Cải thiện hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp dược phẩm trung ương 25

Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang i
TĨM TẮT LUẬN VĂN

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Xí nghiệp dược phẩm trung ương 25 là doanh nghiệp nhà nước chun sản xuất các
mặt hàng thuốc phục vụ sức khoẻ của nhân dân. Xí nghiệp đã xây dựng một hệ thống xử lý
nước thải sản xuất, tuy nhiên hiện nay nước thải sau khi qua hệ thống chưa đạt tiêu chuẩn xả
thải u cầu (loại B TCVN 5945-1995). Để được cấp phép hoạt động, u cầu cần thiết hiện
nay là phải làm cho nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải. Trước u cầu đó tơi tiến hành nghiên
cứu, đề xuất phương án cải tiến hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của xí nghiệp dược phẩm
trung ương 25
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Khảo sát thu thập số liệu
Lấy mẫu thực địa
Tổng hợp, xử lý số liệu
Lập phương án cải tiến
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Lưu lượng nước thải hệ thống: Q = 12 m
3
/ngày
Đề xuất phương án cải tiến: gồm 6 nội dung
Nội dung 1: Sử dụng hệ chất Fenton để phá mạch vòng b - lactam
Nội dung 2: Điều chỉnh pH tại bể điều hồ liên tục (pH » 7) và khuấy trộn nước thải
trong thời gian 2h trước khi vận hành hệ thống
Nội dung 3: Điều chỉnh bơm vào bể UASB với lưu lượng khoảng 1,5 m
3
/h
Nội dung 4: Giữ lượng bùn trong bể Aerotank ổn định, hiệu quả xử lý cao
Nội dung 5: Bơm bùn tại bể lắng vào bể chứa bùn
Nội dung 6: Cải tạo bể lọc cát áp lực, trong q trình vận hành thực hiện rửa ngược bể
lọc cát áp lực
KẾT LUẬN
Qua thực hiện phương án đề xuất, nước thải sản xuất của XNDPTW25 nhìn chung đã
đạt loại B TCVN 5945 - 1995 trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. Sự hoạt động hiệu quả của
hệ thống xử lý nước thải cũng góp phần vào q trình hoạt động, phát triển bền vững và ổn
định của xí nghiệp

Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
TĨM TẮT LUẬN VĂN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC BẢNG iii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v
CHƯƠNG I - MỞ ĐẦU 1
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1
1.5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1
CHƯƠNG II - TỔNG QUAN 2
2.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2
2.1.1 Phương pháp xử lý cơ học 2
2.1.2 Phương pháp xử lý hố học 2
2.1.3 Phương pháp xử lý hố lý 3
2.1.4 Phương pháp xử lý sinh học 4
2.1.4.1 Ðộng học q trình xử lý sinh học 4
2.1.4.2 Các q trình xử lý sinh học trong nước thải 6
2.2 TỔNG QUAN XÍ NGHIỆP DƯỢC PHẨM TRUNG ƯƠNG 25 6
2.2.1 Giới thiệu chung về xí nghiệp 6
2.2.2 Vị trí địa lý 6
2.2.3 Cơ cấu tổ chức 6
2.2.4 Khảo sát dây chuyền cơng nghệ 7
2.2.4.1 Ngun nghiên liệu 7
2.2.4.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất thuốc viên Non-β-Lactam và β-Lactam 7
CHƯƠNG III - KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN TẠI 9
3.1 LƯU LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI 9
3.1.1 Lưu lượng nước thải 9
3.1.2 Thành phần nước thải 9
3.2 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 10
3.2.1 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ 10
3.2.2 Mơ tả dây chuyền cơng nghệ 10
3.2.2.1 Q trình xử lý sơ bộ 10
3.2.2.2 Q trình xử lý sinh học kỵ khí 10
3.2.2.3 Q trình xử lý sinh học hiếu khí 10
3.2.2.4 Q trình lắng, lọc 11
3.2.2.5 Q trình xử lý cặn 11
3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHỈ TIÊU Ơ NHIỄM ĐẾN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 11
3.3.1 Hợp chất vòng
b
- Lactam 11
3.3.2 Chất hoạt động bề mặt 12
3.3.3 Trị số pH 13
3.3.4 Tổng chất rắn hồ tan (TDS) 13
3.3.5 Chất rắn lơ lửng (SS) 13
3.3.6 Nhu cầu oxy sinh hố (BOD) 13
3.3.7 Nhu cầu oxy hố học (COD) 13
3.4 HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 13

Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang iii
3.4.1 Bể điều hồ 13
3.4.2 Bể UASB 14
3.4.3 Bể Aerotank 14
3.4.4 Bể lắng 15
3.4.5 Bể lọc cát áp lực 16
3.4.6 Bể chứa bùn 16
3.5 HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY MĨC THIẾT BỊ 17
3.5.1 Bơm nước thải tại hố thu nước thải 17
3.5.2 Bơm nước thải tại bể điều hòa 17
3.5.3 Bơm nước thải tại bể lắng 17
3.5.4 Bơm bùn tại bể lắng 17
3.5.5 Máy bơm hóa chất 17
3.5.6 Máy cấp khí bể Aerotank 17
3.6 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 18
3.6.1 Nhận xét chung 18
3.6.2 Đánh giá hiện trạng các cơng trình đơn vị 19
3.6.3 Kiến nghị 19
CHƯƠNG IV - CẢI TIẾN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 20
4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN 20
4.2 NỘI DUNG PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN 20
4.2.1 Mục tiêu phương án 20
4.2.2 Nội dung phương án 20
4.2.3 Cách tiến hành phương án 20
4.2.3.1 Sử dụng hệ chất Fenton để phá mạch vòng b - lactam 20
4.2.3.2 Điều chỉnh pH tại bể điều hồ liên tục và khuấy trộn nước thải trong thời gian 2h trước khi vận hành
hệ thống 21
4.2.3.3 Điều chỉnh bơm vào bể UASB với lưu lượng khoảng 1,5 m
3
/h 21
4.2.3.4 Giữ lượng bùn trong bể Aerotank ổn định, hiệu quả xử lý cao 22
4.2.3.5 Bơm bùn tại bể lắng vào bể chứa bùn 22
4.2.3.6 Cải tạo bể lọc cát áp lực, trong q trình vận hành thực hiện rửa ngược bể lọc cát áp lực 22
4.3 DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC SAU KHI CẢI TIẾN 24
CHƯƠNG V - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 25
5.1 KẾT LUẬN 25
5.2 KIẾN NGHỊ 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang iv
DANH MỤC CÁC BẢNG

BẢNG 2.1 NGUN PHỤ LIỆU SẢN XUẤT CHÍNH CỦA XNDPTW25 7
BẢNG 3.1 LƯỢNG NƯỚC THẢI GIẶT CỦA PHÂN XƯỞNG NON-Β-LACTAM VÀ Β-LACTAM 9
BẢNG 3.2 THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI XNDPTW25 9
BẢNG 3.3 CÁC THƠNG SỐ CỦA NƯỚC THẢI TẠI BỂ ĐIỀU HỊA 14
BẢNG 3.4 HIỆU QUẢ XỬ LÝ THỰC TẾ BỂ UASB 14
BẢNG 3.5 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ BỂ AEROTANK 15
BẢNG 3.6 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ BỂ LẮNG II 16
BẢNG 3.7 HIỆU QUẢ XỬ LÝ THỰC TẾ BỂ AEROTANK VÀ BỂ LẮNG 16
BẢNG 3.8 HIỆU QUẢ XỬ LÝ BỂ LỌC CÁT 16
BẢNG 3.9 CÁC THƠNG SỐ CỦA NƯỚC THẢI QUA CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 18
BẢNG 3.10 HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI QUA CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 18
BẢNG 3.11 CÁC VẤN ĐỀ HIỆN TẠI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 19
BẢNG 4.1 CÁC THƠNG SỐ CỦA BỂ AEROTANK SAU KHI ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN 22
BẢNG 4.2 CÁC THƠNG SỐ CỦA BỂ LẮNG SAU KHI ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN 22
BẢNG 4.3 HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỰ KIẾN QUA CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ SAU KHI ÁP
DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN 24
BẢNG 5.1 CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SAU KHI ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN 25
BẢNG 5.2 HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỰ KIẾN QUA CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ SAU KHI ÁP
DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN 26



DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ

SƠ ĐỒ 2.1 SƠ ĐỒ TỔ CHỨC XÍ NGHIỆP DƯỢC PHẨM TRUNG ƯƠNG 25 6
SƠ ĐỒ 2.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THUỐC VIÊN - XNDPTW25 8
SƠ ĐỒ 3.1 SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI – XNDPTW25 10

HÌNH 2.1 ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CƠ CHẤT GIỚI HẠN TỚI TỐC ĐỘ SINH TRƯỞNG RIÊNG 4
HÌNH 3.1 AMOXICILLIN & AMPICILLIN, 2 CHẤT SỬ DỤNG ĐỂ SẢN XUẤT THUỐC KHÁNG SINH
TẠI XNDPTW25 11
HÌNH 3.2 CẤU TẠO PHÂN TỬ H
2
O
2
12

HÌNH 3.3 GỐC HYDROXYL TỰ DO PHÂN HỦY CHẤT Ơ NHIỄM 12
HÌNH 4.1 CÁCH KHUẤY TRỘN NƯỚC THẢI 21
HÌNH 4.2 CÁCH LỌC NƯỚC VÀ RỬA LỌC BỂ LỌC CÁT ÁP LỰC 22

Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biological Oxygen Demand)
COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)
F/M Tỉ lệ thức ăn (Food to Microorganism Ratio)
MLSS Chất rắn lơ lửng trong bể thổi khí (Mixed Liquor Suspended Solids)
MLVSS Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi trong bể thổi khí (Mixed Liquor Volatile
Suspended Solids)
SS Chất rắn lơ lửng (Suspended Solids)
TDS Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solids)
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
UASB Bể xử lý kị khí qua lớp cặn lơ lửng (Uflow Anaerobic Sludge Blanket)
XNDPTW25 Xí nghiệp dược phẩm trung ương 25

Cải tiến hệ thống xử lý nước thải XNDPTW25, cơng suất 12 m
3
/ngày
Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang 1
CHƯƠNG I - MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cùng với việc nâng cấp, thay đổi trang thiết bị hiện đại để đạt được các tiêu chuẩn
quốc tế về “thực hành tốt sản xuất thuốc” nhằm thúc đẩy việc xuất khẩu các sản phẩm dược
và hợp tác với các nước trên thế giới. Để được cấp phép hoạt động, xí nghiệp dược phẩm
trung ương 25 cần phải có một hệ thống xử lý nước thải sản xuất hoạt động hiệu quả với nước
thải đầu ra đạt tiêu chuẩn mơi trường u cầu
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu, đề xuất phương án cải thiện hệ thống xử lý nước thải hiện hữu
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Khảo sát hiện trạng và tình hình hoạt động của xí nghiệp cũng như hệ thống xử lý nước
thải trong thời gian qua
- Tìm kiếm các thơng tin về các phương pháp xử lý nước thải dược phẩm
- Đánh giá hiệu quả các cơng trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải
- Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải
- Xác định các chỉ tiêu hố lý của nước thải sản xuất của xí nghiệp dược phẩm trung ương
25, từ đó làm cơ sở cho việc tính tốn và thiết kế, cải tiến hệ thống xử lý nước thải
- Tổng hợp số liệu, lựa chọn phương án thiết kế, cải tiến cơng trình xử lý thích hợp
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp điều tra khảo sát
- Phương pháp tổng hợp tài liệu
- Phương pháp lấy mẫu nước thải
- Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải
- Phương pháp thống kê xử lý số liệu
1.5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Nước thải của xí nghiệp dược phẩm trung ương 25. Địa chỉ 448B Nguyễn Tất Thành –
Q4 – Tp.HCM
- Chỉ nghiên cứu nước thải có liên quan đến hoạt động trong phân xưởng Non-β-Lactam và
β-Lactam. Khơng tính nước thải ở các nơi khác
- Thời gian thực hiện khố luận từ ngày 30-03-2006 dự kiến hồn thành vào ngày 30-6-
2006

Cải tiến hệ thống xử lý nước thải XNDPTW25, cơng suất 12 m
3
/ngày
Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang 2
CHƯƠNG II - TỔNG QUAN
2.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1.1 Phương pháp xử lý cơ học
Phương pháp xử lý cơ học được sử dụng để tách các chất khơng hồ tan và một phần
các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải.
Trong nước thải thường có các tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo như rơm, cỏ,
bao bì,… ngồi ra còn có các loại hạt lơ lửng ở dạng huyền phù rất khó lắng. Tuỳ theo kích cỡ
các hạt huyền phù được chia thành các hạt chất lơ lửng có thể lắng được, hạt chất rắn keo
được khử bằng đơng tụ.
Các loại tạp chất trên dùng các phương pháp xử lý cơ học là thích hợp (trừ hạt dạng
chất rắn keo)
- Song chắn rác: nhằm giữ lại các vật thơ như giẻ, giấy, rác… ở trước song chắn
rác. Song được làm bằng sắt tròn hoặc vng (sắt tròn được = 8 - 10mm) thanh
nọ cách thanh kia 1 khoảng 60 -100 mm để chắn vật thơ và 10 – 25 mm để chắn
vật nhỏ hơn, đặt nghiêng theo dòng chảy 1 góc 60 - 75
0
. Vận tốc dòng chảy
thường lấy 0,8 - 1m/s để tránh lắng cát.
- Lắng cát: dựa vào ngun lý trọng lực, dòng nước thải được cho chảy qua “bẫy
cát”. Bẫy cát là các loại bể, hố, giếng cho nước thải chảy vào theo nhiều cách
khác nhau. Nước qua bể lắng dưới tác dụng của trọng lực cát nặng sẽ lắng
xuống đáy và kéo theo một phần chất đơng tụ.
- Các loại bể lắng: ngồi lắng cát, sỏi trong q trình xử lý cần phải lắng các loại
hạt lơ lửng, các loại bùn (kể cả bùn hoạt tính)… nhằm làm cho nước trong.
Ngun lý làm việc của các loại bể này đều dựa trên cơ sở trọng lực. Bể lắng
thường được bố trí theo dòng chảy có hình nằm ngang hoặc thẳng đứng. Bể lắng
ngang trong xử lý nước thải cơng nghiệp có thể là một bậc hoặc nhiều bậc.
- Lọc cơ học: lọc được dùng trong xử lý nước thải để tách các tạp chất phân tán
nhỏ khỏi nước mà bể lắng khơng lắng được. Trong các loại phin lọc thường có
loại phin lọc dùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc dạng hạt. Vật liệu lọc dạng tấm có
thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép khơng rỉ và các loại vải
khác nhau, tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, khơng bị trương
nở và bị phá hoại ở điều kiện lọc. Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than
gầy (anthracit), than cốc, sỏi, đá nghiền, thậm chí cả than nâu, than bùn hay than
gỗ. Trong xử lý nước thải thường dùng thiết bị lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc
hở. Ngồi ra còn dùng các loại lọc ép khung bản, lọc quay chân khơng, các máy
vi lọc hiện đại. Đặc biệt là đã cải tiến các thiết bị lọc trước đây thuần t là lọc
cơ học thành lọc sinh học, trong đó vai trò của màng sinh học được phát huy
nhiều hơn.
2.1.2 Phương pháp xử lý hố học
Bản chất của phương pháp xử lý hố học là đưa vào nước thải các chất phản ứng nào
đó để gây tác động tới các tạp chất bẩn, biến đổi hố học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất
hồ tan nhưng khơng độc hại, khơng gây ơ nhiễm mơi trường.
Phương pháp xử lý hố học thường được áp dụng để xử lý nước thải cơng nghiệp.
- Trung hồ: dùng để đưa mơi trường nước thải có chứa các axit vơ cơ hoặc
kiềm về trạng thái trung tính pH = 6,5 - 8,5. Phương pháp này có thể thực
hiện bằng nhiều cách: trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm; bổ sung
Cải tiến hệ thống xử lý nước thải XNDPTW25, cơng suất 12 m
3
/ngày
Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang 3
thêm các tác nhân hố học; lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung
hồ; hấp phụ nước thải chứa axit bằng nước thải chứa kiềm.
- Keo tụ: dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất
keo tụ (phèn) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng
và keo có trong nước thải thành những bơng có kích thước lớn hơn, trong
q trình lắng cơ học chỉ lắng được các hạt chất rắn huyền phù có kích thước
>10
-2
mm, còn các hạt nhỏ ở dạng keo khơng thể lắng được. Ta có thể làm
tăng kích thước các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết
vào các tập hợp hạt để có thể lắng được. Muốn vậy cần trước hết là trung
hồ điện tích giữa chúng, tiếp theo là liên kết chúng lại với nhau. Q trình
trung hồ điện tích các hạt là q trình đơng tụ, còn q trình tạo thành các
bơng cặn lớn từ các hạt nhỏ là q trình keo tụ.
- Ozon hố: là phương pháp xử lý nước thải có chứa chất hữu cơ dạng hồ tan
và dạng keo bằng Ozon. Ozon dễ dàng nhường Oxi ngun tử cho các tạp
chất hữu cơ.
- Phương pháp điện hố học: thực chất là phá huỷ các tạp chất độc hại có
trong nước thải bằng cách Oxi hố điện hố trên cực anot hoặc dùng để phục
hồi các chất q. Thơng thường hai nhiệm vụ phân huỷ chất độc hại và thu
hồi chất q được thực hiện đồng thời.
- Khử khuẩn: dùng các hố chất có tính độc hại đối với vi sinh vật, tảo, động
vật ngun sinh, giun, sán để làm sạch nứơc đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để
đổ vào nguồn hoặc tái sử dụng. Khử khuẩn hay sát khuẩn có thể dùng hố
chất hoặc các tác nhân vật lý như Ozon, tia tử ngoại Hố chất dùng để khử
khuẩn phải đảm bảo có tính độc đối với vi sinh vật trong thời gian nhất định
sau đó phải được phân huỷ hoặc bay hơi khơng còn dư lượng gây độc cho
người sử dụng hoặc vào các mục đích sử dụng khác.
2.1.3 Phương pháp xử lý hố lý
Phương pháp xử lý hố lý dựa trên cơ sở ứng dụng các q trình: hấp phụ, tuyển nổi,
trao đổi ion, tách bằng màng, trưng bay hơi, trích ly, cơ đặc, khử hoạt tính phóng xạ, khử khí,
khử mùi, khử muối
- Hấp phụ: dùng để tách các khí hữu cơ và khí hồ tan khỏi nước thải bằng cách
tập trung những chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách
tương tác giữa các chất bẳn hồ tan với các chất rắn (hấp phụ hố học)
- Trích ly: dùng để tách các chất bẩn hồ tan ra khỏi nước thải bằng cách bổ sung
một chất dung mơi khơng hồ tan vào nước nhưng độ hồ tan của chất bẩn
trong dung mơi cao hơn trong nước.
- Chưng bay hơi: là chưng nước thải để các chất hồ tan trong đó cùng bay hơi
lên theo hơi nước. Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi sẽ hình thành
các lớp riêng biệt và do đó dễ dàng tách các chất bẩn ra.
- Tuyển nổi: phương pháp tuyển nổi dựa trên ngun tắc các phần tử phân tán
trong nước có khả năng tự lắng kém nhưng có khả năng kết dính vào các bọt
khí nổi lên trên bề mặt nước. Sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phần tử
dính ra khỏi mặt nứơc, thực chất đây là q trình tách bọt hoặc làn đặc bọt.
Trong một số trường hợp q trình này cũng được dùng để tách các chất hồ tan
như các chất hoạt động bề mặt. Q trình tuyển nổi được thực hiện nhờ thổi
khơng khí vào trong nứơc thải, các bọt khí dính các hạt lơ lửng và nổi lên trên
mặt nước.
Cải tiến hệ thống xử lý nước thải XNDPTW25, cơng suất 12 m
3
/ngày
Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang 4
- Trao đổi ion: là phương pháp thu hồ các cation và anion bằng các chất trao đổi
ion (ionit). Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu
nhựa nhân tạo. Chúng khơng hồ tan trong nước và trong dung mơi hữu cơ, có
khả năng trao đổi ion.
- Tách bằng màng: là phương pháp tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách
dùng các màng bán thấm. Đó là các màng xốp đặc biệt khơng cho các hạt keo đi
qua.
2.1.4 Phương pháp xử lý sinh học
2.1.4.1 Ðộng học q trình xử lý sinh học
Các vi sinh vật dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải, các vi sinh vật này vừa phân huỷ
vừa Oxi hố cơ chất đến sản phẩm cuối cùng CO
2
và H
2
O cùng một số khí khác hoặc khống
hố hợp chất Nitơ và Photpho, đồng thời đồng hố các chất hữu cơ và NH
4
+
và PO
4
3-
để sinh
trưởng. Sinh khối của các vi sinh vật tăng, sản sinh ra các enzyme thuỷ phân và oxi hố – khử
làm tăng hoạt tính của quần thể sinh vật.
Các chỉ số liên quan đến động học q trình
Sinh trưởng tế bào
Trong cả hai trường hợp ni cấy tế bào theo mẻ hay dòng liên tục tốc độ tăng
trưởng tế bào vi sinh vật có thể biểu diễn theo cơng thức:
r
t
= m
t
X
- r
t
: tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật (khối lượng/đơn vị thể tích.thời gian)
- m
t
: tốc độ tăng trưởng riêng (thời gian
-1
)
- X: nồng độ vi sinh vật (khối lượng/đơn vị thể tích)
Cơ chất sinh trưởng giới hạn
Trong ni cấy theo mẻ, nếu cơ chất và các chất dinh dưỡng cần thiết cho sinh
trưởng chỉ có một số lượng hạn chế trong mơi trường thì sẽ bị vi sinh vật sử dụng đến
cạn kiệt phục vụ cho sinh trưởng.
Trong ni cấy liên tục sinh trưởng sẽ bị giới hạn. Ảnh hưởng của các chất
dinh dưỡng hoặc cơ chất giới hạn tới sinh trưởng của vi sinh vật trong ni cấy liên
tục được tính bằng cơng thức sau:
SK
S
s
m
+
=
mm

- m: tốc độ sinh trưởng riêng (thời gian
-1
)
- m
m
: tốc độ sinh trưởng riêng cực đại (thời gian
-1
)
- S: nồng độ cơ chất sinh trưởng giới hạn trong dung dịch (khối lượng/đơn vị
thể tích)
- K
s
: hằng số tương ứng với ½
tốc độ cực đại (khối
lượng/đơn vị thể tích)
Cơng thức tính tốc độ sinh trưởng
SK
XS
r
s
m
t
+
=
m

mm Max(tốc độ cực đại)
Ks
Tốc độ sinh trưởng (mm)
Nồng độ cơ chất giới hạn (S)
Hình 2.1 : Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất
giới hạn tới tốc độ sinh trưởng riêng
mm/2
Cải tiến hệ thống xử lý nước thải XNDPTW25, cơng suất 12 m
3
/ngày
Nguyễn Huỳnh Tấn Long Trang 5
Sinh trưởng tế bào và sử dụng cơ chất. Trong ni cấy theo mẻ hay ni cấy
liên tục một phần cơ chất được sử dụng để tạo tế bào mới, phần khác được Oxi hố
đến sản phẩm cuối cùng là chất vơ cơ hoặc hữu cơ. Số tế bào mới sinh ra lại sử dụng
cơ chất tiếp tục phục vụ cho sinh trưởng, do vậy quan hệ giữa tốc độ sinh trưởng và
tốc độ sử dụng cơ chất được mơ như sau:
r
t
= - Y.r
d
- r
t
: tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật (khối lượng/đơn vị thể tích.thời gian)
- Y: hệ số sử dụng cơ chất tối đa (tỉ số giữa sinh khối và khối lượng)
- r
d
: tốc độ sử dụng chất nền (g/m
3
.giây)
SK
KXS
r
s
d
+
=
Quần thể vi khuẩn dùng trong xử lý nước thải khơng phải tất cả các tế bào đều
có tuổi như nhau hoặc ở pha sinh trưởng lơgarit. Trong đó một số ở giai đoạn sinh
trưởng chậm dần, một số khác bị chết. Những dạng tế bào này sẽ bị phân huỷ nội bào
và sản phẩm phân huỷ tham gia vào q trình trao đổi chất của tế bào. Q trình phân
huỷ nội bào được diễn ra như sau:
C
5
H
7
O
2
N + 5O
2
à 5CO
2
+ 2H
2
O + NH
3
+ Q
Từ phương trình này có thể thấy: nếu tất cả các tế bào bị oxi hóa hồn tồn thì
lượng COD của các tế bào bằng 1,42 nồng độ của tế bào
Cơng thức sẽ là
r
d
= -K
d
X
- K
d
: hệ số phân huỷ nội bào (1/giây)
- X: nồng độ tế bào (nồng độ bùn hoạt tính)(g/m
3
)
Như vậy cần phải kết hợp q trình sinh trưởng và q trình sinh trưởng nội
bào để tính tốc độ sinh trưởng thực tế của tế bào:
XK
SK
XS
r
d
s
m
t
-
+
=
)(
'
m

Hay r’
T
= -Yr
d
- K
d
X
- r’g: tốc độ sinh trưởng thực của quần thể vi sinh vật (1/giây)
Tốc độ sinh trưởng riêng thực của vi sinh vật:
d
s
m
K
SK
S
-
+
=
mm
'
Tốc độ tăng trưởng sinh khối:
d
t
t
r
r
Y
'
=
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến q trình xử lý sinh học. Nhiệt độ khơng
những chỉ ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme xúc tác phản ứng hố sinh trong tế bào vi
sinh vật mà còn tác động rất lớn đến khả năng hồ tan các khí vào chất lỏng cũng như
khả năng lắng của chất rắn sinh học.

Xem chi tiết: Cải thiện hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp dược phẩm trung ương 25