xử lý chất thải của quy trình lên men công nghiệp

CHƯƠNG 10
XỬ LÝ CHẤT THẢI CỦA QUY TRÌNH LÊN MEN
CÔNG NGHIỆP
I.Giới thiệu:
Các qui trình lên men đều sử dụng nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm mong muốn
khác nhau đồng thời thải ra một lượng đáng kể chất thải. Chất thải bao gồm các hợp chất
vô cơ, hợp chất hữu cơ, tế bào vi sinh vật (chủng nuôi cấy) và nhiều chất rắn lơ lửng.
Đánh giá chất lượng nước thải cần dựa vào một số thông số cơ bản, so sánh với
các chỉ tiêu cho phép về thành phần hóa học và sinh học đối với từng loại nước sử dụng
cho mục đích khác nhau. Các thông số dùng để đánh giá chất lượng nước thải bao gồm:
độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơ lửng, các kim loại nặng,
oxy hòa tan... và đặc biệt là BOD và COD. Ngoài các chỉ tiêu hóa học cần quan tâm
tới chỉ tiêu sinh học, đặc biệt là E. coli.

1. Hàm lượng oxygen hòa tan DO
Oxygen hòa tan trong nước (DO : Dissolved Oxygen) không tác dụng với nước về mặt
hóa học. Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành
phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật…
Hàm lượng oxygen hòa tan là một chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của nguồn nước.
Mọi nguồn nước đều có khả năng tự làm sạch nếu như nguồn nước đó còn đủ một lượng
DO nhất định. Khi DO xuống đến khoảng 4 – 5 mg/L, số sinh vật có thể sống được trong
nước giảm mạnh. Nếu hàm lượng DO quá thấp, thậm chí không còn, nước sẽ có mùi và
trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các
sinh vật không thể sống được trong nước này nữa.

2. BOD (Biological Oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá)
Nhu cầu oxygen sinh hóa BOD là lượng oxygen cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân
hủy các chất hữu cơ. BOD là một chỉ tiêu dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn của nước
(đơn vị tính cũng là mg O2/L). Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học

xảy ra thì các vi khuẩn sử dụng oxygen hòa tan để oxy hóa các chất hữu cơ và chuyển
hóa chúng thành các sản phẩm vô cơ bền như CO2, CO32-, SO42-, PO43- và cả NO3Thử nghiệm BOD được thực hiện bằng cách hòa loãng mẫu nước thử với nước đã khử
ion và bão hòa về oxy, thêm một lượng cố định vi sinh vật mầm giống, đo lượng oxy hòa
tan và đậy chặt nắp mẫu thử để ngăn ngừa oxy không cho hòa tan thêm (từ ngoài không
khí). Mẫu thử được giữ ở nhiệt độ 20°C trong bóng tối để ngăn chặn quang hợp (nguồn
bổ sung thêm oxy ngoài dự kiến) trong vòng 5 ngày và sau đó đo lại lượng oxy hòa tan.
Khác biệt giữa lượng DO (oxy hòa tan) cuối và lượng DO ban đầu chính là giá trị của
BOD. Giá trị BOD của mẫu đối chứng được trừ đi từ giá trị BOD của mẫu thử để chỉnh
sai số nhằm đưa ra giá trị BOD chính xác của mẫu thử.

3. COD (Chemical Oxygen Demand, nhu cầu oxy hóa học)
Nhu cầu oxygen hóa học COD là lượng oxygen cần thiết (cung cấp bởi các chất hóa học)
để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước. Chất oxy hóa thường dùng là KMnO4 hoặc
K2Cr2O7 và khi tính toán được qui đổi về lượng oxygen tương ứng (1mg KMnO4 ứng với
0.253 mg O2).
Các chất hữu cơ trong nước có hoạt tính hóa học khác nhau. Khi bị oxy hóa không phải
tất cả các chất hữu cơ đều chuyển hóa thành nước và CO2 nên giá trị COD thu được khi
xác định bằng phương pháp KMnO4 hoặc K2Cr2O7 thường nhỏ hơn giá trị COD lý thuyết
nếu tính toán từ các phản ứng hóa học đầy đủ. Mặt khác, trong nước cũng có thể tồn tại
một số chất vô cơ có tính khử (như S2-, NO2-, Fe2+ …) cũng có thể phản ứng được với
KMnO4 hoặc K2Cr2O7 làm sai lạc kết quả xác định COD.
Việc xác định COD có ưu điểm là cho kết quả nhanh (chỉ sau khoảng 2 giờ nếu dùng
phương pháp bicromat hoặc 10 phút nếu dùng phương pháp permanganat).

4. Độ pH
Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước thải.
Chỉ số này cho ta biết cần thiết phải trung hòa hay không và tính lượng hóa chất cần
thiết trong quá trình xử lý đông keo tụ, khử khuẩn...
Sự thay đổi pH của nước thường liên quan tới sự có mặt của các hoá chất axit hoặc kiềm,
sự phân huỷ chất hữu cơ, sự hoà tan của một số anion (SO4)2-, (NO3)-, v.v...

Độ pH của nước có thể xác định bằng phương pháp điện hoá, chuẩn độ hoặc các loại
thuốc thử khác nhau.


5. Nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh hóa xảy ra trong nước.
Nhiệt độ phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung quanh, vào thời gian trong ngày, vào
mùa trong năm…Nhiệt độ cần được xác định tại chỗ (tại nơi lấy mẫu).

6. Hàm lượng nitrogen tổng
Dựa theo mức độ có mặt các hợp chất nitơ mà ta đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước.
Nito là nguyên tố cần thiết cho các thực vật phát triển hay chúng được ví như là những
chất dinh dưỡng hoặc kích thích sinh học. Nito (N): nếu thiếu N có thể bổ sung thêm N
để nước thải đó có thể xử lý bằng sinh học.

7. Hàm lượng nitrogen ammonia
Trong nước, bề mặt tự nhiên của vùng không ô nhiễm amoniac chỉ có ở nồng độ vết
(dưới 0,05 mg/l). Trong nguồn nước có độ pH acid hoặc trung tính, amoniac tồn tại ở
dạng ion amoniac (NH4+); nguồn nước có pH kiềm thì amoniac tồn tại chủ yếu ở dạng khí
NH3. Amoniac có mặt trong nước cao sẽ gây nhiễm độc tới cá và các sinh vật.

8. Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS, total suspended solid)
Tổng chất rắn là thành phần quan trọng của nước thải. Tổng chất rắn (TSS) được xác
định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau khi cho bay hơi 1L mẫu nước trên bếp cách
thủy rồi sấy khô ở 1030C cho đến khi trọng lượng khô không đổi. Đơn vị tính bằng mg
hoặc g/l.

9. Mùi vị:
Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là các phản ứng
gây gắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vận hành tốt.

Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu nhưng một loạt
các hợp chất gây mùi khó chị sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới điều
kiện yếm khí.
Có 3 nhóm chất gây mùi vị


 Nguồn gốc vô cơ: NaCl, MgSO4 (gây vị mặn), muối đồng có vị tanh, mùi Clo, mùi
trứng thối H2S.
 Nguồn gốc hữu cơ: dầu mỡ, phenol.
 Nguồn gốc sinh hoá: hoạt động của vi sinh vật, rong tảo.

10. Màu, độ đục:
Nước nguyên chất không có màu. Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (thường
là do chất hữu cơ (chất mùn hữu cơ – acid humic), một số ion vô cơ (sắt…), một số loài
thủy sinh vật…Màu sắc mang tính chất cảm quan và gây nên ấn tượng tâm lý cho người
sử dụng.
Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước. Vi sinh vật
có thể bị hấp thụ bởi các hạt rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn. Độ đục
càng cao độ nhiễm bẩn càng lớn.

11. Hàm lượng các kim loại nặng
Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3. Chúng có thể tồn
tại trong khí quyển (dạng hơi), thủy quyển (các muối hòa tan), địa quyển (dạng rắn không
tan, khoáng, quặng, v.v…) và sinh quyển (trong cơ thể con người, động thực vật).

12. Mật độ vật sinh vật gây bệnh
Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi
khuẩn chỉ thị – đó là những vi khuẩn không gây bệnh và về nguyên tắc đó là nhóm
trực khuẩn (coliform). Thông số được sử dụng rộng rãi nhất là chỉ số coliform.
Các vi sinh vật chỉ thị việc nhiễm bẩn nguồn nước bởi phân:

 Coliform: là các vi khuẩn hình que gram âm có khả năng lên men lactose
để sinh ga ở nhiệt độ 35oC (± 0,5oC), Coliform có khả năng sống ngoài đường ruột
của động vật (tự nhiên), đặt biệt trong môi trường khí hậu nóng. Nhóm vi khuẩn
Coliform chủ yếu bao gồm các giống như Citrobacter, Enterobacter, Escherichia,
Klebsiella và cả Fecal coliforms (trong đó E. coli là loài thường dùng để chỉ định
việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân). Chỉ tiêu tổng Coliform không thích hợp để
làm
chỉ tiêu chỉ thị cho việc nhiễm bẩn nguồn nước bởi phân. Tuy nhiên, việc xác định
số lượng Fecal Coliform có thể sai lệch do có một số vi sinh vật (không có nguồn


gốc từ phân) có thể phát triển ở nhiệt độ 44oC. Do đó số lượng E. coli được coi là
một chỉ tiêu thích hợp nhất cho việc quản lý nguồn nước.
 Fecal Streptococci: nhóm này bao gồm các vi khuẩn chủ yếu sống trong
đường ruột của động vật như Streptococcus bovis và S. Equinus. Một số loài có
phân bố rộng hơn hiện diện cả trong đường ruột của người và động vật nhu S.
faecalis và S. faecium hoặc có 2 biotype (S. faecalis var liquefaciens và loại S.
faecalis có khả năng thủy phân tinh bột).
C là giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp quy định tại Bảng 1.
Bảng 1. Tiêu chuẩn về nước thải ở Việt Nam (TCVN 5945:2005)


Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ chất ô nhiễm bằng hoặc nhỏ
hơn giá trị qui định trong cột A có thể đổ vào các thủy vực được dùng cho mục đích sinh
hoạt.
Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ chất ô nhiễm lớn hơn các giá trị
qui định trong cột A, nhưng nhỏ hơn hoặc bằng các giá trị trong cột B thì được đổ vào
các thủy vực nhận thải khác, trừ thủy vực qui định trong cột A.
Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ chất ô nhiễm lớn hơn các giá trị
qui định trong cột B nhưng không vượt quá giá trị qui định trong cột C chỉ được phép thải

vào các nơi qui định (hồ chứa nước thải được xây riêng, cống dẫn đến nhà máy xử lí
nước thải tập trung…).
Tùy theo thành phần và hàm lượng các chất trong chất thải mà xây dựng những phương
án xử lý khác nhau. Trước đây, người ta thường xử lý theo cách tự nhiên như tưới tiêu
cho một khu vực lớn rừng trồng đối với chất thải lỏng hoặc chôn dưới đất đối với chất
thải rắn. Do yêu cầu về môi trường ngày càng nghiêm ngặt và lượng chất thải ngày càng
lớn nên hiện nay toàn bộ chất thải của qui trình lên men phải được kiểm soát và xử lý
chặt chẽ.
Trước khi xây dựng qui trình xử lý chất thải cần phải hiểu rõ tiêu chuẩn do địa phương
qui định và đặc tính của loại chất thải cần xử lý từ đó xây dựng phương cách xử lý khác
nhau.
Tất cả các phương pháp xử lý nước thải có thể chia thành 2 nhóm: nhóm các
phương pháp phục hồi và nhóm các phương pháp phân hủy. Đa số các phương pháp hóa
lý được dùng để thu hồi các chất quí trong nước thải và thuộc nhóm các phương pháp
phục hồi. Còn các phương pháp hóa học và sinh học thuộc nhóm các phương pháp phân
hủy.
Phân hủy ở đây vì các chất bẩn trong nước thải sẽ bị phân hủy chủ yếu do các
phản ứng oxy hóa và một ít theo phản ứng khử. Các sản phẩm sau phân hủy sẽ loại
khỏi nước thải gồm khí, cặn lắng hoặc còn lại nhưng không gây độc.
Những phương pháp phục hồi và cả phương pháp hóa học thường dùng xử lý
các loại nước thải đậm đặc riêng biệt, còn đối với nước thải loãng có số lượng nhiều thì
phương pháp đó không hợp.
Có ba phương pháp thường được dùng để xử lý chất thải của qui trình lên men: phương
pháp vật lý, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học. Đặc tính của các qui trình xử
lý này như sau:
1. Xử lý sơ cấp: dùng phương pháp vật lý, phương pháp hoá học- lắng, đông tụ
2. Xử lý thứ cấp: dùng Phương pháp sinh học (bùn hoạt tính) sau khi xử lý sơ cấp.


3. Xử lý cấp 3: dùng phương pháp vật lý, hóa học hoặc sinh học (chẳng hạn dùng

microstrainers, lọc cát và dùng để tưới cỏ) để cải thiện chất lượng của dịch thải từ
các giai đoạn trước.
4. Bùn hoạt tính và xả bỏ; dùng phương pháp vật lý, hóa học và sinh học. Dùng
phương pháp xử lý hiếu khí để kiểm soát bùn (làm cho bùn thải trở nên dễ dàng bị
khử nước).

II. Các phương pháp xử lý chất thải
2.1. Phương pháp vật lý
Đối với hầu hết các quy trình lên men, tế bào vi sinh vật bi tách ra khỏi dich thải trong
quá trình thu hồi sản phẩm cộng thêm việc tách bỏ các chất rắn lơ lửng trong nước thải
bằng phuong pháp vật lý trước khi xử lý sinh học sẽ làm giảm đáng kể giá trị BOD
(Biochemical oxygen Demand - có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong
nước có thể bị phân huỷ bằng các vi sinh vật hay còn gọi là lượng oxy cần thiết để vi
sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ theo phản ứng).
Trong một số trường hợp khi tách bỏ tế bào, người ta kết hợp dùng chất bổ trợ lọc do vật
cả tế bào và chất bổ trợ lọc đều là chất thải.
Chất trợ lọc:
 Chất trợ lọc là những bột vô cơ hay nguyên liệu sợi hữu cơ để hỗ trợ quá trình lọc
để nnagw cao hiệu quả lọc. Những chất trợ lọc thường gặp bao gồm diatomite,
perlite và cellulose, và các chất này đã được sử dụng trên 70 năm nay.
 Hiện các chất trợ lọc bà lọc màng đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp,
bao gồm công nghiệp hóa chất, chế biến thực phẩm, dược, khai thác quặng mỏ, xử
lý nước uống và xử lý rác thải, World Minnerals Inc,… công ty mẹ của Celite và
Harbolite và những tổ chức khác đã có nhiều thành tựu to lớn trong kĩ thuật trợ
lọc. Những nghiên cứu này đã thúc đẩy việc sản xuất và làm sạch bằng các sản
phẩm trợ lọc mới/.
 Một trong những chất được dùng nhiều nhất trong kĩ thuật lọc chất lỏng hiện nay
là các loại bột min, chất trợ lọc, Chất trợ lọc có những đặc điểm thích hợp cho viêc
lộc chất lỏng như có thể tích chất rắn lớn, độ trong cao, dể tăng hoặc giảm hàm
lượng, giá thành rẻ… Kỉ thuật ngày nay đã cho ra nhiều chất trợ lọc mới cải tiến

độ tinh khiết và khả năng lọc, và cũng mở rộng phạm vi sử dụng của chất trợ lọc.


 Chất trợ lọc thường dùng kết hợp với nhiều công cụ lọc khác nhau để làm tăng sự
phân ly lỏng – rắn. lựa chọn chất trợ lọc phụ thuộc vào ứng dụng và dung dịch cần
lọc. Ví dụ, trong eenzyme và thuốc kháng sinh, phương pháp lọc qiau chân không
được dùng làm cách lọc chính để lọa bỏ tối đa các tế bào bụi.
Một số chất trợ lọc thông dụng:
 Diatomite: 1 loại đá trầm tích dễ dàng đập vỡ thành dạng bột màu trắng hoặc tráng
nhạt, có cấu trúc rỗng, xốp. Được hình thành từ hóa thạch của rảo cát, được sử
dụng như chất trợ lọc, chát mài mòn nhẹ,chát hút làm trong dịch… Do cấu trúc
của diatomite có các lỗ xốp lớn và nhiều khoảng trống nên vật liệu này có khả
năng thấm hút cao, có tính trơ. Cùng với năng xuất lọc cao, diatomite có khả năng
tách các hạt chất rắn có kích thước <0,5mm. Nhờ có cơ cấu hạt xốp và có tính trơ
nên được dùng làm chất trợ lọc trong sản xuất rượu, bia, nước mía ép, nước quả ép
và dầu ăn.
 Than hoạt tính (activeted carbon) là loại than được xử lý từ nhiều nguồn vật liệu
như tro của võ lạc, gáo dừa hoặc than đá. Những nguyên liệu này được nun nóng
từ từ trong môi trường chân không, sau đó được hoạt tính hóa bằng các khi có tính
oxy hóa ở nhiệt độ cực cao. Quá trình này tạo những lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp
thụ và giữ lại các chất. Lọc nước qua hai quá trinh song song: lọc cơ học (giữ lại
các hạt cặn bằng nhiều lỗ nhỏ), hấp thụ các tạp chất hòa tan trong nước (bằng cơ
chế hấp thụ bề mặt hoặc trao đổi ion).
 Bentonite: tên thương phẩm của khoáng vật monmorilonit, có cỡ hạt rất min, màu
trắng, phớt xanh, ánh mỡ, khả năng hấp phụ, trao đổi ion lớn, trương phồng manh.
Bentonite được sử dụng làm dung dịch khoan trong công nghiệp dầu mỏ, làm keo
chống thấm trong các đập nước thủy điện, thủy lợi, làm nguyên liệu hấp phụ tẩy
rửa, làm chất kết sính trong khuôn đúc hay phụ gia tăng dẻo trong gốm sứ.
 Perlite: một khoáng chất gốc dung nham núi lửa trông giống như thủy tỉnh, được
sử dụng rộng rãi ở Úc và New Zealand như chất dùng để trợ lọc thay thế cho

diatomite. Ngoài ứng dụng đối với ngành xây dung, perlite đặc và thô hơn so với
diatomite nên chỉ có thể giữ lại các hạt tập chất có kích thước >1mm.
 Silit oxit và khoáng garnet: là những vật liệu lọc được sử dụng trong các quá trình
xử lý nước thải công nghiệp, nước thải đô thị hay nước bể bơi. Garnet là một
nhóm các khoáng chất có công thức chung A3B2(SiO4)3 trong đó A = Fe2+, Mn2+,
Mg hay Ca còn B = Al3+, Fe3+, Cr3+ hay Ti3+. Do đó có nhiều ưu điểm như: trơ hóa
học, chịu ăn mòn, có kích thước đồng nhất nên các silic oxit được dùng cho các


máy lọc trọng lực có tốc độ lọc nhanh. Garnet cũng có nhiều đặc tính giống như
cát silic oxit.
 Zeolite: Hiện đang cạnh tranh với cát silic oxit trên thị trường lọc ở Mỹ,
Clinoptiolit là loại zeolite được sử dụng nhiều nhất cho các quá trình lọc.
Clinopyilolit có khả năng giữ các hạt tạp chất ở trong các lỗ xốp hay trên bề mặt
thô ráp của nó, đây là điều mà ở các silic oxit không có.
 Tannin: là các hợp chất polyoxyphenol, có trong trà, rượu vang đỏ, trái cây như
lựu, dâu tay, hồng vàng, nho… có tác dụng trợ lọc
 Cellulose : bột lọc cellulose được sản xuất bởi các quá trình sulfate và sulfite hóa
gỗ cứng. Cellulose thường dùng kết hợp với diatomite. Giống perlite, cellulose có
cấu trúc ít xốp bằng diatomite, có thể hoạt động trong môi trường pH >10
 Một số chất bột hữu cơ: tinh bột khoai tây, sợi cotton, sợi polymer… Những
nguyên liệu này có thể giúp phân tán diatomite trong quá trình lọc và một số ứng
dụng dặc biệt khác. Một loại khoáng trợ lọc ít sử dụng có nguồn gôc hữu cơ là tro
từ võ trấu. Nguyên liệu này có hàm lượng silic cao và phần còn lại là carbon và có
ích trong quá trình xử lý nước thải.
Sau khi tách bỏ chất rắn, tế bào cùng với chất trợ lọc, chất thu hổi có thể được thực hiện
theo hai cách cản bản sau:
 Loại bỏ chất thải mà không cần xử lý
 Lượng chất thải có thể giảm xuống thông qua hệ thống khử nước như lọc áp ly
tâm, lọc quay chấn không,,, Chất thải sau khi được ép có thể được xử lý bằng

phương án chôn dưới đất
a. Hệ thống lọc áp lực giúp loại bỏ tạp chất, vi khuẩn trong nước:
 Ejecter: là một thiết bị được thiết kế đặc biệt có khả năng bổ sung oxi vào trong
nước nguồn, giúp nước nguồn có độ oxi hóa cao để đẩy nhanh quá trình kết tủa
của các kim loại nặng có khả năng dính kết như Fe, Mn, As... sau khi nước được
đẩy qua Ejecter nước đã giàu oxi và tạo điều kiện cho quá trình kết tủa giúp những
nguyên tử lơ lửng trong nước kết tủa lại và lắng xuống đáy bể lắng đứng.
 Bể xúc tác: Bề này có tác dụng nâng PH và đảy nhanh quá trình lắng giúp giải
phóng khí Co2 có trong nước nguồn.


 Bể lắng đứng: Bể lắng đứng có tác dụng làm liên kết các hạt cặn lơ lửng trong
nước giếng khoan thành các hạt lớn hơn và lắng xuống đáy bể lắng.
 Bơm trung chuyển: có tác dụng hút nước từ bể lắng đứng đưa qua thiết bị lọc áp
lực và đồng thời máy bơm còn kiêm luôn quá trình sục xả thiết bị.
 Bình lọc áp lực: Bình áp lực được công ty Đại Dương Xanh chế tác bằng Inox
340, dày 1,2mm lên có độ bền cao hơn hẳn các bình lọc áp lực thông thường được
bán trên thị trường bằng Inox 201 và đặc biệt hơn hệ thống valve liên kết hệ thống
được công ty Đại Dương Xanh chế tác bằng valve đồng và ống kẽm lên có độ bền
cơ học cao hơn hẳn những dòng sản phẩm khác.
Khả năng hấp phụ và loại bỏ những tạp chất của thiết bị lọc nước giếng khoan gia đình
 Hạt Aluwat: đây là loại vật liệu được công ty Đại Dương Xanh sàng lọc một cách
cần thân, luôn luôn lựa chọn những dòng sản phẩm tốt nhất bởi độ đồng đều hạt
cao, độ PH luôn được ổn định, khả năng kết tủa sau khi qua hạt aluwat luôn được
ổn định bởi được làm bằng nguồn vật liệu tốt nhất.
 Sỏi đỡ kỹ thuật: Sỏi thạch anh được công ty lựa chọn dòng sản phẩm là 2 - 4mm
luôn luôn thoáng giúp quá trinh lọc ổn định mà không gây ứ tắc thiết bị lọc.
 Cát thạch anh chất lượng cỡ hạt được lựa chọn là 0,9 - 1,6mm nên có độ đồng đều
hạt cao giúp lớp vật liệu này liên kết với nhau nhạy cảm hơn các loại cát thông
thường bởi độ đồng đều về cỡ hạt.

 Than hoạt tính dạng ép thường được lựa chọn làm vật liệu lọc sơ cấp ở trong quá
trình lọc bởi vì loại than này có độ hấp phụ Iot nhỏ, nhưng do có đặc tính liên kết
tốt nên có khả năng giữ lại những hạt keo tụ lớn một chút.
 Than hoạt tính gáo dừa nguyên chất cỡ hạt là 6x12 Mesh luôn có độ hấp phụ Iot
cao vào khoảng 800 - 1100mg/g nên có khả năng hập phụ hữu cơ và những loại
độc tố trong nước là rất tốt.
 Vật liệu lọc Filox: đây là lớp vật liệu tiền xử lý trong hệ thống lọc bới hạt được
tẩm một lớp bề mặt bằng Mno2 nên có khả năng liên kết để giúp ngăn chặn các
hạt keo tụ một cách nhanh nhất nhưng độ bền cơ học không được lâu dài.
 Vật liệu lọc nước Manganness Greensand: Đây là loại quặng nguyên chất nên nói
về độ bền cơ học thì hơn hẳn các dòng sẩn phẩm thông thường như MQ7, Filox,
Ms2, Ms3.... Quặng mangan đã được biết đến trong ngành xử lý nước từ rất lâu
bởi khả năng loại bỏ được Fe, Mn, As là rất tốt.


 Vật Liệu lọc nước tổng hợp: có lẽ trong những vật liệu trên thì vật liệu lọc giếng
khoan tổng hợp có khả năng vượt trội hơn hẳn bởi khả năng hấp phụ, cân bằng
PH, loại bỏ sắt, mangan, asen, amoni hơn hẳn các dòng vật liệu thông thường.
b. Hệ thống lọc chân không
 Lọc chân không: Là một dạng của lọc huyền phù mà lý thuyết nói
chung trước nó là quá trình phân riêng hỗn hợp không đồng nhất ở dạng huyền
phù dưới môi trường chân không.
 Loại máy lọc này được ứng dụng để tách sinh khối vi sinh vật khỏi dung dịch canh
trường và để lọc huyền phù có cấu trúc khác nhau của các thể vẫn rắn (cấu trúc
sợi, cấu trúc keo hay cấu trúc không định hịnh)
 Cấu tạo: thùng quay dạng trụ, trên thành đục lỗ vầ bên ngoài phủ vách ngăn lọc.
Còn ngăn trong phân ra 12 vách riêng biệt, mỗi ngăn có đường ống nối với trục
rỗng tại tâm thùng quay. Hệ thống đường ống cùng với trục rỗng tạo thành đường
hút chấn không và dẫn nước lọc. Kết cấu thiết bị lọc chân không thùng quay được
miêu tả như sau: thùng lọc với các ngăn có ống dẫn nối liền trục rỗng thông ra

đầu phần phối chân không. Thùng quay được nhờ bộ truyền động qua bánh răng.
Chống sa lắng của huyền phù nhờ bộ khuấy được truyền nhờ cơ cấu. Khu vực sấy
bã được nhờ hỗ trợ bởi cơ cấu ép băng tải. Thực hiện tháo lắp bằng cơ cấu dao
cạo. Đầu phân phối chấn không cho máy lọc thùng quay được miêu tả như sau:
gồm các đĩa tiếp xúc với nhau, một đĩa chuyển động được nối liền với trục rỗng
của thùng quay, còn một đĩa cố định nối liền với hệ thống hút chân không. Đĩa
chuyển động có 12 lỗ tương ứng với 12 ngăn, còn đĩa cố định có 3 rảnh: vùng lọc,
vùng rửa và làm ráo, vùng tạo bã và tái sinh.
 Nguyên tắc của quá trình lọc: Lọc để tách bỏ phần tử lơ lửng và nổi trong dịch.
Hệ thống lọc chấn không thùng quay gồm: thùng quay nhúng trong bể huyền phù, thùng
cấp huyền phù có cánh khuấy chống sự sa lắng pha rắn, còn trong bể cũng có cánh khuẩy.
Huyền phù từ thùng nhờ bơm cấp vào bể, mức chất lỏng được cố định bằng ống chảy
tràn. Bơm chấn không hít từ bình tách bọt, các giọt lỏng ngưng lại chứa trong bình, Nước
lọc và nước rửa tách trong bình và chứa ở bể; hổ trợ việc tác bã và tái sinh vach ngăn lọc
nhờ dòng khí nén từ bình được cung cấp bởi máy nen.


Quy trình xử lý sơ cấp theo phương pháp vật lý:
a. Lọc để tách bỏ phần tử lơ lửng và nổi trong dịch
Thiết bị chắn rác
Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức năng chắn
giữ những rác bần thô, nhằm đảm bảo cho máy bơm, cacscoong trình và thiết bị
xử lý nước thải hoạt động ổn định.Song và lưới chắn rác được cấu tạo bằng các
thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc tấm théo có đục lỗ… tùy theo
kích cỡ các mắt lưới hay khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác
thô, trung bình hay tinh.
Theo cách thức làm sạch, thiết bị chắn rác có thể được chia làm hai loại: làm sạch
bằng tay và làm sạch bằng cơ giới.
Có hai loại song chắn rác: Song chắn rác tự động và song chắn rác thông thường.
b. Nghiền nhỏ để giảm kích thước các hạt

Thiết bị nghiền rác :
Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ lơ lửng
trong nước thải để không làm tắc ống,không gây hại cho bơm. Trong thực tế cho
thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây khó khăn
cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên như làm tắc nghẽn hệ
thống phân phối khí và các thiết làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí và
dính bám vào các tuabin....) Do vậy phải cân nhắc trước khi dùng.
c. Thổi qua các kênh với tốc độ không đổi để loại bỏ cát hạt cát sạn để phòng ngừa
sựu gây hại lên cây trồng (khi dùng cho bón phân) hoặc các quy trình sau đó.
Bể điều hòa:
Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và
tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra
sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này. Có 2 loại bểđiều
hòa:
 Bể điều hòa lưu lượng
 Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng
Các phương án bố trí bể u hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay ngoài dòng
thải xử lý. Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể dao động
thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa
ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó. Vị trí tốt nhất để bố


trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý, và phụ thuộc vào
loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải.
d. Dùng bồn lắng để tách bỏ những hạt tử lơ lửng nhỏ.
Bể lắng cát:
Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặmg như: cát, sỏi, mảnh thủy tinh,
mảnh kim loại, tro, than vụn... nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn,
giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý sau. Bể lắng cát gồm những loại sau:
 Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài

của bể. Bể có thiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ởđầu bể.
 Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thân bể. Nước
được dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể. Chếđộ
dòng chảy khá phức tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo
trục, vừa tịnh tiến đi lên, trong khi đó các hạt cát dồn về trung tâm và
rơi xuống đáy.
 Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được
dẫn vào bểtheo chiều từ tâm ra thành bể và được thu và máng tập trung
rồi dẫn ra ngoài.
 Bể lắng cát làm thoáng: Để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và
tăng hiệu quả xửlý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một dàn
thiết bị phun khí. Dàn này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một
dòng xoắn ốc quét đáy bể với một vận tốc đủđể tránh hiện tượng lắng
các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phân tử nặng có thể lắng
Bể lắng:
Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi
nước thải. Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: −Bể lắng
đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn, chất
bẩn lơ lững không hòa tan. −Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học
dùng để lắng các cặn vi sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận
Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng cũng được chia thành các
loại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến
(bể lắng radian).

2.2. Phương pháp hóa học
Hiện tượng keo tụ
Trong nước thường tồn tại rất nhiều các dạng chất ô nhiễm như các chất hữu cơ, chất rắn
lơ lửng, cặn bẩn tồn tại ở trạng thái khác nhau. Các phương pháp xử lý nước thải được áp

dụng chỉ có thể xử lý những chất có kích thước lớn hoặc chất lắng chưa thể xử lý triệt để.
Tuy nhiên gần đây công nghiệp đã áp dụng công nghệ xử lý keo tụ kết bông . Phương
pháp này có thể xử lý được các chất ở dạng huyền phù kích thước rất nhỏ kết hợp với hóa
chất tạo kết dính giữa các hạt chất với nhau tạo thành bông keo kích thước lớn dễ dàng
xử lý.

 Hiện tượng keo tụ là hiện tượng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo thành
những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để có thể lắng xuống do
trọng lực.
 Hiện tượng tạo bông là hiện tượng các chất co cụm thành bông được tạo từ các
chất cao phân tử tan trong nước và có ái lực tốt với các hạt keo hoặc các hạt cặn
nhỏ. Khác với keo tụ có tính thuận nghịch, các chất có khả năng tạo bông được
gọi là các chất tạo bông hay trợ keo tụ, quá trình tạo bông là bất thuận nghịch.
 Các hoá chất gây keo tụ thường là các loại muối vô cơ và được gọi là chất keo tụ.
Thường sử dụng phèn nhôm, phèn sắt,PAC... để làm chất keo tụ.
Cơ chế :
Đối với hệ phân tán có diện tích bề mặt riêng lớn (bụi trong không khí, bùn, phù sa trong
nước…) các hạt luôn có xu hướng co cụm lại tạo hạt lớn hơn để giảm năng lượng bề mặt
(tương tự hiện tượng giọt nước, giọt thủy ngân luôn tự vo tròn để giảm diện tích bề
mặt). Về nguyên tắc do độ phân tán lớn, diện tích bề mặt riêng lớn, hạt keo có xu thế hút
nhau nhờ các lực bề mặt. Mặt khác, do các hạt keo cùng loại nên các hạt keo luôn tích


điện cùng dấu (đặc trưng bởi thế zeta) nên các hạt keo tụ luôn đẩy nhau bởi lực đẩy tĩnh
điện giữa các hạt cùng dấu theo định luật Culong, xu hướng này làm hạt keo không thể
hút nhau để tạo hạt lớn hơn và lắng xuống nhờ trọng lực như những hạt không tích điện.
Như vậy, thế càng lớn (hạt keo càng tích điện) thì hệ keo càngbền (khó kết tủa). Trường
hợp lý tưởng: nếu thế điện phẳng (zeta = 0 ), thì hạt keo biến thành cấu tạo tụ điện phẳng,
hạt sẽ không khác gì các hạt không tích điện nên dễ dàng hút nhau để tạo hạt lớn hơn có
thể lắng được.

Các chất keo tụ
 Phèn nhôm sunfat: Al2(SO4)3.18H2O
Khi dùng phèn nhôm làm chất keo tụ sẽ xảy ra phản ứng thuỷ phân:
Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 6 H+ +3SO42 Khi sử dụng phèn nhôm cần lưu ý :




pH hiệu quả tốt nhất với phèn nhôm là khoảng 5,5 – 7,5.
Nhiệt độ của nước thích hợp khoảng 20 – 40o
Ngoài ra, cần chú ý đến : các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ,
liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng…

 Ưu điểm của phèn nhôm :




Keo tụ ion nhôm có năng lực keo tụ thuộc loại cao nhất.
Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ.
Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểm soát,
phổ biến rộng rãi.

 Nhược điểm của phèn nhôm:







Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi
phí sản xuất tăng.
Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại.
Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
Hàm lượng Al dư trong nước > so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn
tiêu chuẩn với (0,2mg/lit).
Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng thường hạn
chế.
Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42-trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính
đối với vi sinh vật


 .Phèn sắt : Fe2(SO4)3.nH2O hoặc FeCl3.nH2O (n = 1 – 6)
Muối sắt chưa phổ biến ở Việt Nam nhưng rất phổ biến ở các nước công nghiệp. Hoá học
của muối sắt tương tự như muối nhôm nghĩa là khi thuỷ phân sẽ tạo axit, vì vậy cần đủ độ
kiềm để giữ pH không đổi.
Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+
Phèn sắt (III) khi thuỷ phân ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ. Vùng pH tối ưu: 5 – 9.
 So sánh keo của phèn nhôm và phèn sắt được tạo thành cho thấy:



Độ hoà tan của keo Fe(OH)3 trong nước nhỏ hơn Al(OH)3
Tỉ trọng của Fe(OH)3= 1,5 Al(OH)3 ( trọng lượng đơn vị của Al(OH)3 = 2,4 còn
của Fe(OH)3 = 3,6 ) do vậy keo sắt tạo thành vẫn lắng được khi trong nước có ít
chất huyền phù.

 Ưu điểm của phèn sắt so với phèn nhôm:




Liều lượng phèn sắt(III) dùng để kết tủa chỉ bằng 1/3 – 1/2 liều lượng phèn nhôm.
Phèn sắt ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và có giới hạn pH rộng.

Nhược điểm của phèn sắt(III) là ăn mòn đường ống mạnh hơn phèn nhôm ( vì trong quá
trình phản ứng tạo ra axit).
Ở nước ta, người ta vẫn quen dùng phèn nhôm. Để khắc phục nhược điểm của mỗi loại
có thể dùng kết hợp cả phèn sắt và phèn nhôm tương ứng là 1: 1 hoặc 2 : 1. Kết tủa hỗn
hợp thích hợp nhất vào mùa lạnh.

Lưu ý: Trên thực tế, việc lựa chọn loại phèn, tính toán liều lượng phèn và liều lượng chất
kiềm hoá cần phải được xác định bằng thực nghiệm. Các muối phèn đưa vào xử lý nước
là dạng dung dịch

2.3.PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
1.Phương pháp xử lý hiếu khí
1.1.Tổng quan
Hầu hết các chất thải hữu cơ đều có thể được phân giải bằng phương pháp sinh học, và
phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp
chế biến thủy hải sản, nhà máy xí nghiệp… Vì xử lý hiếu khí do tốc độ xử lý nhanh và


không yêu cầu nghiêm ngặt, có thể xảy ra tự nhiên hoặc nhân tạo nên giá thành đầu tư
thấp hơn so với xử lý kỵ khí. Những vi sinh vật hiếu khí tham gia xử lý nước thải được
do chúng có khả năng hấp thụ và chuyển hóa liên tục các chất hữu cơ trong điều kiện có
oxi . Chủ yếu thực hiện 3 giai đoạn chính như sau:
 Chuyển các chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan tới bề mặt tế bào vi sinh vật.
 Khuếch tán từ bề mặt tế bào (do chênh lệch nồng độ bên ngoài và bên trong).
 Oxi hóa các hợp chất hữu cơ, dùng làm nguyên liệu sản sinh năng lượng cho

tế bào , tổng hợp tế bào mới, sản phẩm cuối cùng là nước, CO2 và các chất vô
cơ khác.
Các chi vi khuẩn hiếu khí khác nhau được dùng để xử lý nước thải hiếu khí (có thể được
phân lập trực tiếp từ nguồn ô nhiễm hoặc nhân tạo):






Pseudomonas (phân hủy carbohydrate, protein, chất hữu cơ và khử nitrate)
Zooglea (tạo polysaccharide ngoại bào tạo chất nhầy, keo tụ)
Bacillus (phân hủy carbohydrate, protein)
Flavobacterium (phân hủy protein)
Hai nhóm vi khuẩn chịu trách nhiệm chuyên hóa amoni  nitrate là
Nitrobacter (nitrate hóa) và Nitrosomonas (nitrit hóa).
…

Nấm: thường thì không được mong muốn xuất hiện và cũng không thường được tìm thấy
trong hệ thống xử lý hiếu khí. Do đặc tính có một phổ điều kiện tăng trưởng rộng nên
nấm có thể tăng sinh quá mức kiểm soát gây ra kết quả không tốt cho chất lượng và hiệu
quả xử lý nước thải.
1.2.Các hệ thống
1.2.1. Hệ thống màng film sinh học với dòng chảy nhỏ giọt


Hình. Bể lọc sinh học nhỏ giọt

 Media: môi trường lọc đệm cung cấp cho bề mặt của hệ thống các vi sinh vật tăng
trưởng, vật liệu lọc là các loại vật chất như đá, gỗ, chất dẻo tổng hợp với nhiều

loại và hình dạng khác nhau.
 Influent => Influent distributer: nước thải sẽ đi vào, theo đường ống được dẫn lên
trên, cung cấp nước thải dưới dạng nhỏ giọt cho môi trường đệm. Việc cung cấp
đều đặn là cần thiết để duy trì ẩm ướt cho toàn bộ phần đệm.
 Air: thông gió cung cấp oxy cho chuyển hóa hiếu khí bằng cách thổi gió tự nhiên
hay được cung cấp thụ động.
 Effluent: dòng chảy thoát ra để chuyển đi xử lý tiếp ở nơi khác hoặc thải bỏ ra môi
trường.


Hình. Bể lọc sinh học nhỏ giọt

1.2.2 Hệ thống màng lọc sinh học với hệ thống tháp
Phương pháp dùng màng sinh học với dòng chảy nhỏ giọt có diện tích đặc trưng và
khoảng không thông thoáng nhỏ do vậy công suất thấp không đáp ứng được yêu cầu xử
lý lượng lớn chất thải. Khi mở rộng quy trình phải tốn nhiều mặt bằng và các hồ chứa. Hệ
thống tháp có chiều cao khoảng từ 6-9m làm bằng nhiều module đa diện bằng plastic nhẹ
có thể giải quyết vấn đề trên. Do cấu trúc mở nên tạo được độ thông thoáng tốt (90-98%)
và diện tích bề mặt đặc trưng đạt đến 100-300 m2/m3, đồng thời có thể làm giảm BOD
tốt. Với tải BOD 3,2 kg/m3/ngày có thể giảm 50% và có thể giảm đến 70% với tải BOD
1,5 kg/m3/ngày.

Hình. Hệ thống màng lọc sinh học dạng tháptháp


1.2.3 Hệ thống lọc hiếu khí sinh học:

Cấu tạo bể lọc sinh học có vật liệu ngập nước
1: máng nước thải sau khi qua lắng 1

8: ống dẫn gió từ máy nén tới

2: giàn ống khoan lỗ phân phối vào và
thu nước xả rửa

9: hạt vật liệu nổi polystyrol(hạt móp)
đường kính 2 – 5 mm, diện tích bề mặt
700 – 800 m2/m3 vật liệu lọc

3: ống xả nước rửa lọc
4: máng thu nước lọc
5: ống dẫn nước đã lọc sang bể lọc đợt 2
hoặc vào bể tiếp xúc khử trùng nước thải
6: ống dẫn và dàn ống phân phối khí
7: hộp ngăn nước trở lại máng gió

10: lưới chắn inox, mắt lưới 1.5x1.5 mm
11: khoang trống để lớp vật liệu lọc dãn
nở, khi rửa thường lấy bằng hoặc ½
chiều dày lớp lọc
12: chiều cao lớp nước để rửa lọc thường
lấy 1.2 – 2.4 m

Nước sau khi qua bể lắng 1 được bơm lên máng phân phối (1) theo ống dẫn (2) phân phối
đều trên diện tích đáy bể, nước được trộn đều với không khí cấp từ ngoài vào qua giàn
ống phân phối (6). Hỗn hợp khí-nước thải đi cùng chiều từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc.
Trong lớp vật liệu lọc xảy ra quá trình khử BOD và chuyển hóa NH4+ thành NO3-, lớp vật
liệu lọc có khả năng giữ lại cặn lơ lửng. nước trong được thu vào máng (4) theo ống (5)
đi ra ngoài.

Quy trình gió nước đi cùng chiều và đi từ dưới lên cho hiệu quả xử lý cao, tổn thất ít.
Khác với quy trình gió nước ngược chiều, nước thải đi từ trên xuống, gió đi từ dưới lên,
tổn thất thủy lực qua lớp lọc tăng cao, hiệu quả xử lý không bằng quy trình cùng chiều do
khi nước và khí chuyển động cùng chiều thì có điều kiện để chất bẩn chứa trong nước
thải tiếp xúc nhiều hơn với khí
Vật liệu lọc nổi thường là polystyrol nhẹ có độ bền hóa học cao gồm các lớp cơ sở
polymer tạo nên vách tường kín có hình dạng khác nhau chứa khí, thể tích các lỗ kín bean
trong vào khoảng 96 – 98%.
Vi sinh vật sẽ phát triển trên bề mặt các vật liệu lọc tạo thành màng sinh học.
1.2.4.Hệ thống đĩa quay sinh học:
Hàng loạt đĩa tròn, phẳng làm bằng nhựa PS hoặc PVC được lắp trên một trục bằng thép.
Các đĩa được đặt ngập một phần trong nước thải (40%) và quay với tốc độ 1-3 vòng/phút.
Vi sinh vật được gắn trên bề mặt đĩa, hình thành lớp màng mỏng. Khi đĩa quay, lần lượt
làm cho lớp màng tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với oxy trong không khí

1.2.5.Hệ thống trống quay:


Một hệ thống dạng trống quay lớn do các ống hoặc quả hình cầu làm bằng plastic được
kết lại với nhau. Dạng này tương tự như dạng đĩa, có thể vận hành với tải BOD
6kg/m2/ngày.
1.2.6.Hệ thống bể dịch:
Đây là phương pháp mới. Giá thể có diện tích bề mặt lớn trên đó có các màng film sinh
học với lượng sinh khối lớn cho phép xử lý chất thải với tốc độ cao.
1.2.7.Hệ thống bùn hoạt tính (Aerotank)
11.1.Khái niệm
Bùn hoạt tính là nơi tập hợp các vi sinh vật khác nhau chủ yếu là vi khuẩn, có khả năng
ổn định chất hữu có hiếu khí được tẹo nên trong quá trình sinh hóa hiếu khí, được giữ lại
bể lắng đợt II.

Bùn hoạt tính ( là các bông cặn) có màu nâu sẫm có chứa chất hữu cơ hấp thụ từ nước
thải và là nơi cư trú để phát triển các vi sinh vật sống khác. Các bông này có kích thướt từ
3-150 um.
2. Cơ chế
Nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1 có chứa các chất hữu cơ hòa tan và các chất lơ lững
đi vào bể arrotang. Khi ở trong bể, các chất hữu cơ lơ lững đóng vai trò các hạt nhân cho
vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cạn gọi là hoạt tính.

Vi khuẩn sử dụng chất nền là oxy để oxy hóa các chất nền này và tăng trường. Và vi
khuẩn kết với nhau thành bông cặn, lắng xuống đấy bể, để lại nước trong mặt trong hơn.


Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân huỷ
xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm
đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở
trạng thái lơ lửng.
Bản chất của phương pháp là phân huỷ sinh học hiếu khí với cung cấp ôxy cưỡng bức và
mật độ vi sinh vật được duy trì cao (2.000mg/L –5.000mg/L) do vậy tải trọng phân huỷ
hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho hệ thống xử lý. Tuy nhiên hệ thống có nhược điểm là
cần nhiều thiết bị và tiêu hao nhiều năng lượng.
Nồng độ oxy hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/l. Tốc
độ sử dụng oxy hoà tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào:








• Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật:
tỷ lệ F/M;
• Nhiệt độ;
• Tốc độ sinh trưởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật;
• Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất;
• Lượng các chất cấu tạo tế bào;
• Hàm lượng oxy hoà tan.

Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm nhiều loại vi
khuẩn khác nhau cùng tồn tại. Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu
khí là nước thải được đưa vào hệ thống cần có hàm lượng chất rắng lơ lửng không vượt
quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/l, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ
6ºC - 37ºC.

2.Phương pháp xử lý yếm khí


1.Tổng quan
1.1Định nghĩa
Xử lý yếm khí là quá trình sinh học phân hủy chất hữu cơ trong nước thải trong điều kiện
không có oxy. Quá trình này sinh ra khí CH4, CO2, NH3 và các sản phẩm vô cơ khác
1.2.Cơ chế
Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ rất phức tạp liên quan đến 24oly 24oly phản ứng
và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên người ta thường đơn giản hóa chúng bằng phương
trình sau đây:
lên men yếm khí
Chất hữu cơ -------------------------> CH4 + CO2 + NH3 + H2

Chu trình trong tự nhiên: Phân hủy kỵ khí có thể chia làm 6 quá trình:
1. Thủy phân polymer: thủy phân các protein, 24olysaccharide, chất béo.

2. Lên men các amino acid và đường.
3. Phân hủy kỵ khí các acid béo mạch dài và rượu (alcohols).
4. Phân hủy kỵ khí các acid béo dễ bay hơi (ngoại trừ acid acetic).
5. Hình thành khí methane từ acid acetic.
6. Hình thành khí methane từ hydrogen và CO2.
Các quá trình này có thể họp thành 4 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy
kỵ khí chất hữu cơ:
 Thủy phân: trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các
phức chất và các chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa
thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid
béo). Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước
hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất. Chất béo thủy phân rất chậm.
 Acid hóa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan
thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol,
CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. Sự hình thành các acid có thể làm pH
giảm xuống 4.0.


 Acetic hoá (Acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai
đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới
 Methane hóa (methanogenesis): Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân huỷ kỵ
khí. Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2
và sinh khối mới. Trong 3 giai đoạn thuỷ phân, acid hóa và acetic hóa, COD hầu
như không giảm, COD chỉ giảm trong giai đoạn methane.

1.3.Vi sinh vật tham gia
 Nhóm vi sinh vật thủy phân chát hữu cơ, nhóm vi sinh vật tạo acid:
 Clostridium spp
 Peptococcus anaerobes
 Bifidobacterium spp

 Desulphovibrio spp
 Corynebacterium spp
 Lactobacillus
 Actonomyces
 Escherichia coli
 Staphylococcus
 Vi khuẩn tạo Mêtan
 Hinh que Methanobacterium Methanobacilus
 hình cầu Methanococcus Methanosarcina
2.Phương pháp: Công nghệ bể xử lý kỵ khí
2.1Hệ thống xử lý kỵ khí.
Dùng các hồ kỵ khí để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao. Độ
sâu của các hồ kỵ khí phải đủ lớn và đạt độ ổn định để quá trình phân hủy xảy ra nhanh
và đạt hiệu quả cao.
Quá trình ổn định nước thải trong hồ kỵ khí xảy ra từ quá trình kết tủa và.chuyển hoá
chất hữu cơ thành CO2, CH4, các khí khác, các axit hữu cơ và tế bào mới. Việc áp dụng
các hồ kỵ khí để xử lý nước thải sẽ đạt hiệu quả cao