Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ trong nước thải chăn nuôi bằng công nghệ sinh học lọc ngược dòng

 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT Tập 7, Số 3, 2017 287–297 287 
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ 
TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ SINH 
HỌC LỌC NGƯỢC DÒNG 
Văn Thoại Mỹa, Nguyễn Minh Kỳb*, Bùi Trâm Anha 
aKhoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường, Tp. Hồ Chí Minh, Việt Nam 
bTrường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh - Phân hiệu Gia Lai, Gia Lai, Việt Nam 
Lịch sử bài báo 
Nhận ngày 25 tháng 04 năm 2017 | Chỉnh sửa ngày 21 tháng 05 năm 2017 
Chấp nhận đăng ngày 01 tháng 07 năm 2017 
Tóm tắt 
Hệ thống sinh học lọc ngược dòng (USBF) kết hợp sử dụng giá thể vi sinh được vận hành 
trong thời gian 100 ngày và tiến hành thu thập dữ liệu ở trạng thái ổn định. Kết quả cho thấy 
hệ thống USBF có khả năng xử lý tốt các chất hữu cơ. Trong nghiên cứu này, việc loại bỏ 
các chất ô nhiễm từ nước thải chăn nuôi heo đã được đánh giá trong bể phản ứng USBF ở 
các thời gian lưu thủy lực (HRT) 6-15 giờ và thời gian lưu bùn (SRT) là 20 ngày. Các nghiên 
cứu thực nghiệm chỉ ra rằng hiệu quả loại bỏ trung bình các chất gây ô nhiễm với HRT tương 
ứng 12 giờ. Hiệu quả xử lý trung bình của nhu cầu Oxy sinh học (BOD5), nhu cầu Oxy hoá 
học (COD) là 94.2% và 93.3%. Công nghệ USBF là quá trình sinh học tiên tiến loại bỏ các 
chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi heo. 
Từ khóa: Chất hữu cơ; Ngược dòng; Nước thải chăn nuôi; USBF. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Chăn nuôi vốn được biết đến là ngành sản xuất quan trọng và là sinh kế gắn liền 
với nhiều người dân Việt Nam. Trong đó, hoạt động nuôi heo chiếm tỷ trọng cao trong 
tổng số lượng trang trại nông nghiệp. Đặc trưng của nước thải chăn nuôi heo chứa hàm 
lượng cao các hợp chất hữu cơ và dinh dưỡng (Nguyễn & Phạm, 2012). Sự có mặt các 
chất ô nhiễm hàm lượng cao là mối đe dọa lên tình trạng sức khỏe các thủy vực và trở 
thành mối quan tâm lớn của cộng đồng. Do đặc điểm nước thải chăn nuôi heo có chứa 
các chất ô nhiễm hàm lượng cao nên có nhiều sự quan tâm để nghiên cứu và xử lý. Nghiên 
cứu áp dụng bể phản ứng dạng mẻ SBR cho quá trình xử lý nước thải chăn nuôi heo trước 
đây khá phổ biến (Bernet, Delgenes, Akunna, Delgenes, & Moletta, 2000; Obaja, Mace, 
& Mata-Alvarez, 2005). Hoạt động xử lý chất thải chăn nuôi heo còn sử dụng các quá 
*Tác giả liên hệ: Email: nmky@hcmuaf.edu.vn 
288 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
trình như kỵ khí, kỵ khí kết hợp bùn hoạt tính hiếu/thiếu khí để xử ký các chất gây ô 
nhiễm môi trường (Chuanju, Ying, Lilong, Xi, & Delin, 2012; Rajagopal, Rousseau, 
Bernet, & Béline, 2011). Thực tế, để xử lý các nguồn nước thải có hàm lượng chất ô 
nhiễm mức độ cao như nước thải chăn nuôi heo cần tiến hành áp dụng kết hợp các quá 
trình xử lý nước thải khác nhau như kỵ khí, hiếu khí và thiếu khí. 
Công nghệ sinh học lọc ngược dòng (USBF) được cải tiến từ quy trình bùn hoạt 
tính cổ điển trong đó kết hợp với ba quá trình thiếu khí (anoxic), hiếu khí (aerobic) và 
lắng trong một đơn vị xử lý nước thải (Mahvi, Nabizadeh, Pishrafti, & Zarei, 2008). Việc 
loại bỏ các chất ô nhiễm được diễn ra ở cả ba ngăn thiếu khí, hiếu khí và ngăn lắng. Quá 
trình sinh học loại bỏ chất dinh dưỡng trong nước thải thông qua việc sử dụng vi sinh 
trong các điều kiện môi trường khác nhau. Vi sinh vật sử dụng Oxy hòa tan để Oxy hóa 
sinh hóa, đồng hóa các chất dinh dưỡng và chất nền (C, N, P). Đây là công nghệ thích 
hợp xử lý các chất hữu cơ cũng như Nitơ, Phốt-pho đạt hiệu quả cao (Khorsandi, 
Movahedyan, Bina, & Farrokhzadeh, 2011; Saud, Abualbashar, & Abdulallah, 2015). 
Các nghiên cứu trước đây áp dụng công nghệ USBF được tiến hành trên nhiều loại nước 
thải sản xuất như sợi tổng hợp với hiệu quả xử lý COD đạt 90-93% (Jose, Ferna, 
Francisco, Ramo, & Juan, 2001). Đối với các quá trình xử lý nước thải như sản xuất rượu 
(Molina, Ruiz-Filippi, García, Roca, & Lema, 2007), chế biến thực phẩm (Lê, Nguyễn, 
Văn, & Lê, 2013; Nguyễn, Nguyễn, & Lê, 2009) cho thấy khả năng loại bỏ các hợp chất 
hữu cơ (BOD5, COD) lần lượt đạt trên 91 và 92%. Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu 
xử lý nước thải đô thị, hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm như BOD5, COD, Nitơ và Phốt-
pho tương ứng 90, 85, 94 và 75% (Noroozia, Safarib, & Askaria, 2015; Trương, Trần, 
Nguyễn, & Nguyễn, 2007). Từ đó, cho thấy tính ưu việt và hiệu quả xử lý các chất ô 
nhiễm của công nghệ USBF. Trên các cơ sở đó, trong nghiên cứu này hệ thống sinh học 
lọc ngược dòng cải tiến kết hợp sử dụng giá thể vi sinh nhằm mục đích đánh giá khả năng 
xử lý nước thải chăn nuôi heo góp phần bảo vệ môi trường. 
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Nước thải chăn nuôi heo 
Thành phần và hàm lượng các chất ô nhiễm từ nước thải chăn nuôi heo (xã Vĩnh 
Lộc A, huyện Bình Chánh, Thành phố Hồ Chí Minh) được sử dụng cho quá trình thí 
Văn Thoại Mỹ, Nguyễn Minh Kỳ và Bùi Trâm Anh 289 
nghiệm thể hiện như trong Bảng 1. 
Bảng 1. Thành phần nước thải chăn nuôi heo và giới hạn cho phép 
TT Chỉ tiêu Đơn vị 
Kết quả QCVN 62-MT:2016/BTNMT 
Trung bình Độ lệch chuẩn A B 
1 pH - 6,9 0.25 6-9 5.5-9 
2 SS mg/l 1496 141.59 50 150 
3 BOD5 mg/l 2395 262.95 40 100 
4 COD mg/l 3608 147.50 100 300 
5 TN mg/l 414 7.81 50 150 
6 TP* mg/l 144 51.73 4 6 
Ghi chú: QCVN 62-MT:2016/BTNMT là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi 
2.2. Hệ thống thí nghiệm 
Bể phản ứng được thiết kế bằng vật liệu thủy tinh với độ dày 4 mm và có thể tích 
công tác 56.25 lít (L*W*H = 75*25*30 cm). Thể tích các ngăn thiếu khí, hiếu khí và lắng 
lần lượt 13.5, 32.25 và 10.5 lít. Giá thể vi sinh linh động (polyethylene) được sử dụng của 
hãng Nisshinbo (Nhật Bản) trong ngăn hiếu khí ở dạng xốp, đường kính 4 mm, tỷ trọng 
1g/cm3, diêṇ tích tiếp xúc 3000 - 4000 m
2/m3. Trong đó, dòng nước thải mô hình thí 
nghiệm theo trình tự sau: Nước thải được bơm từ bể chứa vào ngăn thiếu khí, sau đó chảy 
vào ngăn hiếu khí. Tại đây, diễn ra quá trình sục khí nhằm cung cấp dưỡng khí cho các 
hoạt động của vi sinh vật. Sau đó, dòng nước thải chảy tiếp tục chảy vào ngăn lắng theo 
chiều hướng dòng lên trên rồi được thu gom thông qua máng thu ra ngoài (Hình 1). 
Hình 1. Sơ đồ mô hình thí nghiệm 
Ghi chú: A, B, C là các điểm lấy mẫu nước ở các ngăn thiếu khí, hiếu khí và lắng sau xử lý 
290 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
Bảng 2. Thông số vận hành bể phản ứng USBF 
Giai đoạn Ngày thứ Lưu lượng (lít/giờ) HRT (giờ) OLR (kgCOD/m3/ngày) 
1 1-25 3.8 15 5.8 
2 26-50 4.7 12 7.2 
3 51-75 6.3 9 9.6 
4 76-100 9.4 6 14.4 
Ghi chú: HRT: Thời gian lưu thủy lực; OLR: Tải trọng hữu cơ 
Trong nghiên cứu này, quá trình thích nghi cho giá thể hiếu khí được thực hiện 
bằng hình thức nuôi cấy vi sinh và tăng dần tải trọng hữu cơ được nạp vào bể phản ứng. 
Trong giai đoạn thích nghi, nghiên cứu sử dụng bùn hoạt tính được lấy từ hệ thống xử lý 
nước thải sinh hoạt. Giai đoạn thích nghi được nạp tải trọng tăng dần ở mức 0.6 kg 
COD/m3/ngày và ổn định với tải trọng 5.8 kg COD/m3/ngày. Trong suốt quá trình vận 
hành ổn định thích nghi hệ thống, hiệu quả xử lý COD đạt trên 90%. Thực tế, để vi sinh 
vật thích nghi và hoạt động hiệu quả, quá trình nghiên cứu phải tiến hành theo dõi thường 
xuyên tình trạng thành phần vi sinh. Bể USBF được vận hành với thời gian lưu bùn (SRT) 
20 ngày và nồng độ MLSS duy trì ở mức 4500-5000 mg/l. Bể phản ứng duy trì dòng lọc 
ngược 0.5 m/h, đây là tốc độ thích hợp ngăn chặn rửa trôi sinh khối và thúc đẩy tạo hạt 
bông bùn (Omil, Lens, Hulshoff, & Lettinga, 1996). Bùn hồi lưu từ ngăn lắng sang bể 
thiếu khí với lưu lượng hồi lưu bằng 3 lần dòng vào. Bể sinh học lọc ngược có thể xử lý 
tải trọng cao, từ 5-25 kgCOD/m3/ngày (Tay & Zhang, 2000). Trong nghiên cứu này, mô 
hình thí nghiệm được tiến hành khảo sát trong thời gian 100 ngày với các tải trọng 5.8; 
7.2, 9.6 và 14.4 kg COD/m3/ngày. Bể hiếu khí duy trì mức trung bình DO ≥ 3.5 mg/l để 
thúc đẩy quá trình chuyển hóa chất ô nhiễm (Rajesh, Do, Ik-Jae, Kaliappan, & Ick-Tae, 
2009). Nhiệt độ được kiểm soát ở khoảng giá trị dao động trung bình 36.7 đến 39.70C. 
Đệm pH được duy trì ở 6.6-7.9 bằng dung dịch KOH 5% và CH3COOH 10%. Tỷ lệ C/N/P 
trong bể phản ứng tương ứng thỏa mãn yêu cầu dinh dưỡng 100/5/1 cho quá trình xử lý 
sinh học (Metcalf & Eddy, 2003).
2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 
Phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước theo phương pháp chuẩn 
của American Public Health Association (2005). Tần suất đo đạc các chỉ tiêu chất lượng 
nước được thực hiện 3 lần/tuần. Các giá trị pH, nhiệt độ, DO được đo bằng thiết bị đo 
Văn Thoại Mỹ, Nguyễn Minh Kỳ và Bùi Trâm Anh 291 
nhanh. Xác định chỉ tiêu BOD5 bằng phương pháp ủ trong tủ cấy ở điều kiện 200C và 5 
ngày. Nồng độ COD đo bằng máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. Hàm lượng chất 
rắn lở lửng (SS), chất rắn lơ lửng trộn lẫn chất lỏng (MLSS), chất rắn lơ lửng bay hơi trộn 
lẫn chất lỏng (MLVSS) được xác định theo phương pháp trọng lượng (lọc bằng giấy lọc 
có kích thước 0.45µm rồi sấy khô đến khối lượng không đổi ở các nhiệt độ 105 và 5500C. 
Đối với chỉ số thể tích bùn (SVI) xác định theo công thức: SVI (ml/g) = (Thể tích bùn 
lắng sau 30 phút (ml/l) x 1000)/ MLSS(mg/l). Các số liệu nghiên cứu được thống kê và 
xử lý bằng các phần mềm Excel và SPSS. 
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Đặc điểm thông số vận hành hệ thống 
Thông số pH được duy trì trong khoảng giá trị dao động từ 6.6 đến 7.9. Trong khi, 
hàm lượng Oxy hoà tan DO biến thiên từ 3.5 đến 5.0 mg/l và có trung bình 4.1 mg/l 
(SD=0.35). Nhiệt độ bể phản ứng trung bình 38.50C (SD=0.81), các giá trị thấp nhất - cao 
nhất lần lượt tương ứng 36.70C và 39.70C. Hình 2 biểu diễn nồng độ sinh khối và chỉ số 
thức ăn trên vi sinh vật (F/M) trong bể phản ứng theo các tải trọng vận hành thí nghiệm. 
Nồng độ MLSS trung bình bể phản ứng được duy trì tương đương 4713.7 ± 229.24 mg/l. 
Giá trị MLSS theo các giai đoạn vận hành thí nghiệm có giá trị lần lượt 4678.6 ± 287.29 
mg/l (OLR1), 4669.4 ± 240.28 mg/l (OLR2), 4816.0 ± 155.33 mg/l (OLR3) và 4686.6 ± 
237.34 mg/l (OLR4). 
Hình 2. Nồng độ sinh khối và chỉ số F/M trong bể phản ứng theo các tải trọng 
292 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
Nồng độ MLSS cao được duy trì trong bể phản ứng gia tăng hiệu quả xử lý các 
chất ô nhiễm. Hoạt động vận hành có tỷ số F/M khá thấp với trung bình 0.084 ± 0.032 
(ngày-1) và dao động từ 0.046 đến 0.156 (ngày-1). Thông thường, giá trị F/M thấp do sinh 
khối được giữ lại để duy trì nồng độ MLSS ở mức độ cao (Metcalf & Eddy, 2003). 
Đối với chỉ số thể tích bùn SVI đạt mức trung bình bằng 97.0 ± 21.33 ml/g và dao 
động khoảng giá trị thấp nhất và cao nhất tương ứng 48.6 và 145.5 ml/g. Trung bình SVI 
theo các giai đoạn vận hành thí nghiệm có giá trị lần lượt 85.2 ± 22.68 ml/g (OLR1), 91.9 
± 18.26 ml/g (OLR2), 99.6 ± 19.76 ml/g (OLR3) và 109 ± 21.33 ml/g (OLR4). Kết quả chỉ 
số thể tích bùn SVI dao động trong khoảng 50-150 ml/g cho thấy quá trình hoạt động sinh 
học tốt (Sabzali, Khdadadi, & Golami, 2005). Nhìn chung, giá trị SVI nhỏ chứng tỏ bùn 
dễ lắng và nó phản ánh mức độ hiệu quả xử lý nước thải. 
3.2. Đánh giá hiệu quả chuyển hóa các hợp chất hữu cơ (BOD5, COD) 
Hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ chủ yếu nhờ vào hoạt động của bùn hoạt tính trong 
bể phản ứng và quá trình lọc ngược dòng ở ngăn lắng. Trong điều kiện tuổi bùn cao đạt 
được do thời gian lưu bùn SRT lớn (20 ngày) cho phép quá trình khoáng hóa hoàn toàn 
các chất hữu cơ thô dễ phân hủy sinh học trong nước thải. Hiệu quả xử lý chất ô nhiễm 
cao tương ứng với sự gia tăng nồng độ MLSS trong bể phản ứng. Nồng độ MLSS có vai 
trò quan trọng trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ (Xing, Tardieu, Qian, & 
Wen, 2000). Chi tiết hiệu suất xử lý BOD5 và COD theo các tải trọng khác nhau được 
trình bày ở Bảng 3 và Bảng 4. 
Bảng 3. Hiệu quả xử lý BOD5 theo các tải trọng khác nhau 
OLR Kết quả 
BOD5 (mg/l) 
Vào Thiếu khí Hiếu khí Ra H (%) 
OLR1=5.8 
kgCOD/m3/ngày 
Mean 2725.00 1346.90 269.00 246.30 
91.10 
SD 206.97 356.31 108.69 94.86 
OLR2=7.2 
kgCOD/m3/ngày 
Mean 2750.80 1315.10 393.50 159.50 
94.20 
SD 337.16 194.29 114.81 44.28 
OLR3=9.6 
kgCOD/m3/ngày 
Mean 2573.40 1516.80 478.40 193.30 
92.20 
SD 413.27 421.180 136.97 79.33 
OLR4=14.4 
kgCOD/m3/ngày 
Mean 2695.30 1440.80 393.50 311.50 
88.40 
SD 436.50 276.58 149.36 111.76 
Văn Thoại Mỹ, Nguyễn Minh Kỳ và Bùi Trâm Anh 293 
Trị số BOD5 sau xử lý với trung bình 227.0 (SD = 100.7). Bảng 3 trình bày chi 
tiết hiệu quả xử lý các chất hữu cơ (BOD5) theo các tải trọng khảo sát. Hiệu quả xử lý các 
chất hữu cơ (tính theo giá trị BOD5) dao động 88.4% (OLR1) và cao nhất ở giai đoạn 2 
(OLR4) tương ứng đạt 94.2%. 
Bảng 4. Hiệu quả xử lý COD theo các tải trọng khác nhau 
OLR Kết quả 
COD (mg/l) 
Vào Thiếu khí Hiếu khí Ra H (%) 
OLR1=5/8 
kgCOD/m3/ngày 
Mean 3674.60 2647.60 1356.30 378.10 
89.70 
SD 182.78 268.42 456.56 79.11 
OLR2=7.2 
kgCOD/m3/ngày 
Mean 3607.40 2205.40 1272.60 248.00 
93.30 
SD 331.61 496.33 362.61 109.62 
OLR3=9.6 
kgCOD/m3/ngày 
Mean 3505.00 2401.90 1167.10 398.50 
88.70 
SD 90.27 332.67 249.27 160.26 
OLR4=14.4 
kgCOD/m3/ngày 
Mean 3718.90 2753.40 1091.50 469.00 
87.50 
SD 249.40 279.94 122.22 142.01 
Bảng 4 trình bày hiệu quả xử lý COD theo các tải trọng khác nhau. Kết quả giá trị 
COD đầu ra trung bình 373.3 mg/l (SD=146.82) và dao động 167 - 770 mg/l. Tương tự, 
hiệu quả xử lý COD ở các giai đoạn theo thứ tự 87.5, 88.7, 89.7 và 93.3% (OLR4, OLR3, 
OLR1, OLR2). Có thể thấy, hiệu quả xử lý chất hữu cơ đạt tối ưu ở ngưỡng thời gian lưu 
HRT = 12 giờ (OLR2). Ở giai đoạn này, do có thời gian lưu phù hợp và tải trọng hữu cơ 
không quá cao nên hiệu quả xử lý chất ô nhiễm khá ổn định. So sánh kết quả hệ thống 
USBF lai hợp đối với nước thải sản xuất rượu với tải trọng cao có hiệu suất loại COD đạt 
85-98% (Molina và ctg., 2007). Có thể lý giải hiệu quả xử lý các chất hữu cơ ở các tải 
trọng cao do ngoài việc thiết kế bể phản ứng theo các ngăn với các chế độ khác nhau còn 
có sự góp phần của việc bổ sung giá thể vi sinh vào ngăn hiếu khí. 
Nhìn chung, nhờ quá trình vận hành trong điều kiện nồng độ MLSS cao (4000-
5000 mg/l) nên tạo điều kiện gia tăng hiệu quả xử lý sinh học các chất ô nhiễm. Đồng 
thời, việc bổ sung thêm giá lơ lửng đã tăng cường mật độ của các vi sinh vật dẫn đến gia 
tăng hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm. Trong bể USBF, vi sinh vật sử dụng nguồn cacbon 
từ các chất hữu cơ của nước thải để tổng hợp các chất cần thiết cung cấp cho sinh trưởng 
294 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
phát triển và sinh sản tế bào mới. Hình 3 và Hình 4 biểu diễn biến thiên kết quả xử lý hàm 
lượng chất hữu cơ qua các ngăn thiết kế bể phản ứng ở các khoảng tải trọng vận hành. 
Hình 3. Sự thay đổi hàm lượng BOD5 trong quá trình vận hành 
Hình 4. Sự thay đổi hàm lượng COD trong quá trình vận hành 
Trong đó, xu hướng thay đổi hiệu quả xử lý có sự gia tăng rõ từ giai đoạn 1 
(OLR1=5.8 kg COD/m
3/ngày) lên giai đoạn 2 (OLR2 = 7.2 kg COD/m3/ngày) ứng với 
thời gian lưu 12 giờ. Mức độ xử lý các chất hữu cơ (BOD5, COD) giảm khi nghiên cứu 
tiến hành giảm thời gian lưu xuống mức 9 và 6 giờ (Hình 3 và 4). Ở mức tải trọng 14.4 
kgCOD/m3/ngày, hiệu quả loại bỏ BOD5 và COD giảm xuống tương ứng 88.4 và 87.5%. 
Tuy vậy, USBF là công nghệ thích hợp áp dụng xử lý các nguồn nước thải công nghiệp 
chứa hàm lượng cao các hợp chất hữu cơ. 
Văn Thoại Mỹ, Nguyễn Minh Kỳ và Bùi Trâm Anh 295 
4. KẾT LUẬN 
Từ những kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình sinh học lọc ngược dòng có khả 
năng xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng ở các tải trọng cao. Mức độ xử lý các chất 
hữu cơ (BOD5, COD) giảm khi nghiên cứu tiến hành giảm thời gian lưu xuống mức 9 và 
6 giờ. Khoảng thời gian lưu thủy lực tối ưu cho quá trình khử cacbon ở mức tương đương 
12 giờ. Hiệu quả xử lý tương ứng các chất hữu cơ (BOD5, COD) lần lượt dao động 88.4- 
94.2% và 87.5 - 93.3%. 
Ưu điểm của USBF không gây mùi, hạn chế bùn dư và sử dụng hóa chất, đồng 
thời có thể duy trì thời gian lưu bùn dài để Oxy hóa và khử các chất ô nhiễm. Bể phản 
ứng USBF có ưu điểm và thích hợp cho việc ứng dụng xử lý nước thải chứa hàm lượng 
các chất ô nhiễm cao như nước thải chăn nuôi, góp phần bảo vệ môi trường. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
American Public Health Association. (2005). Standard methods for the examination of 
water and wastewater. Retreived from https://www.mwa.co.th/download/ 
file_upload/SMWW_1000-3000.pdf 
Bernet, N., Delgenes, N., Akunna, J. C., Delgenes, J. P., & Moletta, R. (2000). Combined 
anaerobic-aerobic SBR for the treatment of piggery wastewater. Water Research, 
34(2), 611-619. 
Chuanju, L., Ying, Z., Lilong, Y., Xi, W., & Delin, Z. (2012). Study of pilotscale 
experiment for treatment of piggery wastewater by UASB-SBR. Advanced 
Materials Research, 356, 2047-2050. 
Jose, M., Ferna, N., Francisco, O., Ramo, N. M. N., & Juan, M. L. (2001). Anaerobic 
treatment of fibreboard manufacturing wastewaters in a pilot scale hybrid USBF 
reactor. Water Research, 35(17), 4150-4158. 
Khorsandi, H., Movahedyan, H., Bina, B., & Farrokhzadeh, H. (2011). Innovative 
anaerobic/upflow sludge blanket filtration bioreactor for phosphorus removal 
from wastewater. Environmental Technology, 32(5), 499-506. 
Lê, H. V., Nguyễn, V. C. N., Văn, M. Q., & Lê, T. S. (2013). Nghiên cứu xử lý nước thải 
chế biến bánh tráng bằng bể USBF. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 
13(29), 23-30. 
Mahvi, A. H., Nabizadeh, R., Pishrafti, M. H., & Zarei, T. (2008). Evaluation of single 
stage USBF in removal of nitrogen and phosphorus from wastewater. Journal of 
Environmental Health Science and Engineering, 23(2), 204-211. 
Metcalf & Eddy. (2003). Wastewater engineering treatment and reuse (4th ed.). New 
296 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
York, USA: McGraw Hill. 
Molina, F., Ruiz-Filippi, G., García, C., Roca, E., & Lema, J. M. (2007). Winery effluent 
treatment at an anaerobic hybrid USBF pilot plant under normal and abnormal 
operation. Water Science & Technology, 56(2), 25-31. 
Nguyễn, T. H., & Phạm, K. L. (2012). Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn 
bằng hầm Biogas quy mô hộ gia đình ở Thừa Thiên Huế. Tạp chí Khoa học Đại 
học Huế, 73(4), 83-91. 
Nguyễn, V. P., Nguyễn, T. T. P., & Lê, T. T. (2009). Xử lý nước thải tinh bột mì bằng 
công nghệ Hybrid (lọc sinh học - aerotank). Tạp chí Phát triển Khoa học và Công 
nghệ, 12(2), 29-38. 
Noroozia, A., Safarib, M., & Askaria, N. (2015). Innovative hybrid-upflow sludge blanket 
filtration (H-USBF) combined bioreactor for municipal wastewater treatment 
using response surface methodology. Desalination and Water Treatment, 56(9), 
2344-2350. 
Obaja, D., Mace, S., & Mata-Alvarez, J. (2005). Biological nutrient removal by a 
sequencing batch reactor (SBR) using an internal organic carbon source in 
digested piggery wastewater. Bioresource Technology, 96(1), 7-14. 
Omil, F., Lens, P., Hulshoff, P. L., & Lettinga, G. (1996). Effect of upward velocity and 
sulphide concentration on volatile fatty acid degradation in a sulphidogenic 
granular sludge reactor. Process Biochemistry, 31(7), 699-710. 
Rajesh, B. J., Do, K. U., Ik-Jae, C., Kaliappan, S., & Ick-Tae, Y. (2009). A study on the 
performance of a pilot scale A2/0-MBR system in treating domestic wastewater. 
Journal of Environmental Biology, 30(6), 959-963. 
Rajagopal, R., Rousseau, P., Bernet, N., & Béline, F. (2011). Combined anaerobic and 
activated sludge anoxic/oxic treatment for piggery wastewater. Bioresource 
Technology, 102(3), 2185-2192. 
Sabzali, A., Khdadadi, A., & Golami, M. (2005). Microbiology of wastewater treatment 
process. Tehran, Iran: Iran Khorshid Publishers. 
Saud, B. A., Abualbashar, S., & Abdulallah, A. (2015). Removal of nitrogen and 
phosphorus from saline wastewater using up-flow sludge blanket filtration 
process. Journal of Environmental Science and Engineering, 6(4), 347-353. 
Tay, J. H., & Zhang, X. (2000). Stability of high-rate anaerobics systems: Performance 
under shocks. Journal of Environmental Engineering, 126(8), 713-725. 
Trương, T. C., Trần, C. T., Nguyễn, Q. N., & Nguyễn, K. V. T. (2007). Nghiên cứu xử lý 
nước thải đô thị bằng công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng ngược. Tạp chí Phát 
triển Khoa học và Công nghệ, 9(7), 65-71. 
Xing, C. H., Tardieu, E., Qian, Y., & Wen, W. H. (2000). Ultrafiltration membrane 
bioreactor for urban wastewater reclamation. Journal of Membrane Science, 
177(1-2), 73-82. 
Văn Thoại Mỹ, Nguyễn Minh Kỳ và Bùi Trâm Anh 297 
EVALUATION OF ORGANIC MATTER REMOVAL EFFICIENCY 
FROM PIGGERY WASTEWATER TREATMENT BY THE 
UPFLOW SLUDGE BLANKET FILTRATION (USBF) SYSTEM 
 Van Thoai Mya, Nguyen Minh Kyb*, Bui Tram Anha 
aThe Faculty of Environment, University of Natural Resources and Environment, 
Hochiminh City, Vietnam 
bThe Nong Lam University of Hochiminh City - Gialai Campus, Gialai, Vietnam 
*Corresponding author: Email: nmky@hcmuaf.edu.vn 
Article history 
Received: April 25th, 2017 | Received in revised form: May 21st, 2017 
Accepted: July 01st, 2017 
Abstract 
The microbial bed fixed upflow sludge blanket filtration (USBF) system was operated for 
about 100 days and steady state data were collected. The results showed that the USBF 
system had a better ability in term of organic matter removal. In this study, the removal of 
pollutants from piggery wastewater was evaluated in the USBF reactor at hydraulic retention 
time (HRT) of 6-15 hours and solid retention time (SRT) of 20 days. The experimental study 
indicates the average removal efficiency of organic matter with HRT of 12 hours. The results 
showed that the average removal efficiencies for Biological Oxygen Demand (BOD5), 
Chemical Oxygen Demand (COD) were over 94.2% and 93.3% respectively. USBF as an 
advanced biological process had a pollutants removal efficiency from piggery wastewater. 
Keywords: Organic matter; Piggery wastewater; Upflow; USBF.