0

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN TP.HCM TIỂU LUẬN MÔN:

XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ
CÔNG NGHIỆP
ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SINH HỌC HIẾU KHÍ LƠ LỬNG

TIỂU LUẬN MÔN:

XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ
CÔNG NGHIỆP
ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SINH HỌC HIẾU KHÍ LƠ LỬNG


IV. CÁC SỰ CỐ THƯỜNG XẢY RA KHI VẬN HÀNH BỂ AEROTEN VÀ BIỆN
PHÁP KHẮC PHỤC 18
4.1. Một số sự cố thường xảy ra khi vận hành bể Aeroten 18
4.2. Một số biện pháp khắc phục sự cố khi vận hành bể Aeroten 19
3

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU

Bảng 3.1. Thành phần chất bẩn chính của nước thải sinh hoạt 14
Bảng 3.2. Chất lượng nước vào và ra trạm xử lý nước thải 15
Hình 3.1. Vị trí bể Aeroten trong hệ thống xử lý nước thải nói chung 16
Hình 3.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Kim Liên và Trúc Bạch 17
Hình 3.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đô thị 17
4

I. TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Phương pháp dựa trên cơ sở : hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các
chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu
cơ và một số chất khoáng làm chất dinh dưỡng và tạo năng lượng. Chúng nhận
các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng, sinh sản nên sinh khối của
chúng tăng lên. 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 phương pháp sinh học sẽ được đặc trưng bằng
chỉ tiêu COD và BOD.

Phân loại:

Các quá trình sinh hóa:
VSV
+Qúa trình hiếu khí: chất hữu cơ + O
2
CO
2
, H
2
O

VSV
+Qúa trình kỵ khí: chất hữu cơ + O
2
CH
4
, H
2
S, NH
3
,CO
2
, H
2
O (có
mùi, hàm lượng phụ thuộc vào chất hữu cơ) (coi oxy ở trong các liên kết như
NO
3-
, SO
4
2-

VSV
C
x
H
y
O
z
+ NH
3
+ O
2
C
5
H
7
NO
2
+ CO
2
+ H
2
O + Q (2)
(C
5
H
7
NO
2
: Công thức theo tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào vi
sinh vật)

3-
, CO
2
, H
2
O.
VSV
NH3 + O2 HNO2 + O2 +vsv HNO3 (4)

và (2): lượng oxy tiêu tốn cho các phản ứng này là tổng BOD của nước thải.
(1), (2), (3), (4): lượng oxy tiêu tốn gần gấp 2 lần lượng oxy cho 2 phản ứng đầu.
Khi môi trường cạn nguồn C hữu cơ, các loại vi khuẩn nitơrít hóa
(nitrosomonas) và nitơrat hóa (nitrobater) thực hiện quá trình nitơrat hóa theo 2
giai đoạn:
6

nitrosomonas
55NH
4
+
+ 76O
2
+ 5CO
2
C
5
H
7
NO
2

 Chu kỳ phát triển của vi sinh vật hiếu khí
Bao gồm 4 giai đoạn:
1. Giai đoạn chậm (lag-phase) xảy ra khi bể bắt đầu đưa vào hoạt động và
bùn của các bể khác được cấy thêm vào bể. Đây là giai đoạn để các vi
sinh vật thích nghi với môi trường mới và bắt đầu quá trình phân bào.
2. Giai đoạn tăng trưởng (log-phase): giai đoạn này các tế bào vi sinh vật
tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng. Tốc độ phân bào phụ thuộc
vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lượng thực ăn trong môi
trường.
3. Giai đoạn cân bằng (Stationary phase): lúc này mật độ vi sinh vật được
giữ lại ở một số lượng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này là
- Các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình tăng trường của vi sinh vật đã
bị sử dụng hết
- Số lượng vi sinh vật sinh ra bằng với số lượng vi sinh vật chết đi
4. Giai đoạn chết (log-death phase): trong giai đoạn này số lượng vi sinh vật
chết đi nhiều hơn số lượng vi sinh vật được sinh ra. Do đó mật độ vi sinh
vật trong bể giảm nhanh. 1.4. Bùn hoạt tính lơ lửng

 Bùn hoạt tính là gì
Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, có
khả năng ổn định chất hữu cơ hiếu khí được tạo nên trong quá trình sinh hoá
hiếu khí, được giữ lại ở bể lắng đợt II. Bùn hoạt tính (là các bông cặn) có màu
nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển
7

của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác. Các bông này có kích thước từ 3 -
150 mm.

máy thổi khí và thiết bị phân tán khí đặt trong bể sao cho nước thải được xáo
trộn hoàn toàn. Sau một thời gian lưu nước nhất định, hỗn hợp tế bào cũ, mới
được đưa qua bể lắng trong đó các tế bào được tách ra khỏi nước thải đã xử lý.
Một phần tế đã lắng được tuần hoàn để duy trì nồng độ mong muốn của vi sinh
vật trong bể phản ứng.
Trong quá trình bùn hoạt tính, vi khuẩn là vi sinh vật quan trọng nhất, bởi
vì chúng chịu trách nhiệm phân huỷ các chất hữu cơ trong nước thải. Trong bể
phản ứng, một phần các chất thải hữu cơ được các vi sinh vật hiếu khí và tuỳ
tiện sử dụng để tạo ra năng lượng cho việc tổng hợp các chất hữu cơ còn lại
thành tế bào mới. Như vậy, chỉ một phần chất thải ban đầu được oxi hoá thành
các hợp chất năng lượng thấp như : NO3-, SO42- và CO2, phần còn lại được
tổng hợp thành tế bào mới.
8 1.5. Vi sinh vật hiếu khí trong xử lý nước thải
Các vi sinh vật hoạt sinh có trong nước thải hầu hết các vi khuẩn hiếu khí
như:
- Vi khuẩn: Pseudomonas, Bacillus, Alcaligenes, Flavobacterium,
Cytophaga, Micrococcus, Lactobacillus, Achromobacter, Spirochaeta,
Clostridium và 2 giống ô nhiễm từ phân Euterobacterium và Streptococcus.

Chức năng phân hủy các chất hữu cơ của 1 số loại vi khuẩn
Vi khuẩn
Chức năng
Pseudomonas
Phân hủy hiđratcacbon, protein, phản nitrat hóa
Arthrobacter
Phân hủy hiđratcacbon
Bacillus Trùng biến hình
Trùng roi Trùng bánh xe
- Vi sinh sợi: vi khuẩn dạng sợi , nấm men (Geotrichum, Candida, Trichoderma
Penicillium, Cepholosporium và Alternaria); tảo (tảo lam)

1.6. Những điều kiện, yêu cầu, yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá
trình xử lý bằng vi sinh vật hiếu khí lơ lửng

- Cung cấp oxy liên tục sao cho lượng oxy hòa tan trong nước > 2mg/l
- pH: phần lớn vi khuẩn không thể chịu đựng được ở pH lớn hơn 9 và pH
nhỏ hơn 4. Thông thường, pH tối ưu cho vi khuẩn phát triển tốt trong
khoảng 6.5 – 7.5.
- Nhiệt độ:
Ưa lạnh: 10-30oC Tối ưu: 12-18oC

- Phân theo sơ đồ công nghệ: có aerotank 1 bậc, aerotank nhiều bậc
- Phân theo cấu trúc dòng chảy: căn cứ vào phương pháp đưa nước và bùn
hoạt tính vào và ra khỏi bể: bể aerotank đẩy, aerotank trộn và bể kết hợp
- Phân biệt theo phương pháp làm thoáng: aerotank làm thoáng bằng máy
bơm khí nén, aerotank làm thoáng bằng máy khuấy cơ học và aerotank kết
hợp

11
 Các bước để thiết kế một bể bùn hoạt tính:
1. Chọn thời gian cư trú trung bình của vi khuẩn trong bể. Các yếu tố cần
biết:
- BOD của nước thải đầu ra
- SS của nước thải đầu ra
- Khả năng chịu đựng của bể đối với sự biến động lớn của nước thải đầu
vào (lưu lượng, hàm lượng chất gây ô nhiễm)
- Nhu cầu về năng lượng cho các thiết bị cung cấp khí
- Nhu cầu về dưỡng chất
2. Chọn thời gian lưu tồn của nước thải trong bể. Các yếu tố cần biết:
- Thích hợp cho việc loại bỏ các chất ô nhiễm
- Quá trình ổn định, không bị ảnh hưởng của các chất độc
- Lượng MLSS được giữ ổn định
3. Xác định thể tích bể lắng thứ cấp cần thiết. Các yếu tố cần biết:
- Diện tích bề mặt của bể lắng
- Diện tích cần thiết cho việc cô đặc bùn
4. Xác định công suất thiết bị sục khí. Các yếu tố cần biết:
- Xác định nhu cầu về oxy
- Xác định nhu cầu điện năng để duy trì các chất rắn ở dạng lơ lửng.

cần xử lý
 Nhược điểm:
- Đòi hỏi diện tích xây dựng lớn
- Thời gian lưu nước dài ngày
- Lượng oxy cung cấp cho mương lớn dẫn đến chi phí cao.
2.3. Bể SBR
Là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả
cạn. Quá trành xảy ra trong bể SBR tương tự trong bể bùn hoạt tính hoạt động
liên tục, chỉ có điều tất cả xảy ra trong cùng 1 bể và được thực hiện lần lượt theo
từng pha:
- Pha làm đầy (Fill): thời gian bơm nước vào kéo dài từ 1-3 giờ. Dòng
nước thải được đưa vào bể trong suốt thời gian diễn ra pha làm đầy. Trong bể
phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tuỳ theo mục tiêu xử lý, hàm lượng
BOD đầu vào, quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: làm đầy – tĩnh, làm
đầy – hòa trộn, làm đầy – sục khí.
- Pha phản ứng, thổi khí (React): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và
bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy
trộn đều hỗn hợp. Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải,
thường khoảng 2 giờ. Trong pha phản ứng, quá trình nitrat hóa có thể thực hiện,
chuyển Nitơ từ dạng N-NH3 sang N-NO22- và nhanh chóng chuyển sang dạng
N-NO3
13

- Pha lắng (Settle): Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong môi trường
tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cô đặc bùn
thường kết thúc sớm hơn 2 giờ.
- Pha rút nước (Draw): Khoảng 0.5 giờ.

- Kiểm soát quá trình rất khó, đòi hỏi hệ thống quan trắc các chỉ tiêu tinh
vi, hiện đại.
- Do có nhiều phương tiện điều khiển hiện đại nên việc bảo trì bảo dưỡng
trở nên rất khó khăn.
- Có khả năng nước đầu ra ở giai đoạn xả ra cuốn theo các bùn khó lắng,
váng nổi.
- Do đặc điểm là ko rút bùn ra nên hệ thống thổi khí dễ bị nghẹt bùn.
- Nếu các công trình phía sau chịu sốc tải thấp thì phải có bể điều hòa phụ
trợ.

III. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG BỂ BÙN
HOẠT TÍNH
Hệ thống xử lý nước thải bằng bể bùn hoạt tính thường được sử dụng để
xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao. Một trong những loại nước thải đó
là nước thải đô thị. Ở góc độ tiểu luận này, chúng tôi nêu ra công nghệ xử lý
nước thải bằng bể bùn hoạt tính cho nước thải đô thị:
3.1 Đặc điểm và thành phần của nước thải đô thị
Bảng 3.1. Thành phần chất bẩn chính của nước thải sinh hoạt
Loại
Chất bẩn
Nồng độ (mg/L)

Chỉ tiêu lý học Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
Chất hữu cơ bay hơi (VSS)
Tinh cặn (FSS)
300
240