NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA GIÁ THỂ DÍNH BÁM HIẾU KHÍ

Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI CỦA GIÁ THỂ DÍNH BÁM HIẾU KHÍ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

SINH VIÊN THỰC HIỆN:

VŨ VĂN QUANG

TRẦN VĂN ĐÔNG
MSSV:06127026

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 7/2010

SVTH:Trần Văn Đông

i

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN:
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI CỦA GIÁ THỂ DÍNH BÁM HIẾU KHÍ

GVHD : KS.Vũ Văn Quang
SVTH : Trần Văn Đông
MSSV : 06127026
Ngành : Kỹ Thuật Môi Trường

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 7/2010

SVTH:Trần Văn Đông

ii

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

LỜI CẢM ƠN
Với tất cả tấm lòng kính trọng và biết ơn, em xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến quý thầy cô của Khoa Công Nghệ Môi Trường –
Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM, những người đã tận tình

giảng dạy, chỉ bảo, truyền đạt nguồn kiến thức và những kinh
nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Xin đặc biệt cảm ơn người thầy,KS. Vũ Văn Quang. Cảm ơn thầy
đã dành nhiều thời gian hướng dẫn, tận tình giúp đỡ cho em trong
quá trình thực hiện khoá luận.
Xin cảm ơn quý thầy cô tại Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi
trường  Tài nguyên - Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM đã tạo điều
kiện cho em phân tích và hoàn thành đề tài.
Xin cảm ơn gia đình là nguồn động viên, là điểm tựa vững chắc,
đã hỗ trợ và luôn giúp con có đủ nghị lực để vượt qua khó khăn và
hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.
Dù đã cố gắng hết sức, nhưng do khả năng, kiến thức và thời
gian có hạn nên không thể tránh được những sai sót, kính mong
nhận được sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về khóa
luận tốt nghiệp này.

SVTH:Trần Văn Đông

iii

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Đề tài :“Nghiên cứu , đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể dính bám trong nước
thải thủy sản” đước thực hiện tại thành Phố Hồ Chí Minh . Mô hình được đặt tại khoa
Môi Trường và Tài Nguyên của Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM . Thời gian
thực hiện từ 03/2010 – 07/2010 . Quá trình nghiên cứu và vận hành mô hình bể aroten

và aroten có giá thể dính bám được thực hiện với các nội dung sau:
Giai đoạn 1 :
- Tìm hiểu các loại giá thể dính bám hiện đang được sử dụng trên thực tế
- Xây dựng mô hình thí nghiệm .
Giai đoạn 2:
Tiến hành vận hành mô hình thí nghiệm.
 Bước 1: Xác định nồng độ COD tối ưu và nồng độ COD quá tải khi không có
giá thể (cước ) dính bám .
 Bước 2 :Xác định thời gian thích nghi với môi trường thí nghiệm ( để vsv dính
bám vào giá thể ).
 Bước 3 : Xác định mật độ cước tối ưu .
 Bước 4 : Chạy thích nghi với môi trường thí nghiệm.
 Bước 5 : Xác định thời gian tối ưu : 6, 8, 10 , 12.
 Bước 6 :Xác đinh nồng độ COD tối ưu cho mật độ cước tối ưu và thời gian tối
ưu.
Kết quả thu được cho thấy mô hình bể hiếu khí có giá thể dính bám hiếu khí có hiệu
quả xử lý rất tốt. Việc VSV dính bám rất nhanh vào giá thể góp phần đẩy nhanh việc
xử lý nước thải tốt hơn.
Tuy nhiên giá thể là cước nên chúng rất dệ bị bong ra rất tiện khi chúng ta muốn vệ
sinh.

SVTH:Trần Văn Đông

iv

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... i
MỤC LỤC ................................................................................................................................ ii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN ............................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................... ix
Chương 1 .........................................................................................................................1
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN .................................................................1
1.3 NỘI DUNG KHÓA LUẬN ..............................................................................1
1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ........................................................................2
1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ....................................2
Chương 2: ........................................................................................................................3
TỔNG QUAN..................................................................................................................3
2.1 TỔNG QUAN CÁC LOẠI GIÁ THỂ ..............................................................3
2.1.1 Nhiệm vụ của giá thể ......................................................................................3
2.1.2 Các loại giá thể ...............................................................................................3
2.1.2.1 Đệm vi sinh dạng cầu. ........................................................................................ 3
2.1.2.3 Đệm vi sinh dạng vuông (khối). ......................................................................... 5
2.1.2.4 Giá thể dạng tổ ong............................................................................................. 6
2.1.2.5 Giá thể dạng tấm ................................................................................................. 6
2.1.2.6 Giá thể dạng ống xoắn. ....................................................................................... 7

2.2 TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ DÍNH BÁM ...7
2.2.1 Sự thích nghi của vi sinh trong môi trường ....................................................7
2.2.1.1 Vi sinh làm quen với môi trường........................................................................ 7
2.2.1.1 Cấu trúc tế bào Vi Khuẩn ................................................................................... 8

2.2.2 Sinh trưởng của vi sinh vật cần thích ứng với môi trường ...........................12

2.2.3 Nguyên lý xử lý nước thải của bùn hoạt tính ...............................................14
2.2.3.1 Các phản ứng .................................................................................................... 14
2.2.3.2 Tác nhân sinh học ............................................................................................. 15

2.2.4 Tổng quan về công ty đang áp dụng giá thể vi sinh đính bám .....................15
2.2.4.1 Các nghiên cứu dính bán hiếu khí .................................................................... 15
2.2.4.2 Hiện nay các công ty thủy sản chủ yếu đang áp dụng ...................................... 15

CHƯƠNG 3 ...................................................................................................................17
MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ VẬN HÀNH ................................................................17
3.1 Sơ đồ thí nghiệm .............................................................................................17
3.2 Yêu cầu và phương pháp phân tích .................................................................17
3.2.1 Yêu cầu chung : ............................................................................................17

SVTH:Trần Văn Đông

v

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

3.2.2 Phương pháp phân tích COD........................................................................18
3.3Tiến hành chạy mô hình thí nghiệm.................................................................19
Bước 1: ..................................................................................................................19
Kết quả: ........................................................................................................................ 19
Phân tích và đánh giá kết quả: ...................................................................................... 19
Nhận xét và thảo luận ................................................................................................... 20

Bước 3 : xác định loại cước tốt nhất .....................................................................21
Nhận xét : ..................................................................................................................... 23

CHƯƠNG 4 ...................................................................................................................30
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................................................30
4.1. Kết luận ..........................................................................................................30
4.1.1 Mật độ cước tốt nhất .....................................................................................30
4.1.2 Thời gian tối ưu ............................................................................................31
4.1.3 Nồng độ tối ưu ..............................................................................................31
4.2 Thảo Luận .......................................................................................................31
4.2.1 Mật độ cước tốt nhất .....................................................................................31
4.2 .2 ThờI gian tối ưu ...........................................................................................31
CHƯƠNG 5 ...................................................................................................................32
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................32
Kết luận : ...............................................................................................................32
Kiến nghị : .............................................................................................................33
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................35
PHỤ LỤC ......................................................................................................................36
Phụ Lục 1 .......................................................................................................................37
Chạy mô hình không có giá thể.............................................................................37
Xác định nồng độ quá tải của COD vào khi không có giá thể ..............................37
Chạy xác định mật độ giá thể ................................................................................37
Chạy mô hình xác định thời gian và mật độ : .......................................................38
Xác định nồng độ COD xử lý tốt nhất ..................................................................43
Phụ Lục 2 .......................................................................................................................44
Hình 2.1 .................................................................................................................44
Hình 2.2 .................................................................................................................44
Hình : 2.4 ...............................................................................................................45
Hình 2.5 .................................................................................................................45
Phụ Lục 3 .......................................................................................................................46

SVTH:Trần Văn Đông

vi

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

DANH MỤC BẢNG BIỂU ĐỒ
Biểu đồ

TRANG

Biểu đồ 1 ................................................................................................ 20
Biểu đồ 2 ................................................................................................ 22
Biểu đồ 3 ............................................................................................... 24
Biểu đồ 4 ................................................................................................ 25
Biểu đồ 5 ................................................................................................ 26
Biểu đồ 6 ............................................................................................... 27
Biểu đồ 7 ............................................................................................... 28
Biểu đồ 8 ............................................................................................... 29

SVTH:Trần Văn Đông

vii

GVHD:KS.Vũ Văn Quang

Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

DANH MỤC HÌNH
Hình

trang

Hình 2.1.1: đệm vi sinh dạng cầu .................................................................. 4
Hình 2.1.2:giá thể dạng sợi. ........................................................................... 5
Hình:2.1.3: đệm vi sinh dạng khối ................................................................ 5
Hình:2.1.4. Giá thể dạng tổ ong..................................................................... 6
Hình:2.1.5.giá thể dạng tấm........................................................................... 6
Hình 2.1.6. Giá thể dạng ống ......................................................................... 7
Hình 2.2.1.các vi khuẩn .................................................................................. 8
Hình:2.2.2. màng (Gram+)và(gram-) ........................................................... 9
Hình 2.2.3.Thành tế bào vi khuẩn Gram âm. ............................................ 10
Hình 2.2.4.Thể nhân trong tế bào vi khuẩn Escherichia coli.................... 11
Hình 2.2.5.Quá trình sinh trưởng của Vi Khuẩn ...................................... 13
Hình ảnh 3.1.VSV dính bám ........................................................................ 21
Hinh 3.2.Giá thể tốt nhất .............................................................................. 23

SVTH:Trần Văn Đông

viii

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BOD5 (Biochemical Oxygen Demand)

: Nhu cầu oxy sinh hóa 5

COD (Chemical Oxygen Demand)

: Nhu cầu oxy hóa học

DO (Dissolved Oxygen)

: Oxy hòa tan

F/M (Food and microorganism ratio)

: Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật

MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) : Chất rắn lơ lửng trong hỗn dịch
SS (Suspended Solids)

: Cặn lơ lửng

TP.HCM

: Thành phố Hồ Chí Minh

ĐBSCL

:Đồng Bằng Sông Cửu Long

VSV

: Vi sinh vật

h

: Giờ

SVTH:Trần Văn Đông

ix

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay nước thải là vấn đề rất được quan tâm tại Việt Nam và cả thế giới cũng
vậy. Như chúng ta được biết Việt Nam là nước nông nghiệp và thu nhập chủ yếu vào
nuôi trồng và các ngành công nghiệp nhẹ. Vì vậy vấn đề môi trường ảnh hưởng rất lớn
đến thu nhập của người dân, đặc biệt nguồn nước có vai trò quyết định trong sản xuất
nên nước thải ra môi trường cần được xử lý thật tốt mới có thể phát triển nền kinh tế
chúng ta đi lên. Tại Việt Nam nước thải thủy sản hiện nay có số lượng công ty thủy
sản rất nhiều và tập trung chủ yếu tại ĐBSCL và các công ty này có lượng nước thải ra
hàng ngày bình quân mỗi công ty nhỏ cũng đã lên vài trăm đến vài nghìn mét khối

nước thải chứa dầu mỡ , protein và chỉ số BOD , COD , N , P rất cao và hiện có nhiều
công ty đang xử lý bằng nhiều giải pháp khác nhau , chủ yếu là Dùng các bể uasb kết
hợp aroten và một điều tất yếu là chúng ta phải không ngừng tăng cường hiệu quả cho
quá trình xử lý cho các công trình , đặt biệt là aroten ta có thể gắng các giá thể để tăng
cường hiệu quả xử lý và muốn làm được điều đó chúng ta phải tiến hành nghiên cứu
hiệu quả xử lý của giá thể , ngày nay cũng đã có rất nhiều nghiên cứu giá thể như xơ
dừa , các hạt nhựa ...
Qua nghiên cứu ta xác định và đánh giá hiệu quả xử lý của giá thể (cước) dính bám
hiếu khí . và chúng ta có thể mạnh dạn áp dụng vào thực tế để góp phần tiết kiệm tiền
của cho công ty cũng như xử lý môi trường được tốt hơn .
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN
Đánh giá tính hiệu quả của giá thể vi sinh dính bám hiếu khí trong xử lý nước thải
thủy sản.
1.3 NỘI DUNG KHÓA LUẬN
 Tổng quan về các loại giá thể, các quá trình sinh học hiếu khí, xủ lý nước
thải thủy sản có công trình aroten có giá thể dính bám cước.

SVTH:Trần Văn Đông

1

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

 Nghiên cứu , đánh giá hiệu quả xử lý COD của mô hình aroten có giá thể
cước dính bám.
1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
 Thu thập tài liệu từ thầy cô, sách, báo, internet, ...

 Chạy mô hình
 Phân tích mẫu
 Phân tích, thống kê, tổng hợp kết quả
1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
 Nghiên cứu giá thể dính bám vi sinh hiếu khí trong nước thải thủy sản
 Giá thể được làm bằng cước kết sợi
 Giá thể được đặc trong mô hình aorten
 Đánh giá hiệu quả xử lý COD trong các mô hình

SVTH:Trần Văn Đông

2

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

Chương 2:
TỔNG QUAN
2.1 TỔNG QUAN CÁC LOẠI GIÁ THỂ

2.1.1 Nhiệm vụ của giá thể
- Làm gia tăng đáng kể hiệu quả xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong
các bể hiếu khí , kị khí …
- Các loại giá thể có thể được tạo rất nhiều hình dạng , vật liệu khác nhau và mỗi
loại có ưu và nhược điểm riêng và ứng dụng vào nhiều mục đích xử lý khác nhau tùy
thuộc vào loại bể ứng với chúng .
- Các loại giá thể này được dùng Xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh
viện,nước thải sản xuất,...

- Dùng trong lọc nước, nước cấp,...
- Trong công nghệ mới

2.1.2 Các loại giá thể
2.1.2.1 Đệm vi sinh dạng cầu.
- Tốc độ lưu thông cao
- Áp suất làm việc lớn
- Độ dày đồng nhất Có thể lơ lửng trong nước khi vận hành cùng với quá trình
thông độ bám dính vi sinh cao
- Chi phí thấp cho việc lắp đặt bảo quản
- Diện tích bề mặt tiếp xúc trên một đơn vị thể tích lớn
- Chịu được hoá chất đối với các chất hoà tan trong nước
- Lượng nước được phân phối đều
- Tăng bề mặt tiếp xúc pha

SVTH:Trần Văn Đông

3

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

- Tăng nồng độ sinh khối trong bể xử lý sinh học
- Độ bền sản phẩm cao và giảm thiểu tối đa sự tắc nghẽn
- Có thể lơ lửng trong nước khi vận hành cùng với quá trình thông khí
- Các thông số chính của đệm vi sinh dạng cầu (đệm cầu, dạng hình tròn):
- Kích thước: D=105 mm, H = 60 mm
- Nhiệt độ làm việc: 50 độ C.

- Bề mặt riêng: ≥200 m2/m3.
- Độ rỗng xốp: ≥92 %.
- Áp suất làm việc: 1 - 3 bar.
- Vật liệu chế tạo: Nhựa PVC.
- Xuất xứ: Việt Nam.

Hình 2.1.1: đệm vi sinh dạng cầu.
- Ứng dụng của đệm cầu (đệm vi sinh dạng cầu):
- Xử lý sinh học trong bể Yếm khí (UASB), Aeroten, thiết bị xử lý sinh học hợp
khối,...
- Xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải rượu bia, đường, cồn,
chế biến thực phẩm, nước thải sản xuất,...
- Dùng trong lọc nước, nước cấp,...
- Dùng trong xử lý khí thải

SVTH:Trần Văn Đông

4

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

- Trong công nghệ mới.
2.1.2.2 Giá thể vi sinh dạng sợi.
- Diện tích bề mặt riêng: 200 - 300 m2/m3
- Sợi dài 1m, 25 sợi/m3
- Giá: 600.000 VNĐ/m3

Hình 2.1.2:giá thể dạng sợi.

2.1.2.3 Đệm vi sinh dạng vuông (khối).
- Kích thước: 500 x 500 x 500 mm
- Nhiệt độ làm việc: 45 độ C.
- Bề mặt riêng: ≥200 m2/m3.
- Độ rỗng xốp: ≥90 - 93%.
- Áp suất làm việc: 1 bar.
- Vật liệu chế tạo: Nhựa PVC.
- Xuất xứ: Việt Nam.

Hình:2.1.3. đệm vi sinh dạng khối

SVTH:Trần Văn Đông

5

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

Một dạng khác của đệm vi sinh dạng khối ( Taiwan)
- Đệm vi sinh ASA 26
- Bề mặt tiếp xúc :210m2/m3
- Độ rỗng: 98,8%
- Vật liệu: PVC
- Kích thước tiêu chuẩn: 1000x500x500

2.1.2.4 Giá thể dạng tổ ong

Hình:2.1.4. Giá thể dạng tổ ong
Giá thể vi sinh dạng tổ ong - Kích thước : D x R = 1.000 x 500 (mm) ( 32 tấm/m3) - Độ
rỗng : 80 % - Vật liệu : Nhựa cứng. Giá sản phẩm Taiwan: <=950.000 đ/m3
2.1.2.5 Giá thể dạng tấm.

Hình:2.1.5.giá thể dạng tấm.

SVTH:Trần Văn Đông

6

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

2.1.2.6 Giá thể dạng ống xoắn.
Thông số kỹ thuật : - Kích thước : D x R x C = 300 x 300 x 400 (mm) - Diện tích bề mặt :
150 m2/m3 - Độ rỗng : 97 % - Vật liệu :

Hình 2.1.6 Giá thể dạng ống
2.2 TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ DÍNH BÁM

2.2.1 Sự thích nghi của vi sinh trong môi trường
2.2.1.1 Vi sinh làm quen với môi trường
Trong nước thải, sau một thời gian làm quen,các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng
trưởng, sinh sản và phát triển.Nước thải bao giờ cũng có các hạt chất rắn lơ lửng khó
lắng.Các tế bào vi khuẩn sẽ dính bám vào các hạt lơ lửng này và phát triển thành
những bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ bẩn trong nước thải thể hiện

bằng COD và BOD.Các hạt này nếu được thổi khí và khuấy đảo sẽ lơ lửng trong
nước và dần lớn dần lên do hấp phụ nhiều hạt lơ lửng nhỏ,tế bào sinh vật,nguyên
sinh động vật và các chất độc.Trong bể hiếu khí ( aroten ) để tăng cường quá trình
hấp phụ cho các bông bùn hoạt tính người ta gắn thêm các giá thể dính bám,đây là
vật liệu được làm bằng chất khó phân hủy và không độc là nơi các tế bào vi khuẩn sẽ
dính bám và phát triển để xử lý nước thải tốt hơn.Các giá thể này tạo ra các bông bùn
hoạt tính lớn hơn và nhiều hơn.Giá thể luôn là nơi các vi sinh dính bám an toàn .
Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau,chủ yếu là vi khuẩn,kết lại
thành dạng bông bùn với trung tâm là các chất rắn lơ lửng ở trong nước.Các bông

SVTH:Trần Văn Đông

7

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

cặn này có màu vàng nâu dễ lắng có kích thước từ 3 đến 150 µm và các giá thể có
nhiệm vụ giúp các bông cặn phân điều trên toàn bể và giữ các bông này luôn lơ lửng
trong bể hiếu khí và tăng cường khả năng kết bông cặn lớn.Những bông cặn này gồm
các vi sinh vật sống và cặn rắn ( khoảng 30-40 % thành phần cấu tạo bông,nếu hiếu
khí bằng thổi khí trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30% , thời gian dài
khoảng 35% và nếu kéo dài hơn có thể tới 40% ) những vi sinh vật sống ở đây chủ
yếu là vi khuẩn,ngoài ra còn có nấm men , nấm mốc , xạ khuẩn , động vật nguyên
sinh , dòi , giun …

paeruginosa

Pseudomonase
Hình 2.2.1 các vi khuẩn

2.2.1.1 Cấu trúc tế bào Vi Khuẩn
 Thành tế bào :
- Thành tế bào (cell wall) giúp duy trì hình thái của tế bào,hỗ trợ sự chuyển
động của tiên mao (flagellum),giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợ quá
trình phân cắt tế bào,cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân tử lớn,liên quan đến
tính kháng nguyên,tính gây bệnh,tính mẫn cảm với Thực khuẩn thể (bacteriophage).
- Năm 1884 H.Christian Gram đã nghĩ ra phương pháp nhuộm phân biệt để
phân chia vi khuẩn thành 2 nhóm khác nhau : vi khuẩn Gram dương (G+) và vi khuẩn

SVTH:Trần Văn Đông

8

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

Gram âm (G-). Phương pháp nhuộm Gram về sau được sử dụng rộng rãi khi định loại
vi sinh vật. Thành phần hoá học của 2 nhóm này khác nhau chủ yếu như sau.
 Gram dương Gram âm
- Thành phần
- Tỷ lệ % đối với khối lượng
- Khô của thành tế bào Peptidoglycan 30-95 5-20 Acid teicoic (Teichoic acid)
Cao 0 Lipid Hầu như không có 20 Protein Không có hoặc có ít Cao

Hình:2.2.2. màng (Gram+)và(gram-)

- Màng sinh chất (plasma membrane), màng ngoài (outer membrane),chứa
chất (Periplasmic space)
- Peptidoglycan là loại polyme xốp, khá bền vững, cấu tạo bởi 3 thành phần
 N-Acetylglucosamin ( N-Acetylglucosamine, NAG).
 Acid N-Acetylmuramic (N-Acetylmuramic acid, NAM).
 Tetrapeptid chứa cả D- và L- acid amin.

SVTH:Trần Văn Đông

9

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

Hình

2.2.3

Thành

tế bào vi
khuẩn Gram âm.

 Màng sinh chất:
Màng sinh chất hay Màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane, CM) ở vi khuẩn
cũng tương tự như ở các sinh vật khác. Chúng cấu tạo bởi 2 lớp phospholipid (PL),
chiếm 30-40% khối lượng của màng, và các protein (nằm trong, ngoài hay xen giữa

màng), chiếm 60-70% khối lượng của màng. Đầu phosphat của PL tích điện, phân cực,
ưa nước ; đuôi hydrocarbon không tích điện, không phân cực, kỵ nước.
CM có các chức năng chủ yếu sau đây:
-Khống chế sự qua lại của các chất dinh dưỡng, các sản phẩm trao đổi chất
-Duy trì áp suất thẩm thấu bình thường trong tế bào.
-Là nơi sinh tổng hợp các thành phần của thành tế bào và các polyme của bao
nhày (capsule).
-Là nơi tiến hành quá trình phosphoryl oxy hoá và quá trình phosphoryl quang
hợp (ở vi khuẩn quang tự dưỡng)
-Là nơi tổng hợp nhiều enzym, các protein của chuỗi hô hấp.

SVTH:Trần Văn Đông

10

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

-Cung cấp năng lượng cho sự hoạt động của tiên mao
 Thể nhân:
Thể nhân ( Nuclear body) ở vi khuẩn là dạng nhân nguyên thuỷ, chưa có màng
nhân nên không có hình dạng cố định, và vì vậy còn được gọi là vùng nhân. Khi
nhuộm màu tế bào bằng thuốc nhuộm Feulgen có thể thấy thể nhân hiện màu tím. Đó
là 1 nhiễm sắc thể (NST, chromosome) duy nhất dạng vòng chứa 1 sợi ADN xoắn kép
(ở Xạ khuẩn Streptomyces có thể gặp nhiễm sắc thể dạng thẳng). NST ở vi khuẩn
Escherichia coli dài tới 1mm (!), có khối lượng phân tử là 3.109, chứa 4,6.106 cặp
base nitơ. Thể nhân là bộ phận chứa đựng thông tin di truyền của vi khuẩn.

Hình 2.2.4 Thể nhân trong tế bào vi khuẩn Escherichia coli.
Một số giống chính trong quần thể vi khuẩn có trong bùn hoạt tính
Vi khuẩn
Pseudomonas

Chức năng
Phân hủy hydrcacbon , protein , các hợp chất hữu cơ
khác và phản ứng nitrat hóa

Arthrobacter

Phân hủy hydrocacbon

Bacillus

Phân hủy hydrocacbon , protein …

Cytophaga

Phân hủy polyme

Acinetobacter

Nitrit hóa

Zooglea

Tạo thành chất nhầy (polyphosphate ) hình thành chất

SVTH:Trần Văn Đông

11

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

keo tụ
Nirrosomonas

Nitrit hóa

Nitrobacter

Sinh nhiều tiên mao , phân hủy các chất hữu cơ

Sphaerotillus

Phân hủy protein và nitrat hóa

flavobacterium

Phân hủy protein

Flavobacterium

Phân nitrat hóa ( khử nitrat thành N2 )

Nitrocooccus

Thiobacillus denitrificans
Acinetobacter
Hyphomicrobium
Aesulfovibrio

Khử sùnat , khử nitrat

- Tùy thuộc vào điều kiện bên trong cũng như bên ngoài của nước thải , các nhóm vi
sinh vật tồn tại trong bùn sẽ khác nhau . Chúng có khả năng thích ứng với điều kiện
sống mới .
- Thành phần nước thải thay đổi sẽ làm thay đổi chủng loại thành phần , tăng giảm
số lượng từng loài trong quần thể vi sinh vật của bùn hoạt tính .
- Khi cân bằng dinh dưỡng cho vi sinh vật trong nước thải cần quan tâm chỉ số F/M
BOD5 : N : P . tỷ số này được đề suất là 100: 5 : 1 đối với công trình hiếu khí tích cực
và 200 : 5 : 1 trong trường hợp hiếu khí dài ngày.

2.2.2 Sinh trưởng của vi sinh vật cần thích ứng với môi trường
- Sự sinh trưởng của vi sinh vật bao gồm sự tăng trưởng kích thước, số lượng tế
bào( sinh sản ), phát triển tăng khối lượng của quần thể vi sinh vật ( tăng sinh khối ).
Tất cả những biến đổi về hình thái, sinh lý diển ra trong tế bào tổng hợp thành khái
niệm “ phát triển ”. Sinh sản cũng là một kết quả của sự phát triển .
- Trong nước thải và quá trình xử lý nước thải, sự sinh trưởng là sự tăng số lượng tế
bào và sự thay đổi kích thước tế bào . kích thước tế bào dao dộng xung quanh một giá
trị trung bình thì việc tính số lượng tế bào cũng phản ánh được sự tăng sinh khối của vi
sinh vật .

SVTH:Trần Văn Đông

12

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

- Vi sinh vật sinh sản chủ yếu bằng cách phân đôi tế bào. Thời gian phân cắt này
thường gọi là thời gian sinh sản hoặc thời gian thế hệ. Thời gian này của vi khuẩn
thường là 20 phút có khi đến vài ngày. Chúng không thể tự sinh sản vô tận được vì quá
trình sinh sản phụ thuộc vào môi trường. Khi trong môi trường, các chất dinh dưỡng
cạn kiệt, PH và nhiệt độ thay đổi ra ngoài các trị số tối ưu thì sinh sản sẽ bị dừng lại.
Ngoài ra trong bể có giá thể còn thêm thời gian dính bám của các vi sinh vật vào giá
thể để có thể tăng hiệu quả xữ lý. Giá thể cũng góp phần điều hòa dinh dưỡng oxy và
cả nhiệt độ vì vậy các vi sinh vật sẽ sinh sản và phát triển ổn định và điều trong bể xử
lý .
- Trong môi trường , đặt biệt là môi trường lỏng, như nước thải chẳng hạn, xét một
quá trình sinh trưởng không phải riêng một tế bào vi sinh vật riêng biệt mà xét cả một
nhóm tế bào hoặc một quần thể vi sinh vật. Sự sinh trưởng của một quần thể vi sinh
vật trong môi trường theo quy luật ở hình sau

Quá trình sinh trưởng của VSV

Mật độ
tế bào

Thời gian
Đường sinh trưởng

Hình 2.2.5 Quá trình sinh trưởng của Vi Khuẩn

SVTH:Trần Văn Đông

13

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

Quá trình sinh trưởng chia làm 5 giai đoạn:
1. Giai đoạn làm quen hay pha tiềm phát.
2. Giai đoạn theo cách phân đôi tế bào ( theo cấp số nhân ) hay pha phát triển theo
logrit (pha số mũ ) .
3. Giai đoạn chậm dần ( pha sinh trưởng chậm dần )
4. Giai đoạn ổn định ( pha ổn định )
5. Giai đoạn suy giảm ( pha suy vong hay pha nội sinh )pha này có tài liệu gọi là
pha hô hấp nội bào , pha oxt hóa nội sinh …

2.2.3 Nguyên lý xử lý nước thải của bùn hoạt tính
2.2.3.1 Các phản ứng
- Sử dụng các VSV để oxy hóa các hợp chất hữu cơ và vô cơ có thể chuyển hóa sinh
học, đồng thời chính các vsv sử dụng một phần hữu cơ và khả ngăng khai thác được từ
quá trình oxy hóa để tổng hợp nên sinh khối của chúng (cùng hoạt tính ).
- Oxy hóa các hợp chất hữu cơ không chứa N (Gluxit hydrocacbua, peetin , acdic
hữu cơ …) :
CxHyOz + (x+y/4-z)O2 xCO2 + y/2H2O
- Oxy hóa các hợp chất hữu cơ có chứa N ( protein , peptit , axitamin…)
CxHyOzN + (x+y/4-z/2 +3/4 )O2 xCO2 + (y-3)/2/2H2O +NH3
- Sự hình thành bùn từ nguyên liệu oxy hóa
CxHyOz + NH3+ (x+y/4-z/2-5)O2C5H7NO2 + (x-5)CO2 + (y-4)/2H2O
- Quá trình tự hủy của bùn cũng là quá trình khử amin bằng oxy hóa :

C5H7NOz + 5O25CO2 + NH3 +E
- Sản phẩm của quá trình khử amin là NH3 sẽ được oxy hóa thành nitrit (NO2-) và
nitrat (NO3-) theo cơ chế :
2H2O

1/2O2

2NH3 + 3O  HNO2  HNO3 +EH
- Ngoài ra, các chất khoáng cũng được oxy hóa
Phữu cơ  PO43Phữu cơ  PO42-

SVTH:Trần Văn Đông

14

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

2.2.3.2 Tác nhân sinh học
Các vi khuẩn hiếu khí, chúng phân giải mạnh các hợp chất hữu cơ. Các VSV
tham gia vào quá trình oxy hóa sinh học phải đáp ứng được các yêu cầu sau :
 Chuyển hóa mạnh các chất hựu cơ .
 Kích thước tương đối lớn để “bông sinh học ” lắng nhanh (¢ = 50-200µm)
ứng với SVI (chỉ số thể tích lắng của bùn) tối ưu từ 80-150ml/g. Bùn có
màu vàng nâu, để lắng, không tạo bọt . Có thể quan sát chất lượng bùn
bằng cách nhuộm màu với Fuchsin. Bùn hoạt tính “sống ” (ở trạng thái
hoạt động ) bắt màu có chọn lọc. Mỗi kính trường có tối thiểu 2-3 tế bào
nguyên sinh vật .

2.2.4 Tổng quan về công ty đang áp dụng giá thể vi sinh đính bám
2.2.4.1 Các nghiên cứu dính bán hiếu khí
- Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển vsv trên giá thể sơ dừa trong nước
thải đối với bể lọc sinh học.
- Các loại giá thể khác như các loại vật liệu được chế tạo từ polime tạo thành các
dạng tổ ong hay là các dạng khác nhau, chủ yếu được dùng trong bể lọc sinh học.
- Nghiên cứu khả năng xử lý của các loại vật liệu trong các bể lọc sinh học đã được
thự hiện .
2.2.4.2 Hiện nay các công ty thủy sản chủ yếu đang áp dụng
- Tại công ty Hùng Vương Tiền Giang
- Có sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sau và hiện trong bể aroten giá thể cước được
đặt tại ngăn giữa .
- Tại công ty Hùng Vương Vĩnh Long .
- Tại các nơi khác với loại giá thể cước này được áp dụng cho rất nhiều bể aroten
trong xử lý nước cấp …
- Tại công ty Châu Âu – Tiền Giang
- Các ngăn của aroten của hệ thống xử lý nước thải điều được sử dụng giá thể dính
bám .

SVTH:Trần Văn Đông

15

GVHD:KS.Vũ Văn Quang


Nghiên cứu,đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của giá thể dính bám hiếu khí.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải

Hố thu

Hệ thống
vớt mỡ
(bằng tay)

Song chắn rác

Bể tuyển nỗi

Thu mỡ

Bể điều hòa

Bể UASB

Bể ARTEN ( có
giá thể dính bám )

Bể lắng II

Sông tiền

SVTH:Trần Văn Đông

Lọc áp lực

Bể chứa bùn

Xe chở bùn

Bể chứa bùn

Máy ép bùn

16

GVHD:KS.Vũ Văn Quang