BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Đề tài XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ TRONG KHU DÂN CƯ KHU CÔNG NGHIỆP

Tiểu Luận Pro(123docz.net)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
***

BÀI TẬP LỚN
HỌC PHẦN: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI – EE4271
(Mã lớp: 129118)
Đề tài:
XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ
TRONG KHU DÂN CƯ/ KHU CÔNG NGHIỆP

Giảng viên dạng dạy:
ThS. Đinh Thị Lan Anh
Nhóm sinh viên thực hiên: (Nhóm 6)
1. Bùi Hồng Tuấn (NT)

- 20174341

2. Nguyễn Quang Quỳnh Dương

- 20173792

3. Trịnh Văn Hùng

- 20173932

4. Vũ Xuân Trường

- 20174309

5. Nguyễn Trường Giang

- 20173808

6. Lê Anh Tuấn

- 20174329

Hà Nội, 11/2021


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
MỤC LỤC

MỤC LỤC

2

CHƯƠNG I: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
BIA

5

I.1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẢN XUẤT BIA VÀ CÔNG NGHỆ XỬ
LÝ NƯỚC THẢI
5
I.1.1. Tổng quan về bia

5

I.1.2. Công nghệ sản xuất bia

5

I.1.3. Các nguồn phát sinh nước thải sản xuất bia

7

I.1.4. Đặc tính dịng nước thải

8

I.2. CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT BIA
I.2.1. Phương pháp bùn hoạt tính
I.2.1.1. Thành phần bên trong bùn hoạt tính

10
10
11

I.2.1.2
Các yếu tố tác động làm ảnh hưởng đến sự phát triển của vi
sinh vật trong bùn hoạt tính
15
I.2.1.3 Phân loại bùn hoạt tính

15

I.1.2.4 Trình tự xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính.

16

I.1.2.5 Xử lý bùn cặn

17

I.1.2.6. Ưu nhược điểm của phương pháp

17

I.2.2. Phương pháp hồ sinh học hiếu khí

18

I.2.2.1. Tổng quan

18

I.2.2.2. Phân loại

19

I.2.2.3. Các giai đoạn xử lý

21

I.2.2.4. Thiết kế

22

I.2.2.5. Đánh giá

23

I.2.3. Phương pháp yếm khí

24

I.2.3.1. Q trình trao đổi chất

24

I.2.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình phân hủy

24

I.2.3.3. Một số loại bể xử lí sinh học bằng phương pháp kị khí

25

I.2.3.4. Đánh giá ưu, nhược điểm

26


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
I.2.3.5. Một số nhà máy bia
I.2.4. Phương pháp màng sinh học hiếu khí

26
27

I.2.4.1. Tổng quan

27

I.2.4.2. Các q trình

27

I.2.4.3. Ưu nhược điểm của phương pháp

29

I.2.4.4. Một số nhà máy sử dụng phương pháp MBR

30

I.2.4.5. Một số lưu đồ P&ID điển hình cho phương pháp MBR

30

I.2.4.6: Kết quả so sánh với phương pháp bùn hoạt tính truyền thống

32

I.3. ĐÁNH GIÁ CHUNG

33

I.3.1. Tổng quan về hai phương pháp xử lí nước thải hiếu khí và kị khí. 33
I.3.2. Quy trình xử lí nước thải nhà máy bia

34

I.3.3 Hệ thống Scasa nhà máy bia Haniken

35

I.3.4. Chi phí xây dựng và vận hành nhà máy bia

36

CHƯƠNG II: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG KHU DÂN CƯ VÀ KHU
CÔNG NGHIỆP

37

II.1. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ

37

II.1.1. Nguồn gốc của nước thải khu dân cư

37

II.1.2. Đặc tính nước thải đầu vào

37

II.1.3. Xử lý nước thải khu dân cư

38

II.1.3.1. Tiêu chí lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải

38

II.1.3.2. Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt tiêu chuẩn

38

II.1.3.3. Đánh giá phương pháp xử lý nước thải

42

II.2. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CƠNG NGHIỆP

43

II.2.1. Thực trạng ơ nhiễm nguồn nước thải cơng nghiệp

43

II.2.2 Đặc tính nước thải cơng nghiệp

43

II.2.3 Xử lí nước thải công nghiệp

45

II.2.4. Minh họa: Xử lý nước thải cho ngành cơng nghiệp gỗ

49

II.2.4.1. Đặc tính nước thải

49

II.2.4.2. Phương pháp xử lý

50

II.2.4.3. Kết quả đạt được

52


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
II.2.4.4: Sơ đồ P&ID và SCADA
II.3. HỆ THỐNG XỬ LÝ CHUNG NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ VÀ
KHU CÔNG NGHIỆP

53
54

II.3.1. Đặc tính nước thải của khu cơng nghiệp và khu dân cư

54

II.3.2. Xử lý nước thải chung, quy trình xử lý nước thải

57

II.3.3. Hệ thống scada nhà máy xử lý nước thải khu công nghiệp và sinh
hoạt 58
CHƯƠNG III: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI - XỬ LÝ HỖN HỢP
NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP BẰNG
KHUẨN LAM
60
III.1. TỔNG QUAN

60

III.1.1. Tình hình thực tế

60

III.1.2. Vi khuẩn lam

60

III.2. XỬ LÝ ĐƯỢC THỰC HIỆN

60

III.3. KẾT LUẬN

62

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

64


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
CHƯƠNG I: XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
TỔNG QUAN HỆ THỐNG SẢN XUẤT BIA VÀ CÔNG NGHỆ XỬ
LÝ NƯỚC THẢI
I.1.1. Tổng quan về bia
Bia được sản xuất lâu đời trên thế giới, là sản phẩm lên men có tác dụng giải
khát, tạo sự thoải mái và tăng cường sức lực cho cơ thể. Các nước có sản lượng sản
xuất bia cao là Mỹ, CHLB Đức với sản lượng trên 10 tỷ lít/năm, và cịn rất nhiều nước
với sản lượng trên 1 tỷ lít/năm.
Thành phần chính của bia bao gồm : 80 - 90 % nước; 3 - 6 % cồn; 0,3 - 0,4
H2CO3 và 5 - 10 % là các chất tan, trong các chất tan thì 80% là gluxit, 8 đến 10 % là
các chứa nitơ, ngồi ra cịn chứa các axit hữu cơ, chất khống, một số vitamin.
Ngun liệu chính để sản xuất bia bao gồm: malt đại mạch; nguyên liệu thay
thế như gạo, lúa mì, ngơ, ... ; hoa Houblon; men và nước. Trong đó nước chiếm thành
phần chủ yếu, nước dùng để sản xuất bia phải là nước mềm, hàm lượng sắt, mangan
càng thấp càng tốt, nước phải được khử trùng trước khi đưa vào nấu, đường hóa.
I.1.2. Cơng nghệ sản xuất bia
Các cơng đoạn chính của Cơng nghệ sản xuất bia được miêu tả bao gồm:
I.1.

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất bia

Tiểu Luận Pro(123docz.net)

Hình 1.2: Cơng nghệ sản xuất bia và các dịng thải của nó
- Chuẩn bị ngun liệu: Malt đại mạch và ngun liệu thay thế (gạo, lúa mì,
ngơ) được làm sạch rồi đưa vào xay, nghiền ướt để tăng bề mặt hoạt động của enzym
và giảm thời gian nấu .
Lọc dịch đường để thu nước nha và loại bỏ bã malt. Quá trình gồm hai
bước: Bước 1: Lọc hỗn hợp dịch đường thu nước nha đầu;
Bước 2 : Dùng nước nóng rửa bã thu nước nha cuối và tách bã malt .
- Nấu với hoa houblon để tạo ra hương vị cho bia, sau đó nước nha được qua
thiết bị tách bã hoa.
- Làm lạnh: Nước nha từ nồi nấu có nhiệt độ xấp xỉ 100°C được làm lạnh tới
nhiệt độ thích hợp của q trình lên men, ở nhiệt độ vào khoảng 10 đến 16°C và qua


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
hai giai đoạn. Giai đoạn 1 dùng nước lạnh hạ nhiệt độ xuống chừng 30°C và giai đoạn
2 dùng tác nhân lạnh glycol để hạ nhiệt độ xuống cịn chừng 14°C.
- Lên men chính và lên men phụ: Đây là các quá trình quan trọng trong sản
xuất bia. Quá trình lên men nhờ tác dụng của men giống để chuyển hóa đường thành
alcol etylic và khí cacbonic:

C H O ⎯L⎯ênm⎯en→ 2C H OH + 2CO ↑ +(−Q )
6

12 6

2

5

2

R

Nhiệt độ duy trì trong giai đoạn lên men chính (6 đến 10 ngày) từ 8 đến 10°C .
Sau đó tiếp tục thực hiện giai đoạn lên men phụ bằng cách hạ nhiệt độ của bia non
xuống 1 đến 3°C và áp suất 0,5 đến 1 at trong thời gian 14 ngày cho bia hơi và 21
ngày cho bia đóng chai lon
Quá trình lên men phụ diễn ra chậm và thời gian dài giúp cho các cặn lắng, làm
và bão hòa CO2 , làm tăng chất lượng và độ bền của bia. Nấm men tách ra, một phần
được phục hồi làm men giống, một phần thải có thể làm thức ăn gia súc. Hạ nhiệt độ
của bia non để thực hiện giai đoạn lên men phụ có thể dùng tác nhân làm lạnh glycol .
- Lọc bia nhằm loại bỏ tạp chất không tan như nấm men, protein, houblon làm
cho bia trong hơn trên máy lọc khung bản với chất trợ lọc là diatomit .
- Bão hòa CO2 và chiết chai. Trước khi chiết chai, bia được bão hòa CO2 bằng
khí thu được từ q trình lên men chứa trong bình áp suất. Các dụng cụ chứa bia (chai
, lon, két) phải được rửa, thanh trùng đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, sau đó thực hiện q
trình chiết chai ở điều kiện chân không để hạn chế sự tiếp xúc của bia với khơng khí.
Tiếp theo là đóng nắp và thanh trùng ở các chế độ nhiệt khác nhau để đảm bảo chất
lượng trong thời gian bảo hành.
Trong công nghệ sản xuất bia, nước được dùng vào các mục đích:
- Làm nguyên liệu pha trộn theo tỷ lệ nhất định để nghiền ướt malt và gạo (hay
lúa mì ) và bổ sung tiếp trong q trình nấu - đường hóa .
- Sản xuất hơi nước dùng cho quá trình nấu - đường hóa, nấu hoa, thanh trùng.
- Một lượng nước lớn dùng cho quá trình rửa chai, lon, thiết bị máy móc và sàn
thao tác.
I.1.3. Các nguồn phát sinh nước thải sản xuất bia
Nước thải của Công nghệ sản xuất bia bao gồm :
- Nước làm lạnh, nước ngưng, đây là nguồn nước thải ít hoặc gần như khơng bị

ơ nhiễm, có khả năng tuần hồn sử dụng lại.
- Nước thải từ bộ phận nấu - đường hóa, chủ yếu là nước vệ sinh thùng nấu, bể
chứa, sàn nhà, nên chứa bã malt, tinh bột, bã hoa, các chất hữu cơ
- Nước thải từ hầm lên men là nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng chứa,
đường ống, sàn nhà, xưởng, có chứa bã men và chất hữu cơ.
- Nước thải rửa chai, đây cũng là một trong những dịng thải có ơ nhiễm lớn


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
trong Công nghệ sản xuất bia.


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
Về nguyên lý chai để đóng bia được rửa qua các bước: rửa với nước nóng, rửa
bằng dung dịch kiêm lỗng nóng (1 - 3 % NaOH), tiếp đó là rửa sạch bẩn và nhân bên
ngồi chai và cuối cùng là phun kiềm nóng rửa bên trong và bên ngồi chai, sau đó rửa
sạch bằng nước nóng và nước lạnh. Do đó dịng thải của q trình rửa chai có độ pH
cao và làm cho dịng thải chung có giá trị pH kiềm tính.

Hình 1.3. Sơ đồ nước sử dụng sản xuất bia và các dòng thải của nó
Kiểm tra nước thải từ các máy rửa chai đối với loại chai 0,5 lít cho thấy mức độ
ơ nhiễm trong bảng:

Hình 1.4. Ơ nhiễm nước thải từ máy rửa chai bia (đối với loại chai 0,5l)
I.1.4. Đặc tính dịng nước thải
Trong sản xuất bia, cơng nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy khác,
sự khác nhau có thể chỉ là sử dụng phương pháp lên men nổi hay chìm. Nhưng sự khác
nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá trình rửa chai, lon, máy móc thiết bị, sàn
nhà, ... Điều đó dẫn đến tải lượng nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm của các

Tiểu Luận Pro(123docz.net)
nhà máy bia rất khác nhau. Ở các nhà máy bia có biện pháp tuần hồn nước và cơng
nghệ rửa tiết kiệm nước thì lượng nước thấp, như ở CHLB Đức, nước sử dụng và nước
thải trong các nhà máy bia như sau :
- Định mức nước cấp : 4 - 8 m3/1000 lít bia; tải lượng nước thải : 2,5 - 6
m3/1000 lít bia;
- Tải trọng BOD5 : 3 + 6 kg / 1000 lít bia; tỷ lệ BOD5 : COD = 0,55 - 0,7
- Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải như sau: BOD5 = 1100 đến 1500
mg/l; COD = 1800 đến 3000mg/l ;
- Tổng nitơ : 30 đến 100 mg/l; tổng photpho: 10 đến 30 mg/l .
Với các biện pháp sử dụng nước hiệu quả nhất thì định mức nước thải của nhà
máy bia không thể thấp hơn 2 đến 3 mà cho 1000 lít bia sản phẩm. Trung bình lượng
nước thải ở nhiều nhà máy bia lớn gấp 10 đến 20 lần lượng bia sản phẩm.

Hình 1.5. Đặc tính nước thải nước thải từ nhà máy bia ở Việt Nam

Hình 1.6. Đặc tính dịng thải nhà máy bia Haniken


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHỆ SẢN
XUẤT BIA
Để giảm lượng nước thải và các chất gây ô nhiễm nước thải trong công nghệ
sản xuất bia , cần nghiên cứu thăm dò các khả năng sau:
- Phân luồng các dịng thải để có thể tuần hồn sử dụng các dịng ít chất ơ
nhiễm như nước làm lạnh , nước ngưng cho quá trình rửa thiết bị, sàn, chai .
- Sử dụng các thiết bị rửa cao áp như súng phun tia hoặc rửa khô để giảm lượng
nước rửa.
- Hạn chế rơi vãi nguyên liệu, men, hoa houblon và thu gom kịp thời bã men,

bã malt, bã hoa và bã lọc để hạn chế ô nhiễm trong dịng nước rửa sàn.
Do đặc tính nước thải của Cơng nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượng các chất
hữu cơ cao ở trạng thái hòa tan và trạng thái lơ lửng, trong đó chủ yếu là
hydratcacbon, protein và các axit hữu cơ, là các chất có khả năng phân hủy sinh học.
Tỷ lệ giữa BOD5 và COD nằm trong khoảng từ 0,50 đến 0,7, thích hợp với phương
pháp xử lý sinh học. Tuy nhiên , trong những trường hợp thiếu các chất dinh dưỡng
như nitơ và photpho cho quá trình phát triển của vi sinh vật , cần phải có bổ sung kịp
thời.
Nước thải trước khi đưa vào xử lý sinh học cần qua sàng, lọc, để tách các tạp
chất thô như giấy nhãn, nút bấc và các loại hạt rắn khác. Đối với dòng thải rửa chai có
giá trị pH cao cần được trung hịa bằng khí CO2 của q trình lên men hay bằng khí
thải nồi hơi.
I.2.1. Phương pháp bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính hay cịn có tên gọi khác là bùn vi sinh hoạt tính, là loại bùn thải
được sinh ra từ hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp sinh học. Bên trong bùn
hoạt tính là tập hợp của nhiều chủng loại vi sinh vật có lợi cho các cơng trình xử lý
nước thải như: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh,… Các vi sinh vật trong
nước thải bám vào các chất lơ lửng trong đó để cư trú, sinh sản và phát triển, và các vi
sinh vật này sẽ sử dụng nguồn chất hữu cơ trong nước làm thức ăn, đồng thời phân
hủy các chất hữu cơ làm tăng sinh khối và dần dần tạo thành các hạt bông bùn được
gọi là bùn hoạt tính.
I.2.


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
Hình 1.7. Bùn hoạt tính


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
I.2.1.1. Thành phần bên trong bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính là một quần thể vi sinh vật. Quần thể này gồm có: các loại vi
khuẩn, nấm, Protozoa, tích trùng và các loại động vật không xương sống, động vật bậc
cao khác (giun, dòi, bọ, nhặng). Tác nhân sinh học trong q trình xử lí nước thải bằng
phương pháp bùn hoạt tính là vi sinh vật có mặt trong bùn hoạt tính.
Có 5 nhóm vi sinh vật trong bùn hoạt tính, được tìm thấy như sau:
❖ Vi khuẩn
Vai trị chủ yếu là loại bỏ chất dinh dưỡng hữu cơ khỏi nước thải. Bao gồm: vi
khuẩn hiếu khí, vi khuẩn kỵ khí và vi khuẩn tùy nghi.
● Vi khuẩn hiếu khí
Chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy xử lý mới, trong môi trường hiếu khi.
Vi khuẩn này sử dụng oxy tự do trong nước để phân hủy các chất ơ nhiễm trong nước
thải .Và sau đó chuyển đổi thành năng lượng mà nó có thể sử dụng để phát triển và
sinh sản.

Hình 1.8. Vi khuẩn hiếu khí
Để vi khuẩn hiếu khí sinh trưởng tốt, hệ thống phải bổ sung oxy một cách cơ
học. Điều này sẽ đảm bảo vi khuẩn có thể thực hiện cơng việc của chúng 1 cách chính
xác. Và tiếp tục phát triển và sinh sản trên nguồn thức ăn của nó.
Các chủng vi khuẩn :Bacilus, mycobacterium tuberculosis, nocardia,
lactobacillus, pseudomonas Aeruginosa.
● Vi khuẩn kỵ khí
Được sử dụng trong xử lý nước thải trong môi trường khơng có oxy. Vai trị
chính của các vi khuẩn này là làm giảm khối lượng bùn và tạo ra khí metan từ nó. Khí
metan nếu được làm sạch và xử lý đúng cách có thể là 1 nguồn năng lượng thay thế.
Đây là 2 lợi ích rất lớn để giảm tiêu thụ điện năng, vốn rất cao khi xử lý nước thải.


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
Vi khuẩn này có thể lấy oxy từ nguồn thức ăn của nó và sẽ khơng cần thêm oxy
để giúp thực hiện cơng việc của mình. Loại bỏ photpho từ nước thải là 1 lợi thế khác

của vi khuẩn kỵ khí được sử dụng trong xử lý nước thải.

Hình 1.9.Vi khuẩn kỵ khí
● Vi khuẩn tùy nghi
Là loại vi khuẩn linh hoạt và dễ sống nhất. Vì chúng có khả năng chuyển đổi
thành vi khuẩn kỵ khí hay hiếu khí tùy thuộc vào mơi trường.
❖ Động vật ngun sinh
Động vật nguyên sinh sống trong các hệ thống xử lý nước thải có khả năng di
chuyển trong ít nhất 1 giai đoạn phát triển của chúng. Chúng lớn gấp 10 lần vi khuẩn.
Chúng là những sinh vật đơn bào có màng tế bào. Động vật nguyên sinh là vi sinh vật
đơn bào được tìm thấy trong các hệ thống xử lý nước thải. Chúng thực hiện nhiều
chức năng có lợi trong q trình xử lý.
Vai trị:
● Làm trong nước thải thứ cấp
Động vật nguyên sinh làm trong nước thải thứ cấp thông qua việc loại bỏ vi
khuẩn và keo tụ của vật lơ lửng.
● Phản ánh sức khỏe của bùn hoạt tính
Chúng cũng là chỉ số sinh học phản ánh sức khỏe của bùn. Trong các hệ thống
xử lý nước thải, động vật nguyên sinh có thể tồn tại đến 12h khi khơng có oxy. Nhưng
chúng thường được gọi là vi sinh vật hiếu khí, do đó là các chỉ số tuyệt vời của mơi
trường hiếu khí.
Ngồi ra, chúng cũng chỉ ra một mơi trường độc hại và có độ nhạy với độc tính
cao hơn so với vi khuẩn. Một dấu hiệu của độc tính trong hệ thống xử lý nước thải là
động vật nguyên sinh không di chuyển hoặc vắng mặt. Một số lượng lớn các động vật
nguyên sinh có mặt trong sinh khối của hệ thống xử lý nước là dấu hiệu của 1 hệ thống


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
hoạt động tốt và ổn định.

Tiểu Luận Pro(123docz.net)
● Tiêu hóa vi khuẩn gây bệnh
Trong bể sục khí của q trình sinh học, một mạng lưới dinh dưỡng thực sự
được thiết lập. Hệ thống sinh học của các nhà máy này bao gồm các quần thể cạnh
tranh thức ăn với nhau. Sự phát triển của chất phân hủy, vi khuẩn dị dưỡng phụ thuộc
vào chất lượng và số lượng chất hữu cơ hòa tan trong nước thải.
Chúng ta có thể biết được hiệu quả của hệ thống xử lý dựa trên sự hiện diện của
các động vật nguyên sinh được phân loại như sau :
✔ Trùng amip
Ít ảnh hưởng đến việc xử lý, chết khi lượng thức ăn giảm.
Trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, hai loại amip là chủ yếu là amip
trần như Actinophyrs., mayorella sp. và Thecamoeba sp. Động vật nguyên sinh đơn
bào có hình dạng hình bầu dục và có 1 hoặc nhiều roi. Các động vật nguyên sinh có roi
di chuyển trong hệ thống bằng các roi trong môi trường di chuyển xoắn ốc.
✔ Trùng roi
Chủ yếu ăn các chất dinh dưỡng hữu cơ hịa tan.
✔ Trùng lơng
Có tác dụng làm trong nước do loại bỏ các vi khuẩn lơ lửng. Trùng lông là
trùng bơ tự do, lông mao đồng loạt di chuyển để dòng nước di chuyển và bắt vi khuẩn.
Dòng nước sẽ cuốn vi khuẩn lơ lửng vào miệng trùng.
Trùng lơng là động vât ngun sinh có số lượng lớn nhất trong bùn hoạt tính,
nhưng trùng roi và trùng amip cũng có thể có mắt. Trùng lơng thường thấy nhất trong
quá trình xử lý nước thải bao gồm : Aspidiscacostata, Carchesiumpolypinum.
Chilodonellauncinata.
Opercularcoarcta,
Operculariamicrodiscum,
Trachelophylumpusillum. Vortcella convallariaand Vorticella mircostoma.
✔ Trùng lông bò
Tác dụng là xử lý tốt, thống trị bùn hoạt tính. Trùng lơng bị thường được tìm

thấy trên các hạt bùn trong khi trùng lông cuống như Carchesium sp. và Vortcella sp.
Chỉ có lơng mao quanh miệng và được gắn vào các hạt bùn. Phần thân trước của
chúng được mở rộng và 1 phần sau hẹp lại. Khi lông mao đập. Và cuống di chuyển sẽ
tạo ra một xoáy nước cuốn cho vi khuẩn phân tán vào miệng chúng.
❖ Động vật đa bào
Động vật đa bào là một dạng vi sinh xử lý nước thải có chức năng ăn vi khuẩn,
ăn tảo và động vật đơn bào. Sự kiểm soát của động vật đa bào thường gặp trong hệ
thống cũ, ao hồ, đầm phá.
Mặc dù lồi động vật này ít đóng góp cho hệ thống xử lý bùn hoạt tính. Nhưng
sự hiện diện của chúng cho thấy được tình trạng của hệ thống xử lý nước thải.
Ba động vật đa bào phổ biến nhất được tìm thấy trong hệ thống xử lý bùn hoạt
tính là :


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
● Trùng bánh xe


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
Làm trong nước thải và là loài đầu tiên bị ảnh hưởng bởi chất độc hại.
● Tuyến trùng
Nuốt vi khuẩn, nấm, động vật đơn bào nhỏ và các tuyến trùng tuyến khác.
Đặc điểm
Tuyến trùng là động vật thủy sinh có trong nước ngọt, nước lợ, nước mặn và
đất ẩm ướt trên toàn thế giới.
Tuyến trùng là một phần của hệ sinh thái, là thức ăn cho động vật khơng xương
sống nhỏ. Chúng bị vào các hạt bùn và di chuyển giống như trùng roi khi ở sống tự
do. Chúng tiết ra 1 chất dính để co thể neo vào chất nền ( giá thể ) để chúng có thể ăn
mà bị dòng nước cản trở. Nếu thiếu đi các hoạt động của tuyến trùng, các chất độc có
thể đang tăng dần trong quá trình xử lý.

Các loại tuyến trùng
Chúng có thể chia thành 3 nhóm : sán dây ( có cơ thể phân đoạn) và sán ( có cơ
thể đơn, phẳng và không phân đoạn). Một đặc điểm chung của hầu hết các tuyến trùng
là chúng đẻ trứng.
Để trứng có thể lây nhiễm, chúng cần phải phát triển thành ấu trùng. Sự phát
triển của ấu trùng xảy ra ở mức nhiệt độ và độ ẩm cần thiết.
Trứng giun sán có thể tồn tại trong 1 -2 tháng trong cây trồng. Phải mât nhiều
tháng trong đất, nước ngọt và nước thải và có thể mất nhiều năm trong phân và bùn.
Trứng tuyến trùng được bị vơ hiệu hóa ở nhiệt độ cao trên 40 độ C và giảm độ ẩm (
dưới 5%). Trong xử lý nước điển hình, trứng giun được loại bỏ bằng phương tiện vật
lý như lắng đọng, lọc hoặc keo tụ.
● Gấu nước
Sống sót được trong môi trường cực đoan và độ nhạy độc
❖ Vi khuẩn dạng sợi (Filamentous)
Đặc điểm
Trong các nhà máy xử lý nước thải đó là nếu khơng có các vi sinh dạng sợi làm
cầu nối. Và có thể thấy chúng ở giữa cấu trúc của bơng bùn thì họ cho rằng khơng có
vi sinh dạng sợi. Vi sinh dạng sợi ở bên trong bơng bùn có thể là ngun nhân gây ra
nhiều sự cố hơn là ở dưới dạng một cầu nối mảnh mai.
Sự thống trị của vi khuẩn dạng sợi trong hệ thống xử lý bùn có thể gây ra vấn
đề trong việc lắng bùn. Đôi khi quá nhiều vi sinh vật sợi sẽ can thiệp vòa việc lắng
đọng mỡ và bùn đóng thành cục. Khối bùn lắng rất kém nên dòng nước thải sau khi xử
lý vẫn còn đục. Một số vi sinh vật sợi có thể gây ra bọt trong bể xử lý nước thải.
❖ Tảo và nấm
Là những sinh vật quang hợp và thường không gây ra vấn đề trong hệ thống xử
lý bùn hoạt tính. Tuy nhiên sự có mặt của chúng thường chỉ ra những vấn đề liên quan
đến sự thay đổi PH và bùn già.


Tiểu Luận Pro(123docz.net)

I.2.1.2 Các yếu tố tác động làm ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong bùn
hoạt tính
- Nguồn thức ăn: vi sinh vật trong bùn hoạt tính là những kẻ háu ăn, chúng cần
một mơi trường dồi dào chất hữu cơ để hấp thụ sinh trưởng và phát triển như môi
trường nước thải y tế, nước thải nhà máy,… Hoặc bổ sung thêm chất hữu cơ, COD và
BOD để duy trì hoạt động của vi sinh vật. Trên thực tế vi sinh vật không ưa nước thải
q sạch cho lắm.
- Dịng chảy: việc kiểm sốt và điều tiết dòng chảy rất quan trọng, nếu dòng
chảy q nhanh bùn hoạt tính sẽ bị cuốn trơi khỏi bể và không thể tạo điều kiện lắng
cặn xuống đáy bể. Dịng chảy q chậm sẽ làm sẽ khơng đủ nguồn lực để thúc đẩy quá
trình sinh trưởng và phát triển.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ cần phải phù hợp với ngưỡng sinh trưởng và phát triển vi
sinh vật. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng không tốt đến sự phát triển và
quá trình xử lý nước.
- Độ pH: Nồng độ acid thấp hoặc môi trường kiềm không phải là điều kiện lý
tưởng để sinh trưởng, cần đo độ pH của nước thường xuyên để đảm bảo đạt ngưỡng
6.0 – 9.0.
- Các chất dinh dưỡng và chất độc tố: Các chất dinh dưỡng đặc biệt là Ni tơ và
Phốt pho có vai trị quan trong sự phát triển vi sinh vật. Do đó cần phải tính tốn kỹ,
ngồi ra cần xác định các chất độc có trong nước thải, các chất độc sẽ gây sốc hệ vi
sinh và ảnh hưởng đến quá trình xử lý
I.2.1.3 Phân loại bùn hoạt tính
❖ Bùn vi sinh hiếu khí
Bùn vi sinh hiếu khí được áp dụng cho xử lý nước theo cơng nghệ sinh học hiếu
khí, áp dụng cho các bể như: Aerotank, MBBR…

Hình 1.10. Bùn vi sinh hiếu khí


Tiểu Luận Pro(123docz.net)

Đặc điểm:
Có màu nâu, bùn có dạng lơ lửng, dạng hỗn hợp dung dịch bằng đầu lắng thì có
hiện tượng tạo bơng. Nếu tắt máy sục khí hoặc khuấy trộn thì trong hỗn hợp hình
thành bơng bùn, các bông bùn nầy kết hợp với nhau tạo thành 1 thể có khổi lượng
riêng nặng, sau thời gian sẽ lắng xuống nước, và nước trong sẽ thoát ra sau quá trình
xử lý.
❖ Bùn vi sinh thiếu khí (hiếm khí)
Bùn vi sinh thiếu khí được áp dụng dùng cho bể anoxic.
Đặc điểm:
+ Có màu nâu, sẫm hơn khi đem so sánh cùng loại bùn hiếu khí
+ Bơng bùn hiếm khí thường sẽ lớn hơn bùn hiếu khí đồng thời tốc độ lắng
cũng sẽ nhanh hơn nhiều
+ Nếu quan sát kỹ, bông bùn vi sinh hiếm khí trong bể sẽ có các bọt khí nằm
trong đó.
Khi dùng đũa thủy tinh để khuấy nhẹ hay thổi bông bùn, chúng lập tức sẽ vỡ ra,
trở thành những bọt khí (gồm các khí ni tơ có tính khơng mùi, màu, vị).
❖ Bùn vi sinh kỵ khí
Bùn vi sinh kỵ khí thường xuất hiện trong các bể kỵ khí nhằm xử lý chất thải
trong bể này và bể yếm khí trong dây chuyền xử lý AAO.
Đặc điểm:
+ Bùn vi sinh kỵ khí có màu đen.
+ Có đặc điểm sở hữu bông bùn to, tốc độ lắng nhanh.
+ Khi bùn hạt càng lớn thì vi sinh vật lại phát triển tương đối tốt.
I.1.2.4 Trình tự xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính.
❖Q trình hình thành bùn hoạt tính
- Khi nước thải đi vài bể thổi khí, các bơng bùn hoạt tính được hình thành mà
hạt nhân của nó là các phân tử cặn lơ lửng.
- Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú, phát triển dần, cùng với các động vật
nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn.
- Tạo nên các bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ hịa tan,

keo và khơng hòa tan phân tán nhỏ.
- Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P).
Làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ khơng hịa tan và thành tế bào
mới.
- Trong bể thổi khí (Aerotank) lượng bùn hoạt tính tăng dẫn. Sau đó được tách
ra tại bể lắng đợt 2. Một phần bùn được quay lại về đầu bể Aerotank để tham gia xử lý
nước thải theo chu trình mới.
❖ Chuyển hóa chất bẩn của vi sinh


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
- Q trình chuyển hóa chất bẩn trong bể xử lý nước thải được thực hiện từng
bước xen kẽ và nối tiếp.
- Sinh khối bùn thay đổi. Một vài loại vi khuẩn có khả năng phân hủy các hợp
chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp chuyển về đơn giản. Là nguồn chất nền cho vi khuẩn
tiếp theo.
- Q trình này tiếp diễn cho đến khí chất thải cuối cùng không thể là thức ăn
của vi sinh vật nữa.
❖ Tái sinh bùn hoạt tính
Nếu trong nước thải có nhiều chất hữu cơ hoặc có nhiều chất hữu cơ khó phân
hủy. Cần có thời gian để chuyển hóa thì bùn hoạt tình tuần hồn. Phải tách riêng và
sục oxy cho chúng tiêu hóa thức ăn đã hấp thụ. Quá trình này gọi là q trình tái sinh
bùn hoạt tính.
Như vậy quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tình bao gồm các giai đoạn
+ Khuấy trộn tạo điều kiện tiếp xúc nước thải
sau:
và bùn hoạt tính
+ Cung cấp oxy để vi khuẩn và vi sinh vật oxy
hóa chất hữu cơ
+ Tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải

+ Tái sinh bùn hoạt tình tuần hồn và đưa
chúng về bể Aerotank.
I.1.2.5 Xử lý bùn cặn

Hình 1.11. Sơ đồ xử lý bùn cặn
I.1.2.6. Ưu nhược điểm của phương pháp
Ưu điểm:
● Bùn hoạt tính thu được có thể tái sử dụng để làm phân bón.
● Chi phí đầu tư thấp


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
● Hiện nay trên thị trường có rất nhiều đơn vị cung cấp giải pháp


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
● Q trình phân hủy nhanh khơng gây mùi hôi cho chất lượng nước
(BOD) đầu ra ổn định
● Nước sau xử lý có thể đạt chuẩn A hoặc B, phụ thuộc vào kích thước bể
xử lý
Nhược điểm:
● Để có chất lượng xử lý tốt u cầu diện tích xử lý lớn
● Nồng độ bùn hoạt tính thường duy trì ở mức 3-5g/l đảm bảo vi sinh vật
phát triển bình thường
● Tạo ra lượng bùn dư lớn dẫn đến phát sinh chi phí xử lý
● Tiêu thụ năng lượng lớn để cung cấp oxy duy trì vi sinh vật
● Chất lượng nước đầu ra có thể biến động vì độ lắng của bùn phụ thuộc
nhiệt độ, nồng độ MLSS, độ tải chất hữu cơ…
I.2.2. Phương pháp hồ sinh học hiếu khí
I.2.2.1. Tổng quan

Phương pháp hồ sinh học hiếu khí là phương pháp lợi dụng quá trình tự
làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải. Lượng ô xy cho quá trình sinh hóa chủ
yếu là do khơng khí xâm nhập qua mặt thống của hồ và do q trình quang hợp
của thực vật nước.
Nhu cầu oxi cho quá trình oxi hóa được đáp ứng nhờ khuếch tán bề mặt hoặc
làm thoáng nhân tạo. Ở hồ làm thoáng tự nhiên, oxi khơng khí dễ dàng khuếch tán vào
lớp nước phía trên và ánh sáng mặt trời chiếu rọi, làm cho tảo phát triển tiến hành thải
ra oxi. Để đảm bảo ánh sáng qua nước, chiều sâu của lớp nước phải nhỏ, thường là 30
– 40cm, do chiều sâu nhỏ nên thường thì diện tích lớn.Thời gian lưu nước từ 3 – 12
ngày. Ở hồ làm thoáng nhân tạo nguồn cung cấp oxi cho vi sinh vật hiếu khí là các
thiết bị khuấy trộn cơ học hoặc nén khí. Nhờ vậy, mức độ hiếu khí trong hồ thường
mạnh hơn, đều hơn và độ sâu của hồ cũng lớn hơn (2 – 4,5m). Thời gian lưu nước
trong hồ khoảngr 1- 3 ngày. Quá trình xử lý hiếu khí cơ bản liên quan đến việc cung
cấp một mơi trường
giàu oxy thích hợp cho sinh vật có thể làm giảm phần hữu cơ của chất thải vào
khí carbon dioxide và nước trong sự hiện diện của oxy.


Tiểu Luận Pro(123docz.net)

sau:

Hình 1.12. Hồ sinh học hiếu khí
Ngồi nhiệm vụ xử lý nước thải, hồ
sinh học cịn có thể đem lại những lợi
ích
❖ Ni trồng thủy sản.
❖ Là nơi tích trữ nguồn nước để tưới cho
cây trồng.

❖ Điều hịa dịng chảy nước mưa
trong hệ thống thốt nước đơ thị
hoặc các khu công nghiệp, khu
dân cư.
Ở nước ta hiện này hồ sinh học chiếm vị trí đặc
biệt quan trọng trong các biện

pháp xử lý nước thải vì có nhiều thuận lợi.
I.2.2.2. Phân loại
Hiện nay người ta phân hồ sinh học hiếu khí thành hai loại:
- Hồ làm thống tự nhiên: Ơxy cung cấp cho q trình ơ xy hóa chủ yếu do sự
khuyếch tán khơng khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của thực vật nước (rong,
tảo,…). Để đảm bảo cho ánh sáng có thể xun qua, thì chiều sâu của hồ phải nhỏ, tốt
nhất là từ 0,3 - 0,5 m. Sức chứa tiêu chuẩn lấy theo chỉ tiêu BOD vào khoảng 250 300 kg/ha/ngày. Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 3 - 12 ngày.
Tuy nhiên do độ sâu cần nhỏ, thời gian lưu nước lâu nên diện tích của hồ địi
hỏi phải đủ lớn. Vì thế nó chỉ hợp lý về kinh tế khi kết hợp với việc nuôi trồng thủy
sản với chăn nuôi và hồ chứa nước cho cơng nghiệp.
Do ao nơng, diện tích lớn đảm bảo điều kiện hiếu khí cho tồn bộ nước trong ao
(từ mặt thoáng đến đáy). Mặc dù hiệu quả của việc loại bỏ nhu cầu oxy sinh hóa hịa
tan có thể cao tới 95%, nhưng nước thải hồ sẽ chứa một lượng lớn các loại tảo chúng
sẽ đóng góp vào việc đo tổng nhu cầu oxy sinh hóa của nước thải. Để đạt được loại bỏ


Tiểu Luận Pro(123docz.net)
cả hai nhu cầu oxy sinh hóa hịa tan và khơng hịa tan, các tảo lơ lửng và vi sinh vật
phải được tách ra từ nước thải hồ