Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước tạo nên một sức ép lớn đối
với môi trường. Trong sự phát triển kinh tế xã hội, tốc độ đô thị hóa ngày càng gia
tăng. Mức độ ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm đang ngày càng trầm trọng.
Do đó việc xây dựng, vận hành các hệ thống xử lý nước thải cho các đô thị hiện nay
là hết sức cần thiết.
Đề bài: Ứng dụng công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) trong xử
lý nước thải sinh hoạt đô thị.
- Lưu lượng q = 2000 m
3
/ngày đêm.
- Yêu cầu xử lý: QCVN 14:2008/BTNMT, cột A

Sinh viên: Đỗ Quốc Cường, Lớp CNMT k50.QNTrang 1
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
Chương I:
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT ĐÔ THỊ
I.1. Giới thiệu chung:
Con người trong các hoạt động kinh tế xã hội đã sử dụng một lượng nước rất
lớn. Nước cấp sau khi sử dụng vào mục đích sinh hoạt, sản xuất, nước mưa chảy
tràn trên các mái nhà, mặt đường, sân vườn,…Bị nhiểm bẩn chứa nhiều hợp chất
bẩn gây ô nhiễm môi trường.
Nước thải sinh hoạt là nước thải được bỏ đi sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt của con người. Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bệnh
viện, trường học, nhà ăn cũng tạo ra các loại nước thải có thành phần và tính chất
tương tự như nước thải sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt là hỗn hợp phức tạp thành
phần các chất, trong đó chất bẩn thuộc nguồn gốc hữu cơ thường tồn tại dưới dạng
không hòa tan, dạng keo và dạng hòa tan dễ bị phân hủy thối rữa, chứa nhiều vi
trùng gây bệnh và truyền bệnh nguy hiểm. Thành phần và tính chất của chất bẩn phụ

cacbon như mỡ, xà phòng, hydrocacbon…
I.1.3. Đặc điểm sinh vật, vi sinh vật:
Nước thải sinh hoạt chứa rất nhiều sinh vật chủ yếu là vi sinh với số lượng từ
10
5
đến 10
6
tế bào trong 1ml. Nguồn chủ yếu đưa vi sinh vật vào nước thải là phân,
nước tiểu và đất cát.
Tế bào vi sinh vật hình thành từ chất hữu cơ, nên tập hợp vi sinh có thể coi là
một phần của tổng hợp chất hữu cơ trong nước thải. Phần này sống, hoạt động, tăng
trưởng để phân hủy phần hữu cơ còn lại của nước thải.
Vi sinh trong nước thải thường được phân biệt theo hình dạng. Vi sinh xử lý
nước thải có thể chia thành 3 nhóm: Vi khuản, nấm, động vật nguyên sinh
(Protozoa).
Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng đầu tiên trong việc phân hủy chất hữu cơ,
nó là cơ thể sống đơn bào, có khả năng phát triển và tăng trưởng trong các bông cặn
lơ lửng hoặc dính bám vào bề mặt vật cứng. Vi khuẩn có khả năng sinh sản rất
nhanh, khi tiếp xúc với chất dinh dưỡng có trong nước thải, chúng hấp thụ nhanh
thức ăn qua màng tế bào. Đa số vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong việc phân
hủy chất hữu cơ, biến chất hữu cơ thành chất ổn định tạo thành bông cặn dễ lắng,
nhưng thường củng có loại vi khuẩn dạng lông tơ (filamentous) kết với nhau thành
lưới nhẹ nổi lên bề mặt làm ngăn cản quá trình lắng.
Vi khuẩn dạng nấm (Fungi bacteria) có kích thước lớn hơn vi khuẩn và
không có vai trò trong quá trình phân hủy ban đầu của chất hữu cơ trong quá trình
xử lý nước thải. Vi khuẩn dạng nấm phát triển thường kết thành lưới nổi trên mặt
nước gây cản trở dòng chảy và quá trình thủy động học.
Động vật nguyên sinh đặc trưng bằng một vài giai đoạn hoạt động trong quá
trình sống của nó. Thức ăn chính của động vật nguyên sinh là vi khuẩn, cho nên
chúng là chất chỉ thị quan trọng thể hiện hiệu quả xử lý của các công trình xử lý sinh

Trị số BOD đo được cho phép tính toán lượng ôxy hòa tan cần thiết để cấp cho các
phản ứng sinh hóa của vi khuẩn diễn ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất
hữu cơ có trong nước thải.
Nhu cầu ôxy hóa học COD: Là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hoàn toàn chất
hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị ôxy hóa có trong nước thải. Chỉ tiêu
nhu cầu ôxy sinh hóa BOD không đủ để phản ánh khả năng ôxy hóa các chất hữu cơ
khó bị ôxy hóa và các chất vô cơ có thể bị ôxy hóa có trong nước thải. Việc xác định
COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải
trong môi trường axít. Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD
5
và tỷ số COD : BOD
càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ.
I.2.3. Ôxy hòa tan:
Nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quan
trọng. Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ ôxy hòa tan trong nước
thải từ 1,5 – 2 mg/l để quá trình ôxy hóa diễn ra theo ý muốn và để hỗn hợp không
GVHD: PGS.TS. Đặng Xuân Hiển – Viện KH&CN Môi Trường, ĐHBK Hà Nội Trang
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
rơi vào tình trạng yếm khí. Ôxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng độ ôxy hòa tan
phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ muối có trong nước. Trong quá trình xử lý nước
thải, vi sinh vật tiêu thụ ôxy hòa tan để đồng hóa các chất dinh dưỡng và chất nền
BOD, N, P cần thiết cho việc duy trì sự sống, tăng trưởng và sinh sản của chúng.
I.2.4. Trị số pH:
Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính kiềm. Quá
trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh họa rất nhạy cảm với sự dao động của
trị số pH. Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong khoảng 6,5 đến 8,5.
I.2.5. Các hợp chất của Nitơ và Photpho trong nước thải:
a.Các hợp chất của nitơ trong nước thải: Nước thái sinh hoạt luôn có một số
hợp chất chứa nitơ. Nitơ là chất dinh dưỡng quan trọng trong quá trình phát triển của
vi sinh vật trong các công trình xử lý sinh học. Các hợp chất chứa nitơ là protein,

phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng. Photpho thường ở dạng photphat vô cơ và bắt
nguồn từ chất thải là phân, nước tiểu, phân bón dùng trong nông nghiệp và từ các
chất tẩy rửa dùng trong sinh hoạt hằng ngày.
I.2.6. Các hợp chất vô cơ khác trong nước thải:
Có rất nhiều hợp chất vô cơ trong nước thải.
Sinh viên: Đỗ Quốc Cường, Lớp CNMT k50.QNTrang 5
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
Để đánh giá tính chất nhiểm bẩn của nước thải bởi khoáng vật người ta dùng
các chỉ tiêu về hàm lượng sulfat và clorua. Trong nước thải đô thị hàm lượng sulfat
vào khoảng 100 đến 150 mg/l, còn hàm lượng clorua từ 150 đến 250 mg/l. Hàm
lượng sulfat và clorua thường không hoặc ít thay đổi trước và sau xử lý và cũng
không làm ảnh hưởng tới các quá trình lí hóa, sinh hóa nước thải và cặn bã.
I.2.7. Vi sinh vật:
Nước thải sinh hoạt chứa rất nhiều các vi sinh vật với số lượng từ 10
5
– 10
6
tế
bào/1ml. Phần lớn vi sinh có trong nước thải không phải là vi khuẩn gây bênh, có
thể có một số ít vi khuẩn gây bệnh như thương hàn, tả, lỵ, vi trùng gan.
* Các thông số cụ thể của đồ án: Lưu lượng Q = 1500m
3
/ngày đêm.
TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Tổng chất rắn TS mg/l 700
2 Hàm lượng chất rắn lơ lửng SS mg/l 200
3 Nhu cầu ôxy hóa học COD mg/l 500
4 Nhu cầu ôxy sinh hóa BOD
5
mg/l 300

phân loại bể lắng cát: Bể lắng cát ngang, bể lắng cát thổi khí, bể lắng cát ly tâm.
b. Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng: Lưu lượng và chất lượng nước thải
từ hệ thống cống thu gom chảy về nhà máy xử lý thường xuyên dao động theo các
ngày giờ, có 2 loại bể điều hòa: Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp
trên đường chuyển động của dòng chảy; Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu, có thể
nằm trực tiếp trên đường vận chuyển hoặc nằm ngoài đường đi của dòng chảy. Tùy
theo điều kiên đất đai và chất lượng nước thải, khi mạng cống thu gom là mang cống
chung thường áp dụng bể điều hòa lư lượng để tích trữ được lượng nước sau cơn
mưa. Ở các mạng thu gom là hệ thống cống riêng và ở những nơi có chất lượng
nước thải thay đổi thường áp dụng bể điều hòa cả lưu lượng và chất lượng.
Điều chỉnh pH và bổ sung chất dinh dưỡng N,P: Nước thải trước khi đi vào
các công trình xử lý sinh học phải có trị số pH nằm trong khoảng 6,5 – 8,5 và tỷ lệ
các chất dinh dưỡng C:N:P trong khoảng 100:5:1.
c. Bể lắng đợt I: Có nhiệm vụ lắng các hạt rắn nhỏ hơn 0,2 mm, bể lắng đợt
một có nhiều loại khác nhau. Bùn lắng được tách ra khỏi nước ngay sau khi lắng, có
thể bằng phương pháp thủ công hay cơ giới.
Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau: Lưu lượng nước thải, thời
gian lắng (hay thời gian lưu), khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ
lửng, tải lượng thủy lực, sự keo tụ các hạt rắn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén
bùn đặc, nhiệt độ của nước thải và kích thước bể lắng.
I.3.3. Xử lý bậc II:
Là công đoạn phân hủy sinh học hiếu khí các hợp chất hữu cơ. Mục đích cơ
bản của quá trình xử lý sinh học là lợi dụng các hoạt động sống và sinh sản của vi
sinh vật để ổn định các hợp chất hữu cơ, làm keo tụ các chất keo lơ lửng không lắng
được trong nước thải sinh hoạt để loại chúng ra khỏi nước. Xử lý sinh học gồm các
bước:
Sinh viên: Đỗ Quốc Cường, Lớp CNMT k50.QNTrang 7
Nước thải vào
Bùn
Bùn

Nguồn tiếp nhận
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
- Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotenk: 1500 – 3000 mg/l.
- Tuổi của bùn từ 3 – 15 ngày.
- Nồng độ BOD đầu vào < 400 mg/l, hiệu quả làm sạch từ 80 – 95 %.
b. Bể Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR – Sequencing Batch
Reactor):
Là một dạng xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính. Do hoạt động gián
đoạn nên số ngăn tối thiểu của bể là 2.
Sơ đồ:
Đặc điểm:
- BOD của nước thải sau xử lý thường < 20 mg/l.
- Hàm lượng cặn lơ lửng 3 – 25 mg/l và N-NH3 từ 0,3 – 12 mg/l.
Sinh viên: Đỗ Quốc Cường, Lớp CNMT k50.QNTrang 9
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
- Bể SBR làm việc không cần bể lắng đợt 2.
Bể SBR có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, hiệu quả xử lý cao, khử được các
chất dinh dưỡng nitơ, dễ vận hành. Sự dao động lưu lượng nước thải ít ảnh hưởng
đến hiệu quả xử lý.
Nhược điểm chính của bể là công suất xử lý nhỏ, để hoạt động có hiệu quả
phải thường xuyên kiểm tra theo dõi các bước xử lý nước thải.
c. Đĩa lọc sinh học:
Đĩa lọc sinh học được dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
theo nguyên lý dính bám. Đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ,… hình tròn đường kính 2 đến
4m, dày dưới 10mm ghép với nhau thành khối cách nhau 30 đến 40mm và các khối
này được bố trí thành dãy nối tiếp quay đều trong bể chứa nước thải.
Tốc độ quay của đĩa từ 1 đến 2 vòng/phút và đảm bảo dòng chảy rối, không
cho bùn cặn lắng lại trong bể nước thải. Trong quá trình quay, phần dưới của đĩa
ngập trong nước thải. Quá trình hấp phụ và dính bám các chất hữu cơ dạng hòa tan,
keo và vẫy bùn lên màng sinh vật hình thành trước đó được diễn ra. Khi quay lên

cấp ôxy hòa tan cơ chất trong bể phản ứng đến tất cả các vi sinh vật trên màng sinh
học. Các vi sinh vật ở lớp ngoài cùng của màng sinh học thì cần thiết nhất ôxy hòa
tan và cơ chất khuếch tán trong suốt quá trình. Khi ôxy hòa tan và cơ chất khuếch
tán qua mỗi lớp màng có sau thì các vi sinh vật ở lớp trước đó tiêu thụ càng nhiều.
Lượng oxy hòa tan sẽ giảm dần trong quá trình tạo màng sinh học và sẽ tạo ra các
sản phẩm của sự phân hủy hiếu khí, thiếu khí và yếm khí ở các lớp của màng sinh
vật.
* Cấu tạo của đệm: Đệm có nhiều hình dạng khác nhau, thông thường các
đệm có hình trụ đứng, đường kính khoảng 10mm, cao 7mm, bên trong và bề mặt
ngoài có nhiều khe để tăng diện tích bề mặt. Diện tích bề mặt của các đệm plastic là
rất lớn (120 - 950 m
2
/m
3
). Đêm được làm bằng vật liệu Polyethylen để đảmm bảo độ
bền, không bị gãy vỡ trong quá trình làm việc.
* Ưu điểm của MBBR so với những phuơng pháp xử lý sinh học truyền
thống:
Sinh viên: Đỗ Quốc Cường, Lớp CNMT k50.QNTrang 11
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
- Sự khuếch tán của chất khí và các chất hòa tan đến vi sinh vật tốt hơn rất
nhiều, tốc độ sử dụng cơ chất tăng.
- Khả năng tạo sinh khối rất lớn (nồng độ bùn hoạt tính trong bể phản ứng có
thể đạt 6000 mg/l).
- Giảm thể tích bể phản ứng sinh học vì bề mặt riêng của các đệm plastic rất
lớn, do đó công nghệ này thích hợp cho các công trình xử lý nước thải có quy mô
nhỏ hoặc để nâng cấp các công trình đã tồn tại mà không đủ diện tích mặt bằng.
- Quá trình khử Nitơ và phốt pho rất tốt.
- MBBR có thể sử dụng cho tất cả các loại bể sinh học (aerobic, anoxic, hoặc
anaerobic).

giấy, vỏ hoa quả… Trong thành phần cặn lắng nước thải thường có độ cát với độ
lớn thủy lực
u ≥
18mm/s. Đây là các phần tử vô cơ có kích thước và tỷ trọng lớn.
Mặc dù không độc hại, nhưng chúng cản trở hoạt động của của các công trình xử lý
nước thải như làm giảm dung tích công tác của công trình, gây khó khăn cho việc xả
bùn cặn, phá hủy quá trình công nghệ của trạm xử lý nước thải… Để đảm bảo cho
các công trình xử lý sinh học nước thải hoạt động ổn định cần phải có công trình và
thiết bị lắng cát phía trước, tại đây các loại cặn thô như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh,
sẽ được tách ra khỏi dòng thải. Phần nổi lên trên là bọt dầu, mỡ cũng sẽ được thiết bị
gạt bọt tách ra khỏi dòng nước.
Do nước thải sinh hoạt chủ yếu được sinh ra trong những thời gian sinh hoạt
cao điểm của con người, vì vậy mà lưu lượng và thành phần của nước thải sinh hoạt
sẽ không giống nhau ở mọi thời điểm, do đó dòng thải sau khi qua song chắn và bể
lắng cát sẽ được ổn định tại bể điều hòa.
Tại bể MBBR, chất hữu cơ trong nước thải bị ôxy hóa bởi các vi sinh vật có trong
nước thải và các vi sinh vật bám dính trên đệm sinh học lơ lửng trong nước thải. Ban
đầu, loại đệm này nhẹ hơn nước nên chúng sẽ lơ lửng trên mặt nước nhưng khi có
màng bám vi sinh vật xuất hiện trên bề mặt, khối lượng riêng của đệm sẽ tăng lên và
trở nên nặng hơn nước và sẽ chìm xuống dưới. Tuy nhiên, nhờ có chuyển động thủy
lực của nước trong bể được cấp bởi hệ thống sục khí, các đệm này sẽ chuyển động
liên tục trong nước thải. Các chất hữu cơ cũng bám vào các khe nhỏ của đệm. Các vi
sinh vật bám dính trên các đệm sẽ sử dụng chất hữu cơ để tạo thành sinh khối vi sinh
vật, trong quá trình này các chất hữu cơ trong nước thải sẽ được xử lý. Trước khi
qua bể lắng bậc 2, hỗn hợp trong bể MBBR được chảy qua một tấm lưới chắn trong
bể để ngăn các hạt nhựa lại. Dòng nước được tách sinh khối và lắng bùn tại bể lắng
đợt 2. Nước trong sẽ chảy sang bể khử trùng đuợc hoà trộn chung với dung dịch
chlorine nhằm diệt các vi khuẩn. Nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT
cột A và được xả ra nguồn tiếp nhận gần đó. Bùn từ bể lắng sẽ được bơm qua bể nén
bùn sau đó được đưa vào máy ép bùn, bùn khô sẽ được đưa đi chôn lấp hoặc tận

ρ ρ ρ ε
= + −
(2.2)
Trong đó: -
0
,
nt
µ µ
: Độ nhớt động lực học của nước thải và nước sạch, Pa.s;
-
0
C
: Nồng độ thể tích của các hạt lơ lửng, kg/m
3
;
-
,
nt
ρ ρ
: Khối lượng riêng của nước thải và nước sạch, kg/m
3
;
-
ε
: Phần thể tích của pha lỏng,
L
L R
V
V V
ε

2
2
f D l
W
F C S
ρ
= ∗ ∗ ∗
(2.6)
Trong đó:
,
h l
ρ ρ
: Khối lượng riêng của hạt rắn và chất lỏng;
v
: Thể tích của hạt rắn,
3
6
d
v
π
=
d
: Đường kính hạt rắn;
g
: Gia tốc trọng trường,
9,81g
=
m/s
2
;

vận tốc lắng sẽ không đổi, thay giá trị các lực vào (2.7) và giải phương trình trên, ta
có vận tốc lắng.
Vận tốc lắng cho các hạt hình cầu:
1
2
4
3
h l
l
D l
g
W d
C
ρ ρ
ρ
 
−
= ∗ ∗ ∗
 ÷
 
(2.8)
Hệ số
D
C
phụ thuộc vào chế độ thủy động của dòng chất lỏng bao quang hạt
mà đặc trưng bởi chuẩn số Reynold (
Re
l l
l
d W

Khi đưa nước thải vào trong hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học, các chất bẩn hữu cơ ở trạng thái hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ sẽ
được hấp phụ lên bề mặt tế bào vi khuẩn. Sau đó chúng được chuyển hóa và phân
hủy nhờ vi khuẩn. Quá trình này gồm 3 giai đoạn:
Sinh viên: Đỗ Quốc Cường, Lớp CNMT k50.QNTrang 17
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
- Khuếch tán, chuyển dịch và hấp phụ chất bẩn từ môi trường nước lên bề
mặt tế bào vi khuẩn;
- Oxy hóa ngoại bào và vận chuyển các chất bẩn hấp phụ được qua màng tế
bào vi khuẩn;
- Chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng, tổng hợp sinh khối từ chất
hữu cơ và các nguyên tố dinh dưỡng khác bên trong tế bào vi khuẩn.
* Sự chuyển hóa các chât hữu cơ và các chất dinh dưỡng nhờ vi khuẩn hiếu
khí được biểu diễn theo các phương trình sau:
- Quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ: Các vi sinh vật trong nước thải ôxy hóa
các chất ô nhiễm có thể oxy hóa để tạo ra năng lượng:
C
x
H
y
O
z

vsv
→
CO
2
+ H
2
O + ∆E

C
5
H
7
NO
2
+ CO
2
+ H
2
O
C
x
H
y
O
z
N
t
+ NH
3
+O
2
+ ∆E
vsv
→
C
5
H
7

4
2-
), phốt
phát (PO
4
3-
), CO
2
và H
2
O.
Khi môi trường cạn nguồn cacbon hữu cơ, các loại vi khuẩn Nitrit hóa
(Nitrosomonas) và Nitrat hóa (Nitrobacter) thực hiện quá trình Nitrat hóa theo 2 giai
đoạn:
GVHD: PGS.TS. Đặng Xuân Hiển – Viện KH&CN Môi Trường, ĐHBK Hà Nội Trang
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
H
4+
+ 76O
2
+ 5CO
2

→
C
5
H
7
NO
2

- Giai đoạn tiềm phát: vi sinh vật chưa thích nghi với môi trường hoặc đang
biến đổi để thích nghi. Đến cuối giai đoạn này tế bào vi sinh vật mới bắt đầu sinh
trưởng, các tế bào mới tăng về kích thước nhưng chưa tăng về số lượng.
- Giai đoạn lũy tiến: Vi sinh vật phát triển với tốc độ riên không đổi, sau một
thời gian nhất định, tổng số lượng tế bào cũng như trọng lượng tế bào tăng lên gấp
đôi.
- Giai đoạn tốc độ chậm: Tốc độ phát triển giảm dần tới mức cân bằng ở cuối
pha, ở các vi sinh vật cho sản phẩm trao đổi chất thì giai đoạn này chính là giai đoạn
hình thành sản phẩm như enzym, alcol, axit hữu cơ, vitamin…
- Giai đoạn cân bằng: Số lượng tế bào sống được giữ ở mức không đổi. Tinh
chất sinh lý của tế bào vi sinh vật bắt đầu thay đổi, cụ thể là cường độ trao đổi chất
giảm đi rõ rệt.
- Giai đoạn suy tàn: Tốc độ sinh sản giảm đi rõ rệt và dần dần ngừng hẳn, dẫn
đến số lượng tế bào sống giảm đi rất nhanh và bắt đầu có hiện tượng tự hủy.
Nguyên nhân suy tàn chủ yếu là do nguồn thức ăn trong môi trường đã cạn, sự tích
lủy sản phẩm trao đổi chất có tác động ức chế và đôi khi tiêu diệt cả vi sinh vật.
Trong giai đoạn lũy tiến, sinh khối tăng theo biểu thức:

dX
X
dt
µ
= ∗
(2.9)
Trong đó:
dX
dt
: Tốc độ tăng trưởng của sinh khối,
/ .mg l
τ

ax
2
m
µ
µ
=
(mg/l);
axm
µ
: Tốc độ tăng trưởng riêng lớn nhất.
Khi dư thừa dinh dưỡng, nghĩa là S >>
s
K
thì hằng số tốc độ sinh trưởng là
cực đại,
axm
µ µ
=
và hệ thống chủ yếu bị giới hạn bởi sinh khối. Phương trình tốc độ
tăng trưởng của sinh khối có dạng:
axg m
dX
r X
dt
µ
= ∗ ∗
(2.11)
Khi S <<
s
K

(2.12)
Nếu như tất cả dinh dưỡng được chuyển hóa thành sinh khối thì tốc độ sử
dụng dinh dưỡng sẽ bằng tốc độ sản sinh sinh khối. Nhưng vì sự dị hóa chuyển hóa
một phần dinh dưởng thành các sản phẩm phụ nào đó nên tốc độ sử dụng dinh
dưỡng sẽ lớn hơn tốc độ tạo sinh khối:

g su
dS
r Y Y r
dt
= − = − ∗
(2.13)
Hay:
ax
( )
g
m
su
s
r
S X
r
Y Y K S
µ
∗ ∗
= = −
+
(2.14)
Y: Hệ số đồng hóa


r
Y Y K S
µ
∗ ∗
= = −
+
Đặt
axm
K
Y
µ
=
: Tốc độ sử dụng cơ chất bởi một đơn vị sinh khối.
Sinh viên: Đỗ Quốc Cường, Lớp CNMT k50.QNTrang 21
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
Nên (2.14) được viết:
su
s
K X S
r
S K
∗ ∗
=
+
Suy ra: Nồng độ sinh khối tỷ lệ với tốc độ sử dụng cơ chất.
Từ phương trình cân bằng sinh khối cho bể phản ứng, công thức tính sinh
khối:
( )
(1 )
c o

nitơ amoniac. Tốc độ biến đổi từ amoniac thành nitrat đối với bùn hoạt tính như sau:
Cứ 3mg N-NH
4
+
trong thời gian 1 giờ thì nitrat hóa được 1g chất hữu cơ.
Độ tăng trưởng của vi sinh vật di dưỡng có ý nghĩa tới việc ôxy hóa các chất
ô nhiễm cacbon, nó cao hơn so với độ tăng trưởng của các vi khuẩn nitrat hóa tụ
GVHD: PGS.TS. Đặng Xuân Hiển – Viện KH&CN Môi Trường, ĐHBK Hà Nội Trang
Đồ án môn học Ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt
dưỡng. Do vậy, độ tuổi của bùn trong hệ thống có tác dụng nhất định đối với quá
trình nitrat hóa.
Nitrat hóa nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận cho phép giảm đáng kể
yêu cầu ôxy trong nước nguồn. Quá trình gồm các bước:
- NH4+ bị ôxy hóa thành NO2do tác động của vi khuẩn Nitrit theo phản ứng:
NH4
+
+ 1,5O
2
→
NO2
-
+ 2H
+
+ H
2
O
- Ôxy hóa NO2- thành NO3- do tác động của vi khuẩn nitrat hóa:
NO
2
-

3
-

→
0,038C
5
H
7
NO
2
+ 0,96NO
3
-
+ 1,077H
2
O +
1,769H
2
CO
3
Nồng độ NH
4
+
và NO
3
-
ảnh hưởng tới tốc độ tăng trưởng riêng cực đại của vi
khuẩn nitrit hóa và vi khuẩn nitrat hóa. Tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn nitrat
hóa lớn hơn rất nhiều so với vi khuẩn nitrit hóa. Tốc độ tăng trưởng riêng của vi
khuẩn trong quá trình là:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
Lưu lượng nước thải theo đề bài là 2000 m
3
/ngày, chọn hệ số dư là 1,2. Nên
công suất thiết kế tối đa của hệ thống là
Q
= 2000 * 1,2 = 2400 m
3
/ngày đêm. Lưu
lương tối thiểu là: 1600 m
3
/ngày.
III.1.Mương dẫn nước thải:
Mương dẫn nước thải thường làm bằng bê tông cốt thép, có tiết diện hình chữ
nhất hở để dễ theo dõi, quan sát, làm vệ sinh. Mương dẫn phải đảm bảo sao cho duy
trì tốc độ tự làm sạch và hạn chế quá trình lắng cặn trong mương.
Chọn bề rộng của mương dẫn: B = 0,15 (m) = 150 (mm)
Vận tốc dòng nước là
0,7
m
v
=
m/s
Độ dốc tối thiểu của mương sao cho tránh lắng cặn trong mương được tính
theo công thức thực nghiệm:
min
1
i
d
=

ω
: Tiết diện ướt, m
2
;
Suy ra:
2
2400
0,04( )
24 3600 0,7
m
Q
m
v
ω
= = =
∗ ∗
Mặt khác,
h B
ω
= ∗
,
h
: Chiều cao mực nước trong mương, m;
Suy ra,
0,04
0,27( )
0,15
h m
B
ω

Trong đó:
Sinh viên: Đỗ Quốc Cường, Lớp CNMT k50.QNTrang 25