Luận án Nghiên cứu xử lý kết hợp bùn bể tự hoại với bùn của trạm xử lý nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học kị khí (lên men ấm)

quả thí nghiệm và thảo luận 
3.5.1. Thí nghiệm BMP1 
Kết quả thí nghiệm BMP1 phân hủy kị khí bùn nuôi cấy và bùn cơ chất riêng 
là bùn bể tự hoại và các loại bùn của trạm XLNT đô thị được thể hiện ở bảng 3.6. 
Bảng 3.6. Các chỉ tiêu đầu ra của các mẫu trong thí nghiệm BMP1 
Các thông số đầu ra thí 
nghiệm BMP1 
M1 
(mẫu 
trắng) 
S1 
(M1+ 
FS) 
S2 
(M1+ 
PS) 
S3 
(M1+ 
WAS1) 
S4 
(M1+ 
WAS2) 
S5 
(M1+ 
WAS) 
pH 
7,57 
±0,04 
7,74 
±0,02 
7,74 
±0,03 
7,73 
±0,03 
7,73 
±0,02 
7,71 
±0,02 
VS ra (g/L) 
9,67 
±0,03 
9,05 
±0,07 
7,30 
±0,02 
3,92 
±0,04 
7,19 
±0,08 
6,37 
±0,09 
COD ra (g/L) 
14,27 
±0,03 
12,78 
±0,12 
10,90 
±0,15 
5,97 
±0,05 
9,90 
±0,14 
9,49 
±0,11 
VSloại bỏ (g) 
0,43 
±0,01 
1,02 
±0,02 
1,13 
±0,02 
1,06 
±0,01 
1,02 
±0,01 
1,08 
±0,02 
CODloại bỏ (g) 
0,64 
±0,01 
1,45 
±0,01 
1,70 
±0,02 
1,62 
±0,01 
1,41 
±0,01 
1,61 
±0,02 
Hiệu suất loại bỏ VS (%) 
23,04 
±0,22 
36,13 
±0,72 
40,02 
±0,28 
37,37 
±0,05 
35,95 
±0,56 
38,08 
±0,72 
Hiệu suất loại bỏ chất hữu 
cơ tính theo COD (%) 
23,14 
±2,00 
36,24 
±0,40 
40,24 
±0,56 
37,52 
±0,29 
36,08 
±0,46 
38,11 
±0,54 
VCH4 tích lũy ở các bình 
phản ứng (NmL) 
172,8 
±2,3 
401,1 
±1,5 
465,3 
±4,5 
449,8 
±3,1 
387,8 
±3,2 
438,8 
±6,1 
VCH4 do bùn cơ chất sinh ra 
(NmL) 
228,2 
±0,9 
292,5 
±2,2 
277,0 
±0,8 
214,9 
±0,8 
265,9 
±3,7 
Ghi chú: Giá trị trung bình của các mẫu lặp ± độ lệch chuẩn. 
68 
Bảng 3.6 cho thấy pH của các mẫu đầu ra tăng, VS và COD giảm so với kết 
quả phân tích các chỉ tiêu đầu vào thí nghiệm BMP1 trong quá trình phân hủy kị khí 
lên men ấm 350C. Lượng VS của các mẫu giảm chính là phần chất hữu cơ được phân 
hủy trong các bình phản ứng chuyển hóa thành biogas. Quá trình phân hủy kị khí của 
các mẫu diễn ra trong môi trường có pH dao động từ 7,17 đến 7,74 nằm trong khoảng 
giá trị pH = 6,6 ÷ 8,5 được nêu ra trong nghiên cứu của Yvonne (2014) [134] về phân 
hủy kị khí của chất thải sinh học ở các nước đang phát triển; và tương đương với kết 
quả nghiên cứu pH = 6,8 ÷ 7,8 của Guang (2015) [63] khi đánh giá tính chất của 
protein và cacbonhydrat trong phân hủy kị khí bùn ở chế độ lên men ấm 36±10C. 
 Các bình phản ứng S1, S2, S3, S4 và S5 có hiệu suất loại bỏ VS nằm trong 
khoảng là 35,95% - 40,02% và hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ tính theo COD 36,08% 
- 40,24%. Kết quả này cũng phù hợp với các kết quả nghiên cứu đã công bố của 
Habiba và các cộng sự (2009) [64] khi thực hiện nghiên cứu tăng khả năng ổn định 
bùn hoạt tính trong quá trình phân hủy kị khí cho phép hiệu suất loại bỏ VS 30% ÷ 
45%; nghiên cứu của Nielfa và các cộng sự (2015) [97] khi thực hiện thí nghiệm BMP 
để phân hủy kị khí chất thải rắn hữu cơ và bùn sinh học từ trạm XLNT ở 350C trong 
thời gian 39 ngày đã cho hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ tính theo COD và VS của bùn 
sinh học tương ứng 36% và 45%; Magdalena (2012) [88] nghiên cứu tại phòng thí 
nghiệm khi phân hủy kị khí bùn nén và chất thải rắn hữu cơ ở 350C, thời gian lên men 
18 - 20 ngày, đã cho hiệu suất loại bỏ VS là 39,78% - 40,87% và COD là 43,58% - 
44,08% khi phân hủy đối với 100% bùn nén. 
Thể tích khí CH4 sinh ra hàng ngày và tích lũy theo ngày của các mẫu sinh ra 
trong thí nghiệm BMP1 được tính quy đổi về điều kiện tiêu chuẩn theo công thức 3.7, 
theo công thức 3.4 tính được thể tích khí CH4 sinh ra khi 1 gam chất hữu cơ tính theo 
COD của bùn trong các mẫu được loại bỏ và theo công thức 3.5 tính được hiệu suất 
sinh khí CH4 của các mẫu, kết quả tính toán được thể hiện trên hình 3.8. 
Hình 3.8 cho thấy S3 có thể tích khí CH4 thu được 277,4±2,9 NmL/gCODloạibỏ 
tương ứng hiệu suất sinh khí cao nhất là 79,26±0,81%. Mẫu S1 thu được 
276,8±3,2NmL CH4/gCODloại bỏ với hiệu suất sinh khí 79,09±0,90% cao hơn mẫu S2, 
69 
S4, S5 tương ứng là 1,34%, 0,32%, 1,39% và thấp hơn mẫu S3 là 0,22%. 
Hình 3.8. Thể tích khí CH4 (NmL/gCODloại bỏ) và hiệu suất sinh khí CH4 (%) của 
các mẫu trong thí nghiệm BMP1. 
Như vậy mẫu S1, S2, S3, S4 và S5 cho hiệu suất sinh khí CH4 từ 78,01% đến 
79,09%. Hiệu suất sinh khí CH4 của các mẫu này thấp hơn so với cách tính theo lý 
thuyết khoảng 20,91% - 21,99%. Sự khác biệt này cho thấy có thể do tỷ lệ COD/TN 
của các mẫu bùn trong thí nghiệm dao động từ 114:7 – 135:7 thấp hơn tỷ lệ COD/TN 
= 350:7 – 1000:7 của các nghiên cứu trước đây về điều kiện tối ưu cho quá trình phân 
hủy kị khí [61], [114]. Ngoài ra, trong quá trình phân hủy kị khí, lượng khí CH4 giảm 
có thể do lượng chất hữu cơ tính theo COD bị vi khuẩn khử sulfate, khử nitrat tiêu 
thụ do trong bùn có chứa sulfate, nitrat dẫn đến sự cạnh tranh về cơ chất của vi khuẩn 
khử sulfate, khử nitrat và nhóm vi sinh vật lên men sinh axit – sinh mê tan [49]. 
Các bình phản ứng trong thí nghiệm BMP1 được nạp bùn nuôi cấy cùng một 
thể tích như nhau và khối lượng VS của bùn cơ chất là bằng nhau, do đó chỉ tính riêng 
cho bùn cơ chất thì tổng thể tích khí CH4 sinh ra sau 25 ngày thí nghiệm do FS, PS, 
WAS1, WAS2 và WAS phân hủy kị khí lần lượt là 228,2±0,9NmL, 292,5±2,2NmL, 
277,0±0,8NmL, 214,9±0,8NmL và 265,9±3,7NmL. Trong đó, PS cho tổng thể tích 
khí CH4 cao nhất, WAS2 cho tổng thể tích khí CH4 thấp nhất. Thể tích khí CH4 tích 
lũy theo từng ngày của các bùn cơ chất được thể hiện trên hình 3.9. 
276.8 273.1 277.4 275.9 273.0
79.09 78.04 79.26 78.84 78.01
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
S1 S2 S3 S4 S5
T
h
ể 
tí
ch
 C
H
4
 (
N
m
L
/g
C
O
D
 l
o
ại
b
ỏ
) 
v
à 
H
iệ
u
 s
u
ất
 s
in
h
 C
H
4
 (
%
)
Thể tích khí CH4 NmL/gCOD loại bỏ Hiệu suất sinh khí CH4 (%)
70 
Hình 3.9. Thể tích khí CH4 tích lũy theo ngày do bùn cơ chất sinh ra trong 
thí nghiệm BMP1. 
Thể tích khí CH4 sinh ra khi phân hủy 1 g VS của bùn cơ chất được xác định 
theo công thức 3.6 và thể hiện trên hình 3.10. 
Hình 3.10. Thể tích khí CH4 (NmL/gVSbùn cơ chất vào) và tổng thể tích khí CH4 (NmL) 
do bùn cơ chất sinh ra trong thí nghiệm BMP1. 
Hình 3.10 cho thấy phân hủy kị khí PS cho tổng thể tích khí CH4 cao nhất là 
292,5±2,2 NmL tương ứng với 310,5±2,3 NmL CH4/gVSbùn cơ chất vào, WAS2 cho tổng 
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
T
h
ể 
tí
ch
 k
h
í 
C
H
4
(N
m
L
/g
V
S
 b
ù
n
 c
ơ
 c
h
ất
 v
ào
)
Thời gian (ngày)
FS PS WAS1
WAS2 WAS
242.3
310.5
294.0
228.2
282.3
228.2
292.5
277.0
214.9
265.9
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
FS PS WAS1 WAS2 WAS
T
h
ể 
tí
ch
 k
h
í 
C
H
4
 (
N
m
L
 h
o
ặc
N
m
L
/g
V
S
 b
ù
n
 c
ơ
 c
h
ất
 v
ào
)
Thể tích khí CH4 NmL/gVS bùn cơ chất vào
Tổng thể tích khí CH4 (NmL) do bùn cơ chất sinh ra
71 
thể tích khí CH4 thấp nhất là 214,9±0,8 NmL tương ứng với 228,2±0,9 NmL 
CH4/gVSbùn cơ chất vào. PS là bùn cặn tươi, chứa các chất hữu cơ thành phần chủ yếu là 
cacbonhydrat chưa bị phân hủy, WAS1, WAS2 và WAS là các bông bùn hoạt tính, 
thành phần chủ yếu là protein nên bùn thứ cấp cho hiệu suất sinh khí CH4 thấp hơn 
các chất hữu cơ là cacbonhydrat và lipit [63]. WAS cho thể tích khí CH4 là 282,3±3,9 
NmL/gVSbùn cơ chất vào cao hơn 23,7% so với WAS2 và thấp hơn 4,0% so với WAS1. 
Kết quả nghiên cứu WAS trong thí nghiệm BMP1 cao hơn kết quả nghiên cứu của 
Valentina và các cộng sự (2013) [122] khi thực hiện thí nghiệm phân hủy kị khí ở chế 
độ lên men ấm 370C, thời gian thí nghiệm 30 ngày đối với bùn nén (hỗn hợp bùn sơ 
cấp và bùn thứ cấp) cho thể tích khí CH4 là 248,8 NmL/gVSbùn cơ chất vào. 
FS trong thí nghiệm BMP1 cho tổng thể tích khí CH4 là 228,2±0,9 NmL tương 
ứng với 242,3±0,9 NmL/gVSbùncơchất vào. Kết quả này cao hơn kết quả nghiên cứu của 
Hoàng Lê Phương (2018) [22] khi nghiên cứu về phân hủy kị khí phân bùn trên mô 
hình phòng thí nghiệm ở nhiệt độ 300C – 320C trong thời gian 40 ngày đối với phân 
bùn riêng không phối trộn cho thể tích khí CH4 là 206,02 NmL/gVSphân bùn của nguyên 
liệu đầu; và cũng nằm trong khoảng giá trị nghiên cứu của Miriam (2012) [92] khi 
thí nghiệm cho các mẫu phân bùn từ hố xí đào ở Việt Nam ở điều kiện lên men ấm, 
thu được thể tích biogas từ 115 mL/gVSphân bùn đến 354 mL/gVSphân bùn với hàm lượng 
khí CH4 từ 70% đến 78% trong biogas. FS cho khả năng sinh khí CH4 tính trên gam 
VS bùn vào cao hơn 6,2% so với WAS2 và thấp hơn 22,0% so với PS; kết quả này 
cũng tương đồng với các kết quả nghiên cứu trong báo cáo của U.S. EPA (1994) [119] 
về các nghiên cứu được thực hiện thí nghiệm ở Lebanon để đánh giá hiệu quả sự phân 
hủy kị khí của phân bùn riêng và bùn sơ cấp từ trạm XLNT: quá trình phân hủy kị 
khí trong điều kiện lên men ấm 32 - 350C, với SRT 30 ngày, sản lượng trung bình 
biogas sinh ra từ quá trình phân hủy kị khí của phân bùn thấp hơn 9% so với PS, sự 
giảm VS của phân bùn khi phân hủy cũng thấp hơn 25% so với PS. 
Như vậy, FS và WAS khi phân hủy kị khí lên men ấm sinh ra khí CH4 cao hơn 
WAS2. Các trạm XLNT với công nghệ XLNT chủ yếu là công nghệ bùn hoạt tính, 
có hoặc không có bể lắng sơ cấp, lượng bùn phát sinh ít, các công trình xử lý bùn làm 
72 
việc chưa hết công suất. Bùn phát sinh chủ yếu vẫn được nén bùn, tách nước cơ học 
và chở đi chôn lấp. Do đó, kết hợp xử lý phân hủy kị khí bùn nén của trạm XLNT đô 
thị với bùn bể tự hoại sẽ tăng lượng bùn xử lý dẫn đến lượng khí CH4 sinh ra tăng và 
sẽ tận dụng được thiết bị, công trình xử lý bùn đã xây dựng trong trạm XLNT. 
3.5.2. Thí nghiệm BMP2 
Kết quả thí nghiệm BMP2 để đánh giá khả năng sinh khí CH4 khi xử lý phân 
hủy kị khí kết hợp FS và WAS ở chế độ lên men ấm 350C được thể hiện ở bảng 3.7. 
Bảng 3.7. Các chỉ tiêu đầu ra của các mẫu trong thí nghiệm BMP2 
Các thông số đầu ra thí 
nghiệm BMP2 
M2 
(mẫu 
trắng) 
T1 
(0:1) 
T2 
(1:6) 
T3 
(1:3) 
T4 
(1:2) 
T5 
(1:1) 
pH 
7,60 
±0,03 
7,76 
±0,01 
7,78 
±0,02 
7,78 
±0,01 
7,78 
±0,01 
7,77 
±0,02 
VS ra (g/L) 
10,12±
0,03 
7,27 
±0,09 
7,31 
±0,05 
7,32 
±0,08 
7,33 
±0,06 
7,49 
±0,06 
COD ra (g/L) 
16,24 
±0,06 
11,46 
±0,07 
11,82 
±0,04 
12,05 
±0,05 
12,25
±0,08 
12,69
±0,06 
VSloại bỏ (g) 
0,78 
±0,02 
1,89 
±0,01 
1,96 
±0,02 
2,02 
±0,01 
2,07 
±0,02 
2,11 
±0,05 
CODloại bỏ (g) 
1,25 
±0,00 
3,00 
±0,01 
3,18 
±0,03 
3,34 
±0,04 
3,46 
±0,01 
3,70 
±0,00 
Hiệu suất loại bỏ VS (%) 
23,51 
±0,52 
38,12 
±0,40 
39,50 
±0,10 
40,74 
±0,16 
41,69
±0,03 
42,55
±0,78 
Hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ 
tính theo COD (%) 
23,53 
±0,08 
38,23 
±0,07 
39,57 
±0,14 
40,86 
±0,41 
41,72
±0,08 
43,40
±0,09 
VCH4 tích lũy ở các bình phản 
ứng (NmL) 
339,0 
±3,0 
784,4 
±10,6 
795,5 
±10,5 
799,9 
±10,1 
806,6
±8,4 
826,5
±10,5 
VCH4 do bùn cơ chất sinh ra 
(NmL) 
445,4 
±7,6 
456,5 
±7,5 
460,9 
±7,1 
467,6
±5,4 
487,5
±7,5 
Ghi chú: Giá trị trung bình của các mẫu lặp ± độ lệch chuẩn. 
73 
Bảng 3.7 cho thấy, khi kết thúc thí nghiệm, các mẫu đầu ra có pH tăng, VS và 
COD giảm so với các mẫu đầu vào, điều này chứng tỏ quá trình lên men mê tan đã 
xảy ra trong các bình phản ứng khi phân hủy kị khí kết hợp FS và WAS ở điều kiện 
lên men ấm 350C. Quá trình phân hủy kị khí diễn ra trong môi trường có pH dao động 
từ 7,26 đến 7,78, khoảng giá trị này phù hợp với pH giai đoạn sinh khí mê tan là 6,5 
÷ 8,5 của các nghiên cứu trước đây [53], [61]. Trong suốt quá trình thí nghiệm phân 
hủy kị khí kết hợp, bùn có pH nằm trong khoảng cho phép nên không cần phải điều 
chỉnh giá trị pH. 
Kết thúc thí nghiệm BMP2, hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ tính theo COD của 
các mẫu nằm trong khoảng 38,23% đến 43,4% và hiệu suất loại bỏ VS của các mẫu 
là 38,12% - 42,55%. Mẫu T1 có hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ tính theo COD và VS 
thấp nhất, tương ứng là 38,23% và 38,12%. Các mẫu T2, T3, T4 và T5 có hiệu suất 
loại bỏ chất hữu cơ tính theo COD cao hơn mẫu T1 lần lượt là 3,5%, 6,9%, 9,1% và 
13,5%; hiệu suất loại bỏ VS cao hơn mẫu T1 lần lượt là 3,6%, 6,9%, 9,4% và 11,6%. 
Do bùn bể tự hoại có chứa hàm lượng chất hữu cơ cao hơn bùn của trạm XLNT đô 
thị nên khi tăng dần khối lượng của FS phối trộn với WAS theo tỷ lệ FS:WAS lần 
lượt là 0:1, 1:6, 1:3, 1:2 và 1:1 thì hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ tính theo COD và VS 
của các mẫu tăng, đạt giá trị cao nhất khi tỷ lệ FS:WAS = 1:1 tương ứng là 43,40% 
và 42,55%. Như vậy, khi xử lý FS kết hợp với WAS cho hiệu suất loại bỏ chất hữu 
cơ tính theo COD và VS cao hơn đối với khi xử lý riêng WAS. 
Tỷ lệ phối trộn FS:WAS = 1:1 (theo khối lượng VS) của BMP2 cho hiệu suất 
loại bỏ VS thấp hơn kết quả nghiên cứu của Hoàng Lê Phương (2018) [22] khi xử lý 
phân bùn bể tự hoại (PB) phối trộn với rác hữu cơ (RC) theo tỷ lệ PB:RC=3:1 có tỷ 
lệ chất dinh dưỡng C/N =28 - 30, sau 40 ngày phân hủy kị khí ở chế độ lên men ấm 
30 – 380C, thì hiệu suất loại bỏ VS từ 55 - 60%. Sự khác biệt này là do tỷ lệ phối trộn 
FS:WAS = 1:1 của BMP2 có tỷ lệ COD/TN = 130:7 thấp hơn điều kiện phân hủy kị 
khí tối ưu COD:TN = 350:7 – 1000:7 [114]. 
Thể tích khí CH4 của các mẫu sinh ra hàng ngày, được ghi lại và tính quy đổi 
về điều kiện tiêu chuẩn theo công thức 3.7, theo công thức 3.4 tính được thể tích khí 
74 
CH4 sinh ra khi 1 gam chất hữu cơ tính theo COD của bùn trong các mẫu được loại 
bỏ và theo công thức 3.5 tính được hiệu suất sinh khí CH4 của các mẫu, kết quả tính 
toán được thể hiện trên hình 3.11. 
Hình 3.11. Thể tích khí CH4 (NmL/gCODloại bỏ) và hiệu suất sinh khí CH4 (%) của 
các mẫu trong thí nghiệm BMP2. 
Hình 3.11 cho thấy các mẫu T1, T2, T3, T4 và T5 cho hiệu suất sinh khí CH4 
từ 63,8% đến 74,8%. Mẫu T1 có thể tích khí CH4 thu được 261,9±4,3NmL/gCODloạibỏ 
tương ứng hiệu suất sinh khí cao nhất là 74,8±1,2%. Mẫu T5 thu được 223,2±3,1 
NmL CH4/gCODloại bỏ với hiệu suất sinh khí 63,8±0,9% là thấp nhất. Kết quả nghiên 
cứu này cũng nằm trong khoảng giá trị 253 – 277 NmL CH4/gCODloại bỏ tương đương 
với hiệu suất sinh khí CH4 72 - 79% của Nguyễn Phương Thảo (2016) [34] khi thực 
hiện thí nghiệm theo mẻ ở chế độ lên men ấm (350C) xử lý kết hợp bùn bể tự hoại với 
chất thải hữu cơ nhà bếp theo tỷ lệ phối trộn bùn bể tự hoại với chất thải thực phẩm 
tương ứng theo COD là 1:1 hay tỷ lệ thể tích 9:1 cho thể tích khí CH4 sinh ra 
NmL/gCOD và hiệu suất sinh khí CH4 cao nhất. 
Hiệu suất sinh khí CH4 của các mẫu trong BMP2 thấp hơn so với cách tính 
theo lý thuyết là 25,2% - 36,2%. Sự khác biệt này cho thấy có thể do tỷ lệ COD/TN 
của các mẫu bùn trong thí nghiệm dao động từ 130:7 – 139:7 thấp hơn tỷ lệ COD/TN 
= 350:7 – 1000:7 của các nghiên cứu trước đây về điều kiện tối ưu cho quá trình phân 
hủy kị khí [61], [114]. Ngoài ra, trong quá trình phân hủy kị khí, lượng khí CH4 giảm 
261.9
250.5
239.2 233.2 223.2
74.8 71.6 68.4 66.6 63.8
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
T1 T2 T3 T4 T5
T
h
ể 
tí
ch
 C
H
4
 (
N
m
L
/g
C
O
D
 l
o
ại
b
ỏ
) 
v
à 
H
iệ
u
 s
u
ất
 s
in
h
 C
H
4
 (
%
)
Thể tích khí CH4 NmL/gCOD loại bỏ Hiệu suất sinh khí CH4 (%)
75 
có thể do lượng chất hữu cơ tính theo COD bị vi khuẩn khử sulfate, khử nitrat tiêu 
thụ do trong bùn có chứa sulfate, nitrat dẫn đến sự cạnh tranh về cơ chất của vi khuẩn 
khử sulfate, khử nitrat và nhóm vi sinh vật lên men sinh acid – sinh mê tan [49]. 
Các bình phản ứng trong thí nghiệm BMP2 được nạp bùn nuôi cấy cùng một 
thể tích như nhau và khối lượng VS của bùn cơ chất là bằng nhau, do đó chỉ tính riêng 
cho bùn cơ chất thì thể tích khí CH4 sinh ra sau 25 ngày thí nghiệm của FS xử lý kết 
hợp với WAS theo các tỷ lệ phối trộn khác nhau cho kết quả khác nhau. Tổng thể tích 
khí CH4 sinh ra theo tỷ lệ phối trộn FS:WAS = 0:1, 1:2, 1:3, 1:6, 1:1 (theo khối lượng 
VS) lần lượt là 445,4±7,6NmL, 456,5±7,5NmL, 460,9±7,1NmL, 467,6±5,4NmL và 
487,5±7,5NmL. Trong đó, tỷ lệ phối trộn FS:WAS=1:1 cho tổng thể tích khí CH4 cao 
nhất và tăng 5,4% so với mẫu WAS không phối trộn FS (100%WAS). Thể tích khí 
CH4 tích lũy theo ngày do bùn cơ chất sinh ra trong thí nghiệm BMP2 được thể hiện 
trên hình 3.12. 
Hình 3.12. Thể tích khí CH4 tích lũy theo ngày do bùn cơ chất sinh ra trong 
thí nghiệm BMP2. 
Thể tích khí CH4 sinh ra khi phân hủy 1 gVS của bùn cơ chất được xác định 
theo công thức 3.6 và thể hiện trên hình 3.13. 
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
T
h
ể 
tí
ch
 k
h
í 
C
H
4
(N
m
L
/g
V
S
 b
ù
n
 c
ơ
 c
h
ất
 v
ào
)
Thời gian (ngày)
100%WAS
FS:WAS=1:6
FS:WAS=1:3
FS:WAS=1:2
FS:WAS=1:1
76 
Hình 3.13. Thể tích khí CH4 (NmL/gVSbùn cơ chất vào) và tổng thể tích khí CH4 (NmL) 
do bùn cơ chất sinh ra trong thí nghiệm BMP2. 
Hình 3.13 cho thấy, khi phân hủy kị khí 100%WAS (không phối trộn với FS) 
ở chế độ lên men ấm 350C trong 25 ngày, thu được thể tích khí CH4 là 269,3 
NmL/gVSbùn cơ chất vào và tăng thêm 2,5%, 3,5%, 5,0%, 9,5% khi phối trộn với FS lần 
lượt theo tỷ lệ FS:WAS = 1:6, 1:3, 1:2, 1:1. Thể tích khí CH4 đạt giá trị cao nhất ứng 
với tỷ lệ phối trộn FS:WAS = 1:1 là 294,8 NmL/gVSbùn cơ chất vào. 
Thể tích khí CH4 thu được ở BMP2 với tỷ lệ phối trộn FS:WAS=1:1 (tính theo 
khối lượng VS) tương đương với kết quả nghiên cứu của Magdalena (2012) [88] khi 
phân hủy kị khí kết hợp bùn nén với rác hữu cơ ở nhiệt độ 350C trong thời gian 18 - 
20 ngày, thể tích khí CH4 sinh ra là 290 NmL/gVSbùn cơ chất vào khi tỷ lệ phối trộn tối 
ưu bùn nén với rác hữu cơ là 75%:25% theo thể tích; và cũng phù hợp với kết quả 
nghiên cứu của Valentia và các cộng sự (2013) [122] khi thực hiện thí nghiệm BMP 
phân hủy kị khí lên men ấm (370C) trong 30 ngày của bùn nén (hỗn hợp bùn sơ cấp 
và bùn thứ cấp) kết hợp với rác thải hữu cơ cho thể tích khí CH4 là 293,03 
NmL/gVSbùn cơ chất vào. 
Xử lý kết hợp FS và WAS với các tỷ lệ phối trộn FS:WAS = 1:6, 1:3, 1:2, 1:1 
(theo khối lượng VS) đã cho kết quả thể tích khí CH4 sinh ra tăng từ 2,5% đến 9,5%, 
hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ tính theo COD tăng từ 3,5% đến 13,5% và hiệu suất loại 
bỏ theo VS tăng từ 3,6% đến 11,6% so với khi chỉ xử lý riêng WAS. Tỷ lệ phối trộn 
445.4 456.5 460.9
467.6 487.5
269.3 276.7 278.7 283.4
294.8
0.0
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
600.0
100%WAS 14%FS
+86%WAS
25%FS
+75%WAS
33%FS
+67%WAS
50%FS
+50%WAS
T
h
ể 
tí
ch
 k
h
í 
C
H
4
 (
N
m
L
 h
o
ặc
N
m
L
/g
V
S
 b
ù
n
 c
ơ
 c
h
ất
 v
ào
)
Tổng thể tích khí CH4 (NmL) do bùn cơ chất sinh ra
Thể tích khí CH4 NmL/gVS bùn cơ chất vào
77 
FS:WAS = 1:1 cho hiệu suất loại bỏ theo chất hữu cơ tính theo COD và VS cao nhất 
tương ứng là 43,40±0,09% và 42,55±0,78%, thể tích khí CH4 cao nhất là 
294,8±5,2NmL/gVSbùn cơ chất vào, hiệu suất sinh khí CH4 là 63,8±0,9% tương ứng thể 
tích khí CH4 thu được 223,2±3,1 NmL/gCODloại bỏ. 
Nhận xét chương 3 
Phân hủy kị khí lên men ấm (350C) kết hợp FS với WAS của trạm XLNT đô 
thị theo các tỷ lệ phối trộn FS:WAS = 1:6, 1:3, 1:2, 1:1 (theo khối lượng VS) thì thể 
tích khí CH4 sinh ra tăng từ 2,5% đến 9,5%, hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ tính theo 
COD tăng từ 3,5% đến 13,5% và hiệu suất loại bỏ VS tăng từ 3,6% đến 11,6% so với 
khi chỉ xử lý WAS. Tỷ lệ phối trộn FS:WAS=1:1 cho hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ 
tính theo COD và VS cao nhất tương ứng là 43,40±0,09% và 42,55±0,78%, thể tích 
khí CH4 thu được cao nhất là 294,8±5,2 NmL/gVSbùn cơ chất vào. 
Bùn của các trạm XLNT đô thị hiện nay chủ yếu được tách nước bằng cơ học 
và chở đi chôn lấp. Do đó, phương pháp phân hủy kị khí lên men ấm (350C) để xử lý 
kết hợp bùn bể tự hoại với bùn của trạm XLNT đô thị cho một khu vực có thu hồi khí 
sinh học, được coi là phương án khả thi trong điều kiện Việt Nam: cùng lúc hai loại 
bùn thải được xử lý trong cùng một công trình, tận dụng các điều kiện của trạm 
XLNT, nhất là khi trạm hoạt động chưa đủ công suất thiết kế, đồng thời giảm thiểu ô 
nhiễm môi t