tổng quan các phương pháp sinh học trong xử lý nước thải

Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC TRONG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI
1.1 Vị trí của công nghệ xử lý sinh học
1.2 Nguyên tắc:
Dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây ô
nhiễm có trong nước thải
Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh
truởng và phát triển.
Tách các chất hữu cơ và chất dinh dưỡng ra khỏi nuớc thải.(làm khoáng hoá các
chất hữu cơ gây bẩn thành chất vô cơ và các khí đơn giản )
1.3 Cơ chế chung :
Hấp phụ và kết tụ cặn lơ lửng và chất keo không lắng thành bông sinh học hay
màng sinh học .
Chuyển hoá (oxy hoá) các chất hoà tan và các chất dễ phân huỷ sinh học thành
những sản phẩm cuối cùng.
SVTH: Nhóm 4
Trang 1
XL HÓA HỌCXL CƠ HỌC
XL CẶN
XL SINH HỌC KHỬ TRÙNG
NƯỚC THẢI
NGUỒN TIẾP
NHẬN
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Chuyển hoá / khử chất dinh dưỡng (N,P) .
Khử những hợp chất và thành phần hữu cơ dạng vết .
1.3.1 Quá trình sinh trưởng lơ lửng bùn hoạt tính (bông sinh học)

Các tế bào vi khuẩn tăng trưởng sinh sản và phát triển dính vào các hạt chất rắn lơ
lửng có trong nước thải và phát triển thành các hạt bông cặn
Các hạt bông này nếu được thổi khí và khuấy đảo sẽ lơ lửng trong nước và lớn
dần.
Bông bùn màu vàng nâu kích thước khoảng từ 50–200 μm. Số lượng vi khuẩn
trong bùn hoạt tính dao động trong khoảng 10
8
-10
12
trên 1mg chất khô .
Các vsv tham gia trong bùn hoạt tính: Pseudomonas, Achromobacter,
Desulfovibrio và Nitrosomonas, Notrobacter, cùng một số protozoa…
• Yêu cầu chung khi vận hành bùn hoạt tính:
 SS đầu vào không quá 150 mg/l
 Hàm lượng dầu không quá 25mg/l
 pH = 6.5 – 8.5 (tối ưu : 6.5 – 7.5)
 Nhiệt độ: 6
o
C – 37
o
C
1.3.2 Quá trình sinh trưởng bám dính _Màng sinh học
SVTH: Nhóm 4
Trang 2
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Khả năng oxi hoá các chất hữu cơ có trong nước thải khi chảy qua hoặc tiếp xúc.
Có màu vàng xám hay màu nâu tối, dày từ 1–3 mm hoặc hơn do sinh khối của
vsv bám trên màng.
Màng sinh học được coi là một hệ tuỳ tiện, với vsv hiếu khí là chủ yếu.

1.4 Các quá trình sinh học trong xử lý nước thải
1.4.1 Quá trình phân huỷ hiếu khí :
Quá trình phân huỷ hiếu khí nước thải gồm 3 giai đoạn:
 Oxy hoá các chất hữu cơ :

C
x
H
y
O
z
+ O
2
CO
2
+ H
2
0 + ΔH
 Tổng hợp tế bào mới:
C
x
H
y
O
z
+ NH
3
+ O
2
CO

2
+H
2
O + C
5
H
7
NO
2
- ΔH
 Phân huỷ nội bào:
C
5
H
7
NO
2
+ 5O
2
5CO
2
+ 2H
2
O + NH
3
± ΔH
SVTH: Nhóm 4
Trang 3
enzym
enzym

enzym
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
1.4.2 Quá trình phân huỷ thiếu khí :
Chuyển hoá Nitơ trong quá trình xử lý sinh học
• Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Nitrat hoá
 pH : 7,2 – 9.0 ; tốt nhất là 7,5
 Nhiệt độ : 5 – 40
o
C
 Độc tính : nồng độ HCH độc hại thấp,Tanin, phenol, benzen, rượu, ete,
xianua…
 Kim loại: quá trình bị ức chế ở nồng độ 0.25 mg/l Ni, 0.25mg/l Cr và
0.1mg/l Pb
 Amonia: bị ức chế ở nồng độ 5 – 20 mg/l
 DO:
•Tốc độ nitrat hoá tốt khi DO= 4 – 7mg/l
SVTH: Nhóm 4
Trang 4
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
•Tốc độ nitrat hoá trong bùn hoạt tính tăng gấp đôi khi DO tăng từ
1– 3mg/l
• Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat
 Dạng và nồng độ chất nền chứa cacbon: chứa cacbon tan, phân huỷ sinh
học nhanh
 Nồng độ DO:
•Loài Pseudomonas bị ức chế ở: ≥ 0.2 mg/l
•Tốc độ khử nitrat :
DO = 0.2 mg/l chỉ bằng ½ tốc độ ở DO = 0 mg/l

 Độ kiềm và pH: 6.5 – 8.5
 Thời gian lưu cặn (SRT): lâu thì lượng nitrat sẽ bị khử nhiều hơn
1.4.3 Quá trình phân huỷ kị khí :
Kỵ khí vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ như sau:
Chất HC H
2
+ CO
2
+ H
2
S + NH
3
+ CH
4
+ tb mới +ΔH
Quá trình xảy ra theo 4 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: Thuỷ phân
 Giai đoạn 2: Acid hoá
 Giai đoạn 3: Acetat hoá
 Giai đoạn 4: Methane hoá
SVTH: Nhóm 4
Trang 5
vi sinh vật
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
• Vi sinh vật tham gia vào quá trình phân huỷ kị khí
Nhóm vi sinh vật thuỷ phân: Clodtridium, Peptococcus, lactobacillus,
Actinomyces, Staphylococcus, Desulfobrio
Nhóm vi sinh vật methane hoá: Methanobacterium, Methanococcus,
Methanothrix, Methanosarina

SVTH: Nhóm 4
Trang 6
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Công trình xử lý ứng dụng các quá trình phân huỷ
1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lí sinh học :
 Nồng độ chất hữu cơ: BOD
5
:N:P = 100: 5:1 hoặc 200:5:2 (bùn hoạt tính)
 Hàm lượng tạp chất
 Nhiệt độ, pH, các nguyên tố vi lượng, kim loại…
 Hàm lượng oxy trong nước thải
 Lưu lượng nứơc thải
 Hệ thống xử lý: chế độ thuỷ động …
• Điều kiện nước thải đưa vào XLSH :
- Không có chất độc làm chết hay ức chế hệ vsv trong nước thải. Đặc biệt
là hàm lượng các kim loại nặng như:
Sb >Ag >Cu >Hg >Co >Ni >Pb >Cr
+3
>V >Cd >Zn >Fe
- Chất hữu cơ trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn cacbon và
năng lượng cho vsv như : hidratcacbon, protein, lipit hoà tan…
- COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 mới có thể đưa vào xử lí sinh
học(hiếu khí), nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó gồm có xenlulozơ,
hemixenlulozơ, prottein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lí sinh học kị khí.
SVTH: Nhóm 4
Trang 7
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
1.6 Vai trò của vsv trong xử lý nước thải

− Phân huỷ các chất hữu cơ
− Xử lý mùi của nước thải:
 Methyl sulfide, dimethyl sulfide được phân hủy bởi các chủng
Thiobacillus và Hyphomicrobium oxy hóa sulfat.
 Xử lý bằng tháp lọc: VK quang hợp như Chlorobium có thể lọai
bỏ đến 95% khí H
2
S từ nước thải sau xử lý của một bể kị khí.
SVTH: Nhóm 4
Trang 8
Hình: Sự tăng trưởng của vi khuẩn trong bể xử lý
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
− Xử lý một số kim loại nặng: Hg, Cd, Pb, Se, As
− Các nguyên sinh động vật có ý nghĩa trong việc vận hành các hồ sinh vật :
rotifera, cladocera, và copepoda
 Các loài Cladocera thì lọc các tế bào vi khuẩn và cả chất hữu cơ
chết, lọc tảo sợi, có ích trong việc làm giảm độ đục của nước thải sau xử lý.
•
Các yếu tố ảnh huởng đến hoạt động của vsv:
 Chất dinh dưỡng :
 Những chất vi lượng
SVTH: Nhóm 4
Trang 9
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
 pH của vk: 6.5 – 7.5 (vk không chịu đuợc pH >9 và pH<4
• Phân loại nhiệt độ của quá trình xử lý sinh học
SVTH: Nhóm 4
Trang 10

Dạng Khoảng nhiệt độ Khoảng tối ưu
Psychrophilic (ưa lạnh) 10 – 30 12 – 18
Mesophilic (ưa ấm) 20 – 50 25 – 40
Thermophilic (ưa nóng) 35 – 75 55 – 65
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Có 2 loại công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học:
- Điều kiện tự
nhiên.
- Điều kiện nhân
tạo.
2. 1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIỆN
2.1.1 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.
Tỷ lệ các nguyên tố dinh dưỡng trong nước thải thường là 5:1:2 =
N:P:K.
Nước thải CN cũng có thể sử dụng nếu chúng ta loại bỏ các chất độc
hại.
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.

Nguyên tắc hoạt động:
Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới, cánh đồng lọc dựa trên
khả
năng giữ
các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lọc, nhờ có oxy trong
các
lỗ hỏng và mao quản của lớp đất mặt, các VSV hiếu khí hoạt động phân hủy
các chất hữu
cơ
nhiễm bẩn. Càng sâu xuống, lượng oxy càng ít và quá trình oxy hóa
SVTH: Nhóm 4
Trang 11
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
các chất hữu cơ càng
giảm
xuống dần. Cuối cùng đến độ sâu ở đó chỉ xảy ra quá
trình khử nitrat. Đã xác định được
quá
trình oxy hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp đất
mặt sâu tới 1.5m. Vì vậy các cánh đồng tưới
và
bãi lọc thường được xây dựng ở
những nơi có mực nước nguồn thấp hơn 1.5m so với mặt
đất.
Nguyên tắc xây dựng:
Cánh đồng tưới và bãi lọc là những mảnh đất được san
phẳng
hoặc tạo dốc
không đáng kể và được ngăn cách tạo thành các ô bằng các bờ đất. Nước thải

phân
bố
vào các ô bằng hệ thống mạng lưới phân phối gồm : mương chính, máng phân phối
và
hệ
thống tưới trong các ô. Nếu khu đất chỉ dùng xử lý nước thải, hoặc chứa nước
thải khi
cần
thiết gọi là bãi
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.
Diện tích mỗi ô không nhỏ hơn 3 ha, đối với những cánh đồng công cộng
diện tích trung bình các ô lấy từ 5 đến 8 ha, chiều dài của ô nên lấy khoảng 300 -
1500 m, chiều rộng lấy
căn

cứ
vào địa hình. Mực nước ngầm và các biện pháp tưới
không vượt
quá

10 - 200

m.
Cánh đồng tưới công cộng và cánh động lọc thường xây dựng với
i~0,02
2.1.2 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
Khi thu hoạch, gieo hạt hoặc về mùa mưa người ta lại giữ trữ nước thải trong
SVTH: Nhóm 4
Trang 12
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
các đầm hồ (hồ nuôi
cá,

hồ
sinh học, hồ điều hòa,…) hoặc xả ra cánh đồng cỏ, cánh
đồng trồng cây ưa nước hay hay vào
vùng
dự
trữ.

Chọn loại cánh đồng nào là tùy thuộc vào đặc điểm thoát nước của vùng và
loại cây
trồng
hiện
có.
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.
2.1.3 Hồ sinh
học:
Cấu tạo:
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.
Nguyên tắc hoạt động:
Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng
như
oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO
2
,

photphat và
nitrat
amon sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ bởi vi sinh
vật. Để
hồ

hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt
độ không được
thấp
hơn 6
0
C. Theo quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh vật ra
các loại:hồ hiếu khí, hồ kỵ khí và hồ
tùy

nghi.
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.
SVTH: Nhóm 4
Trang 13

Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Có các loại sau
đây:
+ Hồ kỵ
khí.
+ Hồ kỵ hiếu
khí
+ Hồ hiếu
khí.
2.1.3.1 Hồ kỵ
khí
 Đặc
điểm
Dùng để lắng và phân huỷ cặn lắng bằng phương pháp sinh học tự nhiên dựa
trên sự phân giải
của
vi sinh học kỵ
khí.
Chuyên dùng xử lý nước thải công nghiệp nhiễm
bẩn.
Khoảng cách vệ sinh (cách xí nghiệp thực phẩm): 1.5-2
km.
Chiều sâu: h =
2.4-3.6.m
 Tính toán: chủ yếu là theo kinh
nghiệm
SVTH: Nhóm 4
Trang 14
Hình: Hồ sinh học tự nhiên

Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
− Diện tích kỵ khí = (10-20%) Diện tích kỵ hịếu
khí
−
Thời gian
lưu
+ Mùa hè: 1.5
ngày
+ Mùa đông: > 5
ngày
− Hiệu suất khử BOD
+ Mùa hè:
65-80%
+ Mùa đông:
45-65%
 Lưu
ý
Hồ có 2 ngăn để dự phòng (tháo bùn,
…)
Cửa cho nước thải vào phải đặt
chìm
S < 0.5 ha: 1 miệng
xả
S > 0.5 ha: bổ sung
thêm
Cửa lấy nước thiết kế giống thu nước bề
mặt.
2.1.3.2 Hồ kỵ hiếu khí: thường
gặp

Trong hồ xảy ra 2 quá trình song
song
+ Oxy hoá hiếu
khí.
+ Phân hủy metan cặn
lắng.
Có 3
lớp:
+ Hiếu
khí
+ Trung
gian
+ Kỵ
khí
Nguồn oxy cấp chủ yếu là do quá trình quang hợp rong
tảo.
Quá trình kỵ khí ở đáy phụ thuộc vào
to.
SVTH: Nhóm 4
Trang 15
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Chiều sâu của hồ kỵ hiếu khí: 0.9-1.5
m.
2.1.3.3 Hồ hiếu khí: Oxy hoá các chất hợp chất nhờ vi sinh vật hiếu khí.
Có 2
loại hồ hiếu khí:
SVTH: Nhóm 4
Trang 16
Hình: Sơ đồ hồ kỵ hiếu khí

4000
600
400
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
 Hồ làm thoáng tự nhiên: cấp oxy chủ yếu do khuyếch tán không khí
qua mặt nước và quang
hợp
của các thực
vật.
− Chiều sâu của hồ: 30-50
cm.
− Tải trọng BOD: 250-300
kg/ha.ngày.
− Thời gian lưu nước: 3-12
ngày.
− Diện tích hồ
lớn.
 Hồ làm thoáng nhân tạo: cấp oxy bằng khí nén, máy khuấy,
…
− Chiều sâu: h = 2-4.5
m.
− Tải trọng BOD: 400
kg/ha.ngày.
− Thời gian lưu: 1-3
ngày.
− Tuy nhiên hoạt động như hồ kỵ hiếu
khí.
2. 2 CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC NHÂN
TẠO

2.2.1. Bể lọc sinh học
Lọc sinh học (biofiltration) là một công nghệ điều khiển sự ô nhiễm mới. Nó bao
gồm sự loại bỏ và ô xi hóa những hợp chất khí bị nhiễm bẩn nhờ vi sinh vật.
SVTH: Nhóm 4
Trang 17
Hình: Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Lọc sinh học được thiết lập rất tốt trong công nghệ điều khiển ô nhiễm ở Đức và
Hà Lan và nó cũng thu hút được sự quan tâm ở Bắc Mỹ.
Lọc sinh học có thể xử lý những phân tử khí hữu cơ- những hợp chất hữu cơ bay
hơi (Volatile Organic Compound- VOC's) hoặc các hợp chất cacbon, hay những chất
khí độc vô cơ - amoniac hay H
2
S.
Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó chất thải được lọc qua lớp vật
liệu lọc rắn có bao bọc lớp màng vi sinh vật.
Bể lọc sinh học bao gồm các bộ phận chính sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống
phân phối nước trên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống
dẫn và phân phối khí cho bể lọc.
2.2.1.1 Bể lọc sinh học với vật liệu không ngập trong nước (lọc nhỏ giọt)
Ưu điểm:
- Giảm việc trông coi.
- Tiết kiệm nhiên liệu.
Nhược điểm:
- Hiệu suất làm sạch nhỏ.
- Dễ bị tắt nghẽn.
- Rất nhạy cảm với nhiệt độ.
- Không khống chế được quá trình thông khí, dễ bốc mùi.
- Chiều cao hạn chế.

- Bùn dư không ổn định.
- Giá thành xây dựng cao do vật liệu xây dựng nhiều.
Cấu tạo:
Vật liệu tiếp xúc không ngập
nước.
SVTH: Nhóm 4
Trang 18
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích lớn nhất (nếu có
thể).
Nước thải được phân phối
đều.
Nước thải sau khi tiếp xúc vật liệu vật liệu VL lọc và các khe hở giữa chúng
các cặn bẩn được giữ lại tạo
thành
màng - Màng sinh
học.
Lượng oxy cần thiết để cấp làm oxy hoá chất bẩn đi từ đáy
lên.
Những màng vi sinh đã chết sẽ cùng nước thải ra khỏi bể được giữ ở bể lắng
2.
Một vài thông số phải được duy trì trong quá trình hệ thống lọc sinh học đang
vận hành:
 pH : 7
 Độ ẩm
 Nhiệt độ : 30-40º C
 Mức Oxy
•
Vật liệu

lọc:
- Có diện tích bề mặt/đvị diện tích
lớn
- Than đá cục, đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong (60-100
mm)
- HVL = 1.5-2.5
m.
- Nhựa đúc sẵn PVC được sử dụng rộng rãi ngày nay Æ HVL = 6=9
m.

Hệ thống phân phối
nước:
- Dàn ống tự động qua (bể trộn, tháp
lọc).
- Dàn ống cố định (lọc sinh học nhỏ giọt) cao
tải.
Khoảng cách từ vòi phun đến
bề mặt vật liệu: 0.2-0.3
m.
•
Sàn đỡ và thu nước: có 2 nhiệm
vụ:
- Thu đều nước có các mảnh vở của màng sinh học bị
tróc.
SVTH: Nhóm 4
Trang 19
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
- Phân phối đều gió vào bể lọc để duy trì MT hiếu khí trong các khe
rỗng.

- Sàn đỡ bằng bê tông và sàn
nung
- Khoảng cách từ sàn phân phối đến đáy bể thường 0.6-0.8 m, i =1-2
%
•
Phân loại bể lọc sinh
học:
Thông
số
Đơn vị
đo
Tải trọng
Tải trọng
Chiều cao lớp
VL m 1-3
0.9-2.4
(đá)
Loại
VL
Đá cục,
than
cục,
Đá cục,
than,
đá
ong,
Tải trọng theo chất
HC
Kg BOD
5

/1
m
3
.ngày
0.08-0.4 0.4-1.6
Tải trọng thuỷ lực theo
diện
tích bề
mặt
m
3
/m
2
.ngày
1-4.1 4.1-40.7
Hiệu quả
BOD % 80-90 65-85
SVTH: Nhóm 4
Trang 20
Hình: Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
2.2.1.2. Bể lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước
thải
Ưu điểm:
- Chiếm ít diện tích vì không cần bể lắng trong.
- Đơn giản, dễ dàng cho việc bao che công trình.
- Không cần phải rửa lọc, vì quần thể VSV được cố định trên giá đỡ cho phép
chống lại sự thay đổi lượng của nước thải.
- Phù hợp với nước thải loãng.

- Đưa vào hoạt động nhanh và dễ dàng.
- Có cấu trúc Modun dễ dàng tư động hóa.
Nhược điểm:
- Làm tăng tổn thất tải lượng, giảm lượng nước thu hồi.
- Tổn thất khí cấp cho quá trình, vì phải tăng lưu lượng khí không chỉ đáp ứng
cho nhu cầu của vi sinh vật mà còn cho nhu cầu có thuỷ lực
- Phun khí mạnh tạo nên dòng chuyển động xoáy làm giảm khả năng giữ huyề
phù
SVTH: Nhóm 4
Trang 21
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Nguyên tắc hoạt động:
Trong lớp vật liệu lọc BOD bị khử và chuyển hoá NH
4
+
Æ
NO
3
-
Khi tổn thất trong lớp vật liệu lọc = 0,5 m Æ đóng van và xả cặn (30-40
giây)
Cường độ rửa lọc: 12-14
l/s.m
2
2.2.2 Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank
Bể Aerotank được đưa ra và nghiên cứu rất lâu (từ 1887-1914 áp
dụng)
2 2.2.1 Cấu tạo
Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank là công trình bê tông cốt thép hình khối

chữ nhật hoặc hình tròn, cũng có trường hợp người ta chế tạo các Aerotank bằng sắt
thép hình khối trụ. Thông dụng nhất hiện nay là các Aerotank hình bể khối chữ nhật.
2.2.2.2 Nguyên tắc hoạt động.
Quá trình oxi hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong Aerotank qua ba giai đoạn:
Giai đoạn 1: tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này bùn hoạt tính
hình thành và phát triển. Hàm lượng oxi cần cho vi sinh vật sinhtrưởng, đặc biệt ở thời
gian đầu tiên thức ăn dinh dưỡng trong nước thải rất phong phú, lượng sinh khối trong
thời gian này rất. Sau khi vi sinh vật thích nghi với môi trường, chúng sinh trưởng rất
mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy,lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần.
SVTH: Nhóm 4
Trang 22
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
Gian đoạn 2: vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi cũng ở mức gần
như ít thay đổi. Chính ở giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất.
Hoạt lực enzym của bùn hoạt tính trong giai đoạn này cũng đạt tới mức cực đại và kéo
dài trong một tời gian tiếp theo. Điểm cực đại của enzym oxi hóa của bùn hoạt tính
thường đạt ở thời điểm sau khi lượng bùn hoạt tính (sinh khối vi sinh vật) tới mức ổn
định. Qua các thông số hoạt động của aeroten cho thấy ở gian đoạn thứ nhất tốc độ tiêu
thụ oxi (hay tốc độ oxi hóa) rất cao, có khi gấp 3 lần ở giai đoạn thứ hai.
Giai đoạn 3: sau một thời gian khá dài tốc độ oxi hóa cầm chừng (hầu như ít thay
đổi) và có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên. Đây là giai đoạn
nitrat hóa các muối amon. Sau cùng, nhu cầu oxi lại giảm và cần phải kết thúc quá
trình làm việc của aeroten (làm việc theo mẻ). Ở đây cần lưu ý rằng, sau khi oxi hóa
được 80-95% BOD trong nước thải, nếu không khuấy đảo hoặc thổi khí, bùn hoạt tính
sẽ lắng xuống đáy, cần phải lấy bùn cặn ra khỏi nước. Nếu không kịp thời tách bùn,
nước sẽ bị ô nhiễm thứ cấp, nghĩalà sinh khối vi sinh vật trong bùn (chiếm tới 70%
khối lượng cặn bùn) sẽ bị tự phân. Tế bào vi khuẩn có hàm lượng protein rất cao (60-
80% so với chất khô), ngoài ra còn cócác hợp chất chứa chất béo, hidratcacbon, các
chất khoáng…khi bị tự phân sẽ làm ô nhiễm nguồn nước.

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của Aerotank.
 DO
 Thành phần dinh dưỡng
 Nồng độ cơ chất
 Các chất có độc tính trong nước thải
 pH
 Nhiệt độ
 Nồng độ các chất lơ lửng ở dạng huyền phù
SVTH: Nhóm 4
Trang 23
Sơ đồ hoạt động của bể Aerotank
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải
2.2.2.3 Phân loại bể Aerotank:
• Theo nguyên lý làm việc:
+ Bể Aerotank thông thường: công suất lớn.
Bể Aerotank xử lý sinh hoá không hoàn toàn (BOD
20
ra ~ 60 – 80 mg/l).
Bể Aerotank xử lý sinh hoá hoàn toàn (BOD
20
ra ~ 15 – 20 mg/l).
+ Bể A sức chứa cao: BOD
20
> 500 mg/l.
• Phân loại theo sơ đồ công nghệ:
+ Aerotank 1 bậc
+ Aerotank 2 bậc
• Theo phương pháp làm thoáng:
+ Bằng khí nén.

+ Khuấy cơ học.
+ Thoáng kết hợp.
+ Quạt gió.

SVTH: Nhóm 4
Trang 24
Hình: Bể Aerotank sử dụng phương pháp khuấy cơ học
Tiểu luận: Tổng quan các phương pháp sinh học GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trong xử lý nước thải

SVTH: Nhóm 4
Trang 25
Hình: Bể Aerotank sử dụng phương pháp sục khí