Trong hệ thống xử lý nước thải, chỉ số BOD là chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ và hiệu quả vận hành của từng công đoạn. Việc kiểm soát và tối ưu hiệu suất xử lý BOD đảm bảo hệ thống xử lý nước thải tuân thủ các quy chuẩn xả thải theo QCVN hiện hành. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết hiệu suất xử lý BOD tại từng bước trong chuỗi xử lý nhằm giúp kỹ sư và nhà vận hành hiểu rõ hơn về cơ chế loại bỏ chất hữu cơ cũng như cách cải thiện hiệu quả vận hành hệ thống.
1. Chỉ số BOD là gì?
Chỉ số BOD (Biochemical Oxygen Demand) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải ở điều kiện hiếu khí. Thông thường, BOD được đo trong khoảng 5 ngày (gọi là BOD₅) và được tính bằng mg/L. Đây là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nước thải sinh hoạt, công nghiệp và nước mặt. Nồng độ BOD càng cao chứng tỏ nước càng chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, đồng nghĩa với nguy cơ gây ô nhiễm càng lớn nếu không được xử lý đúng cách.
Trong xử lý nước thải, BOD là một trong những chỉ tiêu chính để kiểm soát hiệu quả hoạt động của các bể sinh học hiếu khí, bùn hoạt tính, hồ sinh học,… Ngoài ra, chúng còn là căn cứ để lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp. Việc kiểm soát tốt chỉ số BOD giúp tiết kiệm năng lượng, tăng hiệu quả xử lý và góp phần bảo vệ nguồn tiếp nhận sau xử lý.
Chỉ số BOD trong xử lý nước thải là gì?
2. Tại sao cần phải biết được hiệu suất BOD trong hệ thống xử lý nước thải
Việc theo dõi hiệu suất xử lý BOD qua từng công đoạn trong hệ thống xử lý nước thải giúp xác định hiệu quả xử lý có hiệu quả không. Đây là yếu tố quan trọng nhằm xác định nguyên nhân gây ra sự cố vận hành hoặc vì sao BOD đầu ra không đạt tiêu chuẩn. Nếu không kiểm soát được hiệu suất theo từng bước, hệ thống có thể hoạt động không hiệu quả, dẫn đến quá tải ở một số công đoạn.
Bên cạnh đó, việc hiểu rõ hiệu suất xử lý BOD tại từng giai đoạn còn giúp tối ưu hóa chi phí vận hành, đưa ra các điều chỉnh hợp lý như thay đổi thời gian lưu nước, tăng cường thổi khí hoặc cải tiến công nghệ,... Đối với các hệ thống có công suất lớn, hiệu suất BOD sẽ đánh giá hiệu quả đầu tư hoặc phục vụ công tác thẩm định – nghiệm thu.
3. Xác định hiệu suất BOD trong từng giai đoạn xử lý nước thải
3.1. Song chắn rác – Tách rác thô
Đây là công đoạn đầu tiên trong hệ thống xử lý nước thải, với mục tiêu giữ lại các vật thể lớn như rác, lá cây, nhựa, vải… tuy không trực tiếp xử lý BOD nhưng lại đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bơm và thiết bị phía sau, tránh tắc nghẽn hoặc hư hỏng.
➡ Hiệu suất xử lý BOD: ~0%, nhưng ảnh hưởng gián tiếp đến sự ổn định toàn hệ thống.
3.2. Bể tách dầu mỡ
Nhiều ngành sản xuất như thực phẩm, bếp công nghiệp, hoặc ngành có dầu nhờn đều chứa lượng lớn BOD không hòa tan, nằm dưới dạng dầu mỡ hoặc chất nổi. Bể tách dầu hoặc hệ thống tuyển nổi sẽ loại bỏ phần BOD này ra khỏi dòng thải.
➡ Hiệu suất xử lý BOD: ~5–15%
3.3. Bể điều hòa
Đây là công đoạn ổn định lưu lượng và tải trọng ô nhiễm trước khi xử lý. Chúng giúp tránh các cú sốc tải lượng BOD (shock-load) vào hệ vi sinh ở công đoạn sau. Dù không trực tiếp làm giảm BOD, bể điều hòa lại rất cần thiết để đảm bảo hiệu quả lâu dài của toàn hệ thống.
➡ Hiệu suất xử lý BOD: 0%, nhưng tăng tính ổn định đầu vào cho hệ vi sinh.
3.4. Keo tụ – Tạo bông – Lắng
Áp dụng cho nước thải có nhiều BOD ở dạng huyền phù khó phân hủy. Hóa chất như phèn nhôm, PAC, polymer được sử dụng để kết tụ các chất này, tạo thành bông cặn và loại bỏ ra ngoài bằng phương pháp lắng.
➡ Hiệu suất xử lý BOD: ~15–25%
3.5. Xử lý sinh học hiếu khí (Aerotank, SBR, AAO, MBBR, MBR...)
Đây là một trong những bước xử lý quan trong nhất trong hệ thống xử lý nước thải. Vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng BOD như nguồn thức ăn, phân hủy chúng thành CO₂, nước và tế bào mới.
Hiệu suất xử lý BOD theo từng công nghệ:
-
Aerotank truyền thống (bùn hoạt tính): ~85–90%
-
SBR / AAO cải tiến: ~90–93%
-
MBBR: ~90–95% (vì có giá thể vi sinh)
-
MBR (màng lọc sinh học): >95% (cao nhất hiện nay)
➡ Hệ vi sinh hoạt động tốt cần đảm bảo tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1, duy trì DO > 2mg/L và không có chất độc ức chế.
3.6. Bể lắng sinh học
Sau khi vi sinh phân hủy BOD, bùn sinh học cần được lắng tách khỏi nước. Nếu bùn không được loại bỏ hiệu quả, phần BOD còn tồn tại trong bùn lơ lửng có thể trôi ra nguồn xả, gây vượt chuẩn.
➡ Hiệu suất xử lý BOD: không trực tiếp, nhưng có ảnh hưởng lớn đến BOD tổng đầu ra.
3.7. Khử trùng (Chlorine, UV, Ozone)
Giai đoạn này không xử lý BOD, nhưng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh. Trong một số trường hợp, chất oxy hóa mạnh như ozone có thể phân hủy thêm một phần nhỏ BOD tồn dư.
➡ Hiệu suất xử lý BOD: gần như 0%, chỉ có tác dụng bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường tiếp nhận.
3.8. Xử lý bổ sung (lọc cát, than hoạt tính, hấp phụ, AOP)
Một số hệ thống yêu cầu chất lượng nước đầu ra rất cao (xả về nguồn loại A hoặc tái sử dụng). Khi đó, các công nghệ lọc bổ sung sẽ loại bỏ BOD tồn dư còn lại.
➡ Hiệu suất xử lý bổ sung: ~2–5%
Tổng hợp về dự tính hiệu suất xử lý BOD trong khi qua các công đoạn
|
Giai đoạn |
Hiệu suất ước lượng |
|
Tiền xử lý (cơ học – hóa lý) |
10–30% |
|
Xử lý sinh học |
85–95% |
|
Sau xử lý (lọc, khử trùng) |
2–5% |
|
Tổng thể toàn hệ thống |
90–98% tùy thiết kế, tải lượng và vận hành |
Hiểu rõ hiệu suất xử lý BOD qua từng công đoạn trong hệ thống xử lý nước thải là cơ sở để kiểm soát chất lượng nước thải ở từng giai đoạn và đảm bảo được nước đầu ra cuối cùng. Với áp lực ngày càng cao về môi trường và yêu cầu tái sử dụng nước, việc tối ưu hiệu suất xử lý BOD không còn là lựa chọn, mà là yêu cầu bắt buộc đối với các đơn vị vận hành và chủ đầu tư. Nếu cần tư vấn chuyên sâu về thiết kế hoặc cải tạo hệ thống xử lý nước thải, đừng ngần ngại liên hệ với Đại Nam để được hỗ trợ kịp thời.
