Xử lý nước thải
07-09-2010
TÓM TẮT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI

Giai đoạn tiền xử lý: Bằng phương pháp cơ học, hóa học
và hóa lý để loại bỏ các loại rác thô, chất rắn lơ lửng
(SS), ra khỏi nguồn nước. Ngoài ra, còn có chức năng
làm ổn định chất lượng nước thải như: điều chỉnh pH, lưu
lượng và tải lượng các chất gây bẩn có trong nguồn thải.

Giai đoạn xử lý sinh học: Chủ yếu dùng các phương pháp
xử lý như: yếm khí, hiếu khí, thiếu khí để loại bỏ các hợp
chất hữu cơ tan có trong nguồn nước nhằm làm giảm các
chỉ số BOD, COD, T-N, T-P, có trong nguồn nước. Quá
trình này sẽ hoạt động hiệu quả khi các thành phần cơ
chất (các hợp chất chứa cacbon), dinh dưỡng (các hợp
chất chứa nitơ và photpho), nồng độ oxy hoà tan trong
nước, được bổ sung hợp lý.

Giai đoạn xử lý hoàn thiện: Nhằm mục đích làm ổn định
chất lượng nước, khử trùng cho nguồn nước trước khi xả
ra môi trường. Giai đoạn này thường dùng phương pháp
hóa học để xử lý. Kết thúc quá trình xử lý, nước đầu ra
đảm bảo yêu cầu chất lượng xả thải mà không làm ảnh
hưởng tới môi trường.

Giai đoạn xử lý bùn: Sử dụng phương pháp cơ học và
hóa lý để xử lý nhằm giảm thiểu thể tích bùn thải hay
chuyển trạng thái bùn từ trạng thái lỏng sang trạng thái
rắn dùng cho các mục đích khác như xả bỏ hay làm phân

trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Như vậy, COD
là lượng oxy cần để oxy hoá toàn bộ các chất hóa học
trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết để
oxy hóa một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy bởi
vi sinh vật.

Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được
lấy từ oxy hòa tan trong nước (DO). Do vậy nhu cầu oxy
hóa học và oxy sinh học cao sẽ làm giảm nồng độ DO của
nước, có hại cho sinh vật nước và hệ sinh thái nước nói
chung. Nước thải hữu cơ, nước thải sinh hoạt và nước
thải hoá chất là các tác nhân tạo ra các giá trị BOD và
COD cao của môi trường nước.

VI SINH

1.1. GIỚI THIỆU VỀ BÙN HOẠT TÍNH

1.1.1. 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 sĩ Angus
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 kể bằng 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

Flavobacterium, Citromonas, Zooglea. Ngoài ra còn có
một số vi sinh vật khác như nấm, protozoa (động vật
nguyên sinh) và metazoa (động vật đa bào). Trong bùn
hoạt tính cũng có các hạt vô cơ và hữu cơ (từ nước 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 cơ tan
nhưng các chất này phải ở nồng độ cao. Ngược lại chúng
sẽ không làm tốt công việc này như vi 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.

1.1.3. 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

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.

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 như sự 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. Thứ hai,
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 như cacbonxyl
(-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 như
các ion âm, chúng sẽ kết hợp với các ion đa hoá trị trong
nước thải ví dụ như Ca2+ 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.
Nhiều loại polysaccarit không hòa tan được sản sinh trong
suốt quá trình tạo bông. Các polysaccarit này đóng vai trò
như chất kết dính để gắn kết các tế bào vi khuẩn lại với

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.