1. Ý nghĩa của giai đoạn nuôi cấy

Trong các hệ thống xử lý sinh học (Aerotank, SBR, MBR…), giai đoạn nuôi cấy vi sinh quyết định chất lượng bùn hoạt tính và hiệu quả xử lý.

  • Nếu nuôi cấy tốt → hệ vi sinh khỏe, bông bùn lắng tốt, hiệu suất ổn định.

  • Nếu nuôi cấy kém → bùn khó lắng, hiệu quả xử lý thấp, dễ bị sốc tải.

Ở giai đoạn đầu, phải đảm bảo tỷ lệ COD:N:P ≈ 100:5:1 để nuôi dưỡng vi sinh phát triển. Khi hệ đã đủ sinh khối, cần hướng đến xử lý Nitơ và Phospho hiệu quả với COD/N > 4–6 và COD/P > 20.

2. Quy trình nuôi cấy vi sinh từ bùn mồi

Bước 1. Chuẩn bị

  • Chọn bùn mồi từ nhà máy có tính chất tương tự, bùn hiếu khí, không thối.

  • Bổ sung dinh dưỡng (ure, DAP) để đạt COD:N:P ≈ 100:5:1.

Bước 2. Thích nghi ban đầu (0–3 ngày)

  • Nạp nước thải loãng (COD ~ 200–300 mg/L).

  • Duy trì DO ~1.5–2 mg/L.

  • Tải trọng hữu cơ thấp.

Bước 3. Tăng trưởng (4–14 ngày)

  • Tăng dần COD đầu vào lên mức thiết kế.

  • Duy trì DO 2–3 mg/L.

  • Bông bùn bắt đầu hình thành, hiệu suất COD/BOD đạt 60–70%.

Bước 4. Ổn định (sau 2–4 tuần)

  • Tải trọng đạt thiết kế.

  • Xả bùn dư (WAS), tuần hoàn bùn (RAS) theo SRT.

  • Hiệu suất COD/BOD ≥ 80%, NH₄⁺ và PO₄³⁻ giảm rõ rệt.

3. Bảng đánh giá sự ổn định của hệ vi sinh

Nhóm chỉ tiêu Tiêu chí theo dõi Ngưỡng/biểu hiện ổn định Ý nghĩa
Quan sát màu – mùi Màu bùn Nâu đất → nâu sẫm, đồng nhất Vi sinh hiếu khí phát triển
  Mùi Mùi đất/mốc nhẹ, không hôi Hệ hiếu khí chiếm ưu thế
  Bọt Ít bọt trắng, không kéo dài Hô hấp hiếu khí ổn định
Bông bùn (flocs) Hình thái Bông bùn chặt, dễ lắng Hệ vi sinh cân bằng
Chỉ số bùn SV30 20–30% thể tích sau 30 phút Bùn lắng vừa phải
  SVI 80–150 mL/g Ổn định; >200 bulking; <60 bùn đặc
Sinh khối MLSS 2.000–4.000 mg/L (tùy thiết kế) Đủ mật độ xử lý
  MLVSS/MLSS 65–75% Vi sinh sống chiếm đa số
Hiệu suất xử lý COD, BOD₅ Giảm ≥ 70–80% Vi sinh phân hủy ổn định
  NH₄⁺ Giảm rõ rệt Nitrifiers hoạt động
  PO₄³⁻ Xu hướng giảm PAOs phát triển
Kính hiển vi Đa dạng loài Có ciliates, rotifers Sinh thái cân bằng
  Filamentous Không chiếm ưu thế Hạn chế bulking

Khi ≥ 80% tiêu chí đạt ngưỡng → hệ vi sinh được coi là ổn định.

4. Kết luận

  • Tỷ lệ COD:N:P = 100:5:1 áp dụng cho giai đoạn nuôi cấy để vi sinh phát triển cân bằng.

  • Khi hệ đã ổn định, để đạt xử lý N & P cần: COD/N > 4–6 và COD/P > 20.

  • Đánh giá sự ổn định dựa trên màu – mùi, chỉ số bùn (SVI, SV30), hiệu suất xử lý và quan sát vi sinh dưới kính hiển vi.