Xác định các thông số động học sinh học phục vụ các xử lý nước thải của cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuật trên mô hình bùn hoạt tính

Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, chất lượng cuộc sống của con người
ngày càng được nâng cao. Do đó, các đòi hỏi về
những nhu cầu hằng ngày, ngày càng trở nên khắt
khe, đặc biệt là nhu cầu về ẩm thực. Chính vì thế, các
ngành công nghiệp chế biến và sản xuất thực phẩm
đóng một vai trò rất quan trọng.
Chịu ảnh hưởng bởi phong tục tập quán của
người Hoa, nhiều người Việt Nam chúng ta có xu hướng
thích thưởng thức các món ăn có sử dụng nước tương
để làm tăng hương vị đậm đà cho thực phẩm. Thêm
vào đó, đậu tương là một loại nông sản có năng
suất rất cao và được trồng ở nhiều nơi trong cả nước.
Do đó, ngành sản xuất nước tương hiện nay khá phát
triển trong lónh vực thực phẩm tại Việt Nam . Tuy nhiên,
việc sản xuất nước tương đã tạo ra một lượng lớn
nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao gây ra
không ít lo ngại cho cuộc sống của người dân sống xung
quanh khu vực nhà máy.
Hiện trạng nước thải chứa lượng lớn chất hữu cơ
cao thải trực tiếp ra hệ thống nước thải chung của các
khu dân cư không qua xử lý gây ô nhiễm nghiêm trọng
là thực trạng chung của một số các cơ sở sản xuất
nước tương quy mô vừa và nhỏ hiện nay. Vì thế, trong
khi hệ thống xử lý nước thải nước tương của một số
nhà máy hoạt động hiệu quả, hệ thống xử lý của

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
các cơ sở khác lại chưa đạt được như mong muốn, nhất
là các cơ sở với quy mô sản xuất vừa và nhỏ.
Bên cạnh lý do khoản đầu tư và vận hành hệ
thống xử lý làm tăng chi phí sản xuất, một trong
những nguyên nhân khiến hiệu quả xử lý chưa đạt
yêu cầu là do thiếu các nghiên cứu cụ thể với loại
nước cần xử lý. Đó là những nghiên cứu không đòi
hỏi chi phí cao nhưng lại có ý nghóa thực tiễn lớn trong
việc nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý
nước thải nước tương. Trong quá trình xử lý nước thải
nước tương thì giai đoạn xử lý sinh học đóng vai trò then
chốt để loại bỏ các yếu tố ô nhiễm hữu cơ luôn
hiện diện trong nước thải. Trong số các phương pháp xử
lý sinh học thì xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính là lựa
chọn thông dụng nhất đối với các hệ thống xử lý
nước thải nước tương do chi phí đâu tư và vận hành hợp
lý.
Trước những vấn đề đặt ra ở trên, đề tài “ Xác
định các thông số động học sinh học phục vụ quá trình
xử lý nước thải của cơ sở sản xuất nước tương Lam
Thuận bằng bùn hoạt tính” được hình thành nhằm cải
thiện hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải
đối với các nhà máy đã có hệ thống xử lý , đồng
thời có vai trò như một tài liệu tham khảo đối với các
nhà đầu tư , những người thiết kế hệ thống xử lý

nước thải nước tương để hệ thống hoạt động hiệu
quả sau khi xây dựng.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 2


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
1.2. MỤC TIÊU – NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
1.2.1. Mục tiêu
 Khảo sát khả năng xử lý nước thải sản xuất
nước tương bằng phương pháp bùn hoạt tính.
 Tìm ra các thông số động học cụ thể để hoàn
thiện quá trình xử lý nước thải.
1.2.2. Nội dung
 Nghiên cứu xử lý nước thải từ một quy trình sản
xuất nước tương điển hình trên mô hình thử
nghiệm trong 2 tháng ( từ tháng 5/2009 đến tháng
6/2009), bằng phương pháp sinh học hiếu khí ( bùn
hoạt tính).
 Xác định các thông số động học sinh học phục vụ
xử lý nước thải ở ba điều kiện thích nghi, tónh và
động . Từ đó rút ra thông số động học phù hợp
nhất cho quá trình xử lý loại nước thải trên bằng
phương pháp bùn hoạt tính.
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu
 Khảo sát thành phần, tính chất nước thải từ quá
trình sản xuất nước tương.

 Xây dựng và vận hành mô hình thí nghiệm
 Phân tích, đánh giá và xử lý các thông số trong
quá trình xử lý nước thải trên mô hình thí nghiệm.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu, phân tích và đánh giá hiệu quả xử
lý COD trong nước thải sản xuất nước tương trên môi
trường nhân tạo bằng phương pháp sinh học hiếu khí
ứng dụng bùn hoạt tính.
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 3


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Nghiên cứu thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm
với mô hình có dung tích 24l.
1.4. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Sản xuất nước tương đang là một trong những lónh
vực phát triển của ngành thực phẩm. Nên nước thải
trong quá trình sản xuất nước tương cũng ngày một
tăng lên, vì thế việc xác định được các thông số
động học tốt nhất cho quá trình xử lý của nước thải
có ý nghóa rất thực tế. Nó có thể là tài liệu nhằm
nâng cao hiệu quả xử lý cho các hệ thống xử lý
hiện hữu. Đồng thời là thông số tham khảo trong quá
trình thiết kế hệ thống xử lý nước thải nước tương.

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỂ NƯỚC THẢI TỪ QUÁ
TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG
Nguyên liệu để sản xuất nước tương là hạt đậu

tương có tên khoa học là Glycine max Merrill. Đậu tương là
cây công nghiệp và là cây thực phẩm ngắn ngày có
giá trị dinh dưỡng cao. Đậu tương dùng làm thực phẩm
cho người và thức ăn cho chăn nuôi.
Đồng thời, đậu tương còn là cây cải tạo đất tốt
và là mặt hàng nông sản xuất khẩu quan trọng đem
lại lợi nhuận cao. Chính vì vậy, cây đậu tương đang là
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 4


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
một trong 10 chương trình ưu tiên phát triển của nước ta
( TS.VS.Trần Đình Long – Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông
Nghiệp Việt Nam).
Từ năm 1990 trở lại đây diện tích canh tác, năng
suất, sản lượng đậu tương đã không ngừng tăng lên.
Cũng theo TS.VS. Trần Đình Long – Viện Khoa Học Kỹ
Thuật Nông Nghiệp Việt Nam, diện tích trồng tăng
11,2%, năng suất tăng 48,6% và sản lượng tăng 63,9%.
Cũng từ đó, các cơ sở sản xuất nước tương ra đời
ngày càng nhiều và phát triển ngày càng rộng với
nhiều thương hiệu nổi tiếng.
Nước tương hay còn gọi là xì dầu đang được sử dụng
rộng rãi ở Đông Nam Á. Riêng ở Việt Nam, lượng
nước tương tiêu thụ hằng tháng ngày càng tăng bởi
không chỉ vì hương vị đậm đà thơm ngon của nó mà
còn vì khả năng khắc phục những hư tổn tế bào ở
người của nước tương.

Người ta phát hiện nước tương – được làm từ đậu
tương lên men – có khả năng chống ôxy hóa mạnh gấp
khoảng 10 lần rượu vang đỏ và 150 lần so với vitamin C.
“ Thứ nước chấm này còn thể hiện tiềm năng
trong việc làm chậm tốc độ phát triển các căn bệnh
tim mạch và suy thoái thần kinh”, trưởng nhóm nghiên
cứu Barry Halliwell cho biết.
Nghiên cứu của Đại Học Quốc Gia Singapore cũng tìm
thấy nước tương cải thiện tới 50% lưu lượng máu chỉ
trong vài giờ sau khi sử dụng.
Có thể thấy rằng nhu cầu tiêu thụ nước tương
ngày càng tăng. Tại thành phố Hồ Chí Minh hiện nay
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 5


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
có khoảng 50 cơ sở sản xuất và phân phối nước tương
với chất lượng được phân thành nhiều loại. Trên cả
nước hiện nay có khoảng trên 70 nhà máy sản xuất
nước tương có quy mô tương đối lớn và rất nhiều cơ
sở sản xuất nước tương vừa và nhỏ khác.
2.1. HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG TẠI
VIỆT NAM
2.1.1. Quy trình sản xuất nước tương

Bánh
dầu
Xử lý nguyên

liệu
Phân
giải

Acid,
nước

Trung
hòa

Sod
a

Lọc
thô
Thanh
trùng

Muối

Lắng
2.1.1.1. Sản xuất
trong nước tương theo phương pháp
hóa giải (hình 2.1)
Pha
chế
SVTH: Nguyễn Thị Kim Đóng
Hải
Trang 6
gói

Thành


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI

Bánh dầu là đậu tương bị ép hết dầu và viên
thành từng bánh với hàm lượng protein đạt từ 40% trở
lên.
Nước tương sản xuất theo quy trình này sẽ tạo ra
thành phẩm nhanh hơn, nhờ sử dụng acid để phân giải
tinh bột và protein. Nhưng đồng thời quy trình này cũng sinh
ra chất độc 3 – MCPD như 1 sản phẩm phụ gây ảnh hưởng
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 7


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
đến sức khỏe của người tiêu dùng. Vì vậy, các nhà
máy sản xuất nước tương ở nước ta hiện nay đã dần
chuyển sang sản xuất nước tương bằng phương pháp lên
men truyền thống nhưng cũng có kết hợp hóa giải.

Khô đậu
nghiềng nhỏ
Rang
Ngâm

Nước nóng

600C

Làm
nguội
Trộn
mốc

Mốc
giống
A.oryzae

T0 phòng
Nuôi
Thời gian : 30 –
mốc
34h
2.1.1.2. Sản xuất nước tương bằng lên men kết hợp
Thủy
Nước nóng
với hóa giải bằng axit (Hình 2.2)
phân 1
600C
Axit HCl
Ca(OH)2

Thủy
phân 2
Trung hòa,
lọc

Điều
Axit hữu
chỉnh pH
cơ
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Thanh trùng,
Trang 8
điều vị
Nước tương thành

Ba
õ


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI

2.1.1.3. Thuyết minh quy trình
Nếu ta chỉ sản xuất nước tương bằng phương pháp
lên men truyền thống thì sẽ gặp nhiều khó khăn như thời
gian sản xuất ra sản phẩm chậm, và nước tương cũng
không có mùi thơm và hương vị đặc trưng. Nhưng nếu ta
sử dụng phương pháp hóa giải thì có được các yêu cầu
đó. Vì vậy, phương pháp này là sự kết hợp hoàn hảo để
nhà máy sản xuất nước tương đáp ứng được yêu cầu
của khách hàng.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Haûi
Trang 9

Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Trong qui trình sản xuất nước tương theo phương pháp
lên men kết hợp hóa giải bằng axit sulfuric gồm có các
giai đoạn chính:
 Xử lý nguyên liệu : công đoạn xử lý nguyên liệu
có 3 bước chính
 Xay nhỏ : nhằm tăng khả năng xúc tác của
enzyme thủy phân.
 Phối liệu và trộn nước : trộn thêm 10% bột
bắp hoặc bột mì, thêm 60 – 70 % nước so với
lượng bột trên
 Hấp chín : nhằm tiêu diệt vi sinh vật và giúp
nấm mốc phát triển tốt hơn.
 Nuôi nấm mốc : trong khi nuôi nấm cần lưu ý các
yếu tố
Nhiệt độ từ 28 – 320 C; độ ẩm từ 85 – 90% và phải
thoáng khí
 Thủy phân: lượng axit sulfuric sử dụng là 5% dung
dịch HCl , thời gian thủy phân là 24h tại nhiệt độ
97 ± 30C.
 Thanh trùng sản phẩm : có thể tiến hành bằng
hai cách : đun trực tiếp hoặc dùng hơi nước từ nồi
hơi. Nhiệt độ thanh trùng từ 60 – 700 C.
2.1.1.4. Giới thiệu về cơ sở sản xuất nước tương
Lam Thuận
Địa chỉ: 295/14/6 Kinh Dương Vương, phường An Lạc,
quận Bình Tân.
Quy mô sản xuất khoảng 1,2 triệu chai/ năm

Số lượng công nhân là 40 người.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 10


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI

2.1.2. Những vấn đề môi trường trong sản xuất
nước tương
2.1.2.1. Môi trường không khí
Do thời gian trước đây, khi còn sản xuất nước tương
theo phương pháp hóa giải, dùng acid để phân giải
bánh dầu chiết xuất dịch tương, cùng với việc chưa có
công nghệ xử lý khí thải hoàn chỉnh đã dẫn đến
một lượng hơi acid thừa thoát vào không khí làm cho
môi trường tại các nhà máy sản xuất và chế biến
nước tương bị ô nhiễm nặng nề, ảnh hưởng trực tiếp
đến sức khỏe người lao động.
Hơi acid thừa có tác hại đến đường hô hấp và
niêm mạc mắt. hít phải hơi acid có thể bị nhiễm độc
gây co thắt thanh quản, nặng hơn là viêm phế quản,
đặc biệt về lâu dài có thể bị phù phổi. Triệu chứng
thường thấy ở người làm việc trong môi trường acid tại
các cơ sở sản xuất nước tương là ho.
Tuy gần đây, các cơ sở sản xuất đã chuyển sang
sản xuất sạch hơn với phương pháp lên men. Nhưng môi
trường không khí vẫn chưa được cải thiện.
2.1.2.2. Chất thải rắn

Chất thải rắn từ quá trình sản xuất nước tương
chủ yếu là bả thải. Bã chính là bánh đậu đã qua
phân giải chỉ còn lại xác đậu.
Bên cạnh đó, nguồn

phát sinh chất thải rắn do

quá trình sản xuất nước tương còn tập trung ở giai đoạn
đóng gói. Rác chủ yếu là các loại bao bì, nilon, carton…
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 11


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Ngoài ra, rác thải sinh hoạt cũng góp phần đáng kể
gây ô nhiễm.
Lượng chất thải rắn trong quá trình sản xuất nước
tương hiện nay đang trở thành vấn nạn của các nhà
sản xuất cũng như nhà quản lý môi trường bởi vì tính
chất gây ô nhiễm cao và khó xử lý của nó. Chính vì
thế, cần xúc tiến tìm ra biện pháp thu gom và xử lý
thích hợp để loại bỏ những mầm bệnh, giữ cho môi
trường trong sạch.

2.1.2.3. Môi trường nước
Hầu hết các nhà máy, cơ sở sản xuất nước tương
nói riêng và nước chấm nói chung đều gây ô nhiễm
môi trường nước bởi bởi nước thải của quá trình sản
xuất.

Hiện tượng nước thải chứa lượng hợp chất hữu cơ
cao được thải trực tiếp ra hệ thống nước thải chung của
khu dân cư hoặc trực tiếp vào các thủy vực gây ô
nhiễm nghiêm trọng là thực trạng chung của các nhà
máy sản xuất nước tương.
Bên cạnh đó, nước thải của các quá trình sản
xuất này cũng tác động trực tiếp đến môi trường bởi
yếu tố tạo mùi của nó.
Cho đến nay ở hầu hết các nhà máy, cơ sở sản
xuất nước tương vừa và nhỏ chưa có hệ thống xử lý
nước thải hoàn chỉnh, nếu có cũng chỉ là xơ sài và
không đạt tiêu chuẩn.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 12


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
2.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TỪ
QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG
2.2.1. Thành phần
Cũng giống như các ngành chế biến thực phẩm
khác, nước thải của các nhà máy sản xuất nước
tương chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ phân hủy chủ
yếu là các hydratecarbon, protein, cellulose và lipit. Muối
là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất nước tương vì
nó điều chỉnh vị và bảo quản sản phẩm.
Ngoài ra, trong nước thải của các nhà máy sản
xuất nước tương còn chứa một lượng các hóa chất để

xúc rửa chai và vệ sinh thiết bị có dính các loại dầu
mỡ trong quá trình bảo trì máy móc.

2.2.2. Tính chất
Nước thải sản xuất nước tương có một số tính chất
đặc trưng như sau
Bảng 2.1.Tính chất chung của nước thải sản xuất nước tương
Thông số

Đơn vị

Giá trị giới

hạn
pH
4–5
BOD5
mg/l
200 – 300
COD
mg/l
300 - 600
SS
mg/l
150 – 300
Tổng P
mg/l
≤ 15
Tổng N
mg/l

≤ 100
Matsushita Environment Airconditioning Eng. Co., Ltd.
Dựa vào bảng tính chất chung của nước thải sản
xuất nước tương cho ta thấy nước thải ra đã vượt mức

SVTH: Nguyễn Thị Kim Haûi
Trang 13


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
chỉ tiêu cho phép khá cao, và trong thành phần của
nước thải có chứa chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học
cũng như các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật sử dụng.
Môi trường nước thải có tính axit nhưng không cao, vi sinh
vật có thể hoạt động.

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC NÓI CHUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BẰNG
BÙN HOẠT TÍNH NÓI RIÊNG
3.1.TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI
3.1.1.Khái niệm nước thải
Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản
xuất hoặc chảy tràn qua các vùng đất ô nhiễm. Phụ
thuộc vào điều kiện hình thành, nước thải được chia
làm 3 loại :
 Nước thải sinh hoạt
 Nước thải công nghiệp
 Nước mưa tràn qua vùng đất ô nhiễm

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 14


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Ngày nay, dân số gia tăng quá trình công nghiệp
hóa và đô thị hóa ngày càng mạnh mẽ, dẫn đến nhu
cầu sử dụng nước rất lớn. Trong khi nguồn tài nguyên
nước lại không tăng lên, điều này làm suy giảm
nghiêm trọng cả về chất và lượng của nước.
3.1.1.1 Nước thải sinh hoạt
Là nước thải ra từ các hoạt động sống hằng ngày
của con người như : nước tắm, giặt, hồ bơi, nhà ăn,
nhà vệ sinh, nước rửa sàn nhà… Chúng chứa khoảng
58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng. Đặc điểm cơ
bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng các chất
hữu cơ không bền sinh học cao như hydratcacbon, protein,
mỡ ; chất dinh dưỡng như photphat, nitơ ; vi trùng ; chất
rắn và mùi.
Nước thải sinh hoạt phát sin từ các hộ dân cư, có
lưu lượng nhỏ, nhưng bố trí trên địa bàn rất rộng, khó
thu gom triệt để xếp vào loại nguồn phân tán.

3.1.1.2.Nước mưa chảy tràn qua các vùng đất
ô nhiễm
Được hình thành do mưa và chảy ra từ đồng ruộng.
Chúng bị ô nhiễm bởi các chất vô cơ và hữu cơ khác
nhau. Nước trôi qua khu vực dân cư, khu sản xuất công

nghiệp, có thể cuốn theo chất rắn, dầu mỡ, hóa
chất, vi trùng … Còn nước chảy ra từ đồng ruộng mang
theo chất rắn , thuốc sát trùng, phân bón …

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 15


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Nước mưa chảy qua các khu rừng mang theo các
chất hữu cơ động thực vật, chất rắn lơ lửng do xói
mòn đất… Các loại nước thải này theo tính chất phát
sinh như trên cũng thuộc loại nguồn phân tán.
3.1.1.3.Nước thải công nghiệp
Xuất hiện khi khai thác và chế biến các nguyên liệu
hữu cơ và vô cơ. Các nguồn nước thải bao gồm :
 Nước hình thành do phản ứng hóa học
 Nước ở dạng ẩm tự do và liên kết trong nguyên
liệu và chất ban đầu, được tách ra trong quá trình
chế biến.
 Nước rửa nguyên liệu, sản phẩm , thiết bị.
 Dung dịch nước cái.
 Nước chiết, nước hấp thụ.
 Nước làm nguội.
 Các loại nước khác : nước bơm chân không từ
thiết bị ngưng tụ hòa trộn, hệ thống thu hồi tro
ướt, nước rửa bao bì, nhà xưởng, máy móc…
Nước thải công nghiệp thường có lưu lượng lớn và
nồng độ các chất ô nhiễm cao được thoát ra từ các

công của nhà máy hoặc khu công nghiệp, nên được
xếp vào loại nguồn điểm.

3.1.2.Tính chất của nước thải

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 16


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Nước thải chứa rất nhiều loại hợp chất khác nhau, với
số lượng và nồng độ cũng thay đổi rất khác nhau.Có
thể phân loại tính chất nước thải như sau :
3.1.2.1.Tính chất vật lý
Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa
trên các chỉ tiêu : các chất rắn, độ đục, màu sắc,
mùi vị, nhiệt độ và lưu lượng.


Các chất rắn bao gồm các dạng sau :


Các chất rắn hữu cơ : bao gồm C, H, O, N và
có thể được chuyển thành CO2 và H2O khi
cháy ở 5500.



Chất rắn vô cơ : phần còn lại sau khi đốt

cháy hoàn toàn cặn, thu được trên giấy lọc.



Chất rắn lơ lửng : loại chất rắn này thường
bị giữ lại bởi các bể lọc đệm với vật liệu xơ
và có thể được phân loại nhỏ hơn : tổng các
chất rắn lơ lửng ( TSS) , các chất rắn lơ lửng
dễ bay hơi ( VSS) và chất rắn lơ lửng cố định.



Các chất rắn tan : loại chất rắn này sẽ đi qua
được các bể lọc và cũng được phân loại
thành : tổng hàm lượng các chất rắn tan được
(TDS), các chất rắn tan dễ bay hơi và các
chất rắn tan cố định.



Màu : đây là một trong những thông số để xác
định chất lượng nước. Nước sạch thường không có
màu, nước thải mới có màu hơi nâu sáng, tuy
nhiên nhìn chung màu nước thải thường là màu
nâu xám có vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 17

Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
bị thay đổi đáng kể nếu như nó bị nhiễm khuẩn,
khi đó nước thải sẽ có màu đen tối.


Độ đục : một trong những đặc điểm dễ nhận biết
về sự ô nhiễm của nước, đó chính là độ trong
của nước, được xác định thông qua độ đục. Độ
đục của nước có được là do sự tồn tại các chất lơ
lửng trong nước, như tảo, các vi sinh vật, đất sét,
bọt xà phòng, các chất tẩy rửa… Phương pháp
thường sử dụng để đo độ đục trong xử lý nước
thải là phương pháp UV – Vis.



Mùi : mùi có được là do khí sinh ra từ quá trình
phân hủy các chất hữu cơ hay một số chất được
đưa thêm vào trong nước thải. Nước thải sinh hoạt
thông thường có mùi mốc, nhưng nếu nước thải
bị nhiễm khuẩn thì nó sẽ chuyển sang mùi trứng
thối do sự tạo thành H2S trong nước.

3.1.2.2. Tính chất hóa học
Các hợp chất hữu cơ
 Protein : là hợp chất hữu cơ chứa nitơ với khối
lượng phân tử lớn. Khi protein hiện diện trong nước
thải với số lượng lớn, quá trình phân hủy các vi
sinh vật trong nước thải sẽ xảy ra mạnh mẽ và

gây ra mùi khó chịu. Trong suốt quá trình phân
hủy này, protein bị thủy phân thành amino axit, và
sau đó là amoni, H2S và cuối cùng là các hợp
chất hữu cơ đơn giản hơn.
 Dầu và mỡ : không tan trong nước nhưng lại bị
hòa tan trong các dun môi khác như dầu hỏa,
cloroform và ete. Chúng là một trong những chất
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 18


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
hữu cơ ổn định nhất và không dễ bị phân hủy
bởi các vi sinh vật.
 Cacbonhydrat : Chúng gồm các chất hữu cơ như :
tinh bột, xenlulo, đường và chất xơ, với thành phần
chính là C, H và O. Sản phẩm cuối cùng của quá
trình phân hủy cacbohydrat trong điều kiện không
có oxy là các axit hữu cơ, rượu và các chất khí
( CO2, H2S,…).
 Các chất tẩy rửa :ít tan trong nước và có thể
gây hiện tượng nổi bọt trong các nhà máy xử lý
nước thải.
Các hợp chất vô cơ
 Độ pH : được xác định thông qua nồng độ H +. Tính
axit của nước là một trong những nguyên nhân
gây nhiễm bẩn môi trường nước, do các trầm
tích thường giải phóng độc chất trong môi trường
axit.

 Độ kiềm : đặc trưng cho khả năng trung hòa axit.
Độ kiềm thực chất là môi trường đệm ( để giữ
pH trung tính) của nước thải trong suốt quá trình
xử lý sinh hóa.
 Clo : Clo tồn tại trong nước và nước thải chủ yếu
ở dạng ion Cl-. Nồng độ clo trong nước thải thường
cao hơn trong nước nguyên chất.
 Nitơ : nitơ thường tồn tại ở các dạng : N hữu cơ, N
– NH3, N – NO2, N – NO3. Sự hiện diện của nitơ trong
nước thải là cần thiết để đánh giá hiệu quả
xử lý nước thải bằng quá trình sinh học.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Haûi
Trang 19


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
 Photpho : là chất dinh dưỡng cần thiết cho tất
cả các tế bào sống và là thành phần tự nhiên
của nước thải.
 Lưu huỳnh : là nguyên tố cần thiết cho quá trình
tổng hợp protein. Sunfat bị biến đổi sinh học thành
sunfit, sau đó có thể kết hợp với hydro tạo thành
H2S, là độc chất đối với động thực vật.
 Các hợp chất gây độc : các chất này độc
đối với hệ vi sinh vật và ảnh hưởng đến quá
trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
 Các kim loại nặng : chủ yếu được tìm thấy trong
nước thải công nghiệp, và chúng cũng có ảnh

hưởng không tốt cho quá trình xử lý nước thải
bằng phương pháp sinh học.
3.1.2.3.Tính chất sinh học
Nói đến tính chất sinh học trong nước thải là đề
cập đến các loài sinh vật hiện diện trong nước thải,
bởi vì chính sự vắng mặt, có mặt hay phát triển quá
mức của chúng sẽ chỉ ra được nguồn nước ở tình
trạng như thế nào, có bị nhiễm bẩn hay không. Các
thành phần sinh học chính bao gồm :
 Các động vật nước
 Các thực vật nước
 Động vật nguyên sinh, vi khuẩn, virut…
3.2. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa
trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi
khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải. Quá trình
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 20


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ
gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành những
chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước.
Cho đến nay, người ta xác định được rằng, các vi sinh
vật có thể phân hủy được tất cả các chất hữu cơ có
trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp
nhân tạo. Mức độ phân hủy và thời gian phân hủy

phụ thuộc trước hết vào cấu tạo các chất hữu cơ, độ
hòa tan trong nước và hàng loạt các yếu tố ảnh
hưởng khác.
Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất
hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng
và tạo ra năng lượng. Quá trình dinh dưỡng làm cho
chúng sinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào
( tăng sinh khối ), đồng thời làm sạch ( có thể là gần
hoàn toàn ) các chất hữu cơ hòa tan hoặc các hạt keo
phân tán nhỏ. Do vậy, trong xử lý sinh học, người ta
phải loại bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước
thải trong giai đoạn xử lý sơ bộ. Đối với các tạp chất
vô cơ có trong nước thải thì phương pháp xử lý sinh học
có thể khử các chất sunfit, muối amon, nitrat … các
chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm của các
quá trình phân hủy này là khí CO2, nước, khí N2, ion
sulfat…
3.2.1. Phương pháp sinh học xử lý nước thải
trong điều kiện tự nhiên
Phương pháp này dựa trên khả năng làm sạch sinh
học trong môi trường đất và hồ nước.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 21


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Dựa trên nguyên tắc đó, người ta chia nhóm các
phương pháp sinh học xử lý nước thải ra những phương

pháp xủ lý như sau :
3.2.1.1.Phương pháp đồng tưới

cộng đồng,

đồng tưới nông nghiệp và đồng lọc
Người ta sử dụng đồng tưới cộng đồng như một
biện pháp tổ hợp các quá trình làm sạch. Ở đây sẽ
xảy ra hàng loạt các quá trình háo học, vật lý và sinh
học rất phức tạp.
Việc sử dụng đồng tưới sinh học bao gồm hai mục đích
chính như sau :
 Xử lý và làm sạch nước thải.
 Tận dụng các chất dinh dưỡng có trong nước thải
để trồng trọt.
Tuy nhiên, cũng cần phải hiểu rằng, không phải
tất cả các loại nước thải nào cũng có thể sử dụng
phương pháp này được. Vì rằng nhiều loại nước thải
chứa rất nhiều vi sinh vật gây bệnh đặc biệt là chứa
nhiều kim loại nặng hay các chất độc nguy hiểm. Những
loại nước thải thuộc loại này không thể xử lý theo
phương pháp đồng lọc này được mà phải áp dụng
những phương pháp rất đặc biệt để loại trừ chúng ra
khỏi nước thải. Nếu sử dụng phương pháp đồng tưới
công cộng mà không tính đến ảnh hưởng độc hại của
nước thải sẽ gây ra những tác hại rất nghiêm trọng
cho sức khỏe cộng đồng dân chúng xung quanh vùng
xử lý.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải

Trang 22


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Phương pháp đồng tưới công cộng thích hợp để xử
lý nước thải sinh hoạt hay nước thải công nghiệp chứa
nhiều chất hữu cơ, không chứa vi sinh vật gây bệnh
và kim loại nặng.
3.2.1.2.Hồ sinh học
Hồ sinh học là hồ chứa nước thải được thiết kế sao
cho các quá trình tự làm sạch tự nhiên phát huy tối đa
khả năng hoạt động của chúng. Hồ sinh học được áp
dụng rộng rãi hơn đồng lọc và đồng tưới. Ưu điểm lớn
nhất của hồ sinh học là chúng chiếm diện tích nhỏ hơn
đồng lọc sinh học. Ngoài những lợi ích trên , hồ sinh học
còn có tác dụng hữu ích sau:
 Nuôi trồng thủy sản như nuôi tảo để làm thực
phẩm gia súc hay thức ăn cho cá ( cá chép, cá
rô phi).
 Cung cấp nước cho trồng trọt
 Điều hòa dòng chảy trong mùa mưa và hệ thống
thoát nước ở đô thị
 Không đòi hỏi chi phí cao
 Bảo trì, điều hành đơn giản.
3.2.2.Phương pháp sinh học xử lý nước thải trong
điều kiện nhân tạo
Các phương pháp sinh học xử lý nước trong điều
kiện tự nhiên có nhiều nhược điểm như:
Quá trình xử lý hay quá trình hoạt động của sinh

vật trong nước cần xử lý không được kiểm soát chặt
chẽ.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 23


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
Hiệu suất xử lý theo phương pháp này thường
không cao do sự không ổn định về số lượng và số loài
VSV tự nhiên có trong nước thải.
Các yếu tố khác như nhiệt độ, pH cũng không
đồng nhất trong quá trình xử lý.
Trong khi đó, phương pháp sinh học xử lý nước trong
điều kiện nhân tạo có những ưu điểm :
Toàn bộ quá trình sinh học xảy ra trong thiết bị kín,
do đó ta hoàn toàn có thể kiểm soát được lượng khí
thải sinh ra.
Chất lượng nước sau xử lý đảm bảo theo các tiêu
chuẩn hiện hành và hoàn toàn ổn định.
3.2.2.1.Phương pháp kỵ khí
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong điều
kiện kỵ khí do quần thể vi sinh vật hoạt động không cần
sự có mặt của oxy không khí, sản phẩm cuối cùng là
hỗn hợp khí có CH4, CO2, N2, H2,… trong đó có tới 65% là
CH4( khí metan). Vì vậy, quá trình này cũng có thể gọi
là quá trình lên men metan và quần thể vi sinh vật được
gọi tên chung là các vi sinh vật metan.
Các vi sinh vật kỵ khí sử dụng một phần chất hữu cơ

trong nước thải hoặc môi trường để xây dựng tế bào,
tăng sinh khối. Người ta đã tính toán lượng chất hữu cơ
dùng cho mục đích này chỉ khoảng 10% so với tổng số
các chất hữu cơ. Do vậy, lượng bùn hoạt tính hình thành
trong phân hủy kỵ khí là rất thấp.
Người ta áp dụng phương pháp xử lý kỵ khí để xử lý
các loại bã cặn chất thải công nghiệp, sinh hoạt cũng

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 24


Đồ án tốt nghiệp
GVHD:Th.S VÕ HỒNG THI
như các loại nước thải đậm đặc có hàm lượng chất
bẩn hữu cơ cao : BOD đến 10 – 30 (g/l)
Một số công trình xử lý sinh học kỵ khí điển hình:
 Bể tự hoại: Được xây dựng bằng các cấu kiện
betông đúc sẵn, gạch đá…một ngăn hay nhiều
ngăn với chức năng : lắng và lên men cặn lắng,
thường dùng cho các hộ gia đình. Bể tự hoại cũng
được sử dụng trong xử lý cặn bùn của hệ thống
xử lý nước thải chế biến thủy sản, với thời gian
lưu bùn từ 1 – 2 tháng, bùn được nâng nhiệt đến
350C và đáy bể có ván tháo cặn. Quá trình phân
hủy bùn cặn được tăng cường khi bùn được khuấy
trộn.
 Bể lắng 2 vỏ: Được xây bằng gạch hoặc
bêtông cốt thép hình tròn hay chữ nhật, có đáy
hình nón hay hình chóp cụt để chứa và phân hủy

bùn cặn. Bể lắng 2 vỏ có chức năng tương tự như
bể tự hoại, nhưng có công suất lớn hơn. Phía trên
bể là các máng lắng đóng vai trò như bể lắng
ngang. Nước chuyển động chậm qua máng lắng.
Bùn lắng theo khe trượt xuống ngăn lên men, phân
hủy và ổn định bùn cặn. Bể lắng 2 vỏ được sử
dụng cho các công trình xử lý nước thải sinh hoạt
có công suất nhỏ và trung bình (Q < 10000m 3/ngày
đêm). Bùn cặn lưu tron bể từ 1 – 6 tháng. Hiệu
suất lắng từ 55 – 60 %. Tất cả các trạm xử lý
nước thải và công nghiệp đều có thể sử dụng
công trình này.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Hải
Trang 25