Tổng quan ngành sản xuất bia

Chöông 2 TOÅNG QUAN NGAØNH SAÛN XUAÁT BIA TOÅNG QUAN NGAØNH SAÛN XUAÁT BIA TAÏI VIEÄT NAM VAÁN ÑEÀ OÂ NHIEÃM MOÂI TRÖÔØNG DO SAÛN XUAÁT BIA CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI SAÛN XUAÁT BIA 2.1. TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH SAÛN XUAÁT BIA TAÏI VIEÄT NAM Ngaønh bia laø moät ngaønh coâng nghieäp thöïc phaåm, saûn xuaát ra caùc loaïi ñoà uoáng coù chaát löôïng phuïc vuï nhu caàu xaõ hoäi vaø ñöôïc nhieàu ngöôøi öa thích, trong voøng 10 naêm qua ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát bia coù toác ñoä taêng tröôûng nhanh, ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu trong nöôùc thay theá phaàn nhaäp khaåu tröôùc ñaây. Saûn löôïng bia nöôùc ta taêng nhanh qua caùc naêm: Naêm 1987 saûn löôïng bia caû nöôùc coù 84,5 trieäu lít. Naêm 1992 taêng leân 169 trieäu lít. Naêm 1997 taêng leân 667 trieäu lít. Naêm 1999/2000 taêng leân 1000 trieäu lít. Taïi Vieät Nam, ngaønh coâng nghieäp Bia trong nhöõng naêm trôû laïi ñaây phaùt trieån nhanh (toác ñoä khoaûng 15%/naêm). Naêm 2003, coâng suaát bia cuûa caû nöôùc ñaït 1,29 tyû lít, ñeán naêm 2004 ñaõ vöôït leân 1,37 tyû lít. Döï kieán naêm 2010 saûn löôïng bia cuûa caû nöôùc seõ ñaït möùc 2,5 tyû lít. Theo baùo caùo cuûa boä coâng nghieäp, tuy môùi heát quí I/2005 nhöng coâng suaát caùc nhaø maùy saûn xuaát bia trong nöôùc ñaõ ñaït tôùi gaán 1,5 tyû lít/naêm. Rieâng 10 tænh mieàn Trung treân 500 trieäu lít/naêm. Coâng ty bia hueá coù keá hoaïch naâng coâng suaát leân 100 trieäu lít/naêm, vaø coâng ty bia naøy coùn coù keá hoaïch hôïp taùc vôùi nhaø maùy bia Ñoâng Haø (Quaûng Trò) naâng coâng suaát leân 30 trieäu lít/naêm. Taïi Ngheä An, moät döï aùn saûn xuaát bia vôùi coâng suaát treân 100 trieäu lít/naêm cuõng ñaõ ñi vaøo hoaït ñoäng. Toång coâng ty Röôïu Bia vaø nöôùc giaûi khaùt Saøi Goøn (Sabeco) cuõng ñaõ ñaït saûn löôïng hôn 403 trieäu lít/naêm, trong ñoù coù 268 trieäu lít ñöôïc saûn xuaát taïi Sabeco, soá coøn laïi gia coâng töø 10 nhaø maùy ñòa phöông. Tham gia cuoäc chaïy ñua ñaàu tö bia vôùi caùc Doanh nghieäp trong nöôùc coøn coù caùc Doanh nghieäp nöôùc ngoaøi. Söï xuaát hieän cuûa caùc thöông hieäu bia nöôùc ngoaøi noåi tieáng ñang khieán cuoäc ñua giaønh giaät thò phaàn cuûa caùc haõng bia khoác lieät hôn. 2.2. VAÁN ÑEÀ OÂ NHIEÃM MOÂI TRÖÔØNG DO SAÛN XUAÁT BIA GAÂY RA 2.2.1. Nguoàn goác phaùt sinh, thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa chaát thaûi do saûn xuaát bia 2.2.1.1. Khí thaûi Khí thaûi cuûa caùc nhaø maùy bia chuû yeáu töø khu vöïc loø hôi (ñoát baèng daàu hoaëc than) coù chöùa nhieàu chaát oâ nhieãm ñaëc bieät laø khí SO2, CO, NOx vaø buïi than. Khí H2S, CH4, hôi phaùt sinh töø coâng ñoaïn uû do söï phaân huyû caùc chaát höõu cô, quaù trình veä sinh nhaø xöôûng vaø töø heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi. Ngoaøi ra, hôi Clorine, vaø taùc nhaân laøm laïnh NH3 cuõng ñöôïc söû duïng trong hoaït ñoäng saûn xuaát bia. Hôi Clorine Dung dòch nöôùc Clorine ñöôïc duøng ñeå khöû truøng duïng cuï, thieát bò saûn xuaát, röûa tay, röûa nguyeân vaät lieäu, veä sinh giaøy, uûng tröôùc khi vaøo phaân xöôûng, vôùi haøm löôïng töø 20-200 ppm. Hôi Clor (ñöôïc giaûi phoùng töø Chlorine) khueách taùn vaøo khoâng khí trong khu vöïc saûn xuaát vôùi noàng ñoä cao, gaây aûnh höôûng tôùi söùc khoeû ngöôøi lao ñoäng. Taùc nhaân laøm laïnh NH3 Hôi NH3 coù trong khoâng khí khu vöïc saûn xuaát trong tröôøng hôïp bò roø ræ töø daøn oáng heä thoáng laøm laïnh. Khí NH3 (Amoniac) coù muøi khai ñaëc tröng, deã hoaø tan trong nöôùc, coù phaûn öùng kieàm maïnh vì theá khí naøy laøm raùt maët, muõi, hoïng, naùch, beïn. Tieâu chuaån cho pheùp 0,02mg/l. Khí NH3 coù trong khoâng khí vôùi haøm löôïng phaùt noå laø 15-25%. Khi boàn chöùa NH3 phaùt noå thì aùp löïc taïo ra bôûi vuï noå seõ gaây ra caùc taùc ñoäng: gaây thöông tích aûnh höôûng tôùi söùc khoûe con ngöôøi thaäm chí gaây töû vong do ngoä ñoäc NH3, gaây thieät haïi veà taøi saûn. Ngoaøi ra, do ñaëc thuø cuûa coâng ngheä saûn xuaát bia, moät soá coâng ñoaïn coâng ngheä (ñaëc bieät laø coâng ñoaïn leân men) sinh ra nhieàu khí CO2. Khí naøy ñöôïc daãn veà boàn neùn laøm saïch vaø khöû truøng, sau ñoù hoùa loûng vaø ñöôïc naïp vaøo bình ñeå phuïc vuï cho caùc muïc ñích khaùc. 2.2.1.2. Buïi Buïi chuû yeáu sinh ra töø quaù trình nghieàn nguyeân lieäu vaø löôïng buïi naøy sinh ra laø raát lôùn. Thaønh phaàn buïi chuû yeáu laø caùc chaát höõu cô. Taûi löôïng oâ nhieãm buïi phaùt sinh töø quaù trình naøy töông ñoái lôùn gaây ra oâ nhieãm nghieâm troïng trong khu vöïc saûn xuaát. Do ñoù caàn coù bieän phaùp xöû lyù buïi hieäu quaû ñeå ñaûm baûo moâi tröôøng laøm vieäc toát cho coâng nhaân. 2.2.1.3. Nhieät Nhieät ñoä phaùt sinh chuû yeáu ôû caùc coâng ñoaïn sau: Moâi tröôøng coù nhieät ñoä thaáp: Trong khu leân men, nhieät ñoä naøy do yeâu caàu cuûa coâng ngheä leân men phaûi caàn moâi tröôøng laïnh vaø nhieät ñoä thaáp nhaát trong phoøng leân men laø 6 -80C. Moâi tröôøng coù nhieät ñoä cao: Trong khu vöïc loø hôi, khu vöïc naáu, khu vöïc röûa box. 2.2.1.4. Nöôùc thaûi Bia chöùa chuû yeáu laø nöôùc (> 90%), coøn laïi laø coàn (3 – 6 %), CO2 vaø caùc chaát hoøa tan khaùc. Vì vaäy saûn xuaát bia laø moät trong nhöõng ngaønh coâng nghieäp ñoøi hoûi tieâu toán raát nhieàu nöôùc do ñoù seõ thaûi ra moâi tröôøng moät löôïng raát lôùn nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi cuûa nhaø maùy bia thöôøng goàm nhöõng loaïi sau: Nöôùc laøm nguoäi, nöôùc ngöng tuï. Loaïi nöôùc naøy khoâng thuoäc loaïi nöôùc gaây oâ nhöõng neân coù theå xöû lyù sô boä vaø taùi söû duïng laïi. Nöôùc veä sinh thieát bò nhö röûa thuøng naáu, röûa beå chöùa, röûa saøn nhaø saûn xuaát. Loaïi nöôùc naøy chöùa nhieàu chaát höõu cô, caàn phaûi ñöôïc tieán haønh xöû lyù ñeå laøm saïch moâi tröôøng vaø taùi söû duïng laïi. Nöôùc veä sinh caùc thieát bò leân men, thuøng chöùa ñöôøng oáng, saøn nhaø leân men. Loaïi nöôùc thaûi naøy chöùa nhieàu xaùc naám men, xaùc naám men raát deã töï phaân huûy, gaây ra tình traïng oâ nhieãm nghieâm troïng. Loaïi nöôùc naøy caàn coù bieän phaùp xöû lyù ñaëc bieät môùi loaïi heát nguy cô oâ nhieãm. Nöôùc röûa chai ñöïng bia. Loaïi nöôùc thaûi naøy cuõng gaây oâ nhieãm nghieâm troïng, nöôùc naøy khoâng chæ chöùa caùc chaát höõu cô maø coøn chöùa raát nhieàu caùc hôïp chaát maøu töø möïc in nhaõn, kim loaïi (ñaëc bieät laø Zn vaø Cu). ÔÛ nhieàu nhaø maùy khaùc nhau löôïng nöôùc caáp vaø löôïng nöôùc thaûi khoâng gioáng nhau. Söï khaùc nhau naøy phuï thuoäc vaøo coâng ngheä vaø trình ñoä quaûn lyù cuûa töøng nhaø maùy. Maëc khaùc, möùc ñoä oâ nhieãm ôû caùc loaïi nöôùc thaûi cuûa nhöõng nhaø maùy bia khaùc nhau cuõng khaùc nhau. Soá lieäu trung bình cuûa nhöõng thoâng soá treân nhö sau: Löôïng nöôùc caáp cho 1000 lít bia laø 4 – 8 m3. Nöôùc thaûi tính töø saûn xuaát 1000 lít bia laø 2,5 – 6 m3. Taûi troïng BOD laø 3 – 6 kg/1000 lít bia. Tyû leä BOD/COD = 0,55 – 0,7. Haøm löôïng caùc chaát gaây oâ nhieãm trong nöôùc thaûi nhö sau: BOD5 1100 – 1500 mg/l. COD 1800 – 3000 mg/l. Toång Nitô 30 – 100 mg/l. Toång phoát pho 10 – 30 mg/l. Baûng 2.1: Thaønh phaàn tính chaát nöôùc thaûi saûn xuaát bia cuûa nhaø maùy bia Saøi Goøn vaø khoaûng trung bình cuûa moät soá nhaø maùy khaùc. Thoâng soá Ñôn vò Nhaø maùy bia Saøi Goøn Khoaûng trung bình pH SS BOD5 COD PO43- N-NH3 - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 4.5-5 250-300 1700-2700 3500-4000 20-40 12-15 5.5-9.5 95-650 850-2000 1600-2500 6-15 25-50 (Nguoàn : Keát quaû nghieân cöùu thöïc nghieäm coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi bia _CEFINEA) 2.2.1.5. Chaát thaûi raén Chaát thaûi raén phaùt sinh töø quaù trình saûn xuaát Chaát thaûi raén saûn xuaát chuû yeáu laø caùc nguyeân lieäu (malt ñaïi maïch vaø gaïo) dö thöøa rôi vaõi trong quaù trình saûn xuaát, xaùc naám men caùc loaïi baõ gaïo sau quaù trình loïc Ngoaøi ra coøn coù moät khoái löôïng lôùn caùc loaïi voû chai bia laøm baèng thieác, baèng thuyû tinh, baèng saønh vaø bao bì baèng niloâng, baèng nhöïa hay giaáy… duøng ñeå ñöïng nguyeân vaät lieäu. Chaát thaûi raén phaùt sinh töø sinh hoaït Chaát thaûi chuû yeáu laø caùc thöïc phaåm thöøa, caùc loaïi giaáy baùo, voû lon, niloâng, ñoà hoäp, voû chai…. Caùc chaát thaûi raén naøy neáu khoâng ñöôïc xöû lyù thích ñaùng seõ gaây aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng ñaát, khoâng khí, nöôùc vaø laø moâi tröôøng thuaän lôïi cho vi sinh vaät phaùt trieån. 2.2.1.6. Tieáng oàn Tieáng oàn phaùt sinh chuû yeáu töø caùc thieát bò trong daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát nhö: maùy xay, vaän haønh loø hôi, caùc maùy moùc khaùc. Ngoaøi ra, tieáng oàn coøn phaùt sinh do caùc phöông tieän vaän chuyeån vaø töø löôïng coâng nhaân saûn xuaát trong nhaø maùy. Caùc oâ nhieãm veàø tieáng oàn naøy cuõng coù theå gaây ra caùc taùc ñoäng xaáu ñeán con ngöôøi nhö gaây ñau ñaàu, meät moûi vaø caùc caên beänh veà tai, aûnh höôûng ñeán naêng suaát lao ñoäng cuûa coâng nhaân tröïc tieáp saûn xuaát. 2.2.2. AÛnh höôûng tôùi moâi tröôøng cuûa chaát thaûi do saûn xuaát bia 2.2.2.1. AÛnh höôûng cuûa khí thaûi tôùi moâi tröôøng Caùc nguoàn gaây oâ nhieãm chính cho moâi tröôøng khoâng khí chuû yeáu töø caùc oáng khoùi xaû cuûa loø hôi, töø maùy phaùt ñieän, chuû yeáu laø caùc khí: SOx, NOx, CO, CxHy, buïi. Caùc khí naøy coù aûnh höôûng lôùn tôùi moâi tröôøng töø ñoù seõ aûnh höôûng tôùi con ngöôøi, maø tröôùc heát laø aûnh höôûng tröïc tieáp tôùi ngöôøi coâng nhaân laøm vieäc trong nhaø maùy vaø aûnh höôûng tôùi nhöõng khu daân cö gaàn ñoù. Caùc khí thöôøng aûnh höôûng tröïc tieáp tôùi cô theå thoâng qua ñöôøng hoâ haáp töø ñoù gaây ra nhöõng taùc ñoäng tôùi cô theå tuøy vaøo loaïi khí. Khí CO coù theå gaây nhöùc ñaàu, choùng maët vaø cheát ñoät ngoät khi hít phaûi vôùi haøm löôïng nhieàu. Caùc khí nhö H2S, NH3 coù muøi khoù chòu aûnh höôûng ñeán xaáu tôùi xöùc khoûe con ngöôøi. Ngoaøi ra, chuùng coøn taùc ñoäng xaáu tôùi heä ñoäng, thöïc vaät neáu noàng ñoä quaù ngöôõng cho pheùp. Vì vaäy, phaûi thöôøng xuyeân kieåm tra, theo doõi nhaèm ñaûm baûo khoâng bò roø ræ caùc khí naøy vaø phaûi coù bieän phaùp giaûi quyeát thích hôïp. AÛnh höôûng do tieáng oàn Tieáng oàn khoâng chæ coù aûnh höôûng ñoái vôùi coâng nhaân tröïc tieáp saûn xuaát maø coøn ít nhieàu gaây aûnh höôûng ñoái vôùi khu daân cö xung quanh. Tieáng oàn tröôùc heát coù aûnh höôûng tôùi thính giaùc cuûa coâng nhaân, tieáp xuùc vôùi tieáng oàn cöôøng ñoä cao trong moät thôøi gian daøi seõ laøm thính löïc giaûm suùt, daãn tôùi caùc beänh ñieác ngheà nghieäp. Ngoaøi ra tieáng oàn coøn aûnh höôûng tôùi caùc cô quan khaùc cuûa cô theå nhö roái loaïn chöùc naêng thaàn kinh, gaây beänh ñau ñaàu, choùng maët. Tieáng oàn cuõng gaây neân caùc thöông toån cho heä tim maïch vaø laøm taêng caùc beänh veà ñöôøng tieâu hoùa. 2.2.2.3. AÛnh höôûng ñeán moâi tröôøng do chaát thaûi raén Chaát thaûi raén: bao bì, giaáy, chaát baõ sau khi loïc, baõ heøm coøn soùt laïi sau quaù trình thu gom,…töø caùc coâng ñoaïn saûn xuaát caàn ñöôïc thu gom quaûn lyù chaët cheõ vaø xöû lyù hôïp lyù ñeå traùnh gaây aûnh höôûng xaáu ñeán nguoàn taøi nguyeân ñaát cuõng nhö aûnh höôûng ñeán taøi nguyeân nöôùc ngaàm khi coù nöôùc möa laøm thaám sau xuoáng möïc nöôùc ngaàm. Raùc thaûi sinh hoaït neáu thu gom, xöû lyù thích ñaùng cuõng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng ñaát, nöôùc maët, nöôùc ngaàm ñoàng thôøi cuõng laø moâi tröôøng thuaän lôïi cho vi truøng phaùt trieån. 2.2.2.4. AÛnh höôûng cuûa nöôùc thaûi tôùi moâi tröôøng Hoaït ñoäng saûn xuaát bia coù möùc ñoä oâ nhieãm khaù lôùn. Söï oâ nhieãm naøy chuû yeáu laø do caùc chaát coù nguoàn goác höõu cô hoøa tan trong caùc doøng thaûi, keøm theo ñoù laø nöôùc thaûi chung coù ñoä maøu vaø ñoä ñuïc cao, haøm löôïng chaát raén lô löûng cao vaø vi sinh vaät, naám men, naám moác. Caùc taùc ñoäng ñieån hình töø vieäc thaûi hoài nöôùc thaûi saûn xuaát ra heä thoáng coáng chung cuûa quaän nhö sau: Söï hieän dieän cuûa caùc chaát ñoäc haïi trong nöôùc thaûi seõ gaây aûnh höôûng tröïc tieáp tôùi heä ñoäng vaät döôùi nöôùc vaø heä sinh thaùi thuûy vöïc. Chuùng khoâng nhöõng laøm cheát caùc loaøi thuûy sinh maø coøn laøm maát khaû naêng töï laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc nôi tieáp nhaän. Haøm löôïng chaát höõu cô cao seõ laøm taêng caùc chaát dinh döôõng coù trong nguoàn nöôùc, taïo hieän töôïng phuù döôõng hoùa keânh raïch, thuùc ñaåy söï phaùt trieån buøng noå cuûa caùc loaïi rong taûo. Trong nhöõng ñieàu kieän thieáu huït caùc chaát dinh döôõng, chuùng coù theå bò cheát vaø söï phaân raõ xaùc thöïc vaät baäc thaáp seõ laøm cho nguoàn nôi tieáp nhaän bò oâ nhieãm laàn thöù 2. Haøm löôïng chaát raén cao seõ deã daãn ñeán hieän töôïng taéc ngheït caùc ñöôøng coáng thoaùt nöôùc chung cuûa quaän. Sau thôøi gian tích tuï laâu ngaøy vaø döôùi nhöõng ñieàu kieän yeám khí, chuùng coù theå bò phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät hoaïi sinh. Keát quaû cuûa quaù trình naøy laø saûn sinh ra caùc khí CH4, CO2, H2S, trong ñoù hydrosulfua laø chaát khí gaây ra muøi thoái ñaëc tröng. Ngoaøi ra trong quaù trình xuùc röûa chai, cuõng taïo ra moät löôïng kim loaïi naëng vaø caùc chaát ñoäc haïi khaùc trong caùc nhaõn chai. Do ñoù, ñeå gaûm löôïng kim loaïi naëng trong nöôùc caàn traùnh in aán bao bì baèng caùc chaát coù chöùa kim loaïi naëng. 2.3. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI DO SAÛN XUAÁT BIA Tính chaát chung cuûa nguoàn nöôùc thaûi naøy laø coù noàng ñoä COD cuõng nhö BOD khaù lôùn. Ngoaøi ra, trong nöôùc thaûi coøn coù noàng ñoä chaát lô löûng lôùn nhöng ôû daïng deã taùch khoûi nöôùc. Thaønh phaàn chuû yeáu laø xaùc men bia, caùc nguyeân lieäu chöa thuûy phaân hoaøn toaøn vaø moät phaàn nhöõng saûn phaåm leân men hoøa tan khaùc nhö proâteâin, acid höõu cô,….Do ñoù, nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù baèng caùc phöông phaùp sau: 2.3.1. Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc Phöông phaùp naøy thöôøng laø giai ñoaïn sô boä, ít khi laø giai ñoaïn keát thuùc quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát. Phöông phaùp naøy duøng ñeå loaïi caùc taïp chaát khoâng tan (coøn goïi laø caùc taïp chaát cô hoïc) trong nöôùc. Caùc taïp chaát naøy coù theå ôû daïng voâ cô hay höõu cô. Caùc phöông phaùp cô hoïc thöôøng duøng laø: loïc qua löôùi, laéng, xiclon thuûy löïc, loïc qua caùc lôùp vaät lieäu caùt vaø quay ly taâm. Xöû lyù cô hoïc laø giai ñoaïn chuaån bò vaø taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho caùc quaù trình xöû lyù hoaù lyù vaø sinh hoïc. Phöông phaùp hoùa hoïc vaø hoùa lyù Cô sôû cuûa phöông phaùp hoùa hoïc laø caùc phaûn öùng hoùa hoïc, caùc quaù trình hoùa lyù dieãn ra giöõa chaát baån vôùi hoùa chaát cho theâm vaøo. Caùc phöông phaùp hoùa hoïc laø oxi hoùa, trung hoøa, ñoâng keo tuï. Thoâng thöôøng caùc quùa trình keo tuï thöôøng ñi keøm theo quaù trình trung hoøa hoaëc caùc hieän töôïng vaät lyù khaùc. Nhöõng phaûn öùng xaûy ra laø phaûn öùng trung hoøa, phaûn öùng oxy hoùa khöû, phaûn öùng taïo chaát keát tuûa hoaëc phaûn öùng phaân huûy caùc chaát ñoäc haïi. Phöông phaùp hoùa hoïc duøng trong xöû lyù nöôùc thaûi cuõng raát ña daïng vaø phöùc taïp. Ñoái vôùi nhöõng nöôùc thaûi coù tyû soá COD:BOD >2 caàn phaûi tính kyõ neân duøng caùc phöông phaùp xaùc ñònh chính xaùc caùc chaát gaây oâ nhieãm nöôùc khoù bò phaân huûy baèng vi sinh vaät ñeå tìm ra caùc taùc nhaân vaø bieän phaùp loaïi boû chuùng ra khoûi nöôùc, ñaëc bieät laø trong nöôùc khoâng ñöôïc chöùa caùc chaát ñoäc vaø taïp chaát, caùc muoái kim loaïi naëng hoaëc noàng ñoä cuûa chuùng khoâng ñöôïc vöôït quaù noàng ñoä cho pheùp… thì vi sinh vaät môùi coù theå soáng vaø phaùt trieån. Nhö vaäy môùi coù theå laøm saïch nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc tieáp theo. Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc döïa treân hoaït ñoäng soáng cuûa vi sinh vaät, chuû yeáu laø vi khuaån dò döôõng hoaïi sinh coù trong nöôùc thaûi. Quaù trình hoaït ñoäng cuûa chuùng cho keát quaû laø caùc chaát höõu cô gaây nhieãm baån ñöôïc khoaùng hoùa vaø trôû thaønh nhöõng chaát voâ cô, caùc chaát khí ñôn giaûn vaø nöôùc. Cho ñeán nay ngöôøi ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc raèng, caùc vi sinh vaät coù theå phaân huûy ñöôïc taát caû caùc chaát höõu cô coù trong thieân nhieân vaø nhieàu hôïp chaát höõu cô toång hôïp nhaân taïo. Möùc ñoä phaân huûy phuï thuoäc tröôùc heát vaøo caáu taïo caùc chaát höõu cô, ñoä hoøa tan trong nöôùc vaø haøng loaït caùc yeáu toá aûnh höôûng khaùc. Vi sinh vaät coù trong nöôùc thaûi söû duïng caùc hôïp chaát höõu cô vaø moät soá chaát khoaùng laøm nguoàn dinh döôõng vaø taïo ra naêng löôïng. Quaù trình dinh döôõng laøm cho chuùng sinh saûn, phaùt trieån taêng soá löôïng teá baøo (taêng sinh khoái), ñoàng thôøi laøm saïch (coù theå laø gaàn hoaøn toaøn) caùc chaát höõu cô haøo tan hoaëc caùc haït keo phaân taùn nhoû. Do vaäy, trong xöû lyù sinh hoïc, ngöôøi ta phaûi loaïi boû caùc taïp chaát phaân taùn thoâ ra khoûi nöôùc thaûi trong giai ñoaïn xöû lyù sô boä. Ñoái vôùi caùc taïp chaát voâ cô coù trong nöôùc thaûi thì phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc coù theå khöû caùc chaát Sulfit, muoái Amon, Nitrat…caùc chaát chöa bò oxy hoùa hoaøn toaøn. Saûn phaåm cuûa caùc quaù trình phaân huûy naøy laø khí CO2, nöôùc, khí N2, ion Sulfat… Caùc quaù trình xöû lyù sinh hoïc baèng phöông phaùp kî khí vaø hieáu khí coù theå xaûy ra ôû ñieàu kieän töï nhieân hoaëc nhaân taïo. Trong caùc coâng trình xöû lyù nhaân taïo, ngöôøi ta taïo ñieàu kieän toái öu cho quaù trình oâxy sinh hoùa neân quaù trình xöû lyù coù toác ñoä vaø hieäu suaát cao hôn xöû lyù sinh hoïc töï nhieân. 2.3.3.1. Phöông phaùp sinh hoïc töï nhieân Cô sôû cuûa phöông phaùp laø döïa vaøo khaû naêng töï laøm saïch cuûa ñaát vaø nguoàn nöôùc. Ao hoà sinh hoïc Hoà sinh hoïc hay coøn goïi laø ao hoà oån ñònh nöôùc thaûi. Ñaây laø phöông phaùp xöû lyù ñôn giaûn nhaát vaø ñaõ ñöôïc aùp duïng töø thôøi xa xöa. Phöông phaùp naøy khoâng yeâu caàu kyõ thuaät cao, voán ñaàu tö ít, chi phí hoaït ñoäng reû tieàn, quaûn lyù ñôn giaûn vaø hieäu quaû cuõng khaù cao. Cô sôû khoa hoïc cuûa phöông phaùp naøy laø döïa vaøo khaû naêng töï laøm saïch cuûa nöôùc, chuû yeáu laø vi sinh vaät vaø caùc thuûy sinh khaùc, caùc chaát nhieãm baån bò phaân huûy thaønh caùc chaát khí vaø nöôùc. Nhö vaäy, quaù trình laøm saïch khoâng phaûi thuaàn nhaát laø quaù trình hieáu khí, maø coøn coù caû quaù trình tuøy tieän vaø kò khí. Ao hoà hieáu khí Laø loaïi ao noâng 0,3 - 0,5m, coù quaù trình oxy hoùa caùc chaát baån höõu cô chuû yeáu nhôø caùc vi sinh vaät hieáu khí. Chaát höõu cô trong nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù chuû yeáu nhôø söï coäng sinh giöõa taûo vaø vi khuaån soáng ôû daïng lô löûng. OÂxy cung caáp cho vi khuaån nhôø söï khueách taùn qua beà maët vaø quang hôïp cuûa taûo. Chaát dinh döôõng vaø CO2 sinh ra trong quaù trình phaân huõy chaát höõu cô ñöôïc taûo söû duïng. Ñeå ñaït hieäu quaû toát coù theå cung caáp oâxy baèng caùch thoåi khí nhaân taïo. Hoà hieáu khí coù hai daïng: daïng (1) coù muïc ñích laø toái öu saûn löôïng taûo, hoà naøy coù chieàu saâu caïn 0,15 – 0,45m; daïng (2) toái öu löôïng oâxy cung caáp cho vi khuaån, chieàu saâu hoà naøy khoaûng 1,5m. Ao hoà tuøy nghi Laø loaïi ao hoà raát phoå bieán trong thöïc teá. Ñoù laø loaïi keát hôïp coù hai quaù trình song song: phaân huûy hieáu khí caùc chaát höõu cô hoøa tan coù ñeàu ôû trong nöôùc vaø phaân huûy kî khí (saûn phaåm chuû yeáu laø CH4) caën laéng ôû vuøng ñaùy. Trong hoà tuøy tieän toàn taïi 03 khu vöïc: Khu vöïc beà maët: Nôi ñoù chuû yeáu vi khuaån vaø taûo soáng coäng sinh. Khu vöïc ñaùy: Tích luõy caën laéng vaø caën naøy bò phaân huûy nhôø vi khuaån kî khí. Khu vöïc trung gian, chaát höõu cô trong nöôùc thaûi chòu söï phaân huûy cuûa vi khuaån tuøy tieän. Coù theå söû duïng maùy khuaáy ñeå taïo ñieàu kieän hieáu khí treân beà maët khi taûi troïng cao. Taûi troïng thích hôïp dao ñoäng trong khoaûng 70 – 140 kg BOD5/ha ngaøy. Ao hoà kî khí Laø loaïi ao saâu, ít coù hoaëc khoâng coù ñieàu kieän hieáu khí. Caùc vi sinh vaät kî khí hoaït ñoäng soáng khoâng caàn oxy cuûa khoâng khí. chuùng söû duïng oxy ôû caùc hôïp chaát nhö Nitrat, Sunfat… ñeå oxy hoùa caùc chaát höõu cô, caùc loaïi röôïu vaø khí CH4, H2S, CO2… vaø nöôùc. Thöôøng ñöôïc aùp duïng cho xöû lyù nöôùc thaûi coù noàng ñoä chaát höõu cô cao vaø caën lô löûng lôùn, ñoàng thôøi coù theå keát hôïp phaân huûy buøn laéng. Hoà naøy coù chieàu saâu lôùn, coù theå saâu ñeán 9m. Taûi troïng thieát keá khoaûng 220 – 560 kg BOD5/ha ngaøy. Ao hoà xöû lyù boå sung Coù theå aùp duïng sau quaù trình xöû lyù sinh hoïc (Aeroten, beå loïc sinh hoïc hoaëc sau hoà sinh hoïc hieáu khí, tuøy tieän, …) ñeå ñaït chaát löôïng nöôùc ra cao hôn, ñoàng thôøi thöïc hieän quaù trình Nitrate hoùa. Do thieáu chaát dinh döôõng, vi sinh coøn laïi trong hoà naøy soáng ôû giai ñoaïn hoâ haáp noäi baøo vaø Ammonia chuyeån hoùa sinh hoïc thaønh Nitrate. Thôøi gian löu nöôùc trong hoà naøy khoaûng 18 – 20 ngaøy. Taûi troïng thích hôïp 67 – 200 kg BOD5/ha ngaøy. Keát luaän: Taát caû caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi ñaõ trình baøy ôû treân coù theå phaân ra 2 nhoùm: nhoùm caùc phöông phaùp phuïc hoài vaø nhoùm caùc phöông phaùp phaân huûy. Ña soá caùc phöông phaùp hoùa lyù ñöôïc duøng ñeå thu hoài caùc chaát coù theå taùi söû duïng laïi trong nöôùc thaûi vaø thuoäc nhoùm caùc phöông phaùp phuïc hoài. Coøn caùc phöông phaùp hoãn hôïp vaø sinh hoïc thuoäc nhoùm caùc phöông phaùp phaân huûy. Goïi laø phaân huûy vì caùc chaát baån trong nöôùc thaûi seõ bò phaân huûy chuû yeáu theo caùc phaûn öùng oxi hoùa vaø moät ít theo phaûn öùng khöû. Caùc saûn phaåm taïo thaønh sau khi phaân huûy seõ ñöôïc loaïi khoûi nöôùc thaûi ôû daïng khí, caën laéng hoaëc coøn laïi trong nöôùc nhöng khoâng ñoäc. Nhöõng phöông phaùp phuïc hoài vaø caû phöông phaùp hoãn hôïp thöôøng chæ duøng ñeå xöû lyù caùc loaïi nöôùc thaûi ñaäm ñaëc rieâng bieät, coøn ñoái vôùi caùc loaïi nöôùc loaõng vôùi khoái löôïng nhieàu thì duøng nhöõng phöông phaùp ñoù khoâng hôïp lyù. Nöôùc thaûi coâng nghieäp sau khi xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoùa coù theå xaû ra nguoàn soâng hoà neáu ñaûm baûo ñöôïc caùc tieâu chuaån veä sinh vaø nuoâi caù. Nhieàu khi coøn coù theå duøng laïi ñöôïc trong caùc daây chuyeàn saûn xuaát. Hoãn hôïp nöôùc thaûi sinh hoaït vaø saûn xuaát coù theå xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoùa nhöng tröôùc ñoù phaûi qua xöû lyù sô boä baèng phöông phaùp cô hoïc. Coù theå xöû lyù sô boä chung hoaëc rieâng ñoái vôùi töøng loaïi nöôùc thaûi ñoù. Nhaát thieát phaûi xöû lyù sô boä rieâng neáu nöôùc thaûi saûn xuaát chöùa chuû yeáu laø caùc chaát baån voâ cô hoaëc chuùng phaûi qua xöû lyù sô boä baèng caùc phöông phaùp hoùa lyù. Vieäc tính toaùn nhöõng coâng trình xöû lyù cô hoïc rieâng bieät ñoái vôùi nöôùc thaûi saûn xuaát vaø nöôùc thaûi sinh hoaït ñöôïc thöïc hieän theo caùc chæ daãn thieát keá thoaùt nöôùc beân ngoaøi cuûa caùc xí nghieäp coâng nghieäp. Trong ñoù coøn phaûi xeùt ñeán hieän töôïng dao ñoäng löu löôïng vaø noàng ñoä nöôùc thaûi, vaø phaûi ñaët caùc beå ñieàu hoøa neáu caàn thieát. Vieäc xöû lyù hoãn hôïp nöôùc thaûi sinh hoaït vaø saûn xuaát baèng phöông phaùp cô hoïc chæ coù lôïi khi nöôùc thaûi saûn xuaát töông töï nöôùc thaûi sinh hoaït, chöùa chuû yeáu laø caùc chaát höõu cô deã bò oxi hoùa, khoâng ñoøi hoûi phaûi xöû lyù sô boä ñaëc bieät gì. Ñoâi khi phaûi duøng nöôùc thaûi sinh hoaït ñeå pha loaõng nöôùc thaûi saûn xuaát, taïo ñieàu kieän cho quaù trình sinh hoùa sau ñoù dieãn ra bình thöôøng. Khi xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát seõ taïo ra moät löôïng lôùn caën höõu cô, voâ cô. Nhöõng loaïi caën ñoù phaûi ñöôïc xaû ñi vaø ñöôïc cheá bieán ñeå söû duïng laïi nhö: laøm vaät lieäu loïc (caën cuûa coâng nghieäp luyeän kim), duøng laøm chaát trung hoøa hoaëc keo tuï caùc loaïi nöôùc thaûi khaùc. Caën höõu cô sau khi xöû lyù laø chaát boùn ruoäng raát quyù hoaëc coù theå duøng laøm nhieân lieäu ñoát loø nhaát laø caën chöùa caùc chaát nhö daàu hoaëc dung moâi höõu cô. Tuøy theo thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa caën maø choïn phöông phaùp xöû lyù vaø cheá bieán thích hôïp. Ñoä aåm vaø khaû naêng nhaû nöôùc cuûa caën laø nhöõng yeáu toá quan troïng nhaát vì noù quyeát ñònh caùc chæ tieâu kinh teá cuûa töøng phöông phaùp xöû lyù. Xöû lyù nöôùc thaûi ôû möùc ñoä cao ñöôïc öùng duïng trong caùc tröôøng hôïp yeâu caàu giaûm bôùt noàng ñoä baån (theo chaát lô löûng, BOD, COD, Nitô, Photpho vaø caùc chaát khaùc…) sau khi ñaõ xöû lyù sinh hoïc tröôùc khi xaû vaøo nguoàn nöôùc. Caàn löu yù raèng, nöôùc thaûi sau xöû lyù möùc ñoä cao coù theå öùng duïng laïi trong caùc quaù trình coâng ngheä cuûa nhaø maùy vaø do ñoù giaûm ñöôïc löôïng nöôùc thaûi xaû vaøo nguoàn, giaûm ñöôïc nhu caàu söû duïng nöôùc cho saûn xuaát. Ñeå loaïi boû ôû möùc ñoä cao caùc chaát lô löûng, thöôøng öùng duïng caùc beå loïc caáu truùc khaùc nhau, tuyeån noåi daïng boït. Ñeå loaïi boû caùc taïp chaát khoù oxi hoùa coù theå söû duïng caùc phöông phaùp keo tuï vaø haáp phuï. Khöû Nitô vaø Photpho trong nöôùc thaûi ñöôïc tieán haønh trong nhöõng tröôøng hôïp khi xaû nöôùc thaûi vaøo nguoàn nöôùc coù khaû naêng gaây ra hieän töôïng phuù döôõng. Söï phuù döôõng nöôùc laø moät vaán ñeà ñaëc bieät quan troïng ñoái vôùi nguoàn nöôùc söû duïng cho aên uoáng sinh hoaït. Chuùng taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho caùc loaïi taûo ñoäc luïc - xanh gaây nguy hieåm cho con ngöôøi vaø ñoäng vaät. Ñeå loaïi boû nitô trong nöôùc thaûi sau khi xöû lyù sinh hoïc döôùi daïng NO2-, NO3- vaø caùc muoái Ammonia, thöôøng söû duïng caùc phöông phaùp hoùa - lyù (trao ñoåi ion, haáp phuï baèng than hoaït tính sau khi thöïc hieän clorua hoùa sô boä, thaåm thaáu ngöôïc…) hoaëc phöông phaùp sinh hoïc (quaù trình Nitrat hoùa vaø khöû Nitrat). Ñeå loaïi caùc lieân keát Photpho ra khoûi nöôùc thaûi, thöôøng aùp duïng phöông phaùp hoùa hoïc (duøng voâi, Sunfat nhoâm, Sunfat saét). Ñoái vôùi caùc loaïi nöôùc thaûi khoâng theå duøng phöông phaùp treân ñeå xöû lyù, hoaëc khoâng lôïi veà kinh teá, kó thuaät thì coù theå duøng caùc phöông phaùp coâ ñaëc, nung, ñoát chaùy hay bôm saâu xuoáng loøng ñaát qua caùc gieáng khoan. Coâ ñaëc caùc dung dòch: ñöôïc duøng ñeå thu hoài caùc saûn phaåm (nhö trong coâng nghieäp cheá bieán hoùa chaát) hoaëc ñeå giaûm dung tích nöôùc baån (caùc loaïi nöôùc baån chöùa chaát phoùng xaï trong coâng nghieäp ñieän töû). Ñoát chaùy ñöôïc duøng ñeå khöû caùc chaát ñoäc höõu cô. Ngaøy nay ôû nhieàu nöôùc ñaõ duøng phöông phaùp “nung ñoát” töùc laø oxi hoùa nöôùc thaûi ñaäm ñaëc baèng oxy cuûa khoâng khí ôû nhieät ñoä 3000C vaø aùp suaát 100at. Phöông phaùp naøy seõ kinh teá neáu thu hoài vaø taän duïng nhieät toûa ra khi ñoát chaùy caùc chaát. Khöû hoaït tính nöôùc thaûi chöùa caùc chaát phoùng xaï baèng caùch chöùa trong caùc beå, ñaàm, hoà trong moät thôøi gian tröôùc khi xaû ra nguoàn neáu caùc chaát ñoù coù chu kyø phaân huûy ngaén, hoaëc loaïi chuùng cuøng chaát lô löûng cuûa nöôùc thaûi neáu chuùng coù chu kyø phaân huûy daøi. Nhìn chung khi choïn caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp phaûi caên cöù vaøo ñaëc ñieåm veà khoái löôïng, chaát löôïng cuûa caùc chaát oâ nhieãm vaø caùc ñieàu kieän ñòa phöông khaùc. Trong moïi tröôøng hôïp phaûi choïn phöông phaùp xöû lyù vaø söû duïng nöôùc thaûi moät caùch hieäu quaû nhaát, kinh teá nhaát veà xaây döïng vaø quaûn lyù. Caùnh ñoàng töôùi vaø baõi loïc Vieäc xöû lyù nöôùc thaûi ñöôïc thöïc hieän treân nhöõng caùnh ñoàng töôùi vaø baõi loïc vaø döïa vaøo khaû naêng giöõ caùc caën nöôùc ôû treân maët ñaát, nöôùc thaám qua ñaát nhö ñi qua loïc, nhôø coù oxy trong caùc loã hoång vaø mao quaûn cuûa lôùp ñaát maët, caùc vi sinh vaät hieáu khí hoaït ñoäng phaân huûy caùc chaát höõu cô nhieãm baån. Caøng saâu xuoáng, löôïng oxy caøng ít vaø quaù trình oxy hoùa caùc chaát höõu coù nhieãm baån giaûm daàn. Cuoái cuøng ñeán ñoä saâu ôû ñoù chæ dieãn ra quaù trình khöû Nitrat. Ñaõ xaùc ñònh ñöôïc quaù trình oxy hoùa nöôùc thaûi chæ xaûy ra ôû lôùp ñaát maët saâu tôùi 1,5m. Vì vaäy, caùc caùnh ñoàng töôùi vaø baõi loïc chæ ñöôïc xaây döïng ôû nhöõng nôi coù möïc nöôùc nguoàn thaáp hôn 1,5m so vôùi maët ñaát. 2.3.3.2. Phöông phaùp sinh hoïc nhaân taïo a. Quaù trình kî khí Quaù trình xöû lyù kî khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng Beå phaûn öùng yeám khí tieáp xuùc Ñoái vôùi nöôùc thaûi coù BOD cao, xöû lyù baèng phöông phaùp kî khí tieáp xuùc raát hieäu quaû. Nöôùc thaûi chöa xöû lyù ñöôïc khuaáy troän vôùi buøn tuaàn hoaøn vaø sau ñoù ñöôïc phaân huûy trong beå phaûn öùng kín khoâng cho khoâng khí vaøo. Sau khi phaân huûy, hoãn hôïp buøn nöôùc ñi vaøo beå laéng hoaëc tuyeån noåi: nöôùc trong ñi ra, neáu chöa ñaït yeâu caàu xaû vaøo caùc nguoàn nöôùc thì phaûi xöû lyù tieáp baèng phöông phaùp hieáu khí vôùi Aroten hoaëc loïc sinh hoïc. Buøn kî khí sau khi laéng ñöôïc hoài löu ñeå nuoâi caáy trong nöôùc thaûi môùi. Löôïng sinh khoái vi sinh vaät kî khí thaáp neân buøn dö thöøa laø raát ít. Beå xöû lyù baèng lôùp buøn kî khí vôùi doøng nöôùc ñi töø döôùi leân (UASB) Ñaây laø moät trong nhöõng quaù trình kî khí öùng duïng roäng raõi nhaát treân theá giôùi do: Caû ba quaù trình phaân huûy – laéng buøn – taùch khí ñöôïc laép ñaët trong cuøng moät coâng trình. Taïo thaønh caùc loaïi buøn haït coù maät ñoä vi sinh vaät raát cao vaø toác ñoä laéng vöôït xa so vôùi buøn hoaït tính hieáu khí daïng lô löûng. Ít tieâu toán naêng löôïng vaän haønh. Ít buøn dö neân giaûm chi phí xöû lyù buøn vaø löôïng buøn sinh ra deã taùch nöôùc. Nhu caàu dinh döôõng thaáp neân giaûm chi phí boå sung dinh döôõng. Coù khaû naêng thu hoài naêng löôïng töø khí Methane. Quaù trình xöû lyù kî khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng dính baùm Ñaây laø phöông phaùp xöû lyù kî khí nöôùc thaûi döïa treân cô sôû sinh tröôûng dính baùm vôùi vi khuaån kî khí treân caùc giaù mang. Hai quaù trình phoå bieán cuûa phöông phaùp naøy laø loïc kî khí vaø loïc vôùi lôùp vaät lieäu tröông nôû, ñöôïc duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi chöùa caùc chaát cacbon höõu cô. Quaù trình xöû lyù vôùi sinh tröôûng gaén keát cuõng ñöôïc duøng ñeå khöû Nitrat. Beå loïc kî khí Beå loïc kî khí laø moät beå chöùa vaät lieäu tieáp xuùc ñeå xöû lyù chaát höõu cô chöùa carbon trong nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi ñöôïc daãn vaøo beå töø döôùi leân hoaëc töø treân xuoáng, tieáp xuùc vôùi lôùp vaät lieäu treân ñoù coù vi sinh vaät kî khí sinh tröôûng vaø phaùt trieån. Vì vi sinh vaät ñöôïc giöõ treân beà maët vaät lieäu tieáp xuùc vaø khoâng bò röûa troâi theo nöôùc sau xöû lyù neân thôøi gian löu cuûa teá baøo sinh vaät raát cao (khoaûng 100 ngaøy). Beå phaûn öùng coù doøng nöôùc ñi qua lôùp caën lô löûng vaø loïc tieáp qua lôùp vaät lieäu loïc coá ñònh Ñaây laø daïng keát hôïp giöõa quaù trình xöû lyù kî khí lô löûng vaø dính baùm. b. Quaù trình hieáu khí Quaù trình xöû lyù hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng lô löûng Trong quaù trình buøn hoaït tính, caùc chaát höõu cô hoøa tan vaø khoâng hoøa tan chuyeån hoùa thaønh boâng buøn sinh hoïc – quaàn theå vi sinh vaät hieáu khí – coù khaû naêng laéng döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc. Nöôùc chaûy lieân tuïc vaøo beå Aeroten, trong ñoù khí ñöôïc ñöa vaøo cuøng xaùo troän vôùi buøn hoaït tính nhaèm cung caáp oâxy cho vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô. Döôùi ñieàu kieän nhö theá, vi sinh vaät sinh tröôûng taêng sinh khoái vaø keát thaønh boâng buøn. Hoãn hôïp buøn vaø nöôùc thaûi chaûy ñeán beå laéng ñôït 2 vaø taïi ñaây buøn hoaït tính laéng xuoáng ñaùy. Löôïng lôùn buøn hoaït tính (25 – 75% löu löôïng) tuaàn hoaøn veà beå Aeroten ñeå giöõ oån ñònh maät ñoä vi khuaån, taïo ñieàu kieän phaân huûy nhanh chaát höõu cô. Löôïng sinh khoái dö moãi ngaøy cuøng vôùi löôïng buøn töôi töø beå laéng 1 ñöôïc daãn tieáp tuïc ñeán coâng trình xöû lyù buøn. Ñeå thieát keá vaø vaän haønh heä thoáng buøn hoaït tính hieáu khí moät caùch hieäu quaû caàn phaûi hieåu roõ vai troø quan troïng cuûa quaàn theå vi sinh vaät. Caùc vi sinh vaät naøy seõ phaân huûy caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi vaø thu naêng löôïng ñeå chuyeån hoùa thaønh teá baøo môùi, chæ moät phaàn chaát höõu cô bò oâxy hoùa hoaøn toaøn thaønh CO2, H2O, NO3-, SO42-, …Moät caùch toång quaùt, vi sinh vaät toàn taïi trong heä thoáng buøn hoaït tính bao goàm: Pseudomonas, Zoogloea, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium,… vaø hai loaïi vi khuaån nitrate hoùa Nitrosomonas, Nitrobacter. Moät soá daïng beå öùng duïng quaù trình buøn hoaït tính lô löûng nhö sau: Beå aeroten thoâng thöôøng Ñoøi hoûi cheá ñoä doøng chaûy nuùt (plug – flow), khi ñoù chieàu daøi beå raát lôùn so vôùi chieàu roäng. Trong beå naøy nöôùc thaûi vaøo coù theå phaân boá ôû nhieàu ñieåm theo chieàu daøi, buøn hoaït tính tuaàn hoaøn ñöa vaøo ñaàu beå. ÔÛ cheá ñoä doøng chaûy nuùt, boâng buøn coù ñaëc tính toát hôn, deã laéng. Toác ñoä suïc khí giaûm daàn theo chieàu daøi beå. Quaù trình phaân huûy noäi baøo xaûy ra ôû cuoái beå. Hình 2.1: Beå aeroten thoâng thöôøng Beå Aeroten môû roäng Haïn cheá löôïng buøn dö sinh ra, khi ñoù toác ñoä sinh tröôûng thaáp, saûn löôïng buøn thaáp vaø chaát löôïng nöôùc ra cao hôn. Thôøi gian löu buøn cao hôn so vôùi caùc beå khaùc (20 – 30 ngaøy). Haøm löôïng buøn thích hôïp trong khoaûng 3.000 – 6.000 mg/L. Beå Aeroten xaùo troän hoaøn toaøn Beå naøy thöôøng coù daïng troøn hoaëc vuoâng, haøm löôïng buøn hoaït tính vaø nhu caàu oâxy ñoàng nhaát trong toaøn boä theå tích beå. Ñoøi hoûi choïn hình daïng beå, trang thieát bò suïc khí thích hôïp. Thieát bò suïc khí cô khí (motour vaø caùnh khuaáy) hoaëc thieát bò khueách taùn khí thöôøng ñöôïc söû duïng. Beå naøy coù öu ñieåm chòu ñöôïc quaù taûi raát toát. Hình 2.2: Beå aeroten khuaáy troän hoaøn toaøn Beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn (SBR) Beå hoaït ñoäng giaùn ñoaïn laø heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi vôùi buøn hoaït tính theo kieåu laøm ñaày vaø xaû caïn. Quaù trình xaûy ra trong beå SBR töông töï nhö trong beå buøn hoaït tính hoaït ñoäng lieân tuïc, chæ coù ñieàu taát caû quaù trình xaûy ra trong cuøng moät beå vaø ñöôïc thöïc hieän laàn löôït theo caùc böôùc: laøm ñaày, phaûn öùng, laéng, xaû caïn, ngöng. Möông oâxy hoùa Laø möông daãn daïng voøng coù suïc khí ñeå taïo doøng chaûy trong möông coù vaän toác ñuû xaùo troän buøn hoaït tính. Vaän toác trong möông thöôøng ñöôïc thieát keá lôùn hôn 3 m/s ñeå traùnh caën laéng. Möông oâxy hoùa coù theå keát hôïp quaù trình xöû lyù Nitô. Quaù trình xöû lyù hieáu khí vôùi vi sinh vaät sinh tröôûng daïng dính baùm Beå loïc sinh hoïc Beå loïc sinh hoïc laø coâng trình trong ñoù nöôùc thaûi ñöôïc loïc qua lôùp vaät lieäu coù kích thöôùc haït lôùn. Beà maët caùc haït vaät lieäu ñoù ñöôïc bao boïc bôûi moät maøng sinh vaät do loaïi vi sinh vaät hieáu khí taïo thaønh. Sau khi laéng trong caùc beå laéng ñôït 1 nöôùc thaûi ñöôïc cho qua beå loïc sinh vaät. ÔÛ ñoù maøng sinh hoïc seõ haáp phuï caùc chaát phaân taùn nhoû, chöa kòp laéng, caû caùc chaát ôû daïng keo vaø hoaø tan. Caùc chaát höõu cô bò maøng sinh vaät giöõ laïi seõ bò oxy hoaù bôûi caùc vi sinh vaät hieáu khí. Chuùng söû duïng caùc chaát höõu cô, moät phaàn ñeå sinh ra naêng löôïng caàn thieát cho söï soáng vaø hoaït ñoäng, moät phaàøn ñeå xaây döïng teá baøo (nguyeân sinh chaát) vaø taêng koái löôïng cô theå. Nhö vaäy moät phaàn caùc chaát baån höõu cô bò loaïi khoûi nöôùc thaûi, maët khaùc khoái löôïng maøng sinh vaät hoaït tính trong vaät lieäu loïc ñoàng thôøi cuõng taêng leân. Maøng ñoù sau moät thôøi gian giaø coãi, cheát ñi vaø bò doøng nöôùc môùi vaø xoùi cuoán ñi khoûi beå loïc. Thöïc chaát quaù trình oxy hoaù dieãn ra trong beå loïc sinh vaät cuõng töông töï nhö caùc quaù trình dieãn ra ôû caùnh ñoàng töôùi, caùnh ñoàng loïc. Song nhôø nhöõng ñieàu kieän nhaân taïo thuaän lôïi ñoái vôùi söï soáng hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät hieáu khí neân caùc quaù trình oxy hoaù sinh hoaù trong caùc beå sinh vaät dieãn ra maïnh hôn nhieàu do ñoù kích thöôùc coâng trình cuõng nhoû hôn nhieàu. Theo cheá ñoä laøm vieäc caùc beå loïc chia ra laøm 2 loaïi: beå loïc hoaït ñoäng theo chu kyø vaø beå loïc hoaït ñoäng lieân tuïc. Beå loïc hoaït ñoäng theo chu kyø do coâng suaát nhoû, giaù thaønh laïi cao neân hieän nay haàu nhö ñöôïc söû duïng. Theo coâng suaát vaø caáu taïo, nhöõng beå loïc hoaït ñoäng lieân tuïc ñöôïc chia ra laøm caùc loaïi: beå loïc sinh vaät nhoû gioït (lôùp vaät lieäu loïc khoâng ngaäp trong nöôùc), beå loïc sinh hoïc coù lôùp vaät lieäu ngaäp trong nöôùc, beå loïc sinh vaät cao taûi (hay Aerophin), beå loïc sinh vaät coù chieàu cao lôùn (thaùp loïc sinh vaät). Theo phöông thöùc cung caáp khoâng ngöôøi ta chia ra caùc beå loïc vôùi thoâng gioù töï nhieân vaø nhaân taïo. Beå loïc sinh hoïc hieän ñaïi goàm nhöõng lôùp vaät lieäu tieáp xuùc coù khaû naêng thaám cao cho pheùp vi sinh vaät baùm dính vaø nöôùc thaûi coù theå ñi qua. Moâi tröôøng loïc coù theå laø ñaù, kích thöôùc thay ñoåi töø 25 – 100 mm ñöôøng kính, chieàu saâu lôùp ñaù tuøy theo thieát keá nhöng thoâng thöôøng töø 0.9 – 2.0 m trung bình laø 1.8 m. Loïc sinh hoïc coù theå duøng vaät lieäu loïc caûi tieán laø plastic, coù theå hình vuoâng hoaëc hình khaùc vôùi chieàu saâu thay ñoåi töø 9 –12 m. Beå loïc hình troøn nöôùc ñöôïc phaân phoái treân baèng thieát bò phaân phoái quay. Chaát höõu cô trong nöôùc thaûi ñöôïc phaân huûy bôûi quaàn theå sinh vaät baùm dính vaø chaát lieäu loïc. Chaát höõu cô trong nöôùc thaûi ñöôïc haáp phuï leân maøng sinh hoïc hoaëc lôùp nhaày. ÔÛ lôùp ngoaøi cuûa lôùp maøng nhaày sinh hoïc (0.1 – 0.2 mm), chaát höõu cô seõ ñöôïc phaân huyû hieáu khí. Khi sinh vaät taêng tröôûng thì lôùp maøng nhaày taêng leân, vaø oxy khueách taùn ñöôïc tieâu thuï tröôùc khi noù coù theå thaám vaø chieàu saâu lôùp maøng nhaày. Do ñoù moâi tröôøng kò khí seõ naèm gaàn beà maët lôùp vaät lieäu loïc. Khi ñoä daøy maøng nhaày taêng, caùc chaát höõu cô haáp phuï ñöôïc chuyeån hoaù tröôùc khi noù tieáp xuùc vôùi vi sinh vaät gaàn beà maët vaät lieäu. Keát quaû vi sinh vaät gaàn beà maët vaät lieäu phaûi hoâ haáp noäi baøo do khoâng coù nguoàn chaát dinh döôõng thích hôïp cuûa chaát höõu cô nöôùc thaûi, vaø do ñoù maát khaû naêng baùm dính. Sau ñoù maøng nhaày naøy bò röûa troâi, maøng nhaày môùi ñöôïc hình thaønh. Beå loïc sinh hoïc tieáp xuùc quay (RBC) RBC bao goàm caùc ñóa troøn Polystyren hoaëc Polyvinyl chloride ñaët gaàn saùt nhau. Ñóa nhuùng chìm moät phaàn trong nöôùc thaûi vaø quay ôû toác ñoä chaäm. Töông töï nhö beå loïc sinh hoïc, maøng vi sinh hình thaønh vaø baùm treân beà maët ñóa. Khi ñóa quay, mang sinh khoái treân ñóa tieáp xuùc vôùi chaát höõu cô trong nöôùc thaûi vaø sau ñoù tieáp xuùc vôùi oâxy. Ñóa quay taïo ñieàu kieän chuyeån hoùa oâxy vaø luoân giöõ sinh khoái trong ñieàu kieän hieáu khí. Ñoàng thôøi, khi ñóa quay taïo neân löïc caét loaïi boû caùc maøng vi sinh khoâng coøn khaû naêng baùm dính vaø giöõ chuùng ôû daïng lô löûng ñeå ñöa sang beå laéng ñôït hai. Truïc RBC phaûi tính toaùn ñuû ñôõ vaät lieäu nhöïa vaø löïc quay.