bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o
Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hμ néi
b¸o c¸o ®Ò tμi:
nghiªn cøu, x©y dùng, biªn so¹n tμi liÖu vÒ c¸c qui tr×nh
c«ng nghÖ xö lý m«i tr−êng trong c«ng nghiÖp thùc phÈm
m∙ sè: b2002 - 28 - 28 - §tmt


7
7

Tính toán songchắn rác
8

Tính toánthiết bị trung hoà & thiết bị tạo hỗn hợp
8

Tính toán thiết bị lắng
9

Tính toán bể lọc
11

Tính toán thiết bị tuyển nổi
11

Tính toán thiết bị sinh học
Tính toánthiết bịlọc nhỏ giọt
Tính toán thiết bị hấp phụ
Thiết bị khử trùng
Thiết bị làm khô bùn
12
16
17
17
17

III

Tuy nhiên, do nhu cầu tồn tại của con ngời, tự nhiên dần dần mất đi cái bản tính vốn có
của nó do: Cây cối bị chặt nhiều hơn trồng lại; Ti nguyên mỏ cũng nh ti nguyên
nớc thiên nhiên bị khai thác trên diện rộng. Trình độ cũng nh qui mô sản xuất hng
hoá ngy cng phát triển mạnh cả về chiều rộng v chiều sâu. Hng hoá sản xuất nhiều
đồng nghĩa với việc tăng các loại chất thải vo môi trờng tự nhiên. Chất thải nói chung
bao gồm:

1. Chất thải công nghiệp: L các loại chất thải phát sinh trong quá trình hoạt động sản
xuất, kinh doanh của các cơ sở sản xuất công nghiệp sinh ra.
2. Chất thải nông nghiệp: L các loại chất thải phát sinh trong quá trình hoạt động sản
xuất, kinh doanh của các cơ sở sản xuất công nghiệp sinh ra.
3. Chất thải sinh hoạt: L các loại chất thải phát sinh trong quá trình hoạt động sống
của con ngời v xã hội sinh ra.
4. Các loại chất thải khác: Do các hoạt động còn lại của tự nhiên v
xã hội sinh ra.

Các loại chất thải nói chung l rất đa dạng v phong phú nhng chung qui lại ở ba thể
loại:

Chất thải rắn: L các loại chất thải ở điều kiện bình thờng l các chất rắn.
Chất thải lỏng: L các loại chất thải ở điều kiện bình thờng l các chất rắn.
Chất thải khí: L các loại chất thải ở điều kiện bình thờng l các chất khí.

Chính các yếu tố ny đã lm môi trờng ngy cng kiệt quệ v mức độ ô nhiễm ngy
cng cao. Các qui luật tự nhiên không còn tuân theo các qui luật vốn có của chúng nữa.
Hiện tợng Nino, hiệu ứng nh kính, thuỷ triều đỏ, tuyết giữa mùa hè rồi thủng tầng
ôzôn, lụt lội, thuỷ, hải sản chết hng loạt v.v. lm cho vấn đề xử lý ô nhiễm môi trờng
trở thnh vấn đề tiên phong của bất kỳ một Quốc gia, một tổ chức quốc tế no.

Nớc thải trong nghnh Công nghiệp Thực phẩm cũng không nằm ngoi các đặc tính


Các đặc tính cơ bản nhất đặc trng cho mỗi loại n
ớc thải bao gồm:
Chỉ số pH - Độ kiềm hoặc acid của nớc.
COD - Tính đến tổng nhu cầu ôxy cho phản ứng phân huỷ hoá học.
BOD - Tính đến tổng nhu cầu ôxy cho phản ứng phân huỷ sinh học.
SS - Tổng chất rắn lơ lửng.
Tổng số Nitơ, Phosphor, Lu huỳnh, Phenol, Dầu mỡ.v.v.
Các nguyên tố độc hại.
Tổng Coliform.

Có nhiều phơng pháp cho phép xác định đợc giá trị các thông số trên, các phơng
pháp xác định thờng xử dụng cho mỗi laọi thnh phần l:
1. Xác định hm lợng các chất hữu cơ: Các chất hữu cơ có thể xác định đợc bằng
một trong bốn phép thử sau:
Kiểm tra BOD.
Kiểm tra COD.
Kiểm tra TOC l tổng số CO
2
v các loại Carbon hữu cơ.
Kiểm tra TOD l lợng Carbon hữu cơ v Nitơ, Sulphua không bị ôxy hoá.
2. Xác định lợng các chất không tan: Có thể bằng phơng pháp cân - sấy - lọc hoặc so
mu.
3. Kim loại nặng: Có thể xác định bằng phơng pháp hoá ( với một vi nguyên tố )
hoặc phơng pháp khối phổ, so mu .v.v.
4. Các thnh phần khác đợc xác định bằng những phơng pháp đặc trng riêng. Aeroten

Hồ sinh học

Song Bùn hoạt tính
Chắn rác

Nớc thải loại 3 Lắng sơ bộ
Chứa hữu cơ cao Hình1: Sơ đồ khối hệ thống xử lý nớc thải

Trong quá trình sản xuất v
sinh hoạt, nớc thải thờng đợc phân thnh ba loại chính:

6

1. Nớc thải có thnh phần các chất vô cơ v hữu cơ dễ phân lập cao.
2. Nớc thải có chứa hm lợng kim loại nặng, cao.
3. Nớc thải có chứa hm lợng chất hữu cơ khó tách cao.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống:


thờng sử dụng trao đổi Ion cho xử lý nớc thải.

Các mô hình xử lý nớc thải hoá học th
ờng đợc sử dụng thích hợp với từng loại hình
nớc thải đợc cho trong bảng sau:

7
Bảng 1: Các mô hình xử lý nớc thải hoá học.

Phơng
pháp xử lý
Kiểu vận
hnh
Mức độ xử lý Nhận xét
Trao đổi Ion Lọc tuần hon
kết hợp hon
nguyên nhựa
Khử khoáng chất,
thu hồi nớc & sản
phẩm
Có thể trung ho & tách chất rắn từ việc

Có xúc tác, liên
tục, gián đoạn
ôxy hoá hon ton
hoặc một phần
ôxy hoá từng phần theo hớng tách vi
sinh các chất hữu cơ

Bảng 2: Các mô hình xử lý nớc thải sinh học:

Phơng
pháp
xử lý
Kiểu vận
hnh
Mức độ xử
lý
đất yêu cầu Thiết bị Nhận xét
Hồ Gián đoạn
hoặc liên tục;
Ton diện
hoặc kỵ khí
Trung bình Thời gian lu 10 -
60 ngy
Kiểm tra vết
hoặc liên tục
Hồ
aeroten
Bể hỗn hợp
hon ton
hoặc liên tục

2,62m
3
/m
3
.ngy
Sục khí cơ khí
hoặc khuếch
tán; phân loại
bùn v hồi
lu
Bùn đợc tách
nớc.
Lọc nhỏ
giọt
Sử dụng liên
tục; Có thể sử
dụng dòng
tuần hon
Hiệu suất
trung bình
hoặc cao theo
tải lợng
Diện tích bề mặt
lọc 5,52 - 34,4
m
2
/10
3
m
3

nớc tạo hơi
6,24.10
-7
- 4,68.10
-6

m
3
/m
2
.s
ống nhôm
hoặc đồng -
thiếc
Tách loại chất
rắn, muối trong
nớc.

8
I.2. Nớc thải nghành Công nghiệp Thực phẩm:

Nghnh Công nghiệp thực phẩm nói chung bao gồm:
Công nghệ sản xuất bia, rợu, nớc giải khát.
Công nghệ chế biến rau quả.
Công nghệ chế biến thực phẩm (chế biến gia súc, chế biến tôm, cá)
Công nghệ giết mổ gia súc.
Công nghệ chế biến tinh bột, mía đờng, mì chính v.v.

Nói chung, nớc thải của nghnh Công nghiệp ny thờng thuộc vo nhóm nớc thải
loại 1 v loại 3 trong phân loại nớc thải nói chung.

bao gói nylông, nhựa tổng hợp hay nh các loại chất thải dạng sừng .v.v. : Giải pháp
tối u cho loại hình chất thải ny l thu gom v sử dụng lm nguyên liệu cho tái chế.

3. Các loại hình chất thải khí:
Chất thải khí nói chung, chất thải khí trong Công nghiệp chế biến Thực phẩm nói riêng
thờng bao gồm các loại bụi, khí độc hại nh: CO, SO
x
, N
x
O
y
, khí thải các lò đốt có
chứa Phenol v.v. cần đợc xử lý trớc khi thải ra môi trờng.9
Chơng II
Phân loại các thiết bị cho xử lý nớc thải:

1. Song chắn rác:

Song chắn rác l một loại lới đợc lm bằng kim loại, hợp kim hoặc chất dẻo với kích
thớc từ một vi mm đến vi chục mm tuỳ theo kích thớc trung bình của các loại rác.
Song chắn rác có loại cố định v loại di động, chúng đợc đặt ngiêng một góc = 60-
90
o
so với dòng chảy. Chúng đợc sử dụng để tách các loại chất thải có kích thớc cồng
kềnh, dễ tách ra khỏi nớc thải.

Cơ sở của việc tính toán song chắn rác bao gồm:

s
= d( n - 1 ) + bn
Trong đó:
d - Bề dy hay đờng kính các song chắn rác, m.
b - Khoảng cách giữa hai thanh hoặc đờng kính lỗ của song, m.

Chiều cao song chắn rác:

Thờng đợc lựa chọn tuỳ theo chiều sâu của máng dẫn; Thờng một song chắn rác có
chiều cao bằng 85 - 90% chiều sâu rãnh.

2. Tính toán thiết bị trung hoà và thiết bị tạo hỗn hợp:

Thiết bị trung ho v thiết bị tạo hỗn hợp l hai thiết bị hầu nh không thể thiếu trong
mỗi hệ thống xử lý nớc nói chung, xử lý nớc thải nói riêng.

Các thiết bị tạo hốn hợp thờng đợc sử dụng cho các mục đích lm đồng đều các tác
nhân có giá trị cho xử lý nớc thải với nớc. Các tác nhân có thể l axit, kiềm, chất keo
tụ hay ch các chất trợ keo tụ, chất khử trùng v.v.

Về nguyên lý v tính chất hoạt động, các thiết bị trung ho v thiết bị tạo hỗn hợp l
tơng đơng nhau v về bản chất rất gần với các thiết bị khuấy trộn nên chúng đều có
thể tính đợc theo nguyên tắc tính toán các thiết bị khuấy trộn. 10
Một thiết bị tạo hỗn hợp có thể đợc thiết kế ở dạng tự khuấy trộn hoặc l khuấy trộn
cỡng bức - có sử dụng thiết bị khuấy trộn riêng biệt. Trong đa số các trờng hợp, để
kinh tế, dễ lắp đặt cũng nh chế tạo, thớng sử dụng loại thiết bị tự khuấy trộn.
Thiết bị tạo hỗn hợp v trung ho dạng tự khuấy trộn thờng ở ba dạng: Dạng trộn đứng;

.
Các phơng trình tính toán cơ bản:
+ Vận tốc nớc vo thiết bị thờng l v = 1 - 1,2 m/s.
+ Đờng kính ống dẫn nớc vo l d; d = ( 4q/v )
1/2
( diện tích mặt cắt ngang f = d
2
/4.
+ Vận tốc nớc trong thiết bị ( phần hình trụ trên ) thờng l v
b
= 1 mm/s
+ Diện tích phần hình trụ trên của thiết bị F = q/v
b

Trong đó:
F - Diện tích mặt cắt ngang phần hình trụ trên, F = D
2
/4;
D - Đờng kính phần trụ, m.
Q - Công suất thiết bị, m
3
.
Chiều cao phần hình trụ h
t
= Thể tích phần trụ / Tiết diện trụ = V
t
/F.
Chiều cao phần hình côn h
c
; h

H b
b
1Hình 3: Thiết bị tạo hỗn hợp dạng bậc thang

Vận tốc dòng trong thiết bị thờng l v
0
= 1 m/s
Để đảm bảo không khí cũng nh tác nhân ho trộn tốt với nớc, chiều cao của các tấm
ngăn cần ngập sâu trong nớc từ 10 - 15 cm; trong trờng hợp thiết bị dạng tròn, đờng
kính các tấm ngăn l từ 20 - 120 mm.
Số các tấm ngăn ( n
0
) đợc xác định theo công thức sau:
4q
n
0
=
v
0
d
0
2

d

: = 1;
- chiều dy thnh thiết bị.
Độ chênh mức nớc h sau mỗi một ngăn đợc xác định theo công thức:
h
0

h =
m
Diện tích mặt cắt phía cuối thiết bị l f
c
;
f
c
= q: v
c
v
c
- Vận tốc dòng phía cuối thiết bị, m/s.
Thiết bị dạng nằm ngang:

Thiết bị dạng ny có sơ đồ thiết kế nh hình 4:

12
b
l

b

= f:H.
Tổn thất áp suất h
n
sau mỗi ngăn khi vận tốc dòng nớc l v
t
;
h
n
= v
2
/(
2
.2g).
Nếu số ngăn l n thì tổn thất áp suất tổng l n.h
n
( thờng n = 3 ).
Chiều rộng khe chảy của mỗi tấm ngăn l b
n
; b
n
= f
n
:H; f
n
= q:2v
t
.

3. Tính toán thiết bị lắng.
Quá trình lắng cặn đợc thực hiện trong các bể lắng. Đa số các hạt lơ lửng trong nớc

d
- Hệ số phụ thuộc chuẩn số Râylôn v dạng hạt rắn.
Khi chuẩn số Râylon 1 v C
d
= 24/N
Re
với N
Re
= vD
l
/.
v = (
s
-
l
)gD
2
/18.
Khi chuẩn số Rây lon lớn thì: C
d
= 18,5/N
Re
0,6

v v = Q/A với Q - Tỷ lệ dòng qua bể; A - Diện tích bề mặt bể, m
2
.

Thiết bị lắng trong thờng có ba dạng: Lắng đứng, lắng côn & lắng nằm ngang.


Trong đó:
q - Công suất lắng, m
3
/h.
v - Vận tốc dòng nớc vo thiết bị, mm/s, thờng v = 0,5 - 0,6 mm/s.
N - Số bể lắng.
Đờng kính bể D = (( F + f )
4
/)
1/2
.
Với:
f - Diện tích camera tạo bông cặn;
f = d
2
/4 = qT/60HN
với T - Thời gian lm việc trong ngy, thờng T = 15 giờ.
H - Chiều cao camera, thờng H = 0,9 H
o
- Chiều cao ton bể.
N - Số bể lắng.

Khoảng thời gian giữa hai lần xả cặn l t,
t = W
oc
.N..r/q(C
cr
- m ) với:
Với:
W

Trong đó:
M - Độ đục ban đầu của nớc, mg/lít.
M
o
- Độ đục của nớc sau xử lý, mg/lít.
p - Hiệu suất xử lý, %.
Khi đó, diện tích bề mặt lắng F = 0,21(q/u
o
)
1,07
+ f, m
2
.
q - Công suất xử lý, m
3
/h.
f - Diện tích bề mặt côn bên dới, m
2
.
u
o
- Tốc độ lắng của cặn, mm/s.
Bán kính bể lắng R = ( F/ )
1/2
.
C, Tính toán bể lắng ngang:

Diện tích bề mặt lắng F = q/3,6.u
o


v
l
)
Trong đó:
Q - Công suất lọc, m
3
/h.
T - Thời gian lm việc của bể trong ngy, T = 24 h.
v
l
- Vận tốc lọc bình thờng, v
l
= 6 m/h.
n - Số lần rửa bể lọc trong ngy, thờng n = 2.
t
1
- Thời gian rửa bể, thờng t
1
= 0,1 h.
t
2
- Thời gian lọc sau rửa, thờng t
2
= 0,33 h.
t
3
- Thời gian tính cho phin lọc đầu tiên, thờng t
3
= 0,17 h.
Số bể lọc N = F



l
- Tỷ trọng của chất lỏng, kg/m
3
.

k
- Tỷ trọng của chất khí, kg/m
3
.
D - Đờng kính bọt khí, m.
- Độ hớt động học của chất lỏng, St.
Thể tích tối thiểu của chất khí V
k
có tỷ trọng
s
có thể lm nổi một hạt có khối lợng l
S đợc xác định theo công thức:
V
k
/S = (
s
-
k
)/(
l
-
k
).

15 - 50 0,045 -
0,04
40 - 80 20 - 40 3 - 10
Một hệ thống tuyển nổi thờng có dạng hình 6:
Bùn nổi
Cơ cấu gạt
Không khí

Nớc thải Valv áp lực Bể tuyển nổi Bơm tạo áp Bình tích áp
Nớc sau xử lý

Hình 6: Sơ đồ nguyên lý một bể tuyển nổi
16
6. Phơng pháp xử lý nớc thải bằng sinh học.

Các quá trình sinh học cơ bản thờng sử dụng cho xử lý nớc thải l: Quá trình bùn hoạt
tính; Lọc nhỏ giọt; Phân huỷ yếm khí; Hồ sinh học v.v Về cơ bản các quá trình đều
liên quan tới các loại thiết bị sử dụng, sự tiếp xúc giữa vi sinh vật với pha lỏng, mức độ
tạo hỗn hợp v.v.
Theo quan điểm sinh học, đa số các quá trình có thể đợc phân chia theo nhiều
cách, chẳng hạn: Theo dòng hồi lu; Theo mức độ lm giu vi sinh vật có đặc tính
xác định bằng các tính chất của nớc thải; Theo điều kiện môi trờng thiết kế v
vận hnh v.v.
Tuỳ theo mức độ phổ biến v hon thiện, các quá trình có thể đợc chia thnh: Quá


Trong tự nhiên, tồn tại ba dạng mng sinh học chủ yếu l:
Màng sinh học dạng hỗn tạp: Mng ny gồm hai lớp:

+ Lớp đầu tiên l một lớp mỏng ( khoảng 5 m ) hình thnh do các vi sinh vật bám vo
bề mặt vật rắn. 17
+ Lớp thứ hai l do các vi sinh vật dính kết với nhau nhờ hợp chất keo exopolyme do vi
sinh vật tiết ra v bao quanh các vi sinh vật thuộc lớp thứ nhất ( lớp ny thờng dy
khoảng 100 m ).

Màng sinh học hình nấm: Mng ny đợc tạo thnh từ các quần thể vi sinh vật bó
kết lại với nhau thnh hình dạng giống nh cây nấm.

Màng sinh học nhiều lớp: Mng ny đợc hình thnh từ nhiều lớp vi sinh vật chồng
lên nhau.

c. Cơ chế hoạt động của màng sinh học:

Các chất dinh dỡng có thể đồng hoá đợc cùng với ôxy trong nớc cần xử lý sẽ vận
chuyển v khuếch tán qua bề dy lớp mng sinh học cho đến chừng no m các đám tế
bo ở vùng sâu nhất không tiếp xúc đợc với chất dinh dỡng v ôxy nữa. Sau một thời
gian sẽ xuất hiện sự phân tầng vi sinh vật:

Ngoi cùng l các lớp a khí: ở đây có sự khuếch tán ôxy - Vi sinh vật hiếu khí hoạt
động.
Lớp sau l lớp kỵ khí: ở đây không có sự khuếch tán ôxy - Vi sinh vật kỵ khí hoạt
động.

-
, CO
2
, v,v, ) phân huỷ
CO
2
, H
2
O, NH
4
+
, SO
4
-2
,
NO
3
-
, CO
2
, NO
2
-
, PO
4
-3
, S
H
2
, N

quan điểm kiểm soát môi trờng thì các vi sinh vật sinh ra cũng có thể đợc xem nh l
một sản phẩm thải, chúng có thể lm tăng ô nhiễm nguồn nớc. Một điều quan trọng
đối với các vi sinh vật sử dụng cho xử lý nớc thải l
chúng phải dễ dng phân lập đợc
khỏi pha lỏng hoặc phân huỷ đợc bằng quá trình tự ôxy hoá.

Tại ranh giới pha lỏng, các phản ứng sinh học cũng có thể đợc coi l các phản ứng hoá
học.

Cũng theo các nh nghiên cứu thì: Các phản ứng sinh học chịu ảnh hởng mạnh của các
loại vi sinh vật có trong môi trờng xẩy ra phản ứng. Các quá trình hiếu khí, kỵ khí v
quang tổng hợp có thể biểu thị nh sau:

Hiếu khí:
Vi sinh vật hiếu khí
Chất hữu cơ + O
2
Vi sinh vật hiếu khí + CO
2
+ H
2
O
Lm xúc tác

Yếm khí:
Vi sinh vật yếm khí
Chất hữu cơ + O
2
Vi sinh vật yếm khí + CO
2

C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6CO
2
+ 6H
2
O
Tổng hợp:
5C
6
H
12
O
6
+ 6NH
4
+
6 C
5
H
7
NO
2
+ 18H

( C
5
H
7
NO
2
- Ký hiệu thành phần vi sinh vật ).
Một phơng trình tự ôxy hoá của vi sinh vật phổ biến trong nhiều quá trình sinh học sử
dụng cho xử lý nớc thải l quá trình phân rã vi sinh vật::
5C
5
H
7
NO
2
+ 5O
2
+ H
+
NH
4
+
+ 5CO
2
+ 2 H
2
O.
Về mặt toán học, quan hệ về lợng giữa chất hữu cơ bị phân huỷ v lợng vi sinh vật
sinh ra thờng theo phơng trình:
dX/dt = -YdS/dt
20
Giai đoạn 1- Giai đoạn tiềm tàng:

Trong giai đoạn ny, tế bo tổng hợp các enzym cần thiết cho sự chuyển hoá chất nền.
Giai đoạn ny l rất quan trọng đối với việc xử lý các loại nớc m không đợc cấy vi
sinh vật trớc. Trong giai đoạn ny không có sự tái tạo tế bo.
X = X
0
= C
X
0
- Mật độ tế bo ở thời điểm t = 0.
C - Hằng số.
Nh vậy, tốc độ sinh trởng tế bo dX/dt = 0.
Giai đoạn 2 - Giai đoạn hệ số sinh trởng ổn định:
Giai đoạn ny đạt đợc khi tỷ lệ tái tạo tế bo ở mức cao nhất v giữ không đổi với nồng
độ không hạn chế của chất nền. Trong giai đoạn ny, tốc độ sinh trởng dX/dt tăng tỷ lệ
với X v (1/X)dX/dt =
max Giai đoạn 3 - Giai đoạn hệ số sinh trởng giảm:
Giai đoạn ny ứng với sự cạn kiệt dần của môi trờng nuôi cấy với sự biến mất của một
hoặc nhiều phần tử cần thiết cho sự sinh trởng của vi sinh vật.

Giai đoạn 4 - Giai đoạn phân rã:
Mật độ các tế bo giảm xuống vì tỷ lệ các tế bo chết tăng lên. max
/2 Nồng độ Nitơ ngng tụ

Hình 9: Đồ thị quan hệ giữa nồng độ Nitơ giới hạn và hệ số phát triển đặc trng

21
Các nghiên cứu chỉ rõ, quan hệ ny liên quan chặt chẽ với quá trình hấp phụ, vận
chuyển v phân huỷ enzym của tất cả các thiết bị phản ứng.

Khi sử dụng mô hình Monod ( mô hình cổ điển nhất nhng cũng l mô hình quen thuộc
nhất; Mô hình kinh nghiệm rất gần với định luật Michaelis - Menten ) để nghiên cứu
quá trình xử lý sinh học thì điều quan tâm lại l hm lợng S cũng nh tỷ lệ Nitơ tối
thiểu trong nớc.

Khi xác định hm lợng các chất có chứa Carbon ( nguồn năng lợng cho sự sinh trởng
v phát triển của vi sinh vật ) cũng nh việc xác định COD, BOD thờng phải quan tâm
đến lợng Nitơ nhỏ nhất có trong quá trình sinh học hiếu khí.

Khả năng xử lý nớc thải của vi sinh vật đợc thể hiện thông qua việc tách loại BOD
của nớc cũng nh việc thay đổi tỷ lệ vi sinh vật có trong nớc thải., Việc kiểm tra độ
tăng tỷ lệ vi sinh vật có thể thực hiện đợc thông qua nhiều chất nh Amôni, Phosphat,
Sulphat, Fe, ánh sáng, CO
2
, v.v.

dX/dt = ( - K
d
)X

K
d
- Hệ số phân huỷ vi sinh vật.

Các loại mô hình sử dụng cho xử lý nớc thải bằng sinh học thờng l:

22
e. Mô hình điều kiện ổn định

Mô hình toán học điều kiện ổn định trong các loại thiết bị sinh học khác nhau có thể
đợc phát triển thông qua các cân bằng vật chất trong thiết bị v sử dụng các quan hệ đã
thiết lập trên.

Cân bằng vật liệu cho các vi sinh, cân bằng vật chất, sản phẩm hoặc các cấu tử khác của
hệ. Các dạng cơ bản của cân bằng vật liệu l:

Mật độ dòng vật liệu vo thiết bị + Mật độ bề mặt hoặc sự phân rã của vật liệu vo
thiết bị = Mật độ dòng vật liệu ra khỏi thiết bị+ Mật độ tổng vật liệu trong thiết bị.

Mỗi một thuật ngữ có thể bao gồm nhiều cấu tử. Sơ đồ tổng quát của quá trình nh
sau:
0
- Nồng độ chất trong dòng vo; mg/l.
X
0
- Nồng độ chất trong dòng ra; mg/l.

Cân bằng vi sinh vật v vật chất trong thiết bị đợc xác định theo phơng trình:

Cân bằng vi sinh vật: FX
0
+
max
( S
1
/ (K
s
+S
1
))X
1
V = FX
1
+ VdX
1
/dt

Cân bằng vật chất : FS
0
-
max

- S
1
)
Trong đó:

- Thời gian chất lỏng trong thiết bị.
Quan hệ giữa nồng độ vật chất, vi sinh vật v thời gian lu đợc cho trong giản đồ sau:
23
Nồng độ chất & vi sinh vật dòng ra S
1
, X
1
Nồng độ vi sinh vật X
1 Nồng độ vật chất S
1

Nồng độ vật chất : S
1
= K
s
/( R
max
- 1 )
Nồng độ vi sinh vật : X
1
= RY( S
0
- S
1
)
R - Yếu tố nồng độ : R = X
1
/X
2
v luôn > 1.
X
1
- Nồng độ vi sinh vật bên trong thiết bị phân loại rắn - lỏng.
X
2
- Nồng độ vi sinh vật trong dòng ra của thiết bị phân loại rắn - lỏng.
S
0
- Nồng độ chất trong dòng vo thiết bị.
S
1


Chất hữu cơ không tan

k
1
Enzym ngoại bo

Chất hữu cơ ho tan

k
2
Khuẩn tạo acid

Vi khuẩn Acid dễ bay hơi Các sản phẩm khác
CO
2
+ H
2 k
3
Khuẩn tạo Methane

CH
4
+ CO
2

Khối khuẩn


Hm Monod

Hm ngăn cản Nồng độ chất S

Hình 15: Giản đồ quan hệ giữa hàm Monod và hàm ngăn cản

Giản đồ cho thấy, với mỗi giá trị của hệ số phát triển đặc trng ở điểm max sẽ có hai giá
trị nồng độ chất tơng ứng. Đây l một luận điểm quan trọng vì qua đó có thể biết đợc
l điều kiện có ổn định hay không?.

Một yếu tố khác đợc quan tâm đến trong quá trình yếm khí l acid dễ bay hơi có thể
đợc tách ra ở hai dạng: S
-
hoặc HS. Số liệu thực nghịêm cho thấy: ở pH > 6, lợng HS
có thể đợc tính theo công thức:
HS = ( H
+
)(S)/K
a

Trong đó:
HS - Nồng độ acid không bị ion hoá.
H