[Chia sẻ] 5+ Giá thể vi sinh xử lý nước thải hiệu quả và phổ biến

Giá thể vi sinh là vật liệu hỗ trợ sự phát triển của vi sinh vật trong các hệ thống xử lý nước thải. Các vi sinh vật bám dính trên bề mặt giá thể, giúp tăng khả năng phân hủy chất hữu cơ, loại bỏ các chất ô nhiễm hiệu quả. Đây là thành phần quan trọng, đóng vai trò tối ưu hóa hiệu suất xử lý nước thải và giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường. Hiện nay có rất nhiều giá thể vi sinh xử lý nước thải hiệu quả. Bài viết này sẽ chia sẻ tới bạn đọc 5 loại giá thể vi sinh xử lý nước thải hiệu quả được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

Nguyên lý hoạt động của giá thể vi sinh trong xử lý nước thải

Dựa vào diện tích bề mặt của giá thể, vi sinh vật sẽ bám dính và tạo thành một lớp màng nhầy trên bề mặt. Chức năng chính của lớp màng này là thực hiện phân hủy sinh học các chất ô nhiễm trong nước thải, giúp giảm thiểu hoặc loại bỏ nồng độ các chất gây ô nhiễm. Quá trình này trải qua 4 giai đoạn chính như sau:

• Giai đoạn kết dính ban đầu: Vi sinh vật bắt đầu bám vào bề mặt giá thể, hình thành màng vi sinh để chuẩn bị phát triển.
• Giai đoạn phát triển: Lớp màng vi sinh trên giá thể dần phát triển và bắt đầu thực hiện quá trình phân hủy sinh học các chất ô nhiễm.
• Giai đoạn trưởng thành: Lớp màng vi sinh đạt độ dày đáng kể và hiệu suất phân hủy sinh học đạt mức cao nhất. Ở giai đoạn này, cần bổ sung lượng cơ chất thích hợp để duy trì quá trình trao đổi chất. Nếu không cung cấp đủ dinh dưỡng, lớp màng vi sinh có thể suy giảm về sinh khối, dẫn đến hiệu quả xử lý giảm.
• Giai đoạn phân tán: Khi lớp màng đạt đến độ dày nhất định, sinh khối sẽ ổn định hơn. Lúc này, vi sinh vật bắt đầu tách khỏi giá thể và tiếp tục phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải. Việc đảm bảo đủ lượng cơ chất là cần thiết để duy trì hoạt động trao đổi chất, nếu không, vi sinh vật sẽ bị thiếu dinh dưỡng và suy giảm hoạt động.

5 loại giá thể vi sinh xử lý nước thải quan trọng nhất

Hiện nay có 5 loại giá thể vi sinh được xử dụng phổ biến nhất. Đó là:

Đệm vi sinh MBBR

Giá thể vi sinh di động dạng bánh xe là loại vật liệu được thiết kế nhằm tăng diện tích bám dính cho vi sinh vật, từ đó thúc đẩy quá trình phân hủy sinh học diễn ra nhanh hơn so với sử dụng bùn hoạt tính thông thường. Với khả năng di chuyển liên tục và phân tán đều trong bể sinh học, giá thể này giúp tối ưu hóa hiệu quả xử lý.

Ưu điểm:

• Khả năng bám dính vượt trội: Tiết kiệm không gian nhờ thiết kế nhỏ gọn nhưng có diện tích bề mặt lớn, đạt > 500m²/m³, đảm bảo mật độ vi sinh cao.
• Đa dụng: Phù hợp với mọi loại hình bể, bao gồm bể kỵ khí, hiếu khí và thiếu khí.
• Vật liệu bền bỉ: Được làm từ nhựa HBDE cao cấp, đảm bảo tuổi thọ lâu dài.
• Tỷ trọng nhẹ: Nhẹ hơn nước, giúp giá thể luôn lơ lửng và chuyển động khi được thổi khí.
• Tiện lợi: Không cần khung đỡ, tiết kiệm chi phí và thời gian lắp đặt.
• Mật độ sử dụng tối ưu: Đảm bảo hiệu quả trong khoảng 25-50% thể tích bể, không vượt quá 67%.

Nhược điểm:

• Khả năng lắng đọng theo thời gian: Lớp bùn bám tích tụ lâu ngày có thể làm giảm khả năng lơ lửng ban đầu.
• Hiện tượng trôi giá thể: Khi tải lượng nước thải vượt quá giới hạn, giá thể dễ bị cuốn trôi và khó thu hồi.

Giá thể vi sinh dạng sợi

Giá thể vi sinh dạng sợi nhựa tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong các bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Đây là môi trường lý tưởng để vi sinh hiếu khí và kỵ khí bám vào, giúp duy trì số lượng vi sinh ổn định, tăng mật độ vi sinh và nâng cao hiệu quả tiếp xúc giữa vi sinh và nước thải.

Giá thể vi sinh làm từ sợi nhựa PE có nhiều ưu điểm như chi phí thấp, dễ dàng tìm mua do được sản xuất nội địa. Sản phẩm này dễ vận chuyển, thi công và lắp đặt, phù hợp với mọi quy mô bể xử lý, đồng thời có độ bền cao, thường trên 5 năm.

Ưu điểm:

• Khả năng chịu tải cao: Đáp ứng tốt khi cần xử lý lưu lượng nước thải lớn.
• Tái sử dụng và vệ sinh dễ dàng: Thuận tiện trong quá trình vận hành.
• Không tắc nghẽn dòng chảy: Thiết kế đảm bảo dòng nước lưu thông liên tục.
• Dễ dàng lắp đặt và sửa chữa: Tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình sử dụng.

Nhược điểm:

• Cần đầu tư khung treo giá thể: Quá trình lắp đặt có thể mất thêm thời gian và chi phí.

Đệm vi sinh tổ ong (giá thể cố định dạng tấm)

Giá thể vi sinh là loại vật liệu được sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, kết hợp với quy trình kỵ khí hoặc hiếu khí. Chúng giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, đồng thời duy trì sự ổn định của lượng bùn vi sinh trong suốt quá trình vận hành.

Ưu điểm:

• Độ dày đồng nhất, mang lại tính thẩm mỹ cao.
• Tốc độ lưu thông khí và nước vượt trội.
• Khả năng bám dính vi sinh cao.
• Chi phí lắp đặt và vận hành tiết kiệm.
• Khả năng chống chịu hóa chất ăn mòn từ các chất hòa tan trong nước.
• Dễ dàng vận chuyển và lắp đặt.
• Phù hợp cho các bể xử lý sinh học như bể thiếu khí (Anoxic), hiếu khí (Aerobic), hoặc kết hợp.

Nhược điểm:

• Cần chi phí để làm khung đỡ giá thể.
• Tuổi thọ chỉ từ 2–3 năm do làm từ nhựa tái chế.
• Độ dày thấp nên dễ rách trong quá trình sử dụng.
• Chỉ sử dụng một lần.
• Phạm vi ứng dụng từ các hệ thống có công suất 5m³ đến trên 1000m³.
• Việc rửa ngược khó khăn, bùn bám dày có thể làm tăng trọng lượng và gây sập khung giá thể.

Giá thể vi sinh dạng cầu

Giá thể vi sinh dạng cầu là một loại vật liệu di động thường được ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải sinh học. Loại giá thể này đặc biệt hiệu quả trong các hệ thống xử lý hiếu khí, nhờ vào việc tận dụng lưu lượng sục khí giúp giá thể di chuyển liên tục trong bể, tạo ra sự tiếp xúc tối đa giữa nước thải và vi sinh vật.

Các đặc điểm nổi bật của giá thể vi sinh dạng cầu:

• Chịu được lực sục khí mạnh và áp suất cao.
• Độ bền cao, có thể sử dụng trên 5 năm.
• Phù hợp với nhiều loại nước thải sinh hoạt và công nghiệp khác nhau.
• Diện tích tiếp xúc lớn, khả năng bám dính cao, mang lại chất lượng nước xử lý tuyệt vời.
• Giảm thiểu các vùng chết trong bể, nâng cao hiệu quả tiếp xúc giữa vi sinh và nước thải.
• Dễ dàng vận chuyển và lắp đặt, phù hợp với các kích thước và thể tích bể sinh học khác nhau.

Giá thể vi sinh dạng viên xe

Giá thể vi sinh dạng viên xe là vật liệu ứng dụng phổ biến trong hệ thống xử lý nước thải, mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm diện tích. Loại giá thể này được sử dụng trong phương pháp xử lý nước thải sinh học, giúp tối ưu hóa chi phí đầu tư và vận hành hệ thống. Bằng cách tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, giá thể viên xe thúc đẩy quá trình phân hủy sinh học diễn ra nhanh chóng, nâng cao hiệu suất xử lý và giảm thiểu bùn thải. Đồng thời, việc này giúp duy trì hoạt động ổn định của hệ thống và giảm thiểu mùi hôi do phân hủy các hợp chất hữu cơ.

Đệm biochip (giá thể di động hình dẹt)

Ngoài ra, có thể sử dụng giá thể biochip nhập khẩu từ Đức, được cung cấp theo kiện và phù hợp với các hệ thống có mức đầu tư cao.

Đặc điểm nổi bật:

• Độ dày đồng đều
• Tốc độ lưu thông ổn định và nhanh chóng
• Mật độ vi sinh trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn so với bể thổi khí truyền thống, giúp giảm kích thước bể xử lý và nâng cao hiệu quả xử lý chất hữu cơ.
• Vi sinh vật được nhóm thành các loại khác nhau và phát triển giữa các lớp màng sinh học, điều này giúp các lớp màng sinh học tập trung vào việc xử lý các chất hữu cơ đặc thù.

Có khả năng chịu đựng các chất hòa tan trong nước.

Nguyên lý hoạt động: Giá thể biochip được xem như môi trường lý tưởng cho vi sinh vật bám vào và phát triển. Thiết kế của giá thể biochip cho phép nó tự lơ lửng trong nước, nhờ vào quá trình sục khí trong bể hiếu khí hoặc máy khuấy chìm trong bể kỵ khí, giúp giá thể di chuyển linh hoạt trong bể xử lý. Vi sinh bám vào bề mặt của giá thể biochip, hình thành lớp màng và bắt đầu quá trình phân hủy sinh học. Khi lớp màng phát triển dày hơn, quá trình phân hủy sinh học đạt hiệu quả cao nhất. Cuối cùng, khi lớp màng phát triển đến độ dày nhất định, nó sẽ không còn dày lên nữa và ổn định. Vi sinh vật sẽ tự động tróc ra khỏi bề mặt giá thể, trong khi quá trình trao đổi chất diễn ra để phân hủy chất hữu cơ thành CO2 và nước.

Kết luận

Các loại giá thể vi sinh trong xử lý nước thải đóng vai trò thiết yếu trong việc cải thiện hiệu quả xử lý và bảo vệ môi trường. Lựa chọn loại giá thể phù hợp với từng hệ thống không chỉ tối ưu hóa hiệu suất mà còn tiết kiệm chi phí vận hành. Đây là giải pháp bền vững, đáng đầu tư cho các hệ thống xử lý nước thải hiện đại.