MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... v
MỞ ĐẦU................................................................................................................. 1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................ 1
2.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ......................................................................... 1

3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ......................................................................... 2

4.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................ 2

4.1.

Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 2

4.2.

Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 2

5.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................... 2

5.1.

1.3.1. Ngoài nước ............................................................................................... 31


1.3.2. Trong nước .............................................................................................. 33
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................ 36
2.1. Vật liệu nghiên cứu ..................................................................................... 36
2.2. Mô hình nghiên cứu .................................................................................... 37
2.2.1. Vật liệu xây dựng mô hình ...................................................................... 37
2.2.2. Xây dựng mô hình nghiên cứu ............................................................... 37
2.3. Bố trí thí nghiệm ......................................................................................... 39
2.3.1. Chạy thích nghi vi sinh vật...................................................................... 39
2.3.2. Chạy thích nghi cây cây Lan Ý ............................................................... 40
2.3.3. Khảo sát quá trình chạy tĩnh ................................................................... 40
2.3.4. Khảo sát quá trình chạy động ................................................................. 40
2.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 40
2.4.1. Phương pháp tổng hợp, biên hội tài liệu ................................................ 40
2.4.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu................................................ 40
2.4.3. Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm .......................... 41
2.4.5. Phương pháp xử lí số liệu thống kê ........................................................ 43
2.4.6. Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến của các chuyên gia......... 43
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................... 44
3.1. Kết quả thích nghi mô hình ....................................................................... 44
3.1.1. Thích nghi bể hoạt tính hiếu khí ............................................................ 44
3.1.2. Thích nghi cây Lan Ý .............................................................................. 45
3.2. Kết quả vận hành mô hình ......................................................................... 46
3.2.1. Giai đoạn chạy tĩnh ................................................................................. 46
3.2.2. Giai đoạn chạy động ................................................................................ 59
3.3. Đề xuất hướng phát triển của mô hình ..................................................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 67
1. KẾT LUẬN.................................................................................................. 67


DO

Oxy hòa tan

VSV

Vi sinh vật

iii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Phương pháp phân tích các thông số thí nghiệm ............................................. 4
Bảng 1.1: Khoảng giá trị nhiệt độ ............................................................................... 20
Bảng 2.1. Vật liệu lọc trong bãi lọc ngầm .................................................................. 37
Bảng 2.2 Phương pháp phân tích các thông số ........................................................... 41
Bảng 2.3. Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép
trong nước thải sinh hoạt ............................................................................................. 42
Bảng 3.1 Kết quả xử lý COD ở gian đoạn thích nghi của bể hoạt tính hiếu khí ........ 44
Bảng 3.2 Kết quả xử lý COD của bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh ............................. 46
Bảng 3.3 Kết quả xử lý BOD của bể hoạt tính hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh .............. 47
Bảng 3.4 Kết quả xử lý TSS của bể hoạt tính hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh ............... 48
Bảng 3.5 Kết quả xử lý TN của bể hoạt tính hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh ................. 49
Bảng 3.6 Kết quả xử lý TP của bể hoạt tính hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh.................. 50
Bảng 3.7 Kết quả xử lý COD của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh .......................... 51
Bảng 3.8 Kết quả xử lý BOD của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh .......................... 52
Bảng 3.9 Kết quả xử lý TSS của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh ............................ 53
Bảng 3.10 Kết quả xử lý TN của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh ........................... 54
Bảng 3.11 Kết quả xử lý TP của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh ............................ 55

Hình 3.3. Hiệu suất xử lý BOD của bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh .......................... 47
Hình 3.4. Hiệu suất xử lý TSS của bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh ........................... 48
Hình 3.5. Hiệu suất xử lý Tn của bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh .............................. 49
Hình 3.6. Hiệu suất xử lý TP của bể hiếu khí giai đoạn chạy tĩnh.............................. 50
Hình 3.7 Hiệu suất xử lý COD của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh ........................ 51
Hình 3.8 Hiệu suất xử lý BOD của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh ........................ 52
Hình 3.9 Hiệu suất xử lý TSS của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh ......................... 53
Hình 3.10 Hiệu suất xử lý TN của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh ......................... 54
Hình 3.11 Hiệu suất xử lý TP của bãi lọc ngầm giai đoạn chạy tĩnh.......................... 55

v


Hình 3.12. Tỉ lệ cá sống sót ở hồ sinh học .................................................................. 56
Hình 3.13. Trình tự xử lý của mô hình hợp khối ........................................................ 57
Hình 3.14. Hiệu suất xử lý của bể hiếu khí và bãi lọc ngầm ...................................... 58
Bảng 3.15. Hiệu suất xử lý COD của mô hình giai đoạn chạy động .......................... 59
Bảng 3.16. Hiệu suất xử lý BOD của mô hình giai đoạn chạy động .......................... 60
Bảng 3.17. Hiệu suất xử lý TSS của mô hình giai đoạn chạy động............................ 61
Bảng 3.18. Hiệu suất xử lý TN của mô hình giai đoạn chạy động ............................. 62
Bảng 3.19. Hiệu suất xử lý TP của mô hình giai đoạn chạy động .............................. 63
Hình 3.20 Tỉ lệ cá sống sót giai đoạn chạy động ........................................................ 64
Hình 3.21. Mô hình áp dụng quy mô nhỏ ................................................................... 65
Hình 3.22. Mô hình áp dụng quy mô lớn .................................................................... 65

vi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
− Tổng quan về nước thải, nước thải sinh hoạt và vấn đề môi trường.
− Tổng quan về phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí, bãi lọc trồng cây và
phương pháp FCR.
− Xây dựng mô hình và vận hành mô hình tại phòng thí nghiệm.
− Xử lý số liệu thực nghiệm và đánh giá hiệu quả xử lý các chỉ tiêu TSS, COD,
BOD, TN, TP của mô hình.
− Xác định các thông số động học của mô hình.
4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
4.1. Đối tượng nghiên cứu
− Đối tượng nghiên cứu là nước thải sinh hoạt ở hộ gia đình tại địa chỉ
248/23/13/2 Nguyễn Thái Bình, P.12, Q.Tân Bình, Tp.HCM.
− Sử dụng mô hình bể sinh học hiếu khí kết hợp chuỗi phản ứng thức ăn.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
− Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 3 – 7/2018.
− Mô hình được đặt tại Phòng thí nghiệm thuộc Trung tâm Đào tạo Nhân lực
chất lượng cao Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM.
− Phân tích mẫu tại Phòng thí nghiệm thuộc Trung tâm Đào tạo Nhân lực chất
lượng cao Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5.1. Phương pháp luận
Đề tài dựa trên phương pháp thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu
các thông tin. Trên cơ sở đó, đề tài lập ra khung nghiên cứu cho phương pháp
luận cụ thể như sau:

2


Xây dựng mô hình
Xây dựng mô hình thực nghiệm

Chạy thích nghi
Hiệu quả xử lý
Vận hành mô hình

Chạy tĩnh
Khảo sát

Thông số động học

Chạy động
Chỉ thị sinh học

Đánh giá hiệu quả,
khả năng áp dụng
vào thực tế của mô
hình
Hình 1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

5.2. Phương pháp thực nghiệm
− Phương pháp thu thập tài liệu: dữ liệu được thu thập từ kết quả nghiên cứu,
các tài liệu và các trang web liên quan.
− Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát vể tính chất và thành phần

4

Nitơ tổng

Phương pháp chưng cất Kjeldahl

5

Photpho

Phương pháp so màu

− Phương pháp so sánh: Sau khi đã có kết quả phân tích các chỉ tiêu trong nguồn
thải, người nghiên cứu đem kết quả đó để so sánh với tiêu chuẩn hoặc qui
chuẩn Việt Nam từ đó có thể biết được nồng độ của các chỉ tiêu trong nguồn
thải có vượt mức quy định hay không. So sánh với QCVN 14MT:2015/BTNM
− Phương pháp tư vấn chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia
6. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
6.1. Ý nghĩa khoa học
− Nghiên cứu kết hợp quá trình tạo màng vi sinh vật nhân tạo và hệ sinh thái
nhân tạo cho vi sinh vật sinh sôi phát triển, trong hệ thống xử lý bằng phương
4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

pháp FCR (Food – Chain – Reactor) nhằm tăng cường hiệu quả xử lý. Giảm
chi phí vận hành và xây dựng
− Theo dõi khả năng xử lý của hệ thống FCR với nước thải có hàm lượng chất
hữu cơ cao trong thực tế

(thuộc Irak hiện nay); nền văn minh Ai Cập ở hạ lưu sông Nil, nền văn minh sông
Hằng ở Ấn Ðộ, nền văn minh Hoàng Hà ở Trung Quốc, nền văn minh sông Hồng ở
Việt Nam ... Nước đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình diễn ra trong tự
nhiên và trong cuộc sống của con người. Từ 3.000 năm trước Công Nguyên, người
Ai Cập đã biết dùng hệ thống tưới nước để trồng trọt và ngày nay con người đã
khám phá thêm nhiều khả năng của nước đảm bảo cho sự phát triển của xã hội trong
tương lai: nước là nguồn cung cấp thực phẩm và nguyên liệu công nghiệp dồi dào,
nước rất quan trọng trong nông nghiệp, công nghiệp, trong sinh hoạt, thể thao, giải
trí và cho rất nhiều hoạt động khác của con người. Ngoài ra nước còn được coi là
một khoáng sản đặc biệt vì nó tàng trữ một nguồn năng lượng lớn và lại hòa tan
nhiều vật chất có thể khai thác phục vụ cho nhu cầu nhiều mặt của con người. Trong
công nghiệp, người ta sử dụng nước làm nguyên liệu và nguồn năng lượng, làm
dung môi, làm chất tải nhiệt và dùng để vận chuyển nguyên vật liệu... Nước bao phủ
71% diện tích của quả đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt. Nước
giữ cho khí hậu tương đối ổn định và pha loãng các yếu tố gây ô nhiễm môi trường,
nó còn là thành phần cấu tạo chính yếu trong cơ thể sinh vật, chiếm từ 50%-97%
trọng lượng của cơ thể, chẳng hạn như ở người nước chiếm 70% trọng lượng cơ thể
và ở sứa biển nước chiếm tới 97%. Trong 3% lượng nước ngọt có trên quả đất thì có
khoảng hơn 3/4 lượng nước mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu
6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục
điạ... chỉ có 0, 5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ mà con người đã và
đang sử dụng. Tuy nhiên, nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì chỉ có khoảng
0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được và nếu tính ra trung
bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng (Miller, 1988).


● Nước rửa nguyên liệu, sản phẩm, thiết bị .
● Dung dịch nước cái.
● Nước chiết, nước hấp thụ.
● Nước làm nguội.
● Các nước khác như: nước bơm chân không, từ thiết bị ngưng tụ hòa trộn, hệ
thống thu hồi tro ướt, nước rửa bao bì, nhà xưởng, máy móc...
1.1.2.
1.1.2.1.

Tổng quan về nước thải sinh hoạt
Nguồn gốc

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh
hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân,.. chúng thường được
thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công
cộng khác. Lượng nước thải của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu
chuẩn cấp nước và đặc điểm hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt
cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của nhà máy nước hay
các trạm cấp nước hiện có. Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao
8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải tính trên một
đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở
các trung tâm đô thị thường được thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông
rạch, còn ở các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước
nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện
pháp tự thấm.

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

❖ Mùi
Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S mùi trứng thôi. Các hợp chất khác,
chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều
kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cảH2S.
❖ Độ màu
Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc
do các sản phẩm được tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị
đo độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt _Co)
Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng
để đánh giá trạng thái chung của nước thải.
1.1.3.2.

Thông số hóa học

❖ Độ pH của nước:
pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được
dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.
Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước.
pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước. Độ pH có ảnh hưởng
đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước. Do vậy rất có ý
nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường
❖ Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand – COD):
Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất
hữu cơ trong nước bằng phương pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh),
về bản chất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất

Tất cả các sinh vật sông đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác để
duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình
phát triển và sinh sản của mình. Oxy là yếu tố quan trọng đồi với con người cũng
như các thủy sinh vật khác.
Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình
hóa sinh học trong nước:
Oxy hóa các chất khử vô cơ: Fe2+, Mn2+, S2-, NH3..
Oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, và kết quả của quá trình này là nước nhiễm
bẩn trở nên sạch hơn. Quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch của nước
tự nhiên, được thực hiện nhờ vai trò quan trọng của một sô” vi sinh vật hiếu khí
trong nước.
11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển.
Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy hòa tan. Như đã đề cập, khả năng hòa tan của
Oxy vào nước tương đôi thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch
của các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn. Cũng vì lý do trên, hàm lượng
oxy hòa tan là thông số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước
mặt.
❖ Nitơ và các hợp chất chứa nitơ:
Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sồng trên bề mặt Trái Đất.
Nitơ là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid
amin trong nhân tế bào. Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sông của
chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi
trường với lượng rất lớn. Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân
hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nitơ vô cơ như NH4+, NO2–, NO3– và
có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí.

Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước
tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các
chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và
trong một số ngành công nghiệp.
1.1.3.3.

Thông số vi sinh vật học

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho
người. Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sông ký sinh, phát
triển và sinh sản. Một sô” các sinh vật gây bệnh có thể sông một thời gian khá dài
trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán.
❖ Vi khuẩn:
Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về đường ruột,
như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do
vi khuẩn Salmonella typhosa…
❖ Vi rút:
Vi rút có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rốì loạn hệ thần
kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan… Thông thường sự khử trùng bằng
các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi rút.
❖ Giun sán (helminths):

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật
chủ, con người có thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của người và
động vật là nguồn đưa giun sán vào nước. Tuy nhiên, các phương pháp xử lý

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm
gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy
rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra ).
− Màu: mất mỹ quan.
− Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.lớn và gây thiếu hụt
oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước.
Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình
phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4,..làm cho nước
có mùi hôi thúi.
1.1.4.2.

Đối với con người

Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắc các bệnh cấp và mạn
tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày
càng tăng. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại
bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt. Ngoài ra ô nhiễm nguồn
nước còn gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng
thủy sản.
Các nghiên cứu khoa học cũng cho thấy, khi sử dụng nước nhiễm asen để ăn uống,
con người có thể mắc bệnh ung thư trong đó thường gặp là ung thư da. Ngoài ra,
asen còn gây nhiễm độc hệ thống tuần hoàn khi uống phải nguồn nước có hàm
lượng asen 0,1mg/l. Vì vậy, cần phải xử lý nước nhiễm asen trước khi dùng cho
sinh hoạt và ăn uống.
Người nhiễm chì lâu ngày có thể mắc bệnh thận, thần kinh, nhiễm Amoni, Nitrat,

Quá trình xử lý hiếu khí là quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan, cả
chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải, sử dụng vi sinh vật hiếu khí, hoạt
động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục.
1.2.1.2.

Cơ sở của quá trình phân hủy hiếu khí

Quá trình phân hủy hiếu khí là những quá trình phân hủy chất hữu cơ và vô cơ
trong điều kiện cần có oxy phân tử của không khí bởi các vi sinh vật hiếu khí. Quá
trình phân hủy hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn biểu thị bằng các phản ứng sau:
− Oxi hóa các hợp chất hữu cơ
CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + Năng lượng
− Tổng hợp xây dựng tế bào
CxHyOz + O2 → Tế bào VSV + CO2 + H2O + Năng lượng
− Quá trình tự phân hủy
C5H7O2N + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 + Năng lượng
− Các vi sinh vật hoại sinh có trong nước thải hầu hết là các vi khuẩn hiếu khí,
kỵ khí hoặc kỵ khí tùy tiện.

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Quá trình phân hủy chất hữu cơ xảy ra ở bên ngoài tế bào do các enzym thủy
phân như amilaza phân hủy tinh bột, proteaza phân hủy protein, lipaza thủy phân
lipid... thành các hợp chất có phân tử lượng thấp hơn có thể đi qua màng vào bên
trong tế bào. Quá trình này gọi là quá trình phân hủy ngoại bào. Các chất này tiếp
tục được phân hủy hoặc chuyển hóa thành các chất liệu tạo tế bào mới. Các quá
trình này xảy ra trong tế bào gọi là quá trình hô hấp nội bào.


Hình 1.2: Các giải đoạn tăng trưởng của tế bào vi sinh vật
Những đặc tính của vi sinh vật

1.2.1.4.

Trong thực tế, người ta dùng bùn hoạt tính và màng sinh vật là hai cấu trúc của
các loại sinh vật tham gia xử lý nước thải.
Bùn hoạt tính là bông màu vàng nâu, dễ lắng, có kích thước từ 3 – 150 micromet.
Những bông bùn có các vi sinh vật sống và chất rắn (40%). Những sinh vật sống là
vi khuẩn, động vật hạ đẳng, dòi giun, nấm men, nấm mốc và các sinh vật khác. Vi
khuẩn có thể được phân chia thành các họ. Tùy thuộc theo khả năng sinh hóa, sinh
lý, kích thước, hình dạng và sự thích nghi với môi trường của chúng:
Pseudomonas,Bacterium, Bacillus, Cocynebacterium, Astrobacte, Mycobacterium,
Micrococcus, Saccina, Nocadia,…
Các loài vi sinh lại được phân chia thành các nhóm – sắp xếp theo chế độ hấp thụ
các chất dinh dưỡng trong nước thải.
➢

Họ Pseudosomonadineae (chiếm 50 – 80% lượng vi khuẩn) được chia
thành các nhóm:
•

Methanomonas : vi sinh vật lên men methan

•

Nitrosomonas: vi sinh vật oxy hóa nitrit

•


•

Thiobacterium, phiotrix: oxy hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh.
Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ

− Giai đoạn 1: tốc độ oxi hoá bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này, bùn
hoạt tính hình thành và phát triển. Hàm lượng oxi cần cho vi sinh vật sinh
trưởng, đặc biệt ở giai đoạn đầu tiên thức ăn dinh dưỡng trong nước thải rất
phong phú, lượng sinh khối trong thời gian này rất ít. Sau khi vi sinh vật
thích nghi với môi trường,chúng sinh trưởng mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy
lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần.
− Giai đoạn 2: vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi cũng ít thay
đổi. Chính giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân huỷ nhiều nhất. Hoạt
lực enzyme của bùn hoạt tính trong giai đoạn này cũng đạt tới mức cực đại
và kéo dài trong thời gian tiếp theo. Điểm cực đại của enzyme oxi hoá của
bùn hoạt tính thường đạt ở thời điểm sau khi lượng bùn hoạt tính tới mức
ổn định.
− Giai đoạn 3: sau một thời gian khá dài tốc độ oxi hoá cầm chừng (hầu như
không thay đổi) và có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng
lên. Đây là giai đoạn nitrat hoá các muối amoni.
1.2.1.6.

Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học hiếu khí

−

Oxy hòa tan: Hàm lượng oxy trong nước thải (>= 2 mg/l)

−