Giá thể vi sinh là gì? Các ưu, nhược điểm của các loại giá thể

Trong lĩnh vực xử lý nước thải, giá thể vi sinh là một thuật ngữ quen thuộc bởi nó được sử dụng rất phổ biến. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu giá thể vi sinh là gì, nguyên lý hoạt động của giá thể vi sinh ra sao và có những loại giá thể phổ biến nào. Nếu bạn cũng đang thắc mắc về giá thể vi sinh là gì, hãy theo dõi ngay bài viết dưới đây của chúng tôi nhé.

Giá thể vi sinh là gì?

Trong phương pháp xử lý sinh học, giá thể vi sinh là một loại vật liệu được bổ sung vào quá trình xử lý nước thải nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa vi sinh với nước thải. Qua đó làm gia tăng sinh khối để thúc đẩy quá trình phân hủy sinh học diễn ra được nhanh chóng hơn.

Sử dụng giá thể vi sinh trong xử lý nước thải giúp tăng hiệu suất của quá trình phân hủy sinh học, làm giảm lượng bùn thải được sinh ra, đồng thời làm giảm mùi hôi do sự phân hủy sinh học của các hợp chất hữu cơ trong nước thải.

Nguyên lý hoạt động của giá thể vi sinh trong xử lý nước thải

Dựa vào diện tích tiếp xúc, giá thể vi sinh sẽ dính bám trên bề mặt để tạo thành lớp màng nhầy có tác dụng phân hủy sinh học. Sự phát triển của màng vi sinh vật sẽ tiêu thụ các cơ chất có trong nước thải và giúp làm sạch nước.

Quá trình xử lý nước thải của giá thể vi sinh có thể được chia thành 4 giai đoạn sau:

1 – Giai đoạn kết dính ban đầu

Đây là quá trình vi sinh vật bám vào bề mặt của giá thể tạo thành lớp màng để phát triển.

2 – Giai đoạn phát triển

Vi sinh vật bắt đầu phát triển trên lớp màng và bắt đầu phân hủy sinh học cơ chất có trong nước thải.

3 – Giai đoạn trưởng thành

Đây là giai đoạn vi sinh vật đã phát triển mạnh khiến lớp màng dày lên, giúp tăng hiệu suất phân hủy lên cao. Lượng cơ chất đưa vào trong giai đoạn này phải đủ cho quá trình trao đổi chất, nếu không sinh khối sẽ bị suy giảm và lớp màng cũng mỏng dần để đảm bảo mức cân bằng mới giữa cơ chất và sinh khối.

4 – Giai đoạn phân tán

Khi đã phát triển đến một độ dày nhất định, lớp màng không thể dày thêm nữa và nó sẽ trở nên ổn định. Lúc này, vi sinh vật sẽ tróc ra khỏi bề mặt của giá thể. Sự trao đổi chất diễn ra đã phân hủy chất hữu cơ thành cacbonic và nước.

Trong giai đoạn này, lượng sinh khối không thay đổi do chiều dày lớp màng không thay đổi. Lượng chất hữu cơ phải đủ cho quá trình trao đổi chất, nếu không vi sinh vật sẽ bắt đầu phân hủy nội bào để cân bằng với cơ chất và sinh khối vì nó đang bị thiếu chất dinh dưỡng.

4 giai đoạn trên diễn ra cùng lúc và xen kẽ với nhau giúp quá trình phân hủy sinh học diễn ra liên tục và nước thải được làm sạch nhanh chóng. Quá trình phân hủy nội bào và quá trình trao đổi chất diễn ra đồng thời đã khiến tốc độ phát triển của màng vi sinh cân bằng với tốc độ suy giảm của nó (do sự phân huỷ nội bào)

Các loại giá thể vi sinh được sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải

Đệm vi sinh MBBR

Đệm vi sinh MBBR là loại giá thể vi sinh di động có dạng viên xe. Khi thiết kế bể MBBR, loại giá thể này có thể xoay chuyển liên tục và khuếch tán khắp nơi trong bể sinh học. Đặc biệt, đệm vi sinh MBBR còn có thể chuyển động trong lòng bể một cách dễ dàng do tỷ trong của nó nhỏ hơn nước.

Ưu điểm

• Có khả năng bám dính cao, kích thước nhỏ và không chiếm nhiều không gian trong bể.
• Cấu trúc bề mặt lớn với diện tích bề mặt rộng trên 500m2/m3, giúp đảm bảo mật độ vi sinh bám dính cao.
• Thích hợp với nhiều hình dạng bể và có thể dùng cho cả bể hiếu khí, kị khí và thiếu khí.
• Làm bằng nhựa HDPE cao cấp nên có độ bền cao.
• Tỷ trọng nhẹ hơn nước nên có thể lơ lửng và chuyển động trong nước khi được thổi khí.
• Không tốn thời gian và chi phí làm khung đỡ.
• Mật độ giá thể tối ưu trong bể là khoảng 25 – 50% và không được vượt quá 67%.

Nhược điểm

• Sau một thời gian sử dụng, giá thể sẽ bị bùn bám vào và không còn khả năng lơ lửng như ban đầu.
• Lượng nước thải vượt tải giá thể bị trôi nên khó thu hồi.

Cách lắp đặt trong bể xử lý nước thải

Bạn chỉ cần đổ trực tiếp đệm vi sinh MBBR vào bể sinh học đang sục khí là giá thể sẽ tự động phân tán đều khắp nơi trong bể. Lưu ý là thể tích giá thể chỉ được chiếm 50 – 60% thể tích của bể sinh học cần xử lý và trước khi đổ giá thể vào bể vi sinh, bạn cần chế tạo lớp lưới chắn để ngăn không cho giá thể chui vào ống dẫn sang bể lắng.

Sau 25 – 30 ngày vận hành, lớp màng vi sinh bám dính sẽ được hình thành trên giá thể và nước sẽ được xử lý tốt nhất.

Đệm vi sinh dạng sợi

Đây là loại giá thể vi sinh dạng sợi nhựa tổng hợp có giá thành rẻ và được sản xuất tại nhiều công ty ở Việt Nam. Loại giá thể này rất dễ lắp đặt và có thể dùng với mọi diện tích của bể xử lý.

Ưu điểm

• Có độ bền cao, cụ thể là trên 5 năm.
• Tải trọng cao nên có thể xử lý được lượng nước thải lớn.
• Có thể tái sử dụng và làm vệ sinh dễ dàng.
• Dòng chảy được lưu thông thường xuyên mà không bị tắt nghẽn.
• Dễ lắp đặt, vận hành, sửa chữa.

Nhược điểm

Phải lắp đặt khung treo giá thể.

Cách lắp đặt trong bể xử lý nước thải

Đầu tiên, bạn cần gia cố 2 thanh đỡ vào 2 bên thành bể. Trên các thanh đỡ này, bạn cần đục các lỗ nhỏ, mỗi lỗ cách nhau khoảng 20 – 30cm. Tiếp đó là kết nối 2 bên thành bể với nhau bằng dây cước hoặc dây inox hoặc lắp đặt khung đỡ vào 2 bên thành bể. Sau đó cột giá thể lên khung đỡ hoặc các đường dây rồi cho nước vào bể chứa để hệ thống được vận hành.

Đệm vi sinh tổ ong

Đây là loại giá thể vi sinh cố định dạng tấm được sử dụng trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, kết hợp với quá trình sinh học hiếu khí hoặc kỵ khí.

Ưu điểm

• Có độ dày đồng nhất và có tính thẩm mỹ cao.
• Tốc độ lưu thông khí và tốc độ lưu thông nước lớn.
• Có độ bám dính vi sinh khá cao.
• Chống chịu được hoá chất ăn mòn.
• Dễ dàng vận chuyển và lắp đặt
• Sử dụng được cho quá trình sinh học trong bể thiếu khí và hiếu khí.

Nhược điểm

• Tốn thời gian và chi phí làm khung đỡ
• Tuổi thọ ngắn, chỉ khoảng 2- 3 năm.
• Độ dày kém nên khá dễ rách và chỉ dùng được 1 lần.
• Thích hợp với bể có công suất 5 – 1000m3
• Khó rửa ngược và khi bị bùn bám nhiều, giàn khung có thể bị sập.

Cách lắp đặt trong bể xử lý nước thải

• Dán các tấm giá thể lại với nhau bằng keo dán rồi khớp chúng lại thành các khối giá thể có kích thước dài x rộng x cao là 1,0 x 0,5 x 0,5m.
• Lắp đặt khung đỡ phía dưới cho giá thể và phải đảm bảo rằng nó chịu được áp suất 1,0 – 1,5 bar.
• Lắp đặt các khối giá thể đã dán trước đó vào bể sao cho các khối này xếp chồng lên nhau, trong đó chiều cao thì tùy theo thiết kế (1 – 2m) còn chiều rỗng thì đặt dọc bể để khí và nước thoát lên dễ dàng.
• Lắp đặt khung đỡ giá thể ở phía trên.

Giá thể vi sinh dạng cầu

Đây là một loại giá thể vi sinh di động thường được dùng trong các bể xử lý sinh học hiếu khí. Bằng cách tận dụng lưu lượng sục khí, giá thể sẽ di chuyển khắp nơi trong bể và làm tăng sự tiếp xúc giữa nước thải với vi sinh.

Ưu điểm

• Có khả năng chịu được tải trọng sục khí lớn và áp suất cao.
• Độ đền cao (>5 năm).
• Thích với nhiều loại nước thải.
• Diện tích tiếp xúc lớn và tốc độ bám dính cao.
• Đi tới được các góc chết trong bể vi sinh giúp làm tăng khả năng tiếp xúc giữa nước thải với vi sinh.
• Dễ dàng thi công, lắp đặt và phù hợp với mọi kích thước bể.

Cách lắp đặt trong bể xử lý nước thải

Cách lắp đặt tương tự giá thể MBBR. Tuy nhiên, loại giá thể này cần khoảng 30 – 45 ngày để tạo thành lớp màng vi sinh bám dính.

Đệm biochip

Đệm biochip nhập khẩu từ Đức được sử dụng cho các hệ thống có mức đầu tư cao trong ngành xử lý nước thải công nghiệp như dược phẩm, hóa chất, in ấn, xi mạ, dệt nhuộm, luyện kim, chế biến thực phẩm…

Ưu điểm

• Có sự đồng nhất về độ dày.
• Tốc độ lưu thông của nước đều và cao.
• Mật độ vi sinh xử lý trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn so với bể thổi khí thông thường nên hiệu quả xử lý chất hữu cơ cũng cao hơn.
• Vi sinh xử lý được nhóm thành các vi sinh khác nhau và chúng phát triển giữa các lớp màng vi sinh. Nhờ đó mà các lớp màng sinh học được phát triển theo xu hướng tập trung vào những chất hữu cơ chuyên biệt.
• Có khả năng chịu được các chất hoà tan trong nước.

Nhược điểm

Giá thành cao

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều đơn vị cung cấp giá thể vi sinh. Vậy nên bạn cần lưu ý lựa chọn những đơn vị uy tín để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Hy vọng rằng bài viết về giá thể vi sinh là gì đã giúp ích cho các bạn. Nếu bạn đang quan tâm máy lọc nước RO công nghiệp, hãy liên hệ ngay với Primer bạn nhé.