Đánh giá ảnh hưởng của pH và tải trọng

TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Lời mở đầu
Môi trường là một trong những vấn đề mà hiện nay hầu hết ai cũng quan tâm, vấn đề
không những tự nó phát sinh mà nguyên nhân chính là do nhu cầu cuộc sống của con người
gây ra.
Trong nhiều thập niên qua tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm
trọng, đó là sự phát thải bừa bãi các chất ô nhiễm vào môi trường mà không được xử lý, gây
nên hậu quả nghiêm trọng tác hại đến đời sống toàn cầu.
Việt Nam chúng ta đã và đang chú trọng đến việc cải tạo môi trường và ngăn ngừa ô
nhiễm. Tại Thành phố Hồ Chí Minh, tình trạng ô nhiễm môi trường khá nghiêm trọng, hầu
hết các con kênh rạch trong Thành phố đều ô nhiễm nặng nề, những làn khói bụi thoát ra từ
các nhà máy, xe cộ đã gây ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe của người dân. Vấn đề cấp
bách đặt ra cho cấp lãnh đạo thành phố hiện nay là cần ngăn chặn các nguồn ô nhiễm và tái
tạo lại môi trường thành phố.
Tuy nhiên, để ngăn chặn sự ô nhiễm trước tiên phải xử lý các nguồn gây ô nhiễm thải
vào môi trường, có nghĩa là các nhà máy, xí nghiệp, các khu thương mại trong quá trình hoạt
động và sản xuất phát sinh chất thải phải được xử lý triệt để. Muốn vậy, cần phải ngăn ngừa,
giảm thiểu và xử lý triệt để các loại chất thải phát sinh là điều tất yếu phải làm đối với mỗi
chúng ta.
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Mục lục
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU .............................................................................................................1
1.1. GIỚI THIỆU...................................................................................................................1
1.2. MỤC ĐÍCH ....................................................................................................................1
1.3. PHẠM VI ĐỀ TÀI..........................................................................................................1
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU...........................................................................................2
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN......................................................................................................3
2.1. GIỚI THIỆU VỀ BÙN HOẠT TÍNH ............................................................................3
2.1.1. Lịch sử phát triển của quá trình bùn hoạt tính .........................................................3

2.1.2. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính..................................................................3
2.1.3. Sự tăng trưởng sinh khối..........................................................................................4
2.1.4. Tính chất tạo bông bùn hoạt tính ...........................................................................10
2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH .....................12
2.2.1. Ảnh hưởng của pH.................................................................................................12
2.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ.........................................................................................13
2.2.3. Ảnh hưởng của kim loại nặng................................................................................13
2.2.4. Ảnh hưởng của các chất dầu mỡ trong nước thải ..................................................14
2.2.5. Ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt ............................................................14
2.2.6. Sự lên men của nước thải.......................................................................................15
2.2.7. Nhu cầu oxy...........................................................................................................15
2.2.8. Lượng dinh dưỡng .................................................................................................15
2.2.9. Tỉ số F/M (Tỉ số thức ăn trên sinh khối) ................................................................18
2.2.10. Lượng bùn tuần hoàn ...........................................................................................18
2.2.11. Thời gian lưu bùn.................................................................................................18
2.3. NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NHỮNG VẤN ĐỀ THƯỜNG GẶP KHI
VẬN HÀNH BÙN HOẠT TÍNH ........................................................................................19
2.3.1. Bùn phát triển phân tán (Dispersed growth) ..........................................................19
2.3.2. Bùn không kết dính được (Pinpoint flocs).............................................................19
2.3.3. Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi (Filamentous bulking)....................................20
2.3.4. Bùn tạo khối nhớt (vicous bulking) hay là sự phát triển của Zoogloeal (Zoogloeal
growth).............................................................................................................................22
2.3.5. Bùn nổi (Rising sludge).........................................................................................24
2.3.6. Bọt váng (Foam/Scum) ..........................................................................................24
a. Bọt............................................................................................................................26
b. Váng.........................................................................................................................28
2.4. LỊCH SỬ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT QUÁ
TRÌNH BÙN TẠO KHỐI VÀ TẠO BỌT...........................................................................29
2.4.1. Bùn tạo khối...........................................................................................................29
2.4.2. Bọt váng .................................................................................................................33

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................................................36
3.1. NỘI DUNG THỰC HIỆN ............................................................................................36
3.2. THÍ NGHIỆM 1: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT
LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA ............................36
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
3.3. THÍ NGHIỆM 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT
LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM
MAURINE – LA NGÀ........................................................................................................38
3.4. THÍ NGHIỆM 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG
CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM
MAURINE – LA NGÀ........................................................................................................41
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................................................44
4.1. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC
DA........................................................................................................................................44
4.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ
BIẾN MEN THỰC PHẨM..................................................................................................54
4.3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI pH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN
THỰC PHẨM......................................................................................................................64
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................75
5.1. KẾT KUẬN ..................................................................................................................75
5.2. KIẾN NGHỊ..................................................................................................................75
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Danh sách các bảng
Bảng 2.1 Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật............................................9
Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình bùn hoạt tính ...............................................13
Bảng 2.3 Các chất dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động sống của tế bào vi khuẩn..................16
Bảng 2.4 Phần trăm thành phần của các nguyên tố chính trong tế bào vi khuẩn tính trên trọng
lượng khô .................................................................................................................................16

Bảng 2.5 Giá trị dinh dưỡng cần thiết để khử BOD (g/kg BOD) ............................................17
Bảng 2.6 Thời gian lưu bùn tiêu biểu cho quá trình bùn hoạt tính ..........................................18
Bảng 2.7 Các loài vi khuẩn dạng sợi thường gặp gây ra hiện tượng bùn tạo khối ..................21
Bảng 2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến bùn khối nhớt.................................................................23
Bảng 2.9 Các dấu hiệu nhận biết có quá trình khử nitrat.........................................................24
Bảng 2.10 Các dạng vi khuẩn gây bọt váng thường gặp .........................................................25
Bảng 2.11 Ảnh hưởng của sự thay đổi về sinh học, hóa học và lý học đến sự hình thành
bọt/váng....................................................................................................................................26
Bảng 2.12 Những dạng bọt chính trong bùn hoạt tính.............................................................27
Bảng 2.13 Kiểm soát bọt do thiếu dinh dưỡng ........................................................................33
Bảng 2.14 Kiểm soát bọt do chất béo, dầu mỡ........................................................................35
Bảng 3.1 Các thông số đầu vào của nước thải thuộc da ..........................................................36
Bảng 3.2 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da
..................................................................................................................................................36
Bảng 3.3 Số lần pha loãng theo từng tải trọng.........................................................................37
Bảng 3.4 Thể tích dung dịch KH2PO4 cần châm vào các mô hình.........................................38
Bảng 3.5 Các thông số đầu vào của nước thải chế biến men thực phẩm.................................38
Bảng 3.6 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến
men thực phẩm.........................................................................................................................39
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Bảng 3.7 Số gam mật rỉ đường tương ứng với từng tải trọng..................................................39
Bảng 3.8 Thể tích dung dịch dinh dưỡng ứng với mỗi tải trọng .............................................40
Bảng 3.9 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men
thực phẩm.................................................................................................................................41
Bảng 3.10 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu.................................................................42
Bảng 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ..............44
Bảng 4.2 COD đầu vào và COD đầu ra trung bình sau khi ổn định của thí nghiệm thay đổi tải
trọng đối với nước thải thuộc da..............................................................................................45
Bảng 4.3 Biến thiên clorua của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ......47

Bảng 4.4 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ...........48
Bảng 4.5 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da
..................................................................................................................................................49
Bảng 4.6 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da.....51
Bảng 4.7 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc
da..............................................................................................................................................52
Bảng 4.8 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực
phẩm.........................................................................................................................................54
Bảng 4.9 COD đầu vào, COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối
với nước thải chế biến men thực phẩm....................................................................................55
Bảng 4.10 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men
thực phẩm.................................................................................................................................57
Bảng 4.11 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến
men thực phẩm.........................................................................................................................59
Bảng 4.12 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men
thực phẩm.................................................................................................................................60
Bảng 4.13 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế
biến men thực phẩm.................................................................................................................61
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Bảng 4.14 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH (pH = 4 – 11) đối với nước thải chế biến
men thực phẩm.........................................................................................................................64
Bảng 4.15 COD đầu ra của mô hình pH = 12.........................................................................64
Bảng 4.16 COD đầu vào và COD đầu ra trung bình ổn định của nước thải chế biến men thực
phẩm.........................................................................................................................................65
Bảng 4.17 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực
phẩm.........................................................................................................................................66
Bảng 4.18 Độ đục đầu ra của mô hình pH = 12.......................................................................67
Bảng 4.19 SVI đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm .....68
Bảng 4.20 SVI đầu ra của mô hình pH = 12..........................................................................68

Bảng 4.21 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực
phẩm.........................................................................................................................................69
Bảng 4.22 Biến thiên MLSS của mô hình pH = 12 đối với nước thải chế biến men thực phẩm
..................................................................................................................................................69
Bảng 4.23 Biến thiên pH đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men
thực phẩm.................................................................................................................................71
Bảng 4.24 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với n ước thải chế biến
thực phẩm.................................................................................................................................72
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Danh sách các hình
Hình 2.1 Trùng biến hình (amoebae) .........................................................................................5
Hình 2.2 Trùng roi (flagellate)...................................................................................................5
Hình 2.3 Trùng tiên mao bơi (free – swimming ciliate) ............................................................6
Hình 2.4 Trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa) .........................................................7
Hình 2.5 Trùng tiên mao có cuống (stalk ciliated protozoa) .....................................................8
Hình 2.6 Giun tròn sống tự do (free – living nematode) ...........................................................8
Hình 2.7 Trùng bánh xe (rotifer)................................................................................................9
Hình 2.8 Bùn ở giai đoạn hô hấp nội bào ..................................................................................9
Hình 2.9 Bùn hoạt tính kết bông tốt.........................................................................................11
Hình 2.10 Bùn liên kết yếu ......................................................................................................12
Hình 2.11 Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi .........................................................................21
Hình 2.12 Hình minh họa bùn dạng bọt váng Nocardia ..........................................................26
Hình 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da...............44
Hình 4.2 COD đầu vào, COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối
với nước thải thuộc da..............................................................................................................46
Hình 4.3 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da46
Hình 4.4 Clorua đầu ra cúa thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ...........47
Hình 4.5 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da............48
Hình 4.6 Biến thiên SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ..........50

Hình 4.7 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da ......51
Hình 4.8 COD đầu ra và clorua đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng
đối với nước thải thuộc da .......................................................................................................52
Hình 4.9 Độ đục và SVI đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với
nước thải thuộc da....................................................................................................................53
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Hình 4.10 MLSS trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải
thuộc da....................................................................................................................................53
Hình 4.11 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng (0.3; 0,5; 1,0; 1,5 kg COD/m3.ngày)
đối với nước thải chế biến men thực phẩm..............................................................................55
Hình 4.12 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng (2,0; 4,0; 6,0 kg COD/m3.ngày) đối
với nước thải chế biến men thực phẩm....................................................................................55
Hình 4.13 COD vào, COD ra trung bình của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải
chế biến men thực phẩm ..........................................................................................................56
Hình 4.14 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến
men thực phẩm.........................................................................................................................57
Hình 4.15 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men
thực phẩm.................................................................................................................................58
Hình 4.16 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến
men thực phẩm.........................................................................................................................59
Hình 4.17 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men
thực phẩm.................................................................................................................................60
Hình 4.18 COD đầu ra và độ đục đầu ra trung bình của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với
nước thải chế biến men thực phẩm ..........................................................................................62
Hình 4.19 SVI và MLSS trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước
thải chế biến men thực phẩm ...................................................................................................63
Hình 4.20 COD đầu ra khi pH đầu vào thay đổi từ 4 – 11 ......................................................64
Hình 4.21 COD đầu ra của mô hình pH = 12 ..........................................................................65
Hình 4.22 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men

thực phẩm.................................................................................................................................66
Hình 4.23 Độ đục đầu ra khi pH đầu vào thay đổi từ 4 – 11 ...................................................67
Hình 4.24 Độ đục đầu ra của mô hình pH = 12 .......................................................................67
Hình 4.25 Biến thiên SVI khi pH đầu vào thay đổi từ 4 – 11..................................................68
TÀI LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI WEBSITE WWW.MOITRUONGXANH.INFO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Hình 4.26 SVI của mô hình pH = 12 .......................................................................................69
Hình 4.27 Biến thiên MLSS khi pH đầu vào thay đổi.............................................................70
Hình 4.28 MLSS của mô hình pH = 12 ...................................................................................70
Hình 4.29 pH đầu ra khi pH đầu vào thay đổi .........................................................................71
Hình 4.30 SVI trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men
thực phẩm.................................................................................................................................72
Hình 4.31 MLSS và COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước
thải chế biến men thực phẩm ...................................................................................................73
Hình 4.32 COD đầu ra và độ đục đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối
với nước thải chế biến thực phẩm............................................................................................73
Hình 4.33 pH đầu ra trung bình ổn định khi pH đầu vào thay đổi...........................................74

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Danh sách các từ viết tắt
BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hoá.
COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học.
DO (Dissolved Oxygen): Nồng độ oxy hoà tan.
SS (Suspended Solid): Chất rắn lơlửng.
MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): Chất rắn lơlửng trong bùn lỏng.
MLVSS (Mix Liquid Volatile Suspended Solids): Chất rắn lơlửng bay hơi trong bùn lỏng.
SVI (Sludge Volume Index): Chỉ số thể tích bùn.
SRT (Solid Retention Time): Thời gian lưu bùn.
F/M (Food – Microorganism ratio): Tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật.
TN: Hàm lượng Nitơtổng.

TP: Hàm lượng Photpho tổng.
TSS: Tổng chất rắn lơlửng.
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam.
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1. GIỚI THIỆU
- Hiện nay, có rất nhiều phương pháp được dùng để xử lý nước thải, bao gồm: cơhọc,
hóa lý, sinh học,…Trong đó, phương pháp sinh học đang được coi nhưlà phương pháp hữu
hiệu trong lĩnh vực xử lý nước thải vì những ưu điểm của nó như: đơn giản, rẻ tiền, hiệu quả
cao hơn các biện pháp cơhọc, hóa lý,…Quá trình công nghệ này hoạt động dựa trên sự hoạt
động của hệ vi sinh vật. Vì vậy, đểcó thể áp dụng hiệu quả phương pháp xử lý này, điều kiện
tiên quyết là phải có một quần thể vi sinh vật tốt hay nói theo từ chuyên môn là bùn hoạt tính
để phân hủy chất ô nhiễm.
- Tuy nhiên, không phải lúc nào bùn cũng có hoạt tính mạnh để xử lý nước thải. Trái
lại, các kỹ sưvận hành phải thường xuyên đối mặt với vô số những rắc rối phát sinh khi vận
hành bùn hoạt tính. Một trong những rắc rối thường gặp đó là việc suy giảm hay mất đi quần
thể vi sinh vật hay còn gọi là hiện tượng bùn tạo khối. Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện
tượng nói trên trong đó các yếu tố vận hành nhưpH, tải trọng,… có ảnh hưởng khá quan
trọng. Vì vậy, đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của pH và tải trọng đến tính chất lắng của
bùn hoạt tính” được đề ra để nghiên cứu, theo dõi với mong muốn sẽ làm tăng hiệu quả vận
hành để nâng cao hiệu suất xử lý của hệ thống xử lý sinh học.
1.2. MỤC ĐÍCH
Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số vận hành bao gồm pH và tải trọng đến tính
chất lắng của bùn hoạt tính.
1.3. PHẠM VI ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu được tiến hành trên các mô hình phòng thí nghiệm, là những mô hình
hoạt động theo từng mẻ có thể tích 2 lít. Mô hình được vận hành trong vòng 3 tháng, bao gồm
3 thí nghiệm nhưsau:
Thí nghiệm 1: Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính

đối với nước thải thuộc da của công ty Đặng TưKý thuộc Khu Công Nghiệp Lê Minh Xuân.
Thí nghiệm 2: Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính
đối với nước thải chế biến thực phẩm Maurine – La Ngà.
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hưởng của pH đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối
với nước thải chế biến men thực phẩm Maurine – La Ngà.
- Các thông số ảnh hưởng đến nghiên cứu bao gồm: pH và tải trọng.
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Bao gồm:
- Tổng quan về bùn hoạt tính và một số hiện tượng liên quan đến bùn hoạt tính như
bùn phát triển phân tán, bùn nổi, bùn tạo khối,…và các phương pháp để kiểm soát các hiện
tượng bùn tạo khối, tạo bọt.
- Xây dựng mô hình phòng thí nghiệm.
- Tiến hành các thí nghiệm:
 Thí nghiệm 1: thay đổi tải trọng từ 0,3 – 0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,0 kgCOD/m
3
.ngày
đối với nước thải thuộc da.
 Thí nghiệm 2: thay đổi tải trọng từ 0,3 – 0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,0 – 4,0 – 6,0
kgCOD/m
3
.ngày đối với nước thải chế biến men thực phẩm Maurine – La
Ngà.
 Thí nghiệm 3: thay đổi pH nhưsau: 4, 6.5 – 7.5, 8.5, 11, 12 đối với nước thải
chế biến men thực phẩm Maurine – La Ngà.
- Xử lý và thảo luận kết quả thu được.
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN

2.1. GIỚI THIỆU VỀ BÙN HOẠT TÍNH
2.1.1. Lịch sử phát triển của quá trình bùn hoạt tính
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí - bùn hoạt tính ngày nay đã trở
nên rất phổ biến và quen thuộc. Tổ tiên của phương pháp này là tiến sĩAngus Smith. Vào
cuối thế kỉ trước, ông đã nghiên cứu việc làm thoáng khí tạo điều kiện oxy hoá chất hữu cơ
làm giảm ô nhiễm trong nước thải. Và từ đó, có rất nhiều nghiên cứu về vấn đề này. Năm
1910, Black và Phelps thấy rằng có thể làm giảm ô nhiễm nước thải đáng kểbằng cách sục
khí. Nhiều thí nghiệm tiếp theo đã đưa đến thí nghiệm Lowrence trong suốt năm 1912, 1913
của Clark và Gage. Hai ông thấy rằng nước thải được làm thoáng, cùng với việc nuôi cấy vi
sinh trong các bình, các hồđược che một phần bằng các máng che cách nhau 25mm sẽ tăng
khả năng làm sạch nước. Dựa vào kết quả của công trình nghiên cứu này, Tiến sĩ G.J. Flower
đại học Manchester, Anh thực hiện một số thí nghiệm tương tự và cuối cùng đã đưa đến công
trình của Arden và Lockett tại viện nghiên cứu nước thải Manchester. Trong suốt quá trình
thí nghiệm của mình, hai ông phát hiện rằng, bùn đóng vai trò quan trọng trong việc xửlý
nước thải bằng cách sục khí. Công trình nghiên cứu này được tuyên bố vào ngày 3/5/1914.
Arden và Lockett đặt tên cho quá trình này là quá trình bùn hoạt tính.
2.1.2. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính là một tập hợp gồm nhiều vi sinh vật và các hạt có kích thước khác
nhau. Các hạt có thể là các vi khuẩn 0.5 - 5µm hoặc là các bông bùn lớn từ 1mm trở lên. Bùn
hoạt tính là có nhiệm vụ làm giảm nồng độ chất hữu cơ(C và năng lượng) và vô cơđến mức
thấp nhất có thể. Do vậy mà quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính phải sống trong môi
trường cạnh tranh gay gắt. Chỉ có quần thể sinh vật nào có khả năng thích nghi tốt mới có thể
sống sót. Tuy nhiên loài chiếm ưu thế trong quần thể vi sinh vật thường thay đổi do các yếu
tố ảnh hưởng không phải lúc nào cũng giống nhau. Nhưng dù là loài nào đi chăng nữa thì
cũng phản ảnh đầy đủ đặc điểm của hệ thống bùn hoạt tính đó.
Quần thể chủ yếu của bùn hoạt tính là các vi khuẩn dị dưỡng (ăn các chất vô cơ) như
Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Flavobacterium, Citromonas,
Zooglea. Ngoài ra còn có một số vi sinh vật khác nhưnấm, protozoa (động vật nguyên sinh)
và metazoa (động vật đa bào). Trong bùn hoạt tính cũng có các hạt vô cơvà hữu cơ(từ nước
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
thải), các polymer ngoại bào (để tăng cường quá trình kết bông) và các hạt dễ bay hơi. Tuy
nhiên các vi sinh vật trong bùn hoạt tính được chia làm 2 nhóm chính:
- Nhóm phân huỷ: chịu trách nhiệm phân huỷ các chất ô nhiễm trong nước thải. Đại
diện cho nhóm này gồm có vi khuẩn, nấm, cynaphyta không màu. Một số động vật nguyên
sinh cũng có khả năng phân huỷ chất hữu cơtan nhưng các chất này phải ở nồng độ cao.
Ngược lại chúng sẽ không làm tốt công việc này nhưvi khuẩn.
- Nhóm tiêu thụ: có nhiệm vụ tiêu thụ các vi khuẩn và các tế bào vi khuẩn, thường
được gọi chung là chất nền. Nhóm này chủ yếu là microfauna (động vật hiển vi) gồm động
vật nguyên sinh và động vật đa bào.
Khoảng 95% loài trong bùn hoạt tính làm chức năng phân huỷ (trong đó chủ yếu là vi
khuẩn). Qua đó ta thấy vai trò loại bỏ chất bẩn của động vật hiển vi không đáng kể.
2.1.3. Sự tăng trưởng sinh khối
Vi sinh vật có thể sinh trưởng thêm nhiều nhờ sinh sản phân đôi, sinh sản giới tính,
nhưng chủ yếu chúng phát triển bằng cách phân đôi. Thời gian cần để phân đôi tế bào thường
gọi là thời gian sinh sản, có thể dao động từ dưới 20 phút đến hằng ngày.
Các giai đoạn sinh trưởng của vi khuẩn:
1- Giai đoạn tiềm tàng hay thích nghi (giai đoạn sinh trưởng chậm - Lag phase): là
giai đoạn vi khuẩn cần thời gian để thích nghi với môi trường dinh dưỡng. Ở giai đoạn này,
nồng độ BOD trong nước thải cao, nồng độ oxy hoà tan thấp. Nhóm protozoa có thể sống
trong điều kiện này là trùng biến hình (amoebae) và trùng roi (flagellates). Trùng tiên mao
(ciliated protozoa), trùng bánh xe (rotifers), giun tròn sống tự do (free-living nematodes) cũng
xuất hiện ở giai đoạn này nhưng số lượng ít và khả năng hoạt động không hiệu quả. Vì vậy,
hiệu quả xử lý BOD trong suốt pha lag không cao, nước thải bị đục.
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Hình 2.1 Trùng biến hình (amoebae)
Hình 2.2 Trùng roi (flagellate)
2- Giai đoạn tăng sinh khối theo số mũ (Log phase): Ở pha log vi khuẩn sản xuất ra
nhiều enzym cần thiết để làm giảm BOD và tổng hợp tế bào cần thiết cho quá trình sinh

trưởng. Có thể chia pha log thành hai giai đoạn nhỏ.
- Trong nửa giai đoạn đầu, tế bào vi khuẩn hấp thụ BOD và hàm lượng bay hơi của
MLSS tăng. Lúc này vi khuẩn chưa sinh trưởng nhiều.
- Trong nửa giai đoạn còn lại, quá trình tổng hợp và sinh trưởng xảy ra. Vi khuẩn sử
dụng cBOD đã hấp thụ được để sản sinh ra tế bào mới, số lượng vi khuẩn lúc này tăng nhanh
theo cấp số mũ. Hiệu quả xử lý BOD lúc này rất cao. Nồng độ ô nhiễm trong nước thải giảm
và nồng độ oxy hòa tan tăng.
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Số lượng trùng tiên mao bơi (free-swimming ciliates) tăng nhanh trong suốt pha log
và là động vật nguyên sinh đặc trưng ở pha này, thời gian sinh trưởng của trùng tiên mao bơi
khoảng 24 giờ. Trong khi đó, trùng biến hình (amoebae) và trùng roi (flagellates) không thể
cạnh tranh thức ăn với trùng tiên mao nên trong giai đoạn này số lượng trùng biến hình và
trùng roi giảm. Sự xuất hiện của một lượng lớn trùng tiên mao bơi làm tăng hiệu quả xử lý,
chất lượng nước thải đầu ra được cải thiện đáng kể: nồng độ BOD, nồng độ TSS và độ đục
giảm. Ngoài ra, trùng tiên mao bò, trùng tiên mao có cuống, trùng bánh xe, và giun tròn sống
tự do cũng xuất hiện nhưng số lượng rất ít.
Hình 2.3 Trùng tiên mao bơi (free – swimming ciliate)
3- Giai đoạn tăng trưởng chậm dần (Declining log phase): Đây là giai đoạn quan
trọng nhất đối với sự phát triển của vi sinh vật cũng nhưsự hình thành bông bùn. Trong giai
đoạn này, có 2 điều kiện quan trọng để hình thành bông bùn. Đầu tiên, phải có một lượng lớn
vi khuẩn. Thứhai, các vi khuẩn này phải sản xuất ra một lượng lớn các sợi tế bào cùng các
polysaccarit và các hạt polyhydrobutyrate (PHB). Các sợi tế bào, polyscaccarit và PHB chính
là các yếu tố hình thành bông bùn. Các sợi tế bào có kích thước rất nhỏ (2 - 5nm), gồm nhiều
gốc hoá học nhưcacbonxyl (-COOH), hydroxyl (-OH), sulfhydryl (-SOOH) và photphoryl (-
POOH). Những gốc hoá học này sẽ bị ion hoá trong khoảng pH tối ưu của bùn hoạt tính. Khi
đó, phân tử hydro sẽ tách ra, còn lại là các gốc ion âm (-COO-, -O-, -SOO-, -POO-). Các gốc
này hoạt động nhưcác ion âm, chúng sẽ kết hợp với các ion đa hoá trị trong nước thải ví dụ
nhưCa2+ và liên kết các vi khuẩn lại với nhau, hình thành bông bùn. pH là yếu tố quan trọng
ảnh hưởng đến mức độ ion hoá nên khi pH thay đổi sẽ ảnh hưởng quá trình tạo bông bùn.

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Nhiều loại polysaccarit không hòa tan được sản sinh trong suốt quá trình tạo bông.
Các polysaccarit này đóng vai trò nhưchất kết dính để gắn kết các tế bào vi khuẩn lại với
nhau. Trong giai đoạn này, lượng sinh khối rất nhiều và đa dạng, hiệu quả xửlý BOD cao. Số
lượng trùng tiên mao nhiều, trong đó chiếm ưu thếlà trùng tiên mao bò (crawling ciliated
protozoa). Trùng tiên mao bơi không nhiều vì ở giai đoạn này lượng vi khuẩn ít phân tán gây
khó khăn trong việc tìm thức ăn cho loài này.
Hình 2.4 Trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa)
4- Giai đoạn hô hấp nội bào (Endogenous phase): Trong giai đoạn này xảy ra hiện
tượng giảm dần sinh khối. Phần lớn lượng BOD bị vi khuẩn phân hủy trong giai đoạn này
được sử dụng cho hoạt động sống của tế bào vi khuẩn hơn là tổng hợp và sinh trưởng. Một
điều thay đổi đáng kể trong giai đoạn này là sự phát triển của các vi khuẩn dạng sợi
(filamentous). Bông bùn trong giai đoạn này cần có một lượng vi khuẩn dạng sợi đủ để phát
triển ở kích thước trung bình (150 - 500m) và kích thước lớn (> 500m). Trong giai đoạn
này, vi sinh đa dạng, do đó đẩy nhanh hiệu quả xửlý. Ở giai đoạn này, nước thải đã được xử
lý gần hết, mức độ ô nhiễm giảm mạnh.
Số lượng trùng tiên mao bò và trùng tiên mao có cuống ở giai đoạn này rất cao. Dưới
những điều kiện tối ưu, số lượng của chúng có thể là 50.000/ml. Trùng bánh xe và giun tròn
sống tự do cũng nhưnhững động vật đa bào khác có thời gian phát sinh trưởng dài hơn so với
động vật nguyên sinh, thời gian sinh trưởng của chúng là vài tuần. Thời gian này thường lâu
hơn tuổi bùn của hầu hết các quá trình bùn hoạt tính. Thời gian sinh trưởng dài chính là một
trong 2 yếu tố làm cho số lượng trùng bánh xe không nhiều. Yếu tố thứ hai là do sự xáo động
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
trong môi trường bùn hoạt tính gây khó khăn cho vi sinh vật đực và cái gặp nhau. Chúng sẽ
tăng nhanh trong môi trường ổn định và có tuổi bùn cao, thường là trong các hồ sinh học.
Hình 2.5 Trùng tiên mao có cuống (stalk ciliated protozoa)
Hình 2.6 Giun tròn sống tự do (free – living nematode)
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Hình 2.7 Trùng bánh xe (rotifer)
Hình 2.8 Bùn ở giai đoạn hô hấp nội bào
Hình 2.8 minh họa bùn tốt vì bông bùn rất to đồng thời có sự xuất hiện rất nhiều của
trùng tiên mao có cuống.
Bảng 2.1 Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật
Các đặc tính Giai đoạn thích
nghi
Giai đoạn tăng
sinh khối theo
số mũ
Giai đoạn sinh
trưởng chậm
dần
Giai đoạn hô
hấp nội bào
Bông bùn Chưa có Chưa có Xuất hiện Xuất hiện
Hình dạng bông
bùn
- - Hình cầu Bất thường
BOD Cao Cao Trung bình Thấp
DO Thấp Thấp Trung bình Cao
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Số lượng vi
khuẩn
Thấp Trung bình Nhiều Nhiều
Vị trí vi khuẩn Phân tán Phân tán Nằm trong bông
bùn
Nằm trong bông

bùn
Loài ưu thế Trùng biến hình
và trùng roi
Trùng tiên mao
bơi
Trùng tiên mao
bò
Trùng tiên mao
bò và trùng tiên
mao có cuống
Chất rắn mịn Đáng kể Đáng kể Không đáng kể Không đáng kể
2.1.4. Tính chất tạo bông bùn hoạt tính
Bùn hoạt tính gồm các cá thể vi sinh vật không sống độc lập mà phát triển theo từng
khối. Khả năng tạo bông là đặc tính quan trọng nhất của bùn hoạt tính. Nhờ có sự kết bông
mà bùn có một tốc độ lắng thích hợp và chỉ có lắng trọng lực là cách hiệu quả và kinh tế nhất
để tách bùn khỏi nước thải đã xử lý. Những vi sinh vật có khả năng kết bông hoặc chỉ cần có
khả năng kết dính vào bông bùn sẽ có lợi cho bản thân hơn rất nhiều so với những loài sống
riêng rẽ:
- Chúng được giữ lại trong bùn hoạt tính trong khi các loài không có khả năng tạo
bông hay kết dính sẽ bị cuốn trôi đi.
- Phát triển thành khối sẽ bảo vệ cho chúng chống lại sự đe dọa của các loài khác.
- Các vi sinh vật tạo bông có trong bùn hoạt tính nhưPseudomonas, Achromobacter,
Alcaligenes, Citromonas, Flavobacterium và Zoogloea có khả năng chuyển các chất hữu cơ
thành glycocalyx. Glycocalyx là một lớp polysaccharide bao xung quanh lớp màng bên ngoài
của các tế bào gram âm và lớp peptidoglycan của tế bào gram dương. Nó nhưmột loại
polymer hữu cơcó tác dụng làm tăng độ nhớt của nước, do đó làm cho các tế bào chất riêng
lẻ có thể hình thành nên một vi môi trường cho các enzym ngoại bào hoạt động. Mạng
polymer glycocalyx nhớt này làm cho các cá thể kết dính vào nhau hoặc dính vào các bề mặt
chất rắn khác và tạo nên các khối lớn hơn. Do đó có thể nói rằng glycocalyx có nhiệm vụ kết
dính các tế bào chất lơlửng và hình thành những lớp màng sinh học. Thực tế trong hệ thống

xử lý nước thải, các hạt lơlửng, đặc biệt là các hạt vô cơnặng, thường bị dính vào mạng
polymer này hơn là các tế bào vi sinh vật. Từ đó mà các bông bùn nặng được hình thành.
Li và Ganczarczyk đã sử dụng các phân tích hình ảnh để nghiên cứu vai trò của mạng
polymer đối với việc kết bông và xác định đặc điểm của bùn hoạt tính. Họ đã đưa ra 4 kết
luận sau:
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
- Lượng polymer sinh học trong bùn có tải trọng cao hơn thường ít hơn trong bùn có
tải trọng thấp hơn vì các polymer ngoại bào được hình thành chủ yếu ở giai đoạn hô hấp nội
bào.
- Vi sinh vật không phân chia giống nhau trong mạng polymer mà phân tán thành các
cụm vi sinh không đều nhau trong bùn hoạt tính.
- Cấu trúc bên trong của bùn có những đường rãnh cũng nhưcác hốc nằm rải rác ngẫu
nhiên tạo điều kiện cho các dòng nước có thể đi xuyên qua.
- Bản thân mạng polymer (không kể đến sự hiện diện của các vi khuẩn dạng sợi trong
bông bùn) đã có thể duy trì sự nguyên vẹn của các bông bùn lớn dù đang có một sự xáo trộn
lớn trong bể (tức là dù có sục khí mạnh thì các bông bùn cũng không bị vỡ nếu được hình
thành từ mạng polymer). Trường hợp bùn tạo khối, các bông bùn được giữ ổn định nhờ một
loại khung được tạo bởi các vi khuẩn dạng sợi.
a. Khả năng tạo bông của bùn
Ở giai đoạn tăng trưởng cấp số mũ, vi khuẩn bị biến mất trong môi trường nuôi cấy.
Vào thời điểm chuyển sang giai đoạn chậm dần, chúng kết lại thành bông có màu nâu nhạt,
có thể dài đến vài mm có hình dạng phân nhánh nhưcái găng tay. Các vi khuẩn này xuất hiện
thành từng nhóm dạng keo hay bông xuất hiện ở giai đoạn chuyển hoá nội bào. Hiện tượng
kết bông của vi sinh rất phức tạp được kiểm soát bởi trạng thái sinh lý của tế bào, là một đặc
tính của nhiều vi sinh, có liên quan đến sự tiết ra polymer mà trong đó các polysacarit đóng
vai trò đặc biệt.
Trong điều kiện nuôi cấy tối ưu, bùn hoạt tính được hình thành ở dạng những bông dễ
dính vào nhau và dễ lắng. Dưới đây là hình minh họa bùn kết bông tốt:
Hình 2.9 Bùn hoạt tính kết bông tốt

b. Cơchế của việc tạo bông
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Cơchế của việc tạo bông sinh học và các yếu tố quyết định cơchếđó đã được nhiều
tác giả nghiên cứu. Theo Mc.Kinney, sự tạo bông sinh học gây ra do việc giảm diện tích đến
giá trị tới hạn cho phép các tế bào tụ hợp lại trong quá trình chuyển động tự do của chúng.
Việc giảm diện tích bề mặt tế bào bắt đầu vào thời điểm khi mà các lớp vỏ tế bào được phủ
bằng vật liệu polysacarit sản sinh bởi tế bào, chủ yếu là vào giai đoạn chuyển hoá nội bào.
K.rabtree và những người khác gắn quá trình tạo bông sinh học với việc hình thành
polymer nội bào axit poly--oxy butyric. Nhưng phần lớn các chuyên gia lại gán cho polymer
này chức năng của chất dự trữ bị tiêu hao trong giai đoạn chuyển hoá nội bào tức là giai đoạn
mà quá trình tạo bông sinh học xảy ra mạnh nhất.
Hiện nay được nghiên cứu đầy đủ nhất là lý thuyết kết dính tế bào dưới tác động của
polymer ngoại bào. Theo thuyết này thì sự tạo bông sinh học xảy ra bằng cách tác động tương
hỗ của những chất đa điện ly cao phân tử do các tế bào sinh ra với bản thân tế bào vi khuẩn.
Kết quả là các chất đa điện ly nối và liên kết những tế bào riêng biệt thành các tổ hợp và bông
có khả năng tách khỏi pha lỏng bằng phương pháp lắng.
2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH
2.2.1. Ảnh hưởng của pH
pH là một yếu tố chính trong sự phát triển của vi sinh vật. pH lớn quá hay thấp quá
đều ảnh hưởng xấu tới đời sống vi sinh. Sự hình thành bông bùn tốt nhất ở pH nằm trong
khoảng 6.5 - 8.5. Khi pH < 6.5 và > 8.5, liên kết giữa các bông bùn trở nên yếu, bùn nổi lên
do các vi khuẩn không liên kết chặt chẽ.
Hình 2.10 Bùn liên kết yếu
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
2.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ nước thải có ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ phản ứng sinh hóa trong quá trình
xử lý nước thải. Nhiệt độ không những ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật mà còn tác
động lớn tới quá trình hấp thụ khí oxy vào nước thải và sự phát triển cũng nhưtính lắng của

bông bùn.
Khi nồng độ MLVSS cao (> 10,000 mg/l): sự thay đổi nhiệt độ sẽ gây ra ảnh hưởng
vật lý đến bông bùn. Nếu nhiệt độ giảm, nước thải sẽ trở nên nặng làm giảm tốc độ lắng của
bông bùn. Khi nhiệt độ tăng lên, nước thải ít nặng hơn nên tốc độ lắng của bông bùn tăng lên.
Khi nồng độ MLVSS khá nhỏ, khoảng 2000 mg/l thì sự thay đổi nhiệt độ sẽ ảnh
hưởng đến cấu trúc bông bùn. Khi nhiệt độ tăng lên, vi sinh hoạt động nhiều hơn làm sinh ra
nhiều chất không hòa tan được nhưlipids và dầu mỡ. Những chất này được bông bùn hấp thụ
nên vận tốc lắng giảm xuống.
Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình bùn hoạt tính
Nhiệt độ (º C) Ảnh hưởng
> 38 Ảnh hưởng bất lợi đối với việc hình thành
bông bùn
> 32 Động vật nguyên sinh kém hoạt động
> 16 Tốc độ khử nBOD tăng đáng kể
> 14 Tốc độ khử cBOD tăng đáng kể
> 12 Bông bùn hình thành nhanh chóng
> 8 Chất béo, dầu, mỡ giảm xuống
> 4 Động vật nguyên sinh hoạt động mạnh mẽ
2.2.3. Ảnh hưởng của kim loại nặng
Nước thải công nghiệp thường chứa nhiều kim loại nặng độc hại. Hầu hết các kim loại
nặng xâm nhập vào bùn hoạt tính ở dạng hòa tan nhưoxit kim loại hay dưới dạng các ion tự
do nhưCu
2+
, Pb
2+
. Khi các kim loại này hấp thụ vào bề mặt của tế bào vi khuẩn, một vài phản
ứng hóa học và lý học sẽ xảy ra. Sự hiện diện của các kim loại này ởtế bào vi khuẩn sẽ làm
bông bùn nặng hơn. Một vài kim loại nặng hấp thụ vào trong tế bào vi khuẩn, khi vào trong tế
bào vi khuẩn, chúng sẽ tấn công các enzyme. Điều này thường xảy ra ở vịtrí nhóm thiol (-
SH) trong các amino acid. Khi các enzyme bị tấn công sẽ làm trì trệ hoạt động của các vi

khuẩn. Kim loại nặng không chỉ tấn công vi khuẩn mà còn tấn công trùng tiên mao, trùng
bánh xe, giun tròn di chuyển tự do. Việc này dẫn tới làm giảm hoạt động của các vi sinh vật
và chúng bị rửa trôi nhiều ở dòng ra.
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
Có nhiều chỉ thị để nhận biết trong nước thải có kim loại nặng. Có thể dùng kính hiển
vi, chỉ thị sinh học, hóa học. Nếu dùng kính hiển để xem bùn, ta có thể nhận biết sự hiện diện
của kim loại nặng khi bùn phát triển phân tán, giảm mật độ hay thay đổi hình dạng bông bùn,
thay đổi hoạt động và số lượng trùng tiên mao. Chỉ thị sinh học chính là sự tăng nồng độ oxy
hòa tan trong bể sục khí. Ngoài ra ta cũng có thể dùng chỉ thị hóa học nhưphân tích thành
phần amoni, nitric, orthophophat trong nước.
Kim loại nặng trong nước thải ức chế hoạt động của những vi khuẩn khử cBOD và
nBOD. Khi có sự hiện diện của các kim loại nặng độc hại trong nước, các vi khuẩn chỉ khử
một lượng nhỏ cBOD (cacbon BOD), do vậy vi khuẩn chỉ sử dụng một lượng nhỏ N và P. Vì
thế nồng độ các ion amoni và orthophotphat trong nước thải sẽ cao. Do các vi khuẩn nitrat
hóa bị ức chếbởi các kim loại nặng, quá trình nitrat hóa sẽ bị chậm lại. Nếu quá trình nitrát
hóa bị chậm lại hay ngừng hẳn, sẽ xảy ra sự tích lũy của các ion nitrit. Vi khuẩn
Nitrosomonas chuyển hóa amoni thành nitrit chịu được kim loại nặng tốt hơn Nitrobacter - vi
khuẩn chuyển hóa nitrit thành nitrat, cho nên nước thải đầu ra có nồng độ cao các ion nitrit
trong khi nồng độ các ion nitrat thì thấp. Khi quá trình nitrat hóa bị ngừng hẳn, amoni không
bịoxy hóa trong bể sục khí và được thải ra ngoài. Quá trình khử BOD bị ngưng trệ thì oxy sẽ
không được sử dụng cho các hoạt động của vi sinh vật, khi đó nồng độ oxy trong bể aeroten
sẽ cao.
2.2.4. Ảnh hưởng của các chất dầu mỡ trong nước thải
Chất béo thường gặp trong nước thải sinh hoạt là các chất bơ, margarine, dầu thực vật,
dầu ăn. Chất béo cũng được tìm thấy ở thịt, đậu phộng… Chất béo và dầu mỡ thường bền
vững và khó bị phân hủy. Trong quá trình bùn hoạt tính, các hợp chất này sẽ bao phủ các
bông bùn và can thiệp vào hoạt động vi khuẩn cũng nhưcấu trúc bông bùn. Các chất béo,
dầu, mỡ này có cấu trúc hoá học tương tự nhưlipid của thành tế bào sẽ được hấp thụ vào
thành tế bào vi khuẩn. Các hợp chất này khi ở trên bề mặt tế bào sẽ làm tăng nồng độ

MLVSS. Một số hợp chất béo, dầu mỡ khó phân hủy sẽ tích tụ trong bông bùn và chuyển
thành dạng kị khí gây độc nhưmetan.
2.2.5. Ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt
Khi trong nước thải hiện diện các chất hoạt động bề mặt nhưxà bông hoặc thuốc tẩy,
hoạt động của các trùng tiên mao và các động vật đa bào sẽ bị gián đoạn hoặc ngừng hẳn, các
bông bùn trưởng thành bị yếu và hoạt động của chúng bị ngưng trệ. Khi đó, số lượng lớn
bông bùn nhỏ được hình thành dưới dạng rời rạc hoặc phân tán. Xà bông hay thuốc tẩy tác