Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình sinh học ứng dụng trong xử lý nước rỉ rác

Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ, động viên của các
thầy cô giáo, cơ quan, đồng nghiệp và bạn bè.
Trƣớc tiên, với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS.
Đặng Xuân Hiển đã trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi tận tình.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Khoa học và Công nghệ môi
truờng - Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội và các Bộ môn trong Viện đã tạo mọi
điều kiện cho tôi học tập và nghiên cứu hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn, các thầy, các cô, các anh, các chị và các bạn
đồng nghiệp trong Viện khoa học và Công nghệ môi trƣờng đã giúp đỡ tôi hoàn
thành luận văn này.

Học viên

Nguyễn Văn Kiên

3
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc và chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị
nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
đƣợc cảm ơn.

Tôi xin chịu trách nhiệm trƣớc Hội đồng bảo vệ luận văn, trƣớc khoa và
nhà trƣờng về các thông tin, số liệu trong đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Tĩnh, ngày 03 tháng 11 năm 2014
Ngƣời viết cam đoan

Nguyễn Văn Kiên

4
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAO
BOD
COD
MBBR
động
UASB
TSS
SS
TDS
VSS
DO
TN
TP
TKN

QCVN
TCVN

Anaerobic Anoxic Oxic (Aerobic) - Yếm khí Thiếu khi Hiếu khí
Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hoá
Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hoá học
Moving Bed Biofilm Reactor - Bể phản ứng có đệm sinh học chuyển
Upflow Anaerobic Sludge Blanket - Bể yếm khí dòng ngƣợc
Total Suspended Solid - Tổng chất rắn lơ lửng
Suspended Solid - Chất rắn lơ lửng
Total Disolved Solid - Tổng chất rắn hoà tan
Vapor Suspended Solid - Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng bay hơi
Disolved Oxygen - Nồng độ oxy hoà tan
Tổng nitơ
Tổng phôtpho
Tổng nitơ Kjeldahl
Quy chuẩn Việt Nam
Tiêu chuẩn Việt Nam

5
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 9
Chƣơng 1: TỔNG QUAN .................................................................................................. 11
1.1. NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƢỚC RỈ RÁC ................... 11

1.1.1. Khái niệm và nguồn gốc phát sinh............................................................................. 11
1.1.2. Quá trình sinh học xẩy ra trong bãi chôn lấp ............................................................. 11
1.1.3. Nguyên lý hình thành nƣớc rỉ rác .............................................................................. 14
1.1.4. Tính chất của nƣớc rỉ rác .................................................................................................. 15
1.2. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC ĐÃ ĐƢỢC ÁP DỤNG ............ 17
1.2.1. Một số phƣơng pháp cơ bản sử dụng để xử lý nƣớc rỉ rác ........................................ 17
1.2.2. Một số công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác đã đƣơc áp dụng ............................................... 19
Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MÔ HÌNH ỨNG DỤNG........................................ 26
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SINH HỌC ............................................... 26
2.1.1. Xử lý sinh học hiếu khí .............................................................................................. 26
2.1.2. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp yếm khí ............................................................. 32
2.1.3. Công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) ................................................... 36
2.2. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC ........ 38
2.2.1. Tìm hiểu chung về mô hình và mô phỏng ................................................................. 38
2.2.2. Mô hình hóa trong nghiên cứu môi trƣờng ................................................................ 39
2.2.3. Cở lý thuyết của mô hình ứng dụng........................................................................... 42
2.2.4. Các phần mềm ứng dụng mô hình .............................................................................. 47
2.2.5. Phần mềm ứng dụng Biowin....................................................................................... 49
Chƣơng 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP
CỦA QUY TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC ................................... 53
3.1. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..................................... 53
3.1.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 53
3.1.2. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................................ 53
3.1.3. Nội dung nghiên cứu.................................................................................................. 53
3.1.4. Ứng dụng phần mềm Biowin để lựa chọn chế độ công nghệ .................................... 58
3.2. LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ ......................................................................... 63
3.2.1. Lựa chọn thông số nƣớc thải đầu vào ........................................................................ 63
3.2.2. Lựa chọn chế độ cho công nghệ AAO ....................................................................... 64
3.2.3. Lựa chọn chế độ cho công nghệ AAOAO-MBBR .................................................... 77
3.2.4. So sánh kết quả của 2 công nghệ ............................................................................... 89

KẾT LUẬN.......................................................................................................................... 90

6
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Khoảng thời gian phân hủy của các giai đoạn [6] ............................................... 12
Bảng 1.2. Tính chất nƣớc rỉ rác của một số bãi chôn lấp ở Việt Nam [16] ......................... 16
Bảng 1.3. Thành phần, tính chất của nƣớc rác cũ và mới tại BCL ...................................... 17
Bảng 2.1. Các mô hình bùn hoạt tính hiện nay .................................................................... 41
Bảng 2.2. Biểu thức động học của ASM2d,  rj ≥ 0 [22] ................................................... 44
Bảng 2.3. Bảng mô tả các biến của mô hình ASM2d sử dụng trong BioWin [24] ............. 49
Bảng 2.4. Các thông số mặc định của mô hình BioWin [23] .............................................. 50
Bảng 2.5. Giá trị các thông số BioWin [23] ........................................................................ 52
Bảng 3.1. Thành phần, tính chất của nƣớc rác cũ và mới .................................................... 53
Bảng 3.2. Nồng độ các chất sau keo tụ ................................................................................ 54
Bảng 3.3. Nồng độ các chất sau quá trình kết tủa hóa học .................................................. 55
Bảng 3.4. Nồng độ các chất sau quá trình kết tủa hóa học 2 ............................................... 56
Bảng 3.5. Nồng độ chất ô nhiễm của nƣớc rỉ rác mới sau xử lý hóa lý ............................... 63
Bảng 3.6. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi 1 ............................................................. 64
Bảng 3.7. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi α2.............................................................. 65
Bảng 3.8. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi HRT1 ........................................................ 66
Bảng 3.9. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi HRT2 ........................................................ 67
Bảng 3.10. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi HRT3 ...................................................... 68
Bảng 3.11. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi VL .......................................................... 69
Bảng 3.12. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi DO1 ........................................................ 70

Bảng 3.13. Kết quả phần mềm khi thay đổi DO2 ................................................................ 71
Bảng 3.14. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi T ............................................................. 73
Bảng 3.15. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi độ kiềm .................................................. 74
Bảng 3.16. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi tỷ lệ COD:TN ........................................ 75
Bảng 3.17. Tổng hợp giá trị các thông số vận hành tối ƣu của mô hình ............................. 76
Bảng 3.18. Kết quả nƣớc thải sau xử lý với các thông số tối ƣu của hệ thống .................... 77
Bảng 3.19. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi %VĐ ....................................................... 77
Bảng 3.20. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi α3............................................................ 78
Bảng 3.21. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi α4............................................................ 79
Bảng 3.22. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi HRT4 ...................................................... 80
Bảng 3.23. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi HRT5 ...................................................... 81
Bảng 3.24. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi HRT6 ...................................................... 82
Bảng 3.25. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi HRT7 ...................................................... 82
Bảng 3.26. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi HRT8 ...................................................... 83
Bảng 3.27. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi DO3 ........................................................ 84
Bảng 3.28. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi DO4 ........................................................ 85
Bảng 3.29. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi DO5 ........................................................ 86
Bảng 3.30. Kết quả chạy phần mềm khi thay đổi DO6 ........................................................ 87
Bảng 3.31. Tổng hợp giá trị các thông số vận hành tối ƣu của mô hình ............................. 88
Bảng 3.32. Kết quả nƣớc thải sau xử lý với các thông số tối ƣu của hệ thống .................... 89
Bảng 3.33. Hiệu suất xử lý của 2 công nghệ sau khi tối ƣu................................................. 89

7
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc rỉ rác [20] ...................................... 14
Hình 1.2. Sơ đồ sự cân bằng nƣớc rỉ rác cho 1 m3 trong lớp rỉ rác [6] ................................ 14
Hình 1.3. Công nghệ xử lí kết hợp: Yếm - hiếu khí và hồ sinh học [17]............................. 20
Hình 1.4. Công nghệ xử lý tại bãi Nam Sơn của Viện Cơ học [17] .................................... 21
Hình 1.5. Sơ đồ công nghệ xử lí rác cũ của bãi Đông Thạnh [17] ...................................... 22
Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ xử lí nƣớc rỉ rác tại bãi Đá Mài [11] ........................................ 23
Hình 1.7. Công nghệ xử lí nƣớc rỉ rác tại bãi Nam Sơn của công ty SEEN [17] ................ 23
Hình 1.8. CNXL NRR của Trung tâm ECO và Công ty CENTEMA tại bãi Gò Cát [17] .. 24
Hình 2.1. Mô tả hoạt động của mô hình .............................................................................. 40
Hình 2.2. Sơ đồ mô tả LT hai lớp màng đối với QTHT oxi từ pha khí vào pha lỏng [24].. 46
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ quá trình cơ - lý - hóa xử lý nƣớc rỉ rác ................................... 55
Hình 3.2. Sơ đồ mô hình công nghệ AAO ........................................................................... 57
Hình 3.3. Sơ đồ mô hình công nghệ AAOAO-MBBR ........................................................ 58
Hình 3.4. Mô hình mô phỏng quá trình xử lý sinh học công nghệ AAO ............................ 59
Hình 3.5. Chọn điều kiện nhiệt độ cho quá trình mô phỏng ................................................ 59
Hình 3.6. Nhập dữ liệu đối với nƣớc thải đầu vào mô hình ................................................ 59
Hình 3.7. Điều chỉnh các thông số đặc trƣng của nƣớc thải đầu vào .................................. 60
Hình 3.8. Điều chỉnh thông số DO đối với các bể phản ứng ............................................... 60
Hình 3.9. Điều chỉnh kích thƣớc các bể phản ứng ............................................................... 61
Hình 3.10. Kết quả nƣớc thải đầu ra .................................................................................... 61
Hình 3.11. Kết quả bùn thải sau xử lý ................................................................................. 62
Hình 3.12. Kiểm soát thông số vận hành của các bể phản ứng ........................................... 62
Hình 3.13. Mô hình mô phỏng quá trình xử lý bằng công nghệ AAO-MBBR ................... 63
Hình 3.14. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi 1 ............................................ 65
Hình 3.15. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi α2 ............................................. 66
Hình 3.16. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi HRT1 ....................................... 67
Hình 3.17. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi HRT2 ....................................... 68
Hình 3.18. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi HRT3 ....................................... 69
Hình 3.19. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi TL ............................................ 70
Hình 3.20. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi DO1 ......................................... 71

Hình 3.21. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi DO2 ......................................... 72
Hình 3.22. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi T .............................................. 73
Hình 3.23. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi độ kiềm ................................... 75
Hình 3.24. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi COD:TN ................................. 76
Hình 3.25. Thay đổi nồng độ một số chất sau khi thay đổi %VĐ ........................................ 78
Hình 3.26. Thay đổi nồng độ TN sau khi thay đổi α3 .......................................................... 79
Hình 3.27. Thay đổi nồng độ TN sau khi thay đổi α4 .......................................................... 80
Hình 3.28. Thay đổi nồng độ TN sau khi thay đổi HRT4 .................................................... 81
Hình 3.29. Thay đổi nồng độ TN sau khi thay đổi HRT5 .................................................... 81
Hình 3.30. Thay đổi nồng độ TN sau khi thay đổi HRT6 .................................................... 82
Hình 3.31. Thay đổi nồng độ TN sau khi thay đổi HRT7 .................................................... 83
Hình 3.32. Thay đổi nồng độ TN sau khi thay đổi HRT8 .................................................... 84
Hình 3.33. Thay đổi nồng độ Nitrat, TN sau khi thay đổi DO3 ........................................... 85
Hình 3.34. Thay đổi nồng độ các chất sau khi thay đổi DO4............................................... 86
Hình 3.35. Thay đổi nồng độ các chất sau khi thay đổi DO6............................................... 87
Hình 3.36. Biểu đồ so sánh hiệu suất xử lý của 2 công nghệ .............................................. 89

8
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

MỞ ĐẦU
Nƣớc ta hiện đang trong quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa, nền kinh
tế của đất nƣớc có những biến chuyển đáng kể, đời sống của ngƣời dân ngày càng
đƣợc nâng cao. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển kinh tế là sự khai thác thái quá
dẫn đến cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên và sự phát sinh ngày càng nhiều chất thải.
Đặc biệt ở khu vực thành thị có nhiều loại chất thải trong đó có chất thải rắn sinh

hoạt đã làm gia tăng ô nhiễm môi trƣờng và tác động không nhỏ đến sức khỏe cộng
đồng.
Không chỉ ở Việt Nam mà ở nhiều nƣớc trên thế giới vấn đề phát sinh và xử
lý chất thải rắn sinh hoạt đang rất đƣợc quan tâm. Khác với các nƣớc có nền kinh tế
phát triển, ở nƣớc ta chất thải sinh hoạt từ các đô thị, khu dân cƣ tập trung hầu nhƣ
không đƣợc phân loại tại nguồn và phần lớn đƣợc đem đi chôn lấp, chỉ một phần
nhỏ đƣợc tái chế thành phân vi sinh.
Chôn lấp là phƣơng pháp phổ biến và đơn giản, đƣợc áp dụng rộng rãi ở hầu
hết các nƣớc trên thế giới. Tuy nhiên, phƣơng pháp này có nguy cơ gây ô nhiễm
môi trƣờng rất lớn, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm do sự lan
truyền các chất độc hại thấm ra từ các bãi chôn lấp.
Nƣớc rỉ rác hình thành từ hàm ẩm của rác, từ vật liệu phủ, do phân huỷ các
chất hữu cơ cùng với nguồn nƣớc mƣa thấm ngấm. Một số bãi nằm trong vùng
trũng có thể có thêm lƣợng nƣớc ngầm thấm vào. Nƣớc rỉ rác chứa nhiều thành
phần ô nhiễm hữu cơ và vô cơ, chất rắn lơ lửng, các kim loại nặng, .... Tuy nhiên,
hàm lƣợng chất ô nhiễm và khối lƣợng nƣớc rỉ rác biến động rất lớn theo đặc trƣng
của rác thải, theo vị trí địa lý, tính chất thổ nhƣỡng của bãi chôn lấp, theo thời tiết,
khí hậu, ....
Sự đa dạng về thành phần và sự dao động lớn về nồng độ gây khó khăn
không nhỏ cho quá trình xử lý nƣớc rỉ rác dẫn tới nhiều hệ thống xử lý đã xây dựng
hoạt động kém hiệu quả hoặc không vận hành đƣợc. Một trong những nguyên nhân
làm cho hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác hoạt động kém hiệu quả là quy trình vậy hành
phức tạp và đặc biệt là kinh phí để duy trì hoạt động của hệ thống cao.
Vì vậy, xử lý nƣớc rỉ rác là một trong những vấn đề hết sức quan trọng và
cấp bách hiện nay tại các đô thị; quan trọng hơn nữa là phải tìm ra một quy trình
công nghệ xử lý đơn giản hơn và kinh phí để duy trì hoạt động của hệ thống ít tốn
kém hơn.
Xuất phát từ nhu cầu và hiện trạng công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác hiện nay,
luận văn “Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của
quy trình sinh học ứng dụng trong xử lý nƣớc rỉ rác” nhằm mục đích tìm hƣớng đi

mới trong nghiên cứu xử lý nƣớc rỉ rác, góp phần hoàn thiện công nghệ, xây dựng
9
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

đƣợc công nghệ xử lý có hiệu quả cao, tiết kiệm năng lƣợng, vận hành đơn giản và
dễ dàng áp dụng trong điều kiện thực tế ở nƣớc ta hiện nay.
Hƣớng nghiên cứu khả thi sẽ mang lại hiệu quả trong công nghệ xử lý nƣớc
rỉ rác với giá thành rẻ.
Nghiên cứu khả thi sẽ áp dụng xử lý cho các loại nƣớc thải có thành phần
tƣơng tự nhƣ nƣớc thải đô thị.
Phƣơng pháp nghiên cứu: Sử dụng phần mềm BioWin để nghiên cứu ứng
dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp cho quá trình xử lý nƣớc rỉ rác
bằng phƣơng pháp sinh học.
Nội dung đề tài gồm có 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Tổng quan
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết và mô hình ứng dụng
Chƣơng 3: Ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy
trình sinh học trong xử lý nƣớc rỉ rác

10
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1. NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƢỚC RỈ RÁC
1.1.1. Khái niệm và nguồn gốc phát sinh
a) Khái niệm
Có thể định nghĩa nƣớc rỉ rác là chất lỏng hình thành trong quá trình chôn lấp
chất thải rắn. Nƣớc rác có nguồn gốc từ rác đem chôn lấp, từ quá trình phân huỷ, từ
nƣớc mƣa, từ nƣớc mặt hoặc nƣớc ngầm thấm ngấm.
b) Nguồn gốc phát sinh
Nƣớc rỉ rác phát sinh chủ yếu từ một số nguồn chính nhƣ sau:
 Nƣớc có trong rác chôn lấp và quá trình phân hủy rác:
Lƣợng nƣớc này phụ thuộc vào hàm ẩm có trong vật liệu mang chôn lấp và
các quá trình phân hủy rác xẩy ra trong bãi chôn lấp. Thông thƣờng ở điều kiện Việt
Nam, rác thải sinh hoạt thƣờng có hàm ẩm khoảng 60 - 70%. Đây là lƣợng nƣớc cơ
bản để hình thành các phản ứng xẩy ra trong bãi chôn lấp gây phát sinh nƣớc rỉ rác.
 Nƣớc mƣa:
Nƣớc mƣa là nhân tố rất quan trọng trong việc hình thành nƣớc rỉ rác. Hầu
hết các bãi chôn lấp có diện tích rất lớn từ 5ha - 50 ha nên lƣợng nƣớc mƣa đi vào
bãi chôn lấp cũng rất lớn. Tùy theo thời tiết, khí hậu từng mùa, lƣợng nƣớc mƣa ảnh
hƣởng trực tiếp đến khối lƣợng nƣớc rỉ rác phát sinh và làm thay đổi lớn về đặc tính
của nƣớc rỉ rác.
 Nƣớc mặt, nƣớc ngầm:
Nƣớc mặt và nƣớc ngầm có thể đi vào bãi chôn lấp làm tăng khối lƣợng
nƣớc rỉ rác chủ yếu là do các bãi chôn lấp đƣợc thiết kế gần các nguồn nƣớc mặt,
nƣớc ngầm không đƣợc gia cố đúng kỹ thuật. Khi mƣa lũ, nƣớc có thể thấm ngấm,
tràn vào bãi chôn lấp. Tuy nhiên, yếu tố này hiện này chỉ xẩy ra với các bãi chôn lấp
nhỏ và đƣợc thiết kế không theo quy chuẩn. Hiện nay, hầu hết các bãi chôn lấp đều
đƣợc thiết kế theo quy chuẩn.
 Nƣớc có trong vật liệu phủ:
Nƣớc chứa trong vật liệu phủ phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc loại vật liệu

phủ và vào thời tiết khí hậu. Khi đóng bãi, bên cạnh sử dụng đất tại hiện trƣờng, rác
thải xây dựng làm vật liệu phủ thì hiện nay ngƣời ta còn dùng đến HDPE (tấm phủ
bằng chất dẻo). Tuy nhiên, lƣợng nƣớc này không lớn và chỉ phát sinh trong một
thời điểm mới phủ.
1.1.2. Quá trình sinh học xẩy ra trong bãi chôn lấp
Giai đoạn đầu khi trong khối rác mới chôn lấp có oxy nên quá trình phân giải
hiếu khí các hợp chất hữu cơ nhƣ sau [6]:
- Oxy hóa không hoàn toàn:
11
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

CaHbOcNd + mO2 → nCwHxOyNz +sCO2 + rH2O + (d-nz)NH3 + sinh khối + Q
- Oxy hóa hoàn toàn:
CaHbOcNd +

(4 a  b  c  3d )
(4a  b  2c  3d )
O2 → aCO2 +
H2O + dNH3+ SK + Q
4
8

Trong đó: CaHbOcNd là công thức hóa học tổng quan của chất hữu cơ có
trong thành phần rác thải.
Khi lƣợng oxy ở trong khối rác đƣợc sử dụng hết thì quá trình phân hủy sinh
học chuyển sang giai đoạn phân hủy yếm khí theo phản ứng:

Chất hữu cơ + H2O + Vi sinh vật → Sinh khối mới + Chất hữu cơ còn lại +
CO2 + H2S + NH3 + CH4 +Q
Theo các công trình đã nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy quá trình phân
hủy các chất hữu cơ, COD, BOD, TOC cũng nhƣ các chất vô cơ (AOX, SO42-, Ca,
Fe, Mn, Zn) ...đƣợc chuyển hóa theo nhiều giai đoạn.
Quá trình chuyển hóa sinh học trong ô chôn lấp có thể đƣợc chia thành 5 giai
đoạn chính:
- Phân hủy sinh học hiếu khí.
- Phân hủy sinh học yếm khí tạo axit.
- Phân hủy sinh học yếm khí trung gian.
- Phân hủy sinh học yếm khí tạo mêtan.
- Giai đoạn tạo humus.
Bảng 1.1. Khoảng thời gian phân hủy của các giai đoạn [6]
Giai đoạn
Thời gian
Giai đoạn 1
Tính bằng giờ cho đến tuần
Giai đoạn 2
1 - 6 tháng
Giai đoạn 3
3 tháng - 3 năm
Giai đoạn 4
8 - 40 năm
Giai đoạn 5
Tối thiểu 40 năm
Tổng
Tối thiểu 80 năm
a) Giai đoạn 1: Phân hủy sinh học hiếu khí
Giai đoạn này có thời gian ngắn nhƣng quá trình phân hủy xẩy ra rất mạnh,
đến khi hàm lƣợng oxy trong khối rác cạn kiệt. Trong giai đoạn này các VSV hiếu

khí và tùy tiện có trong rác sẽ sinh trƣởng phát triển và chuyển hóa các chất hữu cơ:
Protein, Lipit, gluxit… thành các sản phẩm phân tử lƣợng nhỏ hơn nhƣ: Aminoaxit,
đƣờng, glyxerin, axit béo… sau đó oxy hóa một phần các sản phẩm này thành CO 2,
H2O…. Kết quả là nhiệt độ khối rác có thể lên tới 60 - 70ºC.
Các sản phẩm thủy phân và chuyển hóa khuyếch tán vào nƣớc làm cho hàm
lƣợng các chất hòa tan trong nƣớc rỉ rác rất cao:
- COD: 40.000 - 70.000 mg/l.
- Tỉ lệ BOD/COD :0,5 - 0,7.
- Độ màu từ 8.100 - 9.500 Pt-Co.
12
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

- Độ kiềm, NH3 và H2S rất cao.
b) Giai đoạn 2: Phân hủy yếm khí tạo axit
Giai đoạn này do oxy trong khối rác đã cạn kiệt, các vi khuẩn yếm khí và tùy
tiện phân hủy các hợp chất hữu cơ đơn giản nhƣ: đƣờng, amino axit, xit béo, …
thành các axit hữu cơ, các chất trung tính nhƣ rƣợu, axeton... làm cho pH của nƣớc
rác giảm đáng kể, nhiệt độ của khối rác cũng giảm.
Nƣớc rỉ rác trong giai đoạn này có giá trị COD khá cao (>10.000 mg/l) và có
thể lên tới 70.000 mg/l, tỉ lệ BOD/COD > 0,7, hàm lƣợng NH3 500 - 1.000 mg/l và
có thể thấp hơn, pH trong khoảng từ 5 - 6 [18].
Giá trị pH thấp dẫn đến khả năng hòa tan kim loại nặng tăng làm cho hàm
lƣợng kim loại nặng trong nƣớc rỉ rác giai đoạn này đạt cao nhất: Ca 2+ có thể lên tới
2.500 mg/l; Fe 20 - 2.100 mg/l; Cr3+ 0,03 - 1,60 mg/l; Ni 0,02 - 2,05 mg/l; Zn 0,1 120,0 mg/l,.
c) Giai đoạn 3: Phân hủy yếm khí trung gian
Khi các axit hữu cơ bị khử, pH tăng dần các vi khuẩn metan hóa hoạt động

mạnh lên. Hàm lƣợng CH4 tăng dần, trong khi đó các khí H2, CO2, các axit béo, đặc
biệt các axit béo và các hợp chất cacbon phân tử lƣợng lớn bay hơi giảm làm cho độ
axit cũng giảm đáng kể. Độ pH tăng làm cho các kim ion loại nhƣ: Ca, Mn, Fe và
các kim loại nặng ít hòa tan hơn.
Nƣớc rác giai đoạn này có COD còn cao: (COD = 700 - 28.000 mg/l), BOD5
đã giảm đáng kể (BOD5 = 200 - 10.000 mg/l), do đó tƣơng tác cũng biến động
không có lợi cho xử lí sinh học (BOD/COD = 0,2 - 0,5 …) [6].
d) Giai đoạn 4: Phân hủy yếm khí tạo mêtan
Trong giai đoạn này hàm lƣợng các hợp chất hữu cơ phân tử lƣợng nhỏ, đặc
biệt là các axit hữu cơ bị khử làm cho pH giảm mạnh, pH đạt trong khoảng 6-8, đây
là điều kiện tối ƣu cho VK mêtan phát triển và hoạt động.
Đặc trƣng cho giai đoạn này là lƣợng biogas tạo thành lớn, tỷ lệ CH4 cao
chiếm tới 60 - 70%.
Nƣớc rỉ rác trong giai đoạn này đƣợc đặc trƣng bởi hàm lƣợng BOD 5 rất
thấp, đồng nghĩa với tỉ lệ BOD/COD nhỏ (< 0,2) [22].
Cuối giai đoạn mêtan hóa tỉ lệ giữa các chất khó phân hủy nhƣ Xenlulo,
lignin, humic,…với BOD5 tăng đáng kể. Quá trình phân hủy chậm lại rõ rệt dẫn đến
lƣợng CH4 tạo thành giảm. Quá trình chuyển hóa bƣớc sang giai đoạn “tạo mùn
(humus)”.
e) Giai đoạn 5: Tạo humus
Ở giai đoạn này các chất hữu cơ chậm chuyển hóa nhƣ; Lignoxenlulo,
lignin… đƣợc chuyển hóa thành axit humic, humics và các dẫn xuất của chúng với
cấu trúc đa vòng, phân tử lƣợng lớn, khó hòa tan và rất khó phân hủy.
13
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

COd
mg/l

axit béo.
vft(volat, fat, acid)

pH

nh4

NH4+
COD
n¨m
I

II

III

V

IV

Hình 1.1. Biến thiên nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc rỉ rác [20]
1.1.3. Nguyên lý hình thành nƣớc rỉ rác
Quá trình hình thành nƣớc rỉ rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: bản chất
của rác, các điều kiện về khí hậu thời tiết, lƣợng mƣa… nhƣng đặc biệt quan trọng
là quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ trong rác. Để tính toán đƣợc lƣợng
nƣớc rỉ rác phát sinh cần thiết lập cân bằng nƣớc cho một khối rác.
wA

7 WCM

7

WTS
WLG

wSW

Wsw1

WE

wSH
WB(L)

Hình 1.2. Sơ đồ sự cân bằng nƣớc rỉ rác cho 1 m3 trong lớp rỉ rác [6]
Trong quá trình tính toán, ta chỉ xét với bãi rác chôn lấp hợp vệ sinh do đó bỏ
14
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

qua lƣợng nƣớc mặt tràn qua thành và đáy bãi vào bãi chôn lấp,
Phƣơng trình cân bằng nƣớc có thể biểu diễn nhƣ sau [6]:
ΔSSW = WA + WTS + WSw + WSh + WCM - WSw1 -WLG – WE - WB(L)
Trong đó:

ΔSSW: Lƣợng nƣớc phát sinh ở bãi chôn lấp (kg/m3)
WA: Lƣợng nƣớc thấm từ phía trên (kg/m3)
WTS: Độ ẩm của vật liệu phủ bề mặt (kg/m3)
WSw, WSw1: Độ ẩm ban đầu của rác thải và hàm ẩm sau nén (kg/m3)
WSH: Nƣớc hình thành từ phản ứng sinh hóa (kg/m3)
WCM: Độ ẩm ban đầu vật liệu phủ trung gian và phụ liệu (kg/m3)
WLG: Lƣợng nƣớc tiêu thụ trong quá trình hình thành khí bãi rác (kg/m3)
WE: Lƣợng nƣớc thất thoát do quá trình hơi hóa bề mặt (kg/m3)
WB(L): Lƣợng nƣớc thấm ngấm đáy bãi (kg/m3)
Từ phƣơng trình cân bằng nƣớc, các số liệu về lƣợng mƣa, độ bốc hơi, hệ số
giữ nƣớc của rác sau khi nén trong bãi rác, lƣợng nƣớc rỉ rác có thể đƣợc tính theo
mô hình vận chuyển một chiều của rò rỉ xuyên qua rác nén và đất bao phủ theo
phƣơng trình sau:
Q  M (W1  W2 )  [ P(1  R)  E ]* A

Trong đó:
Q: Khối lƣợng nƣớc rác theo tính toán (m3/ngày.đêm)
M: Khối lƣợng rác chôn lấp trung bình mỗi ngày (tấn/ngày)
W2: Độ ẩm rác thải sau khi nén (%), thông thƣờng từ 25 ÷ 50% đối với rác
thải sau khi nén có tỉ trọng từ 0,7 ÷ 1 tấn/m3
W1: Độ ẩm rác thải trƣớc khi nén (%), 65 ÷ 69%
P: Lƣợng mƣa ngày trong tháng lớn nhất, m/ngày.
R: Hệ số thoát nƣớc bề mặt, R = 0,17.
E: Lƣợng nƣớc bốc hơi, E = 5 mm/ngày = 0,005 m/ngày.
A: Diện tích ô chôn lấp, m2.
Nhƣ vậy khối luợng nƣớc rác hình thành từ các nguồn sau:
1.1.4. Tính chất của nƣớc rỉ rác
Tính chất của nƣớc rỉ rác phụ thuộc nhiều vào thành phần của rác mang chôn
lấp, điều kiện khí hậu thời tiết, thời gian chôn lấp cũng nhƣ công nghệ và quy trình
vận hành... Chính vì vậy, mỗi quốc gia, địa phƣơng khác nhau đều có những đặc

điểm khác nhau nên tính chất nƣớc rỉ rác ở mỗi bãi chôn lấp cũng khác nhau.
Tính chất của nƣớc rỉ rác khác với các loại nƣớc thải khác về cả tính chất lýhóa - sinh học, nƣớc rỉ rác có hàm lƣợng chất ô nhiễm cao đến rất cao và giảm dần

15
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

theo thời gian chôn lấp. Hơn nữa nƣớc rỉ rác có sự biến động rất lớn về thành phần
chất ô nhiễm cũng nhƣ lƣợng nƣớc. Một số thông số đặc trƣng của nƣớc rỉ rác có
hàm lƣợng lớn nhƣ BOD5, COD, ∑N, ∑P, các ion kim loại, độ màu và mùi.
Theo các báo cáo của Trung tâm quan trắc Thành phố Hồ Chí Minh tại hai
bãi rác miền Nam là Gò cát và Đông Thạnh mới đi vào hoạt động năm 2002 cho
thấy: Hàm lƣợng các chất ô nhiễm tại hai bãi chôn lấp này là rất cao, hàm lƣợng
COD thấp nhất là 38.533 mg/l tại bãi Đông Thạnh và cao nhất là 65.333 mg/l tại bãi
Gò Cát. Ngoài ra, các thành phần khác nhƣ hàm lƣợng nitơ, kim loại nặng.. cũng
cho giá trị rất cao.
Hai bãi rác tại miền Bắc đƣợc khảo sát đó là bãi rác Đá Mài - Thái Nguyên
và bãi rác Nam Sơn - Hà Nội; kết quả khảo sát của Sở Tài nguyên và Môi trƣờng
hai thành phố này cho thấy; hàm lƣợng các chất ô nhiễm tại bãi rác Đá Mài có mức
độ ô nhiễm thấp hơn bãi rác Nam Sơn. Hàm lƣợng COD của bãi rác Đá Mài biến
động từ 1.245 - 3.900mg/l thấp hơn bãi rác Nam Sơn rất nhiều COD = 1.000 42.000mg/l. Tuy nhiên, hàm lƣợng chất ô nhiễm của hai bãi rác này thấp hơn rất
nhiều so với hai bãi rác tại miền Nam.
Bảng 1.2. Tính chất nƣớc rỉ rác của một số bãi chôn lấp ở Việt Nam [16]
Thành phần
Bãi rác Đá Bãi rác Nam
Bãi rác Gò
Bãi rác Đông

mg/l
Mài
Sơn
Cát
Thạnh
BOD5
270-450
300-15.000
30.000-48.000 33.571-56.250
TOC
500-15.000
18.700-31.900
COD
1.245-3.900 1.000-4.2000 39.614-59.750 38.533-65.333
SS
120-350
200-1.000
1760-4311
1.280-3.270
Org-N
120-212
10-600
336-678
196-47
N-NH3
173
10-800
297-790
1.445-1.764
N-NO3

5-40
5,0-8,5
2,5-2,9
Photphate tổng
1-70
55,8-89,6
14,9-21,5
P-PO4
0,7-0,9
1-50
Độ kiềm
380-495
1.000-10.000
pH
7,8-8,1
5,3-8,3
4,8-6,2
6,0-7,3
Độ cứng
103
300-10.000
5.833-9.667
4.467-6.067
Ca
18
439-650
1.670-2.739
1.122-1.844
Mg
50-1.500

404-678
356-405
K
200-2.000
Na
100-3.000

16
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

Sắt tổng cộng

-

50-600

204-208

180-303

Bảng 1.3. Thành phần, tính chất của nƣớc rác cũ và mới tại BCL
TT

Chỉ tiêu

1

2
3
4
5
6
7
8

pH
COD
Tổng N
Tổng P
NO3Độ kiềm
TSS
Ca

9

Mg

10
11
12
13
14
15
16

NH4+ - N
Độ màu

BOD5
Kẽm
Mangan
Nikel
T-Sắt

Đơn vị

Hàm lƣợng
Nƣớc rác cũ

Nƣớc rác mới

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

6,73
3400
1250
15
5.2
4890
2990
1350

6.35
10500

1870
52
8.6
4030
4230
2350

mg/l

220

390

mg/l
Pt-Co
mgO2/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

760
4620
520
10.5
9.2
2.21
80

1190

3240
4745
20.56
19.17
5.15
174

mgO2/l

[Nguồn: Viện khoa học và công nghệ môi trường - Đại học Bách Khoa Hà Nội]

1.2. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC ĐÃ ĐƢỢC ÁP DỤNG
1.2.1. Một số phƣơng pháp cơ bản sử dụng để xử lý nƣớc rỉ rác
a) Phương pháp cơ học
Phƣơng pháp xử lý cơ học đƣợc sử dụng để tách các chất không hòa tan và
một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nƣớc thải. Những công trình xử lý cơ học chủ
yếu đƣợc áp dụng nhƣ: song chắn rác, lƣới lọc; bể lắng cát; bể tách dầu.
b) Phương pháp hóa lý
Trong xử lý nƣớc thải các phƣơng pháp hóa lý đuợc áp dụng khá đa dạng
nhƣ: Phƣơng pháp đông keo tụ, tuyển nổi áp lực, hấp phụ, trao đổi ion... Tuy nhiên,
phƣơng pháp hiện nay đƣợc sử dụng rộng rãi nhất để xử lý nƣớc thải là phƣơng
pháp đông keo tụ. Ngoài ra, các phƣơng pháp keo tụ điện hóa, hấp phụ… cũng đã
đƣợc nghiên cứu và áp dụng.
Tác nhân đông keo tụ thƣờng đƣợc sử dụng là các loại phèn (gốc kim loại

17
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình

sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

hóa trị III) Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3, FeCl3, PAC… và một số hợp chất cao phân tử
(polymer)….
Phƣơng pháp này có hiệu quả chủ yếu để loại cặn lơ lửng và khử màu (50 70%), nhƣng hiệu suất xử lý COD chỉ đạt 30 - 47% tùy thộc vào tác nhân keo tụ và
đặc trƣng của nƣớc thải đƣợc xử lý.
Phƣơng pháp này đƣợc áp dụng rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam vào
công đoạn tiền xử lý nƣớc rỉ rác, nhằm giảm bớt nồng độ chất ô nhiễm truớc khi
vào các hệ thống xử lý triệt để khác.
c) Phương pháp xử lý hóa học
Phƣơng pháp hóa học là phƣơng pháp đã đuợc ứng dụng rộng rãi vào xử lý
nƣớc thải nói chung và nƣớc rỉ rác nói riêng. Xử lý hóa học thƣờng đuợc sử dụng
chủ yếu là trung hòa và oxy hóa khử.
- Phƣơng pháp trung hòa, kết tủa: ứng dụng để xử lý các dòng thải mang tính
kiềm hoặc axit cần phải đƣa về pH tối ƣu để thải hoặc đi vào hệ thống xử lý tiếp
theo; phƣơng pháp này còn có thể loại bỏ một số chất ô nhiễm thông qua quá trình
kết tủa và lắng của một số kim loại nặng điển hình nhƣ Ca, Cr, Mn…. ở các điều
kiện pH khác nhau.
- Phƣơng pháp oxy hóa hóa học:
+ Các chất ôxy hóa mạnh đƣợc bổ sung trực tiếp vào nƣớc rỉ rác để ôxy hóa
các thành phần ô nhiễm có trong nƣớc rỉ rác.
+ Chất ôxy hóa có thể sử dụng trong xử lý nƣớc thải là: ôxy không khí, H2O2,
KMnO4, O3, Cl hoạt hóa, hay Fenton (kết hợp H2O2 và Fe2+). Tuy nhiên, các tác
nhân đƣợc sử dụng phổ biến nhất trong xử lý nƣớc thải là Cl hoạt hóa, KMnO 4 và
H2O2 dạng Fenton.
+ Khả năng ứng dụng: phƣơng pháp này có hiệu quả xử lý khá cao tùy thuộc
vào từng tác nhân ôxy hóa, có thể loại bỏ tới 70% COD, đặc biệt là các chất màu
(90%). Tuy nhiên, phƣơng pháp này có giá thành cao và khi các chất ôxy hóa dƣ có
thể có hại cho môi trƣờng và ảnh hƣởng tới quá trình xử lý sinh học tiếp theo (nếu
có). Ngoài ra, việc ôxy hóa có thể tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau hòa tan trong

nƣớc nên rất khó kiểm soát.
d) Một số phương pháp sinh học
Phƣơng pháp sinh học đƣợc ứng dụng rất rộng rãi trong xử lý nƣớc thải giàu
chất hữu cơ trong đó có nƣớc rỉ rác. Đây là phƣơng pháp xử lý có hiệu quả cao, chi
phí vận hành thấp và thân thiện với môi trƣờng. Tùy thuộc vào phƣơng thức hô hấp
của vi sinh vật đƣợc sử dụng trong công nghệ ngƣời ta phân biệt hai dạng chính:
- Xử lý sinh học hiếu khí.

18
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

- Xử lý sinh học yếm khí.
Từ hai nguyên lý cơ bản trên khi ứng dụng vào thực tế đã hình thành các
dạng công nghệ xử lý khác nhau nhƣ: xử lý hiếu khí bằng bể Aeorten, lọc sinh học
hiếu khí, hồ hiếu khí,... hay xử lý yếm khí bằng UASB, lọc yếm khí (xử lý yếm khí
trên lớp vật liệu ngập nƣớc), bể (hầm) biogas….
* Các dạng xử lý sinh học:
- Xử lí hiếu khí bằng bùn hoạt tính:
+ Quá trình xử lý nƣớc thải bằng bùn hoạt tính thƣờng đƣợc thực hiện trong
bể oxy hóa đựơc gọi là bể Aeroten. Hiệu quả xử lý bằng hệ thống này rất cao có thể
đạt tới > 90% tùy theo từng loại nƣớc thải.
+ Tuy nhiên, hệ thống này đƣợc khuyến cáo là không nên sử dụng trong xử
lý nƣớc thải có hàm lƣợng chất ô nhiễm cao COD > 2000mg/l và yêu cầu tỷ lệ
BOD5/COD ≥ 0,5.
+ Khi nƣớc thải có hàm lƣợng chất ô nhiễm và độ màu cao nhƣ nƣớc rỉ rác
thì hệ thống này thƣờng đƣợc thiết kế để xử lý dạng thứ cấp, nhƣ xử lý nƣớc rỉ rác

sau khi đã qua hệ thống xử lý khác nhƣ keo tụ, UASB….
+ Đối với nƣớc rỉ rác từ các bãi chôn lấp chất thải sinh hoạt ở giai đoạn đầu
thƣờng có tỷ lệ BOD5/COD cao (≥ 0,5) thì việc áp dụng hệ thống Aeroten là rất khả
thi và có hiệu quả cao, đạt tới 75% với thời gian lƣu là 12 giờ. Ngƣợc lại, nƣớc rỉ
rác phát sinh từ các bãi rác lâu năm, đã đóng cửa hoặc chôn lấp chất thải rắn công
nghiệp với tỷ lệ BOD5/COD rất thấp (< 0,2) thì khi áp dụng hệ thống này hiệu quả
xử lý COD chỉ đạt 21 - 42% .
+ Thực tế cũng cho thấy việc áp dụng hệ thống Aeroten để xử lý nƣớc rỉ rác
có tƣơng tác BOD/COD cao là hoàn toàn khả thi khi COD < 2.000mg/l và tỷ lệ
BOD5/COD ≥ 0,5.
- Thiết bị UASB (Upflow Anarobic Sludge Blanket). Thông thƣờng thiết bị
này đƣợc áp dụng để xử lý các loại nƣớc thải có chứa hàm lƣợng chất ô nhiễm cao
đến rất cao (COD > 3000mg/l) và thu hồi khí sinh học (biogas). Hiệu suất xử lý
COD của thiết bị này có thể đạt > 75% tùy thuộc vào từng loại nƣớc thải.
Ngoài ra, còn có một số phƣơng pháp nhƣ lọc sinh học (hiếu khí), thiết bị lọc
với vật liệu lọc không ngập nƣớc, thiết bị lọc với vật liệu lọc ngập nƣớc, đĩa lọc
sinh học, lịc yếm khí.
1.2.2. Một số công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác đã đƣơc áp dụng
Nƣớc rỉ rác là một loại nƣớc thải khó xử lý do có hàm lƣợng chất ô nhiễm
cao và đa dạng về thành phần cũng nhƣ luôn biến động tùy theo từng mùa, từng khu
vực và từng nƣớc khác nhau, do đó đặc trƣng nƣớc rỉ rác của mỗi bãi rác là rất khác
nhau. Chính vì vậy, công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác cũng rất đa dạng, đƣợc áp dụng

19
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

nhiều biện pháp xử lý khác nhau nhằm đạt đƣợc mục tiêu theo yêu cầu của mỗi
vùng, mỗi quốc gia.
Ở Việt Nam việc xử lý nƣớc rỉ rác còn đang gặp rất nhiều khó khăn, hiệu quả
xử lý của hầu hết các hệ thống đã đƣợc lắp đặt còn rất thấp, nhiều công trình đƣợc
xây dựng rất tốn kém nhƣng không hiệu quả ngay khi mới đƣa vào vận hành.
Nguyên nhân chủ yếu dẫn tới hiện tƣợng trên đã đƣợc nhiều cơ quan chức
năng và các nhà khoa học đánh giá là do: Công nghệ không phù hợp, hoặc do thiết
kế và vận hành chƣa hợp lý hoặc không đúng quy trình. Đáng chú ý là một số đơn
vị áp dụng các công nghệ xử lý của nƣớc ngoài mà chƣa nghiên cứu tính khả thi khi
áp dụng vào điều kiện Việt Nam.
Cũng nhƣ các quốc gia khác, công nghệ xử lý nuớc rỉ rác ở Việt Nam khá đa
dạng. Tuy nhiên, trong khuôn khổ luận văn chỉ xin đề cập đến các công nghệ phổ
biến đã đƣợc áp dụng tại một số bãi chôn lấp.
Dựa vào nguyên lý của quá trình có thể phân biệt 3 loại hình công nghệ
chính:
- Công nghệ kết hợp các phƣơng pháp xử lý sinh học.
- Công nghệ xử lý hỗn hợp (sinh học, hóa lý, hóa học).
- Công nghệ xử lý có áp dụng phƣơng pháp tiên tiến.
a) Công nghệ xử lý kết hợp các phương pháp sinh học
Công nghệ xử lý bằng các phƣơng pháp sinh học đơn thuần bao gồm các
phƣơng pháp nhƣ xử lý hiếu khí, xử lý yếm khí và các dạng xử lý mang tính chất tự
nhiên nhƣ hồ sinh học, bãi lọc….
Ở Việt Nam công nghệ xử lý sinh học đơn thuần gồm: Xử lý yếm khí
(UASB) và hiếu khí (lọc sinh học, bùn hoạt tính) hầu nhƣ không đƣợc áp dụng khi
hàm lƣợng chất ô nhiễm, cặn lơ lửng và độ màu cao. Thông thƣờng các hệ thống xử
lý sinh học đều có các hạng mục phụ trợ nhƣ bể lắng, điều hòa….
Để tăng hiệu quả xử lý và ổn định nƣớc sau xử lý cũng nhƣ giảm chi phí vận
hành trƣớc khi thải vào môi trƣờng có thể kết hợp xử lý bằng hồ sinh học.
Công nghệ xử lý yếm - hiếu khí - hồ sinh học đƣợc áp dụng tại bãi bãi chôn
lấp Gò Cát do trung tâm CENTEMA xây dựng năm 2002 với công suất 400 m3/ng.đ

nhƣ sau:
Dòng vào

UASB

Hiếu
khí

Hồ sinh
học

Nguồn tiếp
nhận

Hình 1.3. Công nghệ xử lí kết hợp: Yếm - hiếu khí và hồ sinh học [17]

20
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

Theo kết quả phân tích dƣới đây cho thấy hàm lƣợng COD cũng nhƣ các
thông số khác của nƣớc rỉ rác thực tế rất cao (COD = 39.614 ÷ 59.750 mg/l) nhƣng
hệ thống xử lí đƣợc áp dụng để tính toán thiết kế ở đây chỉ có COD = 2.645 ÷ 6.851
mg/l. Chính vì vậy, chỉ sau thời gian vận hành 6 - 8 tháng thì hiệu quả xử lý giảm
dần và hệ thống xử lý không hoạt động đƣợc.
b) Công nghệ xử lý hỗn hợp
Công nghệ xử lý hỗn hợp đƣợc khảo sát bao gồm: Công nghệ kết hợp sinh

học - hóa lý, công nghệ kết hợp sinh học - hóa học, công nghệ kết hợp hóa lý - hóa
học, công nghệ kết hợp sinh học - hóa học - hóa lý. Tuy nhiên, trên thế giới cũng
nhƣ ở Việt Nam hai công nghệ kết hợp sinh học - hóa học, công nghệ kết hợp hóa lý
- hóa học hầu nhƣ không đƣợc áp dụng do bản chất của xử lý hóa học nên ít đƣợc
kết hợp với xử lý sinh học và hóa lý.
 Công nghệ sinh học kết hợp sinh học - hóa lý:
Công nghệ này đƣợc áp dụng khá phổ biến ở Việt Nam. Phuơng pháp xử lý
hóa lý thƣờng đƣợc sử dụng phổ biến nhất là đông keo tụ ngoài ra trong một số
trƣờng hợp còn áp dụng phƣơng pháp hấp phụ, tuyển nổi. Tùy theo từng trƣờng hợp
cụ thể mà phƣơng pháp đông keo tụ có thể đƣợc bố trí trƣớc hoặc sau các hạng mục
xử lý sinh học.
- Công nghệ này đã đƣợc áp dụng tại bãi chôn lấp Nam Sơn - Sóc Sơn - Hà
Nội nhƣ sau:
Nƣớc rỉ rác
Song chắn rác và
bể tập trung
Khí nén

Tuyển nổi áp lực
Bể UASB

Cấp khí

Bể Aeroten
Bể lắng
Dòng ra

Bùn xả ra hố chôn lấp

Hình 1.4. Công nghệ xử lý tại bãi Nam Sơn của Viện Cơ học [17]

21
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

+ Do rác không đƣợc phân loại nên thành phần nƣớc rỉ rác rất phức tạp. Các
số liệu tổng kết kết thành phần nƣớc rỉ rác tại các bãi chôn lấp trên địa bàn Hà Nội
cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm rất cao và dao động trong khoảng rất rộng: COD
= 1.000 - 42.000 mg/l, BOD = 500 - 15.000 mg/l, nitơ hữu cơ 10 - 600 mg/l. Chính
vì vậy, rất nhiều công nghệ đƣợc ứng dụng. Công nghệ đầu tiên đƣợc áp dụng là xử
lý kết hợp: Tuyển nổi áp lực - UASB - Aeroten. Sau khi chạy thử 31 ngày hệ thống
đã phải ngừng hoạt động hoàn toàn.
+ Sau đó Viện Cơ Học đã kết hợp với Đại học Quốc Gia Hà Nội cải tiến
công nghệ, cụ thể là: Đông keo tụ - Xử lý yếm khí (UASB) - Aeroten - Oxy hóa hóa
học bằng H2O2 và cuối cùng lọc qua thanh hoạt tính dạng hạt. Công nghệ này cũng
chỉ đƣợc thử nghiệm ở quy mô nhỏ, sau đó không đƣợc sử dụng.
- Khác với công nghệ trên, tại bãi chôn lấp Đông Thạch Công ty TNHH
Quốc Việt đã áp dụng công nghệ kết hợp hóa lý - sinh học, cụ thể là: Đông keo tụ Xử lý hiếu khí (Aeroten) - Hồ sinh học (năm 2000) nhƣ sau:
Nƣớc rỉ rác

Đông
keo tụ

Hiếu
khí

Hồ sinh
học

Vào nguồn
tiếp nhận

Hình 1.5. Sơ đồ công nghệ xử lí rác cũ của bãi Đông Thạnh [17]
+ Nƣớc rỉ rác cũ của bãi chôn lấp Đông Thạnh đã đƣợc lƣu giữ lâu ngày
nồng độ các chất đều thấp hơn đáng kể COD = 1.079 ÷ 2.507 mg/l, BOD = 735
mg/l... điều này có thể giải thích do thời gian lƣu nƣớc lâu, nƣớc rỉ rác đƣợc pha
loãng với nƣớc mƣa nồng độ các chất hữu cơ giảm xuống, pH tăng lên, tạo điều
kiện thích hợp cho các quá trình phân hủy sinh học tƣ nhiên xẩy ra, đặc biệt là quá
trình phân hủy kị khí làm cho nồng độ các chất hữu cơ giảm đáng kể và do quá trình
bốc hơi nƣớc thành phần các chất nhất là các chất hữu cơ khó phân hủy tích lại
trong nƣớc lớn tỉ lệ BOD/COD thấp. Chính vì vậy việc xử lý đông keo tụ và hiếu
khí khó đạt hiệu quả cao.
+ Công ty Quốc Việt cũng đã áp dụng công nghệ xử lý này cho bãi chôn lấp
Phƣớc Hiệp. Hệ thống đƣợc thiết kế có công suất 200 m3/ng.đ ứng dụng công nghệ
xử lý đông keo tụ, sau đó xử lý hiếu khí và hồ sinh học. Tuy nhiên hệ thống này
cũng đƣợc thiết kế để xử lý nƣớc rỉ rác đã pha loãng đến hàm lƣợng COD = 1000 –
2000mg/l, hiệu quả đạt đƣợc chƣa cao COD đầu ra và một số thống số khác nhƣ
NH4+… chƣa ổn định.
 Công nghệ kết hợp sinh học - hóa học - hóa lý:
Công nghệ kết hợp quá trình hóa học thƣờng đƣợc áp dụng để xử lý nƣớc rỉ
rác có hàm lƣợng chất ô nhiễm khó phân hủy sinh học cao, phƣơng pháp hóa học
gồm oxy hóa hóa học (sử dụng chất ôxy hóa mạnh), trung hòa và khử trùng. Công
nghệ kết hợp sinh học - hóa học đã đƣợc áp dụng tại một số bãi chôn lấp ở Việt nam
nhƣ bãi Nam Sơn - Hà Nội, Đá Mài - Thái Nguyên. Các chất hóa học đƣợc sử dụng
22
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

để ôxy hóa phổ biến là H2O2 kết hợp với Fe2+, KMnO4.
- Công nghệ xử lý nƣớc rỉ rác tại Bãi chôn lấp Đá Mài - Tân cƣơng - Thái
Nguyên đƣợc Trung tâm tƣ vấn Chuyển giao Công nghệ nƣớc sạch và Môi trƣờng
(CTC) thiết kế và chuyển giao công nghệ, công suất 90 m3/ngày, nhƣ sau:
Dòng vào

Hố gom nƣớc rỉ rác
kết hợp điều hòa
(sục khí)

Hồ quan trắc

Bể xử lí sinh
học hiếu khí (6
ngăn)

Thiết bị V2000 Aeroten
dính bám

Thùng khuấy
trộn

Bể lắng

(Fe2++ H2O2)

PAA

Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ xử lí nƣớc rỉ rác tại bãi Đá Mài [11]
+ Bãi đƣa vào hoạt động tháng 11 năm 2001 nên nƣớc rỉ rác có độ ô nhiễm
không lớn: COD từ 1.245 ÷ 3.900 mg/l và BOD5 từ 270 ÷ 450mg/l.
+ Đây là một công nghệ khá phức tạp. Tuy nhiên, do hiệu quả còn hạn chế
nên cuối năm 2006 vừa qua đã đƣợc sửa chữa hoàn thiện.
- Tại Bãi rác Nam Sơn - Hà Nội rất nhiều công nghệ đã đƣợc áp dụng thử
nghiệm. Công nghệ hiện nay đang đƣợc sử dụng do Công ty SEEN xây dựng, nhƣ
sau:
Bể lắng thứ cấp
Dòng vào

Ca(OH)2

Hồ sinh học

Thiết bị đông keo
tụ

Khử NH3

Bể lắng

Lắng

Bể hp than hoạt
tính

Bể điều hòa

Bể khử trùng

Bể SBR

Dòng ra

Hình 1.7. Công nghệ xử lí nƣớc rỉ rác tại bãi Nam Sơn của công ty SEEN [17]
23
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

+ Hệ thống này bắt đầu đi vào vận hành đầu năm 2006 với công suất thiết kế
500 m /ng.đ. Hiện tại, hệ thống đang xử lý nƣớc rỉ rác sau khi đã qua hệ thống hồ
sinh học (3 hồ) với hàm lƣợng COD đầu vào biến động từ 330 - 1.400 mg/l. Tuy
nhiên, chất lƣợng nƣớc sau xử lý không ổn định, hàm lƣợng NH4+ và COD còn vƣợt
tiêu chuẩn cho phép.
+ Thiết bị hấp phụ than hoạt tính hoạt động có kết quả trong thời gian
khoảng 2 tháng, sau đó than hoạt tính bão hòa nhƣng không đƣợc hoàn nguyên hoặc
thay thế nên thiết bị không phát huy tác dụng.
+ Chi phí xử lý cho 1m3 nƣớc rỉ rác là quá lớn 57.984 đồng/m3 (đơn giá tại
thời điểm năm 2006).
3

c) Công nghệ xử lý có áp dụng phương pháp tiên tiến
Nƣớc rỉ rác
Bể khuấy trộn
Kết tủa Ca

UASB
Tiền khử nitơ
Xử lý hiếu khí
Khử nitơ 2
Bể lắng

Màng lọc
Lọc cát

XL hóa lý

Ra Kênh
nƣớc đen

Hình 1.8. Công nghệ xử lí nƣớc rỉ rác của
Trung tâm ECO và Công ty CENTEMA tại bãi Gò Cát [17]
Công nghệ xử lý có áp dụng các phƣơng pháp xử lý tiến tiến tại Việt Nam
chủ yếu là áp dụng kỹ thuật lọc màng, siêu lọc sau khi đã qua các công đoạn xử lý
sinh học, hóa lý và hóa học.
24
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

Năm 2001, tại chôn lấp Gò Cát Công ty CENTEMA đã tƣ vấn xây dựng hệ
thống xử lý theo công nghệ lọc màng rất hiện đại của Hà Lan với công suất 400
m3/ngày. Tuy nhiên, sau khi đƣa vào vận hành trong thời gian rất ngắn hệ thống này
hoàn toàn không có hiệu quả và phải ngừng hoạt động.

Nhằm khắc phục những nhƣợc điểm của quá trình lọc màng, cuối năm 2003
Công ty CENTEMA trung tâm Môi trƣờng ECO đã hoàn thiện công nghệ bằng cách
kết hợp xử lý sinh học, hóa lý và lọc cát nhằm giảm tải cho công đoạn lọc màng,
nhƣ Hình 1.8.
Công nghệ màng khá phức tạp nên việc vận hành gặp nhiều khó khăn do vậy
hiệu quả xử lý chƣa đạt đƣợc nhƣ mong muốn: Cụ thể hàm lƣợng NH 4+ còn vƣợt
tiêu chuẩn nhiều lần, màng lọc hay bị tắc phải rửa thƣờng xuyên. Hơn thế nữa chi
phí vận hành tăng rất cao (khoảng 70.000 đ/m3) chủ yếu do lƣợng hóa chất tiêu tốn
lớn.

25
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

Chƣơng 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MÔ HÌNH ỨNG DỤNG
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SINH HỌC
Công nghệ sinh học đƣợc ứng dụng rất rộng rãi trong xử lý nƣớc thải giàu
chất hữu cơ trong đó có nƣớc rỉ rác. Đây là phƣơng pháp xử lý có hiệu quả cao, chi
phí vận hành thấp và thân thiện với môi trƣờng. Nguyên tắc cơ bản của phƣơng
pháp là thông qua quá trình trao đổi chất của vi sinh vật để phân hủy các chất ô
nhiễm trong nƣớc. Tùy thuộc vào phƣơng thức hô hấp của vi sinh vật đƣợc sử dụng
trong công nghệ ngƣời ta phân biệt hai dạng chính:
- Xử lý sinh học hiếu khí.
- Xử lý sinh học yếm khí.
Từ hai nguyên lý cơ bản trên khi ứng dụng vào thực tế đã hình thành các
dạng công nghệ xử lý khác nhau nhƣ: xử lý hiếu khí bằng bể Aeorten, lọc sinh học

hiếu khí, hồ hiếu khí,... hay xử lý yếm khí bằng UASB, lọc yếm khí (xử lý yếm khí
trên lớp vật liệu ngập nƣớc), bể (hầm) biogas….
2.1.1. Xử lý sinh học hiếu khí
a) Cơ sở lý thuyết xử lý sinh học hiếu khí
Xử lí sinh học hiếu khí thực chất là thực hiện các quá trình ôxy hóa các chất
hữu cơ và vô cơ có thể ôxy hóa sinh học đƣợc.
b) Cơ chế phân giải hiếu khí
Quá trình ôxy hóa sinh hóa là một chuỗi các phản ứng chuyển hóa khác nhau
trong nguyên sinh chất của tế bào, gồm các quá trình sau [7]:
- Ôxy hóa các hợp chất hữu cơ không chứa nito (gluxit, pectin,
hydrocacbua...):
CxHyOz + (x+y/4-z/2)O2 → xCO2 +y/2H2O + ΔH
- Ôxy hóa các hợp chất hữu cơ có chứa nito (protein, axit amin,peptit...):
CxHyOzN + (x+y/4-z/2+3/4)O2 → xCO2 + (y-3)/2H2O + NH3 + ΔH
- Quá trình sinh tổng hợp sinh khối
CxHyOz + NH3 +n(x+y/4-z/2-5)O2 →C5H7NO2 + n(x-5)CO2 +n(y-4)/2H2O
- Quá trình tự oxy hóa của bùn
C5H7NO2 5O2 → 5CO2 + NH3 + 2H2O + ΔH
- Quá trình nitrat hóa:
NH3 + 3/2O2 → HNO2 + H2O
HNO2 + 1/2O2 → HNO3
26
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp của quy trình
sinh học ứng ứng trong xử lý nƣớc rỉ rác

- Quá trình phản nitrat hóa (ở vùng thiếu oxy):
3C + 2NO3- → N2 + 3CO2

- Chuyển hóa S,P:
VSV
hcS , P 
 SO4 , PO4

Các phản ứng trên xẩy ra thông qua quá trình trao đổi chất của vi sinh vật.
Tùy thuộc vào từng loại cơ chất mà tác nhân sinh học tham gia vào quá trình oxy
hóa khác nhau.
Nhìn chung vi sinh vật tham gia vào quá trình làm sạch nƣớc thải trong hệ
thống xử lí hiếu khí rất đa dạng và phong phú, chủ yếu là vi khuẩn và nguyên sinh
vật. Bùn hoạt tính là canh trƣờng tập trung với sự hiện diện của trên 20 chủng vi
khuẩn khác nhau, trong đó có một số chủng chiếm đa số nhƣ: Aerobacter, Bacillus,
Pseudomonas (hô hấp hiếu khí), Cellulomonas biazotea, Rhodopseudomonas,
Nitrobacter....
c) Động học quá trình
1. Sự suy giảm cơ chất:
Theo Monod:


Tốc độ tăng trƣởng riêng: μ = μmax .

s
; trong đó:
s  Ks

+ μ : tốc độ tăng trƣởng riêng (h-1)
+ μmax: tốc độ tăng trƣởng riêng lớn nhất (h-1)
+ s: nồng độ cơ chất giới hạn (=BOD5) (g/m3)
+ Ks: hằng số bán bão hoà (g/m3)




Tốc độ sử dụng cơ chất bởi 1 đơn vị sinh khối: k =

 max
Y

; trong đó:

Y: sản lƣợng sinh khối (g VSS/g BOD5), Y phụ thuộc vào nhiệt độ, pH
K s (1  k e x )
Nồng độ cơ chất dòng ra: Se =
; trong đó:
 x (Yk  k e )  1

+ θx: tuổi của bùn (ngày-1)
+ ke: hằng số tốc độ gây chết, thƣờng ke = 0,04-0,075 ngày-1 đối với các quá
trình bùn hoạt tính thông thƣờng
2. Sản lƣợng bùn: hệ số sản sinh bùn:
f k Y
Y
Yobs =
 d e x ; trong đó:
1  k e x 1  k e x
+ fd: là phần nhỏ của sinh khối mà chủ yếu là các mảnh vụn, thƣờng f d = 0,10,15 g VSS/g cơ chất
+ Yobs thƣờng là 0,6 ngày-1 đối với hệ thống truyền sinh học truyền thống
27
Viện Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng - Đại học Bách khoa Hà Nội