Vì sao TSS đầu ra tăng khi đổi khẩu phần thức ăn?

TSS đầu ra có thể tăng sau khi trang trại đổi khẩu phần thức ăn vì thành phần, khả năng tiêu hóa và kích thước hạt của thức ăn ảnh hưởng trực tiếp đến lượng chất rắn được bài tiết theo phân. Khi tải chất rắn tăng, máy tách phân, hầm Biogas, bể sinh học hoặc bể lắng có thể không giữ hết cặn, làm nước đầu ra đục và TSS tăng.

Tuy nhiên, việc TSS tăng sau khi đổi thức ăn mới chỉ cho thấy hai sự kiện có liên hệ về thời gian. Muốn kết luận khẩu phần là nguyên nhân chính, cán bộ vận hành cần chứng minh TSS hoặc tải chất rắn đã tăng từ đầu hệ thống trước khi nước đầu ra biến động.

Một điểm thường bị bỏ qua là độ trễ của hệ thống. Thức ăn phải đi qua vật nuôi, phân được đưa vào đường thu gom, sau đó nước thải tiếp tục đi qua hầm Biogas, bể điều hòa, bể sinh học và bể lắng. Vì vậy, TSS đầu ra có thể chỉ bắt đầu tăng sau vài ngày, tùy thời gian lưu của từng công trình.

TSS tăng trong tuần đầu sau khi trang trại đổi khẩu phần là mối liên hệ dễ bị bỏ qua, bởi người vận hành thường chỉ kiểm tra bể lắng mà không đối chiếu với thay đổi ở khu chăn nuôi.

Đổi khẩu phần thức ăn có thực sự làm TSS đầu ra tăng không?

Có thể, nhưng mối liên hệ không diễn ra trực tiếp.

Chuỗi tác động thường đi theo trình tự:

Khẩu phần mới → khả năng tiêu hóa thay đổi → thành phần và lượng phân thay đổi → tải chất rắn vào hệ thống tăng → công đoạn tách rắn hoặc lắng chịu tải cao hơn → TSS đầu ra tăng

Các nghiên cứu của USDA trên heo cho thấy khẩu phần nhiều xơ và các yếu tố làm giảm khả năng tiêu hóa có thể làm tăng lượng chất rắn được bài tiết theo phân. Nguồn xơ, kích thước hạt thức ăn và loại nguyên liệu cũng có thể thay đổi đặc tính vật lý, hóa học của phân.

Nghiên cứu năm 2022 của USDA ghi nhận heo sử dụng khẩu phần nhiều xơ bài tiết nhiều chất rắn, carbon và Nitơ hơn nhóm ăn khẩu phần ít xơ. Tuy nhiên, không phải mọi nguyên liệu thay thế đều làm chất rắn tăng như nhau; một số loại ngũ cốc không tạo khác biệt rõ so với khẩu phần đối chứng.

Điều này dẫn đến hai lưu ý quan trọng:

• Không phải cứ đổi thức ăn là TSS chắc chắn tăng.
• Không thể chỉ nhìn tên thương mại của thức ăn để đánh giá tải chất rắn.

Cần xem xét cụ thể:

• Hàm lượng xơ.
• Khả năng tiêu hóa của nguyên liệu.
• Kích thước hạt.
• Tỷ lệ đạm.
• Tỷ lệ khoáng.
• Dạng bột, viên hay thức ăn lỏng.
• Lượng thức ăn tiêu thụ.
• Lượng thức ăn rơi vãi.
• Sự phù hợp với độ tuổi và giai đoạn sinh trưởng của vật nuôi.

Những yếu tố này cũng chính là nhóm chi phối thành phần ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi nói chung, không riêng chỉ tiêu TSS.

Chất rắn trong phân không hoàn toàn giống TSS đầu ra

Đây là điểm cần phân biệt rõ.

Các nghiên cứu dinh dưỡng thường đo tổng chất rắn, chất khô hoặc chất rắn trong phân. Trong khi đó, TSS đầu ra là phần chất rắn lơ lửng còn lại sau toàn bộ chuỗi xử lý.

Vì vậy, chất rắn trong phân tăng chưa chắc làm TSS đầu ra tăng nếu:

• Thu gom phân khô tại nguồn hoạt động tốt.
• Máy tách phân vẫn còn đủ công suất.
• Hầm Biogas có đủ thời gian lưu.
• Bể điều hòa giữ và phân phối tải ổn định.
• Bùn sinh học lắng tốt.
• Bể lắng không bị quá tải.
• Công đoạn lọc phía sau hoạt động hiệu quả.

Ngược lại, chỉ cần một trong các công đoạn này đang gần giới hạn công suất, mức tăng chất rắn không quá lớn cũng có thể làm TSS đầu ra biến động.

Dấu hiệu TSS tăng có liên quan đến khẩu phần thức ăn

Mối liên hệ nên được xem xét khi có đồng thời nhiều dấu hiệu sau:

• TSS đầu ra bắt đầu tăng sau thời điểm đổi loại hoặc tỷ lệ thức ăn.
• Nước sau bể lắng đục hơn trước.
• Trong nước có nhiều cặn mịn hoặc sợi hữu cơ nhỏ.
• TSS tăng dần thay vì tăng đột ngột trong một giờ.
• Tình trạng phân vật nuôi thay đổi sau khi đổi khẩu phần.
• Lượng phân hoặc lượng chất rắn thu được tại máy tách phân tăng.
• Cặn và bùn trong hầm Biogas tích tụ nhanh hơn.
• MLSS hoặc SVI thay đổi sau một khoảng thời gian.
• Thiết bị, lưu lượng nước rửa và thời tiết không có biến động lớn.
• COD, pH ít biến động hơn TSS.

COD ít biến động không loại trừ ảnh hưởng của khẩu phần. Nếu phần tăng thêm chủ yếu là chất rắn khó phân hủy hoặc cặn mịn, TSS có thể thay đổi rõ hơn COD hòa tan.

Tuy nhiên, COD tổng vẫn có thể tăng nếu lượng chất rắn hữu cơ đi theo nước đầu ra nhiều hơn. Vì vậy, cần biết kết quả đang sử dụng là COD tổng hay COD của mẫu đã lọc.

Điểm quan trọng không phải TSS tăng bao nhiêu ngày sau khi đổi thức ăn, mà là mức tăng có phù hợp với tổng thời gian nước và chất rắn đi qua hệ thống hay không.

Cách xác định độ trễ giữa đổi khẩu phần và TSS đầu ra tăng

Độ trễ dự kiến có thể ước tính từ:

• Thời gian thức ăn đi qua đường tiêu hóa của vật nuôi.
• Thời gian phân nằm tại khu chuồng hoặc hố thu.
• Thời gian lưu tại bể điều hòa.
• Thời gian lưu trong hầm Biogas.
• Thời gian lưu tại công đoạn sinh học.
• Thời gian nước đi qua bể lắng và hồ sau xử lý.

Có thể hình dung:

Độ trễ dự kiến ≈ Thời gian bài tiết + tổng thời gian lưu của các công đoạn xử lý

Nếu trang trại đổi khẩu phần vào ngày thứ Hai nhưng hệ thống có tổng thời gian lưu nhiều ngày, TSS đầu ra tăng ngay trong vài giờ thường khó được giải thích hoàn toàn bằng khẩu phần mới.

Trường hợp tăng quá nhanh cần kiểm tra thêm:

• Bơm hoặc cầu gạt bùn gặp sự cố.
• Bùn tràn qua máng.
• Lưu lượng rửa chuồng tăng.
• Mưa lớn đi vào hệ thống.
• Bùn đáy bị khuấy lên.
• Vừa hút hoặc xả bùn.
• Vị trí lấy mẫu không đại diện.
• Hóa chất trợ lắng bị gián đoạn.
• Thiết bị lọc bị hư hoặc rửa ngược.

Nguyên nhân khiến TSS tăng sau khi đổi khẩu phần thức ăn

1. Khẩu phần mới làm tăng chất rắn không tiêu hóa hết

Xơ là thành phần quan trọng trong khẩu phần nhưng khả năng tiêu hóa của từng loại xơ rất khác nhau.

Một phần xơ có thể được lên men trong đường tiêu hóa. Phần khó tiêu hóa sẽ được bài tiết theo phân. Khẩu phần có nhiều xơ khó tiêu, kích thước hạt lớn hoặc thành phần không phù hợp có thể làm lượng chất rắn trong phân tăng.

Nghiên cứu của USDA cho thấy những yếu tố làm giảm khả năng tiêu hóa, gồm tăng hàm lượng xơ và kích thước hạt lớn hơn, làm tăng tải chất rắn trong phân heo.

Các biểu hiện thường gặp gồm:

• Phân có nhiều hạt hoặc sợi chưa tiêu hóa.
• Lượng cặn tại máy tách phân tăng.
• TSS đầu vào hầm Biogas tăng.
• Cặn sau Biogas nhiều hơn.
• TSS đầu ra tăng tương đối ổn định.
• Hiện tượng duy trì nếu khẩu phần mới tiếp tục được sử dụng.

Không nên chỉ nhìn chỉ số “xơ thô” trên nhãn. Khả năng tiêu hóa còn phụ thuộc nguồn xơ, cách chế biến, kích thước hạt, độ tuổi vật nuôi và toàn bộ công thức khẩu phần.

2. Vật nuôi chưa ổn định tiêu hóa trong giai đoạn chuyển khẩu phần

Thay đổi thức ăn có thể làm thay đổi:

• Tốc độ thức ăn đi qua đường tiêu hóa.
• Khả năng giữ nước của phân.
• Hoạt động lên men.
• Độ đồng đều của phân.
• Lượng dưỡng chất chưa được hấp thụ.
• Quần thể vi sinh trong đường ruột.

Penn State Extension ghi nhận độ đặc của phân chịu ảnh hưởng của lượng nước, độ ẩm thức ăn, thời gian thức ăn lưu trong vật nuôi và khả năng tiêu hóa khẩu phần. Phân quá lỏng hoặc có hạt thức ăn rõ có thể phản ánh vấn đề về tiêu hóa, nhưng cần đánh giá cùng sức khỏe đàn và công thức thức ăn.

Trong giai đoạn chuyển đổi, cán bộ vận hành có thể thấy:

• Phân lỏng hơn.
• Phân không đồng đều giữa các ô chuồng.
• TSS tăng trong một số ngày.
• Lưu lượng nước thải tăng do phân có nhiều nước hơn.
• Hiệu quả tách rắn giảm vì cặn nhỏ và phân tán hơn.

Một số nghiên cứu trên heo cho thấy khả năng thích nghi với chế độ nhiều xơ có thể cần nhiều tuần, tùy loại thức ăn, tuổi và tình trạng đàn. Vì vậy, không nên áp dụng một mốc “ba ngày” hoặc “bảy ngày” cho mọi trang trại.

Nếu phân lỏng kéo dài, vật nuôi giảm ăn hoặc có dấu hiệu sức khỏe bất thường, việc đánh giá cần có bộ phận thú y hoặc chuyên gia dinh dưỡng. Hệ thống xử lý nước thải chỉ phản ánh hậu quả phía sau, không thay thế việc xác định nguyên nhân tại đàn vật nuôi.

3. Thức ăn mới làm tăng lượng thức ăn rơi vãi

Không phải toàn bộ TSS tăng đều đã đi qua cơ thể vật nuôi.

Khẩu phần mới có thể đi kèm thay đổi:

• Dạng viên sang dạng bột.
• Kích thước hạt nhỏ hơn.
• Độ ẩm thức ăn.
• Độ chảy trong máng.
• Thiết bị định lượng.
• Vị trí và chiều cao máng ăn.
• Lượng thức ăn dư cuối ngày.

Thức ăn bột hoặc hạt mịn bị rơi xuống sàn có thể được nước rửa chuồng cuốn trực tiếp vào hệ thống. Trong trường hợp này, TSS tăng không phải do vật nuôi tiêu hóa kém mà do thất thoát thức ăn tại nguồn.

Nước thải chăn nuôi thường chứa đồng thời phân, lông, đất cát và thức ăn dư. Nếu không được tách sớm, các thành phần này làm tăng tải cho hầm Biogas và bể lắng.

Dấu hiệu nhận biết:

• Lượng thức ăn dưới sàn tăng.
• Cặn tại song chắn rác có màu và mùi giống thức ăn mới.
• TSS tăng ngay ở nước rửa chuồng.
• Phân vật nuôi không thay đổi rõ.
• Tải chất rắn tăng mạnh vào đúng giờ rửa chuồng.
• Lượng thức ăn tiêu hao tăng nhưng tăng trọng không tương ứng.

4. Máy tách phân hoặc công đoạn tiền xử lý quá tải

Máy tách phân, song chắn rác hoặc bể lắng sơ bộ thường được lựa chọn theo một vùng tải chất rắn nhất định.

Khi khẩu phần mới làm tăng lượng cặn:

• Lưới tách có thể bị bít nhanh hơn.
• Cặn mịn đi xuyên qua lưới nhiều hơn.
• Lưu lượng qua thiết bị giảm.
• Nước tràn qua đường bypass.
• Tỷ lệ chất rắn thu hồi giảm.
• TSS vào hầm Biogas tăng.

Thiết bị vẫn chạy không có nghĩa hiệu suất tách vẫn đạt.

Cần kiểm tra:

• TSS trước và sau thiết bị.
• Lượng cặn thu được mỗi ngày.
• Chênh áp hoặc mức nước trước lưới.
• Tình trạng rách, mòn hoặc nghẹt lưới.
• Tốc độ vít ép.
• Độ khô của phần rắn.
• Lưu lượng thực tế.
• Thời gian vệ sinh thiết bị.

5. Hầm Biogas tiếp nhận tải chất rắn cao hơn khả năng hiện tại

Hầm Biogas phân hủy một phần chất hữu cơ nhưng không phải là thiết bị tách hoàn toàn TSS. Hầm Biogas là công đoạn trung tâm trong nhiều hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi bằng biogas, nên khi dung tích hữu dụng bị chiếm bởi cặn đáy, ảnh hưởng thường lan sang toàn bộ các công đoạn phía sau.

Nếu lượng chất rắn tăng, hầm có thể gặp:

• Cặn đáy tích tụ nhanh.
• Dung tích hữu dụng giảm.
• Thời gian lưu thực tế giảm.
• Váng mặt tăng.
• Chất rắn đi qua đầu ra nhiều hơn.
• Dòng sau Biogas đục hơn.
• Tải cho bể sinh học và bể lắng phía sau tăng.

Môi Trường HANA cũng lưu ý việc không tách rắn trước Biogas có thể làm hầm nhanh đóng cặn và giảm dung tích hữu dụng; nước sau Biogas thường vẫn cần xử lý tiếp TSS cùng các chỉ tiêu khác.

Nếu TSS đầu vào hầm tăng nhưng hiệu suất giữ hoặc phân hủy chất rắn không thay đổi, TSS sau hầm vẫn có thể tăng theo.

6. Bể lắng không còn đủ khả năng tiếp nhận tải chất rắn mới

Bể lắng không có quá trình “thích nghi” như vi sinh. Nguyên lý hoạt động của bể lắng đứng trong xử lý nước thải dựa hoàn toàn vào trọng lực và diện tích bề mặt, nên khi tải chất rắn vượt thiết kế, hiện tượng trôi cặn gần như là hệ quả tất yếu chứ không phải lỗi vận hành.

Bể lắng chỉ đáp ứng theo:

• Lưu lượng nước.
• Nồng độ chất rắn đi vào.
• Khả năng lắng của bùn.
• Tải chất rắn trên diện tích bể.
• Chiều cao lớp bùn.
• Lưu lượng bùn tuần hoàn.
• Khả năng thu và xả bùn.

Khi tải chất rắn tăng, lớp bùn có thể dâng nhanh hơn và một phần cặn bị cuốn ra máng thu nước.

Dấu hiệu thường gặp:

• Nước sau lắng đục.
• TSS tăng vào giờ rửa chuồng.
• Lớp bùn đáy dâng cao.
• Có cặn mịn quanh máng răng cưa.
• Bơm bùn chạy lâu hơn.
• Bùn trôi khi lưu lượng tăng.

Vi sinh có thể cần thời gian thích nghi với nước thải mới, nhưng bể lắng không tự thích nghi. Nếu tải chất rắn vượt khả năng thủy lực hoặc tải bề mặt, hiện tượng trôi cặn sẽ tiếp tục cho đến khi tải hoặc công trình được điều chỉnh.

7. Bùn sinh học thay đổi khả năng tạo bông và lắng

Khẩu phần mới không chỉ làm thay đổi lượng chất rắn. Nó còn có thể làm thay đổi tỷ lệ:

• Chất hữu cơ dễ phân hủy.
• Xơ và chất hữu cơ chậm phân hủy.
• Đạm.
• Khoáng.
• Chất phụ gia.
• Độ kiềm và pH của dòng thải.

Khi thành phần nước thải thay đổi, quần thể vi sinh và cấu trúc bông bùn có thể biến động.

Biểu hiện có thể gồm:

• SVI tăng.
• Bông bùn nhỏ hơn.
• Nước phía trên ống đong đục.
• Bùn phân tán.
• MLSS tăng do chất rắn trơ tích tụ.
• TSS đầu ra dao động thất thường.

Không phải mọi phần MLSS tăng đều là vi sinh. Chất xơ, cặn thức ăn và chất rắn khó phân hủy có thể đi vào bể sinh học rồi được tính chung trong MLSS.

Vì vậy, nếu có điều kiện, nên đối chiếu thêm MLVSS hoặc tỷ lệ VSS/TSS để đánh giá phần hữu cơ bay hơi trong tổng lượng chất rắn.

Những thông số cần kiểm tra

Hạng mục kiểm tra	Dấu hiệu bất thường	Có thể liên quan đến
Thời điểm đổi khẩu phần	Trùng với thời điểm TSS tăng sau khi tính độ trễ	Khẩu phần mới
Xơ và kích thước hạt	Tăng hoặc thay đổi rõ	Chất rắn khó tiêu hóa tăng
Dạng thức ăn	Từ viên sang bột hoặc phát sinh nhiều hạt mịn	Thức ăn rơi vãi
Tình trạng phân	Lỏng, nhiều sợi hoặc không đồng đều	Giai đoạn tiêu hóa chưa ổn định
TSS nước rửa chuồng	Tăng so với trước khi đổi khẩu phần	Tải chất rắn tại nguồn tăng
Máy tách phân	Hiệu suất giảm, lưới nghẹt, cặn xuyên qua	Tiền xử lý quá tải
TSS trước và sau Biogas	Tăng hoặc hiệu suất giảm	Hầm tiếp nhận tải mới
MLSS	Tăng nhanh hoặc biến động	Tích tụ chất rắn hoặc bùn mất ổn định
SVI	Tăng, bùn lắng chậm	Khả năng lắng thay đổi
Lớp bùn bể lắng	Dâng nhanh	Tải chất rắn tăng hoặc rút bùn không đủ
TSS đầu ra	Tăng liên tục hoặc theo giờ	Trôi bùn hoặc cặn mịn
Lưu lượng nước thải	Tăng cùng lúc	Ảnh hưởng từ nước rửa, mưa hoặc vận hành

Các thông số vận hành tham khảo ban đầu

Thông số	Khoảng hoặc cách đánh giá	Lưu ý
TSS đầu vào hệ thống	So với dữ liệu trước khi đổi thức ăn	Nên lấy mẫu cùng khung giờ
TSS sau tách phân	Đánh giá hiệu suất công đoạn tiền xử lý	Không chỉ quan sát độ trong
TSS trước và sau Biogas	Đánh giá tải và hiệu quả giảm chất rắn	Cần tính cùng lưu lượng
MLSS bể hiếu khí	Thường khoảng 2.000–4.000 mg/L ở một số hệ bùn hoạt tính	Phụ thuộc công nghệ và hồ sơ thiết kế
SVI	Khoảng 80–150 mL/g có thể dùng tham khảo ban đầu	Cần so với vùng bình thường của hệ thống
DO bể hiếu khí	Thường khoảng 2–4 mg/L	DO không trực tiếp xác định nguyên nhân TSS
Chiều cao lớp bùn	So với mức vận hành bình thường	Cần đo tại nhiều vị trí
Lưu lượng	So với công suất theo giờ và ngày	TSS thấp nhưng lưu lượng tăng vẫn có thể làm tải rắn tăng

Các khoảng trên chỉ phục vụ chẩn đoán ban đầu. Giá trị phù hợp phải dựa trên công nghệ, công suất và hồ sơ vận hành thực tế. Hướng nội dung của HANA cũng yêu cầu các khoảng kỹ thuật phải được xem là tham khảo, không áp dụng cứng cho mọi hệ thống.

TCEQ khuyến nghị kết hợp thử lắng 30 phút, MLSS, SVI và các phép kiểm soát quá trình thay vì chỉ dựa trên một thông số đơn lẻ khi đánh giá bùn hoạt tính.

Cần so sánh nồng độ TSS hay tải lượng chất rắn?

Cần so sánh cả hai.

Nồng độ TSS được thể hiện bằng mg/L. Tải lượng TSS cho biết tổng khối lượng chất rắn hệ thống phải tiếp nhận trong một ngày hoặc một giờ.

Công thức tham khảo:

Tải TSS, kg/ngày = Lưu lượng, m³/ngày × TSS, mg/L / 1.000

Ví dụ:

Trạng thái	Lưu lượng	TSS đầu vào	Tải TSS
Trước đổi khẩu phần	100 m³/ngày	2.000 mg/L	200 kg/ngày
Sau đổi khẩu phần	110 m³/ngày	2.500 mg/L	275 kg/ngày

Trong ví dụ này, TSS tăng 25% nhưng tải chất rắn tăng 37,5% vì lưu lượng cũng tăng.

Bể tách phân, hầm Biogas và bể lắng phải xử lý tải lượng thực tế, không chỉ nồng độ trong một lít nước.

Cách chứng minh khẩu phần là nguyên nhân chính

Có thể sử dụng bốn điều kiện sau:

1. Có mối liên hệ đúng về thời gian

Ngày đổi khẩu phần phải xảy ra trước ngày TSS đầu vào và TSS đầu ra bắt đầu tăng.

Khoảng cách giữa hai thời điểm cần phù hợp với thời gian vận chuyển phân và thời gian lưu của hệ thống.

2. TSS tăng từ đầu hệ thống

Nếu khẩu phần là nguyên nhân, TSS hoặc tải chất rắn tại nước rửa chuồng, sau máy tách phân hoặc trước Biogas thường phải tăng trước khi TSS đầu ra tăng.

Nếu TSS đầu vào không thay đổi nhưng TSS đầu ra tăng, cần ưu tiên kiểm tra bể lắng, thiết bị hoặc cách lấy mẫu.

3. Không có thay đổi lớn khác cùng thời điểm

Cần loại trừ:

• Mưa lớn.
• Tăng đàn.
• Thay đổi lượng nước rửa.
• Hút bùn.
• Hỏng bơm.
• Thay đổi hóa chất.
• Tắt máy tách phân.
• Sửa chữa hầm Biogas.
• Mất điện.
• Thay đổi người vận hành.

4. Xu hướng lặp lại hoặc duy trì

Nếu TSS giảm khi phân vật nuôi ổn định nhưng tăng trở lại sau mỗi lần điều chỉnh khẩu phần, mối liên hệ trở nên đáng tin cậy hơn.

Nếu TSS tiếp tục tăng dù phân và tải đầu vào đã trở lại bình thường, nguyên nhân có thể đã chuyển sang bùn tích tụ, bể lắng quá tải hoặc thiết bị bị ảnh hưởng.

Chẩn đoán theo từng trường hợp

Trường hợp 1: TSS tăng ổn định và kéo dài sau khi đổi thức ăn

Dấu hiệu

• TSS tăng đều trong nhiều lần đo.
• Phân có nhiều xơ hoặc hạt chưa tiêu hóa.
• Khẩu phần mới có hàm lượng xơ hoặc phụ phẩm cao hơn.
• Lượng cặn thu được tại máy tách phân tăng.
• TSS đầu vào Biogas tăng.
• Hiện tượng không giảm dù vật nuôi đã ổn định.

Có thể liên quan đến

• Chất rắn khó tiêu hóa tăng.
• Kích thước hạt lớn.
• Tăng phụ phẩm nhiều xơ.
• Tăng lượng thức ăn rơi vãi.
• Tải chất rắn mới cao hơn tải thiết kế.

Hướng kiểm tra

• So sánh phiếu thành phần hai khẩu phần.
• Quan sát thức ăn chưa tiêu hóa trong phân.
• Đo TSS nước rửa chuồng.
• Cân lượng cặn máy tách phân thu được.
• Tính tải TSS trước và sau khi đổi khẩu phần.

Trường hợp 2: TSS tăng mạnh trong giai đoạn đầu rồi giảm dần

Dấu hiệu

• Phân lỏng hoặc không đồng đều trong thời gian đầu.
• TSS tăng nhưng bắt đầu giảm khi phân ổn định.
• Tải và lưu lượng sau đó trở lại gần mức cũ.
• Bể lắng không có dấu hiệu tích tụ bùn kéo dài.

Có thể liên quan đến

• Vật nuôi đang thích nghi với khẩu phần.
• Thay đổi độ ẩm hoặc tốc độ tiêu hóa.
• Tăng tạm thời lượng chất rắn mịn.
• Thay đổi lượng nước uống hoặc nước trong phân.

Hướng kiểm tra

• Theo dõi phân theo từng khu chuồng.
• Ghi ngày đổi thức ăn.
• Theo dõi TSS tại đầu vào và đầu ra.
• Phối hợp bộ phận thú y, dinh dưỡng.
• Không đổi khẩu phần liên tục khiến dữ liệu bị gián đoạn.

Trường hợp 3: TSS đầu vào tăng nhưng máy tách phân hoặc Biogas không đáp ứng

Dấu hiệu

• Cặn sau máy tách nhiều hơn.
• Lưới tách nhanh nghẹt.
• TSS sau tách tăng.
• Hầm Biogas có nhiều váng hoặc cặn.
• Nước sau Biogas đục hơn.
• TSS đầu ra duy trì cao dù phân vật nuôi đã ổn định.

Có thể liên quan đến

• Thiết bị tiền xử lý quá tải.
• Cặn mịn hơn kích thước khe lưới.
• Dung tích hữu dụng hầm giảm do bùn đáy.
• Thời gian lưu không còn đủ.
• Dòng chảy tắt hoặc đầu ra cuốn cặn.

Hướng kiểm tra

• Tính hiệu suất tách TSS.
• Kiểm tra lưới và vít ép.
• Đo lưu lượng.
• Kiểm tra chiều dày váng.
• Đánh giá lượng bùn tích tụ trong hầm.
• Lấy mẫu trước, sau từng công đoạn.

Trường hợp 4: TSS đầu vào không tăng nhưng TSS đầu ra tăng

Trường hợp này ít ủng hộ giả thuyết khẩu phần là nguyên nhân trực tiếp.

Cần ưu tiên kiểm tra

• SVI.
• MLSS.
• Thử lắng 30 phút.
• Chiều cao lớp bùn.
• Bơm bùn tuần hoàn.
• Bơm xả bùn dư.
• Cầu gạt bùn.
• Lưu lượng vào bể lắng.
• Máng thu nước.
• Thiết bị lọc phía sau.
• Phương pháp lấy mẫu.

Nếu TSS đầu vào giữ ổn định nhưng bùn trôi qua máng, vấn đề nằm nhiều hơn ở công đoạn tách bùn.

Trường hợp 5: TSS và SVI cùng tăng

Có thể liên quan đến

• Cấu trúc bông bùn thay đổi.
• Chất rắn trơ tích tụ.
• Vi khuẩn dạng sợi.
• F/M biến động.
• MLSS quá cao.
• Bùn khó nén.
• Tải hữu cơ thay đổi.

Hướng kiểm tra

• Quan sát nước phía trên ống đong.
• Tính SVI cùng thời điểm đo MLSS.
• Kiểm tra F/M và tuổi bùn.
• Quan sát bông bùn dưới kính hiển vi nếu có điều kiện.
• So sánh MLSS với MLVSS.
• Không tăng Polymer chỉ dựa trên SVI.

Bốn nhóm nguyên nhân có thể cùng xuất hiện trong giai đoạn đầu. Theo dõi xu hướng tại nhiều điểm quan trọng hơn một kết quả TSS đơn lẻ.

Quy trình kiểm tra ban đầu tại trang trại

Bước 1: Lập mốc thời gian

Ghi rõ:

• Ngày bắt đầu dùng khẩu phần mới.
• Ngày thay đổi tỷ lệ trộn.
• Ngày TSS đầu vào bắt đầu tăng.
• Ngày TSS đầu ra bắt đầu tăng.
• Ngày phân vật nuôi thay đổi.
• Ngày thiết bị hoặc cách vận hành thay đổi.

Nên thể hiện các dữ liệu trên cùng một biểu đồ thời gian.

Bước 2: Thu thập thông tin khẩu phần

Không nhất thiết phải công bố toàn bộ công thức thức ăn cho bộ phận vận hành, nhưng cần có các dữ liệu liên quan:

• Tỷ lệ xơ.
• Tỷ lệ đạm.
• Dạng thức ăn.
• Kích thước hạt.
• Phụ phẩm mới.
• Chất khoáng.
• Chất phụ gia.
• Độ ẩm.
• Lượng thức ăn mỗi con.
• Tỷ lệ thức ăn rơi vãi.

Bước 3: Quan sát phân và khu vực cho ăn

Ghi nhận:

• Phân rắn hay lỏng.
• Có sợi hoặc hạt chưa tiêu hóa không.
• Mức độ đồng đều giữa các khu.
• Lượng thức ăn dưới sàn.
• Cặn tại rãnh.
• Lượng nước rửa chuồng.
• Màu và kích thước cặn tại song chắn rác.

Việc đánh giá sức khỏe và dinh dưỡng của đàn cần do nhân sự thú y hoặc chuyên gia dinh dưỡng phụ trách. Cán bộ môi trường chỉ nên sử dụng quan sát này để đối chiếu với dữ liệu nước thải.

Bước 4: Lấy mẫu tại nhiều vị trí

Các điểm lấy mẫu nên gồm:

• Nước rửa chuồng hoặc bể thu gom.
• Sau máy tách phân.
• Trước hầm Biogas.
• Sau hầm Biogas.
• Đầu vào bể sinh học.
• Sau bể lắng.
• Nước đầu ra cuối hệ thống.

Không phải đợt nào cũng cần phân tích đầy đủ tất cả điểm. Có thể khảo sát nhanh trước để xác định những vị trí có biến động lớn nhất.

Bước 5: Đo lưu lượng và tính tải TSS

So sánh:

• TSS, mg/L.
• Lưu lượng, m³/ngày.
• Tải TSS, kg/ngày.
• Hiệu suất tách qua từng công đoạn.

Hiệu suất tách TSS có thể tính:

Hiệu suất tách TSS (%) = (TSS vào − TSS ra) / TSS vào × 100

Việc đo đúng và tính đúng tải lượng là bước nền tảng trong cách đo và xử lý TSS trong nước thải nói chung, không riêng cho trường hợp đổi khẩu phần thức ăn.

Hai mẫu đầu vào và đầu ra cần đại diện cho cùng điều kiện vận hành, có tính đến thời gian lưu.

Bước 6: Kiểm tra bùn sinh học và bể lắng

Cần đo hoặc quan sát:

• MLSS.
• SVI.
• Khả năng lắng sau 30 phút.
• Độ trong của nước phía trên.
• Bông bùn nhỏ.
• Chiều cao lớp bùn.
• Lượng bùn tuần hoàn.
• Lượng bùn dư.
• Tình trạng cầu gạt và bơm.

Bước 7: Theo dõi đủ thời gian

Thời gian theo dõi tối thiểu phải dài hơn tổng thời gian nước đi từ khu chuồng đến điểm xả.

Nếu tổng thời gian lưu của hệ thống là nhiều ngày, kết luận sau một hoặc hai lần đo sẽ không đủ tin cậy.

Không nên xử lý theo cảm tính

Không đổi khẩu phần trở lại ngay chỉ vì một kết quả TSS

Quyết định về khẩu phần liên quan đến sức khỏe, tăng trưởng và hiệu quả chăn nuôi. Không nên thay đổi chỉ dựa trên một kết quả nước thải đơn lẻ.

Cần xác định:

• TSS đầu vào có thực sự tăng không.
• Phân vật nuôi có thay đổi không.
• Thiết bị tách rắn có gặp vấn đề không.
• TSS tăng có phù hợp với độ trễ hệ thống không.

Nếu cần điều chỉnh thức ăn, quyết định nên được phối hợp giữa bộ phận chăn nuôi, thú y, dinh dưỡng và môi trường.

Đổi khẩu phần trở lại ngay có thể làm mất chuỗi dữ liệu cần thiết để xác nhận nguyên nhân, đồng thời tạo thêm một lần biến động mới cho đàn vật nuôi.

Không tăng hóa chất trợ lắng khi chưa thử nghiệm

Polymer hoặc hóa chất keo tụ có thể làm TSS giảm tạm thời nhưng cũng có thể:

• Tăng lượng bùn.
• Làm chi phí vận hành tăng.
• Ảnh hưởng bùn tuần hoàn.
• Thay đổi pH.
• Che lấp nguyên nhân quá tải.
• Không xử lý được chất rắn tại nguồn.

Nếu cần hỗ trợ hóa lý, phải thực hiện jar-test và xác định vị trí châm phù hợp.

Không xả nhiều bùn chỉ vì MLSS tăng

MLSS tăng có thể do:

• Sinh khối tăng.
• Chất xơ tích tụ.
• Chất rắn trơ.
• Bùn tuần hoàn quá nhiều.
• Xả bùn dư không đủ.

Xả quá nhiều bùn có thể làm tuổi bùn giảm và ảnh hưởng xử lý Amoni.

Không cấy thêm vi sinh khi chưa xác định tình trạng bùn

Nếu nguyên nhân là tải cặn vật lý hoặc máy tách phân quá tải, cấy thêm vi sinh không làm cặn biến mất ngay.

Việc tăng sinh khối còn làm tải chất rắn đi vào bể lắng cao hơn.

Không kết luận lỗi thiết bị chỉ vì nước sau lắng đục

Thiết bị có thể vẫn hoạt động đúng nhưng đang phải tiếp nhận tải cao hơn thiết kế.

Ngược lại, khẩu phần có thể đã thay đổi nhưng nguyên nhân TSS tăng thật sự vẫn là bơm bùn yếu hoặc cầu gạt bị kẹt.

Không thay đổi nhiều thông số cùng lúc

Không nên đồng thời:

• Đổi lại khẩu phần.
• Tăng Polymer.
• Xả nhiều bùn.
• Tăng bùn tuần hoàn.
• Thay đổi sục khí.
• Tăng lưu lượng qua hệ thống.

Thay đổi đồng thời làm mất khả năng xác định biện pháp nào có hiệu quả.

Khi nào cần hạn chế hoặc điều tiết vận hành?

Không nên dừng việc chăm sóc hoặc cấp thức ăn cho vật nuôi chỉ vì TSS tăng. Biện pháp vận hành cần tập trung vào hệ thống thu gom và xử lý nước thải.

Cần điều tiết dòng nước vào công đoạn phía sau khi:

• TSS đầu ra vượt giới hạn nhiều lần liên tiếp.
• Bùn trôi rõ qua máng bể lắng.
• Lớp bùn đáy dâng gần máng thu nước.
• Máy tách phân bị nghẹt hoặc phải bypass.
• Hầm Biogas có váng và cặn bất thường.
• Nước sau Biogas mang nhiều chất rắn.
• Bể điều hòa không còn khả năng san bằng tải.
• TSS tiếp tục tăng không kiểm soát.
• Bơm hoặc thiết bị thu bùn gặp sự cố.

Có thể ưu tiên:

• Giảm tốc độ bơm từ bể điều hòa sang công đoạn sau.
• Tăng tần suất vệ sinh máy tách phân.
• Thu gom thức ăn rơi vãi trước khi rửa chuồng.
• Sử dụng bể sự cố hoặc dung tích lưu chứa đúng thiết kế.
• Kiểm tra và khôi phục hệ thống rút bùn.

Không được xả nước chưa xử lý đạt yêu cầu ra môi trường để giảm mực nước hoặc tải cho hệ thống.

TSS tăng trong thời gian ngắn có thể là biến động chuyển tiếp. TSS tiếp tục tăng kèm trôi bùn và tích tụ cặn là dấu hiệu cần can thiệp thay vì tiếp tục chờ hệ thống tự ổn định.

Khi nào cần khảo sát hoặc cải tạo hệ thống?

Không nên kết luận phải cải tạo hệ thống chỉ từ vài ngày TSS tăng sau khi đổi thức ăn.

Cần khảo sát chuyên sâu khi:

• TSS vẫn cao sau khi phân vật nuôi đã ổn định.
• TSS đầu vào duy trì cao hơn dữ liệu trước đây.
• Trang trại dự kiến sử dụng khẩu phần mới lâu dài.
• Lượng thức ăn rơi vãi tăng thường xuyên.
• Máy tách phân không giữ được lượng cặn mới.
• TSS sau Biogas tăng kéo dài.
• Hầm Biogas có dấu hiệu tích tụ bùn và giảm dung tích.
• Bể lắng liên tục trôi bùn.
• SVI và MLSS biến động không kiểm soát.
• TSS đầu ra vượt nhiều kỳ quan trắc.
• Trang trại đã tăng đàn hoặc sản lượng.
• Không có dữ liệu TSS tại các công đoạn để xác định vị trí phát sinh lỗi.

Một bể lắng đủ công suất với khẩu phần cũ vẫn có thể không đáp ứng nếu khẩu phần mới làm tải chất rắn tăng lâu dài. Tuy nhiên, chỉ cải tạo bể lắng khi đã chứng minh công đoạn này thật sự là điểm giới hạn.

Các phương án cải tạo có thể được xem xét

Tùy vị trí phát sinh vấn đề, phương án có thể gồm:

• Điều chỉnh máng ăn để giảm thức ăn rơi vãi.
• Thu gom phân khô tốt hơn.
• Nâng cấp song chắn rác.
• Bổ sung tách rắn – lỏng.
• Thay đổi kích thước khe lưới.
• Tăng thời gian vận hành máy tách phân.
• Bổ sung bể lắng cặn trước Biogas.
• Nạo vét bùn hầm Biogas theo phương án an toàn.
• Tăng hoặc khôi phục dung tích bể điều hòa.
• Điều chỉnh lưu lượng cấp vào bể sinh học.
• Tối ưu tuần hoàn và xả bùn.
• Sửa cầu gạt, bơm bùn hoặc máng thu nước.
• Bổ sung keo tụ – tạo bông hoặc lọc khi phù hợp.
• Cải tạo hoặc mở rộng bể lắng nếu tải rắn thực tế vượt thiết kế.

Không phải phương án nào cũng cần triển khai đồng thời. Nếu phần lớn TSS là thức ăn rơi vãi, cải tạo bể lắng nhưng không kiểm soát nguồn sẽ làm chi phí đầu tư và lượng bùn đều tăng.

[IMAGE_8: Kỹ sư Môi Trường HANA khảo sát máy tách phân và hầm Biogas tại trang trại chăn nuôi]

Giải pháp kiểm tra TSS đầu ra tăng của Môi Trường HANA

Môi Trường HANA có thể hỗ trợ trang trại kiểm tra mối liên hệ giữa thay đổi khẩu phần và tải chất rắn theo toàn bộ chuỗi xử lý.

Phạm vi khảo sát có thể gồm:

• Ghi nhận thời điểm đổi khẩu phần và thời điểm TSS biến động.
• Kiểm tra nguồn thức ăn rơi vãi tại khu chuồng.
• Lấy mẫu TSS tại bể thu gom, sau tách phân, trước và sau Biogas.
• Đo lưu lượng và tính tải chất rắn.
• Đánh giá hiệu suất máy tách phân.
• Kiểm tra tình trạng bùn, váng và dung tích hữu dụng của hầm Biogas.
• Đo MLSS, SVI và thực hiện thử lắng.
• Kiểm tra lớp bùn, bơm tuần hoàn, bơm bùn dư và cầu gạt.
• Phân biệt biến động thích nghi với giới hạn công suất.
• Đề xuất điều chỉnh vận hành, sửa chữa thiết bị hoặc cải tạo công đoạn phù hợp.

Môi Trường HANA cung cấp các hạng mục thiết kế, thi công, lắp đặt, bảo trì, sửa chữa và vận hành hệ thống xử lý nước thải. Định hướng của HANA là xác định lỗi nằm ở công nghệ, thiết bị hay vận hành trước khi đề xuất cải tạo.

Website HANA cũng mô tả TSS trong nước thải chăn nuôi có thể phát sinh từ cặn phân, thức ăn dư, lông, đất và chất rắn bị cuốn theo nước rửa chuồng; đồng thời nhấn mạnh mẫu nước và lưu lượng thực tế là cơ sở để đánh giá tải lượng.

Phương án xử lý cần dựa trên dữ liệu TSS theo thời gian và tại nhiều vị trí. Việc khẩu phần vừa thay đổi là một manh mối quan trọng, nhưng không đủ để xác định phải điều chỉnh thức ăn hay cải tạo bể lắng.

Kết luận

TSS đầu ra tăng sau khi đổi khẩu phần thức ăn có thể đến từ bốn nhóm nguyên nhân chính:

• Lượng chất rắn không tiêu hóa hết trong phân tăng.
• Vật nuôi đang trong giai đoạn thích nghi.
• Máy tách phân, hầm Biogas hoặc bể lắng không đáp ứng tải mới.
• Bùn sinh học thay đổi khả năng tạo bông và lắng.

Bước quan trọng nhất là đối chiếu ngày đổi khẩu phần với độ trễ của hệ thống, sau đó đo TSS tại nhiều điểm để xác định chất rắn bắt đầu tăng từ đâu.

Không nên đổi thức ăn trở lại, tăng hóa chất hoặc xả nhiều bùn chỉ dựa trên một kết quả TSS. Nếu TSS vẫn cao sau giai đoạn chuyển đổi hoặc trang trại dự kiến duy trì khẩu phần mới lâu dài, dịch vụ bảo trì vận hành hệ thống xử lý nước thải của Môi Trường HANA có thể hỗ trợ khảo sát tải chất rắn, hầm Biogas, bể sinh học và bể lắng để đề xuất hướng điều chỉnh phù hợp.

FAQ

Nguồn tham khảo

• USDA Agricultural Research Service – Impact of Fiber Source and Feed Particle Size on Swine Manure Properties: https://www.ars.usda.gov/research/publications/publication/?seqNo115=325880
• USDA Agricultural Research Service – Swine Diets: Impact of Carbohydrate Sources on Manure Characteristics and Gas Emissions: https://www.ars.usda.gov/research/publications/publication/?seqNo115=387479
• USDA Agricultural Research Service – Dietary Composition and Particle Size Effects on Swine Manure Characteristics: https://www.ars.usda.gov/research/publications/publication/?seqNo115=369721
• Penn State Extension – Using Manure Evaluation to Enhance Dairy Cattle Nutrition: https://extension.psu.edu/using-manure-evaluation-to-enhance-dairy-cattle-nutrition
• FAO – Nutrients in Livestock Wastes: https://www.fao.org/4/x6518e/x6518e01.htm
• Texas Commission on Environmental Quality – Process Control Tests for Activated Sludge Treatment Facilities: https://www.tceq.texas.gov/downloads/compliance/publications/rg/rg-002.pdf