The full story of water and wastewater treatment

Hôm nay tôi xin lược dịch phần trình bày về lịch sử của water treatment mà tôi lụm được từ cuốn Environmental process tập 1- Biotechnology vol 11 (1996) ?"VCH-Willey. Bạn nào tìm được thông tin gì thêm thì hãy bổ sung vào để cho ?~lai lịch?T của người bạn đặc biệt của chúng ta ngày càng rõ ràng hơn nhé .

phần 1 : The beginnings of waste and wastewater treatment (W&WT) :

W&WT đã có từ thời Ai cập và La Mã cổ đại . Trong những thành phố cổ ở Rome , người ta đã thấy một hệ thống cống để thu gom nước tiểu và night soil (phân) ở 1 khu vực, và thấy các toilet được nối với các hầm chứa ở những khu vực còn lại . Phân người được thu gom lại và bán cho những người làm vườn để dùng làm phân bón .
Lịch sử của W&WT chính thức được khởi đầu từ nửa sau thế kỉ 19 . Nó được đánh dấu bằng sự ra đời của một khái niệm mới toanh :?~wastewater?T.
Wastewater thì thời nào chẳng có , tại sao đến tận lúc này nó mới được đặt tên ? À , là bởi vì trước kia người ta chỉ có khái niệm nước sông , nước suối , nước mưa , nước dơ , nước sạch , ? bởi vì nó quá dễ thấy , chứ còn nước thải , cụ thể nó là cái gì thì người ta chả chú ý , vì nước thải ngày trước đâu có giống như bây giờ. Chỉ đến khi ?~có chuyện?T rồi thì người ta mới ?~thấy?T!
Chuyện đây : hai con vi khuẩn gây bệnh thương hàn và dịch tả đã tung hoành ngang dọc các các đô thị lớn nhỏ tại trung tâm Châu Âu . Vào cái thời này ngành vi khuẩn học còn rất non trẻ , tuy vậy các nhà tiên phong đầy nhiệt huyết của chúng ta vẫn lao ngay vào vấn đề . Chẳng hạn như Perttenkofer (các năm 1890,1891) đã làm rõ bản chất khoa học của những dịch bệnh này là 1 loại bệnh truyền nhiễm thông qua chất thải và các sản phẩm thải .Perttenkofer yêu cầu các chất thải này phải được chuyển ra ngoài đô thị (quá đúng !) bởi vì ông cho rằng : nếu không đem chúng đi , chúng sẽ thấm vào đất , sau đó bốc hơi vào khí quyển , bay vào nhà và làm cho người trong nhà đổ bệnh (he he he ! Xin lỗi sư tổ , nhưng con mắc cười quá !) . Và ông đã tính toán rằng người ta phải hít 9000 l không khí mỗi ngày , quá lớn so với con số 3 l nước phải uống à không khí đã chứa chấp các mầm bệnh và là đường truyền chính bệnh dịch tả và thương hàn . (!!)
Dĩ nhiên là ông đã sai trong cái vụ đường truyền , nhưng trong bài nghiên cứu ,ông đã làm rõ cho chúng ta hai khái niệm :?Tpotable water?T và ?~wastewater?T . Chỉ đến khi Robert Koch phân lập thành công vi khuẩn gây bệnh than , bệnh lao và bệnh dịch tả vào các năm 1876 , 1882 và 1883 thì bệnh truyền nhiễm chính thức được nhìn nhận là do sự lan truyền của vi khuẩn (Imhoff,1998) .
Để giải quyết vấn nạn trên , Dunbar(1907) đã tìm ra câu trả lời về mặt kỹ thuật . Chính ông đã đề xuất và cũng chính ông đã xây dựng những hệ thống cống công cộng để thoát nước và thu gom nước thải . Tất cả các hệ thống cống này đem nước thải và chất thải ra ngoài đô thị rồi đổ thẳng xuống các con sông hay hồ lân cận à thiên nhiên sẽ giải quyết hậu quả. Tức là lúc đầu cách giải quyết chỉ là chuyển chất thải từ nơi này đến nơi khác , vấn đề sức khoẻ môi trường được chuyển thành sự ô nhiễm trầm trọng các dòng sông mà cái nguyên lý này có lẽ vẫn còn đang áp dụng cho đến ngày nay tại TP HCM .
Cách giải quyết trên thật sự đã giúp chúng ta làm chập tốc độ lan tràn của dịch bệnh và hoàn toàn ngăn chận được nó . 1 hệ thống cống lớn lần đầu tiên được xây dựng ở Hamburg , bắt đầu từ năm 1842 . 25 năm sau , các thành phố khác theo gót Hamburg . Ngày nay 92% hộ gia đình Đức được nối với hệ thống cống ngầm .
Tuy nhiên như đã nói , việc gây ô nhiễm các dòng kênh và sông ngòi ngày càng trở nên trầm trọng hơn . Trong khi đó thì sông ngòi lại chính là nguồn cung cấp nước uống chủ yếu . Do đó , đòi hỏi phải có những hành động mới về vấn đề nước thải .
Lúc đầu vấn đề của nước thải chỉ là xem xét về mặt đục hay trong . Và người ta chỉ đặt các song chắn rác , các rây ở đầu ra của hệ thống cống trước khi đổ ra sông . Ngoài việc làm cho nước nhìn đỡ kinh , việc đặt các thiết bị này còn giúp bảo vệ các máy bơm và cũng để sử dụng chất thải cho đất .
Chỉ đến khi phát minh về bể lắng ra đời thì mới đáng gọi là một cải thiện thật sự cho tình hình . Các bể lắng làm nhiệm vụ loại bỏ các cặn dễ lắng trước khi nước thải được đổ ra sông hoặc được xử lý cao hơn . Khoảng 1/3 lượng ô nhiễm hữu cơ có thể được giữ lại nhờ phương pháp này , nên đã làm giảm đáng kể lượng ô nhiễm của các sông .
Cho đến thập niên 1950 , nhiểu nhà máy xử lý nước của Đức chỉ sử dụng xử lý cơ học để loải chất rắn hữu cơ và vô cơ ( Sickert,1998) . Kết quả là , 1 lượng bùn lớn liên tục được tạo ra và đặt yêu cầu cần giải quyết.

Bởi vì trong những ngày đầu của W&WT , cống rảnh cũng như bể lắng là những phát minh của các kỹ sư , cho nên xử lý chất thải trở thành lãnh địa riêng của kỹ sư công chánh . Những nhóm ngành khác không hứng thú gì về vấn đề này . Vì vậy , những nghiên cứu vào thời này ( từ trước cho đến sau thế chiến II một chút ) chỉ tập trung vào việc lắp đặt kỹ thuật của bể lắng có lên men bùn . Những tiến bộ thật sự chỉ được tạo ra ở những khu vực công nghiệp phát triển mạnh mẽ của Đức , Ruhr và Emscher . Một nhà tiên phong nổi bật của thời này là Karl Imhoff(chắc các bạn còn nhớ đến bể lắng Imhoff) . Những tiến bộ kỹ thuật liên tục được phát triển vào thời này , bể lắng Imhoff và những cải biên của nó vẫn còn được sử dụng cho đến những năm 1040s và 1950s .
Những nghiên cứu khác trong giai đoạn này liên quan đến mức độ có mặt của các loài ký sinh đường ruột hoặc vi khuẩn gây bệnh có trong bùn tùy thuộc thời gian và điều kiện lên men . Cũng thu được các kiến thức căn bản về sự ảnh hưởng của thời gian lên men và nhiệt độ lên mức độ sản sinh biogas và thời gian lưu nước . Người ta tìm được nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển tối ưu của vi khuần chịu nhiệt trong bùn khi vận hành kỹ thuật là 33 o C . Tuy nhiên , phát hiện này chưa được áp dụng mãi cho đến lúc ra đời những bề phân hủy được gia nhiệt .
Sau đó người ta tiếp tục phát hiện ra sự phân huỷ kị khí có thể xảy ra ở nhiệt độ khá cao :55 oC , nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩn ưa nhiệt ở bùn cống . Tuy nhiên , ngoài việc áp dụng cho Moscow và Los Angeles , các bể phân hủy ưa nhiệt vẫn chỉ được vận hành trong các phòng thí nghiệm hoặc mô hình tại công trường . Ngày nay , bể phân hủy ưa nhiệt được dùng trong các nhà máy nông sản kết hợp lên men vì nó có thể diệt vi sinh gây bệnh .


Được nvl sửa chữa / chuyển vào 08:11 ngày 14/01/2004

hello , xin lỗi nghe , nhà tui không có font unicode nên đã đánh toàn bộ bài này trên vni-times . Phiền anh NTA chuyển mã giùm , nếu không được các bạn xem đỡ trong word vậy .
Được cuong_quoc sửa chữa / chuyển vào 21:11 ngày 13/01/2004

Bạn có thể vào địa chỉ này rồi download phần mềm Unikey xuống và gõ Unicode
http://unikey.sourceforge.net/links.php
Để có font Unicode, bạn download từ địa chỉ www.vnexpress.net
http://www.ttvnol.com/forum/f_62
http://www.ttvnol.com/forum/f_394
Được nvl sửa chữa / chuyển vào 08:15 ngày 14/01/2004

Cam on anh nvl da chuyen ma gium . Da load duoc font unicode nhung tai lo viet toan bo bang vni roi . Neu anh gui gium cai phan mem chuyen ma luon thi hay qua . Tai em day con dang chinh sua noi dung lai .
Bể lọc sinh học ra đời :
Các loại song chắc rác hay bể lắng nói chung là không giải quyết được vấn đề như đã bàn ở trên . Các năm 1902 . 1908 , 1909 , Kolkwitz và Marsson đã giới thiệu một phương pháp mới và dựa trên sinh học để điều khiển và giám sát ô nhiễm : hệ sinh vật sống hoại sinh . Giai đoạn này được đánh dấu bằng việc phát hiện ra thêm nhiều thông tin về ô nhiễm , giải đáp ?~như thế nào là ô nhiễm?T và quá trình tự làm sạch của sông . Các thông tin này có được nhờ các sinh vật , vi sinh , protozoa chỉ thị sinh học .Cuối cùng Liebmann năm 1960 đã tổng hợp các kết quả và cho ra các thống số hóa học có tính ứng dụng thực tế hơn .
Những chỉ số sinh vật hoại sinh này cho thấy ô nhiễm sông ngòi hiện thời đã vượt quá khả năng tư làm sạch , đặc biệt là ở những khu vực đông dân . Các cửa cống đặt cách nhau một khoảng quá ngắn không đủ để bảo đảm cho sự phân hủy hoàn toàn chất ô nhiễm hữu cơ . Như vậy câu hỏi đặt ra là làm thế nào để giảm sự ô nhiễm của các chất hữu cơ có thể phân hủy được trước khi thải ra sông
Câu trả lời lúc này là Trikling filters _ bể lọc sinh học nhỏ giọt _ đến từ Anh . Bể lọc sinh học nhỏ giọt có nguồn gốc kỹ thuật xuất phát từ soil filter (Royal commission of sewage disposal , 1908) . Thay vì sử dụng đất thì giờ đây các loại cát , sỏi , đá được cho vào 1 bể thành đống cao 2-3 m và nước thải được tứơi lên bề mặt . Sau một thời gian ngắn , một lớp màng sinh học sẽ phát triển trên bề mặt của các loại vật liệu trên (đây là cách giải thích mới chứ hiện thời người ta không biết điều này , xem tiếp các bạn sẽ biết) . Để tránh thết bị bị tắt nghẽn , nước thải phải được cho qua bể lắng trước .
Theo lý thuyết của Dunbar thì qúa trình xử lý của bể lọc nhỏ giọt gồm 2 giai đoạn :
1/ hấp phụ chất hữu cơ lên bề mặt của các vật liệu đỡ .
2/ tiếp theo là quá trình khoáng hóa .
Lý thuyết hấp phụ là kết quả của các kỹ sư công chánh , vốn có suy nghĩ thiên về vật lý , mà họ không nhận ra bản chất sinh học của vấn đề . Thực chất thì sự khoáng hoá xảy ra trong suốt quá trình , còn việc hấp phụ trên bề mặt vật liệu rắn chỉ là phụ mà chủ yếu là sự tạo lớp film do vi sinh vật bám dính . Thế nhưng vào thời này , việc hấp phụ đơn thuần theo kiểu hoá lý được coi là chủ chốt giải thích cho việc phải cần một khoảng thời gian khi vận hành và cũng được coi là phần cơ bản kỹ thuật xử lý nước thải bằng trickling filter và thậm chí nó còn được dùng để giải thích cho quá trình bùn hoạt tính nữa . Như vậy theo lý thuyết trên thì khi quá trình xử lý dùng bể lọc đạt hiệu quả thì cần 1 khoảng thơì gian trước hết là cho quá trình hấp phụ diễn ra , sau đó là đến giai đoạn phân hủy . Điểu đó có nghĩa là hệ thống không thể hoạt động liên tục , tốc đột thấp và thiết bị cồng kềnh . Nhờ hoạt động vơí tốc độ thấp như vậy , mà trên thực tế các chất ô nhiễm hữu cơ đã được oxy hoá hoàn toàn .
Không chỉ có vi khuẩn mới phát triển trong bể lọc , mà còn có các loài trùng đất , côn trùng , protozoa , vv . Pshycoda , một loài ruồi gây phiền nhiễu hay xuất hiện trong thiết bị , đã thu hút được nhiều nghiên cứu . Thiết bị phải được rửa khoảng 2 lần 1 năm để tránh bị tắt nghẽn .
Theo các xem xét về mặt lý thuyết và các quan sát thực tiễn trên các bể lọc sinh học ở tốc độ thấp , chất lượng nước đã ổn định và trong ,không cần thiết phải lắp đăït thêm các công trình làm trong nước phía sau .Thiết bị đã được sử dụng ở Đức cho đến tận thế chiến II , mặc dù đã có những hiểu biết mới về quá trình sinh học xư lý nước : bùn hoạt tính , một quá trình sinh học hiệu quả hơn hẳn trikling filters . Để bắt kịp với hiệu quả của quá trình bùn hoạt tính , người ta đã cho vận hành trickling filters với tốc độ cao hơn kèm theo bể làm trong . Nhiều nghiên cứu đã được xúc tiến : thay đá sỏi bẳng các vật liệu nhân taọ để tăng diện tích bề mặt tiếp xúc , nâng chiều cao , tìm hiểu mối quan hệ giữa sự tạo lớp film và tróc film .
Thời kì mà trickling filter làm bá chủ trong kỹ thuật xử lý hiếu khí kết thúc vào cuôí thập kỉ 1950s . Mặc dù không thể cạnh tranh với bùn hoạt tính , nhưng nói chung TF vẫn được áp dụng cho các loại nước thải đặc biệt hoặc ở các vị trí đặc biệt mà bùn hoạt tính không thể lắp đặt được . Cho đến tận ngày nay , chúng vẫn được dùng để :
- second stage cho xử lý hiếu khí để loại BOD dư và khó xử lý .
- dùng trong quá trình nitrate hoá .
Lý do : các loại fixed-film có thể giữ được nhiều loại vi khuẩn hơn bùn hoạt tính do thời gian lưu của vi sinh ở đây dài hơn . Một dạng đặc biệt của trickling filter là bể rotating disc . Được giới thiệu tại Hoa Kì thập niên 20 bởi Buswel (1928) , đến Châu Aâu vào thập thiên 50 . Vận hành đơn giản , không bị nghẽn , ít tốn năng lượng , tạo biofilm dễ lắng à sự lưạ chọn của các công đồng nhỏ với lượng nước thải nhỏ hay một số ngành công nghiệp .
Được nvl sửa chữa / chuyển vào 18:02 ngày 15/01/2004

Mở rộng hiểu biết về vấn đề lý thuyết :
Vào đỉnh điểm sự phát triển của trikling filter (giữa nửa đầu thế kỉ) , một nghiên cứu quan trọng được Streeter và Phelps thực hiện (1925) ở Mỹ . Khi tìm hiểu quá trình tự làm sạch của sông Ohio bằng cách giám sát BOD , họ nhận thấy sự phân hủy của chất hữu cơ gần như theo kiểu phản ứng bậc 1 . Từ đó BOD được dùng để
- xác định mức độ ô nhiễm của nước thải
- đo hiệu quả xử ly
- khả năng tự làm sạch của sông .
-
Ngoài ra , sự phụ thuộc của quá trình phân hủy sinh học vào nhiệt độ cũng được khảo sát , dẫn đến sự chuẩn hóa cho BOD test về nhiệt độ : 20 độ C , ở nhiệt độ này , mỗi ngày khoảng 20% của phần chất ô nhiễm còn lại sẽ bị oxy hoá . Sau 5 ngày , chất hữu cơ sẽ bị oxy hoá hết , bắt đầu sự oxy hoá ammonia .
Lý thuyết phản ứng sinh học bậc 1 cho sự phân hủy chất hữu cơ đã mở rộng các nghiên cứu cơ bản . Đặc biệt , ở Mỹ , tất cả các loại chất hữu cơ đều được kiểm tra khả năng phân hủy trong thiết bị phản ứng bằng cách đo BOD .
Tuy nhiên , một tiếp cận thật công nghệ sinh học đã bị cản trở vào thời này vì sự kiên quyết suy nghĩ theo hướng hóa lý : ?~hấp phụ hóa học mới là quá trình chủ yếu chứ không phải là sinh học?T của các kỹ sư công chánh .
Phải mất đến hơn 30 năm mới thay đổi được suy nghĩ này.
Chỉ đến thập niên 50 , 60 thì phản ứng BOD mới được hiểu rõ . Ở Mỹ , nghiên cứu của Hoover và Bush (1911) đã tạo ra thay đổi . Ở Đức , nhiều cải tiến đã được thực hiện bởi Hartman và các sinh viên (1992) . Sự phát triển của vi khuẩn giờ đây đã được biết đến như nguyên nhân chính của phản ứng BOD . Mặc dù không ai phủ nhận bản chất vi khuẩn học của vấn đề , nhưng phản ứng bậc 1 vẫn dễ dàng hơn cho các kỹ sư trong việc mô tả quá trình . Bush đã xác định thời điểm ổn định của BOD và nhận ra rằng chính nó xác định điểm kết thúc của những phản ứng phân huỷ chất hữu cơ hòa tan. BOD ổn định này có thể đạt được trong BOD test ở dưới 24 giờ và tuân theo các quy luật động học enzyme (Hartmann, 1992) .
Điều này là một nền tảng vững chắc củng cố cho những phân tích về tính dễ phân hủy của những loại nước thaiû có thành phần chưa được biết đến trước đó từ công nghiệp hóa chất . Các kết quả của các thí nghiệm trên được diễn tả và giải quyết về mặt toán học để từ đó cho phép tạo ra các thiết kế và vận hành kỹ thuật thật hợp lý và bảo đảm ứng dụng được .
Sự tiêu thụ oxy sau khi BOD đạt trạng thái ổn định là kết quả của sự oxy hoá nội bào của vi khuẩn và do hoạt động của các vi khuẩn dạng sơị , nitrat hoá . Nhờ đó , chúng ta đã nhận biết được giới hạn kỹ thuật của việc loại bỏ chất hữu cơ ra khỏi 1 loại nước thải nào đó , đó là điểm ổn định của sự tiêu thụ oxy sinh học .
Được nvl sửa chữa / chuyển vào 08:31 ngày 16/01/2004

Bùn hoạt tính :
Được phát minh bởi : Ardern vaw Lockett (1915) vào đầu thế kỉ này và thường được được sử dụng cho các thành phố lớn vì nó đòi hỏi một cách thức vận hành phức tạp . Vào thời đó , lý thuyết căn bản cho bùn hoạt tính cũng được đặt ra giống như đối với trickling filter : 2 giai đoạn hấp phụ và oxi hoá sinh học.
Ngày nay ,bùn hoạt tính được xem như một loại màng sinh học lơ lửng tự do bao gồm vi khuẩn và protozoa làm nhiệm vụ làm sạch nước thải . Đây là 1 quan niệm mới , trái với sự tin tưởng của lý thuyết lúc đầu rằng chính những điều kiện hoá lý đặc biiệt mới cần thiết cho việc tạo ra và ổn định bông bùn .
Những nghiên cứu về mặt sinh học tập trung vào thành phần của hệ vi sinh sợi ở những tải lượng khác nhau . Vi khuẩn sợi được biết đến nhờ khả năng loại bỏ phần lớn các keo , vì vậy đảm nhận công việc làm trong (polishing job) .
Một vấn đề rất lớn của bùn hoạt tính là hiện tượng sludge bulking , mà từ đó nhiều lý thuyết đã ra đởi , nhưng giải pháp kỹ thuật thì hiếm khi đạt được . Những vấn đề quan trọng hơn liên quan đến việc sục khí và kỹ thuật sục khí , bởi vì đây chính là khâu tốn kém nhất của cả hệ thống . Rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện và rất nhiều thiết bị đã được tạo ra , cạnh tranh lẫn nhau . Nồng độ oxy cần thoả mãn cho nhu cầu của vsv để chúng phân hủy carbonhydrates là 0.5 ppm nhưng là khoảng 4ppm đối với việc nitrate hoá .
Pasveerlaw một trong những nhà tiên phong xác định khả năng oxy hoá của hệ thống sục khí (Pasveer,1958a) đã cung cấp 1 phương pháp phân tích để so sánh những hệ thống sục khí khác nhau .
Theo các lý thuyết lúc bấy giờ , khi tiếp xúc với nước thải , bùn sẽ hấp phụ các chất hữu cơ , sau đó bùn được đem vào bể sục khí lại để nhả hấp (!!) , nhả tất cả các chất hữu cơ đó ra , xong bùn mơí được tuần hoàn lại hệ thống để hấp phụ tiếp . Cái lý thuyết hấp phụ này mặc dù sai lầm về mặt khoa học nhưng vẫn tồn tại trong đầu của các kỹ sư và nhà kỹ thuật cho đến tận những năm 70 .Các hệ thống bùn hoạt tính được thiết kế và xây dựng nhưng việcï tái sục khí và tuần hoàn bùn đã được loại bỏ tứ thập niên 60 .
Những nhà máy bùn hoạt tính được cho hoạt động ở những tốc độ tải khác nhau . Ơ tốc độ tải cao , sự oxi hóa là không hoàn toàn . Ngược lại sự oxy hoá xảy ra hoàn toàn ở tốc độ tải thấp .
Thời gian sục khí thường được dùng ở Mỹ là 6 -12 giờ .
Từ rất sớm , người ta đã hiểu rằng những tốc độ tải khác nhau sẽ tạo ra các hệ sinh học khác nhau với những quần thể sinh vật sợi khác nhau .
Tốc độ tải thấp (F/M < 0.2) : oxy hoá hoàn toàn , cả ammonia
Tốc độ tải cao (F/M = 2) :chỉ loại được BOD ổn định (chỉ oxh chất hữu cơ, không bao gồm oxh nội bào và ammonia) .
Một khía cạnh rất quan trọng của quá trình bùn hoạt tính là việc xử lý bùn . Cần cò những cải tiến kỹ thuật để đối phó với lượng bùn dư khổng lồ . Người ta cần một phương pháp xử lý bùn với tốc độ cao hơn . Điều này đạt được nhờ bể phân hủy được gia nhiệt , với thời gian lưu từ 30 đến dưới 10 ngày .
Để tăng hiệu quả tách nước , ngoài việc cho ổn định bùn với thời gian lưu ngắn , người ta bỏ thêm các chất keo tụ vào .
Biogas sinh ra trong suốt quá trình kị khí ổn định bùn được dùng cho sản xuất nhiệt và điện để giảm chi phí cho xử lý hiếu khí .
Tuy nhiên người ta vẫn chưa hiểu một điều : các phản ứng của vi khuẩn dưới những điều kiện tối ứu đối với nước thải đô thị có nồng độ chất ô nhiễm thấp và nồng độ vi khuẩn cao thì không phải kéo dài hàng giờ , mà chỉ tính theo phút . Những nghiên cứu để làm rõ vấn đề đã được thực hiện ở Switzerland cuối thập niên 50 . Chúng cho thấy một mối quan hệ chắc chắn và hầu như chính xác về mặt toán học giữa những điều kiện kỹ thuật của việc vận hành và hiệu quả xử lý . Chỉ có những chất xúc tác sinh học là cần thêm vào .
Tuy nhiên , trong thực tế kỹ thuật , mặc dù đã hiểu rõ quá trình bùn hoạt tính là 1 quá trình công nghệ sinh học , nền tảng lý thuyết của nó vẫn chưa được chấp nhận . Điều này là do các nhà sinh học , đặc biệt là các nhà vi sinh vật học , vẫn thực sự ?~bước chân?T được vào lĩnh vực này-xử lý nước thải , mặc dù những tiến bộ trong việc hiểu rõ hơn đã được thực hiện bởi Hartmann và các sinh viên . Họ đã tìm ra mối quan hệ giữa quá trình BOD và quá trình bùn hoạt tính : những giai đoạn khác nhau của quá trình BOD được liên hệ với các giai đoạn của quá trình xử lý bùn hoạt tính .
Một dạng đặc biệt của bùn hoạt tính ?" ao sinh học (oxidation pond) được giới thiệu tại Hà Lan do Pasveer(1958b,1964) và được chấp nhận rộng raiõ bởi các cộng đồng nhỏ và ngành công nghiệp nhờ mẫu có vận hành và xây đựng đơn giản .

Được nvl sửa chữa / chuyển vào 08:36 ngày 16/01/2004

CHẤT TẨY RỬA
Vào cuối thập niên 50 , vấn đề lớn nhất ảnh hường đến các triết lý của xử lý nước thải và luật xử lý nước là chất tầy rửa . Vấn đề phải được nhanh chóng giải quyết và đã tìm ra giải pháp cấp kì .
Vấn đề bắt đầu khi người ta thay thế xà phòng bằng các loại chất tẩy rửa để giặt giũ quần áo và điều này đã làm cho các bể bùn hoạt tính chìm ngập trong bọt và bọt vào mỗi sáng . Bọt trào ra ngoài, tràn ngập , làm cho bể bùn lênh đênh giữa một vùng trắng xoá bọt . Hầu hết các loại chất tẩy rửa thời đó đều thuộc nhóm không thể phân hủy sinh học hoặc chỉ bị phân hủy chút ít à đầu vào và đầu ra bể bùn hầu như không thay đổi ! Thế là các con sông bị ô nhiễm nặng và đầy bọt .

Tình thế cấp bách , ngay lập tức luật mới ban hành đòi hỏi các loại chất tẩy rửa phải phải dễ phân hủy sinh học và cấm các loại còn lại . Các hợp chất hoá học có khả năng tẩy rửa khác được nghiên cứu tính phân hủy sinh học và tính dễ phân hủy phải được chứng minh trước khi được phép sử dụng .
Thành công đầu tiên này của việc sử dụng luật để cấm một loại hóa chất nào đó này đã mở đường cho các bước tiếp theo . Trong những năm tiếp theo , những luật khác đã được đặt ra để giới hạn nồng độ ion kim loại nặng trong bùn và được sử dụng làm phân bón để tránh sự tích luỹ các chất này vào thực vật .Khái niệm chất ô nhiễm không phân hủy và hydrocacbon có clo đã được chú ý và những tiêu chuẩn cho hiệu quả xử lý đã được đặt ra .
Kết quả của việc nhận thức và hành động này là đã giảm được lượng nước thải , dbl trong công nghiệp bằng cách thay đổi công nghệ . Chất thải và nước thải không còn được xả vào cống mà không phải trả tiền . Số tiền trả phụ thuộc vào thể tích hoặc lượng chất ô nhiễm . Sẽ đỡ tốn tiền hơn nếu như xử lý sơ bộ nước thải tại nhà máy hoặc giảm lượng thải trước khi đưa đi . Một hướng giúp hạ chi phí khác là có thể biến chất ô nhiễm thành một nguyên liệu thô dùng cho ngành khác .

Xử lý bậc cao
Đến đầu thập niên 70 thì nền tảng của xử lý nứớc thải đã được hiểu rõ cũng như các việc tối ưu hóa công nghệ cũng đã được thực hiện . Một nhà máy xử lý lí tưởng cho nước thải đô thị bao gồm một dây chuyền các bể bùn hoạt tính mắc nối tiếp để loại Cacbon (thời gian lưu khoảng 1 giờ) , kế đến là bể lọc sinh học để oxh ammonia thành nitrate , phân hủy các hợp chất hữu cơ khó bền và làm trong nhờ vi khuẩn sợi . Trong trường hợp cần chất lượng nước cao thì thêm tiếp một khâu hấp phụ bằng than hoạt tính . Bể sục khí được chia nhỏ ra để tiện dụng .
Thỉnh thoảng để kinh tế hơn , người ta không sử dụng bể lắng đợt 1 , cho rằng nó không cần thiết vì phần lớn bùn đợt 1 là vi khuẩn mà nó sẽ được ổn định khi vào bể hiếu khí . Bùn dư được cho vào trong bể phân hủy kị khí để tạo biogas , lấy năng lượng cho hệ thống hoạt động .
Dây chuyền kiểu này đã không còn được sử dụng do những yêu cầu mới . Vào thập niên 50 , khử phosphate đã được yêu cầu thực hiện đối với các nhà máy xử lý xả thẳng ra sông để tránh hiện tượng phú dưỡng hoá . Hầu hết sử dụng phương pháp kết tủa hóa học vào thời điểm này .
Vào thập niên 80 , phú dưỡng hóa trở thành vấn đề nghiêm trọng . Biển Baltic , biển Bắc nhận hầu hết nước thải từ Anh , Hà Lan , Đức và Đan Mạch hứng chịu sự bùng ổ tảo nghiêm trọng , gây ra bởi sự dư ô nhiễm N và P .
Vấn đề này phải được giải quyết bằng những công nghệ cải tiến . Cơ sở lý thuyết của việc loại hợp chất N bằng sinh học đã được biết . ?" dựa trên sự oxh ammonia theo sau là khử nitrate .
Loại phosphate lúc đầu sử dụng phương pháp kết tủa hóa học , nhưng ũng có thể thực hiện bằng cách tích luỹ phossphate trong vi khuẩn .
Tuy nhiên kết hợp loại N và P trong cùng 1 nhà máy xử lý là một việc khó khăn vì cả hai cùng cần một lượng C , mà nếu đáp ứng thì sẽ không đủ . Giải pháp tối ưu vẫn còn đang được bàn cãi trong hiện tại .
Phân hủy kị khí :
Trước kia, phân hủy kị khí dường như chẳng có ứng dụng gì đặc biệt ngoài việc ổn định bùn . Tình hình bắt đầu thay đổi từ thập niên 70 và các tiến bộ vẫn còn đang tiếp diễn ngày nay . Những nghiên cứu chi tiết về độ đa dạng của các quần xã vi sinh vật sống trong bùn được nối tiếp theo công trình đầu tiên của Buswell và Sollo(1948) và đã cho thấy những hiểu biết cặn kẽ hơn về những yêu cầu môi trường , về sinh lý , và hoá sinh của các nhóm vi sinh sống trợ dưỡng trong lớp bùn . Hiểu biết rõ về các cơ chế tương tác qua lại và điều khiển quá trình cho phép chúng ta thiết kế các công nghệ đặc biệt không chỉ để xử lý bùn mà còn để xử lý chất thải lỏng nồng độ cao . Cho đến thời điểm đó thì loại chất thải này khi cho vào hệ thống bùn hoạt tính thì bị hiện tượng bulking trong khi cho vào lọc nhỏ giọt thì lại bị tắc nghẽn .
Xử lý bùn bằng phương pháp kị khí xử dụng bể khuấy trộn hoàn toàn , có tuần hoàn bùn , trong khi phương pháp kị khí xử lý nước thải sử dụng bể kị khí giá thể ?~sôi?T hoặc giá thể cố định để xử lý nước thải ô nhiễm cao trong thí nghiệm hoặc thực tế . Sau đó năm 1980 , UASB lần đầu tiên được giới thiệu tại Hà Lan . Một bể tương tự là Clarigester của Mc Carty(1982) .

Các lỗ hỗng , thiếu sót , và viễn cảnh
Tổng kết lịch sự phát triển của xử lý nước thải cho đến hiện tại có thể thấy rằng hết một nửa thời gian này , các hiểu biết khoa học đã bị tụt lại phía sau các hiểu biết kỹ thuật . Các nhà máy thì vẫn hoạt động hiệu quả trong khi người vận hành nó không hiểu hay nói đúng hơn là hiểu sai vấn đề . Các kỹ sư công chánh đã đảm đương toàn bộ công việc của ngành xử lý nước thải , từ việc thiết kế kỹ thuật , vận hành , rút kinh nghiệm , và kết quả thì nói chung là hầu hết đều đạt yêu cầu .
Do đó có thể nói xử lý nước thải trong thời kì này giống với hai từ ?~nghệ thuật?T hay cần có tay nghề chứ không phải là một công trình dựa trên những kết quả nghiên khoa học . Tuy nhiên , các kỹ sư cũng đã có những đóng góp quan trọng , đưa ra những ý kiến và lý thuyết căn bản của quá trình sinh học .
Sau đó yêu cầu về mức độ xử lý ngày càng cao , và do đó đòi hỏi phải có những hiểu biết chắc chắn và chi tiết về quá trình sinh học ?" căn bản của xử lý nước thải . Các nhà hoá học và sinh học đã khởi đầu cho những hiều biết nền tảng này một cách khoa học từ cách đây 20-30 năm và sự phát triển vẫn đang tiếp tục cho đến ngày nay .
Ngày nay , ngược lại , các kỹ năng kỹ thuật lại đi theo sau các hiểu biết khoa học Khoa học nghiên cứu ra các kiến thức mới mà kỹ thuật chưa khai thác đến hoặc nếu có thể sử dụng thì gặp phải trở ngại về giá thành .
Hiện nay ,nguyên nhân chủ yếu của việc xử lý thiếu hiệu quả là : thành phần nước thải đô thị không ổn định theo thời gian , trong khi đó thì vi sinh vật cần một môi trường ổn định tối ưu về mặt lý hóa .
Một vấn đề lớn nữa của xử lý nước thải là thành phần dinh dưỡng của nó . Lượng C luôn thiếu so với yêu cầu cho việc xử lý N hoặc P , và thậm chí còn thiếu nặng khi muốn khử cả hai .
Việc xử lý nước thải cần được nhìn xa hơn chứ không phải đơn thuần là công việc ở cuối đường ống : các hợp chất có khả năng ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình xử lý cần được giữ cho không đi vào hệ thống hoặc phải thu hồi trước ở cái giai đoạn mà nó còn nhiều đủ để thu hồi . Chỉ có những chất ô nhiễm không thể tránh khỏi mới được phép đưa vào .
Được nvl sửa chữa / chuyển vào 08:43 ngày 16/01/2004

Hết rồi ! Thật ra là còn một phần nhỏ về xử lý bằng đất nữa nhưng tôi không hiểu rõ cho lắm nên không dịch . Hy vọng các bạn không làm đầu các bạn phải ... bốc khói khi đọc bài này , vì bản thân tôi cũng thấy có nhiều chỗ không rõ lắm , nhưng do trình độc của tôi chỉ tới đó không thể làm hơn thế được . Mong các bạn thông cảm và không bị mất hứng với chủ đề mà tôi thấy rất hay này .
Nếu có chỗ nào vô lý quá hay thấy dịch ''nhu'' quá thì các bạn hãy thẳng tay mà góp ý cho tôi với ! Cũng như là chỗ nào các bạn nghĩ ''dịch như thến này nghe hay hơn nè'' thì cũng xin chỉ giáo giúp .
Thú thiệt đọc tiếng Anh riết tự nhiên Việt văn của tôi dở tệ , kiếm từ không ra , cấu trúc câu thì viết như là tiếng Anh , chính tôi đọc cũng thấy khô khan , nhức đầu .
Bởi vậy rất mong chờ sự đóng góp sửa chửa của các bạn !