Đ Ạ I HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
Đê tài nghiên cứu khoa học:
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ xử LÝ NƯỎC THẢI SINH HOẠT
BẰNG PHƯONG PHÁP BÙN HOẠT TÍNH NHIÊU BẬC
MÃ SỐ : QT - 01 - 36
CHỦ TRÌ ĐỂ T À I: TS. Trịnh Lê Hùng
CÁC CÁN BỘ PH Ố I HỢP:
1. HVCH. Phạm Thị Dương
2. HVCH. Nguyễn Thị M inh Nguyệt
ĐAI HOC QUỐC GIA HÀ NỘi
TRUNG TÂM THÕNG TIN THƯ VIÊN
UY/ 5 ^
2
BÁO CÁO TÓM TẮT BẰNG TIẾNG VIỆT
a. Tên đề tài : Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương
pháp bùn hoạt tính nhiều bậc.
M ă số : QT - 0 1 -3 6
b. Chủ trì đề tài : TS. Trịnh Lê Hùng
c. Các cán bộ tham gia :
1. HVCH. Phạm Thị Dương
2. HVCH. Nguyễn Thị M inh Nguyệt
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu :
Mục tiêu : Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương
pháp bùn hoạt tính, thực hiện với quá trình liên tục qua nhiều bể phản ứng.
Nội dung nghiên cứu :
1. Khảo sát chất lượng nước thải đã xử lý qua lbậc.
2. So sánh kết quả nước thải đã xử lý 1 bậc với nhiều bậc trong cùng
một thời gian lưu.
3. Tìm hiểu sư phát triển của vi sinh vật qua mỗi bậc.
4. Xây dưng quy trình công nghê xử lý.

3. Mrs. Nguyễn Thị Minh Nguyệt
d. Aims and content o f project:
Aims
Study on domestic wastewater treatment by activated sludge with system
that contains a lot of aerobic reactors.
Content
1. Measurement of concentration of contaminants in wastewater after
treatment by one aerobic pond.
2. M easurement of concentration of contaminants in wastewater after
treatment by a lot of aerobic ponds.
3. Isolation microbes from each ponds.
4. Design a system for experiment
e. Results :
1. Paper 1:
Study on the effect of trace elements on the growth of microbe in
w astew ater.
Journal of Chemistry ( National Centre for Natural Science and Technology of
Vietnam), Vol. 40, No. 3 - 2002, p. 52-55
2. Paper 2:
Isolation, Selection and use some proteolytic microbes for treatment of
leachate from Namson landfill area.
Journal of Science (Natural Sciences and Technology) VNU, Vol. XIX, N o.l
2003, P.43 - 49.
3. Paper 3:
Study on the treatment wastewater by the activated sludge with
smaler size.
Journal of Chemistry ( National Centre for Natural Science and Technology of
Vietnam), Vol. 41, No. 1 - 2003, p. 2-7
Dứector Faculty of Chemistry Project manager
Rector University of Sciences

các chất bẩn hoà tan trong nước thải giảm xuống, nên có thể tái sinh lại nước sạch.
Sinh khối hay còn được gọi là bùn hoạt tính, bao gồm các vi sinh vật đang
sống và một phần đã già hoặc chết, cùng các chất hấp phụ bao quanh. Tác dụng
chủ yếu của bùn hoạt tính chính là khả năng hoạt động của các vi sinh vật. Mỗi
một chủng vi sinh vật cần một loại môi trường riêng cũng chính là cần một loại
thức ăn riêng. Khi có môi trường thích hợp, chúng sẽ sinh trưởng và sinh sản rất
nhanh [5,6]. Trong quá trình xử lý nước thải, nếu tạo ra được nhiều pha có môi
trường khác nhau, cũng có nghĩa là tạo ra được nhiều môi trường riêng thích hợp
cho mỗi một chủng loại vi khuẩn khác nhau, điêù đó sẽ góp phần tăng hiệu quả xử
lý nước thải.
Xuất phát từ ý tưởng này, thay vì dùng một bể phản ứng sinh học có thể tích
lớn, chúng tôi đã chia nhỏ thành một số bình phản ứng liên tiếp có thể tích nhỏ
hơn. Như vậy nước sau xử lý ở đầu ra của bể này sẽ là đầu vào của bể liếp theo.
Mỗi bể này sẽ có hàm lượng các chất khác nhau (nguồn dinh dưỗng khác nhau)
cũne chính là có một môi trường thích hợp riêng cho từng loại chủng vi khuẩn.
CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU:
I. Tìm hiểu tình hình nước thải của sông Kim ngicii:
Sông Kim ngưu là 1 trong 3 dòng sông cổ của Hà nội, bắt nguồn từ sông
Hồne nhưng ngày nay đều bị tách khỏi sông Hổng, trở thành các dòng sông chết
và được xem như là các mương thoát nước của Hà nội, thu gom nước thải từ nội
thành chảy ra hổ thoáng ngoại thành (Thanh trì). Tuy 2 bờ đã được kè đá và sửa
đẹp, song nước trên sông vẫn là nước thải từ các khu vực dân cư, xí nghiệp nên
9
nước có mầu đen sẫm, có nhiều căn bẩn lơ lửng và bốc mùi xu uế. Chúng tôi đã
thử tìm hiểu và thấy rằng chủ yếu là hàm lượng cao các chất hữu cơ mà vi sinh vật
có thể xử lý được (BOD), ngoài ra lẫn các khí có mùi như amoniac, sunfua hydro
và đương nhiên có một lượng nhỏ chất khác. Sau đây là kết quả xác định một số
mẫu nước sông Kim ngưu với một số chỉ tiêu quan trọng.
Bảng 1. Kết quả phân tích COD và một vài chỉ tiêu khác của nước sông Kim ngưu
STT

24/05/2002
187 6,74 0,74
10 25/05/2002 174 3,50 0,48
11
26/05/2002
173 12,25
0,02
12 27/05/2002 152 2,65 0,02
13 28/05/2002
133
14
29/05/2002 152 25,82 0,13
0,25
40
15 30/05/2002 138
23,89
0,50 0,27
46
16 31/05/2002
136
30,19
2,02
0,26 44
17
03/06/2002 305 15,42 0,86
0,44 56
18 05/06/2002 146 12,88
0,26
0,23 43
19

Vi,v2,v3,v4: Các van điều tiết
I. 2. Thiết bi xử lý một bậc có bổ xung thêm than hoat tính
Hlnh 2: Thiết bị xử lý một bậc có than hoạt tính
Ghi chú: Than hoạt tính là dạng than viên
/. 3. Thiết bị xử lý nhiều bậc
Thiết bị xử lý nhiều bậc được chế tạo trên cơ sở thiết bị xử lý một bậc. Chúns
bao gồm nhiều thiết bị một bậc nhưng có thể tích nhỏ hơn. Tổng thể tích của các
thiết bị nhỏ này bằng thể tích của thiết bị lớn. Đây có thể xcm như hệ Cascader
trong thiết bị phản ứng hoá học làm việc liên tục.
12
Hình 3: Mô hình thiết bị xử lý nước thải nhiều bậc bằng phương pháp sinh học
Thiêt bị được làm băng các ống nhựa PVC 'iìên phong có đường kính khác
nhau, về nguyên tắc cũng giống như thiết kế của bể phản ứng một bậc nhưng ở dây
13
gồm 5 tháp phản ứng lắp liên tiếp và 1 tháp lắng không xục khí. Tổng thể tích của
các tháp này bằng 60 lít.
II. Kết quả thí nghiêm với các thiết bị trên :
II.l. K ết q uả xử lý liên tục m ột bậc không có than h oạt tính.
Các mẫu nước thải xử lý là các mẫu nước lấy từ sông Kim ngưu trone
khoảng thời gian cuối tháng 3 đến cuối tháng 5 năm 2002. Các giá trị pH trong
khoảng từ 6,5 đến 7,5. Còn các trị số COD đầu vào dao động trong khoảng 150mg/I
đến 250mg/l.
II. 1.1. Thử nghiệm với thời gian lun 6h
Bảngl: Kết quả thực nghiệm với thời gian lưu 6h và các mẫu tiếp sau 12h và 18h
STT COD đầu vào
(mg/1)
Độ đục vào
(NTU)
COD ra
(mg/1)

Độ đục ra
(NTU)
Hiệu suất
(theoCOD)
Thời gian
THPƯ
1
190
46.7
64 24.5 66.3%
7,5h
2 190
46.7
38
19.8
80% 9h
3 190
46.7
38
19.5 80% lOh
Nhận xél: Các mẫu lấy về sau có chất lượng lốt hơn.
14
II. 1.3. Thử nghiệm vói các thời gian lưu lOh
Bảng 3: Kết quả thực nghiệm với thời gian lưu lOh và các mẫu tiếp sau 12h và 14h
STT
COD đầu vào
(mg/I)
Độ đục vào
(NTU)
COD ra

Độ đục vào
(NTU)
COD ra
(mg/1)
Độ đục ra
(NTU)
Hiệu suất
(theoCOD)
Thời gian
THPƯ
1
177 39.5 36
18.9
80% 15h
2
177 39.5
31 18.0
82.5% 16h
3
177 39.5
31
17.6 82.5%
17h
Nhận xét: Các mẫu lấy về sau có chất lượng tốt hơn.
Nhận xét chung về chất lượng nước:
- Thời gian lưu dài hơn làm cho nước sau xử lý có chất lượng tốt hơn. Tuy
nhiên thời gian lưu tăng tới một giá trị nhất định thì hiệu suất xử lý COD sẽ tăng
rất chậm hoặc không tăng nữa. Khả năng xử lý trên 80% là khó khăn hơn nhiều.
Căn cứ vào kết quả các thí nghiệm này, chỉ nên lựa chọn thời gian lưu trơng
khoảng 10 - 15h.

40.5
20
2.4
89.0%
9 h
3
182
40.5
19
2.1 89.5%
lOh
Với thiết bị có bổ sung vật liệu lọc là than hoạt tính thì khổng những hiệu
suất xử lý COD tăng rất cao mà độ đục của nước đầu ra cũng rất ihấp. Việc sử
dụng than hoạt tính là có hiệu quả rất cao. Nhưng vì giá thành than hoạt tính dắt
16
nên giá xử lý sẽ tăng lên nhiều. Việc sử dụng than hoạt tính sẽ phụ thuộc vào mục
đích và yêu cầu cũng như khả nãng kinh tế cho phép.
II.3. Kết quả xử lý liên tục nhiều bậc
Thiết bị có tổng thể tích bằng 60 lít gồm 5 tháp phản ứng và 1 tháp lắng.
Thời gian lưu lựa chọn là lOh nên điều chỉnh lưu lượng 61ít/giờ. Thời gian lun cho
mỗi tháp sẽ là 10h/6 = l,6h.
Cho nước thải vào liên tục với lưu lượng 61ít/h. Sau lOh đồng thời lấy mẫu ở
các tháp. Tiến hành phân tích xác định COD đối với từng tháp. Sau khi chạy 5 mầu
qua 5 ngày, lấy mẫu nước trong 5 tháp để xác định số lượng và hình thái vi khuẩn.
Bảng 6 : Kết quả xử lý nhiều bậc với thời gian lưu là 10 giờ
Mẫu phân tích Mẫu 1
Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4
Mẫu 5
COD vào (mg/I)
185

Tháp 5
COD ra (mg/1)
17
35 42
31
23
Hiệu suất (theo COD)
90,8%
76,5%
78,8%
78,690 84,99f
Tháp 6
COD ra (mg/1)
17
30
31 26
23
Hiêu suất (theo COD)
90,8%
79,9%
84,3%
82,1%
84,97,
17
ĐAI HOC QUỐC G ia n *
TRUNG ĨÀM THÕNG TIN THƯ Vit'
DT / 3 ^ _
Tháp 1 Tháp 2 Tháp 3 Tháp 4 Tháp5 Thápó
Hình 5. Biểu đồ thể hiện độ giảm % COD của 6 tháp qua 5 mẫu
Đã tiến hành phân lập vi khuẩn và đếm số lượng vi khuẩn của các mẫu nước lấy từ 5

đạt mức COD sau xử lý còn trên 400 mg/1 tức là chỉ xử lý được 66,33%. Các kết
quả được đưa ra bảng dưới đây (trang sau):
Các kết quả phân tích COD giữa các tháp có đôi chỗ không hợp lý đó là do
sai số trong cách lấy mẫu, nhưng nhìn chung trên tổng thể vẫn tuân theo quy luật
COD giảm dần. Việc chạy lại rõ ràng là không hợp lý về mảt dinh dưỡng cho vi
khuẩn hoạt động nên kết quả giảm COD cho mỗi lần là khác nhau. Sau khi chạy
lần 1, COD giảm từ 1298 đến còn 819 tức là giảm dược 36,90%, sau khi chạy lần
19
2, COD giảm từ 819 đến còn 515 tức là giảm được 24,90% và sau khi chạy lần 3,
COD giảm từ 515 đến còn 437 tức là giảm được 15,14% . Như vậy có thể khảng
định là cần phải kéo dài thêm nhiều tháp và chỉ cần chạy liên tục một lần, chất
lượng nước sau xử lý sẽ tốt hơn rất nhiều.
Bảng 6 : Kết quả xử lý nhiều bậc với thời gian lưu 10 giờ cho đối tượng
là nước rác Nam sơn đã qua tiền xử lý
Mẫu phân tích
Mẫu 1
Mẫu 2
Mẫu 3
COD vào (mg/1)
1298
819 515
Tháp 1 COD ra (mg/1)
746
648 478
Hiệu suất (theo COD)
42,5%
20,8%
7,1%.
Tháp 2
COD ra (mg/1)

Tháp 6
COD ra (mg/1)
819
515 437
Hiêu suất (theo COD)
36,9%
37,1%
15,1%
20
K Ế T LUÂ N
«
1. Đối với quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính, có thế
thay thế một bể lớn bằng nhiều bể nhỏ sẽ cho hiệu quả hơn trong cùng một thời
gian lưu. Việc xây các bể nhỏ chắc chắn sẽ đơn giản hơn xây một bể lớn có thê’
tích là tổng thể tích các bể nhỏ và các thiết bị đi theo cũng sẽ đơn giản hơn. Kinh
phí xây các bể nhỏ sẽ thích hợp hơn ở những quy mô nhỏ hơn và phân tán. Điều
này cũng tạo ra tính khả thi cao hơn.
2. Khả năng ứng dụng xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt lính nhiều
bậc cũng có thể áp dụng để xử lý cho những nguồn nước thải phức tạp và có hàm
lượng các chất hữu cơ tương đối cao.
21
TÀI LIỆU THAM K HẢO
1. FranKlin L. Burton, ” Waste water engineering ; Treatment, Disposal
and Reuse” . M etcalf & Eddy Inc., 3rd ed., 1999.
2. Ramalho, Ruben Sette, ” Introduction to wastewater treatment
proceses”. Academic press, Inc. p. 158-5-208 (1997)
3. Michael H. Geradi et al, “ Wastewater Biology : The microlife W ater
Envừonment Federation, 1995.
4. Bruce E. Rittmann, Perry L. McCarty, “Environmental Biotechnology :
Principles and Applications The McGraw-Hill Companies, Inc.,2001

vi khuẩn, xạ khuẩn, nsuyên sinh động vật, dòi,
giun Các vi sinh vật này sẽ phân hủy và oxi
hóa các chất hữu cơ trong nước thải thành C 0;,
H20, NH, và tạo ra năng lượng bằng oxi
không khí hay oxi nguyên chất [1,2].
Bùn hoạt tính được hình thành từ các vi sinh
vật trong tự nhiên và thay đổi tùy theo tính chất
nước thải của từng ngành sản xuất cụ thể. Đẻ có
thể sử dụng tốt phương pháp bùn hoạt tính, điều
quan trọng là tạo được các vi khuẩn với hàm
lượng lớn và chùng loại thích hợp. Tuy nhiên,
muốn tồn tại và phát triển vi sinh vật cần đến
chất dinh dưỡng. Các vi sinh vật sử dụng chát
hữu cơ và một số chất khoáng làm nguôn dinh
dưỡng và tạo năng lượng. Tùy theo dặc diêm
cùa từng chủng vi sinh vật, chúng đòi hòi các
chất dinh dưỡng khác nhau [3J.
Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu ảnh
hường của các nguyên tố vi lượng trong qua
trình tạo mỏi trường tăng nhaiìlì luọiig Khuan
để xử lý nước thải.
I - THỰC NGHIỆM
Tiến hành tạo môi trường nuòi cấy vi khuán
tự nhiên trong các binh phản ứng gián doạn
bàng thủy tinh dung tích 10 lít chứa các dung
dịch đường có nồng độ khác nhau, thêm và
khôn® thèm các nguyên tố vi lượng cũng có
nồng độ khác nhau. Dùng máy sục khí và theo
dõi sự tăng sinh khối băng cách phàn tích chi số
COD theo thời gian (COD: Chemical Oxysen

491 940
6
208
908
8
126
850
10
88
792
12
78
685
14
66
548
16
44
336
18
32
176
20 136
22 128
24
128
26 128
- Mẫu 1: COD của ngày thứ hai giảm so với
ban đầu, giảm mạnh ờ ngày thứ hai và thứ tư,
sau đó tiến tục giảm nhưng tốc độ giảm.

2976
2
944
548
1232
1192
592
4
491
200
928
760
480
6
208
126
843
488
320
8
126
72
672
328
10
88
48
432
240
12