Tỷ lệ F/M tối ưu cho hệ thống xử lý nước thải bệnh viện – Cách tính & vận hành hiệu quả

Xử lý nước thải bệnh viện đang trở thành thách thức lớn khi lượng phát sinh ngày càng cao và chứa nhiều chất độc hại. Trong đó, tỷ lệ F/M (Food/Microorganism) là thông số then chốt quyết định hiệu quả của quá trình xử lý sinh học. Duy trì tỷ lệ F/M tối ưu cho hệ thống xử lý nước thải bệnh viện giúp đảm bảo nước thải đạt QCVN 28:2010/BTNMT, tiết kiệm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường. Bài viết này sẽ hướng dẫn đầy đủ từ khái niệm, cách tính, giá trị khuyến nghị đến các giải pháp thực tiễn.

Tỷ Lệ F/M Là Gì? Cách tính cơ bản 

Khái niệm tỷ lệ F/M

Tỷ lệ F/M (Food-to-Microorganism ratio) là chỉ số thể hiện mối tương quan giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật (bùn hoạt tính) có trong bể xử lý sinh học.

• F (Food): Lượng chất hữu cơ, thường được đo bằng chỉ số BOD. 
• M (Microorganisms): Lượng vi sinh vật đang hoạt động, thường được đo bằng chỉ số MLVSS (tổng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi trong bùn).

=> F/M = Lượng BOD5 (kg/ngày) / Lượng vi sinh (kg MLSS/ngày)

Nó cho biết vi sinh đang “no” hay “đói”, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phân hủy và chất lượng bùn lắng.

Cách Tính Toán Tỷ Lệ F/M Trong Hệ Thống Xử Lý Nước Thải

Công thức chuẩn (đơn vị kg/kg.ngày):

F/M = (Q × S₀) / (V × X)

Trong đó:

• Q: lưu lượng nước thải (m³/ngày)
• S₀: nồng độ BOD5 đầu vào bể sinh học (mg/L)
• V: thể tích bể hiếu khí (m³)
• X: nồng độ MLSS trong bể (mg/L)

Ví dụ: Bệnh viện 500 m³/ngày, BOD5 vào bể Aerotank = 272 mg/L, V = 140 m³, MLSS = 3.500 mg/L → F/M ≈ 0,28 kg/kg.ngày (nằm trong giới hạn tối ưu).

Vì sao tỷ lệ F/M đặc biệt quan trọng với nước thải bệnh viện?

Nước thải bệnh viện có tính chất phức tạp và biến động cao, ngoài chất hữu cơ còn chứa:

• Dư lượng thuốc, kháng sinh
• Vi sinh vật gây bệnh
• Hóa chất sát trùng, dung môi y tế

Nếu tỷ lệ F/M không phù hợp, hệ vi sinh rất dễ bị “sốc tải”, suy yếu hoặc chết, dẫn đến hệ thống vận hành kém ổn định và không đạt quy chuẩn xả thải.

Tham khảo: So sánh 5 công nghệ xử lý nước thải bệnh viện: Ưu và nhược điểm

Tỷ Lệ F/M Tối Ưu Trong Các Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Thông Thường

Tùy theo công nghệ xử lý sinh học, tỷ lệ F/M sẽ có giá trị khuyến nghị khác nhau. Tuy nhiên, với đặc thù nước thải bệnh viện, các chuyên gia môi trường thường đề xuất:

• Bùn hoạt tính truyền thống: 0,2 – 0,5 kg/kg.ngày
• Bể sục khí kéo dài / mương oxy hóa: 0,03 – 0,10 kg/kg.ngày
• Công nghệ AAO, MBBR: 0,15 – 0,4 (tùy tải trọng)

Việc duy trì F/M trong khoảng tối ưu giúp vi sinh có đủ “thức ăn” để sinh trưởng, phân hủy chất ô nhiễm hiệu quả mà không gây quá tải.

Ảnh hưởng của tỷ lệ F/M đến hiệu suất xử lý nước thải bệnh viện

Khi tỷ lệ F/M quá cao

• Lượng chất hữu cơ vượt quá khả năng xử lý của vi sinh
• Dễ xảy ra hiện tượng bùn nở, bùn nổi, lắng kém
• COD, BOD đầu ra cao, không đạt QCVN
• Gia tăng mùi hôi và rủi ro phát tán vi sinh gây bệnh

Khi tỷ lệ F/M quá thấp

• Vi sinh thiếu nguồn dinh dưỡng, hoạt động kém
• Tốc độ phân hủy chất hữu cơ giảm
• Dễ phát sinh bùn già, khó kiểm soát SRT
• Tăng chi phí sục khí nhưng hiệu quả xử lý không tương xứng

Vai trò của F/M trong kiểm soát bùn và SRT

F/M có mối liên hệ chặt chẽ với thời gian lưu bùn (SRT). Khi kiểm soát tốt F/M, người vận hành dễ dàng điều chỉnh lượng bùn thải, duy trì hệ vi sinh khỏe mạnh và ổn định lâu dài.

Tham khảo: TOP 5+ lỗi thường gặp khi vận hành hệ thống xử lý nước thải bệnh viện và cách khắc phục

Cách tối ưu và điều chỉnh tỷ lệ F/M trong vận hành thực tế

Để có thể đưa tỷ lệ F/M trở về mức cân bằng, bạn có thể áp dụng một vài biện pháp sau đây:

Điều chỉnh nồng độ MLSS

Tăng MLSS khi F/M quá cao bằng cách giảm lượng bùn xả

Giảm MLSS khi F/M quá thấp để tránh bùn già

Kiểm soát tải lượng hữu cơ đầu vào

Thiết kế bể điều hòa giúp cân bằng lưu lượng và nồng độ

Hạn chế sốc tải do nước thải y tế phát sinh không đều theo thời gian

Ứng dụng công nghệ xử lý phù hợp

MBBR, MBR, SBR giúp hệ thống linh hoạt hơn khi tải trọng biến động

Phù hợp với bệnh viện có quy mô lớn hoặc mở rộng trong tương lai

Thách thức đặc thù: Kiểm soát F/M trong nước thải y tế

Khác với nước thải sinh hoạt thông thường, nước thải bệnh viện có 2 yếu tố làm “nhiễu” chỉ số F/M:

• Hóa chất khử trùng (Clo, Javen): Lượng Clo dư nồng độ cao từ công tác khử khuẩn có thể tiêu diệt vi sinh vật. Khi đó, chỉ số MLVSS đo được có thể vẫn cao, nhưng thực tế vi sinh vật sống (M) đã giảm đáng kể, dẫn đến tính toán F/M bị sai lệch.
• Kháng sinh: Các dòng vi sinh vật cần thời gian thích nghi dài hơn. Nếu đột ngột tăng tải (tăng F), hệ thống sẽ rất dễ bị “sốc” và chết bùn hàng loạt.

Lời khuyên từ Môi trường Hana: Các bệnh viện nên lắp đặt bể điều hòa có kích thước đủ lớn để ổn định nồng độ BOD đầu vào trước khi đưa vào bể sinh học.

Địa Chỉ Uy Tín Cung Cấp Dịch Vụ Xử Lý Nước Thải Bệnh Viện Từ Môi Trường Hana

Môi Trường Hana là đơn vị hàng đầu chuyên cung cấp giải pháp tổng thể đã triển khai thành công hệ thống xử lý nước thải y tế cho:

• Bệnh viện Bình Dân, Bệnh viện Nguyễn Tri Phương (700 m³/ngày.đêm)
• Bệnh viện quận 12  (300 m³/ngày.đêm), Bệnh viện quận 1 (150 m³/ngày.đêm)
• Cải tạo & thay màng MBR cho nhiều bệnh viện TP.HCM

Với hơn 25 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực môi trường, Môi trường Hana là đơn vị chuyên:

• Tư vấn thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện
• Đánh giá, tính toán và tối ưu tỷ lệ F/M theo tải thực tế
• Nâng cấp, cải tạo hệ thống cũ không đạt hiệu quả
• Bảo trì – vận hành, đảm bảo hệ thống đạt quy chuẩn lâu dài
• Cho thuê Module xử lý nước thải y tế

Một số dự án xử lý nước thải bệnh viện mà Môi trường HANA đã thực hiện

• Dự án xử lý nước thải Bệnh viện đa khoa Hoàn Hảo
• Dự án xử lý nước thải y tế và xin giấy phép xả thải cho bệnh viện quận 12
• Trạm xử lý nước thải Bệnh viện Bình Dân – Công suất 700 m3/ngày.đêm

Kết Luận

Duy trì tỷ lệ F/M tối ưu cho hệ thống xử lý nước thải bệnh viện là chìa khóa để đạt hiệu quả sinh học cao, tiết kiệm vận hành và tuân thủ pháp luật. Nếu bạn đang gặp khó khăn trong việc vận hành hoặc bùn vi sinh gặp sự cố, hãy liên hệ ngay với Môi trường Hana để được khảo sát và tư vấn miễn phí.