Trong quá trình hoạt động của hệ thống xử lý nước thải, hiện tượng bùn nổi trong bể lắng là một trong những sự cố kỹ thuật thường gặp nhưng dễ bị bỏ qua.Tình trạng này còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước đầu ra và hiệu suất toàn hệ thống. Việc hiểu rõ nguyên nhân và áp dụng biện pháp khắc phục kịp thời là điều cần thiết để đảm bảo vận hành ổn định và tuân thủ quy chuẩn xả thải.
1. Hiện tượng bùn nổi là gì?
Bùn nổi trong bể lắng là hiện tượng lớp bùn sau khi đã lắng xuống đáy lại nổi ngược trở lên mặt nước, tạo thành các mảng bùn lơ lửng hoặc nổi váng trên bề mặt. Đây là một dấu hiệu bất thường trong quá trình lắng – tách pha rắn-lỏng của hệ thống xử lý nước thải. Hiện tượng này có thể xảy ra ở cả bể lắng sơ cấp và thứ cấp, và đặc biệt thường gặp trong các hệ thống sử dụng công nghệ bùn hoạt tính.
Dấu hiệu dễ nhận biết là trên bề mặt bể lắng xuất hiện nhiều mảng bùn nổi dày, nước đục, có thể kèm theo mùi khó chịu hoặc sủi bọt nhẹ. Khi xảy ra hiện tượng này, hiệu suất tách pha rắn – lỏng giảm đáng kể. Các chất rắn lơ lửng và cặn sinh học không được loại bỏ triệt để, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước đầu ra. Nếu kéo dài, tình trạng bùn nổi còn có thể gây quá tải cho các công đoạn xử lý sau, dẫn đến vi phạm quy chuẩn xả thải và phát sinh chi phí vận hành do phải xử lý lại hoặc tăng cường khử trùng.
Bùn nổi là hiện tượng bất thường xuất hiện trong hệ thống xử lý nước thải
2. Phân biệt bùn nổi sinh học và bùn nổi cơ học
-
Bùn nổi do sinh học: Xuất phát từ các yếu tố sinh học như quá trình lên men yếm khí trong bể lắng tạo ra khí (CH₄, H₂S), làm bùn nhẹ và nổi lên. Ngoài ra, sự phát triển mạnh của vi sinh vật dạng sợi khiến bùn không thể lắng mà tích tụ trên bề mặt nước.
-
Bùn nổi do cơ học hoặc vận hành sai: Do các yếu tố vật lý và kỹ thuật như xáo trộn dòng chảy trong bể lắng, rò rỉ khí từ hệ thống sục khí hoặc bố trí thiết bị thu bùn không hợp lý. Những yếu tố này làm gián đoạn dòng lắng tự nhiên, gây cuốn nổi bùn lên mặt nước.
3. Các nguyên nhân chính gây ra bùn nổi
3.1 Do vi sinh vật phát triển vượt mức
Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây hiện tượng bùn nổi là do sự phát triển vượt mức của vi sinh vật dạng sợi. Khi hệ thống thiếu cân bằng dinh dưỡng – đặc biệt là thiếu nitơ (N) hoặc phospho (P) – sẽ làm giảm tỉ lệ F/M (food to microorganism), khiến các loại vi khuẩn dạng sợi có điều kiện phát triển mạnh. Loại vi sinh này không dễ lắng mà thường nổi lơ lửng, tạo thành màng bùn trên mặt nước trong bể lắng.
3.2 Quá trình lên men kỵ khí
Khi bùn lưu lại quá lâu trong bể lắng, đặc biệt là ở đáy bể không được hút thường xuyên, điều kiện kỵ khí có thể hình thành. Vi khuẩn kỵ khí bắt đầu phân hủy các chất hữu cơ trong bùn, tạo ra khí như metan (CH₄) và hydro sulfide (H₂S). Các bọt khí này bám vào bông bùn, khiến bùn nhẹ và nổi lên mặt nước, gây ra tình trạng bùn nổi và mùi hôi khó chịu.
3.3 Tạo bông keo tụ kém
Hiện tượng keo tụ – tạo bông kém là nguyên nhân kỹ thuật dễ bỏ sót. Nếu pH không nằm trong vùng tối ưu (thường từ 6.5–7.5), hoặc nhiệt độ nước quá thấp, quá trình tạo bông sẽ không hiệu quả. Bên cạnh đó, liều lượng hóa chất như PAC, phèn nhôm hoặc polymer không phù hợp cũng dẫn đến việc bông không đủ trọng lượng để lắng. Khi đó, các hạt keo và bùn lơ lửng dễ bị cuốn nổi theo dòng.
3.4 Tốc độ dòng chảy quá cao hoặc quá thấp
Trong thiết kế và vận hành hệ thống, nếu tốc độ dòng chảy vào bể lắng quá cao, nó sẽ gây ra xáo trộn dòng và cuốn theo bùn lên mặt nước. Ngược lại, nếu dòng chảy quá chậm, dòng xoáy nhẹ có thể khiến bùn không đủ lực để lắng hoàn toàn mà vẫn lơ lửng trong nước. Cả hai trường hợp đều làm giảm hiệu quả tách bùn, dẫn đến hiện tượng bùn nổi rõ rệt.
3.5 Sự cố vận hành, thiếu tuần hoàn hoặc rút bùn định kỳ
Việc không hút bùn đáy định kỳ hoặc thiếu dòng tuần hoàn bùn về bể hiếu khí sẽ dẫn đến việc bùn lưu lại quá lâu trong bể lắng. Khi bùn bị nén chặt, điều kiện yếm khí xảy ra và gây nổi bùn như đã nêu ở trên. Ngoài ra, các lỗi như mất điện đột ngột, sự cố bơm hoặc hư hỏng cơ cấu cào bùn cũng là tác nhân gây tích tụ và nổi bùn.
Tổng hợp các nguyên do gây ra hiện tượng bùn nổi
4. Biện pháp khắc phục và phòng ngừa
-
Kiểm soát tải trọng và lưu lượng vào hệ thống: Duy trì lưu lượng đầu vào ổn định, tránh sốc tải đột ngột (tăng nhanh lưu lượng hoặc nồng độ), đặc biệt trong các thời điểm cao điểm như mưa lớn hoặc xả thải tập trung.
-
Điều chỉnh F/M và tỉ lệ dinh dưỡng: Đảm bảo tỷ lệ C:N:P phù hợp (thường 100:5:1), đặc biệt cần bổ sung nitơ và phospho nếu thiếu để tránh vi sinh vật yếu và phát triển dạng sợi bất lợi.
-
Tăng tần suất hút bùn đáy bể lắng: Thực hiện hút bùn định kỳ nhằm tránh tình trạng lưu bùn quá lâu trong bể lắng gây kỵ khí hóa và sinh khí làm bùn nổi.
-
Sử dụng hóa chất điều chỉnh hoặc polymer hỗ trợ: Áp dụng PAC, phèn nhôm hoặc polymer tạo bông để tăng khả năng kết dính và trọng lượng của bông bùn, giúp bùn dễ lắng hơn.
-
Theo dõi và kiểm soát vi sinh vật dạng sợi: Giám sát mật độ vi sinh sợi qua kính hiển vi, có thể sử dụng vi sinh đối kháng hoặc điều chỉnh điều kiện pH, oxy hòa tan (DO), tải trọng hữu cơ để hạn chế sự phát triển của chúng.
Bùn nổi trong bể lắng tuy không phải là sự cố hiếm gặp, nhưng nếu không xử lý đúng cách có thể gây ra nhiều hệ lụy nghiêm trọng cả về kỹ thuật lẫn chi phí vận hành. Việc kiểm soát chặt chẽ tải trọng, duy trì cân bằng dinh dưỡng, định kỳ hút bùn và giám sát hệ vi sinh là những giải pháp nền tảng giúp ngăn chặn và xử lý hiệu quả hiện tượng này. Chủ động phát hiện và phòng ngừa sớm sẽ giúp hệ thống xử lý vận hành bền vững, ổn định và tiết kiệm chi phí lâu dài.
