NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT PHỤ GIA THỨC ĂN CHĂN NUÔI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI PHÂN XƯỞNG
SẢN XUẤT PHỤ GIA THỨC ĂN CHĂN NUÔI

Ngành học

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM

Niên khoá

: 2005 – 2009

Tháng 8/2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI PHÂN XƯỞNG
SẢN XUẤT PHỤ GIA THỨC ĂN CHĂN NUÔI

Hướng dẫn khoa học
ThS. NGUYỄN NHƯ NHỨT

Sinh viên thực hiện
NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM

KS. LÊ HỒNG THỦY TIÊN

Tháng 8/2009


LỜI CẢM ƠN


* Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ
Chí Minh, Ban Chủ nhiệm Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả Quý Thầy Cô đã
truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường.
* Xin tỏ lòng biết ơn đến thầy Nguyễn Như Nhứt cùng cô Lê Hồng Thủy Tiên, đã
tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức quý giá và chân thành động viên tôi trong
khoảng thời gian thực hiện Khóa luận tốt nghiệp này.
* Xin cảm ơn các anh chị trong công ty Gia Tường cùng chị Nguyễn Thị Ngọc
Yến đã tận tâm chỉ bảo, đóng góp nhiều ý kiến quý báu, hết lòng hỗ trợ tôi trong thời gian
làm quen với thao tác phòng thí nghiệm và trong quá trình làm đề tài.
* Xin cảm ơn các bạn bè thân quen, các bạn lớp DH05SH, đặc biệt những người
bạn thân luôn bên tôi chia sẻ, giúp đỡ, động viên và đồng hành cùng tôi suốt quá trình học
tập tại trường.

* Quyển luận văn này là thành quả của con suốt 4 năm đại học. Con xin kính dâng
lên Ba Mẹ với lòng tri ân sâu sắc. Con xin cảm ơn Ba Mẹ đã sinh thành, dưỡng dục, dạy
dỗ để con và các em có được như ngày hôm nay. Cảm ơn gia đình thân yêu của tôi!

NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM

iii


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học trong xử lý nước thải tại phân
xưởng sản xuất phụ gia thức ăn chăn nuôi” được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Chi
nhánh Công ty TNHH Gia Tường - Kho C2, lô D, Tổng kho Sóng Thần, khu công nghiệp
Sóng Thần I, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương, từ tháng 2/2009 đến tháng 7/2009. Chúng
tôi thực hiện đề tài này nhằm nghiên cứu khả năng xử lý nước thải bằng các chế phẩm
sinh học. Từ đó giảm thiểu mức độ ô nhiễm từ nước thải của phân xưởng sản xuất phụ gia
thức ăn chăn nuôi thuộc chi nhánh của công ty TNHH Gia Tường.
Thí nghiệm được bố trí từ 5 chế phẩm sinh học AS1, AS3, AS5, AS7, D.EM chúng
tôi khảo sát sơ bộ để chọn ra ba chế phẩm phù hợp xử lý nước thải tại Chi nhánh công ty
TNHH Gia Tường. Từ đó tiếp tục khảo sát các điều kiện tối ưu để xử lý nước thải với các
chế phẩm đã chọn được và đánh giá kết quả bởi các chỉ tiêu COD, BOD5, pH, TS, SS và
lượng vi sinh vật tổng số.
Chọn được 3 trong số 5 chế phẩm khảo sát có thể xử lý nước thải tại chi nhánh tốt
nhất: AS1, AS3, AS5. Chọn được các điều kiện tối ưu cho từng loại chế phẩm đã chọn là
chế phẩm AS1 xử lý tốt ở pH 7, nồng độ 0,05% và có sục khí. Chế phẩm AS3 xử lý tốt
pH 8, nồng độ 0,05% và có sục khí. Chế phẩm AS5 xử lý tốt pH 8, nồng độ 0,05% và có
sục khí.
Dưới những điều kiện tối ưu, nước thải sau khi qua xử lý đạt được những thông số ô
nhiễm dưới mức cho phép được qui định tại cột C của bảng tiêu chuẩn đánh giá chất
lượng nước thải của Việt Nam.

iv


SUMMARY
The thesis “Researching on applying bioproducts in treating waste water at the
factory in which manufactures additive for animal food” was carried out at the laboratory
of branch of Gia Tuong limitted company – Binh Duong province, from February to July
2009. We carried out the research on the ability of treating waste water by using some
biological products. So, it could reduce the pollution from waste water at the company
where manufactures additive for animal food.
Experiments were arranged from 5 biological products AS1, AS3, AS5, AS7,
D.EM, we did preliminary survey to select three suitable biological products for treating
waste water at the branch of Gia Tuong limitted company. Then we surveyed optimal
conditions for suitable biological products and evaluated the results by the targets such as
COD, BOD5, pH, TS, SS and total amount of microorganisms.
There were three biological products which can treat well the waste water of the
branch such as AS1, AS3, AS5. However, each of biological products need optimal
conditions such as AS1: pH 7, 0,05% dose and blowing oxygen. AS3: pH 8, 0,05% dose
and blowing oxygen. AS5: pH 8, 0,05% dose and blowing oxygen.
Under the optimal conditions, treated waste water have polluted index which
suitable in column C of TCVN 5945:2005.

v


MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn..........................................................................................................................iii
Tóm tắt................................................................................................................................ iv

Summary.............................................................................................................................. v
Mục lục ............................................................................................................................... vi
Danh sách các chữ viết tắt .................................................................................................. ix
Danh sách các bảng ............................................................................................................. x
Danh sách các hình ............................................................................................................. xi
Chương 1 MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề..................................................................................................................... 1
1.2. Mục đích ....................................................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu ......................................................................................................................... 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................................ 3
2.1. Nước thải công nghiệp.................................................................................................. 3
2.1.1. Định nghĩa nước thải ................................................................................................. 3
2.1.2. Định nghĩa nước thải công nghiệp ............................................................................ 3
2.1.3. Thành phần và nguy hại từ nước thải công nghiệp ................................................... 4
2.1.4. Tính chất nước thải công nghiệp ............................................................................... 4
2.1.4.1. Chất rắn của nước thải............................................................................................ 4
2.1.4.2. pH của nước thải..................................................................................................... 5
2.1.4.3. Các loại muối trong nước thải ................................................................................ 5
2.1.4.4. Các kim loại độc và chất hữu cơ độc trong nước thải ............................................ 6
2.1.4.5. Các tính chất khác của nước thải............................................................................ 6
2.2. Các phương pháp xử lý chất thải.................................................................................. 6
2.2.1. Phương pháp xử lý bằng cơ học ................................................................................ 6
2.2.1.1. Song chắn rác.......................................................................................................... 7
2.2.1.2. Lưới lọc .................................................................................................................. 7

vi


2.2.1.3. Lắng cát .................................................................................................................. 8
2.2.1.4. Tách dầu mỡ ........................................................................................................... 8

2.2.1.5. Lọc cơ học .............................................................................................................. 9
2.2.2. Phương pháp xử lý bằng lý hóa và hóa học .............................................................. 9
2.2.2.1. Trung hòa................................................................................................................ 9
2.2.2.2. Oxy hóa khử ........................................................................................................... 9
2.2.2.3. Phương pháp làm mềm nước................................................................................ 10
2.2.2.4. Keo tụ ................................................................................................................... 10
2.2.3. Phương pháp xử lý sinh học .................................................................................... 10
2.2.3.1. Động học quá trình xử lý sinh học ....................................................................... 10
2.2.3.2. Vi sinh vật và sự lắng cặn..................................................................................... 11
2.2.3.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hóa trong điều kiện hiếu khí ................ 11
2.2.3.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hóa trong điều kiện yếm khí ................ 15
2.2.3.5. Lợi ích của phương pháp sinh học ....................................................................... 16
2.3. Các chế phẩm sinh học dùng trong đề tài................................................................... 16
2.3.1. Chế phẩm vi sinh AS1............................................................................................. 16
2.3.2. Chế phẩm vi sinh AS3............................................................................................. 17
2.3.3. Chế phẩm vi sinh AS5............................................................................................. 18
2.3.4. Chế phẩm vi sinh AS7............................................................................................. 18
2.3.5. Chế phẩm vi sinh D.EM .......................................................................................... 19
2.3.6. Nước thải tại phân xưởng sản xuất phụ gia thức ăn chăn nuôi ............................... 20
Chương 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................ 22
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .............................................................................. 22
3.2. Vật liệu thí nghệm ...................................................................................................... 22
3.2.1. Nguồn nước dùng xử lý........................................................................................... 22
3.2.2. Các chế phẩm sinh học dùng để xử lý nước thải..................................................... 22
3.2.3. Thiết bị và dụng cụ .................................................................................................. 22
3.2.4. Hóa chất................................................................................................................... 23
3.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 23

vii

3.3.1. Các phương pháp nghiên cứu. ................................................................................ 23
3.3.2. Bố trí thí nghiệm...................................................................................................... 23
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................................... 28
4.1. Đặc tính nước thải công ty.......................................................................................... 28
4.2. Đánh giá khả năng sống của các chủng vi sinh vật trong chế phẩm .......................... 29
4.3. Xử lý sơ bộ chọn chế phẩm ........................................................................................ 29
4.4. Khảo sát sơ bộ sự kết hợp các chế phẩm.................................................................... 30
4.5. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện sục khí và không sục khí..................................... 32
4.6. Khảo sát ảnh hưởng của pH lên khả năng xử lý của các chế phẩm ........................... 34
4.7. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ lên khả năng xử lý của các chế phẩm ................... 39
4.8. Kết hợp các điều kiện thích hợp xử lý nước thải........................................................ 43
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 46
5.1. Kết luận....................................................................................................................... 46
5.2. Đề nghị ....................................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 47
PHỤ LỤC

viii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD

Biochemical oxygen demand Nhu cầu oxy sinh hóa
Nhu cầu oxy sinh hóa toàn phần

BODtf
COD

Chemical oxygen demand

CP
DO

Chế phẩm
Dissolved oxygen

KCN
SS

Nhu cầu oxy hòa tan
Khu công nghiệp

Suspended solid

TCVN
TS

Nhu cầu oxy hóa học

Hàm lượng chất rắn lơ lửng
Tiêu chuẩn Việt Nam

Total solid

Hàm lượng chất rắn tổng cộng

tt

tiếp theo

Vsv

Vi sinh vật

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Sự phụ thuộc kích thước hạt cát và kích thước lớp cát....................................... 8
Bảng 2.2 Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết ............................................................ 14
Bảng 4.1 Các thành phần trong nước thải tại chi nhánh và TCVN 5945:2005 ............... 28
Bảng 4.2 Khả năng sống của vi sinh vật trong các chế phẩm .......................................... 29
Bảng 4.3 Kết quả xử lý sơ bộ của các chế phẩm sau 6 ngày xử lý .................................. 30
Bảng 4.4 Ảnh hưởng của sự phối trộn các chế phẩm đến việc xử lý nước thải............... 31
Bảng 4.5 Ảnh hưởng của sự sục khí đến khả năng xử lý nước thải của các chế phẩm ... 32
Bảng 4.6 Ảnh hưởng sự sục khí lên giá trị COD sau 4 ngày xử lý.................................. 33
Bảng 4.7 Ảnh hưởng của pH lên giá trị COD sau 4 ngày xử lý với các chế phẩm.......... 34
Bảng 4.8 Khảo sát ảnh hưởng của pH lên khả năng xử lý của AS1 ................................ 35
Bảng 4.9 Khảo sát ảnh hưởng của pH lên khả năng xử lý của AS3 ................................ 37
Bảng 4.10 Khảo sát ảnh hưởng của pH lên khả năng xử lý của AS5 ............................... 38
Bảng 4.11 Ảnh hưởng của các nồng độ chế phẩm lên giá trị COD ................................. 39
Bảng 4.12 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu sau khi xử lý bằng AS1 ở các nồng độ .............. 40
Bảng 4.13 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu sau khi xử lý bằng AS3 ở các nồng độ ................ 41
Bảng 4.14 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu sau khi xử lý bằng AS5 ở các nồng độ ................ 42
Bảng 4.15 Nước thải sau khi xử lý với AS1 ở các điều kiện thích hợp............................ 43
Bảng 4.16 Nước thải sau khi xử lý với AS3 ở các điều kiện thích hợp............................ 44
Bảng 4.17 Nước thải sau khi xử lý với AS5 ở các điều kiện thích hợp............................ 45

x


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1

Bọt trắng tụ từng đám lớn như bọt xà phòng tại cống Ba Bò .......................... 4

Hình 2.2

Nước thải từ KCN Phú Trung đổ ra kênh ........................................................ 4

Hình 2.3

Song chắn rác ................................................................................................... 7

Hình 2.4

Lưới lọc ............................................................................................................ 7

Hình 2.5

Bể lắng cát đợt 1............................................................................................... 8

Hình 2.6

Trung hòa nước thải ......................................................................................... 9

Hình 2.7

Sơ đồ dùng cation Na để khử độ cứng của nước ........................................... 10

Hình 2.8

Sơ đồ dùng ion Hydro khử độ cứng của nước ............................................... 10

Hình 2.9

Sơ đồ thiết bị làm sạch nước bằng phương pháp đông tụ.............................. 11

Hình 2.10 Ba giai đoạn của quá trình lên men yếm khí.................................................. 15
Hình 2.11 Sơ đồ các quá trình xử lý nước thải của nhà máy sản xuất tinh bột .............. 16
Hình 2.12 Quy trình sản xuất phụ gia thức ăn chăn nuôi dạng rắn tại công ty .............. 20
Hình 2.13 Quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng lỏng tại công ty.......................... 21
Hình 3.1

Sơ đồ tiến hành thí nghiệm ............................................................................ 27

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ở Việt Nam, mỗi ngày có khoảng 1 triệu m3 lượng nước thải công nghiệp thải ra
môi trường từ 219 khu chế xuất, khu công nghiệp (KCN). Nhưng chỉ 1/4 lượng nước trên
được xử lý trước khi thải. (Theo www.laodong.com.vn).
Đến cuối năm 2008, cả nước mới chỉ có 60 trong 219 khu công nghiệp – khu chế
xuất có nhà máy xử lý nước thải. Tuy nhiên, chất lượng nước sau khi xử lý vẫn chưa đạt
yêu cầu và chưa ổn định. Các nhà máy, xí nghiệp sản xuất ở nước ta phần lớn chưa có hệ

thống xử lý chất thải, nước thải công nghiệp đồng bộ. Tại các khu công nghiệp chưa xây
dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung, đa số các nhà máy bố trí xen kẽ gần khu dân cư.
Do vậy, lượng nước thải đổ ra môi trường chưa được xử lý sẽ gây nên mối nguy hại lớn.
So với nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp có chỉ số BOD (nhu cầu oxy sinh
hóa) và chỉ số COD (nhu cầu oxy hóa học) cao hơn nhiều. Thêm vào đó, chỉ tiêu về
coliform, amoniac, kim loại nặng… cũng vượt tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường.
Mức độ ô nhiễm của nước thải công nghiệp là rất cao, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường
và sức khỏe của người dân. Do vậy, trong quá trình phát triển kinh tế và hội nhập quốc tế,
vấn đề xử lý các chất thải từ các khu công nghiệp và trong sinh hoạt hằng ngày ở các khu
dân cư thành phố lớn, trung tâm kinh tế là một vấn đề tất yếu đang được Nhà nước và tất
cả mọi người dân quan tâm.
Tuy nhiên, lựa chọn một biện pháp xử lý phù hợp không phải là việc dễ dàng. Trong
nhiều biện pháp xử lý môi trường, biện pháp sinh học được mọi người quan tâm, biện
pháp này chiếm ưu thế về quy mô đầu tư và thân thiện môi trường. Phương pháp này sử
dụng các nhóm vi sinh vật cùng sự có mặt của oxy sẽ phân hủy hầu hết các chất hữu cơ
trong nước thải tạo thành khí CO2 và H2O làm nước trở nên trong và sạch hơn.
1


Để góp phần cải thiện môi trường và chất lượng nước thải công nghiệp hiện nay và
ứng dụng xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học vào thực tế, chúng tôi thực hiện đề
tài: “Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học trong xử lý nước thải tại phân xưởng sản
xuất phụ gia thức ăn chăn nuôi”.
1.2. Mục đích
Sử dụng các chế phẩm sinh học AS1, AS3, AS5, AS7, Feedadd D.EM để xử lý nước
thải tại phân xưởng sản xuất phụ gia thức ăn chăn nuôi.
1.3. Yêu cầu
Nước thải sau khi được xử lý bằng chế phẩm thích hợp sẽ giảm mức độ ô nhiễm ở
mức độ cho phép thải ra môi trường hoặc thải ra khu vực xử lý nước thải tập trung của
khu công nghiệp.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Nước thải công nghiệp
2.1.1. Định nghĩa nước thải
Hiến chương Châu Âu đã định nghĩa sự ô nhiễm nước như sau: “Ô nhiễm nước là sự
biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây
nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho
động vật nuôi và các loài hoang dã”.
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam 5980 – 1995 và ISO 6107/1 – 1980: Nước thải là nước
đã được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và
không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó.
2.1.2. Định nghĩa nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất) là nước thải từ các nhà
máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là
chủ yếu.
Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là một loại nguyên liệu thô, hoặc
phương tiện sản xuất (nước cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt.
Nước cấp cho sản xuất có thể lấy từ mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp từ
nguồn nước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý nước riêng. Nhu cầu về
cấp nước và lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Lượng nước thải
của các xí nghiệp công nghiệp được xác định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm được sản
xuất. Ngoài ra, trình độ công nghệ sản xuất và khối lượng sản xuất của xí nghiệp cũng có
ý nghĩa quan trọng. Lưu lượng tính cho một đơn vị sản phẩm có thể rất khác nhau. Lưu
lượng nước thải sản xuất lại dao động rất lớn. Vì vậy số liệu trong các tài liệu thường
không ổn định và ở nhiều xí nghiệp lại có khả năng tiết kiệm lượng nước cấp do sử dụng
hệ thống tuần hoàn nước trong sản xuất.

3


Một số hình ảnh nguồn nước thải công nghiệp bị ô nhiễm thải ra môi trường

Hình 2.1 Bọt trắng tụ từng đám lớn

Hình 2.2 Nước thải từ KCN Phú

như bọt xà phòng tại cống Ba Bò

Trung đổ ra kênh

(Quận Thủ Đức) (dioconline.vn).

(dioconline.vn).

2.1.3. Thành phần và nguy hại từ nước thải công nghiệp
Các chất rắn lơ lửng tạo nên bùn lắng và môi trường yếm khí khi nước thải chưa xử
lý được thải vào môi trường.
Các chất hữu cơ có thể phân hủy bằng con đường sinh học: Bao gồm chủ yếu là
carbohydrate, protein và chất béo. Thường được đo bằng chỉ tiêu BOD và COD. Nếu thải
thẳng vào nguồn nước, quá trình phân hủy sinh học sẽ làm suy giảm oxy hòa tan của
nguồn nước.
Các mầm bệnh: Các bệnh truyền nhiễm có thể lây nhiễm từ các vi sinh vật gây bệnh
trong nước thải.
Các dưỡng chất: N và P cần thiết cho sự phát triển của các sinh vật. Khi được thải
vào nguồn nước nó có thể làm gia tăng sự phát triển của các loài không mong đợi. Khi
thải ra với số lượng lớn trên mặt đất nó có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm.

Các chất hữu cơ khó phân hủy: Không thể xử lý được bằng các biện pháp thông
thường. Ví dụ như thuốc trừ sâu, phenol...
Kim loại nặng: Có trong nước thải thương mại và công nghiệp và cần loại bỏ khi tái
sử dụng nước thải. Một số ion kim loại ức chế các quá trình xử lý sinh học.
2.1.4. Tính chất nước thải công nghiệp
2.1.4.1. Chất rắn của nước thải

4


Chất rắn trong nước thải bao gồm các chất rắn lơ lửng, chất rắn có khả năng lắng,
các hạt keo và chất rắn hòa tan. Tổng các chất rắn (Total solid, TS) trong nước thải là
phần còn lại sau khi đã cho nước thải bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ từ 103  105oC. Các
chất bay hơi ở nhiệt độ này không được coi là chất rắn.
Tổng các chất rắn có thể chia ra làm hai thành phần: chất rắn lơ lửng (có thể lọc
được) và chất rắn hòa tan (không lọc được).
Chất rắn lơ lửng là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô cơ) trong nước thải. Khi vận tốc của
dòng chảy bị giảm xuống (do nó chảy vào các hồ chứa lớn) phần lớn các chất rắn lơ lửng
sẽ bị lắng xuống đáy hồ, những hạt không lắng được sẽ tạo thành độ đục (turbidity) của
nước. Các chất lơ lửng hữu cơ sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO của nguồn nước.
Các cặn lắng sẽ làm đầy các bể chứa làm giảm thể tích hữu dụng của các bể này.
2.1.4.2. pH của nước thải
pH của nước thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý. Các công trình xử
lý nước thải áp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong giới hạn từ 7 
7,6. Như chúng ta đã biết, môi trường thuận lợi nhất để vi khuẩn phát triển là môi trường
có pH từ 7  8. Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH hoạt động khác nhau.
Nước thải công nghiệp có pH rất khác nhau phụ thuộc từng loại công nghiệp. Các
xí nghiệp sản xuất có thể thải ra nước thải có tính acid hoặc kiềm rất cao chẳng những
làm cho nguồn nước không còn hữu dụng đối với các hoạt động giải trí như bơi lội, chèo
thuyền mà còn làm ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vật.

2.1.4.3. Các loại muối trong nước thải
Nhiều loại xí nghiệp có nước thải chứa hàm lượng muối khá cao.
Hàm lượng muối cao sẽ làm cho nguồn nước không còn hữu dụng cho mục đích cấp
nước hay tưới tiêu, làm hoa màu bị thiệt hại và đất bị ô nhiễm.
Các loại muối khoáng Ca, Mg còn làm cho nguồn nước bị "cứng", đóng cặn trong
các đường ống gây thất thoát áp lực trên đường ống. Nước cứng làm ảnh hưởng đến việc
nhuộm vải sợi, sản xuất bia và chất lượng của các sản phẩm đóng hộp.
Các loại muối có chứa nitrogen và phosphorus làm cho tảo phát triển nhanh gây hiện
tượng tảo nở hoa, làm ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vật và mất mỹ quan.

5


2.1.4.4. Các kim loại độc và các chất hữu cơ độc trong nước thải
Nhiều ngành công nghiệp thải ra các loại kim loại và chất hữu cơ độc. Các chất này
có khả năng tích tụ và khuếch đại trong chuỗi thức ăn, do đó cần phải được quản lý tốt.
Hàm lượng hợp chất của chloride 4000 ppm gây độc cho cá nước ngọt, Cr6+ gây độc
cho cá ở nồng độ 5 ppm. Đồng ở hàm lượng 0,1  0,5% đã gây độc cho vi khuẩn và một
số sinh vật khác. P2O5 ở nồng độ 0,5 ppm gây trở ngại cho quá trình tạo bông cặn và lắng
trong các nhà máy nước. Phenol ở nồng độ 1 ppb đã gây nên vấn đề cho các nguồn nước.
2.1.4.5. Các tính chất khác của nước thải
Mùi là do nước có chứa chất hữu cơ hay từ các chất khí hòa tan do vi sinh vật phân
hủy các chất hữu cơ sinh ra. Theo Trương Quốc Phú (2004), nước có mùi tanh hôi là nước
có vi khuẩn phát triển, nước co mùi tanh là nước có nhiều sắt, nước có mùi chlor do quá
trình khử khuẩn, nước có mùi trứng thối do có nhiều H2S. Nước có mùi bùn do các loài
tảo phát triển mạnh.
Các nước thải từ nhà máy dệt, giấy, thuộc da, lò mổ... có độ màu rất cao. Nó có thể
làm cản trở khả năng khuếch tán của ánh sáng vào nguồn nước gây ảnh hưởng đến khả
năng quang hợp của hệ thủy sinh thực vật. Nó còn làm mất vẽ mỹ quan của nguồn nước
nên rất dễ bị sự phản ứng của cộng đồng lân cận.

Các nước thải từ nhà máy dệt, giấy, các nhà máy hóa chất có chứa các chất tạo bọt,
đây là một dạng ô nhiễm dễ phát hiện.
Oxy là nguyên liệu rất quan trọng cần thiết cho những sinh vật hiếu khí. Thiếu oxy
thì mọi quá trình trao đổi sẽ bị ngưng trệ và sinh vật sẽ chết. Trong điều kiện tự nhiên,
oxy hòa tan trong nước khoảng 8 – 10 mg/lít. Các chất gây ô nhiễm trong nước thường
làm giảm khả năng hòa tan của oxy.
2.2. Các phương pháp xử lý nước thải
2.2.1. Phương pháp xử lý bằng cơ học
Phương pháp này thường dùng để loại bỏ các tạp chất không tan trong nước như là:
gỗ, mẫu giấy, bao bì, dầu mỡ nổi, cát, sỏi..phương pháp này thường xử lý sơ bộ ban đầu.

6


2.2.1.1. Song chắn rác
Nhằm giữ lại các vật thô như giẻ, rác, vỏ hộp, mẫu đất đá… được giữ lại trước song
chắn rác.

Hình 2.3 Song chắn rác làm bằng kim loại và có tiết diện chữ nhật
( trinh dien
tu/xlnt/indexwater.htm).
2.2.1.2. Lưới lọc
Sau khi chắn rác, để có thể loại bỏ các tạp chất rắn có kích cỡ nhỏ hơn, mịn hơn, ta
đặt thêm lưới lọc.

Hình 2.4 Lưới lọc có kích thước lỗ từ 0,5 – 1 mm
( />
7

2.2.1.3. Lắng cát
Dòng nước thải được cho qua “ bẫy cát”. Bẫy cát là các bể, hố, giếng… chứa cát cho
nước chảy vào theo nhiều cách khác nhau: theo chiều từ trên xuống, tỏa ra xung quanh,
theo dòng ngang… Nước qua bể lắng dưới tác dụng trọng lực, cát nặng lắng xuống dưới
kéo theo một phần chất đông tụ.
Ngoài lắng cát sỏi, trong quá trình xử lý cần phải lắng các hạt lơ lửng, các loại
bùn… nhằm làm nước trong sạch hơn.
Bảng 2.1 Sự phụ thuộc kích thước hạt cát và kích thước lớp cát
Các lớp

Chiều cao

Kích thước

lớp cát (mm)

hạt cát

1

50

1–2

2

50

2–4

3

100

4–8

4

100

8 – 16

5

100

16 – 20

Hình 2.5 Bể lắng cát đợt 1 tách các chất rắn hữu cơ
( />2.2.1.4. Tách dầu mỡ
Nước thải một số công ty chế biến thực phẩm như thủy sản, bơ sữa, ép dầu… thường
có lẫn dầu mỡ. Các chất này thường nhẹ hơn nước và nổi lên trên mặt nước. Nước thải
sau khi xử lý không có dầu mỡ mới được phép thải ra dòng nước.
2.2.1.5. Lọc cơ học
8


Lọc được dùng trong xử lý nước thải để tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi nước mà
bể lắng không lắng được.
Ngoài các biện pháp trên, trong phương pháp cơ học người ta còn dùng xilicon thủy

lực để tách tạp chất khó lắng hay quay ly tâm.
2.2.2. Phương pháp xử lý bằng lý hóa và hóa học
Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng hóa học. Các quá trình hóa lý diễn ra
giữa chất bẩn với hóa chất thêm vào. Các phương pháp hóa học là oxy hóa, trung hòa và
đông keo tụ.
2.2.2.1. Phương pháp trung hòa
Có một số nước thải có tính acid và tính kiềm cao. Để tránh hiện tượng gây hư hại
các công trình cấp, thoát nước cũng như các thiết bị xử lý nước người ta phải trung hòa.
Mặt khác trong quá trình trung hòa một số kim loại nặng lắng xuống và được tách khỏi
nước thải. Quá trình trung hòa phải đạt pH 6,5 – 8,5.

Hình 2.6 Quá trình trung hòa nước thải
().
2.2.2.1. Phương pháp oxy hóa khử
Các chất độc có nguồn gốc vô cơ rất khó loại ra bằng phương pháp thông thường.
Để loại các chất độc vô cơ này người ta phải có phương pháp riêng
Xử lý cyanua có trong nước thải: Cyanua thường có mặt trong nước thải công
nghiệp. Đó là những muối và là phức hợp của acid HCN. Quá trình tách cyanua ra khỏi
nước được tiến hành ở môi trường kiềm (pH 9). Cyanua có thể bị oxy hóa tới N2 và CO2
theo phương trình sau:

9


CN- + Cl2 + 2OH-

CNO- + 2Cl - + H2O

2CNO- + 3Cl2 + 4OH-

CO2 + 6Cl - + N2 + H2O

2.2.2.3. Phương pháp làm mềm nước
Là một giai đoạn xử lý quan trọng trong quá trình tái sử dụng nước. Để làm mềm
nước ta có thể thực hiện các phương pháp trao đổi ion
Bể chứa nước
Nước nguyên thủy

Lớp cation

Nước mềm
Thùng chứa nước muối
Hình 2.7 Sơ đồ dùng cation Na để khử độ cứng của nước.
Nước nguyên thủy

Thùng chứa nước muối

Màng cation hydro
Nước đi sản xuất

Hình 2.8 Sơ đồ dùng ion Hydro khử độ cứng của nước.

10


2.2.2.4. Phương pháp keo tụ
Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù có kích thước
khá lớn, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không lắng được. Ta có thể làm tăng kích cỡ các
hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để có thể lắng
được. Quá trình trung hòa điện tích các hạt được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn

quá trình tạo thành các bông lớn từ các hạt nhỏ - quá trình keo tụ (floccutation).
Sau đây giới thiệu
Nước

Chất đông tụ

1

2

3

Nước thải

4

Nước đã được làm sạch

5

Cặn lắng

Hình 2.8 Sơ đồ thiết bị làm sạch nước bằng phương pháp đông tụ.
1.Bể chứa dung dịch chuẩn bị; 2. Thiết bị định lượng; 3. Bể khuấy trộn;4. Bể tạo bông
5.Bể lắng trong.

2.2.3. Phương pháp xử lý sinh học
2.2.3.1. Động học trong quá trình xử lý sinh học
Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học dựa trên khả năng phân hủy các chất hữu
cơ nhiễm bẩn của hệ vi sinh vật nước. Các vi sinh vật này là các thể dị dưỡng hoại sinh.

Chúng vừa phân hủy vừa oxy hóa cơ chất tới sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O cùng
một số khí khác, hoặc khoáng hóa hợp chất nitơ và phospho, đồng thời đồng hóa các chất
hữu cơ, NH4, PO4 để sinh trưởng. Sinh khối của vi sinh vật tăng, sản sinh ra các enzyme
thủy phân và oxy hóa – khử làm tăng hoạt tính của quần thể vi sinh vật.

11


2.2.3.2. Vi sinh vật và sự lắng cặn
Các chất hữu cơ trong môi trường nước có thể sẽ được lắng dần xuống đáy. Vi
khuẩn và nấm có ảnh hưởng rất lớn trong việc tạo thành chất lắng cặn này.
Sinh trưởng và phát triển trong môi trường hữu cơ, các loài vi sinh vật có khả năng
làm: biến dạng, thay đổi kích thước và hình dạng các chất này và có thể làm thay đổi tốc
độ sa lắng. Nhờ có sự bám của các vi sinh vật trong nước các hạt nhỏ lại được liên kết với
nhau tạo thành hạt lớn. Khả năng này của nấm sợi có tác dụng rất lớn.
Ngoài ra các loài vi sinh vật cũng có khả năng làm sa lắng bằng quá trình trao đổi
chất của chúng. Thí dụ: nhiều trường hợp ở dòng chảy có sự tạo thành lớp vôi hóa do sự
thay đổi pH môi trường. Sự thay đổi này chính là kết quả hoạt động của các loài vi sinh
vật khác nhau. Khi pH chuyển dịch sang vùng kiềm sẽ xảy ra quá trình amon hóa, phản
nitrat và phản sulfat hóa cũng như quá trình phân giải các muối canxi. Các quá trình vi
sinh vật quan trọng nhất trong tạo kết tủa vôi được thực hiện như sau:
(NH4)2CO3 + CaSO4

CaCO3 + (NH4)2SO4

Ca(NO3)2 + 3H2 + C

CaCO3 + 3H2O + N2

Ca(COOCH3)2 + 4O2

CaCO3 + 3CO2 + 3H2O

2.2.3.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hóa trong điều kiện hiếu khí
a. Diễn biến của quá trình khi nước thải tiếp xúc với bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính: tập hợp các loại vi sinh vật khác nhau. Bùn hoạt tính là màu vàng nâu
dễ lắng có kích thước (3 – 150). 10-3 mm. Những bông gồm các vi sinh vật sống và chất
rắn (40%). Những vi sinh vật này có thể là vi khuẩn, nấm men, nấm mốc và xạ khuẩn.
Theo quan điểm hiện đại nhất quá trình xử lý nước thải hay nói đúng hơn là việc thu
hồi các chất bẩn từ nước thải và việc vi sinh vật tiêu thụ các chất đó là một quá trình gồm
ba giai đoạn sau:
- Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịch thể (nước thải) tới bề mặt các tế bào
vi sinh vật.
- Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ mặt ngoài của tế bào vi sinh vật
qua màng bán thấm.

12


- Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế bào sinh
vật sinh năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào.
Quá trình phân giải các chất bẩn hữu cơ trong nguyên sinh chất của tế bào sống là
một phản ứng oxy hóa khử và có thể biểu diễn ở dạng tổng quát như sau:
Các chất hữu cơ + O2

vi khuẩn

CO2 + H2O + vi khuẩn

các chất dinh dưỡng

Hoặc
Các chất hữu cơ + O2

vi khuẩn

sản phẩm quá + sản phẩm đã

các chất dinh dưỡng

trình oxy hóa

được tổng hợp

Sự oxy hóa các chất hữu cơ và một số chất khoáng trong tế bào sống được gọi là hô
hấp. Nhờ năng lượng do vi sinh vật sinh ra trong quá trình hô hấp chúng mới có thể tổng
hợp các chất mới sinh trưởng, sinh sản, phát triển, trao đổi nhiệt và vận động.
Theo Eckenfelder W.W và Conon D.J (1961) thì quá trình xử lý sinh hóa hiếu khí
nước thải gồm 3 giai đoạn biểu thị bởi các phản ứng sau:
1/ Oxy hóa các chất hữu cơ:
CxHyOz + O2

enzyme

CO2 + H2O + ΔH (1)

2/ Tổng hợp để xây dựng tế bào
CxHyOz +NH3 + O2 enzyme tế bào vi khuẩn + CO2 + H2O + C5H7NO2 – ΔH (2)
3/ Oxy hóa chất liệu tế bào (tự oxy hóa):
C5H7NO2 + O2

tế bào vi khuẩn

CO2 + H2O + NH3 ± ΔH

(3)

Trong tất cả các phản ứng ΔH là lượng nhiệt (năng lượng) tỏa ra hoặc hấp phụ vào.
Các chỉ số x, y, z tùy thuộc dạng chất hữu cơ chứa carbon bị oxy hóa. Đối với các chất
hữu cơ chứa nitơ và lưu huỳnh cũng có thể biểu thị theo kiểu các phương trình phản ứng
trên. Phương trình (1) là phương trình thông thường đối với các quá trình oxy hóa.
Trong quá trình oxy hóa và tổng hợp, carbon được tách ra ở dạng CO2 một phần có
trong thành phần của nguyên sinh chất (C5H7NO2), phần carbon còn lại nằm trong tế bào
vi khuẩn ở dạng polysaccharide glucogen (C6H10O5)n. Do vậy, sự tăng sinh khối tế bào là
tổng số albumin và polysaccharide đó.

13


Nếu có mặt nitơ thì sản phẩm là nitrat và có mặt lưu huỳnh thì sản phẩm là sulfat. Sự
tổng hợp thành tế bào chất ở bùn hoạt tính hoặc màng sinh vật như phương trình (2) phải
dùng đến muối amon làm nguồn nitơ, cacbon là thành phần có trong tất cả các hợp chất
hữu cơ, hydro và oxi được lấy từ nước.
b. Điều kiện, yêu cầu và yếu tố môi trường ảnh hưởng tới quá trình xử lý
- Điều kiện đầu tiên là phải đảm bảo cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và sao
cho lượng oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt hai không nhỏ hơn 2mgO2/lít
- Nồng độ cho phép các chất bẩn hữu cơ: có nhiều chất bẩn trong nước thải sản xuất
ở mức độ nhất định nào đó sẽ phá hủy chế độ hoạt động sống bình thường của vi sinh vật.
Các chất độc hại đó thường có tác dụng làm hủy hoại thành phần cấu tạo của tế bào.
- Lượng các nguyên tố dinh duỡng cần thiết để các quá trình sinh hóa diễn ra bình
thường không được thấp hơn giá trị nêu ra ở bảng sau:

Bảng 2.2 Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết
BOD toàn phần
của nước thải , mg/l
< 500
100 – 500

Nồng độ nitơ
trong muối amon , mg/l
15
25

Nồng độ phospho
theo P2O5, mg/l
3
8

Khi các nguyên tố dinh dưỡng ở dạng các hợp chất giống như các hợp chất trong tế
bào thì sẽ tốt, dễ hấp thụ vào tế bào vi sinh vật. Ví dụ: nitơ của các chất trong tế bào ở
dạng khử (NH4+); phospho ở trạng thái oxy hóa (PO43-) những chất này là chất dinh
dưỡng tốt đối với vi sinh vật.
Thiếu các nguyên tố dinh dưỡng sẽ kìm hãm và ngăn cản quá trình oxy hóa sinh hóa.
Nếu thiếu nitơ một cách lâu dài, ngoài việc cản trở quá trình sinh hóa còn tạo bùn
hoạt tính khó lắng sẽ trôi theo nước ra khỏi bể lắng đợt hai.
Nếu thiếu phospho trong nước thải sẽ tạo ra vi sinh vật dạng sợi chỉ làm cho quá
trình lắng diễn ra chậm và giảm hiệu suất oxy hóa các chất hữu cơ.
Yêu cầu về lượng các nguyên tố dinh dưỡng không cố định, bởi vì sự phát triển vi
sinh vật khi oxy hóa các chất khác nhau sẽ không đều nhau. Để xác định sơ bộ lượng
nguyên tố dinh dưỡng cần thiết đối với nhiều loại nước thải công nghiệp có thể chọn tỷ lệ
sau BODtf : N: P = 100: 5: 1.
14