51
Chương 5
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG VI SINH VẬT
WX5.1. Xử lý nước thải bằng vi sinh dính bám trong môi trường hiếu khí (attached
growth treatment process)
5.1.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp
5.1.1.1. Mô tả quá trình hình thành sinh vật dính bám trên vật liệu
Phần lớn vi khuẩn có khả năng sinh trưởng và phát triển trên bề mặt vật rắn, khi có
đủ độ ẩm và thức ăn là các hợp chất hữu cơ, muối khoáng và oxy. Vi khuẩn dính bám vào bề
mặt vật rắn bằng chất gelatin do chúng tiết ra và chúng có thể dễ dàng di chuyển trong lớp
gelatin dính bám này. Đầu tiên vi khuẩn cư trú tập trung ở một khu vực, sau đó màng vi sinh
(biofilm) không ngừng phát triển, phủ kín toàn bộ vật rắn bằng một lớp đơn bào. Chất dinh
dưỡng (hợp chất hữu cơ, muối khoáng) và oxy có trong nước thải cần xử lý tạo điều kiện cho
lớp vi khuẩn này phát triển.
Sau một thời gian, sự phân lớp hình thành: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí, được oxy
khuyếch tán thâm nhập, lớp trong là lớp yếm khí không có oxy. Bề dày của hai lớp này phụ
thuộc vào loại vật liệu nâng đỡ (vật liệu lọc), cường độ gió và nước qua lớp lọc. Bề dày lớp
hoạt tính hiếu khí thường khoảng 300-400μm.
5.1.1.2. Hiệu quả và phân loại.
Vi khuẩn trong màng vi sinh dính bám hoạt động có hiệu quả cao hơn vi khuẩn trong
môi trường hạt cặn lơ lửng.
Quá trình xử lý bằng vi sinh dính bám hiếu khí trong các bể lọc sinh học đang được
dùng hiện nay có thể phân làm hai loại:
- Loại có vật liệu tiếp xúc không ngập nước
- Loại có vật liệu tiếp xúc ngập trong nước. 53
Caỏu taùo beồ loùc sinh hoùc nhoỷ gioùt (xem hỡnh 5.1) 54
a. Vật liệu lọc.
Vật liệu lọc tốt nhất là vật liệu có diện tích bề mặt tiếp xúc trong một đơn vò thể tích
lớn, độ bền cao theo thời gian, không bò tắt nghẽn và giá rẻ. Tùy thuộc vào điều kiện ứng
dụng có thể chọn : than đá, đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong có kích thước trung bình 60-100mm,
nếu kích thước vật liệu nhỏ hơn sẽ làm giảm độ rỗng, gây tắc nghẽn cục bộ. Nếu kích thước
lớn hơn thì diện tích mặt tiếp xúc bò giảm nhiều, làm giảm hiệu quả xử lý. Chiều cao lớp vật
liệu từ 1.2-2.5m.
Những thập niên gần đây, do kỹ thuật sản xuất nhựa PVC phát triển, những tấm nhựa
đúc lượn sóng, gấp nếp và các dạng khác nhau của quả cầu nhựa đã được dùng làm lớp vật
liệu lọc (xem hình 5.1). Do vật liệu lọc nhẹ, dễ lắp đặt và tháo dỡ nên chiều cao bể lọc sinh
học đã được tăng lên từ 6-9m gọi là tháp lọc sinh học (xem hình 5.2) tăng chiều cao làm
giảm diện tích mặt bằng của bể lọc sinh học.

b. Hệ thống phân phối nước.
Hệ thống phân phối nước làm bằng dàn ống nhựa tự quay đã được đưa vào tiêu chuẩn
thiết kế bể lọc sinh học vì có cấu tạo đơn giản, làm việc ổn đònh, dễ quản lý. Hệ thống gồm
ống đứng dẫn nước vào được đặt ở tâm bể, đỉnh ống lắp khớp quay hình cầu đưa nước ra 2
hoặc 3 ống nhánh đặt nằm ngang song song với bán kính bể (xem hình 5-1) trên ống nhánh
lắp vòi phun hoặc lỗ phun nước xuống bề mặt bể lọc. Các tia nước phun ra cùng trên một
phía, vuông góc và ngược với chiều quay của ống nhánh. Động lượng của các tia nước biến
thành lực làm cho dàn ống nhánh quay quanh trục. Tốc độ quay thay đổi theo lưu lượng nước,


56
Bảng 5.1. Phân biệt tải trọng các bể lọc sinh học nhỏ giọt. (các chỉ tiêu thiết kế)
Thông số Đơn vò đo Tải trọng thấp Tải trọng cao
Chiều cao lớp vật liệu
m 1-3 0.9-2.4 (đá)
6-8 (nhựa tấm)
Loại vật liệu
Đá cục, than cục, đá
ong, cuội lớn
Đá cục, tan cục, sỏi lớn,
tấm nhựa đúc, cầu nhựa.
Tải trọng BOD
kg BOD
5
/m
3
.ngày 0.08-0.4 0.4-1.6
Tốc độ tải thủy
m
3
/m
2
.ngày 1-4.1 4.1-40.7
Hệ số tuần hoàn
R=Q
c
/Q Tùy chọn 0-1 0.5-2
Tốc độ tải thủy trên bề mặt
của bể lắng đợt 2

các chất tế bào đã được tạo nên. Việc khoáng hóa (ổn đònh) được đảm nhận bởi các thiết bò
khác trong hệ thống như các bể lắng sơ cấp và thứ cấp.
Có thể áp dụng một trong 3 sơ đồ sau: (hình 5.3)
- Sơ đồ a: bể lọc sinh học cao tải, chiều cao lớp lọc từ 0.9-2m. Tuần hoàn nước liên
tục, nước tuần hoàn lấy từ sau bể lắng đợt 2 hoặc có thể sau bể lọc, đưa về trước bể lắng đợt
1. Bùn lắng ở bể lắng đợt 2 cũng đưa về bể lắng đợt 1 để tăng cường quá trình keo tụ trong
bể lắng đợt 1. Bùn xả ra từ đáy bể lắng đợt 1 đưa đi xử lý tiếp.