng độ oxy hòa tan trong bể sục khí. Dưới tác động của tải trọng lớn, vi sinh vật phải làm việc thêm giờ để phân hủy chất hữu cơ, dẫn đến nhu cầu oxy tăng mạnh. Môi trường ít oxy sẽ đẩy nhanh cái chết của chúng. Duy trì mức DO ở mức 2–4 mg/L sẽ cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật, giúp chúng sống sót sau khủng hoảng. Ngoài ra, loại bỏ một phần bùn bị hư hỏng nghiêm trọng và bổ sung nó bằng bùn mới, có hoạt tính cao—giống như "truyền máu"—có thể đẩy nhanh quá trình phục hồi. Nếu nhà máy thiếu bùn dự phòng, việc vay mượn từ các nhà máy xử lý nước thải hoạt động tốt gần đó tỏ ra đặc biệt hiệu quả trong trường hợp khẩn cấp.
Tiếp theo, cần điều tiết môi trường chất lượng nước trong bể sục khí để tạo điều kiện sống thoải mái cho vi sinh vật. Sốc tải cao thường dẫn đến sự biến động nghiêm trọng về độ pH và môi trường quá axit hoặc kiềm có thể ức chế hoạt động của vi sinh vật. Tại thời điểm này, nên bổ sung chất điều chỉnh axit-bazơ để duy trì độ pH trong khoảng thích hợp từ 6,5 đến 8,5. Ngoài ra, tỷ lệ chất dinh dưỡng trong nước phải được theo dõi, vì sự phát triển của vi sinh vật đòi hỏi cacbon, nitơ và phốt pho theo tỷ lệ khoảng 100:5:1. Nếu sự cân bằng bị phá vỡ, cần bổ sung thêm các chất dinh dưỡng như urê, kali dihydrogen photphat để đảm bảo vi sinh vật có đủ “thức ăn” cho quá trình sinh sản.
Khi hệ thống bùn có sự cải thiện đôi chút, tải lượng nước thải có thể tăng dần để khôi phục lại. Quá trình này phải được thực hiện từng bước một, tránh tăng đột ngột cả tốc độ dòng và nồng độ vì dễ gây sốc thứ cấp. Tải lượng có thể tăng từ 10% đến 20% mỗi ngày trong khi giám sát chặt chẽ các chỉ số chính như SV30, MLSS, COD nước thải và nitơ amoniac. Nếu chất lượng nước thải vẫn ổn định và hiệu suất lắng của bùn được cải thiện thì điều đó cho thấy hướng thu hồi là chính xác. Nếu các chỉ số lại xấu đi, cần phải giảm tải kịp thời và hệ thống sẽ được củng cố thêm vài ngày nữa.
Cuối cùng, có một điểm quan trọng cần lưu ý: trong giai đoạn phục hồi, việc giám sát hàng ngày phải được tiến hành chặt chẽ để theo dõi những thay đổi trong tất cả dữ liệu liên quan. Các phép đo hàng ngày nên bao gồm MLSS, MLVSS, DO và pH trong bể sục khí, cũng như SV30, SVI trong bể lắng thứ cấp, cùng với COD, nitơ amoniac, nitơ tổng và phốt pho tổng trong cả dòng nước vào và nước thải. Những dữ liệu này cung cấp dấu hiệu rõ ràng về tiến trình thu hồi bùn, cho phép điều chỉnh kịp thời các chiến lược vận hành. Ngoài ra, khi hệ thống đã ổn định hoàn toàn, cần phải xem xét kỹ lưỡng các nguyên nhân đằng sau tác động của tải trọng cao—cho dù các vấn đề xuất phát từ giai đoạn tiền xử lý hay việc xả nước thải nồng độ cao trái phép bởi các cơ sở ở thượng nguồn. Cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa có mục tiêu, chẳng hạn như nâng cấp quy trình tiền xử lý và lắp đặt thiết bị giám sát trực tuyến để tránh tái diễn những sự cố tương tự trong tương lai.
Quá trình phục hồi của hệ thống bùn hoạt tính giống như quá trình chữa lành khi một người bị bệnh - trước tiên hãy giảm thiểu thiệt hại, sau đó điều chỉnh tình trạng, bổ sung dần dần và cuối cùng là thực hiện các biện pháp phòng ngừa. Miễn là mỗi bước được thực hiện đúng cách với sự kiên nhẫn, ngay cả bùn bị vô hiệu hóa do tác động của tải trọng cao cũng có thể hoạt động trở lại và tiếp tục hỗ trợ xử lý nước thải.
