COD đầu ra cao: nguyên nhân và cách khắc phục

COD đầu ra cao nghĩa là nước thải sau xử lý vẫn còn lượng chất có thể bị oxy hóa vượt giới hạn cho phép trong giấy phép môi trường. Nguyên nhân thường rơi vào bốn nhóm: tải lượng đầu vào vượt thiết kế, bể sinh học hoạt động kém (thiếu oxy, vi sinh yếu, bùn trôi), COD khó phân hủy sinh học và khâu tách cặn không đạt. Khắc phục đúng đòi hỏi khoanh vùng nguyên nhân bằng số liệu, thay vì chỉ tăng hóa chất hay tăng thổi khí.

Hiểu đúng về COD trước khi xử lý

COD (Chemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy hóa học) đo tổng lượng chất có thể bị oxy hóa bằng hóa chất mạnh, bao gồm cả chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học lẫn chất khó phân hủy. Vì vậy cần phân biệt:

• COD hòa tan và COD dạng hạt: COD dạng hạt nằm trong bùn, cặn lơ lửng; COD hòa tan nằm trong nước đã lọc.
• COD dễ và khó phân hủy sinh học: tỷ lệ BOD₅/COD thấp cho thấy phần lớn COD khó phân hủy bằng vi sinh.

Một mẹo đơn giản: lấy mẫu nước đầu ra, đo COD mẫu nguyên và COD mẫu đã lọc qua giấy lọc. Nếu COD mẫu lọc giảm mạnh, vấn đề chính nằm ở cặn lơ lửng – tức khâu lắng. Nếu COD mẫu lọc vẫn cao, vấn đề nằm ở COD hòa tan – tức khâu sinh học hoặc bản chất nước thải.

Nhóm nguyên nhân 1: Tải lượng đầu vào vượt thiết kế

• Nhà máy tăng công suất, thêm dây chuyền nhưng trạm xử lý giữ nguyên.
• Xả dồn nước thải đậm đặc: dung dịch tẩy rửa, sản phẩm lỗi, dịch lên men, nước rửa bồn.
• Bể điều hòa nhỏ hoặc không khuấy trộn, không san bằng được tải.

Cách nhận biết: COD đầu vào và lưu lượng tăng rõ so với số liệu thiết kế; COD đầu ra tăng cùng lúc với lịch sản xuất cao điểm.

Khắc phục: kiểm soát xả thải tại nguồn, tách dòng đậm đặc để xử lý riêng hoặc thu gom như chất thải, tăng thể tích điều hòa, xem xét nâng cấp bằng bể kỵ khí hoặc giá thể MBBR.

Nhóm nguyên nhân 2: Bể sinh học hoạt động kém

Thiếu oxy

DO trong bể hiếu khí thấp kéo dài khiến vi sinh không đủ oxy để phân hủy chất hữu cơ. Nguyên nhân: máy thổi khí yếu, đĩa phân phối khí tắc, tải tăng.

Vi sinh yếu hoặc bị sốc

Nồng độ bùn MLSS thấp, bùn màu nhạt, bông nhỏ; hoặc vi sinh bị ức chế do pH bất thường, chất độc, chất tẩy rửa, nhiệt độ cao.

Thiếu dinh dưỡng

Nước thải giàu carbon nhưng thiếu nitơ, photpho (thường gặp ở nước thải đường, tinh bột, giấy) khiến vi sinh phát triển kém, dễ sinh bùn khó lắng.

Thời gian lưu không đủ

Lưu lượng tăng làm thời gian lưu nước trong bể giảm, vi sinh không kịp xử lý.

Nhóm nguyên nhân 3: COD khó phân hủy sinh học

Một số nước thải chứa thuốc nhuộm, chất hoạt động bề mặt, dung môi, hợp chất phenol, lignin, phụ gia hóa chất... Phần COD này đi qua bể sinh học gần như không đổi. Dấu hiệu: bể sinh học vận hành tốt (DO đủ, bùn khỏe, lắng tốt) nhưng COD đầu ra vẫn cao và tỷ lệ BOD₅/COD đầu ra rất thấp.

Khắc phục: bổ sung xử lý bậc cao như keo tụ – tạo bông sau sinh học, oxy hóa nâng cao (Fenton, ozone), hấp phụ than hoạt tính; đồng thời tìm cách giảm chất khó phân hủy tại nguồn.

Nhóm nguyên nhân 4: Khâu lắng, tách cặn không đạt

• Bùn khó lắng, bùn nổi, bùn trôi theo nước ra.
• Bể lắng quá tải thủy lực, máng thu không cân bằng.
• Không xả bùn dư, lớp bùn trong bể lắng dày lên sát máng.

Lúc này COD đầu ra cao chủ yếu do COD dạng hạt. Cải thiện khả năng lắng của bùn và vận hành bể lắng thường cho kết quả nhanh.

Quy trình khoanh vùng nguyên nhân 5 bước

1. Thu thập số liệu 2–4 tuần gần nhất: lưu lượng, COD vào – ra, DO, pH, MLSS, SV30, lượng hóa chất.
2. Lấy mẫu theo tuyến: sau điều hòa, sau từng bể sinh học, sau lắng, đầu ra cuối.
3. Đo COD mẫu nguyên và mẫu lọc tại từng điểm để biết COD bị giữ lại hay đi qua ở công đoạn nào.
4. Kiểm tra vi sinh: SV30, màu bùn, soi kính hiển vi nếu có điều kiện.
5. Đối chiếu với lịch sản xuất: tìm thời điểm COD tăng trùng với hoạt động nào của nhà máy.

Bảng tra nhanh: dấu hiệu và hướng xử lý

Biện pháp ngắn hạn khi COD đột ngột vượt chuẩn

• Giảm lưu lượng cấp vào bể sinh học, tận dụng tối đa dung tích bể điều hòa.
• Tăng cấp khí để duy trì DO ổn định.
• Kiểm tra và ngăn nguồn xả bất thường từ xưởng sản xuất.
• Châm thêm hóa chất keo tụ ở khâu xử lý bậc ba (nếu có) như giải pháp tạm thời.
• Ghi nhận sự cố và thông báo theo quy định nếu ảnh hưởng đến chất lượng nước xả thải.

Câu hỏi thường gặp

Tăng thổi khí có giảm được COD không?

Chỉ hiệu quả khi nguyên nhân là thiếu oxy. Nếu COD cao do COD khó phân hủy hoặc bùn trôi, tăng thổi khí không giải quyết được, thậm chí làm vỡ bông bùn.

Bổ sung men vi sinh có giúp giảm COD?

Có thể hỗ trợ khi vi sinh bị sốc hoặc mới khởi động. Nhưng nếu nguyên nhân gốc là quá tải hay chất ức chế, men vi sinh bổ sung cũng sẽ bị ảnh hưởng tương tự.

COD đầu ra dao động mạnh giữa các ngày là do đâu?

Thường do đầu vào biến động và bể điều hòa không đủ khả năng san bằng, hoặc do cách lấy mẫu (mẫu đơn vào thời điểm khác nhau).

Hỗ trợ xử lý COD không đạt

Green World khảo sát, phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp cải tạo cho hệ thống có COD không đạt. Tham khảo sổ tay vận hành hệ thống xử lý nước thải hoặc liên hệ để được hỗ trợ.

Bài viết mang tính tham khảo; giải pháp cụ thể cần dựa trên khảo sát và số liệu thực tế của từng hệ thống.