Chế tạo và vận hành thực nghiệm mô hình UASB xử lý nước thải chế biến thủy sản

1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây khi mà khoa học ngày càng phát triển thì sức
khỏe của con người cũng đang bị đe dọa bởi những căn bệnh hiểm nghèo. Điều
này có thể được giải thích bởi sự ô nhiễm môi trường ngày càng tăng. Trong đó
ngành Thủy Sản cũng là một trong những nguyên nhân gây ra sự ô nhiễm của
môi trường, ảnh hưởng đến đời sống của động, thực vật và con người. Do đó vấn
đề người ta quan tâm là làm sao xử lý được nguồn nước thải làm giảm độ ô
nhiễm cho môi trường. Y thức được phần trách nhiệm của mình, ngành Thủy
Sản Việt Nam đã có những giải pháp cho vấn đề này. Tuy nhiên hiện nay do sự
phát triển mạnh của mặt hàng thủy sản do đó xử lý nước thải vẫn chưa được
quan tâm và đầu tư đúng mức.
Nhằm góp phần cho quá trình nghiên cứu xử lý nước thải chế biến thuỷ
sản bằng phương pháp sinh hoá. Tôi được khoa Chế Biến trường Đại Học Thủy
Sản giao cho đề tài: Chế tạo và vận hành thực nghiệm mô hình UASB xử lý
nước thải chế biến thủy sản.
Mục đích là làm quen với công việc nghiên cứu xử lý nước thải trên mô
hình tại phòng thí nghiệm, sau đó áp dụng vào thực tế sản xuất. Mặt khác giúp
sinh viên vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề thực tế.
Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, được sự hướng dẫn tận tình
của thầy Nguyễn Phước Hòa và sự giúp đỡ của các thầy cô tại trung tâm CNSH
và môi trường, bộ môn hoá cơ bản của Trường Đại Học Thủy Sản đã giúp tôi
hoàn thành đồ án này. Do thời gian có hạn, kiến thức của bản thân tôi còn
nhiều hạn chế nên báo cáo này còn nhiều thiếu sót. Kính mong được sự giúp đỡ
của quý thầy cô và bạn bè đồng nghiệp
Nha Trang, 25/11/2005.
Sinh viên thực hiện.
Bùi Thị Phượng


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

2


CHƯƠNG1
NHỮNG NÉT CƠ BẢN VỀ NƯỚC
THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN














PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
3
1.1. Nguồn gốc và lưu lượng nước thải ở một số xí nghiệp tại Nha Trang.
1.1.1. Nguồn gốc.
Nước thải có nguồn gốc từ nước cấp, ở các xí nghiệp chế biến thủy sản
trung bình sử dụng 70 ÷150 m
3
/tấn sản phẩm để sử dụng trong quá trình sản xuất
chế biến thủy sản. Sau quá trình sản xuất lượng nước thải được thải ra với số
lượng rất lớn cùng với các chất thải rắn và các chất hữu cơ rất dễ bị phân hủy

thành các sản phẩm cấp thấp gây ra ô nhiễm môi trường trầm trọng ảnh hưởng
tới sức khỏe con người.
1.1.2. Lưu lượng nước thải ở một số xí nghiệp tại Nha Trang.
TT Cơ sở sản xuất Địa chỉ Mặt hàng chính
Lưu lượng
(m
3
/Ng. đêm)
1
Nha Trang Seafood
F17
Nha Trang Tôm, cá, mực, ghẹ… 400
2 Doanh nghiệp Việt Thắng Nha Trang Tôm, cá, mực, ghẹ…

70
3

Công ty thực phẩm Anh Đào

Nha Trang
Tôm, cá, mực, sò

100
4
XN Dịch vụ khai thác Thuỷ
Sản
Nha Trang Tôm, cá, mực, ghẹ

40
5

Công ty Sao Đại Hùng

Khu công
nghiệp Suối
Dầu -
Nha
Trang
Đồ hộp cá, gà, hoa quả

1000
6
Công ty TNHH Long Shin

Khu công
nghiệp
Suối Dầu – Nha
Trang
Tôm, cá, mực

500
7 Công ty Vân Như Nha Trang Tôm, cá, mực 80
8
Công ty Hải Vương

Khu công
nghiệp
Suối Dầu – Nha
Trang
Cá ngừ đại dương
500

9
Công ty Trúc An

Khu công
nghiệp Suối
Dầu – Nha
Trang
Tôm, cá, mực


400

10

Công ty Hải Long
Khu công
nghiệp Suối
Dầu – Nha
Trang
Cá ngừ đại dương


200
1.2. Thành phần tính chất và đặc tính của nước thải
1.2.1. Thành phần tính chất của nước thải.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
4
Nước thải là hỗn hợp phức tạp trong đó chất bẩn thuộc nguồn gốc hữu cơ

thường tồn tại dưới dạng không hoà tan, dạng keo và dạng hoà tan. Thành phần
và tính chất của nước thải chế biến thuỷ sản phụ thuộc nhiều yếu tố như lĩnh vực
sản xuất nguyên liệu tiêu thụ, quy trình công nghệ, lưu lượng đơn vị tính trên sản
phẩm…
1.2.1.1. Đặc điểm vật lý.
Nước thải được chia thành.
- Chất không hoà tan ở dạng lơ lửng kích thước lớn hơn 10
-4
mm. Có
thể ở dạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi…
- Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt 10
-4
÷ 10
-6
mm.
- Các tạp chất bẩn dạng tan có kích thước nhỏ hơn 10
-6
mm, có thể ở
dạng phân tử hoặc phân ly thành ion.
Nước thải chế biến thuỷ sản có mùi hôi thối do xuất hiện khí H
2
S
1.2.1.2. Đặc điểm hoá học.
Nước thải chứa các hợp chất hóa học dạng vô cơ như: Fe, Mg, Ca, Si…
Nhiều chất hữu cơ sinh hoạt như phân, nước tiểu và các chất thải khác như : cát,
sét, dầu, mỡ. Các chất hữu cơ có thể chia thành các chất chứa nitơ và các chất
chứa cacbon. Các hợp chất chứa nitơ chủ yếu là: ure, protein, amin, axit amin.
Các hợp chất chứa cacbon như mỡ, xà phòng, hyđrocacbon.
1.2.1.3. Đặc điểm sinh vật, vi sinh.
Vi sinh trong nước thải chế biến thuỷ sản được chia theo hình dạng, vi

sinh xử lý nước thải có thể chia thành 3 nhóm: vi khuẩn, nấm và nguyên sinh
động vật.
- Vi khuẩn dạng nấm ( Fungi Bacteria ) có kích thước lớn hơn vi
khuẩn và không có vai trò trong quá trình phân huỷ ban đầu của chất hữu cơ
trong quá trình xử lý.
- Vi khuẩn dạng nấm phát triển thường kết thành lưới nối trên mặt
nước gây cản trở dòng chảy và quá trình thuỷ động học.
- Nguyên sinh động vật đặc trưng bằng một vài hoạt động trong quá
trình sống của nó thức ăn chính của nguyên sinh động vật là vi khuẩn cho nên
chúng là chất chỉ thị quá trình thể hiện hiệu quả xử lý của các quá trình xử lý sinh
học nước thải.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5
1.2.2 Đặc tính của nước thải .
Giống như hầu hết các loại nước thải khác, nước thải trong chế biến thuỷ
sản chứa hỗn hợp các chất gây ô nhiễm, phần lớn là các chất hữu cơ. Mức độ gây
ô nhiễm phụ thuộc vào sự có măt của một số yếu tố quan trọng, nhất là phương
pháp chế biến và loại thuỷ sản đươc chế biến. Việc phân tích chi tiết đối với mẫu
thành phẩm không có ý nghĩa ( hoặc gần như không thực hiện được) đối với quá
trình xử lý nước thải. Người ta có thể thực hiện các phương pháp định lượng các
chất hữu cơ cũng như các thông số hoá lý cơ bản, vì đây là một thông số chính về
ô nhiễm nước.
Các thông số hoá lý cơ bản của nước thải chế biến thuỷ sản.
+ PH : độ pH tự nó không thể gây ô nhiễm nhưng đóng vai trò là một
thông số đặc trưng rất quan trọng, cho biết mức độ nhiễm bẩn và xác định sự cần
thiết phải điều chỉnh trước khi xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Nước
thải từ các xí nghiệp chế biến thuỷ sản ít khi có tính axít, pH thường bằng 7 học
có tính kiềm do quá trình phân huỷ đạm và thải amoniac.
+ Hàm lượng chất rắn: tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng
quan trọng của nước thải. Nó bao gồm các chất rắn lơ lửng dạng keo và tan.

Dạng lơ lửng đáng quan tâm nhất vì nếu có nó sẽ lắng đọng trong ống dẫn nước
thải, hiệu quả thải sẽ kém, nếu như lắng trong hồ chứa nước thải sẽ ảnh hưởng tới
hệ thực vật đáy và chuỗi thức ăn, nếu nổi cường đô ánh sáng qua bề mặt sẽ giảm
đến hệ sinh thái.
+ Nhiệt độ: Trừ nước thải của quá trình nấu và khử trùng ở các xí nghiệp
đồ hộp.
+ Mùi : Nước thải từ các xí nghiệp chế biến thuỷ sản có mùi do các chất
hữu cơ phân huỷ tạo ra các loại khí như amin, diamin, NH
3
. Nước thaỉ tự hoại
có mùi H
2
S, CH
4
… Dấu hiệu của mùi rất quan trọng trong việc đánh giá và chấp
nhận hệ thống nước thải của xí nghiệp .Mùi có thể gây khó chịu và buồn nôn và
khi hàm lượng lớn sẽ ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người
+ Hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải chế biến thuỷ sản.
Có nhiều cách đánh giá hàm lượng chất hữu cơ ô nhiễm. Thông dụng nhất
là các phương pháp xác định nhu cầu oxy sinh hoá (BOD5) hoặc nhu cầu oxy
hoá học (COD) nhưng cũng có thể dùng phương pháp đo cacbon hữu cơ. Số liệu
ước tính đầu tiên là lượng oxy cần thiết để ổn định hàm lượng chất hữu cơ trong
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
6
chất thải. Hai phương pháp phổ biến nhất là xác định nhu cầu oxy sinh hoá và
oxy hoá học.
+ Nhu cầu oxy sinh hoá ( BOD ):
Là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm của nước thải
công nghiệp. BOD được định nghĩa là lượng oxy mà vi sinh sinh vật đã sử dụng
trong quá trình oxy hoá chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí .

Phương trình tổng quát:

Chất hữu cơ +O
2

→
CO
2
+ H
2
O + Tế bào mới + sản phẩm cố định.
Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hoá sinh học xảy ra thì các vi
sinh vật sử dụng oxy hoà tan. Vì vậy việc xác định tổng lượng oxy hoà tan cần
thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là công việc quan trọng để đánh giá ảnh
hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước. BOD biểu thị lượng các chất hữu
cơ trong nước có thể bị phân huỷ bằng các vi sinh vật.
••Những hạn chế của phép phân tích BOD:
- Yêu cầu mật độ vi sinh vật trong mẫu phân tích phải đủ lớn và các vi
sinh vật bổ sung vào cần được thich nghi với môi trường.
- Khi chất thải có chứa các chất độc hại cần xử lý sơ bộ trước khi phân
tích, đồng thời cần chú ý giảm ảnh hưởng của các vi sinh vật Nitrat hoá
- Phép phân tích BOD không có giá trị cân bằng sau khi các chất hữu cơ
hoà tan trong dung dịch đã bị sử dụng.
- Chỉ đo được hàm lượng các chất hữu cơ có thể bị phân huỷ bằng con
đường sinh học.
- Thời gian phân tích quá dài, sau năm ngày mới có kết quả.
+ Nhu cầu oxy hoá học (COD):
chỉ số này được dùng rộng rãi để biểu thị
hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải bị oxy hoá bởi chất oxy hoá và mức độ ô
nhiễm nước tự nhiên.

COD được định nghĩa là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá các
chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO
2
và nước. Lượng oxy này tượng đương
với hàm lượng chất hữu cơ trong mẫu nước có thể bị oxy hoá, được sử dụng khi
VSV
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
7
sử dụng tác nhân oxy hoá mạnh trong môi trường axit. Phương pháp phổ biến
nhất để xác định COD là phương pháp bicromat.
- Cơ chế của nó theo phương trình sau:

Các chất hữu cơ + Cr
2
O
7
2-
+ H
+
CO
2
+ H
2
O + 2Cr
3+


Lượng Cr
2
O

7
2-
dư được chuẩn độ bằng dung dịch FAS (Fe(NH
4
)
2
(SO
4
)
2
)
và sử dụng dung dịch Feroin làm chất chỉ thị. Điểm kết thúc chuẩn độ là điểm khi
dung dịch chuyển tử màu xanh lam sang màu nâu đỏ nhạt theo phản ứng sau:

6Fe
2+
+ Cr
2
O
7
2-
+ 14H
+

→
6Fe
3+
+2Cr
3+
+ 7H

2
O
- Các chất dinh dưỡng trong nước thải chế biến thuỷ sản:
Ag
2
SO
4
T
0
sôi
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
8
+ Hàm lượng Nitơ:
Là nguyên tố chủ yếu cần thiết cho vi sinh vật nguyên sinh và thực vật
phát triển, chúng được biết đến như là những chất dinh dưỡng hay là kích thích
sinh học.
Nitơ tồn tại ở các dạng: Nitơ hữu cơ (N-HC), nitơ amoniac (N-NH
3
), nitơ
nitrit (N-NO
2
), nitơ nitrat (N-NO
3
) và nitơ tự do. Vì Nitơ là nguyên tố chính xây
dựng tế bào, tổng hợp Protein, do đó số lượng về Nitơ sẽ rất cần thiết để xác định
khả năng có thể xử lý một loại nước thải nào đó bằng các phương pháp sinh học,
trong trường hợp không đủ Nitơ, có thể bổ sung thêm để cho chất thải đó có khả
năng xử lý bằng phương pháp sinh học.
Chỉ tiêu hàm lượng Nitơ trong nước cũng được xem như là chỉ thị tình
trạng ô nhiễm của nước vì NH

3
tự do là sản phẩm phân huỷ các chất Protein. Nitơ
không những gây ra các vấn đề phù dưỡng môi trường sinh thái vựa nước mà chỉ
tiêu N-NO
3
trong nước cấp sinh hoạt vượt quá 45mg NO
3
/l cũng có thể gây ra
mối đe doạ nghiêm trọng đối với sức khoẻ con người.
+ Hàm lượng phospho.
Phospho tồn tại trong nước thải ở các dạng như: Orthophosphate (PO
4
3-
,
HPO
4
2-
, H
2
PO
4
-
, H
3
PO
4
) hay polyphosphate và phosphate hữu cơ. Đây là một
trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước, gây ô nhiễm và góp phần
thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thuỷ vực. Phospho là một chỉ tiêu có ý
nghĩa quan trọng trong cấp nước để kiểm soát sự hình thành cặn rỉ, ăn mòn và xử

lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
Nitơ và phospho thường xuyên có mặt trong nước thải chế biến
thuỷ sản nên không cần bổ sung thêm trong quá trình xử lý sinh học.
1.3. Ảnh hưởng của các chất có trong nước thải chế biến thuỷ sản đối
với môi trường
1.3.1. Ảnh hưởng của các chất hữu cơ.
Các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học bao gồm các hợp chất chứa
cacbon, nitơ, phospho ( cacbonhydrat, protein, chất béo…). Khi thải ra thuỷ vực
làm tăng độ phù dưỡng của nguồn nước, đồng thời dễ bị phân huỷ bởi vi sinh vật
gây mùi thối và giảm oxy hoà tan trong nước ( chỉ số BOD và COD cao ), dẫn
đến suy thoái tài nguyên thuỷ sản và giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
9
Ngược lại với các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học là các chất hữu cơ
bền sinh học ( khó bị phân huỷ sinh học ), chúng có độc tính cao đối với sinh vật
và con người. Chúng lại có khả năng tồn tại lâu dài trong môi trường và cơ thể
sinh vật nên có khả năng tích luỹ và gây tổn hại lâu dài.
Ngoài các chất thải là hợp chất hữu cơ, công nghiệp thực phẩm còn thải ra
môi trường một lượng lớn vi sinh vật và nồng độ chất rắn cao.
Lượng chất lơ lửng nếu không được xử lý trước khi thải ra có thể đọng ở
cống thải, làm tắc hệ thống thoát nước, gây ô nhiễm môi trường.
Một lượng lớn vi sinh vật từ nước thải của các cơ sở sản xuất chế biến
thuỷ sản nếu không có biện pháp quản lý hiệu quả thì rất dễ gây bệnh, gây độc
cho nguồn nước sử dụng và những vấn đề khác vì sự phát triển không lường
trước được của vi sinh vật thải ra cùng nước thải.
1.3.2. Ảnh hưởng của các chất vô cơ.
Chất vô cơ trong nước thải như: NO
2
-
, NH

3
, SO
4
2-
, NO
3
-
, PO
4
3-
, các kim
loại nặng. Trong đó đặc biệt NO
3
-
, PO
4
-
là môi trường dinh dưỡng cho tảo, rong
phát triển. Nếu với nồng độ cao sẽ dẫn đến hiện tượng”nở hoa” trong thuỷ vực (
hiện tượng phiêu sinh thực vật tăng đột ngột nhày nhụa cho thuỷ vực). SO
4
2-
gây
nhiễm mặn, nước phèn chua làm giảm năng lực nuôi trồng thuỷ sản. NH
3
và
muối NH
4
+
làm hư hỏng các vật dụng bằng đồng thau và hợp kim đồng.

Ngoài những chất vô cơ thông thường, Clo được xem là chất vô cơ độc,
nguy hiểm, các hợp chất của Clo độc hơn 50-100 lần. Việc thải Clo ra môi
trường sẽ tạo điều kiện để thu nhận những hợp chất có tính độc cao hơn Clo. Nó
được bảo tồn trong tự nhiên và có thể biến đổi dưới các dạng khác nhau với tính
năng còn mạnh hơn, nguy hiểm hơn là các chất ban đầu. Theo chu trình sinh học,
hóa học, nó tan vào môi trường nước, khí, đất, tương tự vào các mô động vật,
hoặc thực vật và theo con đường thực phẩm đi trở lại con người và tích tụ lai
trong cơ thể. Khi lượng độc tố này đủ lớn sẽ tiêu diệt sự sống. Vòng biến đổi sinh
học chính là cơ chế nâng cao nồng độ của các chất độc nguyên sinh- hay con gọi
là tích tụ sinh học.
Kim loại trong nước mặn có thể gây độc cấp tính hoặc mãn tính cho cá và
các động vật khác kể cả con người. Dạng ion thường gây chết cá tức thì, trong
khi các hợp chất kim loại có xu hướng tác động bằng cách tích tụ trong mô cơ thể
trong thời gian dài. Dạng ion của kim loại nặng tạo ra sự kích thích mang cá làm
hủy hoại các lớp mỏng của mang và do đó cá xảy ra ngạt thở.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
10









PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
11

CHƯƠNG 2
TÌM HIỂU CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ
KỴ KHÍ.










2.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình.
Xử lý sinh học nước thải thực chất là lợi dụng sự sống và hoạt động của
các vi sinh vật để thực hiện các dạng phân hủy khác nhau. Sự phân hủy chất hữu
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
12
cơ thường kèm theo sự thoát khí dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra.
Nhiệm vụ của công trình kĩ thuật xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là
tạo điều kiện sống và hoạt động tốt nhất cho các vi sinh vật để phân hủy các chất
hữu cơ được nhanh chóng.
2.2. Quá trình sinh học trong điều kiện kị khí.
Quá trình sinh học trong điều kiện kị khí là quá trình phân hủy các chất

hữu cơ, vô cơ trong nước thải nhờ các vi khuẩn kị khí trong điều kiện không có
oxy. Thông thường phương pháp xử lí này được áp dụng để lên men ổn định cặn
và xử lí nước thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD hoặc tổng cacbon cao.
Hiện nay người ta còn sử dụng phổ biến phương pháp này để xử lí nước thải sinh
hoạt, công nghiệp hoặc hỗn hợp nước thải sinh hoạt và công nghiệp có nồng độ
BOD cao. Khi nồng độ BOD trong nước thải cao hơn 500mg/l nên áp dụng quy
trình 2 bậc.
Bậc 1: xử lí kị khí.
Bậc 2: xử lí hiếu khí.
Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ nhờ vi sinh vật kị khí xảy ra theo 3
bước.
- Trước tiên nhóm vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thủy phân các
chất hữu cơ phức tạp và lipit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng riêng
nhẹ như: monosaccharit, amino axit để tạo nguồn thức ăn và năng lượng cho vi
sinh vật hoạt động.
- Sau đó nhóm vi khuẩn tạo men axit ( nhóm axit focmơ) biến đổi các chất
hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ, giai đoạn này gọi là lên men axit.
- Cuối cùng nhóm vi khuẩn tạo men metan ( nhóm metan fomic ) chuyển
hóa hyđro và các axit được tạo thành ở giai đoạn tạo men axit thành khí metan và
cacbonic. Vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn metan fomic là tiêu thụ hyđro và
axit axetic. Chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình được thực hiện khi khí
metan và cacbonic thoát ra.
Để cho quá trình sinh học kị khí diễn biến được bình thường cần đảm bảo
các điều kiện sau:
+ Trong nước thải không có oxy hòa tan.
+ Hàm lượng các kim loại nặng không vượt quá mức quy định.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
13
+ Các giá trị pH trong nước thải từ 6,7 – 7,4.
+ Duy trì độ kiềm khoảng 1000 -1500 mg/l làm dung dịch đệm để

ngăn cản pH giảm xuống dưới 6,2.
+ Nhiệt độ của nước thải từ 27
0
C – 38
0
C.
+ Có đủ chất dinh dưỡng theo tỉ lệ COD: N: P là 350: 5: 1.
2.3. Sơ lược hệ vi sinh vật trong nước thải.
- Phần lớn vi sinh vật xâm nhập vào nước là từ đất, phân, nước tiểu, các
nguồn thải từ bụi trong không khí rơi xuống. Số lượng và chủng loại vi sinh vật
trong nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhất là những chất hữu cơ hòa tan trong
nước; hàm lượng N, P; các chất độc; tia tử ngoại; pH môi trường là những yếu tố
quyết định đến sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Nước càng bẩn, càng
nhiều chất hữu cơ, nếu thích nghi được thì sự sinh trưởng và phát triển của vi
sinh vật càng nhanh.
- Trong nước có rất nhiều loại vi sinh vật: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc,
xoắn thể, xạ khuẩn, virut, thực khuẩn thể, nhưng chủ yếu là vi khuẩn.
Nói chung trong nước, số vi sinh vật không sinh bào tử chiếm ưu thế (gần
87% ), còn trong bùn số vi sinh vật bào tử lại chiếm ưu thế ( gần 75% ).
- Nước sông luôn thay đổi theo dòng chẩy. Vì vậy, hệ vi sinh vật và số
lượng vi sinh vật luôn thay đổi. Ơ vùng gần thành phố nước sông có số lượng vi
sinh vật lớn, còn ở phía xa thành phố chúng lại giảm số lượng nhanh. Điều này
được giải thích, vì ở nước sông ở gần thành phố được nhận một lượng nước thải
từ nước sinh hoạt của dân cư, cống rãnh đô thị, rác chứa nhiều cặn bã hữu cơ
kèm theo một số lớn vi sinh vật. Dòng sông càng chảy, càng bị pha loãng nên khi
xa thành phố lượng chất hữu cơ giảm dần và như thế các chất dinh dưỡng vi sinh
vật ngày càng cạn kiệt. Bên cạnh đó vi sinh vật còn bị tiêu diệt bởi ánh sáng mặt
trời có tia tử ngoại, vi sinh vật đối kháng, nguyên sinh động vật ăn vi sinh vật,
thực khuẩn thể dung giải vi sinh vật.
Nước thải đặc biệt là nước thải sinh hoạt và nước thải của các xí nghiệp

chế biến thực phẩm rất giàu các chất hữu cơ, vì vậy số lượng vi sinh vật trong
nước thải là rất lớn ( 10
5
- 10
6
tế bào/ml ). Trong số này chủ yếu là vi khuẩn
chúng đóng vai trò phân hủy các chất hữu cơ, cùng với các chất khoáng khác
dùng làm vật liệu xây dựng tế bào đồng thời làm sạch nước thải. Ngoài ra còn
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
14
các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là các bệnh đường ruột như: thương hàn, tả,
lị và các vi rut, thực khuẩn thể.
2.3.1. Vi khuẩn.
Vi khuẩn là sinh vật đơn bào, kích thước rất nhỏ từ 0,3 - 0,5 µm( chỉ nhìn
thấy ở kính hiển vi phóng đại 1000 lần). Vi khuẩn có hình cầu, hình que, hình sợi
xoắn. Chúng đứng riêng rẽ hoặc xếp thành đôi, thành 4 tế bào hoặc hình thành
khối 8 tế bào, xếp thành chuỗi hoặc thành chùm. Vi khuẩn sinh sản bằng cách
nhân đôi tế bào. Nếu các điều kiện về chất dinh dưỡng, oxy, pH, và nhiệt độ môi
trường thích hợp thì thời gian thế hệ là 15- 30 phút.
Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng đầu tiên trong việc phân hủy chất hữu
cơ, nó là cơ thể sống đơn bào, có khả năng phát triển và tăng trưởng trong các
bông cặn lơ lửng hoặc dính bám vào bề mặt vật cứng. Vi khuẩn có khả năng sinh
sản rất nhanh, khi tiếp xúc với chất dinh dưỡng có trong nước thải chúng hấp thụ
nhanh thức ăn qua thành tế bào.
Nhiệt độ nước thải có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hoạt động và sinh
sản của vi khuẩn, phần lớn vi khuẩn hoại sinh hoạt động có ảnh hưởng cao và
phát triển mạnh mẽ ở nhiệt độ từ 20-40
0
C. Một số loài vi khuẩn trong quá trình
xử lí cặn phát triển ở nhiệt độ từ 50- 60

0
C.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
15
2.3.2. Siêu vi khuẩn và thực khuẩn thể (virut và bacteriophage).
Siêu vi khuẩn là những sinh vật cực nhỏ( có kích thước vào khoảng 20-
100nm), chỉ có thể nhìn thấy ở dưới kính hiển vi điện tử. Chúng là tác nhân gây
ra nhiều bệnh hiểm nghèo cho con người, động vật và thực vật. Virut không thể
sống độc lập mà phải kí sinh vaò tế bào chủ và lúc đó mới thể hiện đặc tính sống
của mình.
Virut có phần chính ở giữa là một axit nucleic (AND hoặc ARN) thường
là ARN. Phần ngoài là vỏ capsule. Nếu virut lớn còn có thêm vỏ ngoài. Vỏ giữ
chức năng bảo vệ có cấu tạo bằng một loại protein đặc biệt. Phần axit nucleic bên
trong rất quan trọng, nó giữ vai trò di truyền khi vào tế bào chủ, phần này quyết
định việc tổng hợp nên các phần tử axit nucleic và vỏ bọc protein mới để phục vụ
cho sinh sản.
Mỗi virut có một loại tế bào chủ tương ứng. Virut bám vào tế bào chủ rồi
xâm nhập vào nội bào, phần axit nucleic được giải phóng ra khỏi vỏ bọc. Khi
virut đã ở trong tế bào chất, chúng nhanh chóng vào nhân để bắt đầu sinh sản. Ở
đây, vi khuẩn bắt tế bào vật chủ tổng hợp ra các axit nucleic mới theo khuôn axit
nucleic virut từ ngoài vào. Các nguồn vật liệu như: axit amin, các nucleotic và
nguồn năng lượng của tế bào vật chủ đều phải phục vụ cho nhu cầu của virut.
Trong nước thải thường có những vi khuẩn gây bệnh cho người và động
vật, kèm theo có cả những thực khuẩn thể tương ứng với từng loại vi khuẩn. Có
trường hợp các tế bào vi khuẩn chủ đã chết mà trong quá trình phân tích vi sinh
vật không phát hiện được nhưng thấy có thực khuẩn thể tương ứng người ta có
thể kết luận được sự có mặt của những vi khuẩn này có trong nước thải.
2.3.3. Nấm (fungi).
Gồm nấm mốc, nấm men, xạ khuẩn có trong nước thải nhưng ít hơn vi
khuẩn. Những nhóm này phát triển mạnh trong vùng nước tù, chúng có kích

thước lớn hơn vi khuẩn và không có vai trò trong giai đoạn phân hủy ban đầu các
chất hữu cơ trong quá trình xử lí nước thải.
Các giống nấm thường gặp trong nước thải là: Saprolegia và Leptomus.
Giống Leptomus có loài Leptomuslacteus thường gây khó khăn trong việc thải
nước. Sống quanh năm ở sông ngoài, nhưng phát triển mạnh vào mùa đông. Điều
kiện cần thiết cho phát triển của nó là sự có mặt của các chất hữu cơ có trong
nước. Nó phát triển thành khối nhày cùng với vi khuẩn Sphaerotilusnatas trong
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
16
vòng 90- 120 phút và có thể bịt kín hoàn toàn các song lưới chắn rác làm cản trở
dòng chảy hoặc bịt kín các màng lọc không cho nước đi qua các phin lọc.
2.3.4. Hoạt động sống của vi sinh vật trong nước thải.
Nước thải mới thường ít vi sinh vật, đặc biệt là thải công nghiệp qua công
đoạn xử lý nhiệt có khi lúc đầu hầu như không có vi sinh vật. Nước thải trong hệ
thống thoát nước qua một thời gian dù rất ngắn cũng đủ cho vi sinh vật thích
nghi, sinh sản và phát triển tăng sinh khối ( trừ những nước thải có chất độc, ức
chế hoặc diệt vi sinh vật như các loại nước thải có hàm lượng cao các kim loại
năng, các chất hữu cơ và vô cơ có độc tính, ). Sau một thời gian sinh trưởng,
chúng tạo thành quần thể vi sinh vật có trong nước thải đồng thời kéo theo sự
phát triển của các giới thủy sản.
Quần thể vi sinh vật ở các loại nước thải là không giống nhau, mỗi loại
nước thải có hệ vi sinh vật thích ứng. Song nói chung vi sinh vật trong nước thải
đều là vi sinh vật hoại sinh và dị dưỡng, chúng không thể tự tổng hợp các chất
hữu cơ làm vật liệu xây dựng tế bào mới cho chúng. Trong môi trường sống của
chúng cần phải có mặt các chất hữu cơ để chúng phân hủy, chuyển hóa thành vật
liệu xây dựng tế bào, đồng thời chúng cũng phân hủy các hợp chất nhiễm bẩn
nước đến sản phẩm cuối cùng là CO
2
và H
2

O hoặc tạo thành các loại khí khác (
CH
4
, H
2
S, N
2
, Indol, ).
Trong nước thải, các chất nhiễm bẩn chủ yếu là các chất hữu cơ hòa tan,
ngoài ra còn có các hợp chất hữu cơ ở dạng keo và phân tán nhỏ ở dạng lơ lửng.
Các dạng này tiếp xúc với bề mặt tế bào vi khuẩn bằng cách hấp thụ hay là keo tụ
sinh học, sau đó sẽ xảy ra quá trình đồng hóa và dị hóa. Quá trình dị hóa là quá
trình phân giải các chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn, có cấu trúc phân tử là
mạch dài thành các hợp chất có mạch ngắn, có khối lượng thấp hoặc thành các
đơn vị cấu thành, có thể đi qua được màng tế bào và trong tế bào để chuyển vào
quá trình phân hủy nội bào ( hô hấp hay oxy hóa tiếp ) hay chuyển sang quá trình
đồng hóa.
Như vậy quá trình làm sạch nước thải gồm 3 giai đoạn sau:
- Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với bề mặt tế bào vi sinh vật.
- Khuếch tán và hấp thụ các chất ô nhiễm nước qua màng bán thấm
vào trong tế bào vi sinh vật.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
17
- Chuyển hóa các chất này trong nội bào để sinh ra năng lượng và tổng
hợp các vật liệu mới cho tế bào vi sinh vật.
Các giai đoạn này có mối liên quan với nhau rất chặt chẽ. Kết quả là nồng
độ các chất gây nhiễm bẩn nước giảm dần, đặc biệt là vùng gần tế bào vi sinh vật
nồng độ chất hữu cơ ô nhiễm thấp hơn vùng ở xa.
2.3.5. Sinh trưởng của vi sinh vật trong nước thải.
- Sự sinh trưởng của vi sinh vật bao gồm sự tăng kích thước, số lượng tế

bào (sinh sản), phát triển tăng khối lượng quần thể vi sinh vật (tăng sinh khối).
Tất cả những biến đổi về hình thái, sinh lý diễn ra trong tế bào được tổng hợp
thành khái niệm “phát triển”. Sinh sản cũng là kết quả của sự phát triển.
Trong nước thải và quá trình xử lý nước thải, sự sinh trưởng cũng là sự
tăng số lượng tế bào và sự thay đổi kích thước tế bào. Kích thước tế bào dao
động xung quanh một giá trị trung bình thì việc tính số lượng tế bào cũng phản
ánh được sự tăng sinh khối của vi sinh vật.
Vi sinh vật sinh sản chủ yếu bằng cách phân đôi tế bào. Thời gian phân cắt
này thường gọi là thời gian sinh sản hoặc thời gian thế hệ. Thời gian này của vi
khuẩn thường là 20 phút có khi vài ngày. Chúng không thể sinh sản vô tận được
vì quá trình sinh sản phụ thuộc vào môi trường, khi chất dinh dưỡng trong môi
trường cạn kiệt, pH và nhiệt độ thay đổi ra ngoài các trị số tối ưu thì sinh sản sẽ
bị ngừng lại trong nước thải nói chung xét quá trình sinh trưởng không phải riêng
một tế bào vi sinh vật riêng biệt mà xét cả một nhóm tế bào hoặc một quần thể vi
sinh vật sự sinh trưởng của một quần thể vi sinh vật trong môi trường theo quy
luật đường cong sinh trưởng vi sinh vật được trình bày bởi hình sau.
Mật độ tế bào
X





Đường cong sinh trưởng vi sinh vật.
X
0

X
1

X
2

X
f
T
1

2 3
3

4


5
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
18
Quá trình sinh trưởng chia làm 5 giai đoạn:
1. Giai đoạn làm quen của pha tiềm phát (pha lag).
2. Giai đoạn sinh sản theo cách phân đôi tế bào (theo cấp số nhân ) hay
pha logarit (pha số mũ- pha log).
3. Giai đoạn chậm dần (pha sinh trưởng chậm dần).
4. Giai đoạn ổn định (pha ổn định).
5. Giai đoạn suy giảm (pha suy vong hoặc pha nội sinh).
+ Giai đoạn làm quen:
Vi khuẩn vào môi trường chưa sinh sản ngay mà còn cần một thời gian
làm quen với môi trường, cần cảm quan tổng hợp các enzyme thích hợp với cơ
chất.
X= C
Tc

= X
0
.
Trong đó: X: là mật độ tế bào.
X
0
: là mật độ tế bào ở thời gian t= 0.
t: là thời gian.
Tốc độ sinh trưởng = 0 →
dt
dX
= 0.
+ Giai đoạn theo số mũ.
Các tế bào vi khuẩn sản sinh theo cách phân đôi tế bào đạt đến mức
độ cao nhất theo tỷ lệ tái tạo tế bào với nồng độ cơ chất không hạn chế. Tốc độ
sinh trưởng tính theo % là không đổi, giai đoạn này được đánh giá bởi thời gian
sinh trưởng tg ( thời gian thế hệ ). Ơ giai đoạn này tốc độ sinh trưởng
dt
dX
tăng tỷ
lệ thuận với X ( từ đó có được đường cong hàm số mũ ).
Ta có phương trình sau:
dt
dX
= µ
m
x X
( với µ
m
là tốc độ sinh trưởng cực đại ) hoặc log

1
2
X
X
= µ
m
( t
2
– t
1
).
Thời gian sinh trưởng tg được xác định.
X
2
= 2X
1
→ tg =
m
µ
2log
=
m
µ
693,0
.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
19
+ Giai đoạn chậm dần:
Trong giai đoạn này cơ chất dinh dưỡng trong môi trường đã cạn
kiệt gần hết cùng với sự biến mất một hay vài thành phần cần thiết cho sự sinh

trưởng của vi khuẩn. Trong một số trường hợp phát triển chậm dần là do trong
môi trường tích tụ các sản phẩm ức chế được sinh ra trong quá trình chuyển hóa
chất trong tế bào vi khuẩn. X tiếp tục tăng nhưng
dt
dX
lại giảm.
+ Giai đoạn ổn định: X ( mật độ tế bào ) đạt tới trị số cực đại X
max
. Sự
sinh trưởng dừng lại ngay cả khi các tế bào vẫn còn hoạt động chuyển hóa nào
đó.
+ Giai đoạn suy vong hay hô hấp nội bào:
Ơ giai đoạn này các chất dinh dưỡng đã hết. Mật độ tế bào giảm do các tế
bào già bị chết và tỷ lệ chết cứ tăng dần lên. Tế bào vi khuẩn bị phân hủy nội
sinh hoặc hô hấp nội bào và bị tự phân.
2.4. Các phương pháp kị khí.
2.4.1. Các quá trình phân hủy kỵ khí.
Các phương pháp lên men yếm khí dựa trên sự chuyển hóa vật chất hữu
cơ trong điều kiện không có ôxy nhờ rất nhiều loài vi sinh vật yếm khí tồn tải
trong nước thải.
Sản phẩm của quá trình chuyển hóa vật chất trong điều kiện yếm khí như:
CH
4
, CO
2
, N
2
, H
2
S, NH

3
trong đó CH
4


thường chiếm nhiều nhất. Ơ điều kiện lên
men yếm khí chuẩn CH
4
có thể đạt từ 65% - 75% tổng số khí tạo thành.
Phân huỷ kỵ khí có thể chia làm 6 quá trình:
1. Thuỷ phân polymer.
- Thuỷ phân các protein.
- Thuỷ phân polysaccharide.
- Thuỷ phân chất béo.
2. Lên men các amino và đường.
3. Phân huỷ kỵ khí các axit béo mạch dài và rượu.
4. Phân huỷ kỵ khí các axit béo dễ bay hơi ( trừ axit axetic ).
5. Hình thành khí metan từ axit axetic.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
20
6. Hình thành khí metan từ hydro và CO
2
.
6 quá trình này thường phân chia 4 giai đoạn.
Thuỷ phân: trong giai đoạn này dưới tác dụng của enzyme do vi
khuẩn tiết ra, các chất phức tạp và chất không tan như: polysaccharide, proteins,
lipids chuyển hoá thành các chất đơn giản hơn hoặc chất hoà tan như: đường, các
amino axit, axit béo.
Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thuỷ phân phụ thuộc vào pH, kích
thước hạt và đặc tính dễ phân huỷ của cơ chất, chất béo thuỷ phân rất chậm.

Axít hoá: trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hoá các
chất hoà tan thành các chất đơn giản như axit béo dễ bay hơi, alcohols, axit
lactic, methanol, CO
2
, H
2
, NH
3
, H
2
S và sinh khối mới. Sự hình thành các axit có
thể làm pH giảm xuống 4.
Axetic hoá: vi khuẩn axetic chuyển hoá các sản phẩm của giai đoạn
axit hoá thành axetate, H
2
, CO
2
và sinh khối mới.
Methan hoá: đây là giai đoạn cuối của quá trình thuỷ phân kỵ khí.
Axit axetic, H
2
, CO
2
, axit formic và methanol chuyển hoá thành methane, CO
2
và
sinh khối mới.
Trong 3 giai đoạn: thuỷ phân, axit hoá, axetic hoá, COD trong dung dịch
hầu như không giảm mà COD chỉ giảm trong giai đoạn methane hoá.
Ngược với quá trình hiếu khí, trong xử lý nước thải bằng phân huỷ

kỵ khí, tải trọng tối đa không bị hạn chế bởi chất phản ứng như oxy. Nhưng trong
công nghệ xử lý kỵ khí, cần lưu ý đến 2 yếu tố quan trọng.
- Duy trì sinh khối vi khuẩn càng nhiều càng tốt.
- Tạo tiếp xúc đủ giữa nước thải với sinh khối vi khuẩn.
Khi đáp ứng 2 yếu tố trên, quá trình xử lý kỵ khí có thể áp dụng tải trọng
cao, có thể tóm tắt trên sơ đồ.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
21
Sơ đồ cân bằng vật chất xảy ra trong điều kiện yếm khí.












Sơ đồ này mang y nghĩa tương đối vì không phải tất cả hợp chất hữu cơ
được chuyển hóa thành CH
4
mà còn khá nhiều hợp chất hữu cơ tồn tại trong
những sản phẩm trung gian và một phần không nhỏ được chuyển thành các loại
khí khác nhau. Một phần khác các chất hữu cơ không được phân hủy.
2.4.2. Các thiết bị kỵ khí và quá trình xử lý kỵ khí ứng với mỗi bể.
Xử lý yếm khí nước thải được chia ra những phương pháp khác nhau như
sau.

- Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc: người ta trộn nước thải với bùn yếm khí ở
quá trình lên men yếm khí, tuần hoàn lại vào bể yếm khí.
- Bể phản ứng vi sinh dính bám và tấm phẳng: các vật dính bám là những
tấm mặt phẳng được đặt trong bể. Dòng nước thải sẽ đi từ dưới lên hoặc đi từ
trên xuống.
- Bể phản ứng vi sinh dính bám vào các hạt: dòng chảy sẽ đi từ dưới lên
làm xáo trộn vật dính bám cùng vi sinh vật.
- Bể UASB (Upflow Anaerobic Sluged Blanket) dòng nước thải chảy từ
dưới lên làm xáo trộn lớp cặn lơ lửng.
Chất thải hỗn hợp 100%
BOD
Axit propyonic
Axit hữu cơ trung gian
Axit axetic
CH
4

15%
65%
20%
17%
35%
13%
72%
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
22
- Bể phản ứng gần giống UASB nhưng có trang bị thêm một tấm vật liệu
lọc cố định.
- Hồ xử lý yếm khí.
- Bể kỵ khí methane.

- Bể lọc kị khí dòng chảy ngược (UAF- Upflow Anaerobic Filter ).
- Bể lọc kị khí dòng chảy xuôi (ADF- Downflow Anaerobic Filter).
2.4.2.1. Bể lọc yếm khí có vật liệu lọc (AF).
Các bể lọc yếm khí không phải là hệ thống lọc cơ học mà là hệ thống lọc
sinh học trong điều kiện yếm khí. Trong các bể lọc này người ta đặt vào đó
những vật liệu được gọi là chất mang. Nhơ đó mà vi sinh vật sẽ bám vào và
không bị rửa trôi theo dòng chảy. Phương pháp này tỏ ra có hiệu quả cao vì khi
đó vi sinh vật không lắng xuống phía đáy bể. Toàn bộ vị trí vật chất hữu cơ có
trong bể được tiếp xúc với vi sinh vật nhờ đó phản ứng sinh hóa được xảy ra mạnh.
Nước thải có thể được cung cấp từ trên bể xuống và cũng có thể được
chuyển từ dưới ngược lên được mô tả trên hình sau.






a. Hệ thống nước đi từ dưới lên. b. Hệ thống nước đi từ trên xuống.

Bể lọc yếm khí có khả năng khử 70% - 90% BOD và nó có những
ưu nhược điểm sau.
+ Ưu điểm:
- Khả năng khử BOD cao.
- Thời gian lưu nước ngắn.
- Vi sinh vật dễ thích nghi với nước thải.
- Tiến hành rất đơn giản.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2
3
- Ít tốn năng lượng.

- Dễ kết hợp với các công trình xử lý khác như bể tự hoại hay bể xử lý
hiếu khí.
+ Nhược điểm:
- Theo thời gian hệ thống lọc thường bị tắc nghẽn do đó người ta
thường phải làm vệ sinh hệ thống lọc sinh học theo định kì.
- Chất mang thường được chế tạo từ những vật liệu có khả năng chịu
pH thấp, khả năng bám dính vi sinh vật cao và khả năng chịu nhiệt tốt. Do đó giá
thành của chúng thường rất cao.
2.4.2.2. Bể yếm khí dòng chảy ngược (Bể UASB).




Người ta không sử dụng vật liệu bám mà sử dụng lớp cặn có chứa nhiều
vi sinh vật yếm khí tồn tại lơ lửng trong dịch, lên men nhờ hệ thống nước thải
chảy từ dưới lên. Bể UASB được ứng dụng nhiều trong các công trình xử lý nước
thải. Bể phản ứng có thể làm bằng bê tông, thép không gỉ được cách nhiệt với
bên ngoài. Trong bể phản ứng với dòng nước dâng lên qua nền bùn rồi tiếp tục
vào bể lắng đặt cùng với bể phản ứng. Khí metan được tạo ra ở giữa lớp bùn, hỗn
hợp khí- lỏng và bùn làm cho bùn tạo thành dạng lơ lửng. Với quy trình này, bùn
tiếp xúc được nhiều với chất hữu cơ có trong nước thải và quá trình phân huỷ xảy
ra tích cực. Các loại khí tạo ra trong điều kiện kỵ khí chủ yếu là CH
4
và CO
2
sẽ
tạo ra dòng tuần hoàn.
Bể UASB có những ưu, nhược điểm sau.
+ Ưu điểm:
- Hiệu quả xử lý cao.

- Thời gian lưu nước trong bể ngắn.
- Ít có nhu cầu năng lượng khi vận hành.
- Thu được CH
4
phục vụ cho nhu cầu về năng lượng.
- Cấu tạo bể đơn giản, dễ vận hành.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
24
+Nhược điểm:
- Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn.
- Sự kiểm soát phân định các tầng hoạt động của bùn cũng như tính
chất kị khí của hệ thống.
Các hạt bùn thường không ổn định và rất dễ bị phá vỡ khi có sự thay đổi
môi trường đặc biệt là khi chịu tác động cơ học.
2.4.2.3. Bể methan (bể khí sinh học).
Khi lên men vật chất có trong bể methan được biến đổi rất mạnh tạo ra
những lớp rất rõ theo chiều cao của bể methan. Khí được tạo ra do quá trình
chuyển hóa nhiều giai đoạn, lớp váng tập trung ở nơi phân cách giữa pha lỏng và
pha khí, nó thường ngăn cản lượng khí thoát ra từ pha lỏng sang pha khí. Do đó
trong vận hành bể methan cần phải làm giảm lượng váng này càng nhiều càng
tốt.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
25






Khi vận hành bể methan người ta thường lấy nước trong ra liên tục và bổ

sung nước thải mới vào. Do đó lượng cặn tạo ra liên tục. Có 2 lớp bùn cặn lơ
lửng phía trên và lớp bùn cặn đã được lắng xuống đáy bể. Người ta phải lấy
lượng cặn lắng ở đáy bể ra theo chu kì hoặc liên tục để tăng khả năng phân hủy
vật chất hữu cơ và tăng thể tích hữu ích của bể.
2.4.2.4. Bể phân huỷ kỵ khí xáo trộn hoàn toàn.
Bể phân huỷ kỵ khí xáo trộn hoàn toàn là bể xáo trộn liên tục, không có
tuần hoàn bùn. Bể này thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ
hoà tan dễ phân huỷ nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ. Thiết bị xáo trộn có thể
dùng hệ thống cách khuấy cơ khí hoặc tuần hoàn khí biogas. Trong quá trình
phân huỷ, lượng sinh khối mới sinh ra và phân bố đều trong toàn bộ thể tích bể.
Hàm lượng chất lơ lửng ở dòng ra phụ thuộc vào thành phần nước thải vào và
yêu cầu xử lý, do bể phân huỷ kỵ khí xáo trộn hoàn toàn không có biện pháp nào
lưu giữ sinh khối bùn, nên thời gian lưu sinh khối bùn chính là thời gian lưu
nước. Thời gian lưu bùn trong phân huỷ kỵ khí thường từ 12- 30 ngày. Như vậy
thể tích bể xáo trộn hoàn toàn đòi hỏi lớn hơn nhiều so với các công đoạn xử lý
kỵ khí khác.
Do hàm lượng sinh khối trong bể thấp và thời gian lưu nước lớn bể kị khí
xáo trộn hoàn toàn có thể chịu đựng tốt trong trường hợp có độc tố hoặc khi tải
trọng tăng đột ngột. Tải trọng đặc trưng cho bể này là 0,5- 6,0 kg VS/m
3
.ngày.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com