Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 4, Phần 2: Quá trình sinh trưởng bám dính - Lê Hoàng Nghiêm

BK
TPHCM
BÀI GIẢNG
 CÁC QUÁ
TRÌNH SINH HỌC TRONG 
CÔNG NGHỆ
MÔI TRƯỜNG
 Chương
IV: QUÁ
TRÌNH SINH TRƯỞNG BÁM DÍNH -
P2
 (Attached-Growth Treatment Processes)
 (Biofilm
reactor)
GVHD: TS. Lê
Hoàng
Nghiêm
Email: hoangnghiem72@gmail.com
hoangnghiem72@yahoo.com
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM2
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
BỂ
LỌC SINH HỌC THEO 
CÔNG THỨC NRC
™ Hội đồng nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ (National Research Council -
NRC) đă xây dựng cơng thức tính tốn dựa trên các số liệu vận hành
34 bể lọc sinh học sử dụng giá thể đá để xử lý nước thải từ các căn
cứ quân sự. Đối với hệ thống gồm 1 bể sinh học đơn, cơng thức tính
tốn như sau:
™ US:
™ SI: 
E1
– hiệu suất xử
lý
BOD5
trong
hệ
thống
bể
lọc sinh học
đơn và bể
 lắng
2.
W –
lượng
BOD5
cần
chuyển
hĩa
trong
bể loc̣, lb/ngày
(kg/ngày); khơng
 bao
gồm BOD5
của
dịng
tuần
hồn;
V –
thể tıćh
tổng
cộng
của bể
lọc sinh học, 1000 ft3 (1000 m3);
F –
hê ̣ sơ ́ tuần hồn
).(
)/(, /
214
056101
1
211 VFW
E +=
).(
)/(, /
224
01401
1
211 VFW
E +=
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
BỂ
LỌC SINH HỌC THEO 
CÔNG THỨC NRC
™F – hê ̣ sớ tuần hồn cho 1 bê ̉ được xác định theo
cơng thức:
R – Tỉ lê ̣ tuần hồn ( tỉ lê ̣ nước tuần
hồn
so với
 lượng
nước
dịng
vào
bê ̉ loc̣)
δ – hệ
số
ti ̉ lệ
tính
đến lượng
giảm cơ
chất cho
 mỗi lần tuần
hồn
qua bể loc̣
= 0,9;
( )[ ] ).( 23411
1
2R
RF δ−+
+=
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM4
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
BỂ
LỌC SINH HỌC THEO 
CÔNG THỨC NRC
™Trong hệ thống gồm hai bể lọc sinh học thì hiệu quả của bể
thứ 2 tính theo cơng thức;
™Hệ đơn vị US: 
™Hệ đơn vị SI: 
E2
– hiệu quả xử
lý
BOD5
qua bê ̉ loc̣ thứ hai;
W2
– lượng
BOD5
lọc
được của bể loc̣ thứ 2, lb/ngày;
V2
– thể tı́ch
của bể loc̣ thứ hai, 1000 ft3;
21
2
2
1
2
21
2
12
2
2
1
056101
1
244
1
056101
1
/
/
,
).(
)(
,
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
−+
=
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
−+
=
FV
W
E
EHay
EFV
W
E
21
2
2
1
2
21
2
12
2
2
1
01401
1
254
1
01401
1
/
/
,
).(
)(
,
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
−+
=
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
−+
=
FV
W
E
EHay
EFV
W
E
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM5
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
BỂ
LỌC SINH HỌC THEO 
CÔNG THỨC NRC
™Nếu áp dụng phương trình NRC để thiết kế bể lọc thì các
cơng thức trên cĩ thể được biến đổi để tính tốn như sau:
V1
– thê ̉ tı́ch
bể
lọc thứ
1, 1000 ft3;
Q –
lưu lượng
dịng
vào, MGD;
S0
– nồng
đơ ̣ cơ
chất
đầu
vào, mg/l;
S1
– nồng
đơ ̣ BOD5
đầu ra từ bê ̉ thứ nhất;
).(),(, 264
11
10102630
2
1
1
2
01 ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
−+
+=
E
E
R
RQSV
).(
))((
),(, 274
111
10102630
2
21
2
2
12 ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
−−+
+=
EE
E
R
RQSV
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM6
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
BỂ
LỌC SINH HỌC THEO 
CÔNG THỨC NRC
™Ví dụ 4.2: Thiết kê ́ hê ̣ thống bể lọc sinh học gồm
hai bê ̉ loc̣ đê ̉ xử ly ́ nước thải cĩ lưu lượng là 2 
MGD, nồng đợ BOD5 là 400mg/l. Mỗi bê ̉ loc̣ cĩ 
chiều cao 8 ft va ̀ R = 4:1. Hiệu quả xử ly ́ BOD5
tổng cộng theo yêu cầu là 90%.
1MGD*3,7854*103
= m3/ngày; 1ft = 0,3048 m
1 ft3
* 2,8317*10-2
= m3
1 mg/L = 8,34 lb/MG (million gallons)
1 m = 3,2808 ft; 1ft3
= 7,480 gal; 
1 pound (lb) = 453,6 g; 1 kg = 2,2046 lb;
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM7
BÀI GIẢI VÍ
DỤ
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
BỂ
LỌC SINH 
HỌC THEO CÔNG THỨC NRC
Hầu hết các thiết kế hiệu quả thi ̀ thê ̉ tıćh
của
hai
bê ̉ loc̣ phải
 giống
nhau. 
Đê ̉ xác
định
thê ̉ tıćh
này, ta
dùng
phương
pháp
thử va ̀ sai
để 
gia ̉ thuyết hiệu quả của bê ̉ lắng
thứ nhất và tıńh
hiệu quả của
 bê ̉ lắng
thứ hai
và kết hợp tính thê ̉ tıćh
hai
bê ̉. Khi
thê ̉ tıćh
hai
 bê ̉ gần giống
nhau, đo ́ la ̀ thê ̉ tıćh
ta
cần tính.
1. Quan
hệ
giữa E1
và E2
biểu diễn
qua hiệu quả
khử
BOD5
: 
E1
+ (1 –
E1
)E2
= Etotal
™ Thay Etotal = 0,9 va ̀ E2 được tính như sau:
1
1
2 1
9,0
E
E
E −
−=
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM8
BÀI GIẢI VÍ
DỤ
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
BỂ
LỌC SINH 
HỌC THEO CÔNG THỨC NRC
Tính
tốn
thử dần lần thứ nhất
Cho E1
= 0,8, ta
tính
thể tıćh
của bê ̉ loc̣ thứ nhất từ 
phương
trình
(4.26):
Tính
gia ́ tri ̣E2
rồi từ gia ́ tri ̣này va ̀ phương
trình
(4.27) 
ta
tính
được thê ̉ tıćh
V2
:
Do đo ́: 
[ ] )1000(95,131
8,01
8,0
41
)4)(1,0(1)400)(2)(0263,0( 3
22
1 ftV =⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
−+
+=
5,0
8,01
8,09,0
2 =−
−=E
[ ] )1000(23,41
)5,01)(8,01(
5,0
41
)4)(1,0(1)0263,0)(2)(8,01)(400( 3
22
2 ftV =⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
−−+
+−=
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM9
BÀI GIẢI VÍ
DỤ
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
BỂ
LỌC SINH 
HỌC THEO CÔNG THỨC NRC
Tính
tốn
thử dần lần thứ hai
Cho E1
= 0,75 ta
tính
thê ̉ tıćh
của bê ̉ loc̣ thứ nhất từ 
phương
trình
(4.26):
Tính
gia ́ tri ̣E2
và
thê ̉ tıćh
V2
:
[ ] )1000(22,74
75,01
75,0
41
)4)(1,0(1)400)(2)(0263,0( 3
22
1 ftV =⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
−+
+=
6,0
75,01
75,09,0
2 =−
−=E
[ ] )1000(22,74
) ... .
Ống
cấp
khí́
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM21
BỂ SINH HỌC TIẾP XÚC QUAY (RBC)
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM22
BỂ SINH HỌC TIẾP XÚC QUAY (RBC)
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM23
BỂ SINH HỌC TIẾP XÚC QUAY (RBC)
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM24
BỂ SINH HỌC TIẾP XÚC QUAY (RBC)
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM25
ƠNG SỐ
THIẾT KẾ BỂ SINH HỌC TIẾP XÚC QUAY (RBC)
Thơng
số Đơn vị Mức xử
lý
Khử
BOD Khử
BOD và
nitrat
hố
Nitrat
hố
tách
riêng
Tải trọng
thủy lực m3/m2.ngày 0,08-0,16 0,03-0,08 0,04-0,1
Tải trọng
hữu cơ g sBOD/m2.ngày
gBOD/m2.ngày
4-10
8-20
2,5-8
5-16
0,5-1,0
Tải trọng
hữu
bậc 1 tối
đa
g sBOD/m2.ngày
gBOD/m2.ngày
12-15
24-30
12-15
24-30
1-2
Tải trọng
NH3 gN/m2.ngày 0,75-1,5
Thời gian lưu
nước
giờ 0,7-1,5 1,5-4 1,2-3
BOD đầu ra Mg/l 15-30 7-15 7-15
NH4
-N đầu ra Mg/l <2 1-2
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM26
RBC CỦA TỊA NHÀ
SAIGON CENTER 
DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM27
RBC CỦA TỊA NHÀ
SAIGON CENTER 
RBC
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM28
RBC CỦA TỊA NHÀ
SAIGON CENTER 
RBC
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM29
RBC CỦA TỊA NHÀ
SAIGON CENTER 
RBC
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM30
MBBR (moving bed biofilm reactor)
™MBBR là một dạng của quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bởi lớp 
màng sinh học (biofilm). 
™ Trong quá trình MBBR, lớp màng biofilm phát triển trên giá thể lơ lửng 
trong lớp chất lỏng của bể phản ứng. Những giá thể này chuyển động được 
trong chất lỏng là nhờ hệ thống sục khí cung cấp oxy cho nước thải hay 
motor khuấy. 
™ Bể MBBR gồm 2 loại: bể hiếu khí và bể kị khí. Hình sau Mơ tả quá trình xử
lý của bể MBBR.
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM31
MBBR (moving bed biofilm reactor)
Giá
thể động
™ Nhân tố quan trọng của quá trình xử lý này là các giá thể động cĩ lớp màng 
biofilm dính bám trên bề mặt. 
™ Hiện tại trên thị trường thì cĩ 5 loại giá thể khác nhau: K1, K2,K3, Natrix và
Biofin Chip M. Thơng số các loại giá thể sẽ được trình bày ở bảng sau
STT Loại giá
thể Chất liệu Kích thước (DxL) Diện tích hữu dụng (m2/m3)
1 K1 Polyetylen 10mm x 7mm 500
2 K2 Polyetylen 15mm x 15mm 350
3 K3 Polyetylen 25mm x 10mm 350
4 Natrix Polyetylen 60mm x 50mm 310
5 Biofin Chip M Polyetylen 45mm x 3mm 900
Nguồn:
Kaldnes MiljФteknologi, 2001.
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM32
MBBR (moving bed biofilm reactor)
Giá
thể động của MBBR
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM33
MBBR (moving bed biofilm reactor)
Lớp màng biofilm
™Lớp màng biofin là quần thể các vi sinh vật phát triển trên bề mặt giá thể. 
Chủng loại vi sinh vật trong màng biofilm tương tự như đối với hệ thống xử
lý bùn hoạt tính lơ lửng. 
™Hầu hết các vi sinh vật trên màng biofilm thuộc loại dị dưỡng (chúng sử
dụng cacbon hữu cơ để tạo ra sinh khối mới) với vi sinh vật tùy tiện chiếm 
ưu thế. 
™Các vi sinh vật tùy tiện cĩ thể sử dụng oxy hịa tan trong hỗn hợp nước thải, 
nếu oxy hịa tan khơng cĩ sẵn thì những vi sinh vật này sử dụng Nitrit/Nitrat 
như là chất nhận điện tử. 
™Nồng độ sinh khối dao động từ 3000 – 4000 gTSS/m3 Ư tải trọng thể tích 
trong MBBR cao hơn gấp vài lần trong quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính.
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM34
MBBR (moving bed biofilm reactor)
Ưu điểm của MBBR
™Mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao, vì vậy tải 
trọng hữu cơ của bể MBBR cao hơn.
™Mặt bằng của MBBR nhỏ hơn so với hệ thống xử lý nước thải 
hiếu khí bùn hoạt tính đối với nước thải đơ thị và cơng nghiệp.
™Hiệu quả xử lý cao.
™Dễ dàng vận hành.
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM35
MBBR (moving bed biofilm reactor)
Bảng : Các giá
trị
thiết kế điển hình của bể
MBBR
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM36
MÔ HÌNH HÓA BỂ
SINH HỌC (1)ÂÂ ÙÙ
ÅÅ ÏÏ
 ™ Eckenfelder (1970) đã xây dựng các phương trình
toán học biểu diễn quá trình xử lý trong bể lọc sinh
học dựa trên phương trình tốc độ loại bỏ cơ chất
(COD, BOD, các hợp chất của nitơ phốt pho) bậc 1
sau đây:
(1/X)*(dS/dt) = Tốc
độ
tiêu
thụ
cơ
chất
riêng
của
vi sinh
vật, 
kgCOD/(kgVSS.ngày)
dS/dt
= Tốc
độ
tiêu
thụ
cơ
chất, kgCOD/(m3.ngày)
k = hằng
số
tốc
độ
phản
ứng, m3/(kgVSS.ngày)
S = Nồng
độ
của
cơ
chất, kgCOD/m3 
X = Nồng
độ
vi sinh
vật, kgVSS/m3
).( 74
1
kS
dt
dS
X
=−
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM37
MÔ HÌNH HÓA BỂ
SINH HỌC (2)ÂÂ ÙÙ
ÅÅ ÏÏ
 ™ Lấy tích phân cả hai vế của phương trình (4.1) được:
= Nồng
độ
trung
bình
của
vi sinh
vật
trong
bể
lọc
sinh
học, kgVSS/m3
Se
= Nồng
độ
của
cơ
chất
trong
dòng
nước
thải
ra
sau
xử
lý, kgCOD/m3 
So
= Nồng
độ
của
cơ
chất
trong
dòng
nước
thải
vào
bể, kgCOD/m3 
t = Thời
gian
tiếp
xúc
của
nước
thải
với
màng
vi sinh
vật
™ Nồng độ trung bình của vi sinh vật tỉ lệ với diện tích bề mặt
riêng của tầng vật liệu lọc As, hay ~ As. Có thể biễn quan hệ
này như sau:
As
–
diện
tích
bề
mặt
riêng
của
bể
lọc, 
m -
Hằng
số
thực
nghiệm
).( 84
0
tXke e
S
S −=
X
).( 94msAX =
X
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM38
MÔ HÌNH HÓA BỂ
SINH HỌC (3)ÂÂ ÙÙ
ÅÅ ÏÏ
 ™ Trong bể lọc sinh học dòng nước thải di chuyển
quanh co theo hình dáng hình học và sự sắp xếp của
vật liệu lọc. Thời gian tiếp xúc trung bình t được tính
toán theo công thức của Howland (1957) như sau:
QL
= Tải
trọng
thủy lực
của
nước
thải
trên
bề
mặt
bể
lọc, 
m3/m2xngày, QL
= Q/A
Q -
Lưu
lượng
nước
thải
theo
tính
toán
thiết
kế, m3/ngày
A -
Diện
tích
mặt
cắt
ngang
của
bể
lọc, m2
C,n
-
Các
hằng
số
thực
nghiệm, n = 0.3 –
0.7
D -
Chiều
cao
lớp
vật
liệu
lọc, m
).( 104n
LQ
CD
t =
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM39
MÔ HÌNH HÓA BỂ
SINH HỌC (4)ÂÂ ÙÙ
ÅÅ ÏÏ
 ™ Thay thế các phương trình (4.9) và (4.10) vào phương trình (4.8):
™ Đặt phương trình K = kAsmC (4.11) sẽ được viết lại:
™ Thông số động học K và hằng số n được xác định dựa trên các
số liệu thí nghiệm Se, So, D, và QL nghiên cứu trên mô hình phòng
thí nghiệm.
™ K ở nhiê ̣t đơ ̣ 20oC = 0.69/ngày
™ n ở nhiê ̣t đơ ̣ 20oC = 0.67
™ K = hằng sơ ́ tơ ́c đơ ̣ phu ̣ thuơ ̣c vào nhiều yếu tơ ́: tính châ ́t nước 
tha ̉i, thiê ́t kế bê ̉ lo ̣c va ̀ bê ̉ lắng, điều kiện vận ha ̀nh.
).(]/[ 114
n
L
m
s QCDkA
o
e e
S
S −=
).(]/[ 124
n
LQKD
o
e e
S
S −=
).().( 1340351 2020
−= TT KK
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM40
MÔ HÌNH HÓA BỂ
SINH HỌC (5)ÂÂ ÙÙ
ÅÅ ÏÏ
 ™ Phương trình (4.12) chỉ thích hợp với trường hợp bể
lọc sinh học không có tuần hoàn nước sau xử lý. 
™ Trong trường hợp nước thải sau xử lý được tuần hoàn
để pha loãng nước thải đầu vào, phương trình (4.12) 
sẽ biến đổi như sau:
Sa
-
Nồng
độ
cơ
chất
của
hỗn
hợp
dòng
nước
thải
thô
và
dòng
 tuần
hoàn
(dòng
ra
sau
xử
lý). Sa
được
tính
bởi
công
thức: 
Sa
= (So
+ RSe
)/(1+R)
R –
Tỷ
số
tuần
hoàn, R = Qr
/Q
Qr
–
Lưu
lượng
nước
thải
tuần
hoàn
).(/
Re)(
/
144
1
n
LQKDR
n
LQKDe
aS
eS
−−+
−
=
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM41
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌCÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 ™ Lấy lôgarit cơ số e cả hai vế phương trình (4.12): 
™ Đây là phương trình đường thẳng trên hệ trục tọa độ bán logarit
có hệ số gốc:
™ Lấy lôgarit cả hai vế phương trình (4.16):
™ Phương trình (4.17) có dạng phương trình đường thẳng y = ax + 
b, với:
™ Khi biết được ít nhất 3 cặp giá trị của (x,y) sẽ vẽ được đường
thẳng trên hệ tọa độ log-log có hệ số gốc bằng a và giao điểm
với trục tung bằng b. Khi biết được a,b suy ra giá trị của n và K.
).(ln 154n
LQ
KD
oS
eS −=⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
).( 164nLKQs
−−=
).(lnlnln 174KLQns +=
KlnbLQlnx
naslny
==
==
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM42
MÔ HÌNH THÍ
NGHIỆM BỂ
SINH HỌCÂÂ
ÄÄ
ÅÅ
ÏÏ
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM43
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (1)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 Nội
dung thí
nghiệm
1. Vận
hành
khởi
động
mô
hình
thí
nghiệm
với
loại
nước
thải
cần
 nghiên
cứu, tải
trọng
thể
tích
bề
mặt
trong
giới
hạn
nhỏ
hơn
 40L/m
2/phút, để
tạo
ra
lớp
màng
vi sinh
vật
trên
bề
mặt
vật
liệu
 lọc
(còn
gọi
là
giá
thể
lọc). Để
tăng
nhanh
quá
trình
tạo
màng
 vi sinh
vật, hỗn
hợp
nước
thải
có
chứa
bùn
hoạt
tính
pha
loãng
 được
sử
dụng
cho
giai
đoạn
khởi
động.
2. Sau
giai
đoạn
khởi
động, một
lớp
màng
vi sinh
vật
được
tạo
 thành
trên
bề
mặt
vật
liệu
lọc. Chọn
ít
nhất
3 giá
trị
lưu
lượng
 (hay tải
trọng
thể
tích
bề
mặt) để
tiến
hành
thí
nghiệm
nghiên
 cứu. Lần
lượt
vận
hành
bể
lọc
với
từng
lưu
lượng
thí
nghiệm
đã
 chọn
đến
khi
bể
lọc
“đạt
trạng
thái
ổn
định”. Trạng
thái
ổn
định
 là
trạng
thái
mà
ở
đó
nồng
độ
cơ
chất
trong
nước
thải
sau
xử
lý
 (COD, BOD, TOC) không
thay
đổi
theo
thời
gian. Khi
sử
dụng
các
 vòng
hay tấm
plastic
làm
vật
liệu
lọc
thí
nghiệm
thì
tải
trọng
bề
 mặt
nên
chọn
trong
khoảng
20 đến
120L/m2/phút.
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM44
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (2)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 Nội
dung thí
nghiệm
3. Mẫu
nước
thải
nên
lấy
ít
nhất
tại
3 vị
trí
dọc
chiều
cao
lớp
vật
 liệu
lọc
tương
ứng
với
mỗi
lưu
lượng
thí
nghiệm. Các
chỉ
tiêu
 cần
phân
tích
là
COD, BOD (hoặc
TOC) cho
đến
khi
đạt
được
 kết
quả
thích
hợp
(trạng
thái
ổ
định). Ngoài
ra
cũng
cần
xác
 định
các
chỉ
tiêu
như
pH, độ
kiềm, độ
acid, nhiệt
độ
để
cung
 cấp
đầy
đủ
các
cơ
sở
khoa
học
của
quá
trình
nghiên
cứu.
4. Vẽ
các
đường
biểu
diễn
của
(So
/Se
)
(tính
bằng
BOD ,COD hay 
TOC) theo
các
chiều
cao
lấy
mẫu
D cho
mỗi
lưu
lượng
QL
dựa
 trên
phương
trình
(4.15) trên
giấy
đồ
họa
bán
logarit
sẽ
được
họ
 đường
thẳng, mỗi
đường
thẳng
có
độ
dốc
s. Tính
toán
các
giá
 trị
của
s.
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM45
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC(3)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 Nội
dung thí
nghiệm
5. Vẽ
đường
biểu
diễn
của
phương
trình
(4.16)
trên
giấy
log-log 
các
giá
trị
s trên
trục
tung
và
các
giá
trị
QL
tương
ứng
trên
trục
 hoành. Sử
dụng
phương
pháp
phân
tích
hồi
qui tuyến
tính
sẽ
 xác
định
được
độ
dốc
n
của
đường
thẳng
hồi
qui. Giá
trị
của
K 
được
xác
định
từ
giao
điểm
của
đường
thẳng
hồi
qui và
trục
 tung.
6. Giá
trị
của
K cũng
có
thể
được
xác
định
chính
xác
hơn
theo
 phương
pháp
sau. Do đã
biết
được
giá
trị
của
n, phương
trình
 (4.15) có
thể
viết
lại:
Vẽ
đường
thẳng
biểu
diễn
của
Se
/So
theo
QLn
trên
giấy
bán
lôgarit, 
K chính
là
hệ
số
gốc
của
đường
thẳng
này.
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −= n
LQ
D
K
oS
eSln
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM46
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (4)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 Ví
dụ
4.1: Xác
định
các
thông
số
động
học
quá
trình
sinh
học
 bám
dính
trong
bể
lọc
sinh
học. Kết
quả
thí
nghiệm
xác
định
 các
thông
số
động
học
cho
nước
thải
sinh
hoạt
trên
mô
hình
bể
 lọc
sinh
học
ở
20oC được
trình
bày
ở
bảng
sau. Tải
trọng
thủy
 lực
trên
bề
mặt
bể
lọc
tương
ứng
với
4 đợt
thí
nghiệm
lần
lượt
là
 0,5; 1,0; 1,5 và
2,0 m3/m2/ngày.Điểm lấy
mẫu
để
xác
định
các
 chỉ
tiêu
thí
nghiệm
lần
lượt
ở
4 độ
cao
1,5; 3,0; 4,5 và
6,0 mét. 
Xác
định
các
thông
số
động
học
K và
n trong
công
thức
của
 Eckenfelder.
% BOD5
còn
lại
trong
nước
thải
đầu
ra
(Se
/So
)
Chiều
cao, D (m) Tải
trọng
thủy
lực
bề
mặt, QL
(m3/m2/ngày)
0,5 1,0 1,5 2,0
1,5 81 84 87 93
3,0 65 73 79 83
4,5 51 62 69 75
6,0 42 54 62 69
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM47
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (5)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 Theo công
thức
của
Eckenfelder:
Để
tìm
số
mũ
n và
hằng
số
tốc
độ
phản
ứng
K, lấy
logarit
cơ
số
e 
cả hai vế phương trình trên:
Vẽ
các
đường
thẳng
biểu
diễn
của
Se
/So
theo
D ứng
với
mỗi
QL
trên
giấy
bán
lôgarit. Họ
đường
thẳng
này
được
biễu
diễn
trên
hình
 vẽ
sau. Hệ
số
gốc
s của
các
đường
thẳng
trên
bằng
, kết
 quả
trình
bày
trong
bảng
sau.
]nLQ/KD[e
oS
eS −=
Dn
LQ
K
oS
eSln −=⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
D
oS
eS ΔΔ ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
/ln
Tải
trọng
thủy
lực
(m3/m2/ngày)
Độ
dốc
(m-1)
0,5 -
0.148
1,0 -
0,099
1,5 -
0,076
2,0 -
0,067
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM48
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (6)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
Hình
vẽ: Họ
đường
thẳng
biểu
diễn
Se
/So
theo
D
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM49
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (7)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 Vẽ
đường
biểu
diễn
của
các
giá
trị
s trên
trục
tung
theo
các
giá
trị
 QL
tương
ứng
trên
trục
hoành
trên
giấy
log-log (Hình
vẽ). Sử
dụng
 phương
pháp
phân
tích
hồi
qui tuyến
tính
sẽ
xác
định
được
độ
dốc
 n của
đường
thẳng
hồi
qui. 
Hình
vẽ: Đường
hồi
qui tuyến
tính
biểu
diễn
s theo
QL
570
502
06701480
,
,lnln
,ln,ln
n =−
−−=
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM50
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (8)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 Từ
giá
trị
đã
biết
của
n, lập
bảng
tính
toán
như
Bảng
sau:
D QL D/(QL
)0,57 Se
/So
1,50 0,5 2,23 81
3,00 0,5 4,45 65
4,50 0,5 6,68 51
6,00 0,5 8,91 42
1,50 1,0 1,5 84
3,00 1,0 3,0 73
4,50 1,0 4,5 62
6,00 1,0 6,0 54
1,50 1,5 1,19 87
3,00 1,5 2,38 79
4,50 1,5 3,57 69
6,00 1,5 4,76 62
1,50 2,0 1,01 93
3,00 2,0 2,02 83
4,50 2,0 3,03 75
6,00 2,0 4,04 69
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM51
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (9)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
 Vẽ
đường
Se
/So
theo
D/(Ql
)0,57
trên
giấy
bán
lôgarit
Hình
vẽ: Đường
thẳng
hồi
qui tuyến
tính
biểu
diễn
Se
/So
theo
D/(Ql
)0,57
D/(Ql
)0,57
BK
TPHCM
TS.LÊ HỒNG NGHIÊM52
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CHO BỂ
SINH HỌC (10)ÙÙ
ÂÂ ÁÁ
ÄÄ
ÏÏ
ÅÅ
ÏÏ
™Hệ số gốc K của đường thẳng hồi qui tuyến tính:
™Phương trình thiết kế dựa trên kết quả nghiên cứu này
là:
1060
686011
5193
,
.,
lnln
K =−
−−=
( )[ ]5701060 ,LQD,expoSeS −=