bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1LÝ DO HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI
Việt Nam là một nước đang phát triển. Công nghiệp hóa- hiện đại hóa được xem như
chìa khóa để phát triển đất nước. Hiện nay với hơn 800.000 cơ sở sản xuất công
nghiệp và gần 70 khu chế xuất, khu công nghiệp tập trung đã đóng góp một phần lớn
vào GDP của đất nước. Bên cạnh sự phát triển của các ngành kinh tế, sự phồn vinh
của đất nước thì vấn đề luôn đi kèm với sự phát triển là ô nhiễm môi trường, một vấn
đề nhức nhối và chưa được quan tâm đúng mức. Các chất thải đủ loại của các ngành
công nghiệp với hàm lượng cao của các chất độc hại, các chất hữu cơ và kim loại
nặng được xả thẳng ra môi trường đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời hệ sinh thái
cũng như sức khỏe con người.
Ngoài ra, nước ta cũng là một quốc gia có tỉ lệ tăng dân số cao trong khu vực và
trên thế giới. Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày của người dân, một lượng nước
thải sinh hoạt không nhỏ chưa được xử lý đã được thải ra môi trường dẫn đến tình
trạng ô nhiễm mùi và hàm lượng chất hữu cơ cao.
Do đó, vấn đề được đặt ra là làm thế nào để giảm bớt nồng độ ô nhiễm của nước
thải đến mức độ cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam trước khi thải ra môi trường.
Vì vậy, xử lý nước thải là một việc làm rất cần thiết và cấp bách. Thực tế là trong
số các biện pháp kiểm soát ô nhiễm, xử lý nước thải đã và đang được coi là biện
pháp chủ lực.
Có nhiều phương pháp xử lý nước thải khác nhau như: phương pháp cơ học,
phương pháp hoá học, phương pháp nhiệt…nhưng phương pháp luôn được hướng
tới trong các nghiên cứu và ứng dụng là xử lý sinh học, do công nghệ đơn giản, chi
phí vận hành thấp nhờ dựa vào tác nhân chủ đạo là các vi sinh vật. Cho đến nay
người ta đã xác định được rằng các vi sinh vật có thể phân huỷ được tất cả các chất
hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo. Vì vậy,
việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là một bước cực kì quan trọng và
cần thiết trong tất cả các hệ thống xử lý nước thải nói chung. Trong đó việc sử dụng

SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
các vi sinh vật hiếu khí để xử lý nước thải là phương pháp phổ biến nhất trong các
công trình xử lý hiện nay.
Tuy phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí là rất
phổ biến và đã được nghiên cứu nhiều nhưng các tài liệu liên quan còn khá phân
tán, rải rác, khó nắm bắt tổng thể. Từ những băn khoăn trên và để góp phần làm rõ
thêm về vai trò của các loại vi sinh vật trong xử lý nước thải bằng phương pháp
sinh học hiếu khí, đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu
lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí” đã ra đời.
1.2MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng
vi sinh vật hiếu khí nhằm giảm thiểu ô nhiễm các chất hữu cơ trong nước thải gây
ra cho môi trường.
1.3NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu về nước thải và các phương pháp xử lý nước thải nói chung.
- Tổng quan về các phương pháp sinh học trong xử lý nước thải.
- Xử lý nước thải bằng vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí: các biến đổi hoá sinh
học và vi sinh học, động học của quá trình, các thông số ảnh hưởng, các dạng
công trình xử lý vi sinh hiếu khí
1.4PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Thu thập, sắp xếp và tổng hợp những tài liệu cần thiết có liên quan đến đề tài thành
một hệ thống logic và hoàn chỉnh.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải

bằng vi sinh vật hiếu khí
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI
VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI
2.1.1 Khái niệm về nước thải và sự ô nhiễm nước
Nước thải là nước đã qua sử dụng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc nước chảy tràn qua
các vùng ô nhiễm. Tùy vào điều kiện hình thành, nước thải được chia thành nước
thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, và nước thải là nước mưa.
Tổng 3.110.000 m
3
nước thải/ ngày (2005).

Hình 2.1: Ước tính tổng lượng nước thải hàng ngày (Việt Nam).
( Nguồn: theo tính toàn của TTKTMTĐT&KCN, ĐH Xây dựng Hà Nội, 2005)
Ô nhiễm nước là hiện tượng những yếu tố bên trong và bên ngoài môi trường nước
tác động vào môi trường nước làm thay đổi thành phần và tính chất của nước, có
hại cho hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người, bởi sự có mặt của
một hay nhiều hóa chất lạ vượt qua ngưỡng chịu đựng của sinh vật. Nói cách khác
nước bị ô nhiễm là bởi các chất khác nhau làm cho chất lượng nước thay đổi theo
khuynh hướng xấu đi.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
3

Nước thải sinh hoạt đô thị
(1.990.400m
3
/ngày)

Nước thải bệnh viện
(124.400m

3
/ngày)

Nước thải sản xuất từ các khu
công nghiệp (995.200m
3
/ngày)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Sự ô nhiễm nước chịu tác động bởi 3 yếu tố: vật lý, hoá học và sinh học. Ba yếu tố
này có tác động đồng thời cũng có khi tác động riêng lẻ. Sự ổn định trạng thái nước
trong điều kiện tự nhiên là rất mong manh, hay nói cách khác môi trường nước rất
nhạy cảm với các yếu tố bên ngoài và có khả năng lan truyền rất nhanh.
Sự ô nhiễm nước tự nhiên xảy ra do 2 nguồn gây ô nhiễm chính:
- Nguồn gốc tự nhiên của ô nhiễm nước là do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt.
Những tác động ô nhiễm do mưa xảy ra thường xuyên. Các tác nhân trên dựa
vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại, kể cả xác
chết của chúng. Tác động này có thể khi mưa, hạt nước rửa trôi bầu không khí
bị ô nhiễm, kéo theo những chất ô nhiễm và thải vào môi trường nước. Cũng có
thể mưa sẽ rơi trên các mái nhà, đường phố, khu chăn nuôi, bệnh viện…kéo
theo những chất ô nhiễm làm bẩn môi trường nước, trong đó có hiện tượng mưa
acid thường gây ra những hậu quả rất nghiêm trọng. Hiện tượng động đất và
hiện tượng núi lửa ít xảy ra nhưng một khi đã xảy ra thì mức độ ô nhiễm nước
tự nhiên thường rất mạnh và rất khó xử lý trong một thời gian ngắn. Tác động
xấu của hiện tượng ô nhiễm này thường kéo dài, thậm chí có thể kéo dài hàng
thế kỷ.
- Nguồn gốc con người của ô nhiễm nước: những hoạt động sống của con người
rất đa dạng và gây ra ô nhiễm nước thường xuyên dưới nhiều hình thức. Những
tác động đó có thể là hiện tượng thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng

như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp (sản xuất thuốc trừ sâu,
phân bón nông nghiệp), giao thông vận tải… vào môi trường nước, có thể là
hiện tượng tràn dầu, dịch bệnh hoặc chiến tranh (chiến tranh hoá học, chiến
tranh sinh học và chiến tranh hạt nhân).
- Trong các tác nhân gây ô nhiễm nước thì tác động làm nước bị ô nhiễm mạnh
nhất và thường xuyên nhất là tác động do con người gây ra. Những tác động này
xảy ra ở nhiều nơi làm hiện tượng nước ngọt có trong điều kiện tự nhiên ngày
càng bị thu hẹp lại. Phải mất một thời gian dài nữa thì loài người mới có thể giải
quyết được những hậu quả đó. Mọi cố gắng của loài người bây giờ là làm giảm
đến mức tối đa những tác động xấu đến môi trường nước.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
2.1.2 Phân loại nước thải
2.1.2.1 Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh
hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân…Chúng chứa khoảng
58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng. Ngoài ra, trong nước thải sinh hoạt còn chứa
nhiều loài vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng, phần lớn là các virus, vi
khuẩn gây bệnh…,và chúng thường chứa các thành phần dinh dưỡng rất cao. Đặc
điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng cao các chất hữu cơ không bền
sinh học (hydratcarbon, protein, mỡ), chất dinh dưỡng (photphat, nitơ), vi trùng,
chất rắn và mùi. Nước thải sinh hoạt thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan,
trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác. Lượng nước thải sinh
hoạt của khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm
của hệ thống thoát nước.
Bảng 2.1 Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt
Chỉ tiêu ô nhiễm Hệ số tải lượng

(gam/người.ngày)
Tải lượng ô nhiễm
(kg/ngày)
Chất rắn lơ lửng 70 – 145 89 – 184,5
Amoni (N-NH
4
) 2,4 – 4,8 3,1 – 6,2
BOD
5
của nước đã lắng 45 – 54 57,2 – 68,7
Nitơ tổng hợp 6 – 12 7,6 – 15,2
Tổng photpho 0,8 – 4,0 1,02 – 5,1
COD 72 – 102 91,6 – 127,7
Dầu mỡ 10 – 30 12,7 – 38,1
Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp
sinh học,PGS.TS Nguyễn Văn Phước, Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội, 2007.
Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.
- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh họat : cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa
trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
Bảng 2.2 Thành phần trung bình của nước thải sinh hoạt
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Mức độ ô nhiễm
Nặng Trung bình Nhẹ
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tổng chất rắn
Chất rắn hoà tan
Chất rắn không hoà tan
Tổng chất rắn lơ lửng
Chất rắn lắng
Oxy hoà tan
Nitơ tổng
Nitơ hữu cơ
N-NH3
N-NO2
N-NO3
Clorua
Độ kiềm (mg CaCO3)
Chất béo
Tổng photpho
1.000
700

300
600
12
0
85
35
50
0,1
0,4
175
200
40
-
500
350
150
350
8
0
50
20
30
0,05
0,2
100
100
20
8
200
120

8
120
4
0
25
10
15
0
0,1
15
50
0
-
Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp
sinh học,PGS.TS Nguyễn Văn Phước, Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội, 2007.
Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngòai ra còn
có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu
cơ chứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như protein (40 – 50%);
hydrat cacbon (40 - 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo, và các chất béo (5
-10%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao động trong khỏang 150 –
450% mg/l theo trọng lượng khô. Có khỏang 20 – 40% chất hữu cơ khó phân hủy
sinh học. Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh
họat không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng.
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống
và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải

bằng vi sinh vật hiếu khí
Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các chất lắng
hoặc BOD
5
có 1 mối tương quan nhất định.
Nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi khi vượt cả yêu
cầu cho quá trình xử lý sinh học.
Một tính chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất
hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát ra
khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn.
2.1.2.2 Nước thải công nghiệp
Là lọai nước thải sau quá trình sản xuất, có thành phần và tính chất phức tạp hơn so
với nước thải sinh hoạt và phụ thuộc vào loại hình công nghiệp. Đặc tính ô nhiễm
và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào lọai hình công
nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn.
Bảng 2.3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của một số ngành công
nghiệp
Ngành công nghiệp Các chất ô nhiễm Nồng độ (mg/l)
Nhà máy luyện thép
NH
3
-N 200
N hữu cơ 100
Phenol 2.000
Xi mạ Cr
+6
3 – 550
Nhựa dẻo COD 23.000
TOC 8.800
Hồ thải từ công đoạn dán gỗ

COD 2.000
Phenol 200 – 2.000
P-PO
4
9 – 15
Phân bón BOD
5
4.500
Chất rắn lơ lửng 10.000
Giết mổ gia súc BOD
5
400 – 2.500
Chất rắn lơ lửng 400 – 1.000
Bột giấy và giấy BOD
5
100 – 350
Chất rắn lơ lửng 75 – 300
Thuộc da BOD
5
700 – 7.000
Chất rắn lơ lửng 4.000 – 20.000
Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp
sinh học,PGS.TS Nguyễn Văn Phước, Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội, 2007.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là một loại nguyên liệu thô hay phương
tiện sản xuất (nước cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt.

Nước cấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp
từ nguồn nước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng. Nhu cầu
về cấp nước và lưu lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Lưu
lượng nước thải của các xí nghiệp công nghiệp được xác định chủ yếu bởi đặc tính
sản phẩm được sản xuất.
Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong một ngành công
nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hoàn thiện của công nghệ
sản xuất hoặc điều kiện môi trường.
2.1.2.3 Nước thải là nước mưa
Đây là lọai nước thải sau khi mưa chảy tràn trên mặt đất và lôi kéo theo các chất
cặn bã, dầu mỡ,… khi đi vào hệ thống thóat nước.
Những nơi có mạng lưới cống thoát riêng biệt: mạng lưới cống thoát nước thải
riêng với mạng lưới cống thoát nước mưa. Nước thải đi về nhà máy xử lý gồm:
nước sinh hoạt, nước công nghiệp và nước ngầm thâm nhập, nếu sau những trận
mưa lớn không có hiện tượng ngập úng cục bộ, nếu có nước mưa có thể tràn qua
nắp đậy các hố ga chảy vào hệ thống thoát nước thải. Lượng nước thâm nhập do
thấm từ nước ngầm và nước mưa có thể lên tới 470m
3
/ha.ngày.
Nơi có mạng cống chung vừa thoát nước thải vừa thoát nước mưa. Đây là trường
hợp hầu hết ở các thị trấn, thị xã, thành phố của nước ta. Lượng nước chảy về nhà
máy gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm thâm, và một
phần nước mưa.
Trong những tác động mạnh nhất của mưa đến môi trường nước là hiện tượng mưa
acid. Mưa acid là sự lắng tụ các chất khí tạo ra acid như CO
2
, SO
x
NO
x

Cl
2
…bởi
tuyết, sương mù, bụi và các tác nhân gây sự lắng đọng khác từ không khí. Tác động
dễ nhận thấy sau những trận mưa acid là làm chua đất, chua nước. Ảnh hưởng rất
xấu đất khu hệ sinh vật đất và khu hệ sinh vật nước.
2.1.3 Các chất gây nhiễm bẩn nước
- Các yếu tố vật lý: nhiệt độ cao hay thấp, pH, biến đổi màu nước.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
- Các yếu tố hóa học: các chất hữu cơ, vô cơ, các hợp chất chứa nitơ, hợp chất
chứa photpho và các kim loại nặng.
+ Các chất hữu cơ khó phân hủy: thuộc các chất hữu cơ có vòng thơm, các chất đa
vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ,…Chúng tồn tại lâu dài trong môi
trường và cơ thể sinh vật gây độc tích lũy. Hàm lượng các chất này trong nguồn
nước tự nhiên rất thấp.
+ Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy: là các hợp chất protein, hydratcacbon, chất béo
có nguồn gốc động vật và thực vật. Đây là các chất gây ô nhiễm chính có nhiều
trong nước thải sinh hoạt, từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm. Các chất này
chủ yếu làm suy giảm các chất hòa tan trong nước.
+ Các kim loại nặng: hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với người
và động vật. Trong nước thải công nghiệp thường chứa các kim loại nặng là chì,
thủy ngân, crom, cadimi, asen…
+ Các ion vô cơ: các ion vô cơ có nồng độ cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là
nước biển. Trong nước thải có một lượng khá lớn các hợp chất vô cơ tùy thuộc
vào các nguồn nước thải.
- Các yếu tố sinh học: virus, vi khuẩn gây bệnh, vi nấm nguyên sinh động vật, các

loài giun sán.
2.2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính chất rất khác nhau:
từ các loại chất rắn không tan, đến các loại chất khó tan và những hợp chất tan
trong nước. Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nước và có thể
đưa nước đổ vào nguồn hoặc đưa tái sử dụng. Để đạt được những mục đích đó
chúng ta thường dựa vào những đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn
phương pháp xử lý thích hợp.
Thông thường có các phương pháp xử lý nước thải như sau:
- Xử lý bằng phương pháp cơ học
- Xử lý bằng phương pháp hoá lý và hoá học.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
- Xử lý bằng phương pháp sinh học
2.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Quá trình xử lý cơ học thường được áp dụng ở giai đoan đầu của quá trình xử lý
nước thải hay còn gọi là quá trình xử lý sơ bộ hay là quá trình tiền xử lý. Qúa trình
này dùng để loại bỏ các tạp chất không tan có trong nước thải, bao gồm các tạp chất
vô cơ và hữu cơ có trong nước. Nó là một bước đệm nhằm đảm bảo tính an toàn
cho các công trình và thiết bị của các quá trình xử lý tiếp theo của hệ thống xử lý
nước thải.
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học có nhiều phương pháp khác nhau, tuy
nhiên tuỳ theo thành phần và tính chất nước thải xử lý mà các công trình sau đây có
thể áp dụng:
2.2.1.1 Thiết bị chắn rác
Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức năng chắn giữ
những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo đảm cho máy bơm, các

công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định. Song và lưới chắn rác được
cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc tấm thép có đục
lỗ… tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt
loại chắn rác thô, trung bình hay rác tinh.
Thiết bị chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoạc có thể đặt trước
miệng xả của nhà máy sản xuất.
Lưới chắn rác thường đặt nghiêng một góc 45 - 60º so với phương thẳng đứng, khe
rộng mắt lưới thường 10 - 20mm.
Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm 2 loại: loại làm sạch
bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới.
2.2.1.2 Thiết bị nghiền rác
Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ lơ lửng
trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm. Trong thực tế cho
thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây nhiều khó
khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên như làm tắc nghẽn hệ
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí
và dính bám vào các tuabin…. Do vậy phải cân nhắc trước khi dùng.
2.2.1.3 Bể điều hòa
Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và tải
lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau
xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này.
Có 2 loại bể điều hòa:
− Bể điều hòa lưu lượng
− Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng
Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay ngoài

dòng thải xử lý. Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể dao
động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa
ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó. Vị trí tốt nhất để bố
trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý, và phụ thuộc vào
loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải.
2.2.1.4 Bể lắng cát
Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặmg như: cát, sỏi, mảnh thủy tinh,
mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm
cặn nặng ở các công đoạn xử lý sau.
Bể lắng cát thường đặt sau song chắn rác và đặt trước bể điều hoà lưu lượng.
Bể lắng cát gồm những loại sau:
− Bể lắng cát ngang
− Bể lắng cát đứng
− Bể lắng cát tiếp tuyến
− Bể lắng cát làm thoáng
2.2.1.5 Quá trình lắng
Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi
nước thải. Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:
− Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất
rắn, chất bẩn lơ lửng không hòa tan.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
− Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn vi
sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận
Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng cũng được chia thành các
loại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến
(bể lắng radian).

2.2.1.6 Quá trình lọc
Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải,
mà các bể lắng không thể loại được chúng. Người ta tiến hành quá trình lọc nhờ các
vật liệu lọc, vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại.
Vật liệu lọc được sử dụng thường là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi, thậm chí cả
than nâu, than bùn hoặc than gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước
thải và điều kiện địa phương.
Có nhiều dạng lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy
ngược, lọc chảy xuôi…
2.2.1.7 Quá trình tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn
hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong một số trường
hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động
bề mặt. Quá trình như vậy được gọi là quá trình tách hay lám đặc bọt.
Trong xử lý nước thải về nguyên tắc tuyển nổi thường được sử dụng để khử các
chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học.
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không
khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi tập hợp các
bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập
hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng
ban đầu.
Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử hoàn toàn
các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trongthời gian ngắn.
2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý và hoá học
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Bản chất chung của quá trình xử lý hoá lý và hoá học là áp dụng các quá trình vật lý

và hoá học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dung phương pháp cơ học
loại bỏ được.
Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng hoá học diễn ra giữa các chất ô nhiễm
và các hoá chất thêm vào. Các phương pháp thường được sử dụng là oxy hoá và
trung hoà. Đi đôi với các phương pháp này còn kèm theo các quá trình kết tủa và
nhiều hiện tượng khác.
Các công trình tiêu biểu của phương pháp này bao gồm
2.2.2.1 Quá trình keo tụ, tạo bông
Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt
keo có kích thước rất nhỏ. Các chất này tồn tại ở dạng khuếch tán và không thể loại
bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt
thời gian lắng của chúng thì ta nên thêm vào nước thải một số hoá chất như phèn
nhôm, phèn sắt, polymer… các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán
trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỉ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn.
Trong khi tiến hành quá trình keo tụ, tạo bông cần chú ý:
- pH của nước thải
- Bản chất của hệ keo
- Sự có mặt của cácion trong nước
- Thành phần của các chất hữu cơ trong nước
- Nhiệt độ
Các phương pháp keo tụ có thể là keo tụ bằng chất điện li, keo tụ bằng hệ keo
ngược dấu. trong quá trình xử lý nước thải bằng chất keo tụ, sau khi kết thúc giai
đoạn thuỷ phân các chất keo tụ (phèn nhôm, phèn sắt, phèn kép), giai đoạn tiếp theo
là giai đoạn hình thành bông cặn. Để cho quá trình tạo bông cặn diễn ra thuận lợi
người ta xây dựng các bể phản ứng đáp ứng các chế độ khuấy trộn. Bể phản ứng
theo chế độ khuấy trộn được chia làm 2 loại: thuỷ lực và cơ khí. Thông thường, sau
khi diễn ra quá trình keo tụ tạo bông, nước thải sẽ được đưa qua bể lắng để tiến
hành loại bỏ các bông cặn có kích thước lớn mới được hình thành.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
13

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo
bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các
chất phân tán không tan gây ra màu.
2.2.2.2 Phương pháp trung hoà
Nước thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc kiềm. Để
ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình
làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại, ta cần phải trung hòa nước thải. Trung
hòa còn nhằm mục đích tách loại một số ion kim loại nặng ra khỏi nước thải. Mặt
khác muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành
trung hòa và điều chỉnh pH về 6.6 - 7.6
Trung hòa bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm
hoặc oxit kiềm để trung hòa dịch nước thải.
Ngoài ra, có thể tận dụng nước thải có tính acid trung hòa nước thải có tính kiềm
hoặc ngược lại.
2.2.2.3 Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hoà tan ra khỏi nước thải bằng
cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương
tác giữa các chất bẩn hoà tan với các chất rắn (hấp phụ hoá học).
Hấp phụ có thể diễn ra ở bề mặt biên giới giữa hai pha lỏng và khí, giữa pha lỏng
và pha rắn. Khả năng hấp phụ chất bẩn trong nước thải phụ thuộc vào điều kiện
nhiệt độ. Nhiệt độ thấp quá trình hấp phụ xảy ra mạnh nhưng nếu quá cao thì có thể
diễn ra quá trình khứ hấp phụ. Chính vì vậy người ta dùng nhiệt độ để phục hồi khả
năng hấp phụ của các hạt rắn khi cần thiết.
Những chất hấp phụ có thể là : than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp có khả năng
trao đổi ion, cacbon sunfua, than nâu, than bùn, than cốc, đôlômit, cao lanh, tro và
các dung dịch hấp phụ lỏng. Bông cặn của những chất keo tụ (hydroxit của kim
loại) và bùn hoạt tính từ bể aeroten cũng có khả năng hấp phụ.

2.2.2.4 Phương pháp trích ly
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Trích ly là phương pháp tách các chất bẩn hoà tan ra khỏi nước thải bằng dung môi
nào đó nhưng với điều kiện dung môi đó không tan trong nước và độ hoà tan chất
bẩn trong dung môi cao hơn trong nước.
Kỹ thuật trích ly có thể tiến hành như sau : cho dung môi vào trong nước thải và
trộn đều cho tới khi đạt trạng thái cân bằng. Tiếp đó cho qua bể lắng. Do sự chênh
lệch về trọng lượng riêng nên hỗn hợp sẽ phân ra hai lớp và để tách biệt chúng ra
bằng phương pháp cơ học.
2.2.2.5 Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn
trao đổi với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các
chất này gọi là ionit (chất trao đổi ion). Chúng hoàn toàn không tan trong nước.
Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để xử lý nước thải khỏi các kim loại như
Zn, Cu, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn,… cũng như các hợp chất của Asen, Photpho, Xyanua
và chất phóng xạ. Phương pháp này được dùng phổ biến làm mềm nước, loại ion
Ca
+2
và Mg
+2
ra khỏi nước cứng.
Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên
hoặc tổng hợp.
Phương pháp này cho phép thu hồi các kim loại có giá trị và đạt được mức độ xử lý
cao. Vì vậy nó là phương pháp để ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước
cấp và nước thải.

2.2.2.6 Phương pháp xử lý bằng màng
Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau.
Nó có thể là chất rắn, hoặc một gel (chất keo) trương nở do dung môi hoặc thậm chí
cả một chất lỏng. Việc ứng dụng màng để tách các chất, phụ thuộc vào độ thấm của
các hợp chất đó qua màng.
Các kỹ thuật như điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương
tự khác ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải.
2.2.2.7 Khử khuẩn
Dùng các hoá chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun
sán…để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn hoặc tái sử
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
dụng. Khử khuẩn có thể dùng hoá chất hoặc các tác nhân vật lý như ozon, tia tử
ngoại.
Hoá chất sử dụng để khử khuẩn phải đảm bảo có tính độc đối với vi sinh vật trong
một thời gian nhất định, sau đó phải được phân huỷ hoặc bay hơi, không còn dư
lượng gây độc cho người sử dụng hoặc vào các mục đích sử dụng khác.
Các chất khử khuẩn hay dùng nhất là khí hoặc nước clo, nước javen, vôi clorua,
các hipoclorit, cloramin B…Đây là các hợp chất của clo, đảm bảo là những chất
khử khuẩn đáp ứng được các yêu cầu trên, đồng thời cũng là các chất oxi hoá.
Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử khuẩn thường được đặt ở cuối quá
trình trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn.
2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động
của vi sinh vật chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải, có khả
năng phân hoá những hợp chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hoá và trở
thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước.

Có 2 loại công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học:
- Điều kiện tự nhiên: bao gồm các công trình: cánh đồng tưới công cộng và bãi
lọc, cánh đồng tưới nông nghiệp, hồ sinh học.
- Điều kiện nhân tạo: có thể chia thành 2 loại:
+ Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật hiếu khí: các vi sinh vật hoạt động trong
điều kiện môi trường được cung cấp oxi liên tục, gồm các công trình như: bể lọc
sinh học, bể aerotank…
+ Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật kị khí: các vi sinh vật hoạt động trong
điều kiện môi trường không có oxi, gồm các công trình như bể UASB, bể
UAF…
2.2.3.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc
Trong nước thải sinh hoạt chứa một hàm lượng N, P, K khá đáng kể. Như vậy,
nước thải là một nguồn phân bón tốt có lượng N thích hợp với sự phát triển của
thực vật.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Để sử dụng nước thải làm phân bón, đồng thời giải quyết xử lý nước thải theo điều
kiện tự nhiên người ta dùng cánh đồng tưới công cộng và cánh đồng lọc.
Cánh đồng tưới, bãi lọc thường được xây dựng ở những nơi có độ dốc tự nhiên,
cách xa khu dân cư về cuối hướng gió. Xây dựng ở những nơi đất cát, á cát, cũng
có thể ở nơi đất á sét, nhưng với tiêu chuẩn tưới không cao và đảm bảo đất có thể
thấm kịp.
2.2.3.2 Cánh đồng tưới nông nghiệp
Từ lâu người ta cũng đã nghĩ đến việc sử dụng nước thải như nguồn phân bón để
tưới lên các cánh đồng nông nghiệp ở những vùng ngoại ô.
Theo chế độ nước tưới người ta chia thành 2 loại:
- Thu nhận nước thải quanh năm

- Thu nước thải theo mùa
Trước khi đưa vào cánh đồng , nước thải phải được xử lý sơ bộ qua song chắn rác,
bể lắng cát hoặc bể lắng. Tiêu chuẩn tưới lấy thấp hơn cánh đồng công cộng và có ý
kiến chuyên gia nông nghiệp.
2.2.3.3 Hồ sinh học
Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy
hóa, hồ ổn định nước thải,… Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa
các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác.
Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ
không được thấp hơn 6ºC.
Hồ sinh học dùng xử lý nước thải bằng sinh học chủ yếu dựa vào quá trình làm sạch
của hồ.
Ngoài việc xử lý nước thải còn có nhiệm vụ:
+ Nuôi trồng thuỷ sản.
+ Nguồn nước để tưới cho cây trồng.
+ Điều hoà dòng chảy.
Có các loại hồ sinh học sau đây:
+ Hồ kỵ khí.
+ Hồ kỵ hiếu khí
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
+ Hồ hiếu khí.
2.2.3.4 Bể lọc sinh học
Nguyên lý hoạt động dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật hoạt động ở màng
sinh học, oxi hoá các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải.
Có các loại sau:
+ Bể lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước.

+ Bể lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước.
+ Bể lọc sinh học có lớp vật liệu là các hạt cố định.
+ Đĩa quay sinh học RBC.
2.2.3.5 Bể xử lý sinh học bằng quá trình bùn hoạt tính (aerotank).
Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn
đều và giữ cho bùn ở tình trạng lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxi cho vi sinh
vật oxy hoá chất hữu cơ có trong nước thải.
Vị trí của bể aerotank là sau bể lắng 1 và trước bể lắng 2.
Nguyên tắc hoạt động: nước thải sau khi qua bể lắng 1 có chứa các chất hữu cơ hoà
tan và chất lơ lửng đi vào bể aerotank, tại đây các vi khuẩn và vi sinh vật trong bể
chuyển hoá các chất hữu cơ phức tạp này thành các chất đơn giản hơn là các chất
trơ không hoà tan và thành các tế bào mới.
Có 2 quá trình sinh hoá xảy ra trong bể aerotank là:
+ Quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật.
+ Quá trình hoạt động của enzyme hay quá trình chuyển hoá vật chất hữu cơ có
trong nước thải ở các bể aerotank.
2.2.3.6 Bể UASB
Nước thải sau khi điều chỉnh pH và dinh dưỡng được dẫn vào đáy bể và nước thải
đi lên qua nền bùn rồi tiếp tục vào bể lắng đặt cùng với bể phản ứng. Khí metan tạo
ra ở giữa lớp bùn. Hỗn hợp khí lỏng và bùn làm cho bùn tạo thành dạng hạt lơ lửng.
Với quy trình này bùn tiếp xúc được nhiều với chất hữu cơ và quá trình phân huỷ
xảy ra tích cực. Các loại khí tạo ra trong điều kiện kị khí sẽ tạo ra dòng tuần hoàn
cục bộ, giúp việc hình thành những hạt bùn hoạt tính và giữ cho chúng ổn định. Bọt
khí và hạt bùn có khí bám vào sẽ nổi lên trên bể. Khi va phải lớp lưới chắn phía
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
trên các bọt khí sẽ vỡ và hạt bùn được tách ra và lắng xuống. Để giữ cho lớp bùn ở

trạng thái lơ lửng, vận tốc dòng hướng lên phải ở khoảng 0.6-0.9m/h.
2.2.3.7 Bể lên men có thiết bị trộn và có bể lắng riêng (ANALIFT).
Công trình gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết bị điều
chỉnh bùn tuần hoàn. Giữa 2 thiết bị chính có đặt một thiết bị khử khí để loại khí tắc
trong các cục vón.
Bể phản ứng có lớp chống ăn mòn ở phía trong, có lớp cách nhiệt để duy trì nhiệt
độ mong muốn. Khuấy trộn bằn cách bơm khí vào bình chứa làm bằng vật liệu
không gỉ.
Bể lắng coi như một thiết bị cô đặc, vì bùn tách ra có nồng độ cao và từ đây cho
bùn hồi lưu trở lại bể phản ứng. Tỉ lệ bùn tuần hoàn khoảng 50-100%.
Phương pháp này ít chịu ảnh hưởng bởi lưu lượng, thích hợp đối với việc xử lý
phân chuồng, xử lý các nước thải đặc như trong công nghiệp đồ hộp, cất cồn, công
nghiệp hoá chất, bột giấy, đường.
Hiệu quả của phương pháp: loại bỏ được BOD
5
tới 80-95%, COD từ 65-90%.
2.3 VAI TRÒ CỦA PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ TRONG QUÁ
TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Trong quá trình xử lý nước thải, nước thải được xử lý qua nhiều giai đoạn và được
sử dụng bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó, mỗi phương pháp giúp loại
bỏ một loại chất thải khác nhau:
Quá trình xử lý cơ học thường được áp dụng để loại bỏ các tạp chất không tan, các
loại tạp chất rắn có kích cỡ lớn có trong nước thải, bao gồm các tạp chất vô cơ và
hữu cơ có trong nước thải như rơm cỏ, gỗ mẩu, bao bì, giấy, cát sỏi, dầu mỡ…
Ngoài ra còn có các hạt lơ lửng ở dạng huyền phù khó lắng. Nó là một bước đệm
nhằm đảm bảo tính an toàn cho các công trình và thiết bị của các quá trình xử lý
tiếp theo của hệ thống xử lý nước thải.
Quá trình xử lý hoá học là sử dụng hoá chất giúp loại bỏ các loại vật chất lơ lửng
phân tán rất nhỏ, hệ keo mà phương pháp xử lý cơ học không thể loại bỏ được hết.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG

19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Ngoài ra còn giúp chuyển dịch pH nước thải về pH trung tính và làm lắng các muối
kim loại nặng để tách chúng ra khỏi nước thải.
Tuy nhiên, nếu các hợp chất hữu cơ trong nước thải được xử lý bằng phương pháp
hoá học thì chi phí xử lý sẽ rất lớn và lại gây ra một số vấn đề về môi trường vì khi
đó chất ô nhiễm không được xử lý mà chỉ chuyển từ dạng ô nhiễm này sang dạng ô
nhiễm khác. Cho nên nếu xử lý các hợp chất hữu cơ bằng phương pháp cơ học kết
hợp với phương pháp hoá lý nói chung thì hiệu quả xử lý thấp mà chi phí cao. Do
đó, để xử lý nước thải nhiều chất hữu cơ dạng keo và hoà tan thì áp dụng phương
pháp xử lý sinh học và hay gặp là phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật trong
điều kiện hiếu khí vì hiệu quả xử lý cao, chi phí thấp và khi nồng độ chất hữu cơ
trong nước thải cần xử lý là không quá cao.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí được ứng dụng để xử lý các
hợp chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải như hydratcacbon, protein, lipid… và
một số hợp chất vô cơ như: H
2
S, sulfite, nitơ… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh
vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm đến sản phẩm cuối cùng là CO
2
và
nước.
Cho đến nay người ta đã xác định được rằng các vi sinh vật có thể phân huỷ được
tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân
tạo. Mức độ phân huỷ và thời gian phân huỷ phụ thuộc vào cấu tạo các chất hữu cơ,
độ hoà tan trong nước và hàng loạt các yếu tố ảnh hưởng khác.
Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng
làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng

sản sinh, phát triển, tăng số lượng tế bào, đồng thời làm sạch các chất hữu cơ hoà
tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ. Do vậy, trong xử lý sinh học, người ta phải loại
bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải trong giai đoạn xử lý sơ bộ. Đối với
các tạp chất vô cơ có trong nước thải thì phương pháp xử lý sinh học có thể khử các
chất sulfite, muối amon, nitrate…các chất chưa bị oxi hoá hoàn toàn. Sản phẩm của
quá trình phân huỷ này là khí CO
2
, nước, khí N
2
, ion sulfat…
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1 NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH
Phương pháp xử lý sinh học có thể chia thành 2 loại chính:
- Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật hiếu khí: các vi sinh vật hoạt động trong
môi trường được cung cấp oxy liên tục.
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
- Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật kỵ khí: các vi sinh vật hoạt động trong
môi trường không có oxy.
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxi hoá sinh
hoá. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hoà tan, các chất keo tụ và các

chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật
theo 3 giai đoạn chính sau:
- Chuyển các chất từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật. Khuếch tán từ bề mặt
tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế
bào.
- Chuyển hoá các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế
bào mới.
- Tốc độ quá trình oxi hoá sinh hoá phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm
lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử
lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản
ứng sinh hoá là chế độ thuỷ động, hàm lượng oxi trong nước thải, nhiệt độ, pH,
dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng.
Điều kiện áp dụng phương pháp sinh học vào xử lý nước thải phải thoả mãn:
- Nước thải không có chất độc hại làm chết hoặc ức chế hệ vi sinh vật trong nước
thải.
- Chất hữu cơ có trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn carbon và
năng lượng cho vi sinh vật (hydratcarbon, protein, lipit hoà tan).
- Tỉ số COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0.5 thì có thể áp dụng phương pháp xử
lý sinh học.
- Ngoài ra cần phải chú ý chọn quần thể vi sinh vật thích ứng với từng loại nước
thải.
3.2 CÁC VI SINH VẬT THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Ở mỗi loại nước thải thường có những vi sinh vật đặc trưng riêng, phụ thuộc chủ
yếu vào thành phần vật chất có trong nước thải. Phần lớn vi sinh vật đóng vai trò rất
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
quan trọng trong quá trình chuyển hoá sinh hoá, chúng có tác dụng làm giảm chất

hữu cơ trong nước thải, đồng thời giúp ổn định nồng độ chất hữu cơ trong các dòng
chảy. Trong nước thải số lượng và chủng loại vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu
tố nhất là các chất hữu cơ hoà tan trong nước, các chất độc, pH của môi trường,
những yếu tố quyết định đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật như các chất
dinh dưỡng đa lượng và vi lượng của chúng. Do đó, để tăng cường vai trò hệ vi sinh
vật hoạt động trong xử lý nước thải thì cần phải thiết kế điều kiện môi trường phù
hợp.
Nước càng bẩn, càng nhiều chất hữu cơ, nếu thích nghi và sinh trưởng được thì sự
phát triển của vi sinh vật càng nhanh.tuy nhiên, không phải tất cả các vi sinh vật
đều có lợi cho các quá trình chuyển hoá trong xử lý nước thải. Nếu như điều kiện
môi trường không còn thích hợp cho hoạt động của các loài vi sinh vật, hoặc số
lượng các vi sinh vật trong hệ thống xử lý tăng đột biến, điều này sẽ gây cản trở cho
quá trình chuyển hoá và làm giảm hiệu suất xử lý nước thải.
Trong nước thải có rất nhiều loại vi sinh vật khác nhau: vi khuẩn, nấm men, nấm
mốc, xoắn thể, xạ khuẩn, virus, thực khuẩn thể… nhưng chủ yếu là vi khuẩn.
Đặc biệt nước thải sinh hoạt và nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm, rất
giàu các chất hữu cơ, vì vậy số lượng vi sinh vật trong nước là rất lớn. Trong số này
chủ yếu là vi khuẩn, chúng đóng vai trò phân huỷ các chất hữu cơ, cùng với các
khoáng chất khác dung làm vật liệu xây dựng tế bào đồng thời làm sạch nước thải.
3.2.1 Vi khuẩn (Bacteria).
Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong các bể xử lý vì nó chịu trách
nhiệm phân huỷ các thành phần hữu cơ trong nước thải. Trong các bể phân huỷ
bằng vi sinh trong điều kiện hiếu khí, một phần chất thải hữu cơ sẽ được các vi
khuẩn hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy năng lượng để tổng hợp
các chất hữu cơ, còn lại thành tế bào vi khuẩn mới.
Theo quan điểm hiện đại (NCBI – National Center for Biotechnology Information,
2005) thì vi khuẩn bao gồm các ngành sau đây: Aquificae, Thermotogae,
Thermodesulfobacteria, Deinococcus, Thermus, Chrysiogenetes, Chloroflexi,
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
23

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
Nitrospirae, Defferribacteres, Cyanobacteria, Proteobacteria, Firmicutes,
Actinobacteria, Planetomycetes, Chlamydiae/Nhóm Verrucomicrobia,
Spirochaetes, Fibrobacteres/Nhóm Axitobacteria, Bacteroidetes/ Nhóm Chlorobia,
Fusobacteria, Dictyoglomy. Việc phân ngành dựa trên các đặc điểm hình thái, sinh
lý, sinh hoá, sinh thái.
Vi khuẩn là sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ từ 0.3 - 1μm, cơ thể chứa khoảng
85% là nước và 15% là các khoáng chất hay chất nguyên sinh. Chất nguyên sinh
phần lớn là S, K, Na, Ca, Cl và một lượng nhỏ Fe, Si và Mg . Chúng đứng riêng rẽ
hoặc xếp thành đôi, thành 4 tế bào hoặc hình thành khối với 8 tế bào, xếp thành
chuỗi hoặc thành chùm. Vi khuẩn sinh sản bằng cách chia đôi tế bào. Trong điều
kiện chất dinh dưỡng, oxi, pH và nhiệt độ môi trường thích hợp thì thời gian thế hệ
là 15 ÷ 30 phút.
Các vi khuẩn trong nước thải có thể chia làm 4 nhóm lớn: nhóm hình cầu (Cocci)
có đường kính khoảng 1 ÷ 3 µm; nhóm hình que (Bacillus) có chiều rộng khoảng
0,3 ÷ 1,5 µm chiều dài khoảng 1 ÷ 10,0 µm (điển hình cho nhóm này là vi khuẩn E.
coli có chiều rộng 0,5µm chiều dài 2 µm); nhóm vi khuẩn hình que cong và xoắn ốc
(Spirilla), vi khuẩn hình que cong có chiều rộng khoảng 0,6 ÷ 1,0 µm và chiều dài
khoảng 2 ÷ 6 µm; trong khi vi khuẩn hình xoắn ốc có chiều dài có thể lên đến 50
µm; nhóm vi khuẩn hình sợi có chiều dài khoảng 100 µm hoặc dài hơn.
Các vi khuẩn đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong quá trình phân hủy các hợp
chất hữu cơ trong tự nhiên cũng như trong các bể xử lý, biến chất hữu cơ thành chất
ổn định tạo thành bông cặn dễ lắng,làm sạch nước thải trong vòng tuần hoàn vật
chất.
Vi khuẩn được chia thành 2 nhóm chính:
- Vi khuẩn ký sinh (paracitic bacteria) là vi khuẩn sống bám vào vật chủ, thức ăn
của nó là thức ăn đã được vật chủ đồng hoá, chúng thường sống trong đường
ruột của người và động vật, đi vào nước thải theo phân và nước tiểu.

- Vi khuẩn hoại sinh (saprophytic bacteria) dùng chất hữu cơ không hoạt động
làm thức ăn, nó phân huỷ cặn hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sống và sinh sản,
và thải ra các chất gồm cặn hữu cơ có cấu tạo đơn giản và cặn vô cơ. Bằng quá
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI
Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải
bằng vi sinh vật hiếu khí
trình hoạt động như vậy, vi khuẩn hoại sinh đóng vai trò cực kỳ quan trọng
trong việc làm sạch nước thải. Nếu không có hoạt động sống và sinh sản của vi
khuẩn, quá trình phân huỷ sẽ không xảy ra. Có rất nhiều loài vi khuẩn hoại sinh,
mỗi loài đóng một vai trò rất đặc biệt trong mỗi công đoạn của quá trình phân
huỷ hoàn toàn cặn hữu cơ có trong nước thải và mỗi loài sẽ tự chết khi hoàn
thành quy trình sống và sinh sản ở giai đoạn đó.
Tất cả các vi khuẩn ký sinh và hoại sinh cần có thức ăn và oxi để đồng hoá. Một số
loài trong số vi khuẩn này chỉ có thể hô hấp bằng oxi hoà tan trong nước gọi là vi
khuẩn hiếu khí, còn quá trình phân huỷ chất hữu cơ của chúng gọi là quá trình hiếu
khí hay quá trình oxi hóa. Một số loài khác trong số các vi khuẩn này không thể tồn
tại được khi có oxi hoà tan trong nước, những vi khuẩn này gọi là vi khuẩn kỵ khí
và quá trình phân huỷ gọi là quá trình kỵ khí, quá trình này tạo ra các chất có mùi
khó chịu. Còn một số loài vi khuẩn hiếu khí trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ,
nếu thiếu hoàn toàn oxi hoà tan, chúng có thể tự điều chỉnh để thích nghi với môi
trường gọi là vi khuẩn hiếu khí tuỳ nghi. Ngược lại cũng tồn tại một loài vi khuẩn
kỵ khí, khi có oxi hoà tan trong nước chúng không bị chết mà lại làm quen được
với môi trường hiếu khí gọi là vi khuẩn kỵ khí tuỳ nghi. Sự tự điều chỉnh để thích
nghi với môi trường có sự thay đổi của oxi hoà tan của vi khuẩn hoại sinh là rất
quan trọng trong quy trình phân huỷ chất hữu cơ của nước thải trong các công trình
xử lý.
Nhiệt độ nước thải có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hoạt động và sinh sản của vi
khuẩn, phần lớn vi khuẩn hoại sinh hoạt động có hiệu quả cao và phát triển mạnh

mẽ ở nhiệt độ từ 20 – 40
o
C. Một số loài vi khuẩn trong xử lý cặn phát triển ở nhiệt
độ 50 - 60
o
C. Khi duy trì các điều kiện môi trường: thức ăn, nhiệt độ, pH, oxy, độ
ẩm thích hợp để vi khuẩn phát triển thì hiệu quả xử lý sinh học trong công trình sẽ
đạt hiệu quả cao nhất.
Tuy nhiên không phải tất cả các loại vi khuẩn đều có lợi cho quá trình sinh hoá, một
vài trong số chúng là loài gây hại, trong đó có hai loài vi khuẩn tiêu biểu có hại cho
hệ thống. Một là các dạng vi khuẩn dạng sợi (Filamentous) là các dạng phân tử
trung gian, thường kết với nhau thành lớp lưới nhẹ nổi lên mặt nước và gây cản trở
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG
25