Chương 1.Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt và
công nghiệp
1.1 Lời nói đầu
Có thể nói nước là tài sản chung của nhân loại, là nguồn gốc của sự
sống. Nước đóng vai trò quyết định trong việc đảm bảo cuộc sống con người.
Con người sử dụng nước phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau như
giao thông vận tải, nông nghiệp, thuỷ điện …. Có thể thấy trong việc sử dụng
tài nguyên thiên nhiên nhiều nguyên liệu có thể thay thế cho nhau được
nhưng riêng nước chưa gì thay thế được. Tuy nhiên nước còn là một phương
tiện lan truyền các nguồn bệnh và trong thực tế các bệnh lây lan qua môi
trường nước là nguyên nhân chính gây ra bệnh tật và tử vong nhất là tại các
nước đang phát triển. Chính vì vậy việc xử lý nước luôn là một vấn đề cấp
bách trong đời sống con người .
1.2.1 Sự ô nhiễm nước
Nước trong tự nhiên được hình thành cả số lượng và chất lượng dưới
ảnh hưởng của các quá trình tự nhiên, không có tác động của con người. Dưới
tác động của con người nước tự nhiên bị nhiễm bẩn bởi các chất khác nhau
kết quả là làm ảnh hưởng đến chất lượng của nó. Các khuynh hướng thay đổi
chất lượng của nước dưới ảnh hưởng các hoạt động con người bao gồm:
- Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễmbởi H
2
SO
4
, HNO
3
từ khí quyển
và nước thải công nghiệp , tăng hàm lượng SO
3
2-
và NO
3

Nước thải công nghiệp ( hay còn gọi là nước thải sản xuất ). Nước thải
công nghiệp là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh
hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu. Nước thải sinh hoạt
bao gồm: nước thải sinh hoạt từ khâu chuẩn bị, chế biến thức ăn tại các nhà
hàng xí nghiệp, nước sinh hoạt của công nhân trong giờ làm việc và nước thải
tắm của công nhân.
Thành phần và tính chất của nước thải công nghiệp phụ thuộc vào nhiều
yếu tố( lĩnh vực sản xuất công nghiệp, chế độ công nghệ, lưu lượng đơn vị
tính trên sản phẩm…) và rất đa dạng.Trong các thành phố phát triển, khối
2
lượng nước thải công nghiệp chiếm khoảng 30-35% tổng lưu lượng nước thải
đô thị.
Nước thấm qua: Đây là nước mưa thấm qua các hệ thống cống bằng
nhiều cách khác nhau qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành của
hố ga.
Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như nước thải tự nhiên. ở
những thành phố hiện đại, nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thống
thoát riêng.
1.1.4. Các đặc điểm chính của nước thải
a) Đặc điểm vật lý
Theo trạng thái vật lý, các chất bẩn trong nước thải được chia thành:
- Các chất không hoà tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10
-4
mm, có
thể ở dạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải, cây,cỏ…
- Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước dạng hạt trong khoảng 10
-4
đến 10
-6
mm.

xử lý nước thải có thể phân làm ba nhóm: vi khuẩn, nấm và nguyên sinh động
vật.
Vi khuẩn dạng nấm có kích thước lớn hơn vi khuẩn và không có vai trò
trong quá trình phân huỷ ban đầu của các chất hữu cơ trong quá trình xử lý
nước thải, chúng thường phát triển kết thành lưới nổi trên mặt nước gây cản
trở dòng chảy và quá trình thuỷ động học.
Nguyên sinh động vật đặc trưng bằng một vài giai đoạn hoạt động trong
quá trình sống của nó. Thức ăn chính của chúng là vi khuẩn nên chúng là chất
chỉ thị quan trọng thể hiện hiệu quả xử lý nước thải.
1.1.5. Một số thông số quan trọng của nước thải
a) Hàm lượng chất rắn
Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nhất của nước
thải. Nó bao gồm các chất rắn nổi, lơ lửng, keo và tan. Khi phân tích, tổng
chất rắn được xác định là phần còn lại sau khi cho bay hơi mẫu nước hoặc
nước thải trên bếp cách thuỷ, tiếp đó sấy khô ở nhiệt độ 103
0
C cho tới khi
trọng lượng không đổi. Hàm lượng các chất rắn lắng được sẽ lắng xuống đáy
bình hình côn trong 60 phút và được tính bằng ml/l. Chỉ tiêu này là một phép
đo gần đúng lượng bùn sẽ được khử trong lắng sơ cấp. Trong nước thải sinh
hoạt cặn lơ lửng chiếm 70% cặn hữu cơ và 30% cặn vô cơ.
4
b) Hàm lượng oxy hoà tan DO
Đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nước thải vì oxy
không thể thiếu được đối với tất cả các sinh vật sống trên cạn cũng như dưới
nước. Oxy thường có độ hoà tan thấp và phụ thuộc vào áp suất, nhiêt độ, nồng
độ muối có trong nước thải. Trong quá trình xử lý, các vi sinh vật tiêu thụ
oxy hoà tan để oxy hoá sinh hoá, đồng hoá các chất dinh dưỡng và chất nên
cần thiết cho sự sống, sinh sản và tăng trưởng của chúng. Vì vậy, giữ được
oxy hoà tan trong nước thải trong quá trình xử lý là yêu cầu quan trọng.

Xử lý cấp 1- Gồm các quá trình xử lý sơ bộ và lắng bắt đầu từ song
( hoặc lưới chắn ) và kết thúc sau lắng cấp 1. Công đoạn này có nhiệm vụ khử
các vật rắn nổi có kích thước lớn và các tạp chất rắn lơ lửng ở bể lắng cấp 1. ở
đây thường gồm các quá trình lọc qua song ( hoặc lưới ) chắn,lắng, tuyển nổi,
tách dầu mỡ và trung hoà.
Xử lý cấp 2-Gồm các quá trình sinh học ( đôi khi cả hoá học ) có tác
dụng khử hầu hết các tạp chất hữu cơ hoà tan có thể phân huỷ bằng con
đường sinh học, nghĩa là khử BOD. Đó là các quá trình: Hoạt hoá bùn, lọc
sinh học hay oxy hoá sinh học trong các hồ ( hồ sinh học và phân huỷ yếm
khí ). Tất cả các quá trình này đều sử dụng khả năng của các vi sinh vật
chuyển hoá các chất thải hữu cơ về dạng ổn định và năng lượng thấp.
Xử lý cấp 3- Thường gồm các quá trình: Vi lọc, kết tủa hoá học và đông
tụ, hấp thụ bằng than hoạt tính trao đổi ion, thẩm thấu ngược, điện thấm tích,
các quá trình khử các chất dinh dưỡng, clo hoá và ozon hoá.

6
Lắng
cát
3
4
5
6
7
8
5
Xử lý cấp
I
Xử lý sơ
bộ
Xử lý cấp

1.2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Đây là bước xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình là loại tất cả các tạp vật
có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành xử lý nước thải như làm tắc bơm,
đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều
kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống. Những công trình xử lý cơ học bao
gồm:
Song chắn rác, lưới lọc dùng để chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn
hoặc ở dạng sợi như giấy, rau, cỏ, rác. Sau dó chúng thường được chuyển tới
máy nghiền rác,sau khi được nghiền nhỏ chúng được chuyển tới bể phân huỷ
cặn. Trong những năm gần đây sử dụng rất phổ biến loại song chắn rác liên
hợp vừa chắn giữ vừa nghiền rác đối với những trạm xử lý công xuất nhỏ và
vừa.
Bể lắng cát tách ra khỏi nước thải các chất bẩn vô cơ có trọng lượng
riêng khác với trọng lượng riêng của nước thải( như xỉ, than, cát…) chúng
không có lợi đối với các quá trình làm trong, xử lý sinh hoá nước thải và xử lý
cặn bã cũng như không có lợi đối với các công trình thiết bị công nghệ trên
trạm xử lý. Cát từ bể lắng cát được đưa đi phơi khô và sau đó thường được sử
dụng lại co những mục đích xây dựng.
Bể lắng tách ra các chất lơ lửng có trọng lượng riêng khác với trọng
lượng riêng của nước thải. Chất lơ lửng nặng sẽ từ từ lắng xuống đáy,các chất
7
lơ lửng nhẹ sẽ nổi lên bề mặt nước. Cặn lắng và bọt nổi nhờ các thiết bị thu
gom và vận chuyển lên công trình xử lý cặn.
Bể vớt dầu mỡ thường áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu
mỡ( nước thải công nghiệp ), Đối với xử lý khi hàm lượng dầu mỡ không cao
thì việc vớt dầu mỡ thường được thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt
chất nổi.
Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bắng
cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho
một số loại nước thải công nghiệp.

dụng các quá trình: Đông tụ, hấp thụ, trích ly, bay hơi, tuyển nổi, trao đổi ion,
tinh thể hoá, dializ-màng bán thấm, cô đặc, khử hoạt tính phóng xạ, khử khí
khử màu….
1.2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp đông tụ
Đông tụ là làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo
tụ ( phèn ) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chât bẩn ở dạng lơ lửng và
keo thành những bông có kích thước lớn hơn lắng xuống.Phương pháp đông
tụ làm tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo thậm chí
cả nhũ tương và các tạp chất khác. Khi đó nồng độ các chất lơ lửng, mùi, màu
sẽ giảm xuống. Các chất đông tụ thường dùng là nhôm sunfat,sắt sunfat, sắt
clorua…
Hiệu suất đông tụ cao nhất khi giá trị pH= 4÷ 8,5. Để loại các bông lớn
và dễ lắng người ta cho thêm các chất trợ đông tụ. Đó là chất cao phân tử tan
trong nước và đễ phân ly thành ion. Tuỳ thuộc vào các nhóm ion khi phân ly
mà các chất trợ đông tụ có điện tích âm hoặc dương.
1.2.4.Xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ
Hấp phụ là tách các chất hữu cơ và khí hoà tan khỏi nước thải bằng
cách tập chung các chất đó trên bề mặt chất rắn ( chất hấp phụ ) hoặc bằng
cách tương tác giữa các chất bẩn hoà tan với các chất rắn. Hiện nay phương
9
pháp hấp phụ được xử dụng rộng rãi để xử dụng nước thải công nghiệp.
Phương pháp này cho phép xử lý nước thải chứa một hoặc nhiều loại nước
bẩn khác nhau. Kể cả khi nồng độ chất bẩn trong nước rất thấp. Như vậy
phương pháp hấp phụ còn có thể dùng để xử lý triệt để nước thải sau khi đã
xử lý bằng các phương pháp khác. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chi
phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là
hợp lý hơn cả.
Trong công nghệ xử lý nước thải khi nói về phương pháp hấp phụ tức là
nói về quá trình hấp phụ chất bẩn hoà tan ở bề mặt biên giới giữa pha lỏng và
pha rắn. Người ta phân biệt ba loại hấp phụ sau đây:

1.2.6 Xử lý nước thải bằng phương pháp làm thoáng và chưng bay hơi
Nước thải của nhiều lĩnh vực công nghiệp( hoá chất, sản xuất sợi nhân
tạo, sản xuất giấy…) chứa các chất bẩn dễ bay hơi như hidro sunfua, cacbon
sunfua, metyl mecaptan… Để xử lý các loại nước này người ta dùng phương
pháp làm thoáng tức là cho tiếp xúc với không khí hoặc khí trơ trong điều
kiện tự nhiên hoặc cưỡng bức.
Khi các chất hữu cơ dễ bay hơi và cùng với nước tạo thành hỗn hợp
đẳng sôi thì người ta dùng phương pháp chưng bay hơi để các chất đó cùng
bay theo hơi nước. Để xử dụng phương pháp này người ta phải xét đến nhiệt
độ sôi của hỗn hợp và tỷ lệ giữa lượng chất bẩn hữu cơ và lượng nước cùng
chuyển sang dạng hơi khi chưng cất. Nếu tỷ lệ này càng lớn so với chính tỷ lệ
giữa chúng(chất bẩn và nước) lúc bình thường thì phương pháp này càng có
lợi. Nhiều hỗn hợp đẳng sôi khi ngưng tụ sẽ hình thành các lớp riêng biệt và
do đó rất dễ dàng tách các chất bẩn ra khỏi dung dịch bão hoà. Tuy nhiên,
nhiều khi chúng không hình thành các lớp riêng biệt do độ hoà tan của lớp
ngưng với chất bẩn rất lớn, Nhưng những hỗn hợp đó vẫn có thể sử dụng trực
tiếp hoặc có thể sử dụng sau khi xử lý bằng phương pháp trích ly.
1.2.7. Xử lý nước thải bằng phương pháp tuyển nổi
11
Thực chất của quá trình tuyển nổi là dính kết phân tử các chất bẩn với
bề mặt phân chia giữa khí và nước. Sự dính kết diễn ra được là do có năng
lượng tự do trên bề mặt phân chia đó và nhờ hiện tượng bề mặt đặc biệt gọi là
hiện tượng tẩm ướt. Hiện tượng này xuất hiện ở những nơi tiếp xúc giữa ba
pha( lỏng- khí- rắn ), tức là xuất hiện theo chu vi ẩm ướt.
Nói chung quá trình tuyển nổi là quá trình hoá lý phức tạp.Trong nước
các phần tử có bề mặt kỵ nước sẽ có khả năng dính kết vào bọt khí. Khi các
bọt khí và các phần tử phân tán cùng vận động trong nước thì các phần tử đó
sẽ tập trung trên bề mặt các bọt khí và nổi lên. Những phần tử nào không có
khả năng dính kết vào bọt khí thì sẽ còn lại trong nước. Tiếp theo người ta
tách các bọt khí cùng các phần tử dính vào đó khỏi mặt nước.

1.2.9.Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học
Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất
phản ứng nào đó để gây tác động đối với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và
tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô
nhiễm môi trường. Ví dụ: phương pháp trung hoà nước thải chứa axit và chứa
kiềm, phương pháp oxy hoá khử, phương pháp ozon hoá, phương pháp điện
hoá…Theo giai đoạn và mức độ xử lý, phương pháp hoá học sẽ có tác động
tăng cường quá trình xử lý cơ học hoặc sinh học. Những phản ứng diễn ra có
thể là phản ứng oxy hoá khử, các phản ứng tạo chất kết tủa hoặc các phản ứng
phân huỷ chất độc hại.
Phương pháp hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công
nghiệp. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép,
phương pháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là
giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải.
Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung
hoà, oxy hoávà khử, phương pháp ozon hoá, phương pháp điện hoá học.Tất cả
các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương pháp đắt
13
tiền. Người ta sử dụng các phương pháp để khử các chất hoà tan và trong các
hệ thống cấp nước khép kín.
a)Phương pháp trung hoà
Phương pháp trung hoà được dùng để đưa môi trường nước thải chứa
axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước
khi thải vào nguồn nước hoặc xử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.
Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:
- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm.
- Bổ sung các tác nhân hoá học.
- Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axit.
Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng
độ, chế độ thải của nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hoá

nặng hoặc nồng độ của chúng không được vượt quá nồng độ cực đại cho
phép.
Sau khi được xử lý sinh học nước thải sẽ bị phân huỷ chủ yếu theo các
phản ứng oxy hoá. Các sản phẩm tạo thành sau khi phân huỷ sẽ được loại
khỏi nước thải ở dạng khí, cặn lắng hoặc còn lại trong nước nhưng không độc.
Những công trình xử lý sinh học phân thành hai nhóm:
- Những công trình trong đó quá trình xử lý được thực hiện trong điều
kiện tự nhiên như cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học…Thường thì các quá
trình này diễn ra chậm.
- Những công trình trong đó quá trình xử lý diễn ra trong điều kiện nhân
tạo như bể lọc sinh học, bể làm thoáng sinh học( aeroten) … Do các diều kiện
nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn. Quá trình xử lý sinh học có
thể đạt được hiệu xuất khử trùng 99%, theo BOD là 90 đến 95%.
Thông thường giai đoạn xử lý sinh học được tiến hành sau giai đoạn xử
lý cơ học. Bể lắng đặt sau giai đoạn xử lý cơ học gọi là bể lắng đợt 1. Bể lắng
15
dùng để tách màng sinh học hoặc tách bùn hoạt tính ( đặt sau bể aeroten ) gọi
là bể lắng đợt 2.
Trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, bùn hoạt tính ( bùn
tuần hoàn ) thường được đưa quay trở lại bể sinh học để tạo điều kiện cho quá
trình sinh hoá hiệu quả. Phần bùn còn lại là bùn dư, thường được đưa tới bể
nén bùn để giảm thể tích trước khi đưa tới các công trình xử lý cặn bã.
Chương 2. Nước thải nhà máy bia Vinh và phương pháp xử lý sinh học.
2.1. Nước thải nhà máy bia Vinh
2.1.1. Công nghệ sản xuất bia
Các công đoạn chính của công nghệ sản xuất bia bao gồm:
- Chuẩn bị nhiên liệu : Malt đại mạch và nguyên liệu thay thế( gạo, lúa
mì, ngô )được làm sạch rồi đưa vào xay, nghiền ướt để tăng bề mặt hoạt động
của enzim và giảm thời gian nấu.
16

H
5
OH + 2CO
2

Nhiệt độ duy trì trong giai đoạn lên men chính( 6 đến 10 ngày ) là 8 đến
10
0
C. Sau đó tiếp tục thực hiện giai đoạn lên men phụ bằng cách hạ nhiệt độ
của bia non xuống 1 đến 3
0
C và áp suất 0,5 đến 1 at trong thời gian 10 ngày
cho bia hơi và 15 ngày cho bia đóng chai lon. Quá trình len men phụ diễn ra
chậm và thời gian dài giúp cho các cặn lắng, làm trong bia và bão hoà CO
2
làm tăng độ bền và chất lượng của bia. Nấm men tách ra, một phần dược phục
hồi làm men giống, phần thải có thể làm thức ăn gia súc.
- Lọc bia nhằm loại bỏ các tạp chất không tan như nấm men, protein,
houblon làm cho bia trong hơn trên máy lọc khung bản với chất trợ lọc là
diatomit.
- Bão hoà CO
2
và chiết chai: Trước khi chiết chai, bia được bão hoà CO
2
bằng khí CO
2
lấy từ quá trình lên men chứa trong bình áp suất. Các dụng cụ
chứa bia( chai, lon, két ) phải được rửa, thanh trùng đảm bảo tiêu chuẩn vệ
sinh, Sau đó thực hiện công việc triết chai, cuối cùng là đóng nắp và thanh
17

Gồm protein, cacbonhydrat và chất béo. Các chất hữu cơ phân huỷ sinh
học được đo bằng chỉ tiêu BOD và COD. Nếu thải chúng trực tiếp vào môi
trường, quá trình ổn định sinh học của chúng có thể dẫn đến giảm lượng oxy
trong nước tự nhiên và nguyên nhân gây đến mùi khó chịu.
c ) Các nhân tố gây bệnh
Rất nhiều bệnh có thể lan truyền qua các vi khuẩn gây bệnh trong nước
thải
d) Các chất dinh dưỡng
Cả nitơ và photpho cùng với cacbon là những chất dinh dưỡng chính
cho sự phát triển của vi sinh vật. Khi thải chúng vào môi trường nước, các
chất dinh dưỡng này có thể dẫn đến sự phát triển của các sinh vật ngoài ý
muốn trong môi trường nước. Còn khi thải chúng với một lượng dư các chất
sẽ làm ô nhiễm nước ngầm.
e) Các chất hữu cơ trơ
Các chất hữu cơ này không bị phân huỷ bởi các phương pháp xử lý
nước thải thông thường. Ví dụ điển hình là chất hoạt động bề mặt, phenol và
một số hoá chất bảo vệ trong nông nghiệp.
f) Kim loại nặng
Các kim loại nặng thường này là một trong những nguồn ô nhiễm nước
trong dây chuyền sản xuất bia.
g) Các chất rắn vô cơ hoà tan
Các thành phần vô cơ như canxi, natri, sunphat luôn có mặt trong quá
trình sử dụng nước thải bia. Nếu nước thải muốn sử dụng lại thì phải khử bỏ
chúng.
Bảng 1.1 Thành phần, tính chất nước thải của nhà máy bia Vinh và yêu
cầu chất lượng nước thải khi xả ra môi trườmg bên ngoài theo TCVN 5945-
1995.
TT Chỉ tiêu
Nước thải trước
xử lý

các tạp chất thô như giấy, nhãn và các loại hạt rắn khác. Đối với dòng thải rửa
chai có giá trị pH cao cần được trung hoà bằng khí CO
2
của quá trình lên men
hay bằng khí thải nồi hơi.
2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
2.2.1. Đại cương về phương pháp sinh học
20
Thực chất của phương pháp xử lý sinh học là sử dụng khả năng sống-
hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ trong nước thải.
Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm
nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng
nhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản
nên sinh khối được tăng lên. Phương pháp sinh học có thể dùng để làm sạch
hoàn toàn các loại nước thải sản xuất chứa các chất hữu cơ hoà tan hoặc phân
tán nhỏ. Do vậy phương pháp này thường dùng sau khi đã loại bỏ các tạp chất
phân tán thô ra khỏi nước thải. Đối với nước thải chứa chất vô cơ thì phương
pháp này dùng để khử các chất sunfit, muối amon, nitrat – tức là các chất
chưa bị ôxy hoá hoàn toàn. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân huỷ sinh
hoá các chất bẩn sẽ là: khí cacboníc, nước, nitơ, ion sunphat…
Nhiệm vụ của công trình kỹ thuật xử lý nước thải bằng phương pháp
sinh học là tạo điều kiện sống và hoạt động tốt nhất cho các vi sinh vật để
phân huỷ các chất hữu cơ được nhanh chóng.
2.2.2.Các quá trình xử lý sinh học
Các quá trình xử lý sinh học được áp dụng để xử lý nước thải bao gồm
năm nhóm chính:
- Quá trình hiếu khí là các quá trình xử lý sinh học diễn ra với sự có mặt
của oxy.
- Quá trình yếm khí ( kỵ khí ) là các quá trình xử lý sinh học diễn ra
không có oxy.

Các hợp chất hoá học trải qua nhiều phản ứng chuyển hoá khác nhau
trong nguyên sinh các tế bào. Phương trình tổng quát các phản ứng tổng của
quá trình oxy hoá sinh hoá ở điều kiện hiếu khí có dạng như sau:
C
x
H
y
O
z
N+( x + y/4 + z/3 + 3/4) O
2
xCO
2
+
2
3
−
y
H
2
O + NH
3
+
∆H C
x
H
y
O
z
N + NH

được trong quá trình hô hấp chúng mới có thể tổng hợp các chất mới để sinh
trưởng, phát triển, trao đổi nhiệt vận động.
b) Nguyên lý chung của tế bào và động học của phản ứng lên men
Dựa trên đặc tính sinh lý và tốc độ sinh sản của vi sinh vật, quá trình
phát triển của chúng được chia thành nhiều giai đoạn:
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 vi sinh vật mới bắt đầu
sinh trưởng. Các tế bào mới tăng về kích thước nhưng chưa tăng về số lượng.
Trong giai đoạn luỹ tiến, vi sinh vật phát triển với tốc độ riêng không
đổi. Sau một thời gian nhất định, tổng số tế bào cũng như trọng lượng tế bào
tăng lên gấp đôi.
Trong giai đoạn tốc độ chậm, tốc độ 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 các enzim, alcol, axit hữu cơ, vitamin…
Trong giai đoạn cân bằng, số lượng tế bào sống giữ ở mức không đổi,
nghĩa là số lượng tế bào chết đi tương đương với số lượng tế bào mới sinh ra.
Tính chất sinh lý của tế bào vi sinh vật bắt đầu thay đổi – cường độ trao đổi
chất giảm đi rõ rệt.
Trong giai đoạn suy tàn, tốc độ sinh sản giảm đi rõ rệt và dần ngừng
hẳn, dẫn đến số lượng sống tế bào sống giảm đi rất nhanh và bắt đầu có hiện
tượng tự huỷ.
23
Nguyên nhân suy tàn chủ yếu là do nguồn thức ăn trong môi trường đã
cạn, sự tích luỹ sản phẩm trao đổi chất có tác động ức chế và đôi khi tiêu diệt
cả vi sinh vật.
c) ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau lên tốc độ oxy hoá sinh hoá
Tốc độ oxy hoá sinh hoá phụ thuộc vào nồng độ các chất hữu cơ, hàm
lượng các tạp chất và mức độ ổn định của dòng nước thải vào hệ thống xử lý.
Ngoài ra việc khuấy trộn trong các công trình xử lý nước thải sẽ làm
tăng cường sự phân chia bông bùn hoạt tính thành các hạt nhỏ hơn, tăng tốc

lượng cần thiết trong xử lý sinh học. Hàm lượng các nguyên tố khác không
cần phải định mức vì chúng có trong nước thải ở mức đủ cho nhu cầu của các
vi sinh vật .
Khi thiếu nitơ lâu dài, ngoài việc cản trở quá trình sinh hóa các chất bẩn
hữu cơ còn tạo ra bùn hoạt tính khó lắng.
Khi thiếu photpho đẫn đến sự phát triển vi sinh vật dạng sợi và là
nguyên nhân chính làm cho bùn hoạt tính bị phồng lên, khó lắng đẫn đến
giảm sinh trưởng của bùn hoạt tính, giảm cường độ quá trình oxy hoá.
Khi trong nước thải không có đủ nitơ và photpho người ta bổ xung
chúng bằng cách đưa thêm phân nitơ, photpho và kali vào.
d) Điều kiện, yêu cầu và yếu tố môi trường ảnh hưởng tới quá trình xử lý
- Điều kiện đầu tiên là phải đảm bảo cung cấp đủ lượng oxy một cách
liên tục
- Nồng độ cho phép các chất bẩn hữu cơ phải ở mức độ nhất định cho
phép. Nếu dùng các bể aeroten thì BOD toàn phần không được quá 1000mg/l.
Nếu vượt quá giới hạn đó thì phải dùng nước sản xuất quy ước sạch, nước
sông hoặc nước đã xử lý rồi để pha loãng.
- Lượng các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết để các quá trình sinh hoá
diễn ra bình thường không được thấp hơn giá trị cho trong bảng dưới đây [3].
BOD toàn
phần của nước thải,
mg/l
Nồng độ nitơ
trong muối amon,
mg/l
Nồng độ
photpho theo
P
2
O