Dầu mỡ động vật làm giảm hiệu quả xử lý sinh học

Dầu mỡ động vật làm giảm hiệu quả xử lý sinh học vì có thể bám lên bông bùn, cản trở quá trình truyền oxy, làm thay đổi khả năng lắng của bùn và tăng tải hữu cơ cho vi sinh. Khi dầu mỡ đi qua bể tách mỡ với lượng lớn, bể sinh học có thể xuất hiện váng nhờn, bọt vàng nâu, DO giảm và COD, BOD đầu ra tăng dần.

Dầu mỡ không phải chất hoàn toàn không thể phân hủy sinh học. Tuy nhiên, tốc độ phân hủy phụ thuộc vào dạng tồn tại của mỡ, tải lượng, nhiệt độ, thời gian lưu và mức độ thích nghi của quần thể vi sinh.

Trong thực tế vận hành, vấn đề thường không nằm ở việc vi sinh “không ăn được” dầu mỡ. Vấn đề là lượng dầu mỡ đi vào bể sinh học nhanh hơn khả năng thủy phân và phân hủy của hệ thống.

Khi đó, dầu mỡ tích tụ trên bề mặt nước, bông bùn, đường ống và thiết bị. Hệ thống vẫn chạy nhưng hiệu quả xử lý COD, BOD, Amoni và khả năng lắng bùn có thể giảm dần.

Dầu mỡ động vật phát sinh từ đâu trong quy trình giết mổ?

Nước thải giết mổ có thể tiếp nhận dầu mỡ từ nhiều công đoạn khác nhau:

• Cạo lông, làm sạch da và thân động vật.
• Mổ, pha lóc và loại bỏ mô mỡ.
• Làm lòng và vệ sinh nội tạng.
• Rửa thịt, xương, dụng cụ và bàn thao tác.
• Rửa sàn khu giết mổ và khu pha lóc.
• Rửa xe, thùng chứa và thiết bị vận chuyển.
• Thu gom phụ phẩm không triệt để.
• Xả nước nóng và chất tẩy rửa trong ca vệ sinh.

Máu, mô thịt, mỡ, da, nội tạng, phân và chất rắn hữu cơ làm nước thải giết mổ có tải COD, BOD, TSS và dầu mỡ cao. Thành phần thực tế thay đổi theo loại vật nuôi, sản lượng, mức độ thu hồi máu, cách thu gom phụ phẩm và lượng nước vệ sinh sử dụng. Tải lượng cao và dao động mạnh theo ca là lý do chính khiến nước thải giết mổ có COD, BOD và dầu mỡ luôn vượt chuẩn nếu công đoạn tiền xử lý không được kiểm soát chặt.

Dầu mỡ thường đi vào hệ thống theo ba dạng chính:

Dầu mỡ tự do

Đây là phần mỡ có kích thước tương đối lớn, nổi lên bề mặt và có thể được vớt bằng phương pháp cơ học.

Bể tách mỡ trọng lực thường xử lý tốt nhất đối với dạng này nếu có đủ thời gian lưu và được thu gom mỡ định kỳ. Thiết kế phổ biến nhất cho công đoạn này là bể tách dầu mỡ 3 ngăn, sử dụng chênh lệch khối lượng riêng để tách mỡ nổi qua từng ngăn trước khi nước đi tiếp sang bể điều hòa.

Dầu mỡ phân tán hoặc nhũ hóa

Nước nóng, áp lực rửa mạnh và chất tẩy rửa có thể làm mỡ vỡ thành các hạt nhỏ. Những hạt này không nổi nhanh như lớp mỡ tự do và có thể đi qua bể tách mỡ trọng lực.

Khi nước nguội dần, các hạt mỡ có thể kết tụ trở lại trong đường ống, bể điều hòa hoặc bể sinh học.

Dầu mỡ bám trên chất rắn

Mỡ có thể bám vào lông, vụn thịt, cặn nội tạng và chất rắn lơ lửng.

Nếu song chắn rác hoặc thiết bị tách cặn hoạt động kém, phần dầu mỡ này sẽ đi sâu vào hệ thống cùng TSS.

Lượng dầu mỡ phát sinh không đều trong ngày. Tải dầu mỡ thường tăng mạnh vào đúng khung giờ pha lóc, làm lòng và vệ sinh cuối ca.

Vì vậy, kết quả mẫu trung bình ngày có thể chưa phản ánh đúng tải dầu mỡ tức thời mà bể tách mỡ và bể sinh học phải tiếp nhận.

Vì sao dầu mỡ động vật khó kiểm soát hơn nhiều loại dầu thực vật?

Không nên kết luận mọi loại dầu mỡ động vật đều khó xử lý hơn mọi loại dầu thực vật. Đặc tính xử lý còn phụ thuộc vào thành phần axit béo, nhiệt độ, mức độ nhũ hóa và tải lượng thực tế.

Tuy nhiên, nhiều loại mỡ động vật có tỷ lệ axit béo bão hòa cao hơn và nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiều loại dầu thực vật. Vì vậy, mỡ động vật dễ chuyển sang trạng thái đặc hoặc bán rắn khi nhiệt độ nước giảm.

Dễ đông đặc và vón cục

Mỡ có thể ở dạng lỏng khi tiếp xúc với nước nóng trong quá trình vệ sinh. Khi đi vào đường ống và nguội xuống, mỡ bắt đầu đông lại.

Hệ quả thường gặp gồm:

• Mỡ bám thành đường ống.
• Giảm tiết diện dòng chảy.
• Nghẹt bơm và van.
• Tạo cục mỡ trong bể thu gom.
• Tích tụ tại góc chết trong bể tách mỡ.
• Bám lên thiết bị đo và phao báo mức.

Bám dính mạnh vào bề mặt

Dầu mỡ có tính kỵ nước nên dễ bám vào bề mặt bùn, cặn, nhựa, kim loại và bê tông.

Khi mỡ bám thành lớp mỏng trên đầu phân phối khí hoặc bề mặt giá thể, khả năng tiếp xúc giữa nước, oxy và màng vi sinh có thể giảm.

Khó tách khi đã bị nhũ hóa

Một bể tách mỡ trọng lực dựa trên chênh lệch khối lượng riêng giữa mỡ và nước.

Khi mỡ bị phân tán thành các hạt quá nhỏ bởi nước nóng, chất tẩy rửa hoặc khuấy trộn mạnh, tốc độ nổi sẽ giảm. Bể vẫn có dòng nước ra vào bình thường nhưng hiệu quả tách thực tế không còn như thiết kế.

Cần đủ thời gian lưu để nổi lên

Nếu lưu lượng giờ cao điểm tăng mạnh, nước đi qua bể quá nhanh. Mỡ chưa kịp nổi đã bị cuốn sang bể điều hòa và bể sinh học.

Một bể tách mỡ thiết kế theo tải trung bình có thể không đủ hiệu quả khi phải tiếp nhận dòng nước nóng, mỡ nhũ hóa và lưu lượng cao trong thời gian vệ sinh cuối ca.

Cơ chế dầu mỡ động vật làm giảm hiệu quả xử lý sinh học

1. Dầu mỡ bám lên bông bùn và bề mặt sinh học

Bùn hoạt tính gồm các quần thể vi sinh kết lại thành bông. Vi sinh cần tiếp xúc với chất hữu cơ, oxy và chất dinh dưỡng trong nước để hoạt động.

Khi dầu mỡ hấp phụ hoặc bám lên bông bùn, bề mặt tiếp xúc giữa vi sinh và pha nước có thể bị hạn chế. Hoạt động ổn định của vi sinh vật hiếu khí trong xử lý nước thải phụ thuộc rất nhiều vào khả năng tiếp xúc trực tiếp với oxy và chất hữu cơ hòa tan, nên bất kỳ lớp màng nào cản trở tiếp xúc này đều ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.

Tài liệu kỹ thuật và nghiên cứu về xử lý nước thải ghi nhận dầu mỡ có thể phủ lên sinh khối, ảnh hưởng truyền oxy và làm giảm hoạt tính sinh học.

Điều này không có nghĩa toàn bộ tế bào vi sinh bị “bọc kín” ngay khi có dầu mỡ. Mức ảnh hưởng phụ thuộc vào:

• Nồng độ dầu mỡ.
• Dạng tự do hay nhũ hóa.
• Thời gian tiếp xúc.
• Tỷ lệ dầu mỡ trên lượng sinh khối.
• Mức độ thích nghi của vi sinh.
• Khả năng khuấy trộn và cấp oxy.
• Lượng dầu mỡ được loại bỏ cùng bùn dư.

2. Làm giảm hiệu quả truyền oxy

Trong bể hiếu khí, oxy phải đi qua nhiều bước:

• Từ khí đi vào nước.
• Từ nước khuếch tán đến bông bùn hoặc màng sinh học.
• Đi sâu vào bên trong bông bùn.
• Được vi sinh sử dụng để oxy hóa chất hữu cơ và Amoni.

Dầu mỡ có thể ảnh hưởng cả quá trình truyền oxy từ khí vào nước và quá trình khuếch tán oxy đến sinh khối. Nghiên cứu tổng quan về lipid trong xử lý sinh học ghi nhận lipid có thể làm giảm tốc độ truyền oxy đến biofilm và làm giảm hoạt động của vi sinh.

Khi tải dầu mỡ và tải hữu cơ tăng, DO còn có thể giảm vì vi sinh cần sử dụng nhiều oxy hơn để xử lý lượng chất ô nhiễm đi vào.

Do đó, DO thấp khi có dầu mỡ có thể đến từ hai cơ chế xảy ra đồng thời:

• Nhu cầu oxy tăng.
• Hiệu quả truyền và khuếch tán oxy giảm.

3. Tăng tải COD và BOD vào công đoạn sinh học

Dầu mỡ là một phần của tải hữu cơ.

Nếu bể tách mỡ chỉ giữ được phần mỡ nổi lớn, lượng mỡ phân tán còn lại vẫn đi vào bể sinh học và góp phần làm tăng COD, BOD.

Vi sinh phải trải qua quá trình thủy phân lipid thành glycerol và axit béo trước khi tiếp tục phân hủy. Quá trình này phức tạp hơn so với việc sử dụng một số chất hữu cơ hòa tan đơn giản.

Khi tải đi vào vượt quá khả năng xử lý:

• DO giảm.
• Bọt và váng tăng.
• Bùn tích tụ dầu mỡ.
• COD đầu ra tăng.
• Hiệu quả nitrat hóa có thể giảm.
• Mùi xuất hiện tại vùng thiếu oxy cục bộ.

4. Làm thay đổi tỷ trọng và khả năng lắng của bùn

Dầu mỡ có khối lượng riêng thấp hơn nước. Khi bám vào bông bùn, nó có thể làm giảm tỷ trọng biểu kiến của bùn và khiến bùn lắng chậm hơn.

Tài liệu EPA ghi nhận dầu mỡ bám vào bông bùn có thể làm giảm tốc độ lắng, gây cuốn chất rắn qua bể lắng và làm tăng tải BOD trong nước đầu ra.

Dấu hiệu vận hành có thể gồm:

• Bùn lắng chậm.
• Bùn nổi thành từng mảng.
• Váng bùn nhờn tại bể lắng.
• SVI tăng so với dữ liệu bình thường.
• TSS đầu ra tăng.
• Máng thu nước xuất hiện cặn mỡ và bùn.

SVI không phải lúc nào cũng tăng khi dầu mỡ đi vào. Nếu bông bùn bị vỡ thành hạt nhỏ hoặc mỡ chỉ tạo lớp váng trên mặt, SVI có thể chưa thay đổi rõ nhưng TSS đầu ra vẫn tăng.

5. Tạo điều kiện cho vi khuẩn dạng sợi và bọt sinh học

Dầu mỡ là nguồn cơ chất thuận lợi cho một số nhóm vi sinh có bề mặt kỵ nước. Khi kết hợp với tuổi bùn cao hoặc F/M thấp, hệ thống có thể xuất hiện bọt nâu, dai và kéo dài.

Dầu mỡ không phải nguyên nhân duy nhất gây vi khuẩn dạng sợi. DO thấp, thiếu dinh dưỡng, pH không phù hợp và cách vận hành bùn cũng có thể góp phần.

Tuy nhiên, sự hiện diện kéo dài của dầu mỡ trong bể sinh học làm nguy cơ tạo váng, bọt và bùn khó lắng cao hơn.

6. Ảnh hưởng đến thiết bị sục khí

Dầu mỡ có thể bám lên:

• Đĩa phân phối khí.
• Ống khí.
• Giá thể sinh học.
• Cảm biến DO.
• Thành bể.
• Cánh khuấy.
• Phao báo mức.

Nếu đầu phân phối khí bị bám mỡ hoặc cặn, kích thước và sự phân bố bọt khí có thể thay đổi. Máy thổi khí vẫn chạy nhưng lượng oxy hòa tan vào nước không đạt như trước.

Khi kiểm tra, không nên chỉ nhìn tín hiệu máy thổi khí đang hoạt động. Cần quan sát:

• Áp suất đường khí.
• Dòng điện động cơ.
• Độ phân bố khí trên bề mặt bể.
• Khu vực có khí yếu hoặc không có khí.
• Tình trạng bám bẩn của đầu phân phối.
• DO tại nhiều vị trí trong bể.

7. Ức chế hoặc làm mất ổn định công đoạn kỵ khí

Trong bể kỵ khí, lipid được thủy phân và chuyển thành các axit béo mạch dài, thường được gọi là LCFA.

LCFA có giá trị năng lượng cao nhưng khi tích tụ ở tải lớn có thể hấp phụ lên bùn, làm bùn nổi, gây rửa trôi sinh khối và ức chế một số nhóm vi sinh tạo khí methane. Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào nồng độ, loại axit béo và khả năng thích nghi của bùn.

Dấu hiệu cần chú ý tại công đoạn kỵ khí gồm:

• Lớp váng mỡ hoặc bùn dày trên mặt bể.
• Lượng khí sinh học giảm.
• Tỷ lệ methane giảm nếu có dữ liệu đo.
• Axit béo bay hơi tăng.
• pH hoặc kiềm biến động.
• Bùn hạt bị nổi hoặc rửa trôi.
• COD sau kỵ khí tăng.

Vi sinh có thể phân hủy dầu mỡ, nhưng không thể xử lý ổn định khi tải dầu mỡ liên tục cao hơn khả năng thủy phân, cấp oxy và giữ sinh khối của hệ thống.

Thông số nào cho thấy dầu mỡ đang ảnh hưởng đến xử lý sinh học?

Không nên kết luận chỉ từ một lớp váng trên bề mặt bể. Cần đối chiếu nhiều thông số cùng lúc.

Thông số	Ý nghĩa	Khi nào cần chú ý
Dầu mỡ trước bể tách	Tải dầu mỡ bể phải tiếp nhận	Tăng mạnh theo ca hoặc vượt tải thiết kế
Dầu mỡ sau bể tách	Lượng dầu mỡ tiếp tục đi vào hệ thống	Cao hơn dữ liệu vận hành bình thường
Hiệu suất bể tách mỡ	Khả năng giữ dầu mỡ của công đoạn tiền xử lý	Giảm dù lưu lượng sản xuất không đổi
DO bể sinh học	Khả năng cung cấp oxy so với nhu cầu thực tế	Giảm kéo dài dù máy thổi khí vẫn hoạt động
MLSS	Lượng chất rắn và sinh khối trong bể	Biến động mạnh, quá cao hoặc mất bùn
SVI	Khả năng lắng và nén của bùn	Tăng so với vùng bình thường, nước phía trên đục
TSS đầu ra	Mức độ giữ bùn tại bể lắng	Tăng cùng lúc với váng và bùn nổi
COD, BOD đầu ra	Hiệu quả xử lý chất hữu cơ	Tăng dù tải đầu vào và lưu lượng không đổi
Amoni đầu ra	Khả năng nitrat hóa	Tăng khi DO thấp hoặc bùn nitrat hóa bị mất
Áp suất khí	Mức cản trở của hệ thống phân phối khí	Tăng bất thường kèm phân phối khí không đều
Tuổi bùn và F/M	Cân bằng tải hữu cơ với sinh khối	Lệch khỏi vùng vận hành thiết kế

Khoảng vận hành tham khảo ban đầu

Thông số	Khoảng tham khảo thường gặp	Lưu ý
DO bể hiếu khí	Thường duy trì từ khoảng 2 mg/L trở lên; nhiều hệ thống vận hành quanh 2–4 mg/L	Cần đo ở đầu, giữa, cuối bể và giờ tải cao
pH bể sinh học	Khoảng 6,5–8,5	Phụ thuộc công nghệ và yêu cầu nitrat hóa
MLSS	Thường khoảng 2.000–4.000 mg/L với một số hệ bùn hoạt tính	Không áp dụng cứng cho SBR, MBR, MBBR hoặc hệ tải cao
SVI	Khoảng 80–150 mL/g có thể dùng tham khảo ban đầu	SVI trên 150 mL/g thường gợi ý bùn nở nhưng phải quan sát thêm
Dầu mỡ vào sinh học	Cần so với hồ sơ thiết kế và dữ liệu vận hành bình thường	Không có một ngưỡng phù hợp cho mọi hệ thống

Một số tài liệu vận hành hệ bùn hoạt tính sử dụng DO khoảng 2 mg/L tại bể hiếu khí như mức kiểm soát ban đầu. Tuy nhiên, nhu cầu thực tế có thể cao hơn trong hệ thống tải lớn, cần xử lý Amoni hoặc có hạn chế khuếch tán oxy.

Các giá trị trên chỉ dùng để khoanh vùng ban đầu. Mức phù hợp phải được xác định theo công nghệ, tải lượng, hồ sơ thiết kế và dữ liệu bình thường của chính hệ thống.

Cách đánh giá hiệu quả bể tách dầu mỡ

Để biết bể tách mỡ có thực sự hoạt động hiệu quả hay không, cần lấy mẫu ở ít nhất hai vị trí:

• Nước vào bể tách mỡ.
• Nước ra khỏi bể tách mỡ hoặc đầu vào bể sinh học.

Hiệu suất tách dầu mỡ có thể tính theo công thức:

Hiệu suất tách dầu mỡ (%) = (C đầu vào − C đầu ra) / C đầu vào × 100

Trong đó:

• C đầu vào: Hàm lượng dầu mỡ trước bể tách.
• C đầu ra: Hàm lượng dầu mỡ sau bể tách.

Kết quả chỉ có ý nghĩa khi hai mẫu đại diện cho cùng một điều kiện sản xuất. Theo dõi hiệu suất tách theo thời gian là một phần trong chiến lược xử lý dầu mỡ trong nước thải bài bản, giúp phát hiện sớm khi bể tách mỡ bắt đầu giảm hiệu quả trước khi ảnh hưởng lan sang công đoạn sinh học.

Ví dụ, không nên lấy mẫu đầu vào đúng giờ pha lóc cao điểm nhưng lấy mẫu đầu ra vào thời điểm hệ thống gần như không có nước. Cần tính đến thời gian lưu của bể để đối chiếu đúng dòng nước.

Do tải lượng thay đổi theo ca, nên ưu tiên:

• Lấy mẫu vào ca giết mổ cao điểm.
• Lấy mẫu vào giờ vệ sinh cuối ca.
• Ghi nhận lưu lượng tại thời điểm lấy mẫu.
• Ghi nhiệt độ nước.
• Ghi lượng hóa chất tẩy rửa đã sử dụng.
• Ghi thời điểm vớt mỡ gần nhất.
• So sánh nhiều ngày thay vì chỉ một mẫu đơn lẻ.

Dấu hiệu hệ thống sinh học đang bị dầu mỡ ảnh hưởng

Dấu hiệu	Nguyên nhân có thể	Cần kiểm tra
Váng mỡ trên mặt bể sinh học	Dầu mỡ chưa được giữ hết ở công đoạn đầu	Bể tách mỡ, dầu mỡ sau bể tách
Bọt vàng nâu, nhờn	Dầu mỡ bám bùn và bị sục khí tạo bọt	Dầu mỡ, MLSS, tuổi bùn
DO giảm dù máy thổi khí chạy	Tải oxy tăng, truyền oxy kém hoặc đầu khí bám bẩn	DO nhiều vị trí, áp suất khí, đầu phân phối
Bùn nổi từng mảng	Mỡ bám bùn, khí bám bông hoặc bùn lắng kém	SVI, lớp bùn, Nitrat, dầu mỡ
Nước sau lắng đục	Bông bùn nhỏ hoặc sinh khối bị cuốn ra ngoài	TSS, SVI, thử lắng
COD, BOD đầu ra tăng	Tải hữu cơ vượt khả năng sinh học	Lưu lượng, tải đầu vào, dầu mỡ
Amoni đầu ra tăng	DO thấp hoặc sinh khối nitrat hóa bị ảnh hưởng	DO, pH, tuổi bùn, Amoni
Áp suất máy thổi khí tăng	Đầu phân phối khí bị tắc hoặc bám bẩn	Đường khí, van và đầu phân phối
Mùi hôi tăng	Mỡ, máu và protein phân hủy tại vùng thiếu oxy	Bể thu gom, điều hòa, sinh học

Váng mỡ xuất hiện trên bể sinh học

Một lớp váng mỡ mỏng có thể chưa gây mùi ngay nên dễ bị bỏ qua.

Tuy nhiên, váng xuất hiện lặp lại cho thấy công đoạn tiền xử lý đang để dầu mỡ đi qua. Nếu tiếp tục tích tụ, lớp váng có thể dày lên, giữ cặn, gây mùi và tạo vùng thiếu oxy cục bộ.

Bọt vàng nâu, nhờn và khó tan

Bọt do dầu mỡ thường có cảm giác nhờn, màu vàng nâu và bám lâu quanh thành bể.

Cần phân biệt với bọt sinh học do vi khuẩn tạo bọt. Hai nguyên nhân có thể cùng tồn tại khi dầu mỡ đã tích tụ lâu ngày và tuổi bùn cao.

DO giảm dù máy thổi khí vẫn chạy

Đây là dấu hiệu cần kiểm tra sớm nhưng chưa đủ để khẳng định do dầu mỡ.

DO thấp cũng có thể xuất phát từ:

• COD, BOD đầu vào tăng.
• Amoni tăng.
• Máy thổi khí yếu.
• Dây đai trượt.
• Van khí đóng chưa đúng.
• Đầu phân phối khí bị nghẹt.
• Cảm biến DO bẩn hoặc sai số.
• Bùn MLSS quá cao.
• Nhiệt độ nước tăng.

Chỉ nên nghi ngờ dầu mỡ là nguyên nhân chính khi DO giảm đi cùng các dấu hiệu như váng nhờn, dầu mỡ sau bể tách tăng, đầu khí bám mỡ hoặc bùn có kết cấu bất thường.

DO giảm trong khi máy thổi khí vẫn hoạt động không đồng nghĩa chắc chắn oxy bị dầu mỡ cản. Đây là tín hiệu để kiểm tra đồng thời tải hữu cơ, thiết bị khí và hiệu quả bể tách mỡ.

Cách kiểm tra ban đầu tại hiện trường

Bước 1: Quan sát bể tách mỡ

Cần kiểm tra:

• Chiều dày lớp mỡ trên mặt bể.
• Tình trạng cặn dưới đáy.
• Mỡ có tràn qua vách ngăn hay không.
• Đường vào và đường ra có bị nghẹt không.
• Dòng nước có đi tắt từ đầu vào sang đầu ra không.
• Vách ngăn có bị hư hoặc đặt sai cao độ không.
• Lần vớt mỡ gần nhất.
• Khối lượng mỡ thu gom mỗi lần.
• Có nước nóng đi vào bể hay không.

Bể có lớp mỡ dày không đồng nghĩa bể đang tách tốt. Nếu không được thu gom kịp thời, mỡ tích tụ có thể bị dòng nước cuốn trở lại đầu ra.

Bước 2: Kiểm tra nước sau bể tách mỡ

Quan sát bằng mắt chỉ giúp nhận diện sơ bộ.

Nước nhìn không có lớp dầu rõ vẫn có thể chứa mỡ phân tán hoặc nhũ hóa. Vì vậy, khi hệ thống sinh học có dấu hiệu bất thường, cần phân tích dầu mỡ tại phòng thí nghiệm.

Có thể kiểm tra sơ bộ:

• Ánh dầu trên mặt nước.
• Cảm giác nhờn tại thành máng.
• Cặn mỡ bám trong đường ống.
• Cục mỡ xuất hiện khi mẫu nguội.
• Váng hình thành sau khi để mẫu lắng.

Các quan sát này không thay thế kết quả phân tích.

Bước 3: Đo DO tại nhiều vị trí và thời điểm

Không nên chỉ đo một điểm gần đầu phân phối khí.

Nên đo:

• Đầu bể hiếu khí.
• Giữa bể.
• Cuối bể.
• Gần vùng có váng.
• Giờ tải thấp.
• Giờ giết mổ cao điểm.
• Sau ca vệ sinh.

Nếu DO giảm mạnh ở đầu bể nhưng phục hồi ở cuối bể, vấn đề có thể liên quan đến tải hữu cơ đầu vào cao.

Nếu DO thấp trên toàn bể dù lưu lượng không tăng, cần kiểm tra hệ thống khí, MLSS và khả năng truyền oxy.

Bước 4: Kiểm tra MLSS, SVI và khả năng lắng

Lấy mẫu bùn tại cuối bể sinh học và thực hiện thử lắng 30 phút.

Quan sát:

• Bùn lắng nhanh hay chậm.
• Ranh giới bùn có rõ hay không.
• Nước phía trên trong hay đục.
• Có váng mỡ trên ống đong không.
• Bông bùn có nổi trở lại không.
• Có bọt khí bám dưới bùn không.

Nếu SVI tăng nhưng dầu mỡ sau bể tách không cao, cần kiểm tra thêm vi khuẩn dạng sợi, DO, dinh dưỡng và tuổi bùn.

Bước 5: Đối chiếu COD, BOD và Amoni

So sánh dữ liệu hiện tại với giai đoạn hệ thống hoạt động ổn định:

• COD đầu vào có tăng không?
• BOD đầu vào có tăng không?
• Lưu lượng có thay đổi không?
• Amoni đầu vào có tăng không?
• Hiệu suất loại bỏ COD, BOD có giảm không?
• Amoni đầu ra có tăng sau thời điểm DO giảm không?
• TSS đầu ra có tăng cùng lúc không?

Nếu tải đầu vào gần như không đổi nhưng COD, BOD đầu ra tăng cùng lúc dầu mỡ sau bể tách tăng, khả năng dầu mỡ đang ảnh hưởng công đoạn sinh học cần được xem xét nghiêm túc.

Bước 6: Kiểm tra hệ thống cấp khí

Cần kiểm tra:

• Dòng điện máy thổi khí.
• Áp suất đường ống.
• Nhiệt độ máy.
• Tiếng ồn và rung.
• Dây đai.
• Bộ lọc khí.
• Van phân phối.
• Sự đồng đều của bọt khí.
• Đầu phân phối có bám mỡ hay đóng cặn không.
• Cảm biến DO có được vệ sinh và hiệu chuẩn không.

Máy thổi khí chạy liên tục không chứng minh hệ thống đang cấp đủ oxy.

Không nên xử lý theo cảm tính

Không tăng sục khí liên tục khi chưa đo DO

Nếu DO thấp do tải hữu cơ tăng, tăng khí trong giới hạn thiết bị có thể giúp hệ thống tạm thời.

Tuy nhiên, nếu nguyên nhân là đầu phân phối bị bám mỡ, dòng khí phân bố kém hoặc mỡ tiếp tục đi vào bể, tăng tốc độ máy có thể chỉ làm tăng điện năng và áp suất đường ống.

Sục khí mạnh còn có thể làm dầu mỡ phân tán thành hạt nhỏ hơn và tạo nhiều bọt.

Tăng sục khí khi chưa kiểm tra dầu mỡ và đầu phân phối khí có thể tốn thêm điện nhưng không khôi phục được hiệu quả truyền oxy.

Không cấy thêm vi sinh ngay khi COD, BOD tăng

Cấy thêm vi sinh không loại bỏ được nguồn dầu mỡ đang đi vào hệ thống.

Nếu dầu mỡ tiếp tục bám lên bông bùn, lượng vi sinh bổ sung cũng có thể bị ảnh hưởng.

Chỉ nên xem xét bổ sung sinh khối khi có dữ liệu cho thấy:

• MLSS thấp.
• Hệ thống vừa bị mất bùn.
• Vi sinh bị sốc độc chất.
• Bể đã được kiểm soát nguồn dầu mỡ.
• Điều kiện DO, pH và dinh dưỡng phù hợp.

Không vớt mỡ qua loa rồi kết luận đã xử lý xong

Vớt lớp mỡ nổi chỉ loại bỏ phần mỡ đang nhìn thấy.

Dầu mỡ nhũ hóa, mỡ bám cặn, mỡ trong đường ống và mỡ đã đi vào bể sinh học vẫn có thể còn lại.

Sau khi vớt mỡ, cần tiếp tục:

• Làm sạch cặn đáy.
• Kiểm tra vách ngăn.
• Kiểm tra thời gian lưu.
• Đo dầu mỡ sau bể.
• Theo dõi lượng mỡ phát sinh theo ca.
• Kiểm tra cách sử dụng nước nóng và chất tẩy rửa.

Không xả lượng lớn bùn khi chưa tính tuổi bùn

Nếu dầu mỡ làm bùn nổi, cán bộ vận hành có thể nhầm là bùn dư quá nhiều và tăng mạnh lượng xả.

Xả bùn quá nhanh có thể làm:

• MLSS giảm.
• Tuổi bùn giảm.
• Mất vi sinh nitrat hóa.
• Amoni đầu ra tăng.
• Hệ thống mất ổn định lâu hơn.

Việc điều chỉnh bùn dư cần dựa trên MLSS, tuổi bùn, F/M, lượng bùn trôi theo nước ra và yêu cầu xử lý Nitơ.

Không dùng hóa chất phá mỡ hoặc enzyme theo cảm tính

Một số sản phẩm có thể làm dầu mỡ phân tán hoặc thủy phân thành các chất hòa tan hơn. Điều này có thể làm lớp mỡ nhìn thấy giảm nhưng tải COD hòa tan đi vào công đoạn phía sau tăng.

Nếu sử dụng chế phẩm, cần đánh giá:

• Vị trí châm.
• Liều lượng.
• Thành phần sản phẩm.
• Ảnh hưởng đến bể sinh học.
• COD trước và sau khi châm.
• Khả năng làm mỡ nhũ hóa.
• Lượng bùn và mùi phát sinh.

Không nên xem việc lớp mỡ biến mất bằng mắt là bằng chứng hệ thống đã loại bỏ dầu mỡ.

Hướng xử lý theo từng trường hợp

Trường hợp 1: Bể tách mỡ có lớp mỡ rất dày

Dấu hiệu:

• Mỡ gần đường ống thu nước.
• Váng dày, có cặn thịt và lông.
• Mùi phân hủy tăng.
• Lâu ngày chưa vệ sinh đáy bể.

Hướng xử lý ban đầu:

• Giảm hoặc tạm điều tiết dòng vào nếu bể điều hòa còn khả năng chứa.
• Thu gom lớp mỡ và cặn đúng vị trí lưu chứa.
• Làm sạch đường vào, đường ra và vách ngăn.
• Kiểm tra lại tần suất thu gom.
• Ghi khối lượng mỡ phát sinh để xây dựng lịch phù hợp.

Trường hợp 2: Bể tách mỡ không có nhiều váng nhưng bể sinh học vẫn nổi mỡ

Khả năng cần kiểm tra:

• Mỡ đang ở dạng nhũ hóa.
• Nước nóng đi vào bể.
• Chất tẩy rửa làm mỡ phân tán.
• Thời gian lưu quá ngắn.
• Mỡ bám vào TSS và đi qua cùng cặn.

Hướng xử lý ban đầu:

• Lấy mẫu phân tích dầu mỡ trước và sau bể.
• Kiểm tra nhiệt độ dòng thải.
• Kiểm tra hóa chất vệ sinh.
• Đánh giá song chắn rác và công đoạn tách cặn.
• Thực hiện thử nghiệm keo tụ hoặc tuyển nổi nếu cần.
• Không tăng kích thước bể chỉ dựa trên quan sát bằng mắt.

Trường hợp 3: DO giảm vào đúng giờ vệ sinh cuối ca

Khả năng cần kiểm tra:

• Tải COD và dầu mỡ tăng.
• Nước nóng làm mỡ đi qua bể.
• Chất tẩy rửa tạo nhũ.
• Hóa chất vệ sinh gây biến động pH.
• Bơm điều hòa đẩy dòng nước tập trung vào bể sinh học.

Hướng xử lý ban đầu:

• Ghi DO trước, trong và sau giờ vệ sinh.
• Kiểm tra lưu lượng bơm điều hòa.
• Điều tiết dòng vệ sinh vào hệ thống.
• Kiểm tra pH và dầu mỡ.
• Không xả toàn bộ nước vệ sinh trong thời gian quá ngắn.
• Tách riêng dòng đậm đặc nếu thiết kế cho phép.

Trường hợp 4: COD, BOD tăng nhưng DO vẫn trong khoảng vận hành

DO đủ không đồng nghĩa hệ thống không bị dầu mỡ ảnh hưởng.

Có thể xảy ra:

• Dầu mỡ chưa kịp phân hủy trong thời gian lưu hiện có.
• Bùn hấp phụ mỡ nhưng hoạt tính giảm.
• Tải COD khó phân hủy tăng.
• Mỡ đi qua bể sinh học và theo nước ra.
• Bùn lắng kém làm COD dạng hạt tăng.

Cần kiểm tra:

• Dầu mỡ đầu vào và đầu ra sinh học.
• COD hòa tan và COD tổng nếu có điều kiện.
• TSS và VSS đầu ra.
• SVI và nước phía trên ống đong.
• Tuổi bùn.
• Thời gian lưu nước.

Trường hợp 5: Váng mỡ, bọt nâu và bùn khó lắng kéo dài

Có thể hệ thống đang đồng thời gặp:

• Dầu mỡ tích tụ.
• Tuổi bùn cao.
• F/M thấp.
• Vi khuẩn dạng sợi.
• Tách bùn và váng kém.

Hướng xử lý ban đầu:

• Kiểm soát nguồn dầu mỡ trước.
• Thu gom váng riêng.
• Kiểm tra F/M và tuổi bùn.
• Quan sát bùn dưới kính hiển vi nếu có điều kiện.
• Điều chỉnh bùn dư từng bước.
• Theo dõi SVI, Amoni và TSS đầu ra.
• Không thay đổi nhiều thông số cùng một lúc.

Bao lâu nên vớt mỡ tại bể tách dầu mỡ?

Không có một tần suất cố định phù hợp cho mọi cơ sở giết mổ.

Tần suất phụ thuộc vào:

• Sản lượng giết mổ mỗi ngày.
• Loại gia súc hoặc gia cầm.
• Lượng mỡ được thu hồi tại nguồn.
• Dung tích bể tách.
• Lưu lượng giờ cao điểm.
• Nhiệt độ nước.
• Loại hóa chất vệ sinh.
• Khả năng tách cặn trước bể.
• Chiều dày lớp mỡ cho phép.

Cán bộ vận hành nên xây dựng tần suất dựa trên quan sát thực tế:

• Đo hoặc đánh dấu chiều dày lớp mỡ mỗi ngày.
• Ghi lượng mỡ thu gom sau mỗi lần vớt.
• Theo dõi dầu mỡ sau bể.
• Ghi sản lượng giết mổ tương ứng.
• Điều chỉnh lịch trước khi lớp mỡ tiến gần đường thu nước.

Không nên đợi đến khi mỡ tràn qua vách ngăn hoặc đường ống bắt đầu nghẹt mới vệ sinh.

Khi nào cần hạn chế tải vào bể sinh học?

Doanh nghiệp nên điều tiết lưu lượng vào bể sinh học theo khả năng lưu chứa của bể điều hòa hoặc bể sự cố khi:

• Váng mỡ phủ phần lớn bề mặt bể.
• DO giảm thấp kéo dài và không phục hồi.
• Máy thổi khí hoặc hệ thống phân phối khí gặp sự cố.
• Dầu mỡ tràn liên tục qua bể tách.
• Bùn nổi và trôi qua bể lắng.
• COD, BOD đầu ra tăng nhanh.
• Amoni đầu ra tăng cùng lúc DO giảm.
• Bể sinh học phát sinh mùi hôi mạnh.
• Không kiểm soát được dòng vệ sinh tải cao.

Không được tự ý xả dòng nước chưa đạt yêu cầu ra môi trường. Nước cần được lưu giữ và điều tiết theo khả năng thiết kế cũng như phương án ứng phó sự cố của cơ sở.

Khi nào cần khảo sát hoặc cải tạo bể tách dầu mỡ?

Không nên kết luận phải cải tạo toàn bộ hệ thống chỉ từ một lần xuất hiện váng mỡ.

Bể tách dầu mỡ nên được khảo sát chuyên sâu khi có một hoặc nhiều dấu hiệu sau:

• Váng mỡ xuất hiện lặp lại tại bể sinh học.
• Bọt vàng nâu quay lại dù đã vớt mỡ định kỳ.
• Dầu mỡ sau bể tách thường xuyên cao.
• Hiệu suất tách giảm theo thời gian.
• Sản lượng giết mổ tăng so với thời điểm thiết kế.
• Lưu lượng vệ sinh cuối ca vượt khả năng tiếp nhận.
• Nước nóng và chất tẩy rửa làm mỡ nhũ hóa mạnh.
• Thời gian lưu thực tế thấp hơn thiết kế.
• Bể có dòng chảy tắt hoặc vùng chết.
• Vách ngăn và đường thu nước bố trí không phù hợp.
• COD, BOD, TSS đầu ra vượt nhiều kỳ liên tiếp.
• Máy thổi khí tiêu thụ nhiều điện hơn nhưng DO không cải thiện.
• Phải vệ sinh đầu phân phối khí thường xuyên.
• Không có dữ liệu dầu mỡ và lưu lượng theo thời gian.

Một bể tách mỡ đủ công suất tại thời điểm xây dựng vẫn có thể không đáp ứng khi sản lượng giết mổ, lưu lượng vệ sinh hoặc lượng dầu mỡ phát sinh đã tăng.

Các hướng cải tạo có thể được xem xét

Tùy hiện trạng, phương án có thể gồm:

• Tách riêng dòng nước thải có hàm lượng mỡ cao.
• Thu hồi mỡ và phụ phẩm ngay tại nguồn.
• Nâng cấp song chắn rác hoặc thiết bị tách rác tinh.
• Tăng khả năng lưu và tách của bể hiện hữu.
• Điều chỉnh vách ngăn và đường thu nước.
• Bổ sung thiết bị gạt hoặc thu mỡ.
• Bổ sung bể điều hòa lưu lượng.
• Kiểm soát nhiệt độ dòng nước vệ sinh.
• Thay đổi hóa chất vệ sinh ít gây nhũ hóa hơn.
• Bổ sung keo tụ – tạo bông.
• Bổ sung tuyển nổi DAF.
• Tối ưu hệ thống cấp khí và tuần hoàn bùn.
• Tách dòng tải cao để xử lý riêng.

Với nước thải giết mổ quy mô lớn, tuyển nổi DAF thường được xem xét để loại bỏ máu, protein, dầu mỡ và chất rắn nhỏ trước công đoạn sinh học. Việc lựa chọn phải dựa trên jar-test, mẫu nước, lưu lượng và tải lượng thực tế.

Giải pháp kiểm tra hệ thống của Môi Trường HANA

Môi Trường HANA có thể hỗ trợ doanh nghiệp kiểm tra mối liên hệ giữa bể tách mỡ và hiệu quả công đoạn sinh học.

Phạm vi khảo sát có thể gồm:

• Xác định nguồn phát sinh mỡ tại khu giết mổ và pha lóc.
• Ghi nhận lưu lượng theo ca và giờ vệ sinh.
• Kiểm tra song chắn rác, bể tách cặn và bể tách mỡ.
• Đánh giá thời gian lưu và dòng chảy trong bể.
• Lấy mẫu dầu mỡ trước và sau công đoạn tách.
• Đo DO tại nhiều vị trí trong bể sinh học.
• Kiểm tra MLSS, SVI, tuổi bùn và F/M.
• Đối chiếu COD, BOD, TSS và Amoni đầu ra.
• Kiểm tra máy thổi khí, đường ống và đầu phân phối khí.
• Đề xuất điều chỉnh vận hành, sửa chữa thiết bị hoặc cải tạo công đoạn tiền xử lý.

Trong nhóm dự án đã công bố, Môi Trường HANA có hạng mục thiết kế và thi công hồ Biogas cho Công ty CP Đầu tư Đức Lộc với công suất 120 m³/ngày.đêm thuộc nhóm xử lý nước thải chăn nuôi – giết mổ.

Kinh nghiệm từ nhóm hệ thống có tải hữu cơ, dầu mỡ và chất rắn cao giúp quá trình khảo sát tập trung vào dữ liệu thực tế thay vì chỉ xử lý lớp váng bên ngoài.

Nếu bể sinh học đang xuất hiện váng mỡ, DO giảm, bùn khó lắng hoặc COD, BOD đầu ra tăng, doanh nghiệp không nên chỉ tăng khí hoặc cấy thêm vi sinh. Cần kiểm tra lượng dầu mỡ đi qua bể tách, tải lượng theo ca và tình trạng thiết bị trước khi quyết định phương án.

Kết luận

Dầu mỡ động vật làm giảm hiệu quả xử lý sinh học không chỉ vì tạo lớp váng mất vệ sinh trên mặt bể.

Ảnh hưởng chính gồm:

• Bám lên bông bùn và bề mặt sinh học.
• Cản trở quá trình truyền và khuếch tán oxy.
• Tăng tải COD, BOD cho vi sinh.
• Làm thay đổi khả năng lắng của bùn.
• Tạo điều kiện phát sinh bọt và vi khuẩn dạng sợi.
• Bám bẩn thiết bị sục khí.
• Làm mất ổn định công đoạn kỵ khí khi LCFA tích tụ.

Hai thông số cần theo dõi sớm là dầu mỡ sau bể tách và DO tại bể sinh học trong giờ tải cao. Cần kết hợp với MLSS, SVI, COD, BOD, Amoni và tình trạng thiết bị để tránh kết luận sai nguyên nhân.

Nếu váng mỡ xuất hiện lặp lại hoặc hiệu quả xử lý giảm kéo dài, dịch vụ bảo trì vận hành hệ thống xử lý nước thải của Môi Trường HANA có thể hỗ trợ khảo sát bể tách mỡ, công đoạn sinh học và thiết bị vận hành để đề xuất hướng xử lý phù hợp với tải lượng thực tế.

FAQ

Nguồn tham khảo

• Môi Trường HANA – Xử lý nước thải giết mổ: https://moitruonghana.com/xu-ly-nuoc-thai-giet-mo/
• Môi Trường HANA – Vì sao nước thải giết mổ có COD, BOD và dầu mỡ vượt chuẩn?: https://moitruonghana.com/vi-sao-nuoc-thai-giet-mo-co-cod-bod-va-dau-mo-luon-vuot-chuan/
• Môi Trường HANA – Dự án xử lý nước thải cơ sở giết mổ: https://moitruonghana.com/du-an/du-an-xu-ly-nuoc-thai-co-so-giet-mo/
• Behavior of Lipids in Biological Wastewater Treatment Processes: https://academic.oup.com/jimb/article/33/8/635/5992899
• U.S. EPA – Federal Guidelines: State and Local Pretreatment Programs: https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=9101XROE.TXT
• Comprehensive Source Control for Potable Reuse: https://www.frontiersin.org/journals/environmental-science/articles/10.3389/fenvs.2019.00095/full
• Slaughterhouse Wastewater Treatment: A Review on Recycling and Reuse Possibilities: https://www.mdpi.com/2073-4441/13/22/3175
• Characterization of Slaughterhouse Wastewater and Development of Treatment Techniques: https://www.mdpi.com/2227-9717/10/7/1300
• Waste Lipids to Energy: How to Optimize Methane Production from Long-Chain Fatty Acids: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3815362/
• Inhibitory Effects of Long-Chain Fatty Acids on Anaerobic Sludge: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352186424000051
• U.S. EPA – Activated Sludge Instructional Resources: https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=9100MGZL.TXT
• U.S. EPA – The Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foaming: https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=30004EKH.TXT