Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
LỜI CẢM ƠN
Bài khóa luận hoàn thành với sự nỗ lực của bản thân cùng sự giúp đỡ quý
báu tận tình của quý thầy cô, bạn bè và gia đình . Em xin gửi lời cảm ơn chân
thành tới :
Em chân thành cảm ơn thầy Thạc só Lâm Vónh Sơn đã gợi mở , trực tiếp
hướng dẫn đề tài cho em .
Quý thầy cô khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học suốt 3 năm qua đã
truyền đạt những kiến thức nền tảng cần thiết , động viên em trong thời gian thực
hiện khóa luận.
Cảm ơn đến các bạn lớp 07CSH, các anh chò khóa trên cùng nhau gắn bó
suốt quãng đời sinh viên động viên giúp đỡ mình trong suốt thời gian thực hiện
khóa luận.
Và cuối cùng xin cảm ơn cha mẹ luôn ủng hộ , động viên con, là chỗ dựa
vững chắc trong suốt bước đưỡng học tập.
Em chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện
Đặng Thò Ngọc Mai
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
1
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
trang
CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1

2.2.4 Sự phát triển tế bào và động học của phản ứng lên men 18
2.2.5 Ảnh hưởng các yếu tố lên quá trình oxy hóa sinh hóa 21
2.2.5.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 21
2.2.5.2 Ảnh hưởng của kim loại nặng 21
2.2.5.3 Hấp thụ và nhu cầu oxy 21
2.2.5.4 Các yếu tố dinh dưỡng và vi lượng 21
2.2.6 Cấu trúc và các chất ô nhiễm bùn hoạt tính 22
2.2.6.1 Quá trình oxy hóa sinh hóa và cấu trúc 22
2.2.6.2 Các dạng và cấu trúc các VSV tham gia xử lý 22
2.2.7 Các phương pháp yếm khí 23
a. Quá trình xử lý kỵ khí sinh trưởng lơ lửng 24
b. Quá trình xử lý sinh trưởng bám dính 24
2.2.7.1 Bể yếm khí 24
2.2.7.1.1 Nguyên lý chung 24
2.2.7.1.2 Quá trình công nghệ bể yếm khí 26
a. Quá trình công nghệ 26
b. Vi sinh vật tham gia xử lý 27
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
3
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
2.2.7.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu xuất phân hủy tạo khí mêtan
28
a. nh hưởng nhiệt độ 28
b. Liều lượng nạp nhiên liệu 28
c. Các chất dinh dưỡng 29
d. pH và độ kiềm 29
e. Độ mặn 29
2.2.7.2 Hồ yếm khí 30
2.2.8 Các phương pháp hiếu khí 31
2.2.8.1 Xử lý nước thải trong công trình nhân tạo 32

51
3.1.4 Cấu tạo và các cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm trong BLNT 52
3.1.4.1 Cấu tạo hệ thống BLNT 52
3.1.4.2 Cơ chế loại bỏ chất ôi nhiễm trong BLNT 54
a. Quá trình vật lý 54
b. Quá trình hóa học 55
c. Quá trình sinh học 55
3.1.5 Khả năng xử lý của BLNT 57
3.1.6 Thực vật trong bãi lọc 59
3.1.6.1 Các nhóm thực vật thủy sinh 59
3.1.6.2 Vai trò của thực vật trong Bãi lọc 61
3.1.6.3 Khả năng chuyển hóa một số chỉ tiêu trong nước thải 62
3.1.7 Vi sinh vật trong bãi lọc nhân tạo 63
3.1.8 Vận hành và bảo dưỡng hệ thống BLNT 64
3.1.9 Ưu và nhược điểm của BLNT 66
3.2 Ứng dụng của BLNT trong canh tác nông nghiệp 68
3.2.1 Trên thế giới 68
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
5
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
3.2.2 Tại Việt Nam 70
CHƯƠNG IV MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ THẢO LUẬN 72
4.1 Kết quả thí nghiệm 73
4.1.1 Quy mô phòng thí nghiệm 73
4.1.2 Mô hình nghiên cứu 73
4.1.2.1 Đòa điểm thí nghiệm 73
4.1.2.2 Các công đoạn của mô hình 74
4.2 Kết quả và thảo luận 74
4.2.1 Kết quả 74
4.2.2 Thảo luận 78

Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
7
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
DANH MỤC CÁC BẢNG
BẢNG 2.1 Xếp loại các VSV có trong phân người và gia súc theo mức độ
nguy hiểm 14
BẢNG 2.2 Thành phần % các khí sinh ra trong quá trình lên men 25
BẢNG 3.1 Giá trò K
A
và C
*
của một số thành phần nước thải đối với hệ
thống FWS và SSF 54
BẢNG 3.2 Một số loài thực vật thủy sinh tiêu biểu 61
BẢNG 3.3 Tóm tắt các vai trò cơ bản của thực vật trongBLNT 62
BẢNG 3.4 Chất lượng nước sau bãi lọc nhân tạo Uggerhaine 69
BẢNG 3.5 Hiệu quả xử lý của cỏ Vetiver ở Úc 69
BẢNG 4.1 Các chỉ tiêu thông số đầu vào nước thải chế biến thòt 73
BẢNG 4.2 Các thông số mẫu nước giếng 73
BẢNG 4.3 Kết quả so sánh các nghiệm thức 79
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
8
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
HÌNH 2.1 Đường cong sinh trưởng của VSV trong bể xử lý 19
HÌNH 2.2 Sơ đồ phân loại các hệ thống xử lý kỵ khí 23
HÌNH 2.3 Sơ đồ phân hủy yếm khí nước thải 26
HÌNH 2.4 Sơ đồ hồ yếm khí xử lý nước thải chế biến thòt 31
HÌNH 2.5 Các quá trình trong Bể lọc sinh học nhỏ giọt 34
HÌNH 2.6 Các quá trình xảy ra trong Hồ sinh học 37

ĐỒ THỊ 4.7 Diện tích lá Z của luống thứ 1 82
ĐỒ THỊ 4.8 Diện tích lá Z của Luống thứ 2 83
ĐỒ THỊ 4.9 Kết quả so sánh diện tích lá Z của 2 Luống rau cải 83
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
10
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
Chöông I
MÔÛ ÑAÀU
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
11
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
1.1 Đặt vấn đề
Môi trường và những vấn đề liên quan tới môi trường là đề tài được bàn
luận một cách sâu sắc trong kế hoạch phát triển bền vững của mỗi quốc gia trên
thế giới. Trái đất đang bò đe dọa bởi sự suy thoái và cạn kiệt dần nguồn tài
nguyên. Nguồn gốc của sự biến đổi về môi trường trên thế giới hiện này là do
các hoạt động kinh tế - xã hội của con người. Con người là một phần của hệ sinh
thái môi trường,các hoạt động của con người ngày càng tác động đến môi trường
càng rõ rệt. Các hoạt động này, một mặt cải thiện cuộc sống của con người và
môi trường, mặt khác lại mang hàng loạt các vấn đề như : khan hiếm, cạn kiệt tài
nguyên môi trường và vấn đề nan giải nhất là ô nhiễm môi trường trên khắp thế
giới .
Trong top 10 về vấn đề ô nhiễm hiện nay thì ô nhiễm nguồn nước là vấn đề
mà xã hội hiện nay đang quan tâm nhiều nhất .
Theo báo cáo của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, đến hết năm 2008 cả
nước có khoảng 200 khu công nghiệp. Ngoài ra còn có hàng trăm cụm, điểm công
nghiệp được Ủy ban nhân dân các tỉnh, thành phố trục thuộc Trung ương quyết
đònh thành lập. Theo báo cáo giám sát của Ủy ban Khoa học Công nghệ và môi
trường của Quốc hội , tỉ lệ các khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải tập
trung ở một số đòa phương rất thấp. Một số khu công nghiệp có xây dựng hệ

trường (trong đó có bảo vệ nguồn nước và bảo tồn tài nguyên đất).
Khai thác, sử dụng chất hữu cơ là một giải pháp để bảo tồn tài nguyên đất
trong sản xuất nông nghiệp bền vững. Nước thải chứa chất hữu cơ cung cấp đủ
chất hữu cơ và các vitamin cho cây trồng. Việc tận dụng nước thải chứa chất hữu
cơ vào canh tác nông nghiệp cần được khai thác và sử dụng .
1.3 Mục tiêu của đề tài
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
13
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
Nghiên cứu tái sử dụng nước thải chứa chất hữu cơ vào việc tăng năng
xuất cây trồng bằng Bãi lọc trồng cây.
1.4 Nội dung của đề tài
- Thu thập số liệu , tài liệu đánh giá tổng quan về Bãi lọc trồng cây.
- Khảo sát , phân tích các phương pháp xử lý nước thải của Bãi lọc trồng
cây.
- Các công nghệ xử lý kết hợp với phát triển nông nghiệp nước ta hiện
nay.
- Xây dựng các hệ thống xử lý cho từng loại cây trồng nhằm làm tăng
năng xuất.
1.5 Phương pháp thực hiện.
- Phương pháp thu thập và khảo sát thực tế.
- Phương pháp tổng hợp tài liệu .
- Phương pháp kế thừa : kế thừa những kết quả số liệu của những nghiên
cứu đã có.
- Phương pháp phân tích đánh giá so sánh .
- Tiến hành các thí nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm .
- Tiến hành thực hiện mơ hình ở thực tiễn .
1.6 Tính mới của đề tài.
Việc nghiên cứu tái sử dụng nước thải chứa chất hữu cơ vào canh tác nông
nghiệp là một vấn đề mới ở nước ta . Hệ thống Bãi lọc trồng cây là một công

các khu vực sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thương mại, giao thông
vận tải, nông nghiệp… Sự ô nhiễm nước ( water - pollution) xảy ra khi các chất
nguy hại xâm nhập vào nước lớn hơn khả năng tự làm sạch của chính bản thân
nguồn nước .
“ Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và
đã làm thay đổi tính chất ban đầu của chúng ”.
Nước thải chứa chất hữu cơ là nước thải có hàm lượng các hợp chất hữu cơ
cao chiếm 80 – 90% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hydrat cacbon.
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
16
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
Chất vo cơ chiếm 10 – 20 % gồm các muối, đất, ure, amonium, muối chlorua
SO
4
2-

Nước thải chưa xử lý là nguồn tích lũy các chất độc hại cho con người và các
sinh vật khác. Sự phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải có thể tại ra các khí
nặng mùi.
2.1.2.1 Nước thải sinh hoạt.
Nước thải sinh hoạt là nước thải từ các khu dân cư, khu vục hoạt động
thương mại, công sở, trường học hay các cơ sở khác. Chúng chứa khoảng 58 %
chất hữu cơ và 42% chất khoáng . Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là
hàm lượng cao các chất hữu cơ không bền sinh học ( như Cacbonhydrat , protein,
mỡ ) chất dinh dưỡng (photphat, nito) vi trùng, chất rắn,và mùi .
2.1.2.2 Nước thải công nghiệp (hay nước thải sản xuất)
Nước thải công nghiệp là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động sản xuất.
Trong quá trình công nghệ các nguồn nước thải có thể phân thành:
 Nước hình thành do phản ứng hóa học (chúng bò ô nhiễm bởi các tác
chất và các sản phẩm phản ứng).

- Lưu lượng: thể tích thực của nước thải cũng được xem là một đặc tính vật
lý của nước thải, có đơn vò m
3
/người/ngày. Vận tốc dòng chảy luôn thay đổi theo
ngày.
2.1.3.2 Tính chất hóa học
Các thông số thể hiện tích chất hóa học thường là: độ kiềm, BOD, COD, các
chất khí hòa tan, các hợp chất N, P, các chất rắn (hữu cơ, vô cơ, huyền phù và
không tan) và nước.
 Độ kiềm: độ kiềm là môi trường đệm để giữ pH trung tính của nước thải
trong suốt quá trình xử lý sinh hóa.
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
18
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): dùng để xác đònh lượng chất bò phân hủy
sinh hóa trong nước thải. BOD
5
trong nước thải sinh hoạt thường nằm trong
khoảng 100 – 300 mg/l.
 Nhu cầu oxy hóa học (COD): dùng để xác đònh lượng chất bò oxy hóa
trong nước thải. COD thường trong khoảng 200 – 500 mg/l.
 Các chất khí hòa tan: đây là những chất khí có thể hòa tan trong nước
thải. Nước thải công nghiệp thường có lượng oxy hòa tan tương đối thấp.
 Hợp chất chứa N: số lượng và loại hợp chất chứa N sẽ thay đổi đối với
mỗi loại nước thải khác nhau.
 pH: Nồng độ pH khoảng 1 – 14. Để xử lý nước thải có hiệu quả pH
thường trong khoảng 6 – 9,5 (hay tối ưu là 6,5 – 8).
 Phospho: đây là nhân tố cần thiết cho hoạt động sinh hóa. P thường trong
khoảng 6 – 20 mg/l.
 Các chất rắn: hầu hết các chất ô nhiễm trong nước thải có thể xem là

nước. Phân tích chỉ số oxy hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng
đánh giá sự ô nhiễm của nước và giúp ta đề ra biện pháp xử lý thích hợp.
 Chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa – Biochemical Oxygen Demand):
nhu cầu oxy sinh hóa hay nhu cầu oxy sinh học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa
các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh,
hiếu khí. BOD là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác đònh mức độ ô nhiễm của nước
thải.
Phương trình tổng quát oxy hóa sinh học:
Chất hữu cơ + O
2
 CO
2
+ H
2
O
Vi sinh vật
Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất của
chất hữu cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, cũng như một số
chất có độc tính xảy ra trong nước.
 Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học – Chemical Oxygen Demand):
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
20
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
COD được đònh nghóa là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học
các chất hữu cơ trong nước thành CO
2
và H
2
O.
Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bò oxy hóa

chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng
trong quá trình sinh trưởng. Chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào,
sinh trưởng và sinh sản. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là
quá trình oxy hóa sinh hóa .
Nước thải được xử lý bằng vi sinh vật được đặc trưng bởi chỉ tiêu BOD và
COD. Để xử lý bằng phương pháp này nước thải cần không chứa các chất độc
hại, các muối kim loại nặng, và tỉ số BOD/COD ≥ 0,5 .
Có hai phương pháp xử lý bằng phương pháp sinh học :
 Phương pháp kỵ khí, sử dụng nhóm vi sinh vật kò khí, hoạt động trong
điều kiện không có oxy .
 Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động
trong điều kiện cung cấp oxy liên tục.
2.2.1 Vi sinh vật trong quá trình xử lý nước thải .
2.2.1.1 Khái niệm vi sinh vật và tầm quan trọng của vi sinh vật.
 Khái niệm:
Vi sinh vật là những sinh vật đơn bào có kích thước nhỏ, không quan sát
được bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiển vi. Nó bao gồm cả virus, vi
khuẩn, Archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh
Vi sinh vật đóng vai trò vô cùng quan trọng trong thiên nhiên cũng như trong
cuộc sống của con người. Vi sinh vật đóng vai trò quyết đònh trong quá trình tự
làm sạch các môi trường tự nhiên.
 Đặc điểm chung:
- Kích thước nhỏ bé: kích thước vi sinh vật thường được đo bằng micromet.
- Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh.
- Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh.
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
22
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
- Năng lực thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dò.
- Phân bố rộng, chủng loại nhiều.

Số lượng coliform hay E. coli được biểu diễn bằng số khả hữu MPN (Most
Probable Number).
2.2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình .
Cơ sở để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là quá trình chuyển hóa
vật chất, quá trình tạo cặn lắng và quá trình tự làm sạch nguồn nước của các vi
sinh vật dò dưỡng và tự dưỡng, có trong tự nhiên nhờ khả năng đồng hóa được rất
nhiều nguồn cơ chất khác nhau có trong nước thải .
Trong các nguồn nước luôn xảy ra quá trình Amon hoá chất hữu cơ chứa nitơ
bởi các vi khuẩn Amôn hoá. Nhờ các men ngoại bào của các vi khuẩn gây thối
như loài Pseudomonadales, Eubateriales… mà Protein bò phân huỷ thành các hợp
chất đơn giản hơn là các Polipeptit, Oligopeptit. Các chất này hoặc tiếp tục được
phân huỷ thành các Axit amin nhờ men Peptidaza ngoại bào hoặc được tế bào
hấp thụ sau đó sẽ được phân huỷ tiếp trong tế bào thành các Axit amin. Các axit
amin một phần được vi sinh vật sử dụng để sinh tổng hợp Protein - xây dựng tế
bào mới, một phần bò phân giải tiếp theo những con đường khác nhau để tạo NH
3
và nhiều sản phẩm trung gian khác.
Với các Protein có chứa S, nhờ tác dụng của men Desunfuraza sẽ bò phân
hủy tạo ra H
2
S. Sản phẩm phân giải bởi vi sinh vật kỵ khí còn cho Scatol, Indol,
Mercaptan và một số khí khác. Nhờ sự hoạt động của một số vi khuẩn như
Thiobacillus, Thiobacillus denitrificans, vi khuẩn lưu huỳnh dạng sợi thuộc giống
Beggiatoa, Thiothrix và nhiều vi khuẩn dò dưỡng, vi khuẩn hiếu khí khác quá trình
Sunfat hoá được thực hiện. Ngược lại, quá trình khử Sunfat cũng xảy ra bởi các vi
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
24
Khóa luận tốt nghiệp GVHD : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
khuẩn kỵ khí có trong bùn thối, nước thải thối (đại diện là Desunfovibrio
desunfuricans).

nhuyễn thể…và vi sinh vật với mức độ khác nhau nhưng đóng vai trò quyết đònh
vẫn là các vi sinh vật. Ngoài ra còn thấy vai trò làm sạch của các loài tảo. Thông
qua hoạt động sống của mình tảo cung cấp oxy cho môi trường và các chất kháng
sinh để tiêu diệt các mầm bệnh có trong nước. Một số loài tảo và loài nhuyễn thể
2 mảnh còn có khả năng hấp thụ các kim loại nặng và tia phóng xạ.
Trong nước thải các vi sinh vật luôn có mối quan hệ rất phức tạp với nhau.
Quan hệ cạnh tranh đã có ảnh hưởng quyết đònh đến thành phần vi sinh vật. Quan
Sinh viên : Đặng Thị Ngọc Mai
25