BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
****0O0****

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CHẾ PHẨM SANJIBAN
MICROACTIVE TRONG XỬ LÝ NƢỚC RỈ RÁC DỰA
TRÊN MÔ HÌNH AEROTANK HOẠT ĐỘNG
GIÁN ĐOẠN TỪNG MẺ- SEQUENCING
BATCH REACTOR (SBR)

Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khóa : 2001 – 2005

TRÊN MÔ HÌNH AEROTANK HOẠT ĐỘNG
GIÁN ĐOẠN TỪNG MẺ- SEQUENCING
BATCH REACTOR (SBR)

Giáo viên hƣớng dẫn Sinh viên thực hiện
TS. BÙI XUÂN AN HUỲNH THỊ MỸ PHI
Thành phố Hồ Chí Minh
-2005 -
iii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn
Cha mẹ, người sinh ra tôi, đã cho tôi tình thương bao la, nuôi tôi
lớn và dạy dỗ tôi thành người.

nước rỉ rác dựa trên mô hình Aeroten hoạt động gián đoạn từng mẻ- Sequencing Batch
Reactor (SBR).
Đề tài được tiến hành trong 4 tháng, từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2005.
Phương pháp thí nghiệm: mô hình thí nghiệm là mô hình SBR chạy cùng lúc 4
nghiệm thức với các hàm lượng chế phẩm bổ sung khác nhau
Đối chứng: 0 ml
Nghiệm thức 1: 20 ml
Nghiệm thức 2: 100 ml
Nghiệm thức 3: 200 ml
Mô hình thí nghiệm được tiến hành trong 4 thời gian khác nhau và bùn có tính
chất khác nhau ở các đợt thí nghiệm.
Kết quả đạt được trong quá trình chạy mô hình:
Không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức có và không có bổ sung chế
phẩm, cũng như các nghiệm thức có nồng độ Sanjiban bổ sung khác nhau.
Thời lượng sục khí sau khi bổ sung chế phẩm vào thiết bị xử lý tối ưu là
70 giờ đối với BOD và 22 giờ đối với COD.
Mô hình tối ưu khi hàm lượng bùn hoạt tính hoàn toàn ổn định.
Chất lượng nước thải sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn thải ra ngoài môi
trường tiếp nhận.
v
MỤC LỤC
................................................................................................................................ Trang
Lời cảm ơn .................................................................................................................... iii
Tóm tắt ............................................................................................................................ v
Mục lục .......................................................................................................................... vi
Danh sách các bảng ....................................................................................................... ix
Danh sách các hình ......................................................................................................... x
Danh sách các chữ viết tắt ............................................................................................. xi
Phần I. Giới thiệu ......................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1

2.3.2. Các đặc tính và ứng dụng của Sanjiban MicroActive trong xử lý môi trường .. 17
2.3.3. Các loại sản phẩm dùng trong xử lý nước thải ................................................... 18
2.3.4. Sản phẩm Sanjiban MicroActive 8000 Chem Bio- Treat................................... 18
2.3.4.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 18
2.3.4.2. MicroActive - 8000 hoạt động kiểu xử lý sinh hóa ......................................... 18
2.3.4.3. Đặc tính sản phẩm ........................................................................................... 19
Phần III. Phƣơng pháp và vật liệu thí nghiệm ........................................................ 20
3.1 .Thời gian và địa điểm ............................................................................................ 20
3.2 . Vật liệu thí nghiệm ................................................................................................ 20
3.3 .Mô hình nghiên cứu ............................................................................................... 21
3.3.1. Mô hình khuyến cáo của nhà sản xuất chế phẩm ............................................... 21
3.3.2. Mô hình thí nghiêm ............................................................................................ 22
3.3.3. Các yêu cầu trong quá trình chạy mô hình ......................................................... 22
3.4 .Phương pháp thí nghiệm ........................................................................................ 23
3.4.1. Thí nghiệm với bùn hoạt tính chưa ổn định ....................................................... 23
3.4.1.1. Vật liệu ............................................................................................................ 23
3.4.1.2. Phương pháp .................................................................................................... 23
3.4.1.3. Các mô hình ..................................................................................................... 23
3.4.2. Thí nghiệm với bùn hoạt tính ổn định ................................................................ 24
3.4.2.1. Vật liệu ............................................................................................................ 24
3.4.2.2. Phương pháp .................................................................................................... 24
3.4.2.3. Các mô hình ..................................................................................................... 25
3.5. Phương pháp phân tích mẫu .................................................................................. 25
3.6. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................................... 26
vii
Phần IV. Kết quả và thảo luận .................................................................................. 27
4.1 . Kết quả các đợt thí nghiệm ................................................................................... 27
4.1.1. Mô hình với bùn hoạt tính chưa ổn định ............................................................ 27
4.1.1.1. Mô hình A ........................................................................................................ 27
4.1.1.2. Mô hình B ........................................................................................................ 28

Hình 2.4. Sơ đồ cân bằng BOD trong hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học hiếu khí .................................................................................................................. 13
Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính ................... 14
Hình 2.6. Các giai đoạn hoạt động của Aeroten gián đoạn .......................................... 16
Hình 3.1. Mô hình khuyến cáo được dùng với chế phẩm Sanjiban ............................. 21
Hình 3.2. Mô hình dùng cho thí nghiệm ...................................................................... 22
Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình B ............................... 28
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình C ............................... 30
Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình D sau 22 giờ ............. 32
Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước thải ở mô hình D sau 70 giờ ............. 32
x
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD: Biochemical Oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh hóa
COD: Chemical Oxygen Demand- nhu cầu oxy hóa học
SBR: Sequencing Batch Reactor- bể sục khí hoạt động từng mẻ
EM: effective microorganism, vi sinh vật hữu hiệu
PV: Sanjiban culture concentrate microbial probiotic- chế phẩm
sinh học vi sinh được cô đặc, dạng lỏng, được thu nhận từ quá trình lên men.
Sanjiban MicroActive là chế phẩm sinh học dạng lỏng, được
chiết xuất từ quá trình lên men vi sinh phức tạp.
1
PHẦN I. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Cùng với sự gia tăng dân số trên thế giới hiện nay, rác thải sinh hoạt ngày càng
gia tăng, gây ra ô nhiễm trầm trọng đến các môi trường sống. Do đó, xử lý rác thải là
việc cần làm nhất hiện nay. Tuy nhiên, song song với vấn đề xử lý rác là vấn đề xử lý
nước rò rỉ từ bãi rác hay còn được gọi là nước rỉ rác.
Hiện nay, lượng nước rác rỉ ra hằng ngày tại các bãi chôn lấp rất lớn khoảng
1.000 m
3

1.4. Yêu cầu
Xác định hàm lượng chế phẩm tối ưu
Kiểm tra sự ổn định của mô hình xử lý
Xác định hiệu quả xử lý thông qua các chỉ tiêu của nước thải:
 COD
 BOD
 pH
3
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về thành phần và tính chất nƣớc rỉ rác
2.1.1 Đặc tính của nƣớc rác
Nước rỉ rác là nước rò rỉ từ bãi rác, có mùi hôi nồng nặc, màu đen đậm. Các kết
quả phân tích trước đây cho thấy nước rỉ rác bị ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm vi sinh, chất
rắn lơ lửng, nitơ và phospho rất nặng, môi trường nước có dấu hiệu chứa kim loại nặng
nhưng chưa ở mức ô nhiễm.
Nước rác là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn lấp, kéo theo các chất ô
nhiễm ở dạng hòa tan hoặc lơ lửng từ rác chảy vào tầng đất ở dưới bãi chôn lấp. Nước
rác được hình thành khi độ ẩm của nước rác vượt quá độ giữ nước (độ giữ nước của
chất thải rắn là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không sinh ra
dòng thấm, hướng xuống dưới tác dụng của của trọng lực) [6].
2.1.2 Quá trình hình thành nƣớc rác
Nước rác được hình thành khi nước thấm vào ô chôn lấp. Nó có thể thấm vào rác
theo một số con đường sau (hình 2.1):
Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp.
Nước rò rỉ thoát ra
ngoài
Ống thoát nước rò rỉ
Nước chảy tràn bề mặt
Rãnh thoát nước
Lượng nước trong rác và lớp

chất hữu cơ xảy ra trong giai đoạn 2 và 3.
 Giai đoạn 1- giai đoạn ổn định: Quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra nhanh
chóng, khoảng một vài tuần hoặc lâu hơn. Khi khí oxy có sẵn trong bãi rác được
sử dụng hết (trừ những vùng gần bề mặt) thì pha phân hủy hiếu khí sẽ ngưng, tạo
ra một lượng CO
2
, H
2
đáng kể (có thể lên đến 20% thể tích) đặc biệt ở các khu
chôn lấp khô ráo.
 Giai đoạn 2- giai đoạn acid: Các vi sinh vật kỵ khí tùy tiện thủy phân và lên
men cellulose, các chất có thể phân hủy tạo ra các hợp chất hữu cơ đơn giản, hòa
tan: acid béo bay hơi (acid béo làm tăng giá trị của BOD
5
) và ammonia.
Giai đoạn này có thể kéo dài sau một vài năm, nước rác ở giai đoạn này có
BOD cao (thường hơn 10.000 mg/l), tỷ số BOD/ COD lớn hơn 0,7 cho thấy thành
5
phần chất hữu cơ hòa tan chiếm tỷ lệ cao và dễ phân hủy sinh học. pH = 5 – 6,
đậm đặc, hôi, nồng độ ammonia cao (khoảng 1.000 mg/l) với đặc tính hóa học
này giúp hòa tan các thành phần khác trong rác, làm tăng nồng độ các kim loại:
Fe, Mn, Zn, Ca, Mg có trong nước rác. Khí sinh ra chủ yếu là CO
2
, mùi và H
2
ít
hơn.
 Giai đoạn 3- giai đoạn lên men methane: Sự phát triển chậm của vi khuẩn
methane dần dần trở nên chiếm ưu thế và bắt đầu phân hủy những chất hữu cơ
đơn giản tạo ra các hỗn hợp khí CO

loại nặng cao. Còn ở những bãi rác lâu năm pH = 6,5 – 7,5, nồng độ các chất ô nhiễm
thấp hơn đáng kể, nồng độ kim loại nặng giảm do phần lớn kim loại nặng tan trong pH
trung tính.
Do đó khả năng phân hủy sinh học của nước rác thay đổi theo thời gian, thể hiện
thông qua tỷ số BOD/COD. Ban đầu tỷ số này ở khoảng trên 0,5, tỷ số 0,4 – 0,6 cho
thấy chất hữu cơ trong nước rác đã sẵn sàng để phân hủy sinh học. Ở những bãi chôn
lấp lâu năm có amoniac cao, nồng độ lớn hơn 1.000 mg/l. Tỷ số BOD/COD thấp
6
(trong khoảng 0,05 – 0,2) do trong nước rác chứa các acid humic và acid fulvic, rất
khó phân hủy sinh học [2].
Thành phần của nước rỉ rác có thể được biểu diễn tổng quan ở bảng 2.1
Bảng 2.1. Thành phần và tính chất nước rác
Thành phần Đơn vị Bãi mới dưới hai năm Bãi lâu năm
trên 10 năm
Khoảng Trung bình
BOD
5

COD
Nitơ hữu cơ
Ammonia
Nitrate
Phospho tổng
Độ kiềm
pH
Canxi
Clorua
Tổng Fe
mg/l
mg/l

60
100-200
100-500
80-120
20-40
5-10
5-10
200-1.000
6,6-7,5
50-200
100-400
20-200
Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993 [6]
Mức độ ô nhiễm của nước rò rỉ là rất cao, được thể hiện qua hàm lượng các chất
hữu cơ trong nước rò rỉ, đặc biệt cao ở giai đoạn đầu của bãi rác. Sau một thời gian
hàm lượng này giảm xuống và chỉ còn các chất không phân hủy sinh học được tồn tại
lại. Tốc độ ổn định của chất lượng nước rò rỉ ở bãi chôn lấp ở dạng bán hiếu khí hoặc
hiếu khí nhanh hơn ở các dạng khác và nồng độ các chất bẩn giảm xuống sớm hơn.
2.1.4. Tác động của nƣớc rỉ rác
2.1.4.1. Tác động của các chất hữu cơ
Các chất hữu cơ dễ phân hủy bởi vi sinh vật thường được xác định gián tiếp qua
thông số nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), thể hiện lượng oxy cần thiết cho vi sinh vật
phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ có trong nước thải. Như vậy, nồng độ BOD tỷ lệ với
hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ, đồng thời cũng được sử dụng để đánh giá tải lượng và
hiệu quả sinh học của một hệ thống xử lý nước thải.
7
Ô nhiễm hữu cơ sẽ dẫn đến sự suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi
sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Sự cạn kiệt oxy hòa tan sẽ
gây tác hại nghiêm trọng đến tài nguyên thủy sinh.
2.1.4.2. Tác động của các chất lơ lửng

Xử lý sơ bộ nước rác để tuần hoàn, tái sử dụng trong nông nghiệp.
Xử lý sơ bộ nước rác để đưa vào hệ thống cống rãnh đô thị.
Xử lý nước rác đến đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận tự nhiên.
8
2.2.1.1. Xử lý sơ bộ để không thải, tuần hoàn nước rác
Phương pháp tuần hoàn nước rác làm gia tăng tốc độ ổn định bãi rác, giảm thời
gian lên men chất hữu cơ và sinh khí. Đây là phương pháp đơn giản, chi phí thấp
nhưng chỉ dùng được khi khối lượng nước rác nhỏ. Mặc khác, nó chỉ làm giảm hàm
lượng BOD, COD nhưng với những chất vô cơ thì tăng lên rõ rệt, và làm tăng sự tích
lũy các chất hữu cơ khó phân hủy. Ngoài ra, nó còn tạo mùi và có khả năng gây ô
nhiễm nguồn nước ngầm vì khả năng thấm của nó.
2.2.1.2 Xử lý sơ bộ để đưa vào hệ thống cống rãnh đô thị
Hiện nay, việc kết hợp giữa xử lý nước rác và nước thải đô thị đang được quan
tâm khá nhiều. Người ta dẫn nước rác sau khi xử lý sơ bộ vào hệ thống cống rãnh,
nhập chung với nước thải đô thị để đưa về trạm xử lý, bùn sau xử lý được chuyển trở
lại bãi rác. Đây là một phương pháp thích hợp, nhưng phải có hệ thống cống rãnh và
trạm xử lý nước thải đô thị, cần phải có sự đầu tư vốn và kỹ thuật, nên rất tốn kém
trong việc xây dựng hệ thống.
2.2.1.3. Xử lý để xả ra nguồn tiếp nhận
Hiện nay, hầu hết các công nghệ xử lý nước thải đều được áp dụng cho xử lý
nước rác. Đó là sự kết hợp của các quá trình sinh học, hóa lý, hóa học để xử lý nước
thải đạt tiêu chuẩn thải vào nguồn tiếp nhận.
a. Các quá trình sinh học: chủ yếu dùng để khử BOD trong nước rác, gồm các
phương pháp:
 Xử lý hiếu khí
 Xử lý kỵ khí
 Xử lý kỵ khí gồm các hệ thống: hệ thống lọc kỵ khí, hệ thống lọc giãn nở,
công nghệ đệm bùn kỵ khí dòng chảy ngược (UASB)… Đây là quá trình xử lý
dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong hệ thống nhờ quá trình lên
men kỵ khí.

>500 mg/l)
Xử lý sinh học bằng kỵ khí
Trung bình
(BOD
5
= 300-500 mg/l)
Xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính
Thấp
(BOD
5
<300 mg/l)
Xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính
Xử lý sinh học bằng màng sinh vật
Nguồn: Trần Đức Hạ, 2002 [5].
Quá trình sinh học có thể áp dụng để xử lý nước rác từ những bãi chôn lấp
đang hoạt động hoặc mới đóng cửa với hiệu quả cao, nhưng nó không khả thi đối
với nước rác có hàm lượng chất ô nhiễm quá phức tạp hay có tỉ số BOD/COD
thấp (thường nhỏ hơn 0,5).
b. Quá trình hóa lý
 Tạo bông- lắng tụ: là phương pháp khử các chất ô nhiễm dạng keo bằng cách
sử dụng chất đông tụ để trung hòa diện tích các hạt keo, nhằm liên kết chúng lại
với nhau, tạo nên các bông cặn lớn có thể lắng trọng lực. Chất đông tụ thường
dùng là muối nhôm, sắt hoặc các hỗn hợp của chúng.

Trích đoạn Các đặc tính và ứng dụng của Sanjiban MicroActive trong xử lý môi trường Thảo luận về mô hình với bùn hoạt tính ổn định

---