Nghiên cứu về bùn hoạt tính, nguyên nhân , hậu quả của những vấn đề thường gặp khi vận hành bùn hoạt tính

Nghiên cứu về bùn hoạt tính, nguyên nhân , hậu quả của những vấn đề thường gặp khi vận hành bùn hoạt tính

Lời cám ơn

Trước khi đi vào nội dung luận văn em xin chân thành cảm ơn đến:

Thầy Nguyễn Phước Dân đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện để hoàn thành luận văn này

Cô Nguyễn Thị Thanh Phượng đã tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình vận hành mô hình thí nghiệm

Cùng toàn thể thầy cô khoa môi trường đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, truyền đạt nguồn kiến thức và những kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường

Xin cảm ơn đến tất cả bạn bè, những người đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập cũng như thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bố mẹ em đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn tốt này

Mặc dù đã nỗ lực hết mình, nhưng do khả năng, kiến thức và thời gian có hạn nên không thể tránh được những sai sót trong lúc thực hiện luận văn này, em kính mong quý thầy cô chỉ dẫn, giúp đỡ em để ngày càng hoàn thiện hơn vốn kiến của mình và có thể tự tin bước vào cuộc sống với vốn kiến thức có được

Lời mở đầu

Môi trường là một trong những vấn đề mà hiện nay hầu hết ai cũng quan tâm, vấn đề không những tự nó phát sinh mà nguyên nhân chính là do nhu cầu cuộc sống của con người gây ra

Trong nhiều thập niên qua tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng, đó là sự phát thải bừa bãi các chất ô nhiễm vào môi trường mà không được xử lý, gây nên hậu quả nghiêm trọng tác hại đến đời sống toàn cầu

Việt Nam chúng ta đã và đang chú trọng đến việc cải tạo môi trường và ngăn ngừa ô nhiễm Tại Thành phố Hồ Chí Minh, tình trạng ô nhiễm môi trường khá nghiêm trọng, hầu hết các con kênh rạch trong Thành phố đều ô nhiễm nặng nề, những làn khói bụi thoát ra từ các nhà máy, xe cộ đã gây ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe của người dân Vấn đề cấp bách đặt ra cho cấp lãnh đạo thành phố hiện nay

là cần ngăn chặn các nguồn ô nhiễm và tái tạo lại môi trường thành phố

Tuy nhiên, để ngăn chặn sự ô nhiễm trước tiên phải xử lý các nguồn gây ô nhiễm thải vào môi trường, có nghĩa là các nhà máy, xí nghiệp, các khu thương mại trong quá trình hoạt động và sản xuất phát sinh chất thải phải được xử lý triệt để Muốn vậy, cần phải ngăn ngừa, giảm thiểu và xử lý triệt để các loại chất thải phát sinh

là điều tất yếu phải làm đối với mỗi chúng ta

Mục lục

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 GIỚI THIỆU 1

1.2 MỤC ĐÍCH 1

1.3 PHẠM VI ĐỀ TÀI 1

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 3

2.1 GIỚI THIỆU VỀ BÙN HOẠT TÍNH 3

2.1.1 Lịch sử phát triển của quá trình bùn hoạt tính 3

2.1.2 Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính 3

2.1.3 Sự tăng trưởng sinh khối 4

2.1.4 Tính chất tạo bông bùn hoạt tính 10

2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH 12

2.2.1 Ảnh hưởng của pH 12

2.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 13

2.2.3 Ảnh hưởng của kim loại nặng 14

2.2.4 Ảnh hưởng của các chất dầu mỡ trong nước thải 15

2.2.5 Ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt 15

2.2.6 Sự lên men của nước thải 15

2.2.7 Nhu cầu oxy 16

2.2.8 Lượng dinh dưỡng 16

2.2.9 Tỉ số F/M (Tỉ số thức ăn trên sinh khối) 19

2.2.10 Lượng bùn tuần hoàn 19

2.2.11 Thời gian lưu bùn 19

2.3 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NHỮNG VẤN ĐỀ THƯỜNG GẶP KHI VẬN HÀNH BÙN HOẠT TÍNH 20

2.3.1 Bùn phát triển phân tán (Dispersed growth) 20

2.3.2 Bùn không kết dính được (Pinpoint flocs) 21

2.3.3 Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi (Filamentous bulking) 21

2.3.4 Bùn tạo khối nhớt (vicous bulking) hay là sự phát triển của Zoogloeal (Zoogloeal growth) 24

2.3.5 Bùn nổi (Rising sludge) 26

2.3.6 Bọt váng (Foam/Scum) 27

a Bọt 29

b Váng 30

2.4 LỊCH SỬ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH BÙN TẠO KHỐI VÀ TẠO BỌT 31

2.4.1 Bùn tạo khối 31

2.4.2 Bọt váng 36

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

3.1 NỘI DUNG THỰC HIỆN 39

3.2 THÍ NGHIỆM 1: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA 39

3.3 THÍ NGHIỆM 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM MAURINE – LA NGÀ 42

3.4 THÍ NGHIỆM 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN TÍNH CHẤT LẮNG CỦA BÙN HOẠT TÍNH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC

PHẨM MAURINE – LA NGÀ 44

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47

4.1 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI THUỘC DA 47

4.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM 58

4.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THAY ĐỔI pH ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MEN THỰC PHẨM 69

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

5.1 KẾT KUẬN 81

5.2 KIẾN NGHỊ 81

Danh sách các bảng

Bảng 2.1 Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật 9

Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình bùn hoạt tính 13

Bảng 2.3 Các chất dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động sống của tế bào vi khuẩn 16

Bảng 2.4 Phần trăm thành phần của các nguyên tố chính trong tế bào vi khuẩn tính trên trọng lượng khô 16

Bảng 2.5 Giá trị dinh dưỡng cần thiết để khử BOD (g/kg BOD) 17

Bảng 2.6 Thời gian lưu bùn tiêu biểu cho quá trình bùn hoạt tính 18

Bảng 2.7 Các loài vi khuẩn dạng sợi thường gặp gây ra hiện tượng bùn tạo khối 21

Bảng 2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến bùn khối nhớt 23

Bảng 2.9 Các dấu hiệu nhận biết có quá trình khử nitrat 24

Bảng 2.10 Các dạng vi khuẩn gây bọt váng thường gặp 25

Bảng 2.11 Ảnh hưởng của sự thay đổi về sinh học, hóa học và lý học đến sự hình thành bọt/váng 26

Bảng 2.12 Những dạng bọt chính trong bùn hoạt tính 27

Bảng 2.13 Kiểm soát bọt do thiếu dinh dưỡng 33

Bảng 2.14 Kiểm soát bọt do chất béo, dầu mỡ 35

Bảng 3.1 Các thông số đầu vào của nước thải thuộc da 36

Bảng 3.2 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 36

Bảng 3.3 Số lần pha loãng theo từng tải trọng 37

Bảng 3.4 Thể tích dung dịch KH2PO4 cần châm vào các mô hình 38

Bảng 3.5 Các thông số đầu vào của nước thải chế biến men thực phẩm 38

Bảng 3.6 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 39

Bảng 3.7 Số gam mật rỉ đường tương ứng với từng tải trọng 39

Bảng 3.8 Thể tích dung dịch dinh dưỡng ứng với mỗi tải trọng 40

Bảng 3.9 Các điều kiện vận hành của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 41

Bảng 3.10 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu 42

Bảng 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 44

Bảng 4.2 COD đầu vào và COD đầu ra trung bình sau khi ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 45

Bảng 4.3 Biến thiên clorua của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc

da 47

Bảng 4.4 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da48

Bảng 4.5 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 49

Bảng 4.6 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc

Bảng 4.13 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 61

Bảng 4.14 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH (pH = 4 – 11) đối với nước thải chế biến men thực phẩm 64

Bảng 4.15 COD đầu ra của mô hình pH = 12 64

Bảng 4.16 COD đầu vào và COD đầu ra trung bình ổn định của nước thải chế biến men thực phẩm 65

Bảng 4.17 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 66

Bảng 4.18 Độ đục đầu ra của mô hình pH = 12 67

Bảng 4.19 SVI đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm 68

Bảng 4.20 SVI đầu ra của mô hình pH = 12 68

Bảng 4.21 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm 69

Bảng 4.22 Biến thiên MLSS của mô hình pH = 12 đối với nước thải chế biến men thực phẩm 69

Bảng 4.23 Biến thiên pH đầu ra của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 71

Bảng 4.24 Kết quả trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải

chế biến thực phẩm 72

Danh sách các hình

Hình 2.1 Trùng biến hình (amoebae) 5

Hình 2.2 Trùng roi (flagellate) 5

Hình 2.3 Trùng tiên mao bơi (free – swimming ciliate) 6

Hình 2.4 Trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa) 7

Hình 2.5 Trùng tiên mao có cuống (stalk ciliated protozoa) 8

Hình 2.6 Giun tròn sống tự do (free – living nematode) 8

Hình 2.7 Trùng bánh xe (rotifer) 9

Hình 2.8 Bùn ở giai đoạn hô hấp nội bào 9

Hình 2.9 Bùn hoạt tính kết bông tốt 11

Hình 2.10 Bùn liên kết yếu 12

Hình 2.11 Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi 21

Hình 2.12 Hình minh họa bùn dạng bọt váng Nocardia 26

Hình 4.1 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 44

Hình 4.2 COD đầu vào, COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 46

Hình 4.3 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 46

Hình 4.4 Clorua đầu ra cúa thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da47 Hình 4.5 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 48 Hình 4.6 Biến thiên SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 50

Hình 4.7 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 51

Hình 4.8 COD đầu ra và clorua đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 52

Hình 4.9 Độ đục và SVI đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 53

Hình 4.10 MLSS trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải thuộc da 53

Hình 4.11 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng (0.3; 0,5; 1,0; 1,5 kg

COD/m3.ngày) đối với nước thải chế biến men thực phẩm 55

Hình 4.12 COD đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng (2,0; 4,0; 6,0 kg

COD/m3.ngày) đối với nước thải chế biến men thực phẩm 55

Hình 4.13 COD vào, COD ra trung bình của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 56

Hình 4.14 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 57

Hình 4.15 Độ đục đầu ra của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 58

Hình 4.16 Biến thiên chỉ số SVI của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 59

Hình 4.17 Biến thiên MLSS của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 60

Hình 4.18 COD đầu ra và độ đục đầu ra trung bình của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 62

Hình 4.19 SVI và MLSS trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi tải trọng đối với nước thải chế biến men thực phẩm 63

Hình 4.20 COD đầu ra khi pH đầu vào thay đổi từ 4 – 11 64

Hình 4.21 COD đầu ra của mô hình pH = 12 65

Hình 4.22 Hiệu quả xử lý COD của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 66

Hình 4.23 Độ đục đầu ra khi pH đầu vào thay đổi từ 4 – 11 67

Hình 4.24 Độ đục đầu ra của mô hình pH = 12 67

Hình 4.25 Biến thiên SVI khi pH đầu vào thay đổi từ 4 – 11 68

Hình 4.26 SVI của mô hình pH = 12 69

Hình 4.27 Biến thiên MLSS khi pH đầu vào thay đổi 70

Hình 4.28 MLSS của mô hình pH = 12 70

Hình 4.29 pH đầu ra khi pH đầu vào thay đổi 71

Hình 4.30 SVI trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 72

Hình 4.31 MLSS và COD đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến men thực phẩm 73

Hình 4.32 COD đầu ra và độ đục đầu ra trung bình ổn định của thí nghiệm thay đổi pH đối với nước thải chế biến thực phẩm 73

Hình 4.33 pH đầu ra trung bình ổn định khi pH đầu vào thay đổi 74

Danh sách các từ viết tắt

BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hoá

COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học

DO (Dissolved Oxygen): Nồng độ oxy hoà tan

SS (Suspended Solid): Chất rắn lơ lửng

MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng

MLVSS (Mix Liquid Volatile Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng

SVI (Sludge Volume Index): Chỉ số thể tích bùn

SRT (Solid Retention Time): Thời gian lưu bùn

F/M (Food – Microorganism ratio): Tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 GIỚI THIỆU

- Hiện nay, có rất nhiều phương pháp được dùng để xử lý nước thải, bao gồm:

cơ học, hóa lý, sinh học,…Trong đó, phương pháp sinh học đang được coi như là phương pháp hữu hiệu trong lĩnh vực xử lý nước thải vì những ưu điểm của nó như: đơn giản, rẻ tiền, hiệu quả cao hơn các biện pháp cơ học, hóa lý,…Quá trình công nghệ này hoạt động dựa trên sự hoạt động của hệ vi sinh vật Vì vậy, để có thể áp dụng hiệu quả phương pháp xử lý này, điều kiện tiên quyết là phải có một quần thể vi sinh vật tốt hay nói theo từ chuyên môn là bùn hoạt tính để phân hủy chất ô nhiễm

- Tuy nhiên, không phải lúc nào bùn cũng có hoạt tính mạnh để xử lý nước thải Trái lại, các kỹ sư vận hành phải thường xuyên đối mặt với vô số những rắc rối phát sinh khi vận hành bùn hoạt tính Một trong những rắc rối thường gặp đó là việc suy giảm hay mất đi quần thể vi sinh vật hay còn gọi là hiện tượng bùn tạo khối Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng nói trên trong đó các yếu tố vận hành như pH,

tải trọng,… có ảnh hưởng khá quan trọng Vì vậy, đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của

pH và tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính” được đề ra để nghiên cứu,

theo dõi với mong muốn sẽ làm tăng hiệu quả vận hành để nâng cao hiệu suất xử lý của hệ thống xử lý sinh học

Thí nghiệm 1: Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải thuộc da của công ty Đặng Tư Ký thuộc Khu Công Nghiệp

Lê Minh Xuân

Thí nghiệm 2: Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải chế biến thực phẩm Maurine – La Ngà

Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hưởng của pH đến tính chất lắng của bùn hoạt tính đối với nước thải chế biến men thực phẩm Maurine – La Ngà

- Các thông số ảnh hưởng đến nghiên cứu bao gồm: pH và tải trọng

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Bao gồm:

- Tổng quan về bùn hoạt tính và một số hiện tượng liên quan đến bùn hoạt tính như bùn phát triển phân tán, bùn nổi, bùn tạo khối,…và các phương pháp để kiểm soát các hiện tượng bùn tạo khối, tạo bọt

- Xây dựng mô hình phòng thí nghiệm

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 GIỚI THIỆU VỀ BÙN HOẠT TÍNH

2.1.1 Lịch sử phát triển của quá trình bùn hoạt tính

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí - bùn hoạt tính ngày nay

đã trở nên rất phổ biến và quen thuộc Tổ tiên của phương pháp này là tiến sĩ Angus Smith Vào cuối thế kỉ trước, ông đã nghiên cứu việc làm thoáng khí tạo điều kiện oxy hoá chất hữu cơ làm giảm ô nhiễm trong nước thải Và từ đó, có rất nhiều nghiên cứu

về vấn đề này Năm 1910, Black và Phelps thấy rằng có thể làm giảm ô nhiễm nước thải đáng kể bằng cách sục khí Nhiều thí nghiệm tiếp theo đã đưa đến thí nghiệm Lowrence trong suốt năm 1912, 1913 của Clark và Gage Hai ông thấy rằng nước thải được làm thoáng, cùng với việc nuôi cấy vi sinh trong các bình, các hồ được che một phần bằng các máng che cách nhau 25mm sẽ tăng khả năng làm sạch nước Dựa vào kết quả của công trình nghiên cứu này, Tiến sĩ G.J Flower đại học Manchester, Anh thực hiện một số thí nghiệm tương tự và cuối cùng đã đưa đến công trình của Arden

và Lockett tại viện nghiên cứu nước thải Manchester Trong suốt quá trình thí nghiệm của mình, hai ông phát hiện rằng, bùn đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước thải bằng cách sục khí Công trình nghiên cứu này được tuyên bố vào ngày 3/5/1914 Arden và Lockett đặt tên cho quá trình này là quá trình bùn hoạt tính

2.1.2 Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính là một tập hợp gồm nhiều vi sinh vật và các hạt có kích thước khác nhau Các hạt có thể là các vi khuẩn 0.5 - 5µm hoặc là các bông bùn lớn từ 1mm trở lên Bùn hoạt tính là có nhiệm vụ làm giảm nồng độ chất hữu cơ (C và năng lượng)

và vô cơ đến mức thấp nhất có thể Do vậy mà quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính phải sống trong môi trường cạnh tranh gay gắt Chỉ có quần thể sinh vật nào có khả năng thích nghi tốt mới có thể sống sót Tuy nhiên loài chiếm ưu thế trong quần thể vi sinh vật thường thay đổi do các yếu tố ảnh hưởng không phải lúc nào cũng giống nhau Nhưng dù là loài nào đi chăng nữa thì cũng phản ảnh đầy đủ đặc điểm của hệ thống bùn hoạt tính đó

Quần thể chủ yếu của bùn hoạt tính là các vi khuẩn dị dưỡng (ăn các chất vô

cơ) như Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Flavobacterium,

Citromonas, Zooglea Ngoài ra còn có một số vi sinh vật khác như nấm, protozoa

(động vật nguyên sinh) và metazoa (động vật đa bào) Trong bùn hoạt tính cũng có các hạt vô cơ và hữu cơ (từ nước thải), các polymer ngoại bào (để tăng cường quá trình kết bông) và các hạt dễ bay hơi Tuy nhiên các vi sinh vật trong bùn hoạt tính được chia làm 2 nhóm chính:

- Nhóm phân huỷ: chịu trách nhiệm phân huỷ các chất ô nhiễm trong nước thải Đại diện cho nhóm này gồm có vi khuẩn, nấm, cynaphyta không màu Một số động vật nguyên sinh cũng có khả năng phân huỷ chất hữu cơ tan nhưng các chất này phải ở nồng độ cao Ngược lại chúng sẽ không làm tốt công việc này như vi khuẩn

- Nhóm tiêu thụ: có nhiệm vụ tiêu thụ các vi khuẩn và các tế bào vi khuẩn, thường được gọi chung là chất nền Nhóm này chủ yếu là microfauna (động vật hiển vi) gồm động vật nguyên sinh và động vật đa bào

Khoảng 95% loài trong bùn hoạt tính làm chức năng phân huỷ (trong đó chủ

yếu là vi khuẩn) Qua đó ta thấy vai trò loại bỏ chất bẩn của động vật hiển vi không

đáng kể

2.1.3 Sự tăng trưởng sinh khối

Vi sinh vật có thể sinh trưởng thêm nhiều nhờ sinh sản phân đôi, sinh sản giới tính, nhưng chủ yếu chúng phát triển bằng cách phân đôi Thời gian cần để phân đôi tế bào thường gọi là thời gian sinh sản, có thể dao động từ dưới 20 phút đến hằng ngày

Các giai đoạn sinh trưởng của vi khuẩn:

1- Giai đoạn tiềm tàng hay thích nghi (giai đoạn sinh trưởng chậm - Lag

phase): là giai đoạn vi khuẩn cần thời gian để thích nghi với môi trường dinh dưỡng

Ở giai đoạn này, nồng độ BOD trong nước thải cao, nồng độ oxy hoà tan thấp Nhóm protozoa có thể sống trong điều kiện này là trùng biến hình (amoebae) và trùng roi (flagellates) Trùng tiên mao (ciliated protozoa), trùng bánh xe (rotifers), giun tròn sống tự do (free-living nematodes) cũng xuất hiện ở giai đoạn này nhưng số lượng ít

và khả năng hoạt động không hiệu quả Vì vậy, hiệu quả xử lý BOD trong suốt pha lag không cao, nước thải bị đục

Hình 2.1 Trùng biến hình (amoebae)

Hình 2.2 Trùng roi (flagellate)

2- Giai đoạn tăng sinh khối theo số mũ (Log phase): Ở pha log vi khuẩn sản

xuất ra nhiều enzym cần thiết để làm giảm BOD và tổng hợp tế bào cần thiết cho quá trình sinh trưởng Có thể chia pha log thành hai giai đoạn nhỏ

- Trong nửa giai đoạn đầu, tế bào vi khuẩn hấp thụ BOD và hàm lượng bay hơi của MLSS tăng Lúc này vi khuẩn chưa sinh trưởng nhiều

- Trong nửa giai đoạn còn lại, quá trình tổng hợp và sinh trưởng xảy ra Vi khuẩn sử dụng cBOD đã hấp thụ được để sản sinh ra tế bào mới, số lượng vi khuẩn

lúc này tăng nhanh theo cấp số mũ Hiệu quả xử lý BOD lúc này rất cao Nồng độ ô nhiễm trong nước thải giảm và nồng độ oxy hòa tan tăng

Số lượng trùng tiên mao bơi (free-swimming ciliates) tăng nhanh trong suốt pha log và là động vật nguyên sinh đặc trưng ở pha này, thời gian sinh trưởng của trùng tiên mao bơi khoảng 24 giờ Trong khi đó, trùng biến hình (amoebae) và trùng roi (flagellates) không thể cạnh tranh thức ăn với trùng tiên mao nên trong giai đoạn này số lượng trùng biến hình và trùng roi giảm Sự xuất hiện của một lượng lớn trùng tiên mao bơi làm tăng hiệu quả xử lý, chất lượng nước thải đầu ra được cải thiện đáng

kể: nồng độ BOD, nồng độ TSS và độ đục giảm Ngoài ra, trùng tiên mao bò, trùng tiên mao có cuống, trùng bánh xe, và giun tròn sống tự do cũng xuất hiện nhưng số

lượng rất ít

Hình 2.3 Trùng tiên mao bơi (free – swimming ciliate)

3- Giai đoạn tăng trưởng chậm dần (Declining log phase): Đây là giai đoạn

quan trọng nhất đối với sự phát triển của vi sinh vật cũng như sự hình thành bông bùn Trong giai đoạn này, có 2 điều kiện quan trọng để hình thành bông bùn Đầu tiên, phải có một lượng lớn vi khuẩn Thứ hai, các vi khuẩn này phải sản xuất ra một lượng lớn các sợi tế bào cùng các polysaccarit và các hạt polyhydrobutyrate (PHB) Các sợi

tế bào, polyscaccarit và PHB chính là các yếu tố hình thành bông bùn Các sợi tế bào

có kích thước rất nhỏ (2 - 5nm), gồm nhiều gốc hoá học như cacbonxyl (-COOH), hydroxyl (-OH), sulfhydryl (-SOOH) và photphoryl (-POOH) Những gốc hoá học này sẽ bị ion hoá trong khoảng pH tối ưu của bùn hoạt tính Khi đó, phân tử hydro sẽ

tách ra, còn lại là các gốc ion âm (-COO-, -O-, -SOO-, -POO-) Các gốc này hoạt động như các ion âm, chúng sẽ kết hợp với các ion đa hoá trị trong nước thải ví dụ như Ca2+ và liên kết các vi khuẩn lại với nhau, hình thành bông bùn pH là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mức độ ion hoá nên khi pH thay đổi sẽ ảnh hưởng quá trình tạo bông bùn

Nhiều loại polysaccarit không hòa tan được sản sinh trong suốt quá trình tạo bông Các polysaccarit này đóng vai trò như chất kết dính để gắn kết các tế bào vi khuẩn lại với nhau Trong giai đoạn này, lượng sinh khối rất nhiều và đa dạng, hiệu quả xử lý BOD cao Số lượng trùng tiên mao nhiều, trong đó chiếm ưu thế là trùng

tiên mao bò (crawling ciliated protozoa) Trùng tiên mao bơi không nhiều vì ở giai

đoạn này lượng vi khuẩn ít phân tán gây khó khăn trong việc tìm thức ăn cho loài này

Hình 2.4 Trùng tiên mao bò (crawling ciliated protozoa)

4- Giai đoạn hô hấp nội bào (Endogenous phase): Trong giai đoạn này xảy ra

hiện tượng giảm dần sinh khối Phần lớn lượng BOD bị vi khuẩn phân hủy trong giai đoạn này được sử dụng cho hoạt động sống của tế bào vi khuẩn hơn là tổng hợp và sinh trưởng Một điều thay đổi đáng kể trong giai đoạn này là sự phát triển của các vi khuẩn dạng sợi (filamentous) Bông bùn trong giai đoạn này cần có một lượng vi khuẩn dạng sợi đủ để phát triển ở kích thước trung bình (150 - 500m) và kích thước lớn (> 500m) Trong giai đoạn này, vi sinh đa dạng, do đó đẩy nhanh hiệu quả xử lý

Ở giai đoạn này, nước thải đã được xử lý gần hết, mức độ ô nhiễm giảm mạnh

Số lượng trùng tiên mao bò và trùng tiên mao có cuống ở giai đoạn này rất cao Dưới những điều kiện tối ưu, số lượng của chúng có thể là 50.000/ml Trùng bánh xe

và giun tròn sống tự do cũng như những động vật đa bào khác có thời gian phát sinh

trưởng dài hơn so với động vật nguyên sinh, thời gian sinh trưởng của chúng là vài

tuần Thời gian này thường lâu hơn tuổi bùn của hầu hết các quá trình bùn hoạt tính Thời gian sinh trưởng dài chính là một trong 2 yếu tố làm cho số lượng trùng bánh xe không nhiều Yếu tố thứ hai là do sự xáo động trong môi trường bùn hoạt tính gây khó khăn cho vi sinh vật đực và cái gặp nhau Chúng sẽ tăng nhanh trong môi trường ổn định và có tuổi bùn cao, thường là trong các hồ sinh học

Hình 2.5 Trùng tiên mao có cuống (stalk ciliated protozoa)

Hình 2.6 Giun tròn sống tự do (free – living nematode)

Hình 2.7 Trùng bánh xe (rotifer)

Hình 2.8 Bùn ở giai đoạn hô hấp nội bào

Hình 2.8 minh họa bùn tốt vì bông bùn rất to đồng thời có sự xuất hiện rất nhiều của trùng tiên mao có cuống

Bảng 2.1 Các đặc tính trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật

Các đặc tính Giai đoạn

thích nghi

Giai đoạn tăng sinh khối theo số mũ

Giai đoạn sinh trưởng chậm dần

Giai đoạn hô hấp nội bào

DO Thấp Thấp Trung bình Cao

Số lượng vi

khuẩn

Vị trí vi khuẩn Phân tán Phân tán Nằm trong

bông bùn

Nằm trong bông bùn Loài ưu thế Trùng biến

hình và trùng roi

Trùng tiên mao bơi

Trùng tiên mao

bò

Trùng tiên mao

bò và trùng tiên mao có cuống Chất rắn mịn Đáng kể Đáng kể Không đáng kể Không đáng kể

2.1.4 Tính chất tạo bông bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính gồm các cá thể vi sinh vật không sống độc lập mà phát triển theo từng khối Khả năng tạo bông là đặc tính quan trọng nhất của bùn hoạt tính Nhờ có sự kết bông mà bùn có một tốc độ lắng thích hợp và chỉ có lắng trọng lực là cách hiệu quả và kinh tế nhất để tách bùn khỏi nước thải đã xử lý Những vi sinh vật có khả năng kết bông hoặc chỉ cần có khả năng kết dính vào bông bùn sẽ có lợi cho bản thân hơn rất nhiều so với những loài sống riêng rẽ:

- Chúng được giữ lại trong bùn hoạt tính trong khi các loài không có khả năng tạo bông hay kết dính sẽ bị cuốn trôi đi

- Phát triển thành khối sẽ bảo vệ cho chúng chống lại sự đe dọa của các loài khác

- Các vi sinh vật tạo bông có trong bùn hoạt tính như Pseudomonas,

Achromobacter, Alcaligenes, Citromonas, Flavobacterium và Zoogloea có khả năng

chuyển các chất hữu cơ thành glycocalyx Glycocalyx là một lớp polysaccharide bao xung quanh lớp màng bên ngoài của các tế bào gram âm và lớp peptidoglycan của tế bào gram dương Nó như một loại polymer hữu cơ có tác dụng làm tăng độ nhớt của nước, do đó làm cho các tế bào chất riêng lẻ có thể hình thành nên một vi môi trường cho các enzym ngoại bào hoạt động Mạng polymer glycocalyx nhớt này làm cho các

cá thể kết dính vào nhau hoặc dính vào các bề mặt chất rắn khác và tạo nên các khối lớn hơn Do đó có thể nói rằng glycocalyx có nhiệm vụ kết dính các tế bào chất lơ lửng và hình thành những lớp màng sinh học Thực tế trong hệ thống xử lý nước thải,

các hạt lơ lửng, đặc biệt là các hạt vô cơ nặng, thường bị dính vào mạng polymer này hơn là các tế bào vi sinh vật Từ đó mà các bông bùn nặng được hình thành

Li và Ganczarczyk đã sử dụng các phân tích hình ảnh để nghiên cứu vai trò của mạng polymer đối với việc kết bông và xác định đặc điểm của bùn hoạt tính Họ đã đưa ra 4 kết luận sau:

- Lượng polymer sinh học trong bùn có tải trọng cao hơn thường ít hơn trong bùn có tải trọng thấp hơn vì các polymer ngoại bào được hình thành chủ yếu ở giai đoạn hô hấp nội bào

- Vi sinh vật không phân chia giống nhau trong mạng polymer mà phân tán thành các cụm vi sinh không đều nhau trong bùn hoạt tính

- Cấu trúc bên trong của bùn có những đường rãnh cũng như các hốc nằm rải rác ngẫu nhiên tạo điều kiện cho các dòng nước có thể đi xuyên qua

- Bản thân mạng polymer (không kể đến sự hiện diện của các vi khuẩn dạng sợi trong bông bùn) đã có thể duy trì sự nguyên vẹn của các bông bùn lớn dù đang có một

sự xáo trộn lớn trong bể (tức là dù có sục khí mạnh thì các bông bùn cũng không bị vỡ nếu được hình thành từ mạng polymer) Trường hợp bùn tạo khối, các bông bùn được giữ ổn định nhờ một loại khung được tạo bởi các vi khuẩn dạng sợi

a Khả năng tạo bông của bùn

Ở giai đoạn tăng trưởng cấp số mũ, vi khuẩn bị biến mất trong môi trường nuôi cấy Vào thời điểm chuyển sang giai đoạn chậm dần, chúng kết lại thành bông có màu nâu nhạt, có thể dài đến vài mm có hình dạng phân nhánh như cái găng tay Các vi khuẩn này xuất hiện thành từng nhóm dạng keo hay bông xuất hiện ở giai đoạn chuyển hoá nội bào Hiện tượng kết bông của vi sinh rất phức tạp được kiểm soát bởi trạng thái sinh lý của tế bào, là một đặc tính của nhiều vi sinh, có liên quan đến sự tiết

ra polymer mà trong đó các polysacarit đóng vai trò đặc biệt

Trong điều kiện nuôi cấy tối ưu, bùn hoạt tính được hình thành ở dạng những bông dễ dính vào nhau và dễ lắng Dưới đây là hình minh họa bùn kết bông tốt:

Hình 2.9 Bùn hoạt tính kết bông tốt

b Cơ chế của việc tạo bông

Cơ chế của việc tạo bông sinh học và các yếu tố quyết định cơ chế đó đã được nhiều tác giả nghiên cứu Theo Mc.Kinney, sự tạo bông sinh học gây ra do việc giảm diện tích đến giá trị tới hạn cho phép các tế bào tụ hợp lại trong quá trình chuyển động

tự do của chúng Việc giảm diện tích bề mặt tế bào bắt đầu vào thời điểm khi mà các lớp vỏ tế bào được phủ bằng vật liệu polysacarit sản sinh bởi tế bào, chủ yếu là vào giai đoạn chuyển hoá nội bào

K.rabtree và những người khác gắn quá trình tạo bông sinh học với việc hình thành polymer nội bào axit poly--oxy butyric Nhưng phần lớn các chuyên gia lại gán cho polymer này chức năng của chất dự trữ bị tiêu hao trong giai đoạn chuyển hoá nội bào tức là giai đoạn mà quá trình tạo bông sinh học xảy ra mạnh nhất

Hiện nay được nghiên cứu đầy đủ nhất là lý thuyết kết dính tế bào dưới tác động của polymer ngoại bào Theo thuyết này thì sự tạo bông sinh học xảy ra bằng cách tác động tương hỗ của những chất đa điện ly cao phân tử do các tế bào sinh ra với bản thân tế bào vi khuẩn Kết quả là các chất đa điện ly nối và liên kết những tế bào riêng biệt thành các tổ hợp và bông có khả năng tách khỏi pha lỏng bằng phương pháp lắng

2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BÙN HOẠT TÍNH

2.2.1 Ảnh hưởng của pH

pH là một yếu tố chính trong sự phát triển của vi sinh vật pH lớn quá hay thấp quá đều ảnh hưởng xấu tới đời sống vi sinh Sự hình thành bông bùn tốt nhất ở pH

nằm trong khoảng 6.5 - 8.5 Khi pH < 6.5 và > 8.5, liên kết giữa các bông bùn trở nên yếu, bùn nổi lên do các vi khuẩn không liên kết chặt chẽ

Hình 2.10 Bùn liên kết yếu

2.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ nước thải có ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ phản ứng sinh hóa trong quá trình xử lý nước thải Nhiệt độ không những ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật

mà còn tác động lớn tới quá trình hấp thụ khí oxy vào nước thải và sự phát triển cũng như tính lắng của bông bùn

Khi nồng độ MLVSS cao (> 10,000 mg/l): sự thay đổi nhiệt độ sẽ gây ra ảnh hưởng vật lý đến bông bùn Nếu nhiệt độ giảm, nước thải sẽ trở nên nặng làm giảm tốc độ lắng của bông bùn Khi nhiệt độ tăng lên, nước thải ít nặng hơn nên tốc độ lắng của bông bùn tăng lên

Khi nồng độ MLVSS khá nhỏ, khoảng 2000 mg/l thì sự thay đổi nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc bông bùn Khi nhiệt độ tăng lên, vi sinh hoạt động nhiều hơn làm sinh ra nhiều chất không hòa tan được như lipids và dầu mỡ Những chất này được bông bùn hấp thụ nên vận tốc lắng giảm xuống

Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình bùn hoạt tính

> 38 Ảnh hưởng bất lợi đối với việc hình thành

bông bùn

> 32 Động vật nguyên sinh kém hoạt động

> 16 Tốc độ khử nBOD tăng đáng kể

> 14 Tốc độ khử cBOD tăng đáng kể

> 12 Bông bùn hình thành nhanh chóng

> 8 Chất béo, dầu, mỡ giảm xuống

> 4 Động vật nguyên sinh hoạt động mạnh

mẽ

2.2.3 Ảnh hưởng của kim loại nặng

Nước thải công nghiệp thường chứa nhiều kim loại nặng độc hại Hầu hết các kim loại nặng xâm nhập vào bùn hoạt tính ở dạng hòa tan như oxit kim loại hay dưới dạng các ion tự do như Cu2+, Pb2+ Khi các kim loại này hấp thụ vào bề mặt của tế bào

vi khuẩn, một vài phản ứng hóa học và lý học sẽ xảy ra Sự hiện diện của các kim loại này ở tế bào vi khuẩn sẽ làm bông bùn nặng hơn Một vài kim loại nặng hấp thụ vào trong tế bào vi khuẩn, khi vào trong tế bào vi khuẩn, chúng sẽ tấn công các enzyme Điều này thường xảy ra ở vị trí nhóm thiol (-SH) trong các amino acid Khi các enzyme bị tấn công sẽ làm trì trệ hoạt động của các vi khuẩn Kim loại nặng không chỉ tấn công vi khuẩn mà còn tấn công trùng tiên mao, trùng bánh xe, giun tròn di chuyển

tự do Việc này dẫn tới làm giảm hoạt động của các vi sinh vật và chúng bị rửa trôi nhiều ở dòng ra

Có nhiều chỉ thị để nhận biết trong nước thải có kim loại nặng Có thể dùng kính hiển vi, chỉ thị sinh học, hóa học Nếu dùng kính hiển để xem bùn, ta có thể nhận biết sự hiện diện của kim loại nặng khi bùn phát triển phân tán, giảm mật độ hay thay

đổi hình dạng bông bùn, thay đổi hoạt động và số lượng trùng tiên mao Chỉ thị sinh

học chính là sự tăng nồng độ oxy hòa tan trong bể sục khí Ngoài ra ta cũng có thể dùng chỉ thị hóa học như phân tích thành phần amoni, nitric, orthophophat trong nước

Kim loại nặng trong nước thải ức chế hoạt động của những vi khuẩn khử cBOD

và nBOD Khi có sự hiện diện của các kim loại nặng độc hại trong nước, các vi khuẩn chỉ khử một lượng nhỏ cBOD (cacbon BOD), do vậy vi khuẩn chỉ sử dụng một lượng nhỏ N và P Vì thế nồng độ các ion amoni và orthophotphat trong nước thải sẽ cao Do các vi khuẩn nitrat hóa bị ức chế bởi các kim loại nặng, quá trình nitrat hóa sẽ bị chậm lại Nếu quá trình nitrát hóa bị chậm lại hay ngừng hẳn, sẽ xảy ra sự tích lũy của các

ion nitrit Vi khuẩn Nitrosomonas chuyển hóa amoni thành nitrit chịu được kim loại nặng tốt hơn Nitrobacter - vi khuẩn chuyển hóa nitrit thành nitrat, cho nên nước thải

đầu ra có nồng độ cao các ion nitrit trong khi nồng độ các ion nitrat thì thấp Khi quá trình nitrat hóa bị ngừng hẳn, amoni không bị oxy hóa trong bể sục khí và được thải ra ngoài Quá trình khử BOD bị ngưng trệ thì oxy sẽ không được sử dụng cho các hoạt động của vi sinh vật, khi đó nồng độ oxy trong bể aeroten sẽ cao

2.2.4 Ảnh hưởng của các chất dầu mỡ trong nước thải

Chất béo thường gặp trong nước thải sinh hoạt là các chất bơ, margarine, dầu thực vật, dầu ăn Chất béo cũng được tìm thấy ở thịt, đậu phộng… Chất béo và dầu

mỡ thường bền vững và khó bị phân hủy Trong quá trình bùn hoạt tính, các hợp chất này sẽ bao phủ các bông bùn và can thiệp vào hoạt động vi khuẩn cũng như cấu trúc bông bùn Các chất béo, dầu, mỡ này có cấu trúc hoá học tương tự như lipid của thành

tế bào sẽ được hấp thụ vào thành tế bào vi khuẩn Các hợp chất này khi ở trên bề mặt

tế bào sẽ làm tăng nồng độ MLVSS Một số hợp chất béo, dầu mỡ khó phân hủy sẽ tích tụ trong bông bùn và chuyển thành dạng kị khí gây độc như metan

2.2.5 Ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt

Khi trong nước thải hiện diện các chất hoạt động bề mặt như xà bông hoặc thuốc tẩy, hoạt động của các trùng tiên mao và các động vật đa bào sẽ bị gián đoạn hoặc ngừng hẳn, các bông bùn trưởng thành bị yếu và hoạt động của chúng bị ngưng trệ Khi đó, số lượng lớn bông bùn nhỏ được hình thành dưới dạng rời rạc hoặc phân tán Xà bông hay thuốc tẩy tác động mạnh đến tế bào bên dưới lớp bảo vệ của trùng bánh xe và biểu bì tế bào của giun tròn di chuyển tự do Do đó mà hoạt động của các

vi sinh này chậm lại Các chất hoạt động bề mặt này còn làm tăng tổng chất rắn lơ lửng (TSS), làm giảm hiệu quả xử lý, tăng chi phí vận hành Ngoài ra, chúng còn làm thay đổi sức căng bề mặt của nước Vì vậy đôi khi cũng sinh ra bọt váng (foam) Một vài chất hoạt động bề mặt còn hiện diện như là độc tố

2.2.6 Sự lên men của nước thải

Nước thải lên men là do sự hiện diện của quá nhiều acid và rượu đơn giản, hoà tan Đây sẽ là môi trường sống rất thuận lợi cho các vi khuẩn dạng sợi Nồng độ sunfit

khoảng 3mg/l hay nhiều hơn hoặc nồng độ của các axit, rượu hoà tan đơn giản khoảng

200 mg/l sẽ tạo điều kiện cho các vi khuẩn dạng sợi sinh sôi và phát triển như:

Beggiatoa sp., Microthrix parvicella, Thiothrix sp., và loại 021N

2.2.7 Nhu cầu oxy

Khi oxy bị giới hạn, các vi sinh vật dạng sợi sẽ chiếm ưu tế, làm bùn hoạt tính trở nên khó lắng, tạo khối bùn Nên duy trì DO trong bể: 1.5 - 2 mg/l DO cao (> 2 mg/l) có thể cải thiện tốc độ nitrat hoá với tải lượng BOD cao Giá trị DO > 4 mg/l không cải thiện hoạt động đáng kể trong khi chi phí làm thoáng tăng đáng kể Thông thường, khi chỉ khử BOD, nhu cầu oxy sẽ từ 0,9 - 1,3 kgO2/kgBOD đối với SRT từ 5

- 20 ngày

Khi nồng độ oxy trong bể aeroten < 1 mg/l kéo dài liên tục trong 10 tiếng hoặc hơn sẽ làm gián đoạn hoạt động tạo bông bùn và gây mất bùn Khi nồng độ oxy trong nước bị giới hạn, hoạt động của trùng tiên mao sẽ chậm lại Ngoài ra, các động vật nguyên sinh bị ảnh hưởng bởi nồng độ oxy thấp bao gồm: giun tròn bơi tự do, trùng tiên mao bò, trùng tiên mao có cuống Hoạt động của động vật nguyên sinh sẽ giảm khi nồng độ oxy < 1 mg/l kéo dài liên tục trong vòng 36 tiếng Hoạt động của các động vật nguyên sinh thường tăng trong vòng 12 tiếng khi nồng độ oxy trong nước lên trên 1mg/l

2.2.8 Lượng dinh dưỡng

Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất dinh dưỡng N, P, BOD, làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không tan và thành tế bào mới Thiếu dinh dưỡng

sẽ gây ra một số vấn đề vận hành trong bùn hoạt tính bao gồm: mất bùn và gây bọt trên bề mặt bể aerotank

Bảng 2.3 Các chất dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động sống của tế bào vi khuẩn

Các chất dinh dưỡng cần thiết

C, Ca, Cl, H, K, N, Mg, Na, O, P, S Các chất dinh dưỡng thứ yếu

B, Co, Cu, Cr, F, Fe, I, Mn, Mo, Ni, Se, Si, V, Zn

(Theo Settleability Problem and Loss of Solids in the Activated Sludge Proces, bảng

7.3 trang 54)

Nguồn Nitơ sử dụng cho các vi sinh bao gồm toàn bộ Nitơ hữu cơ và Nitơ vô

cơ Nitơ được chuyển hoá chủ yếu để tạo ra các protein, các axit nucleic, các polymer của tế bào Nếu dùng công thức kinh nghiệm của tế bào: C5H7O2N, thì lượng Nitơ cần thiết chiếm 12,4 % trọng lượng tế bào, lượng P cần thiết bằng 1/5 giá trị N Đây là giá trị tiêu biểu nhưng không nhất thiết phải luôn luôn như vậy, giá trị này thay đổi tùy theo thời gian lưu bùn và các yếu tố môi trường

Bảng 2.4 Phần trăm thành phần của các nguyên tố chính trong tế bào vi khuẩn

tính trên trọng lượng khô

Dinh dưỡng Phần trăm xấp xỉ

Vi khuẩn thường hấp thụ orthophotphat (HPO42-) là dạng hoà tan của photpho Khi HPO42- ở dạng không tan, sự thiếu hụt photpho xảy ra HPO42- không tan khi nó kết hợp với cation hoá trị 3 như Al3+, Fe3+ trong điều kiện pH lớn hơn 7.4 Các cation này thường có trong nước do thêm vào chất trợ tạo bông như: Alum [A2(SO4)3.18H2O], FeCl3, hoặc FeSO4.7H2O

Nước thải công nghiệp thường chứa một lượng lớn BOD hòa tan phân hủy nhanh vì vậy cần phải cung cấp một lượng lớn chất dinh dưỡng Sự thiếu hụt sinh dưỡng trong quá trình bùn hoạt tính thường xảy ra trong suốt thời kì tải trọng cao điểm vì BOD trong bể sục khí quá cao nên quá trình phân hủy đòi hỏi một lượng dinh dưỡng lớn Khi thiếu dinh dưỡng lâu dài, các vi khuẩn dạng sợi sẽ phát triển, xuất hiện bọt, bông bùn do thiếu dinh dưỡng trở nên không tốt Trong suốt quá trình thiếu dinh dưỡng, một phần BOD không phân hủy được và sẽ chuyển sang dạng không tan polysaccharide hay bùn loãng Dạng này sẽ được hòa tan và phân hủy sau khi dinh dưỡng được bộ sung thêm Bùn loãng này ở bên ngoài tế bào, ảnh hưởng khả năng lắng và làm sản sinh, tích lũy bọt

Các chất dinh dưỡng đầu tiên mà vi khuẩn sử dụng để phân hủy BOD là NH4 +

-N, HPO42- bởi các chất này sẽ khuếch tán từ nơi có nồng độ cao bên ngoài tế bào đến nơi có nồng độ thấp bên trong tế bào, do đó vi khuẩn không bị tiêu hao năng lượng do quá trình hấp thụ Thường nồng độ NH4+-N khoảng 1mg/l và 0,5 mg/l cho HPO42- Đối với quá trình hoạt tính nitrat hoá hoàn toàn có nồng độ NH4+-N trong bể sục khí < 1mg/l, thì nồng độ NO3-N khoảng 3mg/l là đủ Nồng độ các chất dinh dưỡng phải luôn luôn được chú ý khi có sự hiện diện của chất độc trong nước Khi có độc tố, hoạt động của các enzyme hay sự phân hủy BOD sẽ bị cản trở Khi đó vi khuẩn chỉ sẽ dùng một lượng nhỏ các chất dinh dưỡng Và như vậy, nồng độ các chất này trong bể sục khí sẽ cao hơn

Bảng 2.5 Giá trị dinh dưỡng cần thiết để khử BOD (g/kg BOD)

Dinh dưỡng Số lượng cần thiết (g)

Co 0.13

(Theo Activated Sludge Bulking and Foaming Control, bảng 5.3 trang 242)

2.2.9 Tỉ số F/M (Tỉ số thức ăn trên sinh khối)

Thông thường, xử lý nước thải đô thị với quá trình bùn hoạt tính có:

SRT = 5 - 7 ngày, F/M = 0,3 - 0,5 gBOD/gVSS.ngày

2.2.10 Lượng bùn tuần hoàn

Mục đích của tuần hoàn bùn là duy trì đủ nồng độ bùn hoạt tính trong bể làm thoáng Lưu lượng tuần hoàn bùn khoảng 50 - 70% của lưu lượng nước thải trung bình Nồng độ bùn tuần hoàn từ bể lắng khoảng từ 4000 - 12000 mg/l

2.2.11 Thời gian lưu bùn

SRT là yếu tố quan trọng trong quá trình bùn hoạt tính, vì nó ảnh hưởng đến quá trình xử lý, thể tích bể, lượng bùn sinh ra, nhu cầu oxy Thời gian lưu bùn được xác định bằng việc tách bùn thải bỏ trong bể làm thoáng hằng ngày

Đối với hệ thống khử BOD, SRT có thể dao động từ 3 - 5 ngày, phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thải Ở nhiệt độ 18 - 25ºC, với những hệ thống khử BOD và giảm quá trình nitrat hoá, SRT có thể chọn là 3 ngày Để loại trừ nitrat hóa, một số quá trình bùn hoạt tính có SRT = 1 ngày, hay nhỏ hơn Ở 10ºC, SRT = 3 - 5 ngày cho quá trình khử BOD

Bảng 2.6 Thời gian lưu bùn tiêu biểu cho quá trình bùn hoạt tính

Tăng cường khả năng tạo bông của

vi sinh để xử lý nước thải đô thị

1 – 3

Tăng cường khả năng tạo bông của

vi sinh để xử lí nước thải công

3 – 5

nghiệp Khử nitrat hoá hoàn toàn 3 – 18

Ổn định quá trình bùn hoạt tính 20 – 40

(Theo Waste Water Engineering-Metcalf & Eddy, bảng 8.6 trang 680)

2.3 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NHỮNG VẤN ĐỀ THƯỜNGGẶP KHI VẬN HÀNH BÙN HOẠT TÍNH

2.3.1 Bùn phát triển phân tán (Dispersed growth)

Bùn phát triển phân tán khi vi khuẩn không tạo bông bùn mà phát triển phân tán tự do dưới dạng những cá thể riêng biệt hay những cụm nhỏ có kích thước 10 – 20

µm Tốc độ lắng trọng lực của những cá thể hay những cụm nhỏ này rất chậm và không xuất hiện vùng lắng trong bể lắng 2 Điều này làm ảnh hưởng đến quá trình bùn hoạt tính như sau:

- Hiệu suất bể lắng 2 thấp, nước ra khỏi bể đục

- Lượng bùn tuần hoàn lại ít, tuổi bùn nhỏ

Có thể khái quát các nguyên nhân gây ra hiện tượng bùn phát triển phân tán như sau:

- Trong nước thải có các thành phần hữu cơ khó phân hủy, tải trọng bùn lớn

- Quá trình quang hợp của các vi sinh vật cũng bị hạn chế bởi sự hiện diện của các chất độc hại, các hợp chất ức chế trong nước thải

Bùn phát triển phân tán không phải là vấn đề thường gặp trong xử lý thông thường hay khử dinh dưỡng bằng bùn hoạt tính, vì hiện tượng này thường thấy ở thời gian lưu bùn rất thấp, từ 1-3 ngày Nó có thể xuất hiện ở giai đoạn đầu hoặc sau khi một lượng lớn vi sinh vật trôi ra khỏi hệ thống Nước thải đô thị do thành phần có nhiều hợp chất cao phân tử, các chất keo, các chất rắn lơ lửng nên thường kết bông tốt hơn nước thải tổng hợp từ cống rãnh Tại trung tâm nghiên cứu xử lý nước thải nổi tiếng Los Angeles Hyperion, người ta đã thử chuyển xử lý thông thường sang xử lý ở tải trọng cao bằng bùn hoạt tính với thời gian lưu bùn là 1,5 ngày Kết quả cho thấy độ

đục ở dòng ra vẫn không tăng Tuy nhiên, chỉ số lắng của bùn lại tăng, SVI trong khoảng 150-210 mg/l

2.3.2 Bùn không kết dính được (Pinpoint flocs)

Hiện tượng ban đầu của trường hợp này rất giống hiện tượng bùn phát triển phân tán, nghĩa là nước ra ở bể lắng 2 bị đục và chứa nhiều bùn Tuy nhiên, ta có thể phân biệt hai hiện tượng này khi quan sát bằng kính hiển vi Khi bùn không kết dính được thì kích thước của bùn không lắng lớn hơn (khoảng 50 – 100 µm) Chúng là những hình cầu hỗn độn liên kết với nhau Hiện tượng bùn không kết dính được là kết quả của sự phân hủy những bông bùn lớn Trong thí nghiệm lắng bùn, bùn dạng này chia thành 2 phần, phần bùn lớn hơn lắng rất nhanh, chỉ số thể tích bùn tính trên phần thể tích chiếm chỗ của phần bùn này khá thấp Nhưng phần nước phía trên thì bị đục

vì một lượng sinh khối vẫn còn trong đó

Nguyên nhân phân hủy bông bùn của hiện tượng bùn không kết dính được ngược lại với hiện tượng bùn phát triển phân tán Tuổi bùn lớn là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng bùn không kết dính được Bông bùn liên tục kém tập trung chất nền bên ngoài làm cho các polysaccharidic ngoại bào như C và năng lượng phá hủy mạng polymer của bông bùn

2.3.3 Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi (Filamentous bulking)

Hiện tượng bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi có ảnh hưởng đến tính nén bùn hơn là tính lắng Trong trường hợp này, vận tốc lắng vẫn nằm trong khoảng cho phép Tuy nhiên, trong vài trường hợp nghiêm trọng, khi đó vùng lắng của bể lắng 2 chứa quá nhiều bùn nén kém thì bùn sẽ dễ dàng theo dòng chảy ra ngoài Khi người vận hành thấy hiện tượng này thì khó có thể khắc phục được vì quá muộn Đây chính là mục đích mà mỗi người kĩ sư cần quan tâm đạt đến trong quá trình vận hành bùn hoạt tính

Khi không có vi khuẩn dạng sợi (hoặc là có nhưng rất ít), các bông bùn liên kết chặt với nhau và lượng nước giữa các bông bùn bị đẩy ra ngoài Vi khuẩn dạng sợi cản trở quá trình nén và lắng của bùn bằng hai cách sau:

 Một vài loại vi khuẩn dạng sợi phát triển tốt hơn bên trong bông bùn.Vì có kích thước dài và cần thức ăn ở môi trường ngoài, chúng thường lòi một phần ra ngoài (vi khuẩn dạng sợi nằm một phần trong bùn và một phần ngoài môi trường nước) Do đó, chúng tạo ra cấu trúc mở và nước dễ dàng len qua và chứa đầy bên trong bùn Bùn lắng chứa rất nhiều nước nên khó nén nhưng bản thân các vi khuẩn dạng sợi này không ngăn cản quá trình kết bông

 Hầu hết các vi khuẩn dạng sợi quan sát được trong bùn nằm trong phần bùn nén tốt hơn là trong phần bùn nổi Chúng thường nhô một phần ra ngoài để

“bắt” các bông bùn nhỏ hơn đang lơ lửng trong nước Chính vì thế chúng ngăn cản quá trình nén của các bông bùn đơn này Vi khuẩn dạng sợi cản trở quá trình lắng và nén của bùn theo cách này nhiều hơn

Như vậy, bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi là một vấn đề điển hình của bùn nén kém gây ra những hậu quả sau đây:

 Lượng bùn tuần hoàn ít

 Khó giữ lượng bùn cần thiết trong bể phản ứng

 Khả năng tách nước của bùn kém gây khó khăn trong việc xử lý bùn

Vi khuẩn dạng sợi phát triển ở những điều kiện khác nhau Một số loại vi

khuẩn dạng sợi như Beggiatoa và Thiothrix phát triển tốt ở môi trường có hydrosunfit

và ít chất nền nói cách khác các vi khuẩn này sống tốt ở nước thải bị lên men Khi

trong nước thải có nhiều chất béo bay hơi và có các gốc sunfua, Thiothrix phát triển

mạnh Ngoài gây ra hiện tượng bùn khối khó lắng trong quá trình bùn hoạt tính,

Beggiatoa và Thiothrix còn gây nhiều vấn đề trong các hệ thống lọc sinh học, màng cố

định

Hình 2.11 Bùn tạo khối do vi khuẩn dạng sợi

Bảng 2.7 Các loài vi khuẩn dạng sợi thường gặp gây ra hiện tượng bùn tạo khối

DO thấp Sphaerotilus natans, Microthrix

parvicella, Haliscomenobater hydrossis

và loại 1701

F/M thấp M.parvicella, Nocardia spp., và các loại

0041, 0675, 1851, 0803

Nước thải bị thối rửa (axit hữu cơ cao) Thiothrix I, II, Beggiatoa spp., N

limicola II*, và các loại 021N, 0092*,

ii/ Nước thải lên men

Nước thải bị lên men biểu hiện ở mùi trứng thối (do khí H2S sinh ra) và thường

có màu đen (do kết tủa sunfua sắt) Thành phần của nước thải lên men chứa nhiều gốc sunfua và các axit hữu cơ như: axit acetic, axit butyric….Đây là môi trường sống thuận lợi của vi khuẩn dạng sợi Khí hậu nóng ẩm cũng dễ làm nước thải dễ lên men Nồng độ sunfua > 1 - 2 mg/l, và nồng độ axit hữu cơ > 100 mg/l sẽ tạo điều kiện cho

vi khuẩn dạng sợi sinh trưởng

iii/ Lượng dinh dưỡng

Nhìn chung, tỉ lệ dinh dưỡng thích hợp BOD5:N:P là 100:5:1 cho quá trình khử BOD trong nước thải Dấu hiệu của sự thiếu hụt dinh dưỡng là sự xuất hiện các loại bùn khó lắng, bùn sệt Tối thiểu 1 mg/l tổng nitơ hữu cơ và 0.1 - 0.5 mg/l ortho – phot phat phải được bổ sung cho nước thải trong suốt quá trình xử lý

2.3.4 Bùn tạo khối nhớt (vicous bulking) hay là sự phát triển của Zoogloeal

(Zoogloeal growth)

Hiện tượng bùn tạo khối nhớt được nói đến trong các tài liệu bắt đầu từ những năm 1950 nhưng chưa có những lời giải thích xác đáng cho hiện tượng này Nguyên nhân được tìm thấy là do có quá nhiều polymer sinh học ngoại bào có tính nhớt, sền sệt và đông như thạch bám chặt vào bùn hoạt tính Vì polymer sinh học này là chất keo có khả năng hút nước làm cho bùn có khả năng giữ nước cao Loại bùn có nước này sẽ có vận tốc lắng nhỏ và kém liên kết Điều này dẫn đến những hậu quả như sau trong bể lắng 2:

 Mất bùn

 Bùn hồi lưu ít

Vì polymer sinh học cũng là tác nhân hoạt động bề mặt tự nhiên Khi bùn nhớt được làm thoáng quá mức thì hiện tượng tạo bọt có thể sẽ xảy ra Trong suốt quá trình tạo bọt đó, phần lớn sinh khối sẽ bám vào đám bọt này và thoát ra ngoài bể aerotank

Phản ứng giữa các vi khuẩn với các chất dinh dưỡng thiếu hụt trong nước thải hay là với những hợp chất độc hại đều tạo ra các polymer sinh học Đây là một đặc tính của hầu hết các vi sinh vật tạo bọt Nhưng dưới những điều kiện bình thường

(không có hợp chất độc hại, dinh dưỡng phát triển cân bằng) thì lượng polymer sinh ra chỉ đủ để hình thành những bông bùn

Sự phát triển nhanh chóng không được mong đợi của Zoogloeal cũng làm cho bùn tạo khối nhớt Sự phát triển này làm cho bùn kém liên kết và nổi lên Zoogloeal

phát triển mạnh sẽ tạo ra những đám bọt váng màu trắng lớn trên bề mặt của bể aerotank Trong bể lắng 2, Zoogloeal phát triển trên thành bể dưới dạng những lớp bọt nhớt màu trắng hoặc trắng xám Từ “Zoogloeal” được xuất phát từ tên của vi khuẩn

Zoogloea ramigera Đây là một trong loài vi khuẩn hình thành bông bùn đầu tiên

được xác định là gây ra hiện tượng bùn tạo khối trong quá trình bùn hoạt tính Sự phát triển của loài vi khuẩn này đã ảnh hưởng đến những điều kiện vận hành bao gồm: tỉ số F/M cao hoặc thấp, SRT và HRT lớn, thiếu dinh dưỡng, xuất hiện cBOD dễ hòa tan

Zoogloea ramigera cũng như các loài vi khuẩn tạo bông bùn khác là loài hiếu

khí, có dạng hình que Zoogloeal có 2 hình thức phát triển đó là hình ngón tay hay dạng hình cầu Trong quá trình phát triển nhanh chóng của mình, những loài vi khuẩn này tạo ra một lượng lớn polysaccharide ngoại bào có tính sệt Polysaccharide này không hòa tan được trong nước thải, nhẹ hơn nước và có khả năng giữ nước Nếu polysaccharide giữ lại những bọt khí thì hiện tượng tạo bọt sẽ xảy ra Bọt điển hình của bùn nhớt nhớt có màu trắng lớn

Bảng 2.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến bùn khối nhớt

Đặc điểm nước thải pH

Nhiệt độ Nước thải bị lên men Thành phần dinh dưỡng Điều kiện thiết kế Oxy bị giớn hạn

Khuấy trộn không tốt Diện tích bể sục khí và bể lắng đợt hai nhỏ Lượng bùn tuần hoàn ít

Điều kiện vận hành Oxy hòa tan không đủ

Dinh dưỡng thiếu F/M thấp

BOD hòa tan không đủ

(Theo Waste Water Engineering – Metcalf & Eddy, bảng 8-9 trang 697)

Thường rất khó cải thiện hiện tượng bùn tạo khối do Zoogloeal Theo Jenkins

và cộng sự, bùn hoạt tính dạng này rất khó kiểm soát bằng polymer hoặc H2O2 Tuy nhiên, theo van Leeuwen, sự phát triển của Zoogloeal có thể kiểm soát bằng cách sử dụng ozone với liều lượng là 1g O3/kg MLSS.ngày

2.3.5 Bùn nổi (Rising sludge)

Người ta quan sát thấy hiện tượng bùn nổi ở bể lắng 2 Khi quan sát hiện tượng này trong ống đong bằng thủy tinh, người ta thấy được hai pha rõ rệt như sau:

 Đầu tiên bùn lắng nhanh xuống dưới đáy và liên kết với nhau còn phần nước trong ở phía trên

 Sau một khoảng thời gian (nhiệt độ được nâng lên, ngay cả ít hơn 30 phút,

là một yếu tố có thể gây nên những khác biệt khi đo SVI), một phần hay toàn bộ thể tích bùn lắng bắt đầu nổi lên bề mặt

Bản chất của hiện tượng này là quá trình khử nitrat nội bào tại lớp bùn lắng Nitơ bị giải phóng trong suốt quá trình này đồng thời kéo bùn lên trên mặt nước Henze đã đánh giá tất cả những yếu tố có khả năng ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat trong bể lắng 2 và đưa ra những kết luận sau:

 Bùn nổi ở 20º C khi nồng độ nitrat (NO3 - N) từ 6 – 8 mg/l

 Thời gian lưu của lớp bùn lắng nhỏ hơn 1 giờ đủ để khí nitơ sinh ra làm cho bùn nổi lên

Bảng 2.9 Các dấu hiệu nhận biết có quá trình khử nitrat

Sự hiện diện của các khí N2, N2O, và CO2

Sự hiện diện của các bùn nổi tối màu

Độ kiềm tăng

pH tăng Nồng độ NO2- giảm Nồng độ NO3- giảm

(Theo Setteability Problems and Loss of Solids in the Activated Sludge Process-

Michael H Gerardi, bảng 8.2 trang 65)

2.3.6 Bọt váng (Foam/Scum)

Bọt được gây ra chủ yếu bởi hai loại vi khuẩn: Norcardia spp, và Microthrix

parvicella Norcardia có cấu trúc dạng sợi ngắn, còn Microthrix parvicella có dạng

sợi mỏng dài Có 3 nguyên nhân chính gây nên sự xuất hiện của các vi khuẩn này:

 Hàm lượng dầu mỡ trong nước thải cao Hai loại vi khuẩn này đều phát triển thuận lợi ở môi trường có hàm lượng dầu mỡ cao Những hệ thống xử

lý không có bể tách dầu mỡ thường xuất hiện nhiều bùn dạng bọt

 Tuổi bùn lớn

 Thiếu oxy hay nước thải hôi thối

Các bể sục khí nhiệt độ cao là môi trường sống thuận lợi của Norcardia trong khi M.parvicella lại sống trong môi trường nhiệt độ thấp Không thể dùng hoá chất

chống bọt để tiêu diệt các bọt váng này bởi sự gắn kết chặt của các vi khuẩn trong bọt

Xử lý bằng clor phần nào có thể kiểm soát được bọt Norcardia nhưng đối với

M.parvicella lại hiệu quả hơn Điều này có thể giải thích như sau: Norcardia thường

nằm trong đám bông bùn, sử dụng clor ở nồng độ cao để loại bỏ Norcardia có thể phá

vỡ đám bông bùn Liều lượng clor trong xử lý bọt Norcardia khoảng 50 mg/l là hiệu quả Bọt gây ra bởi Norcardia thường có màu nâu, dày từ 0,5 – 1 m

Bảng 2.10 Các dạng vi khuẩn gây bọt váng thường gặp

Vi khuẩn gây bọt Điều kiện phát triển

pH thấp

Hàm lượng dầu mỡ cao

Hình 2.12 Bùn dạng bọt váng Nocardia

Hiện tượng tạo bọt gây ra bởi vi khuẩn dạng sợi cần phải phân biệt rõ ràng với

sự nổi váng do có nhiều hợp chất hoạt động bề mặt như dầu mỡ trong nước thải Nguyên nhân gây ra hiện tượng bọt váng là do thay đổi ít nhất một trong các điều kiện vận hành sau:

Bảng 2.11 Ảnh hưởng của sự thay đổi về sinh học, hóa học và lý học đến sự hình

Sự phát triển của Zoogloeal Sinh học Nổi bọt

Quá nhiểu chất hoạt động bề mặt Hóa học Nổi bọt

Sự xuất hiện của các polymer

cation

Chất độc Hóa học Nổi váng Tích lũy chất béo, dầu mỡ Lý học Nổi bọt

(Theo Settleability Problems and Loss of Solids in the Activated Sludge Process –

Michael H.Geradi, bảng 20.1 trang 126)

a Bọt

Bọt là một lớp chất rắn, ví dụ như lipids, có khả năng giữ khí Những khí bị giữ lại thường là CO2, N2 và NO2 Khi đám bọt xẹp xuống thì trở thành váng Khi miêu tả bọt, người ta thường đề cập đến 2 tính chất là màu sắc và cấu trúc của bọt 2 tính chất này được miêu tả như bảng sau:

Bảng 2.12 Những dạng bọt chính trong bùn hoạt tính

Nguyên nhân tạo bọt Màu sắc và cấu trúc

Vi khuẩn dạng sợi Màu nâu chocolate, nhớt Thiếu dinh dưỡng Màu trắng, lớn (tuổi bùn nhỏ)

Màu xám, nhờn (tuổi bùn lớn) Tuổi bùn Màu trắng lớn, trắng nhỏ, xám nhỏ,

nâu đen nhớt và nâu đen nhớt có tính

sệt

Sự phát triển của Zoogloeal Màu trắng, lớn

Quá nhiều chất hoạt động bề mặt Màu trắng, lớn

Sự xuất hiện của các polymer cation Màu trắng, lớn

Tích lũy chất béo, dầu mỡ Màu nâu đen hoặc đen, nhớt

(Theo Settleability Problems and Loss of Solids in the Activated Sludge Process –

Michael H.Geradi, bảng 20.3 trang 126)

Tùy theo từng loại bọt mà có những phương pháp kiểm soát khác nhau Vì vậy, việc xác định từng loại bọt và nguyên nhân gây ra bọt khi thay đổi điều kiện vận hành