xử lý nước thải tại nhà máy giấy hòa bình

MỞ ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ
đã giúp cho nền kinh tế phát triển với nhiều nhà máy công nghiệp lớn thì cũng
gây ra nhiều ảnh hưởng có hại đến môi trường. Các khu công nghiệp này đã và
đang là những nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường sống của chúng
ta với những rác thải công nghiệp, nước thải, bụi khói lò, tiếng ồn,…Ở trong rác
thải, nước thải công nghiệp có các hợp chất hữu cơ khó bị phân huỷ và có khả
năng tích luỹ sinh học làm ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm môi trường gây ảnh
hưởng đến đời sống và sức khoẻ con người.
Trong công nghiệp giấy, dịch đen sau nấu bột và nước thải ở các khâu
trong quá trình sản xuất đều có hàm lượng các hợp chất hữu cơ cao ngoài ra còn
có nhiều hoá chất khác độc hại nếu không xử lý tốt thải ra môi trường thì sẽ gây
ô nhiễm lớn cho môi trường xung quanh. Ở các nước phát triển, các nước tiên
tiến thì các nhà máy làm việc với dây chuyền khép kín có thêm các khâu thu hồi
tái sử dụng và xử lý chất thải. Dịch kiềm đen sau nấu được thu hồi đưa đi cô
đặc, đốt, xút hoá để tái sử dụng hoá chất; nước trắng ở xeo, nước rửa lưới và
chăn cũng được lắng, tuyển nổi để tận dụng bột và nước trong, giảm thiểu các
chất thải ra môi trường.
Ở Việt Nam, trừ công ty giấy Băi Bằng còn ở các nhà máy khác đều
không có đều các hệ thống thu hồi cô đặc và đốt dịch đen, mà thải trực tiếp ra
môi trường. Đây là nguồn ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng đối với môi trường. Ở
nhà máy giấy Hoà Bình bột sau nấu được rửa khuyếch tán nên sử dụng nhiều
nước. Nước thải bao gồm rất nhiều xơ sợi, nhiều dẫn xuất của lignin là các hợp
chất cao phân tử vòng thơm và các hóa chất khác. Đây là các hợp chất rất khó bị
phân huỷ mà nước thải từ nhà máy không được xử lý, lại thải trực tiếp ra sông
Đà gây ô nhiễm lớn đến nguồn nước. Chính phủ có dự án lấy nước sông Đà cấp
nước sinh hoạt cho thành phố Hà Nội, nên nếu không xử lý nước thải nhà máy
có nguy cơ phải dừng sản xuất.
Vì vậy vấn đề xử lý ô nhiễm nước thải nhà máy giấy nói chung và nhà
máy giấy Hoà Bình nói riêng hiện đang là vấn đề cấp bách. Có rất nhiều phương
pháp để xử lý nước thải nhà máy giấy, trong đó phương pháp xử lý sinh học đã

mang lại hiệu quả đáng kể cả về kỹ thuật lẫn kinh tế.
PHẦN I: TỔNG QUAN
I.1. SƠ LƯỢC VỀ NGÀNH GIẤY
Giấy là sản phẩm có vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực hoạt động của
con người. Có thể nói, sự tiến bộ của mỗi quốc gia, nền văn minh của xã hội
luôn gắn liền với sự phát triển của ngành giấy. Hiện nay trên thế giới người ta
dùa vào lượng tiêu thụ giấy trên đầu người mỗi năm để đánh giá sự phát triển
của mỗi quốc gia.
Giấy được làm ra từ rất sớm, bắt đầu từ Trung Quốc vào khoảng năm 105,
xuất hiện ở Việt Nam vào khoảng thế kỷ 7, và đến thế kỷ 16 thì xuất hiện ở châu
Âu, châu Mỹ.
Thế kỷ 20 được xem là thời gian phát triển nhanh nhất của ngành giấy với
nhiều kỹ thuật hiện đại nh nấu liên tục, nấu biến tính, tẩy nhiều giai đoạn, Ðp
keo, tráng phủ…
Giấy được sản xuất từ bột giấy, bột giấy lại được sản xuất ra từ nguyên
liệu ban đầu là các loài thực vật nh gỗ, tre nứa, các loài cây thân thảo…Bột giấy
có thành phần hóa học chủ yếu là xenluloza.
Ở các loài thực vật nói chung có thành phần chính nh sau: Xenluloza,
hemoxenluloza, lignin và các hợp chất khác.
+ Xenluloza và hemixenluloza là các polisaccarit, xenluloza là một hợp chất
còn hemixenluloza là tập hợp các hợp chất khác nhau. Tuỳ mục đích sử dụng mà
yêu cầu hàm lượng hemixenluloza trong bột khác nhau, và cũng tuỳ theo đó mà
người ta sử dụng các phương pháp chế biến khác nhau để loại bỏ hemixenluloza.
Còn xenluloza là thành phần chính của bột, thành phần chủ yếu tạo nên sự bền
vững của tờ giấy. Cho nên trong quá trình sản xuất người ta cố gắng làm sao cho
xenluloza càng Ýt bị tác động càng tốt và giữ cho hàm lượng xenluloza còn lại
trong bột càng cao càng tốt.
+ Lignin là hợp chất cao phân tử mà mắt xích cơ sở là đơn vị phenylpropan
với một số nhóm định chức khác nhau, có các liên kết khác nhau. Đây là một
hợp chất có chứa vòng thơm có khả năng gây màu cho bột cần phải loại bỏ trong

quá trình sản xuất bột giấy. Và trong quá trình sản xuất bột người ta cố gắng tìm
mọi điều kiện kỹ thuật công nghệ phù hợp để làm sao loại bỏ hoàn toàn được
lignin. Bét sau nấu được đưa qua công đoạn rửa, làm sạch, tẩy trắng để thu được
bột xenluloza cho giai đoạn sản xuất giấy.
Trong công nghệ sản xuất giấy, nguyên liệu đầu vào là bột xenluloza (có
thể là bột đen hoặc bột trắng). Người ta nghiền bột tới độ nghiền thích hợp, pha
loãng bột với nồng độ thích hợp, cho thêm các chất phụ gia (để tăng hiệu quả
kinh tế và tạo được các tính chất mong muốn của tờ giấy). Sau đó dung dịch bột
này được đưa lên máy xeo, cho ra sản phẩm cuối cùng là tờ giấy.
I.2. SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY GIẤY HOÀ BÌNH
Nhà máy giấy Hoà Bình đặt tại xã Dân Hạ, huyện Kì Sơn, tỉnh Hoà Bình,
cách quốc lé 6 khoảng 2 km, nằm bên cạnh dòng sông Đà. Trước đây nhà máy
giấy Hoà Bình là một nhà máy sản xuất độc lập, nhưng trong những năm gần
đây đã sát nhập với Công ty giấy Việt Trì và trở thành chi nhánh của Công ty
giấy Việt Trì.
Nguyên liệu sản xuất chính là tre nứa và gỗ keo, sản phẩm là bột không
tẩy, một phần cung cấp nguyên liệu bột cho công ty giấy Việt Trì, phần còn lại
dùng cho dây chuyền sản xuất giấy cactông sóng ở ngay tại nhà máy. Hàng năm
dự tính nhà máy có thể sản xuất được khoảng 3000 tấn bột và 1000 tấn giấy
cactông sóng. Nhưng trong thực tế thì mỗi năm, nhà máy chỉ sản xuất được
khoảng hơn 2200 tấn bột và gần 1000 tấn giấy, và cũng sản xuất theo đơn đặt
hàng từng đợt.
Ở nhà máy có một hệ thống ba nồi nấu hình cầu 8m
3
, dưới mỗi nồi nấu
này có các bể rửa khuếch tán và mới lắp thêm một nồi nấu hình cầu 25m
3
với
máy rửa chân không thùng quay. Một téc 25m
3

dùng để chứa dịch đen sau nấu
dùng cho hai máy cô đặc, hai máy này có thể làm bốc hơi khoảng 70% nước để
thu được dịch đen 19-22
o
Be làm phụ gia cho sản xuất bê tông. Hiện tại nhà máy
có một máy xéo dài, xeo cáctông 3 líp với líp mặt là bột nấu, còn các líp đế là
bột giấy rách và giấy lề thu hồi.
Nước thải nhà máy giấy Hoà Bình bao gồm nước thải từ công đoạn rửa và
làm sạch bột; nước thải từ lò hơi, cô đặc; nước thải từ phần Ðp tấm bột được tập
trung lại chảy trong cống ngầm nhà máy. Sau đó chảy ra mương hở ngoài tường
rào, ở đây kết hợp với nước thải từ phần xeo chảy ra sông Đà, lưu lượng nước
thải khoảng 300m
3
/ ngày đêm.
I.2.1. Nước thải từ công đoạn nấu, rửa và làm sạch
NÊu bột là quá trình tách những hợp chất như lignin, chất trích li,
hemixenluloza ra khỏi gỗ để thu được bột chất lượng tốt bằng các tác nhân hoá
học như dung dịch NaOH, NaOH + Na
2
S, H
2
SO
4
+ NaHSO
3
Dịch nấu dưới tác
dụng của nhiệt độ và áp suất sẽ thẩm thấu vào tế bào gỗ và phản ứng với các
thnh phn trong g, ct t cỏc liờn kt ca chỳng vi nhau v tỏch nhng phn
cũn li ra khi bt, khuych tỏn chỳng ra ngoi mụi trng v ho tan chúng
trong mụi trng phn ng. Sn phm thu c sau nu bao gm hai phn: Phn

lng l dch en gm cú nhng sn phm ca phn ng ho tan vi hm lng
hu c cao ch yu l hp cht cao phõn t nờn rt c hi vi mụi trng nc;
Phn rn l bt xenluloza cú mu en do lingnin vn cũn sút li trong bt cha
b ho tan ht. Bt thu c sau nu cn c ra v lm sch tỏch phn dch
en v loi ht mu mt, bt sng Vỡ vy nc thi giai on ny cú:
+ Cha nhiu x si xenluloza, mu mt, bt sng v cỏc cht l lng to
thnh lng huyn phự khỏ ln trong nc thi.
+ pH cao vỡ õy trong quỏ trỡnh nu cú s dng tỏc nhõn l kim, trong dch
en sau nu vn cũn mt lng kim cha phn ng ht, nú s theo dch en v
theo nc thi ra ngoi sụng.
+ Trong quỏ trỡnh nu thỡ tỏc nhõn nấu tấn cụng vo cỏc thnh phn ca g,
ct t cỏc liờn kt gia chỳng v khuych tỏn cỏc hp cht cú hi vi bột ra
ngoi mụi trng. Cỏc cht ú l: hp cht vũng thm lignin, cỏc cht trớch ly,
mt phn hemixenluloza Do ú trong nc thi giai on ny cú hm lng
cht hu c cao, m ch yu l nhng hp cht hu c vũng thm cao phõn t
khú b phõn hu. Vỡ vy nc thi phn ny rt c hi cho mụi trng v cú
mu xm.
I.2.2. Nc thi ngng t lũ hi t, b phn cụ c
Nc thi giai on ny cú cha cỏc kim loi nng Nớc thải ở giai đoạn
này có chứa các kim loại nặng nh Cd, Co, Ni, Pb, As, Hg, Si gõy ụ nhim n
mụi trng, nh hng n sc kho con ngi.
I.2.3. Nc thi t b phn sn xut giy
nh mỏy giy Ho Bỡnh, mỏy nghin H Lan v nghin thu lc lm
vic giỏn on tng m. Giai on nghin thụ cú nhim v ỏnh ti nguyờn liu
u, n giai on nghin tinh lm tng nghin ca bt bng quỏ trỡnh phõn
t chi hoỏ. ng thi giai on ny ngi ta cũng cho cỏc cht ph gia vo
tng hiu qu kinh t, tng tớnh cht t giy v chun b cho bt lờn li. Nh
mỏy s dng khong 35 kg phốn/tn giy; 10 kg nha thụng/ tn giy.
Nc thi ch yu ca phn xeo l nc trng thoỏt ra t giy trờn li,
nc ra chn, ra bt, li Nc thi giai on ny cú cha nhiu x si

xenlulụza b tht thoỏt theo nc, ngoi ra cũn cú mt lng cỏc cht ph gia i
theo. Vỡ vy hm lng cht rn bao gm cỏc cht vụ c, hu c l khỏ cao.
Ngoi cỏc hp cht hoỏ hc, trong nc thi cũn cú cha cỏc vi khun,
nm men, to, siờu vi trựng, ng vt nguyờn sinh Trong ú vi sinh vt chim
t l khỏ cao v úng vai trũ ch yu trong quỏ trỡnh phõn hu cỏc hp cht hu
c trong nc thi. Thnh phn nhúm loi ca cỏc h vi sinh vt trong nc thi
phụ thuc nhiu vo c tớnh hoỏ hc ca nc thi.
Nh vy nc thi ca mt nh mỏy giy núi chung, nc thi nh mỏy
giy Ho Bỡnh núi riờng rt c hi, cn phi c x lý trc khi thi ra mụi
trng.
I.3. TC NG CA NC THI NH MY GIY N MễI
TRNG
Vi thnh phn phc tp v cha nhiu tỏc nhõn gõy ụ nhim, nc thi ca nh
mỏy giy cú nh hng khỏ nghiờm trng n mụi trng. Với thành phần
phức tạp và chứa nhiều tác nhân gây ô nhiễm, nớc thải của nhà máy giấy có
ảnh hởng khá nghiêm trọng đến môi trờng. nh mỏy giy Ho Bỡnh, nc thi
khụng c x lý li thi trc tip ra dũng sụng , gõy ụ nhim cho ngun
nc, nh hng n i sng ca ngi dõn v mụi trng xung quanh.
Trong nc cú hm lng hp cht hu c cao, lm tng BOD do ú lm
gim oxi ho tan trong nc. õy l mt trong nhng nguyờn nhõn chớnh lm
cỏc vi sinh vt trong nc cht vỡ khụng oxi. Fikret Berker ch ra rng nc
thi nh mỏy giy cú th gõy ra tỏc hi n hu ht cỏc loi vi sinh vt trong
nc sng cỏch mt nc khong 56 km. Mt v chng loi cỏ nhng ni
ny do ú cng gim, ng thi hot ng ca cỏ cng b thay i v suy yu.
X si, cỏc hp cht hu c, cht rn l lng trong nc thi cú th lm
ng c thc n ca cỏ trong nc sụng. Khi con ngi n phi nhng con cỏ
ny cng s b ng c.
i vi thc vt sng di nc, s tng c do cú mt nhiu cht
huyn phự lm tng nhit nc, lm gim kh nng xuyờn qua ca ỏnh sỏng
do đó làm giảm tỉ lệ quang hợp và khả năng sản xuất oxi của chúng, và sẽ hạn

chế sự phát triển của các loài thực vật này.
Ngoài ra, sự phân huỷ các xơ sợi, các hợp chất hữu cơ bằng vi khuẩn là
nguyên nhân của sự thối rữa, làm thay đổi màu và mùi của nước. Đây là môi
trường tốt cho các vi sinh vật phát triển mạnh, trong đó có cả loài vi sinh vật có
hại gây bệnh truyền nhiễm cho người và động vật.
Trong nước thải nhà máy giấy có cả các kim loại nặng trong đó có một số
kim loại độc hại nh Hg, As, Pb chúng có hại với các sinh vật trong nước và
với sức khoẻ con người. Khi nước được thải ra sông, những chất này có thể
được tích luỹ trong cơ thể sinh vật nước, gây hại cho sinh vật nước và khi con
người sử dụng nguồn nước đó cũng sẽ bị ảnh hưởng.
Đa số thực vật, động vật ở trong nước chỉ sống được ở pH môi trường
trong khoảng 5 ÷ 8, trong khi đó ở nước thải nhà máy giấy Hoà Bình vẫn còn
một phần kiềm dư làm cho pH nước thải khá cao trong khoảng 8 ÷ 11. Khi thải
ra sông sẽ làm ảnh hưởng đến hệ động vật thủy sinh.
Ảnh hưởng của các chất độc trong nước thải nhà máy giấy đến các loài
sinh vật nước, đến môi trường xung quanh và đến sức khoẻ con người có thể là
ngay lập tức hoặc lâu dài. Các hợp chất vòng thơm ở trong dịch đen nước thải có
thể theo chuỗi thức ăn vào cơ thể sinh vật và tích lũy, có thể gây biến dị gen. Tỷ
lệ nở trứng của cá giảm rất nhiều do sự phát triển của các chất nhờn nhít xung
quanh màng trứng trong phôi trứng nhiễm độc làm ngăn cản sự trao đổi chất qua
màng.
Nh vậy nước thải nhà máy giấy có mức độ ô nhiễm khá cao, gây ảnh
hưởng đến môi trường sinh thái và từ đó có ảnh hưởng xấu đến đời sống và sức
khỏe con người. Do đó vấn đề xử lý nước thải nhà máy giấy nói chung nước và
xử lý thải nhà máy giấy Hoà Bình nói riêng là vấn đề cấp bách đặt ra hiện nay.
I.4. CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
I.4.1. Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD
5
)
Nhu cầu oxi sinh hoá kí hiệu BOD

5
(BOD ở 20
0
C trong 5 ngày) là lượng
oxi do vi sinh vật tiêu thụ để oxi hoá các hợp chất hữu cơ trong nước ở điều kiện
tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. BOD phản ánh lượng chất hữu cơ dễ bị phân
huỷ sinh học ở trong mẫu nước thải
I.4.2. Nhu cầu oxi hóa học (COD)
Nhu cầu oxi hoá học là lượng oxi cần để oxi hoá hoàn toàn các chất hữu
cơ, vô cơ trong mẫu nước thải. COD thể hiện toàn bộ các chất có thể bị oxi hoá
bắng tác nhân hoá học. Tỷ lệ BOD/ COD cũng là yếu tố đánh giá mức độ độc
hại của nước thải. Nếu tỷ lệ này càng nhỏ thì lượng chất hữu cơ khó bị phân huỷ
sinh học càng lớn, tức là mức độ độc hại của nước thải càng cao.
I.4.3. Hàm lượng oxi hòa tan (DO)
Hàm lượng oxi hoà tan trong nước đánh giá mức độ ô nhiễm của nước
thải tác động lên môi trường. DO thấp dưới mức cho phép sẽ ảnh hưởng đến
sinh vật nước.
I.4.4. Tổng lượng chất rắn (TS)
Tổng chất rắn là lượng chất rắn còn lại trong bình sau khi chưng bốc mẫu
nước thải và sấy mẫu trong tủ sấy ở nhiệt độ nhất định. Bao gồm: Tổng lượng
rắn huyền phù- là phần rắn còn lại trên giấy lọc; Và tổng lượng rắn hòa tan-
phần đi qua giấy lọc. Nó ảnh hưởng lớn đến tính chất của nước vì có chứa nhiều
hợp chất hữu cơ khó phân huỷ. Ngoài ra đối với nước thải nhà máy giấy do có
nhiều xơ sợi nên còn có chỉ tiêu TS - 70 (là lượng chất rắn lơ lửng có kích thước
lớn hơn 70 µm) để đặc trưng cho hàm lượng xơ sợi trong nước thải.
I.4.5. pH
pH là 1 chỉ tiêu quan trọng để đánh giá nước thải vì các quá trình làm
mềm nước, kết tủa, đông tụ, phân hủy các hợp chất hữu cơ, ăn mòn đều phụ
thuộc vào pH .
Theo TCVN 5945-1995 thì các chỉ tiêu về nước thải công nghiệp có thể

thải ra môi trường là :
pH : 5,5 – 9
BOD
5
: < 50 mg/l
COD : < 100 mg/l
DO : > 2 mg/l
TS : < 100 mg/l
TOCl : < 0.45 mg/l
T
0
C : < 40
0
C
I.5. XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY
I.5.1 Các phương pháp xử lý nước thải
Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải của nhà máy giấy, nhưng hiện
nay chủ yếu người ta sử dụng các phương pháp: lắng, keo tụ và xử lý sinh học.
Phương pháp lắng nhằm thu hồi chất rắn dạng bột hoặc xơ sợi bằng
phương pháp lắng, quan trọng ở đây cần chọn thời gian lưu nước thải trong bể
lắng thích hợp. Để giảm thời gian lưu nước thải trong bể lắng người ta thường
hay dùng loại bể lắng tuyển nổi có tải trọng bề mặt từ 5 ÷ 10 m
3
/m
2
.h. Nước thải
ở đây được thổi khí nén với áp suất 0,4 ÷ 0,6 MPa. Hiệu suất lắng sẽ cao và thời
gian lắng sẽ ngắn hơn.
Phương pháp keo tụ hoá học dùa trên sự tạo thành hạt keo để lắng các hạt
rắn lơ lửng, các chất hữu cơ hoà tan và chất độc. Chất keo tụ thường là phèn sắt,

phèn nhôm, vôi. Dùng chất trợ keo tụ là các chất polyme làm tăng tốc độ lắng.
Với phèn sắt cần pH trong khoảng 5 ÷ 11, phèn nhôm cần pH trong khoảng 5 ÷
7 và với vôi cần pH >11.
Phương pháp sinh học dùng xử lý các chất hữu cơ hoà tan, các chất này dễ
bị phân huỷ hiếu khí và yếm khí bởi vi sinh vật có trong nước thải. Trong nước
thải nhà máy giấy thường có phần hợp chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học, bị
phân huỷ hiếu khí và phân huỷ yếm khí rất chậm bởi các vi khuẩn trong chính
nước thải đó. Ngoài ra nước thải ngành giấy tuy giàu hợp chất hữu cơ nhưng lại
nghèo nitơ và phôtpho, là những chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật. Do
đó khi xử lý sinh học cần chú ý cân bằng dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển.
I.5.2. Các nghiên cứu về xử lý nước thải nhà máy giấy trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu mới về vấn đề xử lý nước
thải nhà máy giấy được đưa ra chủ yếu là các nghiên cứu về xử lý bằng phương
pháp sinh học.
Trong báo cáo nghiên cứu về xử lý kết hợp yếm khí và hiếu khí đối với
nước thải quá trình sản xuất bột nhiệt cơ của Jukka Rintala và Pertti Vuoriranta
[TAPPI Journal, 1988], thì các ông đã tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải đã
qua lắng của nhà máy liên hợp sản xuất bột và giấy từ bột nhiệt cơ. Kết quả là, ở
giai đoạn yếm khí 60-70% COD hòa tan của nước thải được tách loại với tốc độ
là 5-8 kg COD/m
3
. Và sau giai đoạn xử lý hiếu khí tiếp theo, COD giảm khoảng
80-85%. Còn trong giai đoạn xử lý đơn, xử lý bằng bùn hoạt tính cũng thu được
sự giảm COD tương tự. Quá trình tạo ra metan ở giai đoạn yếm khí là 0,22 -
0.33 m
3
CH
4
/kg COD được loại bỏ. Ngoài ra quá trình tạo bùn ở quá trình xử lý
kết hợp yếm khí và hiếu khí là khoảng 1/3 so với ở giai đoạn xử lý đơn, xử lý

bằng bùn hoạt tính. Sau giai đoạn xử lý hiếu khí đối với nước thải đã được xử lý
yếm khí sẽ làm thay đổi màu của nước thải từ màu nâu đen thành màu đỏ. Và
các ông cũng đã chỉ ra rằng, việc bổ sung chất dinh dưỡng cho vi sinh vật cũng
ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý. Đối với quá trình xử lý hiếu khí riêng biệt,
khi không bổ sung dinh dưỡng, sau xử lý COD chỉ giảm 35-50%, BOD
7
chỉ
giảm 40-60%; còn khi có bổ sung dinh dưỡng P, N thì COD giảm 80-85%,
BOD
7

giảm >90%.
J.A.Servizi và R.W. Gordon với nghiên cứu về loại bỏ chất độc trong
nước thải từ nhà máy sản xuất bột nhiệt cơ và hóa nhiệt cơ trong hồ hiếu khí qui
mô thử nghiệm [Pulp & Paper Canada, 87:11, 1986], đã tiến hành nghiên cứu
trực tiếp lần lượt đối với nước thải bột nhiệt cơ và bột hóa nhiệt cơ để làm giảm
cấp độ độc hại bằng các xử lý sinh học. Các ông đã chỉ ra rằng, xử lý sinh học
đã loại bỏ được độ độc trong nước thải bột nhiệt cơ và hóa nhiệt cơ nhưng nó lại
rất nhạy cảm với thời gian lưu và việc bổ sung dinh dưỡng nitơ. Với sự tăng thời
gian xử lý và việc cho thêm chất bổ sung nitơ đã sinh ra nhiều amoniac và nitrit
làm tăng cấp độ độc hại.
R.W.Wilson, K.L.Murphy và E.G.Frenette qua nghiên cứu về xử lý hiếu
khí và yếm khí nước thải từ quá trình sản xuất bột bán hóa và hóa nhiệt cơ đã kết
luận rằng:
- Xử lý trong bể sục khí 7-9 ngày và xử lý bằng bùn hoạt tính 25 ngày đều
có khả năng tách loại >80% BOD từ các hợp chất hữu cơ trong nước thải bột
bán hóa và bột hóa nhiệt cơ ở điều kiện nhiệt độ mùa hè.
- Các xử lý yếm khí tốc độ cao và tốc độ thấp đều là các phương pháp
khả thi về tính kỹ thuật để giảm BOD mặc dù mục đích tách loại >80% BOD
không thể đạt được bởi một mình quá trình xử lý yếm khí. Nếu sau quá trình xử

lý yếm khí mà tiếp tục xử lý hiếu khí 3-5 ngày thì BOD giảm >95% ở cả 2
trường hợp.
- Việc giảm chất độc phụ thuộc vào thời gian lưu của nước thải với tổng
6-7 ngày yêu cầu để xử lý hiếu khí thu được nước thải không độc hại. Nếu chỉ
một giai đoạn xử lý yếm khí thì hiệu quả trong việc giảm chất độc trong nước
thải sẽ không cao.
I.6. CƠ SỞ LÙA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ – PHƯƠNG PHÁP
SINH HỌC
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về xử lý nước thải của nhà máy giấy,
và hầu hết các nghiên cứu này đều đưa đến kết quả là phương pháp xử lý sinh
học mang lại hiệu quả cả về mặt kinh tế và kỹ thuật.
Nhưng các nghiên cứu này đa số tiến hành ở những vùng có điều kiện khí
hậu, môi trường, nhiệt độ khác nhiếu so với điều kiện ở nước ta. Nh vậy cho nên
khi áp dụng vào xử lý nước thải ở các nhà máy giấy ở nước ta thì sẽ gặp nhiều
khó khăn và chưa chắc đã đem lại hiệu quả. Vì vậy trong nghiên cứu của mình
chúng tôi hi vọng xác định một số chủng vi khuẩn (gồm cả vi khuẩn khử
sunphat và vi khuẩn kị khí) có khả năng phân huỷ tốt các hợp chất hữu cơ trong
nước thải và có thể thích nghi tốt trong điều kiện nước thải của các nhà máy ở
nước ta. Đây là một nghiên cứu lâu dài, phải thực hiện nhiều quá trình thử
nghiệm để xác định chủng vi sinh vật, các điều kiện xử lý thích hợp, sự thay đổi
của các chi tiêu gây ô nhiễm.
Qua việc đánh giá tương đối đầy đủ mức độ ô nhiễm của nước thải nhà
máy giấy, chúng ta có thể thấy những tác hại của nó đối với môi trường. Vì vậy
việc nghiên cứu để tìm ra phương án xử lý thích hợp, có hiệu quả nước thải nhà
máy giấy ở nước ta là một nghiên cứu cần thiết và có nhiều ý nghĩa.
I.7. VI SINH VẬT VÀ ĐẶC TÍNH CỦA VI SINH VẬT
Vi sinh vật là những cơ thể sống vô cùng nhỏ bé, chỉ quan sát được bằng
kính hiển vi. Trong nước thải có một quần thể vi sinh vật phong phó bao gồm
nhiều chủng loại như vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, xạ khuẩn là những vi sinh
vật thích nghi với môi trường nước thải và có khả năng sử dụng những hợp chất

hữu cơ có trong nước thải như nguồn thức ăn. Để nhiên cứu khả năng phân huỷ
các hợp chất hữu cơ của vi sinh vật thì chúng ta phải nắm vững những đặc điểm
sinh lý, sinh hoá của chóng.
I.7.1. Dinh dưỡng của vi sinh vật
+ Nước: Nước có vai trò quan trọng nhất trong hoạt động sống của vi sinh vật.
Trong tế bào vi sinh vật, nước là thành phần chủ yếu có vai trò giữ cho tế bào
không bị biến dạng, để cân bằng áp suất thẩm thấu và là môi trường trao đổi
chất của cơ thể vi sinh vật.
+ Dinh dưỡng nitơ: Vi sinh vật cần những chất chứa nitơ để tổng hợp protit,
axit nucleic của tế bào. Khi nuôi cấy vi sinh vật ở môi trường Ýt các hợp chất
nitơ như nước thải nhà máy giấy cần phải cho thêm vào đó một số muối chứa
nitơ làm nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật.
+ Khoáng chất: Vi sinh vật đòi hỏi một số khoáng chất cho sự phát triển nh K,
Mg, Mn, Ca, P Nhưng sự có mặt dư thừa của các khoáng chất này trong môi
trường sống là không cần thiết và có thể dẫn đến ảnh hưởng xấu, nên cần tính
toán bổ sung khoáng chất một cách hợp lý.
+ Dinh dưỡng cacbon. Có hai loại vi sinh vật là vi sinh vật tự dưỡng và dị
dưỡng. Các vi sinh vật tự dưỡng có khả năng tổng hợp các chất hữu cơ cần thiết
cho cơ thể từ CO
2
, H
2
O và muối khoáng. Các vi sinh vật dị dưỡng là những vi
sinh vật thu nhận năng lượng từ quá trình oxi hoá hoặc lên men các chất hữu cơ.
Tuỳ vào đặc điểm sinh lý – sinh hoá của vi sinh vật mà chúng có thể phân huỷ
được hợp chất hữu cơ phân tử lượng rất lớn, lớn, và bé. Tuỳ thuộc vào nồng độ
hợp chất cacbon trong môi trường mà nó có thể vừa là chất dinh dưỡng vừa là
chất ức chế vi sinh vật. Vì vậy khi xử lý nước thải bằng vi sinh vật cần nghiên
cứu tìm ra khoảng nồng độ của hợp chất cacbon phù hợp với chủng loại vi sinh
vật đang nghiên cứu.

I.7.2. Các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến vi sinh vật
+ Nhiệt độ. Hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật là kết quả của phản
ứng hoá học. Mà phản ứng hoá học lại phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ, nên khả
năng phát triển của vi sinh vật cũng phụ thuộc vào nhiệt độ, chúng phải có
khoảng nhiệt độ thích hợp để phát triển tốt. Nhiệt độ thích hợp để vi sinh vật
phát triển trong khoảng 30 ÷ 37
0
C.
+ pH. Yếu tố hoá học ảnh hưởng lớn đến điều kiện sống của vi sinh vật là
pH môi truờng. Cần phải duy trì pH thích hợp trong thời gian sinh trưởng của vi
sinh vật, vì pH ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình sinh trưởng và trao đổi chất
của vi sinh vật. Đa số các loại vi sinh vật phát triển tốt ở pH trung tính, nhưng
một số loại có khả năng sinh trưởng và phát triển ở môi trường axít hoặc kiềm.
I.7.3. Quá trình trao đổi chất và sự phân giải các hợp chất hữu cơ của vi sinh
vật
Các vi sinh vật trong quá trình trao đổi năng lượng, đã oxi hóa các hợp
chất hữu cơ, tạo ra năng lượng để phục vụ cho nhu cầu hoạt động sống của tế
bào. Những vi sinh vật cần sử dụng oxi cho quá trình oxi hóa gọi là những vi
sinh vật hiếu khí, những vi sinh vật không cần oxi cho quá trình oxi hóa gọi là
những vi sinh vật kị khí.
Trong quá trình oxi hóa kị khí, các vi sinh vật kị khí (yếm khí) oxi hóa
các chất hữu cơ không triệt để vì các sản phẩm trao đổi chất của chúng thường là
các hợp chất hữu cơ phân tử lượng thấp. Quá trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ
rất phức tạp và tạo ra các chất có 2 ÷ 4 nguyên tử C trong phân tử.
Trong quá trình oxi hóa hiếu khí thì oxi đóng vai trò chất nhận điện tử,
hợp chất hữu cơ là các chất cho điện tử. Sản phẩm của quá trình phần lớn là CO
2
và H
2
O. Tuy nhiên do ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau mà nhiều khi sản

phẩm của quá trình còn có các sản phẩm trao đổi chất thứ cấp như : keto axit,
axit axetic, axit gluconic, axit fumaric…Các hợp chất polysaccarit được thủy
phân thành đường đơn nhờ hệ men thủy phân của một số vi sinh vật có trong
nước thải, sau đó những đường đơn này mới tiếp tục được oxi hóa. Các hợp chất
lignin đầu tiên được chuyển thành các hợp chất thơm mà trong vòng không chứa
những nhóm thế nào khác ngoài nhóm oxi. Các hợp chất này dưới tác dụng của
hệ thống enzim của vi sinh vật sẽ bị cắt đứt vòng và tạo ra các axit béo. Các axit
này sau đó sẽ được chuyển hóa thành các sản phẩm trao đổi trung gian. Sự cắt
vòng thơm được thực hiện nhờ enzim oxigenaza xúc tác, trước khi đứt vòng một
nguyên tử oxi dưới tác dụng của enzim hydroxilaza sẽ liên kết với cacbua hydro
thơm làm hydroxyl hóa, còn một nguyên tử oxi khác bị khử thành nước. Trong
khi ú cht cho hydro l pyridin nucleotit v ụi khi l chớnh cỏc hp cht thm
ó c hydroxyl húa.
Cỏc nhúm th trong vũng thm thng c tỏch ra trc khi t vũng,
v thng c thay th bng nhúm OH, cỏc nhỏnh bờn cú th b rỳt ngn li.
Ch t vũng thm gia hai nhúm OH lõn cn hoc gia nguyờn t C b
hydroxyl húa v nguyờn t C lõn cn khụng b hydroxyl húa.
Nh vy s phỏ v vũng thm cú th xy ra theo nhiu hng. Sau khi
vũng thm b phỏ v, vi sinh vt tip tc phõn hy cỏc sn phm hydrocacbon
mch thng thnh cỏc sn phm l CO
2
, H
2
O.
I.8. QU TRèNH X Lí YM KH
Quỏ trỡnh x lý ym khớ l quỏ trỡnh x lý tri qua nhiu giai on, cỏc
hp cht hu c phc tp s c chuyn húa ln lt qua mt lot cỏc hp cht
trung gian ri to thnh H
2
S, CO

2
.
S quỏ trỡnh x lý ym khớ.
Các chất hữu cơ
phức tạp và hòa tan
Các hợp chất hữu
cơ đơn giản
Các axit hữu cơ bậc
cao
H
2,
CO
2
Axetat
CH
4
& CO
2
H
2
S

& CO
2
Sulfat
Giai đoạn 1: Quá
trình thủy phân
Giai đoạn 2: Quá
trình lên men
Giai đoạn 3: Quá

trình phân hủy thành
axetat và khử hydro
Giai đoạn 4: Giai
đoạn sinh metan
Khử
sulfat
Khử
sulfat
R
OH
OH
O
2
Enzim
R
OH
C=O
C=O
OH
R
OH
OH
O
2
Enzim
R
C=O
OH
H
C=O

OH
O
2
Enzim
R
OH
OH
`R
C=O
OH
H
C=O

OH
R
+ O
2
+ XH
2

Hydroxylaza
R
OH
+ H
2
O + X


Giai đoạn đầu các hợp chất hữu cơ phức tạp khối lượng phân tử lớn được

thủy phân thành các hợp chất hữu cơ đơn giản (nh các đường đơn, amino axit,
glycerol, axit béo). Sau đó các hợp chất hữu cơ đơn giản được chuyển hóa thành
các axit hữu cơ bậc cao (nh là propionic, butyric) bởi các vi khuẩn tạo axit ở giai
đoạn lên men. Tiếp theo các axit này lại tiếp tục chuyển hóa thành axit axetic và
hydro bởi các vi khuẩn tạo axetyl. Giai đoạn cuối cùng (đối với quá trình sinh
metan) tạo ra metan được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn sinh metan: Methano-
bacterium, Methanoscarina, và Methanococcus.
Ngoài ra với quá trình khử sulfat (có sự tham gia của vi khuẩn khử sulfat
và ion sulfat) thì các axit hữu cơ bậc cao có thể bị oxi hóa thành H
2
S, CO
2
.
Trong quá trình yếm khí mà ở thành phần nước thải có lưu huỳnh thì vi khuẩn
khử sulfat là rất quan trọng. Các vi khuẩn khử sulfat này sử dụng sulfat và sulfit
nh là những chất nhận điện tử trong quá trình trao đổi chất của các hợp chất hữu
cơ tạo ra H
2
S, CO
2
.
Phương pháp xử lý yếm khí có một số ưu điểm so với phương pháp xử lý hiếu
khí đó là:
+ Lượng bùn tạo ra Ýt hơn chỉ bằng 1/3 - 1/5 so với xử lý hiếu khí.
+ Cần Ýt chất dinh dưỡng hơn.
+ Hệ thống có thể ngừng hoạt động lâu nhưng vẫn không gây ảnh hưởng
lớn đến tính chất sinh khối và có thể hoạt động bình thường trở lại trong khoảng
thời gian ngắn (trong khoảng 1-3 ngày).
Nhưng nã cũng có một số nhược điểm:
+ Lượng cơ chất bị loại bỏ Ýt.

+ Nhạy cảm với các chất ức chế vi sinh vật.
+ Tạo ra nhiều hợp chất có mùi, có màu.
I.9. QUÁ TRÌNH XỬ LÝ HIẾU KHÍ
Xử lý hiếu khí là quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải
nhờ vi sinh vật hiếu khí. Các vi sinh vật hiếu khí này sử dụng oxi để oxi hóa các
hợp chất hữu cơ tới sản phẩm cuối cùng là CO
2
, H
2
O. Quá trình oxi hóa này diễn
ra dưới tác dụng của hàng loạt enzim có trong tế bào của vi sinh vật, và các vi
sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ này làm nguồn cung cấp năng lượng và vật
liệu cho quá trình sinh tổng hợp.
Năng lượng tạo thành dưới dạng các hợp chất cao năng nh
Adenintriphotphat (ATP) và Guanintriphophat (GTP)… được vi sinh vật sử
dụng trong quá trình hoạt động sống và xây dựng tế bào mới.
Có thể xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính, hệ thống ao thông khí… Quá
trình xử lý bằng bùn hoạt tính là quá trình xử lý liên tục nhờ những vi sinh vật lơ
lửng, và trong đó nước thải được khuấy trộn nhờ hệ thống thổi khí. Thực chất
của quá trình là các vi sinh vật sử dụng oxi để oxi hóa các hợp chất hữu cơ hòa
tan và lơ lửng trong nước tạo thành CO
2
, H
2
O. Một số chất hữu cơ được tổng
hợp thành tế bào mới, phần dư thừa sẽ còn lại trong bùn hoạt tính. Quá trình xử
lý bằng bùn hoạt tính yêu cầu nhiều chất dinh dưỡng hơn các phương pháp xử lý
sinh học khác, tỷ lệ dinh dưỡng bổ sung thường là BOD
5
: N : P = 100 : 5 : 1. Xử

lý bằng bùn hoạt tính có ưu điểm là BOD giảm nhiều, Ýt nhạy cảm với chất độc,
Ýt nhạy cảm với nhiệt độ hơn các phương pháp khác và nhiệt độ tối ưu là 30-
35
0
C.
Bùn hoạt tính chất lượng cao có dạng búi xốp màu nâu thẫm, kích thước
đến vài trăm µm. Nã bao gồm 70% cơ thể sống và khoảng 30% còn lại là chất
rắn có bản chất vô cơ. Những cơ thể sống cùng với các chất mang rắn liên kết
với nhau tạo thành quần hợp - cộng sinh, các quần thể vi sinh vật bao bọc bởi líp
màng nhầy. Tính chất kết lắng và nén của bùn hoạt tính là hai chỉ tiêu chính về
sự thành công của phương pháp xử lý bằng bùn hoạt tính.
PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
II.1. VẬT LIỆU VÀ HÓA CHẤT
II.1.1. Mẫu bùn và nước thải.
- Mẫu bùn được lấy từ cống xả nhà máy, cống xả ra sông nhà máy giấy Hòa
Bình.
- Nước thải cũng được lấy tại cống xả nhà máy, cống xả ra sông.
II.1.2. Hóa chất.
Các hóa chất được sử dụng đều là loại tinh khiết phân tích (PA) được sản
xuất tại Việt Nam, Trung Quốc và Tây Âu.
II.1.3. Thiết bị.
Các thiết bị thông dụng trong phòng thí nghiệm hóa học nh : cân phân
tích, máy so màu… được sử dụng.
II.2. MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI SINH VẬT
* Môi trường Postgate B cải tiến (g/l):
KH
2
PO
4
0,5

CaSO
4
1,0
MgSO
4
.7H
2
O2,0 2,0
Cao nấm men1,0 1,0
Axit Ascorbic0,1 0,1
FeSO
4
.7H
2
O0,5 0,5
NH
4
Cl1,0 1,0
Lactat Natri3,5 3,5
Agar15 15
* Môi trường LB.
Pepton4 g 4 g
Glucose10 g 10 g
MgSO
4
1 g
Na
2
SO
4

2 g
(NH
4
)
2
SO
4
0,5 g
Thch5 g 5 g
Mụi trng c kh trựng 115
0
C trong 40 phút, sau khi kh trựng iu
chnh pH= 7 ữ 7,5 bng NaHCO
3
(5%). Cht thờm c kh trựng riờng sau
ú cho vo mụi trng trc khi cy. Vitamin c lc vụ trựng bng phu lc
0,1 àm.
Trong quỏ trỡnh thớ nghim, mụi trng c un sụi v lm lnh nhan
hn ch oxi hũa tan n mc cú th.
II.3. PHNG PHP NGHIấN CU
II.3.1. Ly mu
Mu bựn v nc thi c ly cng x nh mỏy v cng x ra sụng
ca nh mỏy giy Hũa Bỡnh.
S v trớ ly mu:
II.3.2. Phõn lp v xỏc nh s lng vi sinh vt
Ly 1 g bựn hũa vo 9 ml nc mui sinh lý vụ trựng. Dich mu c pha
loóng n cỏc nng 10
-2
, 10
-3

10
-8
.
Ly 1 ml dch mu mi nng phõn vo cỏc ng nghim ó vụ trựng.
y mụi trng thớch hp cho cỏc loi vi khun cn phõn lp (Postgate B
Nấu 25 m
3
,
rửa bột chân
không
3 nồi nấu 8
m
3
, rửa bột
khuyếch tán
Công
đoạn
ép tấm
bột
Máy
xeo
Cô
đặc, lò
hơi
Cống
xả
ao
Sông
Đà
N ớc từ đập trên đồi chảy xuống

điểm lấy
mẫu
điểm lấy
mẫu
cho SRB và LB cho vi khuẩn kị khí). Đậy ống nghiệm bằng nót cao su, nuôi ở
37
0
C trong 4 ÷ 10 ngày.
Đếm các khuẩn lạc hình thành. Tách các khuẩn lạc đứng riêng rẽ và cấy
truyền sang môi trường thích hợp để giữ giống.
II.3.3. Xác định nhu cầu oxi hóa học( COD)
Nguyên lý của phương pháp xác định COD là xác định lượng oxi cần thiết
cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải. Chất oxi hóa sử
dụng là K
2
Cr
2
O
7
trong môi trường axit, đun nóng trong 2h, khi đó diễn ra phản
ứng:

Lượng K
2
Cr
2
O
7
dư được chuẩn bằng dung dịch muối Mo với chỉ thị là Ferroin.
Cách tiến hành xác định COD theo TCVN 6491-1999.

II.3.4. Xác định nhu cầu oxi sinh hóa (BOD
5
)
Trong thực tế, không thể xác định lượng oxi cần thiết để phân hủy hoàn
toàn chất hữu cơ, mà chỉ xác định lượng oxi cần thiết trong 5 ngày nuôi cấy ở
nhiệt độ 20
0
C và kí hiệu BOD
5
.
Cách tiến hành xác định BOD
5
theo TCVN 6001-1995.
Xác định oxi hòa tan DO theo nguyên lý:
Trong môi trường kiềm Mn
2+
bị oxi hòa tan trong nước oxi hóa đến Mn
4+
dưới dạng MnO
2.
.
Mn
2+
+ 2OH
-
+1/2 O
2
= MnO
2
+ H

2
O
Khi có mặt H
+
, thì Mn
4+
bị I
-
khử đến Mn
2+
MnO
2
+ 2I
-
+ 4H
+
= Mn
2+
+ 2H
2
O + I
2
Dùng Na
2
S
2
O
3
chuẩn lượng I
2

giải phóng ra với chỉ thị hồ tinh bột, từ đó
xác định được lượng oxi hòa tan.
Tiến hành xác định DO bằng phương pháp iot theo TCVN 7324-1983.
II.3.5. Xác định tổng lượng chất rắn TS
Tiến hành xác định TS theo TCVN.
Hîp chÊt h÷u c¬ + K
2
Cr
2
O
7
+ H
+
CO
2
+ H
2
O + 3G
+
+ 2K
+


AgSO
4
,t
0
c
Cr
2

O
7
2-
+ Fe
2+
+ H
+
Cr
3+
+ Fe
2+
+ H
2
O
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Đã xác định được một số đặc trưng của nước thải nhà máy giấy Hòa Bình
như :
COD : 2000 ÷ 10000 mgO
2
/l
BOD
5
: 500 ÷ 3500 mgO
2
/l
TS : 0,2 ÷ 0,42 g/l
Các đặc trưng này đều vượt quá chỉ tiêu cho phép theo TCVN (bảng 3.1).
Bảng 3.1: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945-1995.

Chỉ tiêu

Đơn vị
Mức cho phép
A B C
COD mg/l < 50 < 100 < 200
BOD
5
mg/l < 20 < 50 < 100
SS mg/l < 50 < 100 < 200
pH
6÷9 5÷59 5÷9

Mục tiêu của việc xử lý nước thải nhà máy giấy là lùa chọn phương án xử
lý thích hợp sao cho đảm bảo nước thải ra môi trường đạt được các chỉ tiêu theo
qui định của nhà nước.
Trong nghiên cứu của mình chúng tôi tiến hành đánh giá và xử lý nước
thải nhà máy giấy Hoà Bình bằng các chủng vi khuẩn khử sulfat và vi khuẩn kị
khí, sau đó tiếp tục được xử lý bằng bùn hoạt tính. Trong quá trình xử lý thay
đổi một số điều kiện nhằm tìm ra mét qui trình xử lý thích hợp, sao cho nước
thải sau xử lý đạt được các yêu cầu cần thiết trước khi thải ra môi trường.
Các thông số được thay đổi đó là giá trị COD ban đầu, chủng loại vi sinh vật
và tỷ lệ giống bổ sung.
III.1. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC LOẠI VI
KHUẨN KHÁC NHAU
Vi khuẩn kị khí và SRB được phân lập từ bùn tại hố ga của nhà máy và
bùn tại cống xả ra sông Đà. Hỗn hợp của từng loại vi khuẩn được nhân lên trong
môi trường nhân giống thích hợp: môi trường postgate B và LB được thay một
phần cơ chất bằng nước thải. Tiến hành xử lý nước thải bằng các loại vi khuẩn
đã phân lập được. Việc đánh giá không chỉ dùa trên sự giảm COD của mẫu ban
đầu sau quá trình xử lý yếm khí mà còn dùa vào sự giảm COD của mẫu sau quá
trình xử lý hiếu khí. Bởi vì quá trình xử lý yếm khí như đã nói ở phần trước chỉ

có tác dụng cắt ngắn mạch giúp cho quá trình xử lý hiếu khí đạt hiệu quả tốt
hơn, do đó COD có thể không giảm (thậm chí trong một số trường hợp có thể
tăng nhẹ do sinh khối của vi khuẩn tạo ra). Kết quả xử lý yếm khí bằng hỗn hợp
chủng kị khí (VKK) và vi khuẩn khử sunfat (SRB) phân lập từ bùn tại cống xả
ra sông (CS) và tại hố ga trong nhà máy (NM) được tổng hợp trong bảng 3.2 và
3.3 (tỷ lệ giống là 1% ).
Bảng 3.2: Sự biến đổi COD của mẫu được xử lý bằng vi khuẩn kị khí.

Mẫu
COD (mg/l)
Ban
đầu
Mét tuần Hai tuần Ba tuần
Yếm khí Hiếu khí Yếm khí Hiếu khí Yếm khí Hiếu khí
VKK1-cs 800 600 500 500 150 400 150
VKK2-nm 800 400 300 400 150 400 150
VKK3-cs 1750 1750 1550 1500 1000 1500 1000
VKK4-nm 1750 1750 1400 1400 800 1450 800
VKK5-cs 3000 3000 2500 2500 1550 2450 1400
VKK6-nm 3000 3000 2100 2400 1500 2450 1350

Bảng 3.3: Sự biến đổi COD của mẫu được xử lý bằng vi khuẩn khử sulfat.

Mẫu
COD(mg/l)
Ban đầu Mét tuần Hai tuần Ba tuần
Yếm khí Hiếu khí Yếm khí Hiếu khí Yếm khí Hiếu khí
SRB1-cs 800 650 650 400 150 400 150
SRB2-nm 800 550 550 300 150 300 150
SRB3-cs 1750 1750 1450 1300 1100 1300 1000

SRB4-nm 1750 1750 1250 1150 1050 1200 950
SRB5-cs 3000 3000 2400 2500 1450 2500 1300
SRB6-nm 3000 3000 2200 2400 1400 2350 1250
Từ hai bảng số liệu trên, chúng ta có thể thấy vi khuẩn yếm khí (cả VKK
và SRB) từ bùn trong hè ga nhà máy làm giảm COD tốt hơn so với vi khuẩn
yếm khí từ bùn cống xả ra sông. Điều này hợp lý bởi vì tại hố ga nhà máy rõ
ràng có nhiều hợp chất hữu cơ mà chủ yếu là lignin có trong nước thải. Cho nên
vi khuẩn phân lập từ bùn hố ga nhà máy dễ dàng thích nghi trong điều kiện nước
thải hơn. Do vậy trong các nghiên cứu tiếp theo hỗn hợp vi khuẩn yếm khí phân
lập từ hố ga trong nhà máy được sử dụng.
III.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA COD BAN ĐẦU ĐẾN QUÁ TRÌNH
XỬ LÝ
COD ban đầu càng cao thì lượng nước pha loãng mẫu nước thải càng Ýt
kéo theo thể tích lưu trữ càng Ýt. Nhưng COD ban đầu cao quá có thể làm cho
quá trình xử lý không đạt được hiệu quả. Vì vậy cần tìm ra giá trị COD ban đầu
thích hợp để hài hoà tốt cả hai yếu tố trên. Tiến hành xử lý với các mẫu có giá trị
COD là 2200 và 4500, tỷ lệ giống bổ sung là 5%. Sau mỗi tuần xử lý yếm khí,
tách cặn và sinh khối ra,còn dịch trong đưa đi xử lý hiếu khí 48h. Sù thay đổi
COD trong quá trình xử lý được thể hiện qua đồ thị:


Đồ thị 3.4: Sù thay đổi giá trị COD theo thời gian của các mẫu được xử lý bằng
VKK.
ban ®Çu mét tuÇn hai tuÇn ba tuÇn
0
500
1000
1500
2000
2500

3000
3500
4000
4500
yÕm khÝ hiÕu khÝ yÕm khÝ hiÕu khÝ yÕm khÝ
hiÕu khÝ
VKK7
VKK8
0
`500
100
0
150
0
200
0
250
0
300
0
350
0
400
0
450
0
yÕm
khÝ
hiÕu
khÝ

yÕm
khÝ
hiÕu
khÝ
yÕm
khÝ
hiÕu
khÝ
ban
®Çu
mét
tuÇn
hai
tuÇn
ba
tuÇn
SRB7
SRB
8
Đồ thị 3.5 :Sù thay đổi giá trị COD theo thời gian của các mẫu được xử lý bằng
SRB.
Từ đồ thị ta có nhận xét rằng khi mẫu được pha loãng đến COD ban
đầu khoảng 2000 mgO2/l thì sau ba tuần xử lý yếm khí và hai ngày hiếu khí giá
trị COD cuối cùng giảm xuống chỉ còn 110 (với VKK) và 105 (với SRB) gần
đạt được yêu cầu theo TCVN. Vì vậy với giá trị COD này chúng ta có thể hi
vọng là quá trình xử lý sẽ thành công. Còn nồng độ COD ban đầu quá cao có thể
đã ức chế quá trình phát triển của vi khuẩn.
III.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ GIỐNG ĐẾN KHẢ NĂNG
XỬ LÝ CỦA VI KHUẨN

Để mô tả động học của quá trình xử lý vi khuẩn người ta thường sử dụng
phương trình Monod, theo phương trình Monod ta có biểu thức :
(ds/dt) = k
s
*s*x/(k'
s
+u).
trong đó : (ds/dt) là tốc độ sử dụng cơ chất
k
s
: hằng số tốc độ
k
s
': nồng độ khi tốc độ sử dụng cơ chất đạt giá trị bằng một
nửa tốc độ lớn nhất.
x: khối lượng vi khuẩn
u: nồng độ cơ chất
Từ phương trình trên ta thấy lượng vi khuẩn có ảnh hưởng lớn đến quá
trình xử lý nước thải.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn, tỷ lệ giống bổ sung lần lượt là
1%, 3%, 5% về thể tích. Trong bảng 3.2 và 3.3 ở phần trước là kết quả xử lý một
số mẫu với tỷ lệ giống bổ sung là 1%. Kết quả cho thấy với tỷ lệ giống này, quá
trình xử lý chỉ có hiệu quả với những mẫu có COD thấp, với những mẫu có
COD cao thì quá trình xử lý không cho hiệu quả tốt. Nh vậy để có thể xử lý với
những mẫu có COD ban đầu cao thì chúng ta phải tăng tỷ lệ giống. Nghiên cứu
ảnh hưởng của tỷ lệ giống với số tỷ lệ bổ sung giống là 3% và 5% ở các mẫu có
giá trị COD khác nhau thể hiện qua đồ thị: