ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
LỚP DH10QM


Báo cáo chuyên đề:
ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MÍA
ĐƯỜNG

GVHD: Nguyễn Ngọc Tâm Huyên NHÓM THỰC HIỆN:DH10QM
Nguyễn Thị Loan
Hoàng Tiến Trung
Tôn Lương Thúc Khanh
Nguyễn Thanh Toàn
TP.Hồ Chí Minh, Tháng 9 năm 2011
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
MỤC LỤC
I.Giới thiệu
I.1 Đặt vấn đề
Cây mía và nghề làm mật, đường ở Việt Nam đã có từ xa xưa, nhưng công nghiệp mía đường mới
được bắt đầu từ thế kỷ thứ XX. Ngành công nghiệp mía đường là một trong những ngành công nghiệp
chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế của nước ta
Đến năm 1994, cả nước mới có 9 nhà máy đường, với tổng công suất gần 11.000 tấn mía/ ngày và
2 nhà máy đường tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị và công nghệ lạc hậu. Hàng năm phải nhập khẩu từ
300.000 đến 500.000 tấn đường.
Năm 1995, với chủ trương “Đầu tư chiều sâu, mở rộng các nhà máy đường hiện có, xây dựng một
số nhà máy có quy mô vừa và nhỏ ở những vùng nguyên liệu ít”.
Ở những vùng nguyên liệu tập trung lớn, xây dựng các nhà máy có thiết bị công nghệ tiên tiến hiện
đại, kể cả liên doanh với nước ngoài, sản lượng đường năm 2000 đạt khoảng một triệu tấn (Nghị Quyết
Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ 8). Chương trình mía đường được chọn là chương trình khởi đầu để tiến
hành công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn, xoá đói, giảm nghèo, giải quyết việc làm

cho lao động nông nghiệp.
Ngành công nghiệp mía đường chiếm vị trí rất quan trọng . Tuy nhiên nước thải của ngành công
nghiệp mía đường luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nitơ,
phốtpho. Các chất này dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi thối làm ô nhiễm nguồn nước tiếp
nhận.
Phần lớn chất rắn lơ lửng có trong nước thải ngành công nghiệp đường ở dạng vô cơ. Khi thải ra
môi trường tự nhiên, các chất này có khả năng lắng và tạo thành một lớp dày ở đáy nguồn nước, phá
hủy hệ sinh vật _ nguồn thức ăn cho cá. Lớp bùn lắng này còn chứa các chất hữu cơ có thể làm cạn kiệt
oxy trong nước và tạo ra các lọai khí như H
2
S, CO
2
, CH
4
. Ngoài ra, trong nước thải còn chứa một
lượng đường khá lớn gây ô nhiễm nguồn nước.
Chính vì thế xử lý nước thải mía đường là một vấn đề mang tính thực tế, và ứng dụng vi sinh vật
vào các giai đoạn xử lý nước thải mía đường sẽ góp phần bảo vệ môi trường và hoàn thiện ngành công
nghiệp mía đường của Việt Nam.
I.2 Mục tiêu
Tìm hiểu vai trò vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Tìm hiểu một số phương pháp xử lý nước thải ngành công nghiệp mía đường bằng vi sinh vật
DH10QM Trang 2
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
I.3 Ý nghĩa thực tiễn
Cho thấy được sự góp mặt của vi sinh vật trong một số quy trình của công nghệ xủ lý nước thải mía
đường
Hạn chế ô nhiễm do ngành mía đường gây ra
II. Nội dung
II.1 Tổng quan về ngành công ngiệp mía đường và hiện trạng ô nhiễm

II.1.1 Tổng quát về quy trình công nghệ sản xuất
∗ Nguyên liệu sản xuất : Mía.
Đường chúng ta sử dụng hàng ngày được chế biến từ mía hay củ cải đường. Cây mía thường trồng
ở khu vực nhiệt đới, chủ yếu là các nước đang phát triển, củ cải đường trồng ở vùng khí hậu ôn đới (phần
lớn là các nước phát triển). Sản xuất đường chiếm một vị trí khá quan trọng đối với ngành công nghiệp
thực phẩm trên thế giới, với tổng sản lượng hàng năm khoảng 95 triệu tấn. Nếu tính đến trước năm 1915
thì đa số đường được sản xuất ra từ củ cải đường, sau năm 1915, chiếm đa số là đường sản xuất từ mía
(60%).
Mỗi tấn mía tạo ra được khoảng 100 kg đường tinh luyện. Thu hoạch mía trung bình khoảng 60
tấn/ha. Tuy nhiên, ở các nước khá phát triển, do áp dụng tiến bộ kỹ thuật vào nông nghiệp, lượng mía thu
được lên đến 80 tấn/ha.
Để đủ sức cạnh tranh, người ta sản xuất đường từ những nhà máy lớn, sản xuất theo dây chuyền, chế
biến khoảng 0,5 - 2 triệu bao 60 kg/năm hay ít nhất 30.000 tấn đường tinh luyện/năm (60 kg x 500.000
bao) . Để sản xuất được sản lượng này, phải thu hoạch trên 3.750 ha mía/năm
Hiện nay diện tích mía của cả nước đạt khoảng trên 300 ngàn ha với tổng sản lượng 15 triệu tấn
mía /năm. Dù đạt một số thành quả quan trọng , song những năm qua nông dân trồng mía vẫn có tập
quán canh tác chủ yếu bằng thủ công,chưa đảm bảo về yêu cầu kĩ thuật ,chi phí đầu tư cao,hiệu quả kinh
tế thấp.
Trong những năm qua, với mục tiêu sản xuất 1 triệu tấn đường của Nhà nước, diện tích và sản
lượng mía đã tăng đáng kể. Vụ sản xuất 2005 - 2006, diện tích mía nguyên liệu của cả nước đạt 265 ngàn
ha và theo kế hoạch niên vụ 2006 – 2007, các nhà máy đường trong cả nước sẽ đạt công suất ép 12,6
triệu tấn mía, sản xuất ra 1,23 triệu tấn đường, tăng gần 500.000 tấn đường so với niên vụ trước. Tuy đạt
về chỉ tiêu sản lượng đường, nhưng giá thành luôn cao hơn một số nước trong khu vực.
∗ Sản xuất đường:
Sản xuất đường là một qui trình tự đáp ứng những yêu cầu về năng lượng cho quá trình sản xuất.
Sau khi nước mía được tách ra khỏi cây miá bằng các qui trình nghiền và rửa, miá cây trở thành bã, một
loại vật liệu có chứa cellulose cho phép sử dụng làm chất đốt sinh nhiệt nhiệt này được sử dụng để sinh
hơi với áp suất cao trong nồi hơi. Hơi nước sinh ra được sử dụng cho các nồi hơi nén đặc biệt và sử dụng
trong các quá trình nén, gia nhiệt, bay hơi và sấy cũng như để sinh điện.
DH10QM Trang 3

Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Đường chưa kết tinh được tách ra từ đường trong các giỏ của thiết bị ly tâm được sử dụng để sản
xuất cồn sau khi lên men và chưng cất. Mỗi giỏ 60 kg đường tinh luyện cho 25 - 30 kg mật rỉ, sau khi lên
men và chưng cất cho 1 lít cồn có nồng độ 95 - 96 %
Mật rỉ có thể được sử dụng để sản xuất ra nhiều loại sản phẩm khác, ví dụ như men thức ăn gia súc, men
làm bánh mì hay dùng trực tiếp làm thức ăn gia súc hoặc sử dụng như một nguồn cacbon hydrate dùng
cho nhiều sản phẩm lên men khác. Chất bã thu được ngoài việc sử dụng làm chất đốt, còn có thể sử dụng
làm các sản phẩm khác như bảng, bột giấy và giấy, nuôi gia súc và sản xuất gas.
 Quy trình công nghệ sản xuất gồm hai giai đọan:sản xuất đường thô và sản xuất đường
tinh luyện.
- Công nghệ sản xuất đường thô:
Bao gồm các công đoạn : ép mía, tinh chế nước mía, chưng cất, kết tinh đường và phân tách
Đầu tiên người ta ép mía cây dưới các trục ép áp lực. Để tận dụng hết đường có trong cây mía,
người ta dùng nước hoặc nước mía phun vào bả mía để mía nhả đường. Bã mía ở máy ép cuối còn
chứa một lượng nhỏ đường chưa lấy hết, xơ gỗ và khoảng 40-50% nước. Ngay khi mía được đem đi ép,
người ta cắt chúng thành từng miếng nhỏ để thuận tiện cho vệc thu nhận nước mía ở chu trình ép sau đó.
Thông thường có 3 hay nhiều bộ nghiền 3 trục được sử dụng để ép nước mía ra khỏi cây mía. Các chất
bã còn lại được tận dụng làm nhiên liệu cho lò hơi
Nước mía có tính axit (pH =4,9-5,5), đục, có màu xanh lục (chứa 13-15% chất tan, trong chất
khô chứa 82-85% đường saccarosa). Nước mía được xử lý bằng các chất hóa học như vôi, CO
2
, SO
2
,
photphat rồi được đun nóng để làm trong. Quá trình xử lý này có tác dụng làm kết tủa các chất rắn,
huyền phù và lắng các chất bẩn. Dung dịch trong được lọc qua máy lọc chân không. Bã lọc được
lọai bỏ, đem thải hoặc dùng làm phân bón. Nước mía sau khi lọc còn chứa khỏang 88% nước, sau đó
được bốc hơi trong lò nấu chân không. Hỗn hợp tinh thể và mật được thu vào máy ly tâm để tách
đường ra khỏi mật rỉ. Rỉ đường là dung dịch óc độ nhớt cao, chứa khỏang 1/3 đường khử. Sản phẩm
phụ của quá trình sản xuất đường gồm có:

• Bột giấy, tấm xơ ép từ bã mía.
• Nhựa, bê tông từ bã mía.
• Phân bón, thức ăn gia súc, alcohol, dấm, axeton, axit citric,…và từ mật mía.
Lượng nước thải trong công nghiệp sản xuất đường thô rất lớn bao gồm nước rửa mía cây và
ngưng tụ hơi, nước rửa than, nước xả đáy lò hơi, nước rửa cột trao đổi ion, nước làm mát, nước rửa sàn
và thiết bị, nước bùn bã lọc dung dịch đường rơi vãi trong sản xuất…
- Công nghệ sản xuất đường tinh luyện
Quy trình công nghệ tinh luyện đường gồm 3 giai đọan chính:
 Rửa và hòa tan.
DH10QM Trang 4
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
• Rửa:làm sạch lớp phim mạch bên ngoài hạt đường thô để nâng cao tinh độ của đường.
• Hòa tan:Đường sau khi ly tâm được hòa tan vào nước thành dung dịch nước đường nguyên
chất để đến khâu hóa chế.
 Làm trong và làm sạch:
• Làm trong: Nước đường nguyên chất được xử lý bằng các chất hóa học như vôi, H
3
PO
4
để
làm trong. Quá trình xử lý này có tác dụng làm kết tủa các chất rắn, huyền phù và làm lắng các
chất bẩn.
• Làm sạch:Nước đường sau khi lắng trong được cho thêm than hoạt tính và bột trợ lọc để
khử màu và tăng cường khả năng làm trong. Nước đường sau lọc gọi là sirô tinh lọc.
 Kết tinh và hoàn tất: Nhiệm vụ của nấu đường là tách nước từ
sirô tinh lọc và đưa dung dịch đến trạng thái bão hòa, sản phẩm nhận được sau khi nấu đường là
đường non gồm tinh thể đường và mật cái.
II.1.2 Sơ lược hiện trạng ngành sản xuất đường ở Việt Nam
Trước kia ngành mía đường của nước ta gặp nhiều khó khăn
Việt Nam là một quốc gia có truyền thống sản xuất đường mía từ lâu đời. Cùng với sự phát triển

của ngành đường trên thế giới, ngành công nghiệp sản xuất đường ở nước ta cũng phát triển mạnh.
Do trang thiết bị còn yếu kém, cũ kĩ, lạc hậu chưa được cơ giới hóa do sản xuất thủ công yếu kém
và chưa được đầu tư đúng mức.
Mặt khác cây mía ở Việt Nam chưa đạt năng suất cao (bình quân chỉ khoảng 50 tấn mía/ha) như ở
các nước khác (bình quân 80-90 tấn mía/ha) vì nhiều lý do, nhưng chung quy chỉ do thiếu một chính
sách hữu hiệu khiến cho các biện pháp kỹ thuật đồng bộ cho cây mía cho đến giờ vẫn chỉ là nửa vời đối
với người trồng mía. Do đó các biện pháp kinh tế cho ngành mía đường đã không khuyến khích người
trồng mía thiết tha với nghề này.
Trong thời kỳ Pháp thuộc, nước ta chỉ có 2 nhà máy đường: Hiệp Hòa (miền nam) và Tuy Hòa
(miền trung).
Trong những năm 1958 – 1960, nước ta xây dựng thêm : nhà máy đường Việt Trì và Sông Lam
(350 tấn mía/ngày) và nhà máy đường Vạn Điểm (1.000 tấn mía/ngày)
Hiện nay ở nước ta có hơn 50 nhà máy đường với công suất lớn. Ví dụ: Nhà máy đường(NMĐ)
Quãng Ngãi công suất 4500 tấn mía/ngày, NMĐ Tây Ninh- Pháp công suất 8000 tấn mía/ngày, NMĐ
Lam Sơn công suất 6000 tấn mía/ngày, NMĐ Thanh Hóa- Đài Loan 6000 tấn mía/ngày…
Tuy nhiên ngành mía đường là ngành gây ô nhiễm nghiêm trọng nhất Phương pháp dùng vôi
hầu hết còn dùng trong các cơ sở sản xuất nhỏ, trình độ kém, chủ yếu sản xuất mật vàng và mật trầm.
DH10QM Trang 5
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Bảng 1: Các nhà máy lớn thuộc ngành công nghiệp đường ở miền Nam
Nhà
máy
Địa chỉ
Năng suất
tấn/ngày
Trình độ công nghệ
Định
mức tiêu
thụ/tấn
đường

Nước
thải
m
3
/gi
ờ
Ghi
chú
Địa
phương
KCN CN Nguyên liệu
Quảng
Ngãi
(a)
Quảng
Ngãi
+
Đường:135
Mía: 1.500
Sunfit
hóa
-Mía
-Vôi tôi
-Lư
u hùynh
11,5 tấn
22 kg
6 kg
350
Bình

Dương
Bình
Dương
+
Đường:135
Mía: 1.500
Sunfit
hóa
-Mía
-Vôi tôi
-Lưu hùynh
11,5 tấn
22 kg
6 kg
350
Xả ra
rạch
Bà
Lụa
Hiệp
Hòa
Long An +
Đường:125
Mía: 1.500
Sunfit
hóa
-Mía
-Vôi tôi
-Lưu hùynh
11,5 tấn

22 kg
6 kg
350
Xả ra
sông
Vàm
Cỏ
La Ngà
Đồng
Nai
+
Đường:180
Mía: 2.000
Vôi
-Mía
-Vôi
12 tấn
7 kg
500 Đường
Khánh
Hội
Tp.HCM + Đường:100
Biên
Hòa
Đồng
Nai
+ Đường:200

DH10QM Trang 6
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường

II.1.3 Nước thải ngành công nghiệp mía đường
∗ Các nguồn phát sinh nước thải:
Trong quá trình sản xuất, nước thải được phát sinh trong nhiều khâu và mức độ nhiễm bẩn của các
loại nước thải này cũng khác nhau. Các nguồn phát sinh chủ yếu của các loại nước thải trong nhà máy
mía đường chủ yếu từ các khâu sau:
Nước thải phát sinh trong công đoạn băm, ép và hoà tan: Ở đây, nước dùng để ngâm và ép đường
trong mía và làm mát ổ trục nên nước thải có chứa hàm lượng chất hữu cơ cao do chứa lượng đường thất
thoát và do làm mát ổ trục nên nước thải bị ô nhiễm dầu nhớt.
Nước thải phát sinh trong công đoạn làm trong và làm sạch: Làm mát lò hơi và ngưng tụ sau khi
cấp nhiệt cho các thiết bị gia nhiệt, cô đặc, nấu đường, làm nguội máy, làm nguội đường thường dùng
với số lượng lớn
Nước thải phát sinh trong công đoạn kết tinh và hoàn tất: Nước thải do dùng làm lạnh các trang
thiết bị. Rò rỉ mật.
Nước thải do các nhu cầu khác: Nước thải từ các khu sinh hoạt của công nhân, phòng thí nghiệm và
vệ sinh các trang thiết bị công nghiệp.
Theo tính toán lý thuyết cứ 100 kg mía nguyên liệu thì lượng nước thải là 775,5 kg.( đối với công
ty bourbon gia lai).
Nước thải của các nhà máy sản xuất mía đường thường được chia thành các loại sau:
 Loại 1:
Đây là loại nước thải bị ô nhiễm rất nhẹ, nhưng nhiệt độ nước cao, .phát sinh do khâu làm lạnh
các trang thiết bị. Chúng có thể tái sử dụng lại hoặc xả thẳng vào mương xả để pha loãng nước thải sau
xử lý, thường có trị số BOD5 thấp ( 20-2 5mg/l ), SS = 30-50 mg/l, COD = 50-60 mg/l …Lưu lượng
nước thải loại này thường từ 0,97-1,2m3/ tấn mía
 Loại 2:
Nguồn nước thải loại này ô nhiễm nhẹ phát sinh do quá trình ngưng tụ hơi, làm nguội máy, nước
đường, nước thải sinh hoạt của công nhân, nước thải từ phòng thí nghiệm…
 Loại 3:
Ô nhiễm nặng từ quá trình lọc chân không, rửa các thiết bị sản xuất đường, rò rỉ mật đường.
Có hàm lượng chất hữu cơ cao và pH thấp sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học của các
công trình xử lý sau này.

DH10QM Trang 7
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Đối với nước thải loại này nên xử lý cục bộ trước khi cho vào hệ thống xử lý sinh học để không
ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của cả hệ thống.nước thải từ nguồn này có hàm lượng COD và BOD cao
nên thích hợp quá trình xử lý kỵ khí.
 Loại 4:
Nguồn nước thải phát sinh từ hệ thống xử lý khí thải của khu lò hơi. đặc điểm của loại nước thải
này là có hàm lượng BOD thấp nhưng hàm lượng SS lại cao,và mang tính kiềm. Do đó, cần xử lý cục bộ
trước khi đưa vào hệ thống xử lý chung.
 Loại 5:
Nước thải bị nhiễm dầu, nhớt và bột phấn bã mía sinh ra từ việc làm lạnh trục máy cán ép.
Nước thải này nên xử lý riêng do có lớp dầu nhớt nổi lên mặt nước làm cản trở quá trình hoà tan
oxi vào trong nước thải và hiệu quả xử lý không cao nếu không được tách riêng.
Bảng2 : Thông số ô nhiễm nước thải của các nhà máy đường trong toàn quốc.
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 pH 5,5 – 7,4
2 BOD5 MgO2/l 1000 – 2000
3 COD MgO2/l 1600 - 12000
4 SS Mg/l 300 – 800
5 TDS Mg/l 250 - 800
6 Độ màu NTU 130 – 1700
7 P – PO43- Mg/l 6 – 70
8 N – NO3- Mg/l 10 – 30
(Nguồn tài liệu do công ty TNHH mía đường Bourbon Gia Lai cung cấp.)
∗ Đặc trưng của nước thải nhà máy mía đường :
Đặc trưng lớn nhất của nhà máy mía đường là có hàm lượng BOD cao và dao động nhiều.
DH10QM Trang 8
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Bảng 3: BOD
5

trong nước thải ngành công nghiệp đường
Các loại nước thải
NM đường thô
(mg/L)
NM tinh chế đường
(mg/L)
Nước rửa mía cây 20-30
Nước ngưng tụ
30-40
4-21
Nước bùn lọc 2.900-11.000 730
Chất thải than - 750-1.200
Nước rửa xe các loại - 15.000-18.000
Phần lớn chất rắn lơ lửng là chất vô cơ. Nước rửa mía cây chủ yếu chứa các hợp chất vô cơ. Trong
điều kiện công nghệ bình thường, nước làm nguội, rửa than và nước thải từ các quy trình khác có tổng
chất rắn lơ lửng không đáng kể. Chỉ có một phần than hoạt tính bị thất thoát theo nước, một ít bột trợ lọc,
vải lọc do mục nát tạo thành các sợi nhỏ lơ lửng trong nước. Nhưng trong điều kiện các thiết bị lạc hậu,
bị rò rỉ thì hàm lượng các chất rắn huyền phù trong nước thải có thể tăng cao.
Các chất thải của nhà máy đường làm cho nước thải có tính axit. Trong trường hợp ngoại lệ, độ pH
có thể tăng cao do có trộn lẫn CaCO
3
hoặc nước xả rửa cột resin.
Ngoài các chất đã nói trên, trong nước thải nhà máy đường còn thất thoát lượng đường khá lớn, gây
thiệt hại đáng kể cho nhà máy. Ngoài ra còn có các chất màu anion và cation (chất màu của các axit hữu
cơ, muối kim loại tạo thành) do việc xả rửa liên tục các cột tẩy màu resin và các chất không đường dạng
hữu cơ (các axit hữu cơ), dạng vô cơ (Na
2
O, SiO
2
,P

2
O
5
, Ca, Mg và K
2
O). Trong nước thải xả rửa các cột
resin thường có nhiều ion H
+
, OH
-
.
II.1.4 Khả năng gây ô nhiễm nguồn nước của nước thải ngành mía đường
Với những thành phần và đặc tính nước thải của các nhà máy đường thì nếu lượng nước thải đó
được thải trực tiếp ra môi trường mà không qua bất kì một phương pháp xử lý nào hay chỉ xử lý sơ bộ thì
khả năng gây ô nhiễm môi trường là khá lớn. Nhưng ở nước ta hiện nay hầu hết các công ty sản xuất mía
đường không xây dựng hệ thống nước thải hoặc có xây dựng mà không hoạt, cũng có khi chỉ hoạt động
DH10QM Trang 9
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
những lúc có thanh tra. Như vậy lượng nước thải đó sẽ được thải trực tiếp ra sông suối làm ô nhiễm môi
trường một cách nghiêm trọng.
Đường có trong nước thải chủ yếu là đường sucroza và các loại đường khử như glocose và
fructoze. Trong đó, fuctoze tan trong nước(C
6
H
12
O
6
) và Sucroze, C
12
H

22
O
11
là sản phẩm thủy phân của
Fructose và Glucose, tan trong nước. Đặc điểm của các loại đường này có khả năng phân huỷ trong nước
dễ dàng nên gây kiệt nguồn oxi trong nước, ảnh hưởng đến hoạt động của quần thể sinh vật sống trong
môi trường nước mà nguồn nước thải này thải ra.
Ngoài ra, trong quá trình sản xuất đường ở nhiệt độ cao nên các hợp chất đường có trong nước thải
bị thuỷ phân thành các hợp chất rất bền. ở nhiệt độ 200
0
thì chúng chuyển thành caramen(C
12
H
18
O
9
)n.
Đây là dạng bột chảy hoặc tan vào nước, có màu nâu sẫm, vị đắng. Phần lớn các sản phẩm phân hủy của
đường khử có phân tử lượng lớn nên khó thấm qua màng vi sinh. Để chuyển hóa chúng, vi sinh phải
phân rã chúng thành nhiều mảnh nhỏ để có thể thấm vào tế bào. Quá trình phân hủy các sản phẩm đường
khử đòi hỏi thời gian phân hủy dài hơn, nên sẽ ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch trong nguồn tiếp
nhận làm cho nước ô nhiễm thì cứ tăng mà khả năng tự phục hồi của hệ sinh thái thì quá bé. Các chất lơ
lửng có trong nước thải còn có khả năng lắng xuống đáy nguồn nước. Quá trình phân hủy kỵ khí các chất
này sẽ làm cho nước có màu đen và có mùi H
2
S.
Đồng thời nước thải của các nhà máy đường còn có nhiệt độ cao nên nếu không hạ nhiệt trước khi
thải ra môi trường sẽ gây ức chế hoạt động của các vi sinh vật trong nước cũng ảnh hưởng đến thời gian
làm sạch môi trường của các vi sinh vật.
II.2 Ứng dụng của vi sinh vật trong quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy mía đường

II.2.1 Lựa chọn quy trình
Do nước thải mía đường có các yếu tố đặc trưng là chất lượng và lưu lượng nước thải tổng hợp của
nhà máy đường thay đổi nhiều trong ngày, chất ô nhiễm hữu cơ đóng vai trò chủ yếu, thành phần nước
thải của nhà máy đường trong nhiều công đoạn rất khác nhau. Do đó quy trình được chọn là :xử lý sinh
học sau giai đoạn xử lý cơ học.
Hiện nay, theo yêu cầu xử lý nước thải mía đường người ta chia ra các mức:
 Xử lý sơ bộ: trung hòa khử độc nước thải
 Xử lý tập trung: phương pháp cơ học : tách các tạp chất rắn và cặn lơ lửng, thiết bị: song
chắn rác, bể lắng cát, bể lắng đợt I.
 Xử lý Sinh học: bể UASB, bể Aerotank : tách các chất hữu cơ dạng lơ lửng và hòa tan, sử
dụng bể Aerotank cần chú ý tới liều lượng bùn, lưu lượng khí…, phải điều chỉnh ngay khi
cần thiết
 Xử lý triệt để ( trước khi xả ra nguồn hoặc sử dụng lại ) bể lắng II, bể nén bùn, bể lọc áp lực
và khử trùng
DH10QM Trang 10
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
II.2.2 Sơ đồ quy trình
Xả ra khu xử lý cặn
Bể nén bùn
Lọc áp lực
DH10QM Trang 11
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Khử trùng
Hóa chất
Nguồn tiếp nhận
Bể UASB
Bể Aerotank
Bể lắng II
Bùn tuần hoàn
Xả cặn trở lại bể lắng 1

Sục khí
Song chắn rác
Hố thu gom
Bể lắng cát
Bể điều hòa
Bể lắng I
Sân phơi cát
Cát
Xả cặn
Nước Thải
DH10QM Trang 12
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
II.2.3 Thuyết minh quy trình công nghệ
Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lý nước thải. Dòng thải
sau khi qua song chắn rác (SCR) ở đầu mỗi cống thu chảy qua bể lắng cát được đặt âm sâu dưới đất, ở
đây sẽ giữ lại cát và các chất rắn lơ lửng có kích thước lớn để đảm bảo sự hoạt động ổn định của các
công trình xử lý tiếp theo. Phần rác thải thu được có thể dùng để sản xuất giấy, phân bón…
Nước thải sau khi lắng cát sẽ tự chảy qua hầm tiếp nhận. Tiếp theo, nước thải được bơm qua bể
điều hòa. Tại đây, lưu lượng và nồng độ nước thải ra sẽ được điều hòa ổn định. Trong bể, hệ thống máy
khuấy sẽ trộn đều nhằm ổn định nồng độ các hợp chất trong nước thải, giá trị pH sẽ được điều chỉnh đến
thông số tối ưu để quá trình xử lý sinh học hoạt động tốt.
DH10QM Trang 13
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Nước thải được bơm từ bể điều hòa vào bể UASB, các hợp chất hữu cơ sẽ được phân hủy bằng bùn
vi sinh kỵ khí. Khí sinh học được thu gom ở đầu ra của bể UASB giữ lại làm biogas , phần nước đã được
giảm bớt tải lượng chất hữu cơ tự chảy qua aerotank để xử lý hiếu khí . Tại đây, khí được thổi vào bể
bằng các đĩa phân phối khí nhằm tăng cường sự xáo trộn chất bẩn và cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu
khí, đồng thời giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng. Lượng vi sinh vật hiếu khí sẽ được bổ sung bằng cách
tuần hoàn bùn từ bể lắng.
Nước thải sau khi được xử lý hiếu khí từ aerotank được dẫn vào bể lắng. Bùn hoạt tính lắng xuống

đáy bể dưới tác dụng của trọng lực, một phần bùn được tuần hoàn lại bể aerotank, phần còn lại sẽ được
bơm vào bể chứa bùn và đem đi xử lý.Tiếp theo, nước trong từ máng thu nước aerotank được bơm qua
bể lọc áp lực rồi khử trùng và lọc áp lực trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
II.2.4 Mô tả các công trình đơn vị
II.2.4.1 Song chắn rác
Dùng để tách bã mía trong nước thải, hiệu suất của quá trình phụ thuộc vào các yếu tố : Đặc tính cơ
học của song, lưới: kích thước mắt sàn, khoảng cách giữa các thanh chắn, lưu lượng và điều kiện dòng
chảy. Tính chất nước thải: nồng độ chất rắn, kích thước của bã mía cần tách
Đối với nước thải nhà máy đường, có thể dùng song chắn rác với các thanh đan xếp cạnh nhau trên
mương dẫn nước trước hầm bơm và cào rác thủ công. Rác thu được có thể thu hồi cùng với bã mía tại
khu ép mía để chế biến thành các sản phẩm phụ như làm bột giấy, làm chất độn trong sản xuất vật liệu
xây dựng.
Song chắn rác thường đặt nghiêng so với mặt nằm ngang một góc 45
o
– 90
o
để tiện lợi khi cọ rửa
Bộ phận cào rác có thể đặt trước hoặc sau song chắn. Đặt trước thường gây hiện tượng nén ép giữa
các thanh đan do đó rác dễ đứt và bứt ra khỏi các thanh đan cuốn theo dòng nước. Nếu trong nước thải
số lượng rác nhiều thì còn gây hiện tượng va thủy lực làm xê dịch hoặc sai lệch thiết bị cào rác, kẹt răng
xích…Hầu như những nhược điểm đó không có ở song chắn rác với thiết bị cào rác đặt ở phía sau
Lượng rác giữ lại ở song chắn rác phụ thuộc vào kích thước khe hở giữa các thanh đan.
 Ưu điểm:
• Đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt.
• Giữ lại tất cả các tạp vật lớn.
 Nhược điểm:
• Không xử lý, chỉ giữ lại tạm thời các tạp vật lớn.
• Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian
• Phải xử lý rác thứ cấp
DH10QM Trang 14

Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
II.2.4.2 Hố thu gom
Dùng để thu gom nước thải từ các dây chuyền sản xuất và nước thải sinh hoạt của nhà máy giúp
cho hệt thống xử lý nước hoạt động ổn định và hiệu quả.
II.2.4.3 Bể lắng cát
Bể lắng cát dùng để chắn giữ những hạt cặn lớn có trong nước thải mà thành phần chủ yếu là cát
và những mảnh vụn vô cơ khó phân hủy. Trên trạm xử lý nước thải việc lắng cát lại trong các bể lắng
gây khó khăn cho công tác lấy cặn . Ngoài ra trong cặn có cát thì có thể làm cho các ống dẫn bùn của các
bể lắng không hoạt động được, máy bơm dễ bị hỏng.
Có ba loại bể lắng cát chính: bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòng chảy (dạng chữ
nhật hoặc vuông), bể lắng cát có sục khí hoặc bể lắng cát có dòng chảy xoáy.
Các hạt cát và những hat nhỏ không hòa tan trong nước thải khi đi qua bể lắng cát sẽ rơi xuống đáy
dưới tác dụng của trọng lực bằng tốc độ tương ứng với độ lớn và trọng lượng riêng của nó
Tốc độ chuyển động của dòng chảy càng lớn thì tốc độ rơi của các hạt càng nhỏ vì thế cần làm ổn
định dòng chảy của nước thải.
Cát lấy ra khỏi bể lắng còn chứa nhiều nước, nên cần phải phơi khô chúng trước khi dùng vào
những mục đích khác, thường được sử dụng vào mục đích xây dựng
Thiết bị phơi khô thường là sân phơi, ở đây cát được sấy khô được chuyển đi nơi khác, nước tiêu từ
sân phơi hay hố chứa cho thấm qua lớp đất phía dưới hoặc gom lại rồi bơm đổ về trước bể lắng cát hay
công trình xử lý khác.
II.2.4.4 Bể điều hòa
Đặt sau bể lắng cát và trước bể lắng 1, nhằm:
• Điều chỉnh sự biến thiên về lưu lượng của nước thải theo từng giờ trong ngày.
• Tránh sự biến động về hàm lượng chất hữu cơ làm ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn trong các
bể xử lý sinh học.
• Kiểm soát pH của nước thải để tạo điều kiện tối ưu cho các quá trình sinh học, hóa học sau đó.
Do đặc trưng nước thải nhà máy đường có tính axit, nhiệt độ nước thải cao dẫn đến ức chế sự phát
triển của vi sinh vật nước và lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải nhà máy đường tùy thuộc vào
dây chuyền sản xuất nên thường dao động nhiều trong một ngày đêm nên sử dụng bể điều hòa để điều
hòa lưu lượng và nồng độ, ổn định chế độ dòng chảy cũng như chất lượng nước đầu vào cho các công

trình xử lý phía sau, ngăn ngừa hiện tượng xâm thực ở các công trình thoát nước.
Phương châm đầu tiên là phải tính đến khả năng trung hòa lẫn nhau giữa các loại nước thải chứa
axit và kiềm. Nước thải thường có pH không thích hợp cho các quá trình xử lý sinh học hoặc thải ra môi
trường, do đó nó cần phải được trung hòa. Có nhiều cách để tiến hành quá trình trung hòa:
DH10QM Trang 15
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
• Trộn lẫn nước thải có pH acid và nước thải có pH bazơ. Bằng cách trộn lẫn hai loại nước thải có
pH khác nhau, chúng ta có thể đạt được mục đích trung hòa. Quá trình này đòi hỏi bể điều hòa đủ
lớn để chứa nước thải.
• Trung hòa nước thải acid: người ta thường cho nước thải có pH acid chảy qua một lớp đá vôi để
trung hoà; hoặc cho dung dịch vôi vào nước thải, sau đó vôi được tách ra bằng quá trình lắng.
• Trung hòa nước thải kiềm: bằng các acid mạnh (lưu ý đến tính kinh tế). CO2 cũng có thể dùng để
trung hòa nước thải kiềm, khi sục CO2 vào nước thải, nó tạo thành acid carbonic và trung hòa với
nước thải. Thực tế được coi là đã trung hòa nếu hỗn hợp có pH = 6,5 - 8,5.
Quá trình trung hòa được thực hiện trong các bể trung hòa kiểu làm việc liên tục hoặc gián đoạn
theo chu kỳ
Trong thành phần nước thải mía đường có chứa một lượng muối của các axit hữu cơ, vô cơ, chất
tạo màu: được loại bỏ bằng phương pháp xử lý vôi
Dung tích bể được chọn theo thời gian điều hòa dựa vào biểu đồ thay đổi lưu lượng, nồng độ nước
thải và yêu cầu mức độ điều hòa nồng độ nước thải
Trong bể phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các chất bẩn
trong toàn thể tích để loại trừ các cú sốc về chất lượng cho các công trình xử lý sinh học phía sau và
không cho cặn lắng trong bể
II.2.4.5 Bể lắng I
Bể lắng 1 đặt trước công trình xử lý sinh học có tác dụng loại bỏ một phần ss và chất hữu cơ tạo
điều kiện thuận lợi cho việc xử lý sinh học ở công trình sau
Ở trong nước thải hỗn hợp không hòa tan gồm tổ hợp nhiều phần nhỏ khác nhau về số lượng, hình
dáng và trọng lượng riêng. Trong quá trình lắng các phần nhỏ sẽ liên kết vối nhau làm thay đổi hình
dáng, kích thước và trọng lượng riêng của chúng. Quy luật lắng của tập hợp các dạng hạt bông khác
nhau hoàn toàn khác đối với các hạt hình cầu riêng lẻ và đồng nhất. Ngoài ra, quá trình lắng được thực

hiện không phải riêng điều kiện tĩnh mà nước luôn luôn chuyển động.
Số lượng cặn tách ra khỏi nước thải trong các bể lắng phụ thuộc vào nồng độ nhiễm bẩn ban đầu,
đặc tính riêng của cặn (hình dạng, kích thước, trọng lượng riêng, tốc độ rơi …) và thời gian nước lưu
trong bể.
Cho đến nay người ta vẫn chưa thể biểu thị tất cả các yếu tố ảnh hưởng phức tạp về hóa lý và thủy
lực của quá trình lắng bằng một phương trình toán học. Do đó quá trình lắng động học chỉ có thể xác
định bằng thực nghiệm.
Căn cứ theo chế độ làm việc thì bể lắng của nhà máy đường hoạt động liên tục, nước thải được
chảy liên tục qua bể.
DH10QM Trang 16
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Căn cứ theo chiều nước chảy trong bể người ta phân biệt thành bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể
lắng Radian, ngoài ra còn có bể lắng trong đó quá trình lắng nước được lọc qua tầng cặn lơ lửng- gọi là
bể lắng trong.
Trên thực tế, bể lắng dứng có nhiều ưu điểm so với bể lắng ngang nên được chọn nhiều hơn: thuận
tiện trong công tác xả cặn, chiếm ít diện tích xây dựng. Song có nhược điểm là: chiều sâu xây dựng lớn
làm tăng giá thành xây dựng (đặc biệt những nơi đất đai không thuận lợi), số lượng bể nhiều và hệ số
lắng thấp.
Bể lắng đứng thường sử dụng khi mực nước ngầm thấp và công suất trạm đến 30000 m
3
/ngày đêm.
Cặn lắng xuống phần chứa tính với dung tính lưu lại không quá 2 ngày. Cặn xả ra khỏi bể nhờ ống
xả bùn dưới áp suất thủy tĩnh 1,5- 2,0m.
Để cặn tự chảy tới hố thu thí góc tạo bởi tường đáy bể và mặt nằm ngang không làm nhỏ hơn 45
0
Bể lắng đứng đạt năng suất cao là loại bể lắng đứng nước chảy từ trên xuống dưới đạt hiệu suất từ
60- 70%
Một số biện pháp tăng cường năng suất lắng:
Làm thoáng sơ bộ có bổ sung bùn hoạt tính gọi là làm thoáng đông tụ sinh học, còn không bổ sung
bùn hoạt tính gọi là làm thoáng đơn giản.

Làm thoáng đơn giản có thể tiến hành ngay ở trên mương máng dẫn nước vào bể lắng hoặc trong
những công trình đặc biệt gọi là bể làm thoáng sơ bộ. Nếu bể làm thoáng và bể lắng kết hợp gọi là bể
lắng làm thoáng.
Khi làm thoáng sẽ diễn ra quá trình đông tụ và keo tụ các hạt tạp chất không hòa tan nhỏ có trọng
lượng riêng xấp xỉ trọng lượng riêng của nước. Kết quả là làm thay đổi độ lớn thủy lực và tăng nhanh
quá trình lắng các hạt cặn.
Làm thoáng đơn giản cho hiệu suất lắng tăng lên 7-8%, thời gian làm thoáng lấy bằng 10-20 phút,
lượng không khí cần thiết khoảng 0,5m
3
không khí trên 1m
3
nước thải.
Làm thoáng đông tụ sinh học cho hiệu suất lắng cao hơn. Bởi vì ngòi các quá trình hóa lý, khi đông
tụ sinh học một phần chất hòa tan dễ bị ô xi hóa cũng được ô xy hóa và khoáng hóa.
II.2.4.6 Bể UASB
Bể xử lý yếm khí UASB có hiệu quả xử lý rất tốt, đặc biệt đối với nước thải có hàm lượng chất ô
nhiễm hữu cơ cao như nước thải mía đường. Việc thiết kế và vận hành dễ dàng, phù hợp với điều kiện
nhiệt độ ấm (30 – 40
0
C). Với hàm lượng COD = 1800 (mg/l), BOD
5
=1500 (mg/l) thích hợp cho xử lý
yếm khí.
DH10QM Trang 17
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
∗ Cấu tạo:
Bể có thể xây bằng gạch hoặc bằng bêtông cốt thép, thường có mặt bằng hình chữ nhật. Để tách khí
khỏi nước thải, trong bể có gá thêm các tấm phẳng đặt nghiêng so với phương ngang ≥ 35
0
. Bể UASB

bao goomg các bộ phận:
1.Bể điều hòa lưu lượng và trạm bơm nước thải
2.Bộ phận đo và điều chỉnh pH
3.Định lượng chất dinh dưỡng N, P nếu cần
4.Ống dẫn và dàn ống phân phối đều nước thải trong bể
5.Thể tích vùng phản ứng hiếu khí
6.Cửa từng hoàn lại cặn lắng
7.Tấm chắn khí
8.Cửa dẫn hỗn hợp bồn nước sau khi đã tách khi vào ngăn lắng
9.Thể tích vùng bùn lắng
10.Máng thu nước
11.Ống dẫn hỗn hợp khí Metan
12.Ống dẫn nước sang bể xử lí hiếu khí ( đợt 2 )
13.Thùng chứa khí
14.Ống dẫn khí đốt
15.Ống xả bùn dư thừa
∗ Quy trình hoạt động:
Nước thải sau khi điều chỉnh pH theo ống dẫn vào hệ thống phân phối đảm bảo phân phối đều nước
trên diện tích đáy bể. Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc v=0.6-0.9m/h. Hỗn hợp bùn yếm khí trong bể
hấp phụ chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa thành khí (khoảng 70-80% là
methane, 20-30% là carbonic). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra
dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng, khi hạt cặn nổi lên trên va phải tấm chắn (7) vỡ ra, khí
thoát lên trên, cặn rơi xuống dưới. Hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí ra cửa (8) làm ngăn lắng. Nước thải
trong ngăn lắng tách bùn lắng xuống đáy qua cửa (6) tuần hoàn lại vùng phản ứng yếm khí. Nước trong
dâng lên trên được thu vào mang (10) theo ống (12) dẫn sang bể làm sạch hiếu khí (làm sạch đợt 2). Khí
biogas được giàn ống (11) thu về bình chứa (13) rồi theo ống dẫn khí đốt (14) đi ra ngoài.
DH10QM Trang 18
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Phân bố bùn trong bể: Bùn trong bể là sinh khối đóng vai trò quyết định trong việc phân hủy và
chuyển hóa chất hữu cơ, bùn được chia thành 2 vùng rõ rệt trong bể pản ứng . Ở chiều cao khoảng ¼ bể

tính từ đáy lên, lớp bùn hinh thành do các hạt cặn keo tụ nồng độ từ 5-7%, trên lớp này là lớp bùn lơ
lửng nồng độ từ 1000-3000mg/l gồm các bông cặn chuyể động giữa lớp bùn đáy va bùn tuần hoàn từ
ngăn lắng rơi xuống. Trên mặt tiếp giáp với pha khí, nồng độ bùn trong nước bé nhất.Nồng độ cao của
bùn hoạt tính trong bể làm việc với tải lượng chất hữu cơ cao. Để hình thành khối bùn hoạt tính đủ nồng
độ, làm việc có hiệu quả đòi hỏi thời gian vận hành khởi động từ 3-4 tháng. Nếu cấy vi khuẩn tạo acid và
vi khuẩn tạo men methane trước với nồng độ thích hợp và vận hành với chế độ thủy lực ≤ 1/2 công suất
thiết kế, thời gian khởi động có thể rút xuống từ 2-3 tuần.
Lượng cặn dư bằng 0,15-0,2 hàm lượngCOD, tức bằng 1/2 cặn được sinh ra so với khi xử lý hiếu
khí. Cặn dư định kỳ xả ra ngoài và có thể tiếp tục đưa đi làm khô.
Công trình xử lý UASB được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý nước thải có hàm lượng các chất ô
nhiễm hữu cơ cao. Xử lý yếm khí thường không đạt được nồng độ đầu ra thấp do khi hàm lượng chất
hữu cơ trong nước thải giảm sẽ làm giảm khả năng trao đổi chât của vi sinh vật phân giải yếm khí .
Bể UASB thường được bố trí trước các hệ thống xử lý hiếu khí để làm giảm hàm lượng chất ô
nhiễm đến nồng độ thích hợp trước khí tiến hành xử lý hiếu khí. Tốc độ dòng nước chuyển động đi lên
trong hệ thống phải được tính toán để quá trình xử lý được vận hành tốt, thông thường vận tốc của dòng
nước chuyển động đi lên vào khoảng 0,6 đến 0,9 (m/h).
∗ Một số đặc điểm của bể UASB:
Xử lý tốt các loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ tương đối cao, khả năng phân hủy sinh học
tốt,nhu cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng mới.
Mùn nuôi cấy ban đầu phải có độ hoạt tính methane.
Lượng bùn cho vào bể không nên nhiều hơn 60% thể tích bể.
Sử dụng bể UASB không thích hợp khi COD nhỏ hơn100mg/l. Nhưng khi COD lớn hơn
50000mg/l thi cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước đầu ra.
Sử dụng bể UASB cũng không thích hợp khi SS lớn hơn 3000mg/l, hàm lượng amoni lớn hơn
2000mg/l, hàm lượng sunphate lớn hơn 500mg/l.
Dựa vào các yếu tố trên có thể khẳng định rằng sử dụng UASB cho công nghệ xử lý nước thải mía
đường là hợp lý nhất.
∗ Quá trình lắng trong bể UASB:
Hỗn hợp vi sinh yếm khí phân hủy chất hữu cơ trong bể ở tình trạng trộn lẫn giữa 3 pha:khí, nước,
bùn. Để đưa nước ra khỏi bể, trước hết phải tách khí ra khỏi hỗn hợp bằng các tấm khí đặt nghiêng so

với phương ngang ≥ 55
0
. Sau khi tách khí, hỗn hợp bùn nước chảy ra cửa với vận tốc 9-10m/h vào ngăn
DH10QM Trang 19
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
lắng . Thể tích ngăn lăng tính theo thời gian lưu nước ≥ 1 giờ. Cặn rơi xuống đáy hình nón của ngăn lắng
chảy qua khe trở lại ngăn phân hủy yếm khí. Tổng chiều cao ngăn lăng 2m, chiều cao phần lắng ≥ 1m
Quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh vật yếm khí trải xảy ra theo
3giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Một nhóm vi sinh tự nhiên có trong nước thải phân hủy các hợp chất hữu cơ
phức tạp và lipid thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như monosaccharide,
amino acid để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh vật hoạt động.
- Giai đoạn 2: Nhóm vi khuẩn tạo ra men acid biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các
acid hữu cơ, thượng là acid acetic. Nhóm vi khuẩn này thường được gọi là nhóm “acidogen”
hay “acid fomer”. Trong số các vi khuẩn được phân lập từ bể kị khí bao gồm: Clostridium
spp., Peptococcus anaerobus, Bifidobacterium spp., Staphylococcus và Escherichia coli.
- Giai đoạn 3: Nhóm vi khuẩn khí methane chuyển hóa hidro và acid acetic thành khí methane
và cabonic. Nhóm vi khuẩn này được gọi và nhóm vi khuẩn khí methane hay “methanogen”
hay “methane fomer”. Bọn vi khuẩn này còn được tìm thấy trong dạ dày của động vật và
trong chất nền hữu cơ lấy từ sông và hồ. Các chi vi khuẩn đươc xác đinh chủ yếu được xác
định bao gồm nhóm vi khuẩn hình que ( Methanobacterium, Methanobacillus) và nhóm vi
khuẩn hình cầu ( Methanococcus, Methanosarcina ). Vai trò quan trọng của chúng là tiêu thụ
hydro và acid acetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải đượ
thực hiện khi khí methane và carbonic thoát ra khỏi hỗn hợp.
II.2.4.7 Bể Aerotank
∗ Một số đặc điểm của bể Aerotank:
Bể Aerotank là một công trình xử lý nước thải có dạng bể nhờ bùn hoạt tính và cấp oxy bằng khí
nén hoặc làm thoáng, khuấy đảo liên tục.
Bể phản ứng sinh học hiếu khí – aerotank là công trình bê tông cốt thép khối hình chữ nhật hoặc
hình tròn, cũng có trường hợp chế tạo bể aerotank bằng sắt thép hình khối trụ.

Bể dùng để phân hủy phần còn lại các chất hữu cơ có trong nước thải sau khi đã phân hủy kị khí.
Thường nước thải sau khi đi qua bể phân hủy kị khí thì các chất hữu cơ trong nước thải chỉ có thể bị
phân hủy tối đa là 90%. Sau khi qua bể kị khí thì còn khoảng 10 -20% các chất hữu cơ chưa bị phân hủy
và tiếp tục được phân hủy tiếp bởi hệ hiếu khí.
Hoạt động hiệu quả với hàm lượng chất hữu cơ không cao nhưng nó lại xử lý triệt để các chất hữu
cơ đến nồng độ thấp.
Do đó thiết bị hiếu khí bố trí ngay sau thiết bị xử lý yếm khí sẽ đảm bảo cho nước thải có đủ tiêu
chuẩn ra nguồn tiếp nhận.
∗ Nguyên lý hoạt động của bể :
Yêu cầu chumg của bể aerotank là đảm bảo bề mặt tiếp xúc lớn giữa không khí, nước thải và bùn.
DH10QM Trang 20
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Quá trình chuyển hoá vật chất hữu cơ có trong nước thải nhờ hoạt động của các vi sinh vật
(VSV)hiếu khí được thực hiện trong các bể bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi
sinh vật có khả năng oxy hóa và khoáng hóa chất hữu cơ chứa trong nước thải. Vi khuẩn trong các bể
bùn hoạt tính thuộc các giống Pseudomonas, Zoogloea, Arthrobacter, Bacillus, Nocardia, Nitrosomonas,
Nitrobacter,…Ngoài ra còn có các loại hình sợi như Siphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Geotrichum,
Lecicothrix. Các vi sinh vật khác đóng vai trò quan trọng trong bùn hoạt tính như các nguyên sinh động
vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làm cho nước thải đầu ra sạch hơn về mặt vi sinh. Trong bể xảy ra những
quá trình sinh học như:
∗ Quá trình oxy hóa (hay dị hóa)
(COHNS) + O
2
+ VK hiếu khí → CO
2
+ NH
3
+ sản phẩm khác + năng lượng (1.1)
∗ Quá trình tổng hợp (đồng hóa)
(COHNS) + O

2
+ VK hiếu khí + năng lượng → C
5
H
7
O
2
N (tế bào vi khuẩn mới)
Các VSV trong bể tồn tại ở dạng huyền phù. Các huyền phù VSV có xu hướng lắng đọng xuống
đáy do đó việc lắp đặt các cánh khuấy để khuấy trộn các dung dịch trong aerotank là điều rất cần thiết.
Trong quá trình vận hành bể bắt buộc phải cung cấp oxy cho VSV hoạt động.Oxy cần thiết cho quá
trình tăng trưởng tế bào và tiến hành các quá trình oxy hoá sinh học.
Để cung cấp oxy từ bên ngoài vào cho bể thường sử dụng những cách sau:
• Thổi khí
• Nén khí
• Làm thoáng cơ học
• Thổi, nén khí với hệ thống cơ học
Hoạt động của các máy khuấy và hệ thống thổi khí liên tục gây ra những tác động sau:
• Cung cấp oxy cho tế bào VSV.
• Làm xáo trộn dung dịch,tăng khả năng tiếp xúc giữa vật chất và tế bào VSV.Nhờ đó tốc độ
phân giải các chất ngoài tế bào hay khả năng thẩm thấu của các chất vào trong tế bào sẽ
tăng.
• Làm tăng mức độ oxy hoà tan.
• Phá vỡ thế bao vây của sản phẩm trao đổi chất xung quanh tế bào VSV.
• Làm tăng khả năng sinh sản của vi khuẩn vì tạo ra một lực cơ học tác động vào nơi phân
chia, tăng nhanh khả năng tách đôi chúng ra.
• Giải phóng lượng nhiệt tăng lên khi tiến hành lên men.
Quá trình sục khí không những cung cấp oxy cho vi khuẩn hoạt động để phân hủy chất hữu cơ, nó
còn giúp cho việc việc khử sắt, magnesium, kích thích quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ khó
phân hủy bằng con đường sinh học và tạo lượng DO đạt yêu cầu để thải ra môi trường.

∗ Quy trình vận hành
DH10QM Trang 21
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Yêu cầu chung của vận hành đối với bể aerotank là nước thải đưa vào cần có hàm lượng SS không
vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25 mg/l, pH = 6.5-9, nhiệt độ không nhỏ hơn
6
0
C và không lớn hơn 30
0
C.
Nước thải chảy thủy lực vào bể bùn hoạt tính. Tại đây các chất hữu cơ có trong nước thải phân hủy
bằng các vi khuẩn hiếu khí tồn tại ở dạng lơ lửng với mật độ cao (bùn hoạt tính) trong điều kiện sục khí.
Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để đảm bảo oxy cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình
phân hủy chất hữu cơ phải luôn cung cấp đầy đủ không khí cho bể aerotank hoạt động.
Hệ thống hai máy thổi khí và các hệ thống phân tán khí được sử dụng để cung cấp ôxy cho quá
trình xử lý hiếu khí. Lượng ôxy đưa vào trong quá trình xử lý hiếu khí phụ thuộc vào lượng ôxy hòa tan
trong nước (DO).
VSV phân giải và hấp thụ chất hữu cơ tạo sinh khối và kết tụ lại lắng xuống đáy bể.Phần nước phía
trên tiếp tục chảy qua bể lắng. Do VSV tăng sinh rất nhanh nên phần bùn dư được hút định kỳ.
II.2.4.8 Bể lắng II
Đặt sau aerotank , nhiệm vụ làm trong nước ở phần trên để xả ra nguồn tiếp nhận , cô đặc bùn hoạt
tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để tuần hoàn lại aerotank.
Thường có dạng tròn ( bể lắng đứng ,bể radial ) , dạng hình chữ nhật ( bể lắng ngang).
Đối với dạng bể lắng hình chữ nhật ở đáy bể có thiết kế thanh gạt bùn theo chiều ngang của bể,
thanh gạt này chuyển động về phía đầu vào của nước thải và gom bùn về một hố nhỏ ở đây, sau đó bùn
được thải ra ngoài.
Có hai loại bể lắng hình tròn:
• Loại 1 nước thải được đưa vào bể ở tâm của bể và lấy ra ở thành bể
• Loại 2 nước thải được đưa vào ở thành bể và lấy ra ở tâm bể.
Quá trình lắng còn có thể kết hợp với quá trình tạo bông cặn hay đưa thêm vào một số hóa chất để

cải thiện rõ nét hiệu suất lắng.
Bể lắng ngang , chữ nhật thường có hiệu quả lắng thấp hơn bể lắng tròn vì cặn lắng tích lũy ở các
góc bể thường bị máy gạt cặn khuấy động trôi theo dòng nước vào máng thu nước ra.
Phần ống trung tâm xác định với lưu lượng tổng cộng (nước thải và bùn hoạt tính tuần hoàn) và tốc
độ chảy v<= 30 mm/s. Còn bể chỉ tính với lưu lượng nước thải, vì bùn hoạt tính sẽ lắng xuống và lấy đi.
Đáy bể có dạng chỏm nón để bùn dễ dàng tụt xuống đáy. Độ nghiêng thành trên của đáy không nhỏ hơn
45-50
0
. Giữa phần công tác của bể và phần chứa bùn là phần nước trung hòa. Thể tích phần chứa bùn,
lấy bằng thể tích bùn lắng xuống trong thời gian 2 giờ. Việc thu gom xả cặn cũng tiến hành như bể lắng
I. Bùn từ bể lắng này được đưa vào bể chứa bùn, sau khi ổn định bùn được bơm tuần hoàn 1 phần vào bể
aerotank, phần còn lại bơm qua bể nén bùn trọng lực sau đó bơm qua máy ép bùn băng tải, bùn sau khi
ra khỏi máy ép bùn băng tải tạo thành banh bùn được bón ruộng, trồng cây hoặc chôn lắp hợp vệ sinh
DH10QM Trang 22
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
II.2.4.9 Bể lắng bùn
Thu gom cặn chưa ổn định từ bể lắng 1, bể lắng 2 và cặn đã ổn định từ aerotank nhằm làm giảm
bớt độ ẩm
Bùn hoạt tính giữ lại ở bể lắng II có độ ẩm cao (99-99,2%). Một phần lớn bùn hoạt tính cho qua
ngăn phục hồi và quay lại bể Aeroten, phần khác gọi là bùn dư trước khi đưa lên bể UASB cho qua bể
nén bùn để giảm bớt độ ẩm và thể tích
Lượng bùn hoạt tính dư, phụ thuộc vào hàm lượng các chất lơ lửng và hòa tan (chủ yếu là các chất
hữu cơ) ở trong nước thải, vào hiệu suất lắng của bể lắng đợt I. Lượng bùn hoạt tính dư cũng dao động
theo thời gian trong năm (về mùa hè giảm xuống).
Bùn hoạt tính của nướ thải sản xuất cũng chứa nhiều tạp chất. Một số trong các loại tạp chất này có
thể là những chất trơ đối với vi sinh vật. Một số khác có thể ngăn cản quá trình sinh hóa diễn ra khi xử lý
bùn sau đó.
Tính chất của các tạp chất sẽ ảnh hưởng tới tính chất vật lý của bùn, cụ thể là ảnh hưởng tới độ ẩm
của bùn và khả năng nhr nước của nó khi phơi khô
Người ta có thể sử dụng bùn hoạt tính cho thêm vào thức ăn cho gia súc, gia cầm

II.2.4.10 Bể lọc áp lực
Nước thải sau khi qua bể sinh học được bơm lên bể lọc áp lực để loại bỏ triệt để các bông cặn còn
xót lại ở trong nước. Các hạt cặn này được giữ lại trên bề mặt vật liệu lọc, phần nước trong được dẫn qua
bể lọc nano dạng khô. Bể lọc áp lực là loại bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo bằng thép có dạng
hình trụ đứng và hình trụ ngang.
II.2.4.11 Bể khử trùng
Khử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt trùng sẽ tiêu diệt hoàn toàn
các vi sinh vật còn quá trình khử trùng thì không tiêu diệt hết các vi sinh vật.
Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hóa chất, sử dụng các quá trình cơ lý, sử dụng các bức
xạ. Các hóa chất thường sử dụng cho quá trình khử trùng là chlorine và các hợp chất của nó, bromine,
ozone, phenol và các phenolic, cồn, kim loại nặng và các hợp chất của nó, xà bông và bột giặt, oxy già,
các loại kiềm và axít.
III. Kết luận và Kiến nghị
Nước thải mía đường có tính chất đặc trưng là nồng độ chất hữu cơ rất cao vì vậy trong công nghệ
xử lý đòi hỏi hệ thống phải có bể phân hủy chất hữu cơ, sử dụng bể UASB và bể Arotank là rất phù hợp.
Nhưng trước khi cho qua bể UASB phải cần có các công trình xử lý khác (song chắn rác, bể lắng cát, bể
điều hòa, bể lắng I) để giảm bớt nồng độ chất hữu cơ.
DH10QM Trang 23
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mía đường
Các vi sinh vật có vai trò to lớn trong khả năng tự làm sạch nguồn nước. Sử dụng các vi sinh vật để
giúp loại bỏ các chất bẩn trong nước thải làm cho nước giảm ô nhiễm, Giảm gây ô nhiễm môi trường,
Giảm thiểu tối đa các loại nước thải ra môi trường, có ý thức trong việc bảo vệ môi trường
Các vi sinh vật có khả năng xử lý tốt các chât hữu cơ trong nước thải mía đường. Bể sinh học có
khả năng phân hủy sinh học tốt nhưng nhu cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng mới, tạo lượng
DO đạt yêu cầu để thải ra môi trường do đó rất thích hợp cho việc xử lý nước thải bị ô nhiễm do chất
hữu cơ
Ngành mía đường góp phần làm tăng trưởng nền kinh tế nhưng nước thải của nó sẽ gây ô nhiễm
môi trường nếu không được xử lý triệt để. Vì vậy cần phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải sao cho
khi thải ra đạt tiêu chuẩn, không làm ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch môi trường.
Cần chú trọng hơn về vai trò của vi sinh vật trong các quá trình xử lý nước thải cũng như các quá

trình xử lý khác. Tạo điều kiện sống cho các vi sinh vật trong các quá trình tự làm sạch nguồn nước.
Nghiên cứu, phát triển, tìm ra các loài vi siinh vật có khả năng xử lý chất thải bảo vệ môi trường
IV. Tài liệu tham khảo
• Trần Hiếu Huệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 1998.
• PGSTS Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, Nhà xuất bản xây dựng, 1996.
• TS. Lê Quốc Tuấn, Vi Sinh Môi Trường, Đại học nông lâm TpHCM, khoa Môi trường và tài nguyên,
2009.
• Tác giả Nguyễn Thành Xuân, Đề tài cải tạo hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần mía đường Biên
Hòa, Luận văn kỹ sư,chuyên ngành kỹ thuật môi trường, 7/2007.
•
Một số trang web:
•
•
•
DetailXBPID=15&CateXBPDetailID=4&CateXBPID=1&Year=2002
•
• NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆT NAM VỚI SỰ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN BỀN
/>ben.31267.html
•
DH10QM Trang 24