Cách tính liều lượng dinh dưỡng bổ sung cho hệ thống xử lý nước thải

Trong công nghệ xử lý sinh học, vi sinh vật là nhân tố quyết định hiệu quả làm sạch nước. Tuy nhiên, để vi sinh vật phát triển tốt, chúng ta cần cung cấp đầy đủ “thức ăn” theo tỷ lệ chuẩn. Việc thiếu hụt dinh dưỡng sẽ khiến bùn bị nở hoặc vi khuẩn dạng sợi phát triển mạnh. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách tính toán dinh dưỡng cho vi sinh nước thải một cách chính xác nhất.

[Image: Microbiology lab testing of activated sludge and nutrients]

1. Tỷ lệ dinh dưỡng chuẩn cho vi sinh vật là gì?

Vi sinh vật cần ba thành phần chính để tổng hợp tế bào: Carbon ($BOD$), Nitơ ($N$) và Phốt pho ($P$).

Đối với các bể hiếu khí ($Aerotank$) và thiếu khí ($Anoxic$), tỷ lệ vàng thường được áp dụng là:

Nếu nước thải đầu vào không đạt tỷ lệ này, chúng ta phải bổ sung từ nguồn bên ngoài. Carbon thường được cấp từ mật rỉ đường, $Methanol$ hoặc $Glucose$. Nitơ thường bổ sung qua $Ure$, còn Phốt pho được cấp từ $DAP$ hoặc Axit H3​PO4​. Việc cân bằng này giúp duy trì /quy-trinh-xu-ly-nuoc-thai-sinh-hoat ổn định và hiệu quả.

2. Cách tính toán liều lượng bổ sung thực tế

Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy cùng phân tích qua một ví dụ cụ thể.

Giả sử lưu lượng nước thải là $100$ m3 với các chỉ số hiện tại: $BOD=100$ $mg/l$, $TN=70$ $mg/l$ và $TP=14$ $mg/l$.

• Tải lượng hiện có: $BOD=10$ $kg$, $N=7$ $kg$, $P=1.4$ $kg$.

• Tỷ lệ thực tế: $10:7:1.4$ (Đang thiếu hụt Carbon trầm trọng so với Nitơ).

Để xử lý hết $7$ $kg$ Nitơ theo tỷ lệ $100:5$, ta cần lượng Carbon là:

Lượng Carbon cần bổ sung thêm: $140-10=130$ $kg$. Nếu dùng mật rỉ đường (cấp $0.58$ Carbon), bạn cần khoảng $224$ $kg$. Việc tính toán kỹ giúp tránh tình trạng thừa dưỡng gây lãng phí hóa chất.

[Image: Operator adding nutrients (Urea/DAP) into the aeration tank]

3. Dinh dưỡng cho quá trình Nitrat hóa

Đối với vi sinh vật tự dưỡng như Nitrosomonas và Nitrobacter, độ kiềm đóng vai trò then chốt.

Quá trình Nitrat hóa tiêu tốn rất nhiều độ kiềm để trung hòa axit sinh ra. Theo lý thuyết, $1$ $mg$ N−NH4+​ cần khoảng $7$ $mg$ CO32−​ hoặc $8.62$ $mg$ HCO3−​. Bạn có thể bổ sung độ kiềm bằng NaHCO3​ hoặc Na2​CO3​ tùy theo điều kiện thực tế. Hãy kiểm tra chỉ số pH và độ kiềm định kỳ để đảm bảo vi sinh hoạt động tối ưu. Một hệ thống sinh học khỏe mạnh là chìa khóa giúp nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải.