TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NHÓM 2:
1. Nguyễn Hồng Giang 11116019
2. Đinh Trọng Nghĩa 11116043
3. Phan Thị Cao Nguyên 11116046
4. Đoàn Thị Bích Thảo 11116060
5. Nguyễn Minh Tuấn 11116077
GVHD: Trịnh Khánh Sơn
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
GIỚI THIỆU
Respirometry là một thuật ngữ chung bao gồm một số kỹ thuật để có được ước tính
về tỷ lệ trao đổi chất của vật có xương sống , động vật , thực vật , mô, tế bào hoặc các vi
sinh vật thông qua một biện pháp gián tiếp sản xuất nhiệt.
Các thiết bị lên men (fermentation plant) sử dụng nguyên liệu thô để biến đổi thành
một loạt các sản phẩm. Trong các quá trình riêng, một số lượng các loại phế liệu khác
nhau được thải ra. Các chất thải điển hình bao gồm thành phần hữu cơ không phân hủy
và vô cơ trung gian, các tế bào vi khuẩn và các chất rắn lơ lửng khác, chất trợ lọc, nước
rửa từ công đoạn làm sạch, nước làm mát động cơ, nước của dung môi, axit, kiềm, nước
thải sinh hoạt. Trước đây, các chất thải đó có thể được thải trực tiếp xuống khu đất hay
nguồn nước gần đó. Đây là phương pháp đơn giản và rẻ tiền nhưng hiện nay thì nó rất ít
khi được áp dụng, bởi vì nó rất có hại cho môi trường. Với mật độ dân số ngày càng tăng
và công nghiệp mở rộng, việc nhận thức về ô nhiễm môi trường đã nâng cao, nhu cầu xử
lý và điều khiển việc xử lý đã đang và sẽ phát triển. Chính quyền và các cơ quan đã tích
cực hơn trong việc phòng chống ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt và công
nghiệp. Hiện nay, pháp luật của hầu hết các nước phát triển đều quy định về việc xả chất
thải, có thể là khí đốt, chất lỏng hoặc chất rắn (Fisher, 1977; Hill, 1980; Masters năm
1991; Brown, 1992). Pháp luật ở Anh quy định về việc xử lý chất thải và ô nhiễm môi
trường được ban hành bởi Luật Ô Nhiễm Môi Trường 1990 (HMSO, 1990, 1991). Chúng

Nhóm 2 3
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
4, 12), do đó chúng ta sẽ có lợi thế khi tái sử dụng và giảm thiểu lượng sử dụng nước, đó
là điều tốt (Ashley, 1982). Hiển nhiên, việc giữ vệ sinh tốt sẽ dẫn đến giảm lượng nước
sử dụng và khối lượng nước thải ra. Hiện nay, việc kiểm soát ô nhiễm (kết hợp với tái chế
và tái sử dụng nguyên vật liệu, giảm thiểu chất thải và chất thải tại nguồn) là những yếu
tố quan trọng (được xem xét đến trong việc thiết kế và hoạt động của bất kỳ cơ sở sản
xuất nào) và nó sẽ cs thể là đối tượng của bộ luật mới trong lĩnh vực này (Lading, năm
1992; Donaldson, năm 1993; McLeod và O'Hara, 1993).
NỒNG ĐỘ OXY HÒA TAN LÀ CHỈ TIÊU QUAN TRỌNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT
LƯỢNG NƯỚC
Từ lâu, oxy là điều cần thiết cho sự sống còn của hầu hết các sinh vật, quan trọng là
phải đảm bảo đầy đủ lượng oxy hòa tan trong sông (bể, bể nhân tạo), nếu chúng được
quản lý thỏa đáng. Tốt nhất, nồng độ oxy tối thiểu là 90% trong nồng độ bão hòa ở nhiệt
độ môi trường và độ mặn của nước. Do đó, điều quan trọng là phải hiểu được nước thải
có chứa các dung dịch và chất rắn hữu cơ ảnh hưởng như thế nào đến nồng độ oxy hòa
tan. Một phương pháp đánh giá được sử dụng rộng rãi là "nhu cầu oxy sinh hóa" (BOD),
BOD là thước đo lượng oxy cần thiết để các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) oxy hóa các
chất hữu cơ có trong nước thải (ở một nhiệt độ và trong một khoảng thời gian xác định ).
Nồng độ oxy trong nước thải hoặc sự pha loãng nó ra, được xác định trước và sau khi
nuôi cấy trong bóng tối ở 20
o
trong 5 ngày. Lượng oxy giảm có thể xác định bằng phương
pháp chuẩn độ và kết quả được biểu diễn ở dạng số mg oxy trung bình trên mỗi dm
3
mẫu.
Các chất khoáng dinh dưỡng và các chủng vi khuẩn giống thích hợp thường được thêm
vào các mẫu ban đầu để đảm bảo điều kiện phát triển tốt nhất. Những thử nghiệm chỉ là
một ước tính sự phân hủy sinh học của nguyên liệu đầu vào (ở đây là các chất hữu cơ), do
đó phải hạn chế và chống lại các hợp chất đó là điều không thể bỏ qua được (SCA,1989).

nhiều nước hay ô nhiễm nước không cần thiết mà có thể được tái chế, thu hồi hoặc tái sử
dụng trong hệ thống. Các yếu tố và nồng độ thích hợp, được liệt kê trong bảng 11.1 được
biết đến ở hầu hết các cơ sở sản xuất mà các đơn vị đó có thể hoạt động trong một
khoảng thời gian nhất định.
Nhiều khảo sát cho thấy cần phải có sự kiểm soát tốt hơn việc sử dụng nước và nên
xác định các nguồn nước không bị ô nhiễm và nhiễm bẩn, mà có thể được tái sử dụng
chúng trong các nhà máy sản xuất. Dòng chất thải được tập trung lại và phải được giữ
riêng biệt nếu chúng có chứa chất có thể được phục hồi thu lợi nhuận.Quá trình xử lý
nước thải cũng có hiệu quả kinh tế cao hơn khi chúng ta xử lý nước thải có nồng độ cao
thay vì xử lý một lượng lớn nước thải đã pha loãng ( do chúng ta sẽ tiết kiệm được dung
tích bề lắng và chi phí bơm nước thải), với điều kiện là nồng độ nước thải không đạt tới
ngưỡng gây độc hay ức chế cho quá trình xử lý sinh học.
Nhóm 2 5
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
Các loại chất thải khác nhau có thể được kiểm tra trong phòng thí nghiệm và trên
một quy mô thí điểm để đánh giá các phương pháp hóa học và xử lý sinh học tối thích.
Khi biết các pH của nước thải, các mẫu sẽ được trộn vào nhau để tìm pH trung tính. Một
loạt các thử nghiệm khác nhau có thể được sử dụng để thiết lập các phương pháp để làm
giảm nồng độ muối, đông tụ các hạt huyền phù, hạt keo và để phá vỡ nhũ tương. Các xét
nghiệm sinh học thường được sử dụng bao gồm respirometry, thử nghiệm thông khí-bình
cầu (Otto và cộng sự, 1962) và các thí nghiệm nuôi cấy liên tục. Bình cầu nhỏ
respirometers (Warburg hoặc Gilson) và điện cực oxy được sử dụng ban đầu nhằm thiết
lập các điều kiện sử dụng trong quá trình oxy hóa sinh học của nước thải và để thử
nghiệm sự có mặt của các vật liệu độc hại. Respirometers lớn (Simpson và Anderson,
1967) rất hữu ích để dự đoán tỷ lệ xử lý nước thải và nhu cầu oxy. Những cặn bã trong
các bình cầu có thể được phân tích để xem có bất cứ thành phần khó phân hủy nào hay
không. Việc sử dụng các bể nuôi cấy liên tục trong quy mô phòng thí nghiệm có gắn máy
bơm hồi lưu bùn và bể lắng sẽ cung cấp các thông tin chi tiết hơn (Ramanthan and
Gaudy, 1969). Điều kiện để hoạt động quy mô lớn phải đề xuất tỷ lệ thức ăn và thông khí
có thể được thử nghiệm và đánh giá. Kết quả từ tất cả các thí nghiệm này có thể giúp đỡ

được so sánh với chi phí công ty nước để xử lý chất thải tại một STW có và không có nhà
máy xử lý tại chỗ. Nên nhớ rằng các công ty nước thải có thể tập trung xử lý tại chỗ trước
khi thải ra hệ thống thoát nước và trong nhiều trường hợp sẽ đặt ra giới hạn cho lưu
lượng tối đa và nồng độ các chất phân tích cụ thể.
NỒNG ĐỘ CỦA NƯỚC THẢI TỪ CÁC QUÁ TRÌNHLÊN MEN
Rõ ràng, các phần trước của chương này cho thấy sự hiện diện của các hạt và các
chất hữu cơ tan trong nước ở mật độ cao sẽ dẫn đến mức độ BOD cao. Điều này chính
xác cho tất cả các quá trình lên men theo quy mô lớn. Một môi trường ban đầu giàu chất
hữu cơ sẽ được chuyển hóa thành sinh khối và các chất chuyển hóa sơ cấp, thứ cấp.
Nhóm 2 7
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
Không may, các sản phẩm thường chiếm tỷ lệ nhỏ so với nguyên liệu ban đầu, thậm chí
ngay cả trong một quá trình lên men đạt hiệu quả. Các chất thải còn lại sau khi đã chưng
cất rượu whisky có thể chiếm tới 90% các chất hữu cơ thô ban đầu, trong khi ở một quá
trình lên men kháng sinh nước thải có thể vượt quá 95%.
Dữ liệu cho một loạt các nước thải từ quá trình lên men được tóm tắt trong bảng
11.2. Các BOD trong nhiều mẫu thì cao hơn nhiều so với nước thải sinh hoạt và một số
có thể được so sánh với nước thải có độ đậm đặc cao như nước thải từ sản xuất giấy bằng
công nghệ sulfit (tham khảo thêm trong tài liệu [1], trang 236). Từ những dữ liệu ở trên,
chúng ta dễ dàng nhận thấy rõ rằng nước thải từ các quá trình lên men có thể dẫn đến
những vấn đề tiềm ẩn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và gây tốn kém để xử lý,
nếu như không có quá trình lên kế hoạch xử lý tốt. Một số bước có thể được thực hiện để
giảm chỉ tiêu BOD trong một quá trình. Một số bước đó sẽ được thảo luận trong chương
này. Việc lựa chọn nguyên liệu một cách cẩn thận có thể tác động đáng kể đến loại và số
lượng nước thải được tạo thành. Nguyên liệu thô với giá rẻ nhất để đáp ứng được nhu cầu
dinh dưỡng của vi sinh vật có thể không lý tưởng nếu sản lượng sản phẩm, chi phí thu
hồi, chi phí xử lý chất thải và giá trị sản phẩm phụ có thể được xem xét cùng nhau. Giá
trị BOD cao của nấm sợi (40,000-70,000 mg dm
-3
) sẽ chỉ ra rằng, thông thường bất kỳ

b) Chất thải
c) Rửa hạt
Chất thải nhà máy bia
Bã rượu công nghiệp
Bã chưng cất
Sản xuất nấm men
Chất thải kháng sinh
Penicillin
a) Sợi nấm ẩm từ bộ lọc
b) Chất lọc
c) Nước rửa
Dung dịch streptomycin còn
lại
Dung dịch aureomycin còn lại
Dung môi
350
20.000-40.000
15.000
7430
7400
Lên đến 100.000
550
1240
20-204
1500
1400-1800
10.000-25.000
10.000-25.000
3000-14.000
5000-30.000

4. Một phần của nước thải chưa được xử lý và thải ra như ở 1 hoặc 2, phần còn lại
được xử lý tại hệ thống xử lý chất thải hoặc tại chỗ trước khi thải ra.
5. Tất cả chất thải được gửi đến các hệ thống xử lý nước thải để xử lý, mặc dù hệ
thống có thể chấp nhận nó một cách miễn cưỡng, dẫn đến việc yêu cầu một số xử
lý sơ bộ tại chỗ, xác định tỷ lệ xả và thành phần chất thải.
6. Tất cả nước thải được xử lý tại nhà máy trước khi thải ra.
THẢI BỎ:
Ở biển và sông:
Cách xử lý đơn giản nhất là thải ra bờ biển hoặc cửa sông lớn thông qua một đường
ống (được lắp đặt bởi các nhà máy sản xuất hoặc chính quyền địa phương) nối dài dưới
mức nước thấp. Trong trường hợp này có thể có xử lý sơ bộ một ít và phụ thuộc hoàn
toàn vào mức độ pha loãng trong nước biển.
Nếu chất thải được xả ra sông phải bảo đảm các yêu cầu địa phương hoặc cơ quan
có hệ thống thoát nước. Ở Anh theo tiêu chuẩn Ủy ban Hoàng gia (a Royal Commission
standard) yêu cầu BOD tối đa (5 ngày) là 20mg dm
-3
và đình chỉ chất rắn ở 30mg dm
-3
(tiêu chuẩn 20:30). Các tiêu chuẩn khắt khe thường được áp dụng, tùy thuộc vào việc sử
dụng các nguồn nước tiếp nhận, chẳng hạn như tiêu chuẩn 10:10; ngoài ra, mức độ nitơ
amoniac có thể được quy định. Giới hạn trên thường nghiêm ngặt đối với các kim loại và
hóa chất độc hại có thể giết chết động vật (đặc biệt là cá) và thực vật, như sulphit, xianua,
phenol, đồng, kẽm, cadimi, asen, vv… Ngày nay, người ta rất khó có thể xả một chất thải
công nghiệp mà không có một số hình thức xử lý sơ bộ trước đó.
Hồ oxy hóa (ao hồ sinh học) (Oxidation ponds hay lagoons)
Nhóm 2 10
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
Các lagoon, bể giữ, hồ oxy hóa, có thể được sử dụng trong một số ngành công
nghiệp nếu có sẵn đất với chi phí hợp lý. Trong các ngành công nghiệp theo mùa có vốn
đầu tư vào nhà máy nước thải, phương pháp này thường được sử dụng nhưng khó đảm

nồng độ kim loại nặng và một số thành phần hữu cơ sẽ được giám sát và kiểm soát một
cách cẩn thận để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng (tham khảo thêm trong tài
liệu [1], trang 146-150 và trong tài liệu [2], trang 145-154).
Giếng thấm (Well disposal)
Giếng bỏ hoang, giếng khoan hoặc hầm mỏ có thể cung cấp một, phương pháp xử lý
ít tốn kém và lý tưởng khi khối lượng chất thải còn hạn chế, các địa tầng dưới lòng đất
phù hợp và nguy cơ nhiễm bẩn các nguồn nước dùng để cung cấp nước là không đáng kể
(Zajic, 1971). Melcher (1962) đã mô tả việc sử dụng các giếng sâu 500 m để thường
xuyên xử lý:
Hỗn hợp này có độ pH từ 4-5 và COD từ 40.000-60.000 mg dm-3 tăng lên đến
100.000 mg dm-3 và được bơm vào các giếng từ 50 đến 100 dm3 min-1.
Khảo sát cẩn thận địa chất thủy văn là cần thiết để chứng minh rằng xử lý chất thải
trong giếng sẽ không gây ô nhiễm và đe dọa các nguồn nước ngầm(tham khảo thêm
trong tài liệu [3], trang 99).
Chôn lấp (Landfilling)
Chôn lấp (tham khảo thêm trong tài liệu [3], trang 100) là một phương pháp xử lý đối
với chất thải rắn ở đô thị (MSW) và chất thải công nghiệp. Nó sử dụng các khoảng trống
tự nhiên hoặc nhân tạo (ví dụ như các mỏ đất sét bị bỏ hoang) để các chất thải có thể lắng
đọng ở đó. Chất thải rắn và chất lỏng có thể lắng đọng được hay không thì phải phụ thuộc
vào sự hạn chế áp đặt bởi các giấy phép ở nơi đó. Lượng chất thải lỏng độc hại được cho
phép thoát ra từ nơi này phải được kiểm soát chặt chẽ nếu không sẽ đe dọa đến sự ô
nhiễm nước ngầm (khi mức độ BOD lên đến 30.000 mg dm
-3
). Nước thải được tạo thành
Nhóm 2 12
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
từ dịch lắng đọng, nước xam nhập vào khối chất thải một cách tự nhiên thông qua quá
trình ngưng tụ hay thấm từ bề mặt và nước cũng được tạo thành từ sự họat động của vi
sinh vật kỵ khí thông qua quá trình phân giải các chất hữu cơ trong rác thải chôn lấp.
Hoạt động của vi sinh vật tương tự như trong phân giải kỵ khí sẽ dẫn đến việc sản xuất

3. Xử lý sinh học
Việc chọn lựa các quá trình xử lý và thải bỏ được sử dụng trong mỗi nhà máy cá
nhân sẽ phụ thuộc vào hoàn cảnh địa phương.
Quá trình xử lý có thể được mô tả theo các kiểu sau đây (tham khảo thêm trong tài
liệu [1], trang 121) :
1. Xử lý sơ cấp (bậc I); phương pháp vật lý và hóa học, ví dụ như sự lắng đọng, đông
tụ vv…
2. Xử lý thứ cấp (bậc II); phương pháp sinh học (ví dụ như bùn hoạt tính) được tiến
hành sau khi xử lý sơ cấp.
3. Xử lý tam cấp (bậc III); phương pháp vật lý, hóa học hoặc sinh học (ví dụ như vi
lọc, bộ lọc cát và sự tưới cỏ) được sử dụng để nâng cao chất lượng chất lỏng từ
các giai đoạn trước (Forster. 1985).
4. Điều tiết bùn và xử lý; phương pháp vật lý, hóa học và sinh học. Sự phân giải kỵ
khí thường được sử dụng với điều kiện (thuận lợi hơn để làm khô) bùn được sản
xuất trong các giai đoạn trước đó. Sau khi tách nước (ví dụ như bằng cách lọc ly
tâm), bùn có thể được xử lý bằng cách đốt, chôn lấp, vv…
Xử lý vật lý
Việc loại bỏ chất rắn lơ lửng bằng các phương pháp vật lý trước khi xử lý sinh học
sẽ làm giảm mức độ BOD của nước thải một cách đáng kể. Trong gần như tất cả các quá
trình lên men các tế bào được tách ra từ phần chất lỏng trong quá trình thu hồi (chương
10). Rõ ràng, các quá trình sinh khối cần phải được xem xét. Tế bào nấm men từ các quá
trình khác có thể là một sản phẩm thương mại, nhưng các tế bào của vi sinh vật không
phải luôn luôn được tiêu thụ, đặc biệt là khi bị nhiễm chất trợ lọc. Trong trường hợp này,
khi các tế bào và chất trợ lọc là chất thải, thì vật liệu thu hồi có thể được giải quyết trong
hai cách cơ bản:
1. Chất thải được loại bỏ mà không cần qua bất kỳ các quá trình xử lý khác.
Nhóm 2 14
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
2. Phần lớn chất thải được giảm kích thước bằng máy ép cơ khí với một bộ lọc ép,
máy ly tâm, máy lọc chân không hoặc ép băng tải. Chất thải được nén sau đó đem

BOD (Forster, 1985). Chúng có thể hoạt động có hoặc không có hóa chất trước khi
Nhóm 2 15
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
đông tụ / keo tụ. Các quy trình lắng đọng tương tự cũng được tiến hành sau khi xử
lý thứ cấp (sinh học).
Quá trình vật lý được sử dụng trong xử lý cấp ba để tạo ra chất thải có chất lượng
tốt hơn so với tiêu chuẩn 30:20 bao gồm bộ vi lọc, bộ lọc cát chậm, lọc cát dòng lên và
bộ lọc cát trọng lực nhanh. Công suất của bộ lọc cát chậm khoảng 3m
3
m
-2
day
-1
, còn bộ
vi lọc khoảng 700 m
3
m
-2
day
-1
. Chất rắn lơ lửng thường được loại bỏ từ 50-70% và mức
độ BOD khoảng từ 30-50%, tùy thuộc vào kỹ thuật sử dụng. Mô tả chi tiết xử lý cấp ba
được đưa ra bởi Truesdale (1979), Viessman và Hammer (1993).
Xử lý hóa học
Các hạt lơ lửng có trong nước thải có thể được loại bỏ bằng cách làm đông tụ hoặc
keo tụ (Cooper, 1975, xem thêm Chương 10). Đông tụ về bản chất thì xảy ra ngay tức
khắc, khác với keo tụ cần có thời gian dài và kết hợp với việc khuấy đảo từ từ cho đến
khi các hạt ‘kết tụ’ lại với nhau. Các chất đông tụ hóa học thường được sử dụng như các
hợp chất chứa sắt hoặc sắt sunfat, nhôm sunfat (phèn), hydroxit canxi (vôi) và chất đa
điện phân (polyelectrolytes). Một giải pháp trong việc xử lý hiệu quả quá trình đông tụ là

chiều cao 2-3 m và đường kính 8-16 m (tham khảo thêm trong tài liệu [1], trang 179;
trong tài liệu [2], trang 185]; trong tài liệu [3], trang 128). Một số bộ lọc có hình chữ
nhật, nhưng một hệ thống quay cho phép chuyển hóathủy lực đồng đều hơn (Bruce và
Nhóm 2 17
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
Hawkes, 1983; Viessman và Hammer, 1993). Các bể lọc bao quanh bởi một đáy bể bằng
đá (thường là đá granit), hoặc bằng nhựa đặc biệt và được đặt ở dưới với cống nước.
Đường kính bao trụ nên từ 50 đến 100 mm để cung cấp cho đáy bể một bề mặt cụ thể
khoảng 100 m
2
m
-3
, và đáy bể phải có một độ rộng nhất định (% không gian không khí
của tổng khối lượng đáy bể) từ 45 đến 55%, nên giảm thiểu tối đa khoảng không giữa bao
trụ và đáy bể. Vật liệu tổng hợp rất đắt tiền có diện tích bề mặt tiếp xúc cao hơn cho một
lượng giá trị sản phẩm lớn đối với mỗi đơn vị thể tích làm tăng thêm độ bền của vật liệu.
Các bộ lọc nhỏ giọt là luôn luôn theo sau là một bể lắng thứ cấp hoặc bể lọc mùn để loại
bỏ chất lơ lửng (ví dụ như màng sinh học loại bỏ các chất bùn ra khỏi bao bì) từ nước thải
được xử lý. Trong các bộ lọc có tốc độ vừa và chậm thì nước thải từ các chất rắn lơ lửng
đã được loại bỏ, được đưa vào bề mặt trên của đáy bể bằng vòi phun hoặc máy đảo trộn
(McKinney, 1962; Higgins, 1968). Sau đó chất thải sẽ được loại ra theo một phân luồng.
Dòng nước đc sử lý sẻ đi vào các bể chứa sinh học và dòng nước sẽ được (vi khuẩn, nấm,
tảo, động vật nguyên sinh và tuyến trùng) xử lý. Ở bề mặt lớn, nước sẻ được ánh sáng
mặt trời và luồng không khí sạch lắng đi các chất bẩn. Các vi khuẩn trong các màng sinh
học sẽ loại bỏ phần lớn các chất hữu cơ, các chất hữu cơ phức tạp được chia nhỏ và sử
dụng trong các nghành công nghiệp phân bón, như là phân đạm. Amoniac được oxy hóa
thành nitrat và các hợp chất khác cũng bị oxy hóa giống như vậy, các sinh vật bậc cao
như động vật nguyên sinh sẽ tạo ra các màng sinh học để cải thiện các chất mùn, chất
bẩn. Trong bể lọc cuối cùng này các chuyển hóa thủy lực nắm một vai trò thiết yếu đó là
đó là cọ rửa các mảng vi sinh vật và các chất hóa học độc hại cần có thời gian phân hủy

-3
day
-1
(Gray, 1989).
Có thể chỉnh sửa bể sinh học để tăng năng suất chuyển hóa trọng hữu cơ thông qua
việc sử dụng hai bộ lọc và bể chứa hàng loạt. Đây được gọi là lọc đôi xen kẽ (ADF).
Nước thải được đưa vào các bộ lọc đầu tiên với tốc độ chuyển hóa thủy lực và hữu cơ
cao, nó đi từ bộ lọc này qua bể lắng đầu tiên và sau đó chảy vào bộ lọc thứ hai, dòng
nước thải được giữ lại ở đây. Sau thời gian khoảng 1 - 2 tuần trình tự của các bộ lọc sẽ
được đảo ngược và bộ lọc thứ hai nhận được chuyển hóa trọng lớn hơn. Bằng cách này,
tốc độ tăng trưởng của màng sinh học lớn được đẩy mạnh trong các bộ lọc đầu tiên nhận
nước thải, nhưng khi trình tự bộ lọc bị đảo ngược, nó lại trở thành nguồn dinh dưỡng thấp
và có khuynh hướng loại bỏ màng sinh học thừa dinh dưỡng. Mức chuyển hóa 0.32 - 0.47
kg BOD m
-3
day
-1
đã được công bố (Forster, 1977), tuy nhiên mức chuyển hóa được
khuyến nghị cho mục đích thiết kế là 0.15 - 0.26 kg BOD m
-3
day
-1
(Forster, 1985).
Ngoài ra, bể kín có chiều sâu khoảng 3.5 - 5.5 m sẽ được sử dụng, có quạt thông gió ở
tầng lọc. Mức chuyển hóa gấp 12 lần so với các bộ lọc thông thường đã được công nhận
(Abson và Todhunter, 1967).
Cook (1978) đã nhấn mạnh sự cần thiết phải xem xét các gián đoạn có thể xảy ra
trong quá trình xử lý nước thải của một nhà máy. Người ta thấy rằng việc thiếu bể sinh
học trong quy mô phòng thí nghiệm quá 48h sẽ khiến bộ lọc bị hư hỏng. Điều này cho
Nhóm 2 19

sự tổng hợp (ví dụ như bằng polyethylene), cấu trúc này có thể là tổng hợp cố định hoặc
tái hợp một cách ngẫu nhiên.
Sự kết hợp giữa bộ sục khí và bộ lọc cho mức BOD cao, đồng thời loại bỏ amoniac
và chất cặn lơ lửng, vì thế ở thiết bị này không yêu cầu phải có bể lắng. Tuy nhiên việc
lắp đặt thêm bộ lọc Backwash tự động nhằm loại bỏ các chất rắn và sinh khối dư thừa là
điều cần thiết. Mức độ chuyển hóa hữu cơ cho 90% chất thải BOD là rất đáng kể so với
kết quả thu được từ bể lọc sinh học, trong khoảng 0.7-2.8 kg BOD m^
-3
day^
-1
Nhóm 2 20
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
(Stephenson và cộng sự, 1993). Đây là hệ thống xử lý linh hoạt nhất trong các hệ thống
hiện đang sử dụng với công suất định mức từ 600 đến 70.000 m
3
day
-1
. Ngoài việc dùng
chúng như một quá trình xử lý thứ cấp cho quá trình tiếp theo, hoặc cũng có thể được sử
dụng để làm dịu đi quá trình khử nitơ tương tự như hệ thống bùn hoạt tính.
ĐĨA QUAY SINH HỌC (ROTATING BIOLOGICAL CONTACTORS) (BỘ ĐIỀU
KHIỂN QUAY ĐĨA) (ROTATING DISC CONTATORS).
(Tham khảo thêm trong tài liệu [ 1], trang 197; trong tài liệu [4], trang 210).
Phương pháp xử lý này (Hình.11.3) có một bộ phận bao gồm các đĩa đặt gần nhau
(đường kính 2-3 m với khoảng cách giữa các đĩa 1-2 cm), trên một trục ổ đĩa trung tâm
quay chậm (0,5-15 rpm) với 40 đến 50% các bề mặt đĩa bị ngập trong nước thải
(Borchardt, 1970; Pretorious, 1973). Các đĩa, thường được làm từ vật liệu tổng hợp (ví dụ
như polystyrene, PVC), được lắp đặt trên giàn hoặc hợp thành nhóm cách nhau bằng các
Hình 11.3: Sơ đồ đĩa quay sinh học
vách ngăn để giảm chu vi hoặc giảm dao động (Forster, 1985) và nâng cao yêu cầu xử lý

trước khi vào hệ thống xử lý sinh học. Hiệu quả xử lý có thể đạt được khoảng 6 kg BOD
m
-2
day
-1
(Water Pollution Research Centre, 1972).
HỆ THỐNG TẦNG SÔI (FLUIDIZED-BED SYTEMS)
Gần đây, lò phản ứng tầng sôi trong xử lý nước thải được cải tiến. Mạng lưới lọc
(support matrix) ( cát, than gầy, lưới lọc) có diện tích bề mặt lớn gắn kết với màng
(biofilm) và do đó nó có thể hoạt động ở nồng độ sinh khối cao với tốc độ xử lý nhanh.
Điều này cho phép nước thải được xử lý nhanh trong các lò phản ứng nhỏ. Nó cũng rất
hữu ích cho xử lý nước thải công nghiệp khi tải trọng bị biến thiên do sự va chạm
(Cooper and Wheeldon, 1980, 1982). Mạng lưới lọc được tầng sôi hỗ trợ bởi dòng chảy
của nước thải thông qua các lò phản ứng và mức độ giãn nở nếu kiểm soát bởi tốc độ
dòng chảy của nước thải. Như vậy, nước thải sau khi xử lý có thể được chiết ra mà không
làm giảm hệ thống lưới lọc và hoạt động với một bể lắng thứ cấp (không cần thiết). Mạng
lưới lọc thường xuyên bị thu hồi để loại bỏ sinh khối dư thừa. Hệ thống tầng sôi có thể
hoạt động hiếu khí, kỵ khí (xem phần sau) hoặc giảm oxy cho quá trình khử nitơ.
QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH (ACTIVATED SLUDGE PROCESSES)
Quá trình bùn hoạt tính (hình 11.4) cơ bản bao gồm nạp khí và khuấy động nước
thải trong sự có mặt của một hệ thống keo tụ của vi sinh vật trên các hạt vật chất hữu cơ
Nhóm 2 22
XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN
trong bùn hoạt tính. Quá trình này lần đầu tiên được báo cáo bởi Arden và Lockett (1914)
và bây giờ là quá trình xử lý sinh học được sử dụng rộng rãi nhất cho cả nước thải sinh
hoạt và công nghiệp. Nước thải chưa xử lý vào một bể lắng sơ cấp mà chất rắn thô được
loại bỏ. Phần nước thải đã được làm sạch chuyển vào một bể lắng thứ hai, có thể là chứa
nhiều loại, mà trong đó không khí hoặc oxy được bơm bằng cách khuyếch tán bọt khí, lội
nước, khuấy, thiết bị sục khí bề mặt, vv… Để đảm bảo rằng nước thải và oxy được tiếp
xúc với bùn hoạt tính cần khuấy mạnh. Quá trình này được duy trì khoảng vài giờ; sau

Trong hệ thống bùn hoạt tính tiên tiến lượng oxy hòa tan dùng cho hoạt động sinh
học được tăng lên để nâng cao tốc độ xử lý. Bể chứa trong trường hợp này là "Deep Shaft
(Hầm sâu)" (Hemming và cộng sự, 1977.), khá là đặc biệt so với các bể sục khí khác và
đã được phát triển từ quá trình ICI plc SCP (Taylor và Senior, 1978; Chương 7). "Deep
Shaft" (Hình 11.5) bao gồm một trục đáy sâu 50 đến 150 m, tách thành một phần dòng
chảy xuống (downcomer) và một phần dòng chảy lên (riser). Các trục có thể có đường
kính 0,5 đến 10 m, tùy theo dung tích. Nước thải được đưa vào ở trên cùng của "Deep
Shaft" và khí được bơm vào phần dòng chảy xuống (downcomer) ở độ sâu đủ để làm cho
chất lỏng lưu thông tại 1 đến 2 m s
-1
. Lực thúc đẩy sự lưu thông được tạo ra bởi sự khác
biệt về độ đặc (do dung lượng bọt khí) giữa phần dòng chảy lên (riser) và phần dòng chảy
xuống (downcomer). Để bắt đầu lên, việc lưu thông chất lỏng được thúc đẩy bằng cách
bơm khí ở độ sâu tương đương với phần dòng chảy lên. Tất cả khí bơm dần dần biến đổi
rồi đến điểm bơm khí trong phần dòng chảy xuống (downcomer). Do áp suất tạo ra trong
phần dòng chảy xuống (downcomer), tốc độ truyền oxy 10 kg O
2
m
-3
h
-1
(có thể đạt được)
và thời gian tiếp xúc bọt khí trong hệ thống khuếch tán khí từ 3 đến 5 phút có thể còn 15
giây. Tỷ lệ BOD là 90% thì lượng chất hữu cơ có thể đạt được từ 3,7-6,6 kg BOD m
-3
day
-1
với thời gian lưu nước 1,17-1,75 giờ (Gray, 1989). Bùn thải ít hơn nhiều hơn so với
các quy trình xử lý nước thải thông thường.
Hai hệ thống oxy tinh khiết đã được cải tiến để nâng cao tốc độ truyền oxy: