-iv-
CHƯƠNG IV – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................................................. 18
4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI BAN ĐẦU ............................................. 18
4.2 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC............................................................................... 18
4.2.1 Xác đònh tốc độ sử dụng cơ chất riêng K (1/ngày) và hằng số bán tốc độ K
s
(mg/L) .......... 19
4.2.2 Xác đònh hệ số năng suất sử dụng cơ chất cực đại Y và hệ số phân hủy nội bào K
d
......... 20
4.3 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BÙN TỐI ƯU.......................................................................................... 21
4.4 XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD THEO TẢI LƯNG ......................................................... 22
4.5 XÁC ĐỊNH LƯNG BÙN HOẠT TÍNH TUẦN HOÀN THÍCH HP ......................................... 23
4.6 HIỆU QUẢ XỬ LÝ CÁC CHỈ TIÊU KHÁC ................................................................................ 23
CHƯƠNG V – THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CH ĐẦU MỐI THỦ ĐỨC GIAI ĐOẠN
II ............................................................................................................................................ 25
5.1 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ................................................................................................................... 25
5.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ XÂY DỰNG TRONG GIAI ĐOẠN II ..................... 26
5.2.1 Hầm bơm ......................................................................................................... 26
5.2.2 Bể điều hòa...................................................................................................... 26
5.2.3 Bể USBF ......................................................................................................... 27
5.3 DỰ TOÁN KINH PHÍ ................................................................................................................... 27
5.3.1 CHI PHÍ ĐẦU TƯ ............................................................................................. 27
5.3.1.1 Chi phí xây dựng các công trình cơ bản ............................................................... 27
5.3.1.2 Chi phí thiết bò các công trình xây dựng .............................................................. 28
5.3.2 CHI PHÍ QUẢN LÝ – VẬN HÀNH ...................................................................... 28
5.3.2.1 Chi phí nhân công vận hành .............................................................................. 28
5.3.2.2 Chi phí điện năng tiêu thụ ................................................................................. 28
5.3.2.3 Chi phí hoá chất ............................................................................................. 28
3.3.2.4 Chi phí bảo trì ................................................................................................ 29
5.3.3 KHẤU HAO TÀI SẢN VÀ LÃI SUẤT .................................................................. 29

VÀ HỆ SỐ PHÂN HỦY NỘI BÀO K
D
............................................................................................... 20
BẢNG 4.5 HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD THEO NỒNG ĐỘ BÙN X (MG/L) ..................................................... 21
BẢNG 4.6 HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD THEO TẢI LƯNG L (KGCOD/M
3
.NGÀY) ..................................... 22
BẢNG 4.7 HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD THEO LƯNG BÙN HOẠT TÍNH TUẦN HOÀN (%) ...................... 23
BẢNG 4.8 HIỆU QUẢ XỬ LÝ PH, ĐỘ ĐỤC, BOD
5
, åN, åP VÀ SS .......................................................... 24
SƠ ĐỒ 2.1 CƠ CẤU TỔ CHỨC VÀ NHÂN SỰ CỦA CÔNG TY TNHH QUẢN LÝ VÀ KINH DOANH
CH NÔNG SẢN THỦ ĐỨC ............................................................................................................... 5
SƠ ĐỒ 2.2 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN TẠI CỦA CH ĐẦU
MỐI THỦ ĐỨC ..................................................................................................................................... 8
SƠ ĐỒ 5.1 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CH ĐẦU MỐI THỦ ĐỨC
GIAI ĐOẠN 2 ..................................................................................................................................... 25
HÌNH 2.1 BỂ USBF BẰNG THÉP KHÔNG GỈ Ở STRATHMORE, ALBERTA, ANH ................................ 11
HÌNH 3.1 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH USBF .......................................... 12
HÌNH 3.1 MÔ HÌNH BỂ USBF TẠI CH ĐẦU MỐI THỦ ĐỨC ................................................................. 16
HÌNH 4.1 ĐỒ THỊ XÁC ĐỊNH K VÀ K
S
....................................................................................................... 19
HÌNH 4.2 ĐỒ THỊ XÁC ĐỊNH Y VÀ K
D
...................................................................................................... 20
HÌNH 4.3 HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD THEO NỒNG ĐỘ BÙN X (MG/L) ...................................................... 22
HÌNH 4.4 HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD THEO TẢI LƯNG L (KGCOD/M
3
.NGÀY) ....................................... 23

S
o
, S Nồng độ COD đầu vào và đầu ra
X Nồng độ bùn hoạt tính
q Thời gian lưu nước trong ngăn hiếu khí
Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
1
CHƯƠNG I – MỞ ĐẦU

1.1 GIỚI THIỆU
Kinh tế ngày càng phát triển, chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao, vì
thế nhu cầu tiêu dùng của con người ngày một tăng lên và các mặt hàng nông sản, thực
phẩm cũng không ngừng nâng cao về số lượng và chất lượng. Hệ thống các chợ đầu mối
nông sản, thực phẩm được xây dựng ở nhiều nơi nhằm phân phối và phục vụ các nhu cầu
trong nước. Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động thì không thể tránh khỏi việc thải ra các
loại rác thải, nước thải làm ô nhiễm môi trường. Các loại nước thải ở đây chủ yếu là nước
thải sinh hoạt của cư dân trong chợ, nước ép rác nếu không được xử lý hiệu quả sẽ làm ô
nhiễm môi trường đất, nước, không khí xung quanh và ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe
của người dân sống xung quanh.
Hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để xử lý nước thải loại
này, trong đó các phương pháp xử lý sinh học được sử dụng phổ biến trong hầu hết các hệ
thống xử lý các loại nước thải này. Tuy nhiên, các hệ thống xử lý sinh học kinh điển
thường có tốc độ, hiệu quả xử lý thấp và giá thành xây dựng cao. Để góp phần đa dạng
hóa các công nghệ xử lý nước thải và đơn giản hóa hệ thống xử lý, trong đề tài này tôi sử
dụng mô hình công nghệ USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức, đây là công
nghệ cải tiến của quá trình bùn hoạt tính trong đó kết hợp 3 quá trình Anoxic, Aeration và
USBF trong một đơn vò xử lý nước thải. Công nghệ này được giới thiệu đầu tiên ở Mỹ
những năm 1990, sau đó được áp dụng ở châu Âu từ năm 1998 trở lại đây, công nghệ này
vẫn chưa được sử dụng nhiều ở Việt Nam. Hy vọng với những tính năng vượt trội của bể

việc nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn nhưng ít tốn diện tích
xây dựng là rất cần thiết.

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phân tích mẫu
- Chạy mô hình
- Phân tích, thống kê, tổng hợp kết quả

1.6 NỘI DUNG THỰC HIỆN
- Khảo sát hiện trạng và hệ thống xử lý nước thải của chợ Đầu mối.
- Xây dựng và vận hành mô hình bể USBF.
- Tổng hợp số liệu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
3
CHƯƠNG II – TỔNG QUAN

2.1 TỔNG QUAN VỀ CH ĐẦU MỐI THỦ ĐỨC
2.1.1 Quá trình hình thành và phát triển của chợ
2.1.1.1 Giới thiệu sơ lược về chợ
Tên công ty: công ty trách nhiệm hữu hạn quản lý và kinh doanh chợ nông sản Thủ Đức.
Tên giao dòch: Thuduc Agriculture Wholesale Market Co, Ltd
Tên viết tắt: Thuduc Agromaket
Đòa chỉ trụ sở chính: 141, xa lộ xuyên Á, khu phố 5, phường Tam Bình, quận Thủ Đức.
Điện thoại: (08) 7290880 – 7290882
Fax: (08) 7290888
Website:
Email:
2.1.1.2 Quá trình thành lập và hoạt động của chợ
Chúng ta ai cũng biết được sự cần thiết của mặt hàng nông sản thực phẩm đối với

khử Sắt, Mangan, nồng độ pH, loại trừ các vi khuẩn có hại… trong nước ngầm nhằm phục
vụ cho ăn uống sinh hoạt. Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn nước ăn uống sinh hoạt
TCVN 5501-91, cung cấp nước sạch cho toàn bộ khu vực chợ; Hệ thống thoát nước, xử lý
nước thải theo công nghệ Đan Mạch, công suất 1.500 m
3
/ngày, nước thải của khu vực
được thoát tập trung vào hầm bơm sau đó đi qua hệ thống xử lý sẽ cho ra nước sạch đi ra
ngăn thoát nước và thoát ra rạch; Trạm xử lý rác theo công nghệ ép rác kín, công suất 64
tấn/ngày, có 2 máy ép, lượng rác thu gom khoảng 50-60 tấn/ngày, rác sau khi ép được đưa
vào bãi rác thành phố, nước thải ra được dẫn qua trạm xử lý nước thải; Hệ thống cáp điện
thoại; Hệ thống quan sát bằng Camera để giúp công tác quản lý chợ đạt hiệu quả cao hơn;
Hệ thống bảng điện tử để cung cấp thông tin trực tuyến cho thương nhân trong giao dòch.
Với diện tích 30.690 m
2
nhà lồng chợ A được phân chia thành 956 ô vựa cho các
ngành hàng về nông sản thực phẩm. Đến nay toàn bộ ô vựa đã được thuê kín nhưng chỉ
tập trung kinh doanh 2 mặt hàng thế mạnh là Rau quả và trái cây, hoạt động của chợ đã đi
vào ổn đònh và hiệu quả, lượng hàng hóa nhập chợ ngày càng tăng. Trung bình mỗi ngày
lượng hàng hóa nhập vào chợ lên đến hơn 2.000 tấn, trong đó trái cây chiếm khoảng 2/3.
Ngoài ra, khi chợ hoạt động cũng đã tạo được công ăn việc làm cho hàng ngàn lao động
trên điạ bàn quận kể cả số lao động di dời từ các chợ Cầu Muối, Cầu Ông Lãnh… Số lượng
khách hàng giao dòch hàng đêm khoảng 15.000 người.
Đến nay chợ đã đi vào hoạt động gần 3 năm và có nhiều chú trọng vào vấn đề môi
trường như đầu tư hệ thống thu gom rác, xây dựng hệ thống xử lý nước thải… làm giảm
thiểu ô nhiễm đảm bảo vệ sinh môi trường, tạo vẽ mỹ quan cho thành phố.
2.1.1.3 Hướng phát triển trong tương lai
Công ty đang dự tính đến q II năm 2006 là tiến hành xây dựng nhà lồng chợ B,
để đưa vào khai thác kinh doanh với diện tích xây dựng 21.318 m
2
gồm 280 ô vựa. Nhà


Sơ đồ 2.1 Cơ cấu tổ chức và nhân sự của công ty TNHH Quản lý và
kinh doanh chợ Nông sản Thủ Đức
CHỦ TỊCH CÔNG TY
GIÁM ĐỐC
PHÓ GIÁM ĐỐC
PHÒNG
KINH DOANH



TỔ THU
PHÍ
NHẬP
CH
Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
6
2.2 HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở CH ĐẦU MỐI THỦ ĐỨC
2.2.1 Đặc tính của nước thải
2.2.1.1 Nguồn gốc phát sinh
- Nước sinh hoạt trong các khu hành chính, dòch vụ, của cư dân sống trong khu vực
chợ.
- Nước chảy tràn từ bể tự hoại của 5 nhà vệ sinh trong lồng chợ A.
- Nước rửa các loại hàng hóa, nước rửa chợ.
- Nước ép rác từ trạm xử lý rác của chợ.
- Nước tưới cây.
- Nước mưa chảy tràn trong khu vực chợ.
2.2.1.2 Thành phần và đặc tính nước thải
Các chất chứa trong nước thải bao gồm các chất vô cơ, hữu cơ và vi sinh vật.
Lượng chất hữu cơ chiếm 50 - 60% tổng các chất bao gồm các chất hữu cơ thực vật như:
cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy…;và các chất hữu cơ động vật như chất thải bài tiết của
người và động vật, xác động vật… Xét theo đặc tính hóa học thì chất hữu cơ trong nước
thải bao gồm protein chiếm 40 - 60%, hrat cacbon chiếm 25 - 50%, chất béo dầu mỡ
khoảng 10%. Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác đònh bằng các chỉ tiêu BOD hoặc
COD. Lượng chất vô cơ trong nước thải chiếm khoảng 40 - 42% gồm cát, đất sét, axit,
bazơ vô cơ… Vi sinh vật trong nước thải có nhiều loại như vi khuẩn, vi rút, nấm, rong, tảo,
trứng giun sán…, một số loại vi sinh vật này có khả năng gây bệnh và có thể tạo thành dòch
bệnh.
Hiện tại trạm xử lý nước thải của chợ có công suất là 1.500 m

SS
190 mg/l
100£

Coliform
å

10
7
MPN/100ml 5000
2.2.1.3 Dự tính lưu lượng và đặc tính nước thải giai đoạn 2
Công ty đang dự tính tiến hành xây dựng nhà lồng chợ B, để đưa vào khai thác
kinh doanh với diện tích xây dựng 21.318 m
2
gồm 280 ô vựa. Nhà lồng chợ C với diện tích
1.943 m
2
để đưa vào khai thác kinh doanh các mặt hàng cá thòt và thuỷ sản các loại. Và dự
tính sẽ xây dựng khu phố chợ với diện tích gần 30.000 m
3
cho những ai muốn đònh cư tại
chợ, đồng thời sẽ xây thêm một số nhà nghỉ, khách sạn cho những tiểu thương ở xa khi
đến chợ giao dòch. Dự tính lượng nước thải trong giai đoạn 2 này khoảng 2.000 m
3
/ngày
Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
7
đêm, trong đó lưu lượng nước thải thủy sản khoảng 500 m
3

562 mg/l
100£

Coliform
å

9,6.10
6
MPN/100ml 5000
(nguồn: phân viện KHKT và bảo hộ lao động)
Tổng hợp số liệu của hai dòng nước này ta có thể ước tính được tính chất chung của
nước thải ở chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2 bằng cách sử dụng công thức:
n
nn
QQQ
CQCQCQ
C
+++
+++
=
...
...
21
2211
(2.1)
Trong đó: C là nồng độ của dòng tổng hợp
C
1
, C
2

60£

P
å

20,2 mg/l
8£

SS
283 mg/l
100£

Coliform
å

7.10
8
MPN/100ml 5000

Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
8
2.2.2 Hệ thống xử lý nước thải của chợ
2.2.2.1 Sơ đồ công nghệ

Các cặn bẩn này là nguyên nhân làm tắc nghẽn đường ống, làm hư bơm… Rác tích tụ phía
trước rổ chắn rác sẽ được kéo lên đònh kỳ nhờ hệ thống ròng rọc, sau đó thu gom lại và
được đưa lên thùng rác tập trung của chợ.
Nước thải chảy vào bể thu gom nhằm tập trung lượng nước và ổn đònh dòng chảy.
Trong hầm bơm bố trí 2 bơm nước thải nhúng chìm bơm nước thải lên song chắn rác tự
động. Song chắn rác tự động có nhiệm vụ tiếp tục loại bỏ các cặn bẩn có kích thước nhỏ
mà rổ chắn rác không giữ lại được, tránh gây ảnh hưởng đến các công trình đơn vò phía
sau. Nước thải sau khi qua song chắn rác chảy xuống bể điều hòa.
NƯỚC THẢI
RỔ CHẮN RÁC
HẦM BƠM
MÁY SÀN RÁC
BỂ ĐIỀU HÒA
BỂ AEROTEN
BỂ LẮNG
BỂ KHỬ TRÙNG
SÔNG
DUNG DỊÏCH
TRUNG HÒA
MÁY THỔI KHÍ
BỂ NÉN BÙN
MÁY ÉP BÙN
DUNG DỊCH
JAVEN
CẶN KHÔ
NGĂN THOÁT NƯỚC
DUNG DỊCH
POLYMER
Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du

giảm độ ẩm và thể tích của bùn, nước sau khi tách bùn quay ngược về bể điều hòa. Bùn
sau khi qua bể nén bùn sẽ được bơm đến máy ép bùn, ở đây bùn được làm khô hơn rồi
được vận chuyển ra bãi thải. Lượng nước từ máy ép bùn được đưa về bể điều hòa.
2.2.2.3 Mặt bằng trạm xử lý nước thải

Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
10
MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI
HẦM BƠM
ĐẤT XÂY
DỰNG GIAI
ĐOẠN 2
BỂ
ĐIỀU HÒA
BỂ
AEROTEN
NHÀ ĐIỀU HÀNH
BỂ LẮNG BÙN
BỂ THU BÙN
BỂ KHỬ TRÙNG
NGĂN
THOÁT NƯỚC
NHÀ CHỨA
MÁY ÉP BÙN
BỂ NÉN BÙN
ĐẤT XÂY DỰNG GIAI ĐOẠN 2
ĐẤT XÂY DỰNG GIAI ĐOẠN 2
NHÀ BẢO VỆ
NHÀ Ở CÔNG NHÂN

Nguyễn Hàn Mộng Du
12
CHƯƠNG III– NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Xác đònh hiệu quả xử lý COD theo tải lượng: thay đổi thời gian lưu nước để khảo
sát hiệu quả xử lý nước thải của mô hình.
- Xác đònh lượng bùn hoạt tính tuần hoàn thích hợp: thay đổi lượng bùn hoạt tính
tuần hoàn để xác đònh lượng bùn thích hợp tuần hoàn cho hệ thống.
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2.1 Mô hình bể USBF

Hình 3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình USBF
Ghi chú:
T1. Thùng chứa nước thải
T2. Ngăn thiếu khí (Anoxic)
T3. Ngăn hiếu khí
T4. Ngăn lắng lọc (USBF)
P1. Bơm nước thải
P2. Bơm bùn
P3. Bơm khí nén
V1. Van nước thải
V2. Van tuần hoàn bùn
V3. Van xả bùn
V4, V5: Các van khí nén
Q1. Lưu lượng kế nước thải
Q2. Lưu lượng kế bùn tuần
hoàn
Q3. Lưu lượng kế khí nén
K. Thanh phân phối khí

trao đổi chất (Metabosilism selection) để làm tăng cương hoạt động của vi sinh vật tạo
bông nhằm tăng cường hoạt tính của bông bùn và kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật
hình sợi gây vón bùn và nổi bọt. Quá trình loại bỏ C, khử nitrate và loại bỏ P diễn ra trong
ngăn này. Sau đó nước thải chảy tự động từ ngăn thiếu khí qua ngăn hiếu khí nhờ khe hở
dưới đáy ngăn USBF. Ở đây Oxy được cung cấp nhờ các ống cung cấp khí qua một máy
bơm khí. Nước thải sau ngăn hiếu khí chảy vào ngăn USBF và di chuyển từ dưới lên,
ngược chiều với dòng bùn lắng xuống theo phương thẳng đứng. Đây chính là giai đoạn thể
hiện ưu điểm của hệ thống do kết hợp cả lọc và xử lý sinh học dùng chính khối bùn hoạt
tính. Phần nước trong đã đươc xử lý phía trên chảy tràn vào mương thu khí đầu ra và tự
động chảy ra ngoài. Một phần hỗn hợp nước thải và bùn trong ngăn này được tuần hoàn
trở lại ngăn thiếu khí.
3.2.1.3 Các quá trình diễn ra trong hệ thống
- Quá trình khử C
Đây là một trong các quá trình chính được thiết kế cho mô hình USBF. Quá trình
này đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước thải vì nó ảnh hưởng đến các quá
trình khác. Các vi sinh vật sử dụng nguồn C từ các chất hữu cơ của nước thải để tổng hợp
các chất cần thiết cung cấp cho sinh trưởng và phát triển, sinh sản tế bào mới…Trong mô
hình USBF, quá trình khử C được diễn ra ở cả 3 ngăn thiếu khí, hiếu khí và ngăn USBF.
Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
14
- Quá trình nitrat hóa (Nitrification) và khử nitrat hóa (Detrinification)
Trong tất cả các phương pháp được sử dụng để loại bỏ nitơ, kết hợp hai quá trình
nitrat hóa và khử nitrat là phương pháp có hiệu suất cao, ổn đònh và giảm giá thành xử lý
do đơn giản được hệ thống, tiết kiệm diện tích cho việc thiết lập hệ thống. Trong mô hình
nghiên cứu này, hai quá trình nitrat hóa và khử nitrat được kết hợp trong một hệ thống
nhưng diễn ra trong hai ngăn khác nhau là ngăn thiếu khí và ngăn hiếu khí.
Quá trình nitrat hóa diễn ra chủ yếu trong ngăn hiếu khí của hệ thống. Đây là quá
trình tự dưỡng, vi khuẩn oxy hóa các hợp chất chứa nitơ trong nước (trước hết là Amonia,
NH

-
+ 2 H
+
+ H
2
O
+ Giai đoạn nitrat hóa: NO2- sẽ được chuyển thành NO3- nhờ vi khuẩn nitrat
hóa (Nitrobacteria) theo phương trình phản ứng sau:
NO
2
-
+ 0,5 O
2
è NO
3
-

Quá trình khử nitrat diễn ra chủ yếu trong ngăn thiếu khí, là quá trình khử nitrat tạo
ra sản phẩm cuối cùng là nitơ phân tử
NO
3
-
è N
2

Trong quá trình này dòng tuần hoàn bùn từ ngăn hiếu khí đến ngăn thiếu khí đóng
một vai trò rất lớn về mặt cung cấp nguyên liệu cho vi sinh vật hoạt động kể cả NO
3
-
(sản

hoàn bùn rất thuận lợi và dễ dàng. Từ trên xuống dưới, ngăn USBF có thể chia thành 3
vùng: vùng nước trong trên cùng, vùng tiếp theo là vùng có lớp bùn lơ lững chưa lắng
đóng vai trò như một lớp lọc sinh học và cuối cùng ở đáy là vùng nén của bùn lắng. Dòng
hỗn hợp nước thải và bùn đi vào ngăn USBF từ dưới di chuyển lên trên nên dòng hỗn hợp
nước thải chứa bùn hoạt tính sẽ có vận tốc giảm dần, nghóa là bùn hoạt tính sẽ di chuyển
chậm dần và lơ lững trong vùng bùn lơ lững lâu hơn do các lý do sau:
+ Do hình dạng của ngăn USBF có thể tích tăng dần từ dưới lên tạo nên
gradient vận tốc di chuyển của dòng nước và bùn hoạt tính giảm dần từ dưới đáy
lên trên theo phương thẳng đứng.
+ Do các hạt bùn gắn kết lại với nhau tạo ra các bông bùn, chúng tạo ra một lớp
cản làm giảm vận tốc dòng vào và đóng vai trò như một lớp lọc. Khi các bông
bùn đủ nặng chúng sẽ lắng xuống đáy tạo nên gradient vận tốc di chuyển của
của dòng bùn lắng từ trên xuống ngược với dòng dòch chuyển của nước.
+ Sự tuần hoàn bùn hoạt tính ở đáy ngăn USBF tạo ra một gradient vận tốc
hướng xuống. Điều này thật có ý nghóa vì hiệu suất lọc và tiếp tục xử lý sinh học
sẽ nâng cao hơn so với bể lọc truyền thống.
3.2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hệ thống
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của hệ thống, dưới đây là một
số điều kiện cơ bản ảnh hưởng tới sự phát triển của vi sinh vật và đến khả năng xử lý của
hệ thống:
- Chế độ thủy động: Chế độ thủy động là một trong những yếu tố rất quan trọng
trong quá trình xử lý vì nó ảnh hưởng tới sự tiếp xúc của bùn hoạt tính với nước
thải, trạng thái lơ lững và sự phân bố bùn lơ lững đồng đều…Yêu cầu phải đảm bảo
dòng thủy động như yêu cầu thiết kế, nếu không thì hệ thống sẽ không vận hành
được hay hiệu quả xử lý không cao.
- Hàm lượng oxy hòa tan (DO): Đây là một trong các thông số quan trọng nhất trong
xử lý nước thải. Nhu cầu DO tùy thuộc vào yêu cầu thiếu khí, kỵ khí hay hiếu khí.
Trong mô hình này, DO trong ngăn thiếu khí vào khoảng 0,2mg/l và trong ngăn
hiếu khí là khoảng 2 – 4 mg/l. Như vậy ngăn thiếu khí không cần sục khí còn ngăn
hiếu khí phải sục khí. Các bóng khí phải thật mòn để có thể dễ dàng hòa tan vào

vào thùng chứa của mô hình, tại đây có hệ thống sục khí để cân bằng nồng độ trong suốt
quá trình thí nghiệm.
Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
17
3.2.2.3 Bùn hoạt tính
Được lấy tại bể lắng 2 của trạm xử lý, cung cấp dinh dưỡng, Oxy, nước thải trong
bể riêng để tạo hoạt tính bùn, duy trì nồng độ bùn X = 10.000 – 15.000 mg/l và SVI = 80 –
120. Kiểm tra các thông số trên trước khi pha vào mô hình.
3.2.2.4 Xác đònh các thông số động học các quá trình khử các chất dinh dưỡng trong
vùng thiếu khí, hiếu khí và lắng
- Bước 1: Vì mô hình được đặt tại vò trí lấy mẫu nước và mẫu bùn nên không cần
nhiều thời gian để chạy giai đoạn thích nghi. Giai đoạn này ta lấy nước thải chạy
với thời gian lưu nước (HRT) khoảng 4h (bơm nước với lưu lượng bơm Q =
13,825L/h) , nồng độ bùn trong ngăn hiếu khí (X) khoảng 3500. Tính toán lượng
bùn cần tuần hoàn theo lý thuyết là Q
bth
= 0,72 L/h.
- Bước 2: Thay đổi nồng độ bùn để xác đònh lượng bùn tối ưu: giữ nguyên tỷ lệ tuần
hoàn bùn, tăng nồng độ bùn trong mô hình bằng cách không thải bỏ bùn, lấy mẫu
nước thải tại ngăn hiếu khí để xác đònh nồng độ bùn, theo dõi cho đến khi nào hiệu
suất xử lý COD giảm xuống thì ngưng thí nghiệm.
3.2.2.5 Xác đònh thời gian lưu nước tối ưu để xử lý chất dinh dưỡng
- Bước 4: Thay đổi lưu lượng cấp vào từ thấp đến cao, thời gian lưu nước giảm dần,
8h, 6h, 4h, 3h, 2h và1h ở ngăn hiếu khí. Lấy mẫu trước và sau xử lý để xác đònh
hiệu suất xử lý COD.
- Bước 5: Thay đổi lượng tuần hoàn bùn theo tuần tự 50%, 60%, 70%, 80%, 90% và
100%. Lấy mẫu trước và sau xử lý để xác đònh hiệu suất xử lý COD.
3.2.3 Phương pháp phân tích
Mẫu được lấy dựa theo thời gian lưu nước của hệ thống và được phân tích tại

Tông P
So màu Máy Spectrophotometer Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
18
CHƯƠNG IV – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI BAN ĐẦU
Kết quả phân tích nước thải lấy tại bể điều hòa của trạm xử lý nước thải chợ Đầu
mối Thủ Đức như bảng 4.1
Bảng 4.1 Tính chất nước thải đầu vào mô hình
Lần phân tích pH Độ dục COD BOD5
åN åP
SS
Lần 1 6,48 92,3 534,4
Lần 2 6,97 286 365 446
Lần 3 6,78 52,5 392,32
Lần 4 7,2 84 355,2
Lần 5 7,15 65,7 436 320 8,6
Lần 6 7,37 64,2 342,4 200 35
Lần 7 7,35 444,4 12,4
Lần 8 6,72 450 510
Lần 9 7,54 95,2 290
Lần 10 327 30,8
Lần 11 368 43,12
Lần 12 450 43,4
Dựa vào bảng kết quả ta có thể kết luận nước thải của chợ có các chỉ tiêu ô nhiễm
tương đối cao, có chứa thành phần hữu cơ cao, dễ phân hủy sinh học. Tỷ lệ BOD

su
c
K
X
r
Y --=
q
1
(4.2)
Hai phương trình trên có dạng phương trình đường thẳng y = ax + b. Các biến số và
thông số của 2 phương trình trên có thể trình bày như bảng 4.2
Bảng 4.2 Các biến số và thông số của các phương trình
Phương trình y x a b
KSK
K
U
s
11
.
1
+=
1/U 1/S K
s
/K 1/K
d
c
KYU -=
q
1


hằng số bán tốc độ K
s
(mg/L) được trình bày ở bảng 4.3 và hình 4.1
Bảng 4.3 Các thông số dùng để tính tốc độ sử dụng cơ chất riêng K
(1/ngày) và hằng số bán tốc độ K
s
(mg/L)
X (mg/L) q (ngày) S
o
(mg/L) S (mg/L) S
o
- S (mg/L) y x
3500 0,307 454,24 54,00 400,24 2,6866 0,0185
3500 0,269 310,25 42,00 268,25 3,5074 0,0238
3500 0,230 333,47 75,80 257,67 3,1298 0,0132
3500 0,192 301,92 72,00 229,92 2,9230 0,0139
3500 0,154 370,60 82,20 288,40 1,8642 0,0122
3500 0,134 291,04 85,32 205,72 2,2868 0,0117
3500 0,115 377,74 94,56 283,18 1,4239 0,0106
3500 0,096 382,50 110,78 271,72 1,2367 0,0090
3500 0,077 246,50 102,50 144,00 1,8668 0,0098
3500 0,058 277,95 168,40 109,55 1,8404 0,0059
3500 0,045 312,80 185,40 127,40 1,2309 0,0054
3500 0,038 382,50 224,40 158,10 0,8502 0,0045
Trong đó: X (mg/L) là nồng độ bùn trong ngăn hiếu khí
q (ngày) là thời gian lưu nước trong ngăn hiếu khí
S
0
, S (mg/L) là nồng độ COD đầu vào và đầu ra của ngăn hiếu khí


2
2,5
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
x
y
4.2.2 Xác đònh hệ số năng suất sử dụng cơ chất cực đại Y và hệ số phân hủy nội bào
K
d

Các thông số động học để xác đònh tốc độ sử dụng cơ chất cực đại Y (mgVSV/mg)
và hệ số phân hủy nội bào K
d
(1/ngày) được trình bày ở bảng 4.4 và hình 4.2
Bảng 4.4 Các thông số dùng để tính hệ số năng suất sử dụng cơ
chất cực đại Y và hệ số phân hủy nội bào K
d

X (mg/L) q (ngày) q
c
(ngày) S
o
(mg/L) S (mg/L) S
o
- S (mg/L) Y X
3500 0,307 10 454,24 54,00 400,24 0,1000 0,3722
3500 0,269 9,8 310,25 42,00 268,25 0,1020 0,2851
3500 0,230 7,8 333,47 75,80 257,67 0,1282 0,3195
3500 0,192 8,2 301,92 72,00 229,92 0,1220 0,3421
3500 0,154 6,7 370,60 82,20 288,40 0,1493 0,5364
3500 0,134 7,8 291,04 85,32 205,72 0,1282 0,4373

Từ hai đồ thò của hình 4.1 và 4.2 ta có thể xác đònh kết quả các thông số động học
như sau: K = 1,47; K
s
= 74,545; Y = 1,89; K
d
= 0,07. Ý nghóa của các thông số động học
này như sau:
Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
21
Tốc độ sử dụng cơ chất riêng K = 1,47 ngày
-1
nghóa là 1g bùn hoạt tính sẽ tiêu thụ
hết 1,47g COD trong một ngày. Tốc độ này khá lớn chứng tỏ khả năng sử dụng các chất
dinh dưỡng của vi sinh vật là khá cao.
Hằng số bán tốc độ K
s
= 74,545 mg/L nghóa là tại thời điểm tốc độ tăng trưởng
bằng ½ tốc độ cực đại thì nồng độ cơ chất (COD) bằng 74,545.
Hệ số năng suất sử dụng cơ chất cực đại Y = 1,89 mgVSV/mg nghóa là cứ tiêu thụ
1mg COD thì có 1,89 mg bùn hoạt tính được sản sinh. Hệ số này là rất cao chứng tỏ khả
năng hấp thu cơ chất của bùn hoạt tính là rất lớn hay hoạt tính của bùn rất mạnh.
Hệ số tốc độ phân hủy nội bào K
d
= 0,07 ngày
-1
nghóa là trong một ngày, cứ 1g
sinh khối được tạo ra thì 0,07g bò mất đi để duy trì tế bào mới hay bò chết đi hay bò tiêu thụ
bởi các VSV ở bậc dinh dưỡng cao hơn. Hệ số này tương đối cao, điều này được giải thích
bằng tuổi của nồng độ bùn cao. Hơn nữa phần sinh khối chết đi đóng vai trò quan trọng

4500 355,20 57,60 83,8
5000 342,40 68,26 80,1

Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức giai đoạn 2
Nguyễn Hàn Mộng Du
22
Hình 4.3 Hiệu quả xử lý COD theo nồng độ bùn X (mg/L) 4.4 XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ XỬ LÝ COD THEO TẢI LƯNG
Hiệu quả xử lý COD theo tải lượng COD được trình bày ở bảng 4.6 và hình 4.4. Tải
trọng thích hợp khoảng 2,34 kgCOD/m
3
.ngày, hiệu quả xử lý đạt tới khoảng 91,9%. Khi
tải trọng tăng dần đến 2,34 kgCOD/m
3
.ngày thì hiệu quả tăng dần. Nếu tải trọng quá nhỏ
thì lượng chất hữu cơ cung cấp cho VSV không đủ để thực hiện các quá trình xử lý nên
hiệu quả xử lý không cao. Còn nếu tải lượng quá lớn thì lượng chất hữu cơ sẽ vượt xa mức
đồng hóa của VSV tham gia quá triình xử lý nên hiệu quả xử lý cũng giảm đáng kể.
Bảng 4.6 Hiệu quả xử lý COD theo tải lượng L (kgCOD/m
3
.ngày)
S
o
(mg/L) HTR (ngày) L (kgCOD/m
3
.ngày) S (mg/L) H (%) F/M
436,00 0,2304 1,26 65,76 84,9 0,3503
355,20 0,2688 1,37 57,60 83,8 0,2446