Giá thể vi sinh: Vai trò và ứng dụng trong xử lý nước thải

Trong công nghệ sinh học xử lý nước thải, giá thể vi sinh đóng vai trò quan trọng giúp vi sinh vật phát triển mạnh, tăng khả năng phân hủy chất hữu cơ và cải thiện hiệu quả hệ thống. Cùng Môi Trường Song Phụng tìm hiểu nguyên lý hoạt động, các loại giá thể phổ biến và cách chọn sản phẩm phù hợp nhất.

Giá thể vi sinh là gì?

Giá thể vi sinh là vật liệu tạo điều kiện cho vi sinh vật bám dính, phát triển thành lớp màng sinh học, hỗ trợ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải và loại bỏ các chất ô nhiễm hiệu quả.

Có nhiều loại giá thể nuôi vi sinh với cấu trúc và chất liệu khác nhau, từ dạng rắn, dạng sợi đến dạng tổ ong. Mỗi loại đều có đặc điểm riêng, nhưng điểm chung là tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, giúp tối ưu hiệu suất xử lý sinh học.

Nguyên lý hoạt động của giá thể vi sinh như thế nào?

Giá thể hỗ trợ vi sinh vật giúp vi sinh vật bám vào bề mặt, hình thành màng sinh học (biofilm) và tiến hành quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải thành các chất đơn giản hơn như nước (H2O), khí cacbonic (CO2) và các chất khoáng. Quá trình này gồm 4 giai đoạn chính diễn ra như sau:

• Giai đoạn bám dính: Vi sinh vật bắt đầu bám vào bề mặt giá thể, hình thành một lớp màng mỏng.
• Giai đoạn phát triển: Vi sinh vật sinh sôi, lớp màng dày lên, tăng cường khả năng phân hủy sinh học.
• Giai đoạn ổn định: Khi mật độ vi sinh vật đạt mức tối đa, quá trình phân hủy đạt hiệu suất cao nhất.
• Giai đoạn bong tróc: Một phần vi sinh vật tách khỏi giá thể, chất hữu cơ bị phân hủy thành nước và khí CO₂.

Quá trình này diễn ra liên tục và đảm bảo xử lý nước thải hiệu quả mà không cần mở rộng bể sinh học.

>>> Tìm hiểu thêm: Hướng dẫn xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn đạt tiêu chuẩn môi trường

Tầm quan trọng của giá thể vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải

Trong các hệ thống xử lý nước thải sinh học, giá thể nuôi vi sinh là yếu tố không thể thiếu. Chúng giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, tạo điều kiện tối ưu để vi khuẩn hoạt động mạnh mẽ. Nhờ đó, hiệu suất xử lý chất hữu cơ được nâng cao, giảm thời gian và chi phí vận hành.

Ưu điểm 

• Tăng diện tích tiếp xúc: Giúp vi sinh vật có nhiều không gian bám dính và hoạt động mạnh mẽ hơn.
• Xử lý hiệu quả các hợp chất hữu cơ: Nhờ sự phát triển của vi sinh vật trên giá thể, nước thải được làm sạch nhanh chóng.
• Tiết kiệm diện tích: Không cần mở rộng bể sinh học, phù hợp với các hệ thống xử lý có quy mô nhỏ.
• Giảm lượng bùn thải: So với phương pháp bùn hoạt tính truyền thống, giá thể vi sinh giúp giảm bùn dư đáng kể.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Một số loại giá thể có giá thành cao hơn so với phương pháp bùn hoạt tính.
• Cần bảo trì định kỳ: Lớp màng sinh học quá dày có thể làm giảm hiệu suất xử lý, cần vệ sinh giá thể để duy trì hoạt động ổn định.
• Không phù hợp với tất cả loại nước thải: Một số loại nước thải có nồng độ chất ô nhiễm quá cao có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của giá thể vi sinh.

Tham khảo một số loại giá thể vi sinh được sử dụng phổ biến hiện nay

Hiện nay, có nhiều loại giá thể vi sinh được ứng dụng trong hệ thống xử lý nước thải, mỗi loại có đặc điểm và ưu điểm riêng.

Giá thể vi sinh MBBR

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là loại giá thể di động, có dạng viên nhỏ hoặc hình cầu. Chúng giúp vi sinh vật bám dính và phân hủy sinh học hiệu quả hơn bùn hoạt tính truyền thống. Điểm đặc biệt của giá thể này là chúng liên tục di chuyển trong bể xử lý, giúp vi khuẩn tiếp xúc đều với nước thải, từ đó tối ưu quá trình phân hủy chất hữu cơ.

>>> Đọc thêm: Chế phẩm vi sinh xử lý nước thải là gì? Giải pháp thân thiện với môi trường

Giá thể vi sinh dạng sợi

Giá thể vi sinh dạng sợi thường được làm từ nhựa tổng hợp, có khả năng giữ lại vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí. Nhờ thiết kế dạng sợi, giá thể này giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, đồng thời ổn định số lượng vi khuẩn trong hệ thống.

Giá thể vi sinh dạng cầu

Loại giá thể này có hình cầu với nhiều lỗ nhỏ, giúp vi sinh vật dễ dàng bám vào và sinh trưởng. Ưu điểm của loại giá thể dạng cầu vi sinh là khả năng chịu lực tốt, ít bị tắc nghẽn và dễ dàng vệ sinh, bảo trì.

Giá thể vi sinh dạng tổ ong

Giá thể dạng tổ ong có cấu trúc cố định, giúp tối ưu hóa diện tích bề mặt cho vi sinh vật sinh trưởng. Loại giá thể này thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn, giúp tăng cường hiệu quả phân hủy chất hữu cơ mà không cần mở rộng bể xử lý.

Các tiêu chí lựa chọn giá thể vi sinh phù hợp hệ thống xử lý nước thải

Khi lựa chọn giá thể xử lý sinh học, bạn cần xem xét các tiêu chí sau để đảm bảo hiệu suất xử lý tốt nhất:

• Độ tinh khiết: Giá thể vi sinh cần đảm bảo không chứa tạp chất, tránh gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải và hệ sinh thái vi sinh vật.
• Đặc tính vật lý: Các yếu tố như kích thước, độ bền, khả năng bám dính vi sinh vật ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả hoạt động của giá thể.
• Sự ổn định: Giá thể cần chịu được biến đổi môi trường như thay đổi nhiệt độ, pH, và các hóa chất có trong nước thải.
• Khả năng tái sử dụng: Một số loại giá thể có thể tái sử dụng nhiều lần, giúp giảm chi phí vận hành và tăng tính bền vững của hệ thống.
• Hiệu suất sinh học: Giá thể cần hỗ trợ tốt cho vi sinh vật phát triển và thực hiện quá trình phân hủy chất hữu cơ hiệu quả.
• Tính ứng dụng: Giá thể nuôi vi sinh phải dễ lắp đặt, bảo trì và phù hợp với công nghệ xử lý nước thải hiện tại.

Giá thể vi sinh là giải pháp tối ưu giúp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải, tiết kiệm diện tích và chi phí vận hành. Việc lựa chọn loại giá thể phù hợp với từng hệ thống xử lý nước thải là điều quan trọng để đảm bảo quá trình vận hành hiệu quả. Nếu bạn đang tìm kiếm một phương pháp xử lý nước thải bền vững, hãy liên hệ ngay với Môi Trường Song Phụng để được hỗ trợ chi tiết.

>>> Xem thêm: 

• Hóa chất xử lý nước được sử dụng xử lý nước thải giúp bảo vệ nguồn nước và môi trường
• Tham khảo máy lọc nước uống gia đình chính hãng tại Môi Trường Song Phụng