Luận án Nghiên cứu quá trình xử lý kết hợp bùn bể tự hoại và rác hữu cơ bằng phương pháp sinh học kỳ khí ở chế độ lên men nóng

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG 
LUẬN ÁN NGHIÊN CỨU SINH 
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KẾT HỢP BÙN BỂ TỰ 
HOẠI VÀ RÁC HỮU CƠ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC KỲ KHÍ 
Ở CHẾ ĐỘ LÊN MEN NÓNG 
NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG 
MÃ SỐ: 62.52.03.20 
NĂM 2015 
2 
MỞ ĐẦU 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Hàng ngày, lượng chất thải phát sinh tại các đô thị rất lớn. Tại khu vực đô 
thị, hầu hết các gia đình sử dụng bể tự hoại để xử lý nước thải của hộ gia đình trước 
khi đổ vào hệ thống thoát nước chung của thành phố. Lượng bùn được hút từ bể tự 
hoại phát sinh hàng năm tại các hộ gia đình rất lớn, tại thành phố Hà Nội ước tính 
khoảng 517 m3/ngày [2] . Một phần lượng bùn bể tự hoại được công ty Urenco thu 
gom và xử lý kết hợp với rác hữu cơ để xử lý phân vi sinh, phần còn lại được các 
công ty tư nhân thu gom, vận chuyển. 
Bên cạnh đó, chất thải rắn sinh hoạt phát sinh tại các đô thị hàng ngày rất 
lớn. Tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt ở các đô thị phát sinh trên toàn quốc tăng 
trung bình 10-16% mỗi năm, trong đó tỉ lệ rác hữu cơ chiếm > 51% trong rác thải 
sinh hoạt [24] . Biện pháp xử lý rác hữu cơ hiện nay chủ yếu là chôn lấp, gây ô 
nhiễm môi trường và quá tải bãi chôn lấp. 
Theo chiến lược quốc gia vÒ qu¶n lý tæng hîp chÊt th¶i r¾n ®Õn n¨m 2025, 
tÇm nh×n ®Õn n¨m 2050 do Thủ tướng ChÝnh phñ ban hµnh ngµy 17 th¸ng 12 n¨m 
2009 sẽ phát triển chương trình thúc ®Èy ph©n lo¹i chÊt th¶i r¾n t¹i nguån nh»m môc 
®Ých t¸ch riªng r¸c v« c¬ vµ h÷u c¬, t¸i chÕ, t¸i sö dông chÊt th¶i ®Ó gi¶m thiÓu diÖn 
tÝch b·i ch«n lÊp. Theo môc tiªu cô thÓ cña Chiến lược quèc gia ®Õn n¨m 2015: 85% 
tổng lượng chÊt th¶i r¾n sinh ho¹t ®ô thÞ ph¸t sinh được thu gom, 60% lượng chÊt 
th¶i được t¸i chÕ, t¸i sö dông, thu håi năng lượng hoÆc s¶n xuÊt ph©n h÷u c¬; 30% 
bïn bÓ phèt cña c¸c ®« thÞ tõ lo¹i II trë lªn vµ 10% cña c¸c ®« thÞ cßn l¹i được thu 
gom vµ xö lý ®¶m b¶o môi trường; 50% r¸c được ph©n lo¹i t¹i nguån. C¸c gi¶i ph¸p 
được đưa ra ®Ó thùc hiÖn Chiến lược quèc gia bao gåm: phßng ngõa vµ gi¶m thiÓu 
ph¸t sinh chÊt th¶i r¾n; thóc ®Èy ph©n lo¹i chÊt th¶i r¾n t¹i nguån trong ®ã ph¸t triÓn 
c¬ së h¹ tÇng, thu gom vµ xö lý riªng ®èi víi tõng lo¹i chÊt th¶i r¾n sau khi ®· ph©n 
lo¹i; t¨ng c-êng t¸i sö dông, t¸i chÕ chÊt th¶i r¾n; xö lý chÊt th¶i r¾n. 
Tại nhiều nước trên thế giới, công nghệ xử lý kỵ khí các chất thải giàu hữu 
cơ ở chế độ nhiệt khác nhau: lên men ấm hoặc lên men nóng đã được áp dụng ở quy 
3 
mô lớn, quy mô công nghiệp để giảm thiểu lượng chất thải đưa đến bãi chôn lấp, 
giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường, đồng thời tạo ra sản phẩm biogas phục vụ 
cho sản xuất điện năng hoặc nhiệt năng. Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy xử lý 
kỵ khí chất thải ở chế độ lên men nóng cho ưu điểm hơn chế độ lên men ấm về 
lượng khí metan sinh ra cao hơn, thời gian phân hủy ngắn hơn và bùn sau xử lý 
được tiêu diệt hoàn toàn mầm bệnh, có thể được sử dụng làm phân bón cho cây 
trồng. Giải pháp xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí ở chế độ lên men 
nóng đối với các loại chất thải có nhiều tiềm năng, vì vậy có thể áp dụng trong điều 
kiện Việt Nam. 
Đề tài luận án: “Nghiên cứu quá trình xử lý kết hợp bùn bể tự hoại và rác 
hữu cơ bằng phƣơng pháp sinh học kỳ khí ở chế độ lên men nóng” là rất cần 
thiết, để đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường, phù hợp với định hướng chiến lược 
phát triển trong tương lai về việc lựa chọn giải pháp công nghệ xử lý cho các đô thị 
lớn tại Việt Nam, hướng tới phát triển bền vững. 
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 
Mục tiêu nghiên cứu của luận án: 
 Nghiên cứu tính khả thi và hiệu quả về mặt kỹ thuật của công nghệ phân hủy 
sinh học kỵ khí lên men nóng để xử lý hỗn hợp bùn bể tự hoại và rác hữu cơ (chất 
thải thực phẩm) trong điều kiện Việt Nam. 
 Nghiên cứu đánh giá được một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sinh học kỵ 
khí ở chế độ lên men nóng tới hiệu quả sinh metan: tỷ lệ bùn bể tự hoại: chất thải 
thực phẩm, tải lượng hữu cơ của chất thải. 
Xác định thông số động học đặc trưng của quá trình xử lý kỵ khí hai loại chất 
thải nói trên ở chế độ lên men nóng. 
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 
Đối tƣợng nghiên cứu 
 Đối tượng nghiên cứu là bùn bể tự hoại và chất thải thực phẩm. 
Phạm vi nghiên cứu 
 Phạm vi nghiên cứu: tại các thành phố lớn, lấy Hà Nội làm ví dụ nghiên cứu. 
4 
Công nghệ xử lý kết hợp bùn bể tự hoại và chất thải thực phẩm bằng phương pháp 
sinh học kỵ khí ở chế độ lên men nóng được thực hiện trong phòng thí nghiệm (thí 
nghiệm theo mẻ) và ứng dụng thử nghiệm trên mô hình Pilot (thí nghiệm liên tục). 
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 
Nội dung chính của luận án 
 Tổng quan về số lượng, thành phần, tính chất của bùn cặn bể tự hoại, rác 
hữu cơ và cơ sở lý thuyết quá trình phân hủy kỵ khí ở chế độ lên men nóng. 
 Nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình trong phòng thí nghiệm: Thí nghiệm 
theo mẻ và thí nghiệm liên tục – mô hình pilot. Thí nghiệm theo mẻ nghiên cứu xử 
lý kỵ khí kết hợp bùn bể tự hoại và chất thải thực phẩm với các tỉ lệ phối trộn Bùn 
bể tự hoại: chất thải thực phẩm khác nhau ở các chế độ lên men ấm và lên men 
nóng. Thí nghiệm theo mẻ cho phép so sánh giữa 2 chế độ lên men về lượng khí 
metan sinh ra, hiệu suất quá trình xử lý theo COD và hiệu suất sinh khí metan. 
Đồng thời xác định được tỉ lệ phối trộn tối ưu là cơ sở để thực hiện thí nghiệm liên 
tục. Thí nghiệm liên tục trong mô hình Pilot 1000 lít được thực hiện dựa trên tỉ lệ 
phối trộn của thí nghiệm theo mẻ, cho phép xác định lượng khí biogas và thành 
phần khí biogas, xác định được thông số vận hành tối ưu - tải lượng hữu cơ tối đa 
nạp vào hệ và chất lượng hỗn hợp bùn bể tự hoại và chất thải thực phẩm sau xử lý. 
 Kết quả thực nghiệm của thí nghiệm theo mẻ được sử dụng để nghiên cứu 
mô phỏng quá trình phân hủy kỵ khí bùn bể tự hoại và chất thải thực phẩm bằng 
bằng phần mềm GPS-X. Kết quả phần mềm GPS-X cho phép xác định được các 
thông số đặc trưng hệ số phân hủy nội sinh kd của bùn bể tự hoại và chất thải thực 
phẩm bằng phương pháp sinh học kỵ khí ở chế độ lên men nóng. Từ đó giúp cho 
việc tính toán, thiết kế được công trình trong nhà máy xử lý chất thải. 
 Thảo luận, nhận xét kết quả nghiên cứu và kết luận 
5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
Phương pháp nghiên cứu tổng hợp tài liệu. 
5 
 Thu thập tài liệu liên quan về thành phần, tính chất, các phương pháp xử lý 
bùn bể tự hoại, rác hữu cơ 
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 
 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quá trình xử lý kỵ khí chất thải trong các chế độ 
lên men ấm và lên men nóng. 
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 
 Khảo sát, lấy mẫu, đo đạc một số thông số ngoài hiện trường, phân tích tính 
toán và tổng hợp các số liệu thu được. 
 Tiến hành thí nghiệm theo mẻ và thí nghiệm liên tục, xử lý kết hợp bùn bể tự 
hoại và chất thải thực phẩm. 
 Thí nghiệm theo mẻ thực hiện trong phòng thí nghiệm với 2 hệ thí nghiệm 
(mỗi hệ thí nghiệm gồm 6 bình dung tích 500ml) ở chế độ lên men ấm (35oC) và lên 
men nóng (55
o
C) với các tỉ lệ phối trộn khác nhau giữa bùn bể tự hoại và chất thải 
thực phẩm. 
 Thí nghiệm liên tục ở chế độ lên men nóng (55oC) được thực hiện trong mô 
hình Pilot 1000l với tỉ lệ phối trộn tối ưu từ thí nghiệm theo mẻ. 
Phương pháp sử dụng mô hình toán học để mô phỏng 
 Các kết quả thí nghiệm theo mẻ được sử dụng để chạy phần mềm GPS-X mô 
phỏng quá trình xử lý kỵ khí kết hợp giữa bùn bể tự hoại và chất thải thực phẩm ở 
chế độ lên men nóng, để xác định thông số động học cơ bản của bùn bể tự hoại và 
chất thải thực phẩm. 
 Phương pháp so sánh, phân tích 
 So sánh xử lý kỵ khí kết hợp bùn bể tự hoại và chất thải thực phẩm ở hai chế 
độ lên men ấm và lên men nóng. Phân tích, nhận xét kết quả thu được. So sánh với 
các nghiên cứu phân hủy kỵ khí sinh metan của các nghiên cứu khác. 
Phương pháp thống kê – xác suất 
 Áp dụng phương pháp thống kê, xác suất để xử lý kết quả thu được. 
Phương pháp tổng hợp 
 Tổng hợp, liên kết các thông tin lại với nhau một cách có hệ thống. 
Phương pháp chuyên gia 
6 
 Tham khảo ý kiến, kinh nghiệm của các chuyên gia có chuyên môn sâu về 
lĩnh vực liên quan. 
6. CƠ SỞ KHOA HỌC, TÍNH MỚI VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 
Cơ sở khoa học 
 Chất thải thực phẩm giàu cacbon có tiềm năng sinh khí metan cao, có thể xử 
lý bằng phương pháp sinh học kỵ khí để tận thu năng lượng và phân bón. Để xử lý 
rác hữu cơ bằng phương pháp kỵ khí, cần kiểm soát tốt quá trình bằng cách điều 
chỉnh tải lượng nguyên liệu nạp phù hợp, tiền xử lý,... 
 Bùn bể tự hoại giàu Cacbon nhưng đồng thời có hàm lượng Nitơ rất cao, nếu 
xử lý riêng biệt bùn bể tự hoại bằng phương pháp sinh học kỳ khí khó đạt hiệu suất 
cao. 
 Chất thải thực phẩm và bùn bể tự hoại đều là các dòng chất thải giàu hữu cơ, 
có tiềm năng sinh khí biogas để thu hồi năng lượng lớn. Chất thải thực phẩm giàu 
nguồn C, trong khi bùn bể tự hoại lại giàu nguyên tố dinh dưỡng N. Việc kết hợp 
hai nguồn thải này để xử lý bằng phương pháp lên men kỵ khí là hợp lý để tối ưu 
hóa việc cân bằng các nguyên tố trong quá trình xử lý và thu hồi khí biogas. Việc bổ 
sung chất thải thực phẩm vào bùn bể tự hoại với tỷ lệ thích hợp cho phép tăng hàm 
lượng metan trong sản phẩm khí biogas thu được, hệ hoạt động ổn định hơn, dễ sinh 
khí mêtan hơn và cho phép quá trình khởi động bể kỵ khí thuận lợi hơn. 
 Việc xử lý kết hợp các chất thải khác giàu hữu cơ, giàu vi sinh vật sẽ tạo điều 
kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy và đạt hiệu suất xử lý cao hơn. Quá trình xử 
lý kỵ khí đồng thời hỗn hợp bùn thô từ lắng I và bùn hoạt tính dư trong trạm xử lý 
nước thải với chất thải thực phẩm đã được nghiên cứu và khẳng định tại Đức, Nhật 
Bản và nhiều nước khác trên thế giới. Khí biogas thu gom được từ quá trình xử lý 
được tận dụng vào sản xuất năng lượng điện năng hoặc nhiệt năng. 
 Ở các đô thị Việt Nam, bùn bể tự hoại và rác hữu cơ từ các đô thị hàng ngày 
thải ra với một lượng rất lớn. Tuy nhiên chưa có biện pháp xử lý hữu hiệu để đảm 
bảo an toàn về mặt vệ sinh và môi trường. Biện pháp xử lý hiện nay chủ yếu là chôn 
lấp gây quá tải bãi chôn lấp, đồng thời gây ô nhiễm môi trường. 
7 
 Quá trình phân hủy hỗn hợp bùn bằng phương pháp kỵ khí gặp phải những 
vấn đề về hiệu suất và độ ổn định, một trong những nguyên nhân chính là do bùn bể 
tự hoại có chứa hàm lượng Nitơ (N) lớn. Giải pháp cho kỹ thuật này là trộn rác hữu 
cơ giàu Cacbon vào bùn để tạo môi trường thích hợp cho quá trình xử lý kỵ khí. 
 Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra hướng đi tiềm năng để xử lý chất hữu cơ, 
đó là phương pháp phân hủy kỵ khí để phân hủy chất hữu cơ và thu hồi mêtan. Xử 
lý kết hợp bùn bể tự hoại và rác hữu cơ bằng phương pháp sinh học kỵ khí tạo môi 
trường phân hủy, quẩn thể vi sinh vật tốt hơn do trong bùn bể tự hoại có sẵn hệ vi 
sinh vật kỵ khí, gấp nhiều lần trong rác hữu cơ. Đối với xử lý kỵ khí chất thải có 2 
chế độ lên men: lên men ấm và lên men nóng. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra 
quá trình xử lý kỵ khí chất thải ở chế độ lên men nóng có nhiều ưu điểm hơn chế độ 
lên men ấm: sẽ tạo ra nhiều khí biogas, rút ngắn thời gian phân hủy, đồng thời tiêu 
diệt hết các mầm bệnh. Chất thải sau xử lý có thể được tận dụng làm phân bón cho 
cây trồng. 
 Vì vậy, luận án này tiến hành nghiên cứu xử lý kết hợp bùn bể tự hoại và rác 
hữu cơ (lấy chất thải thực phẩm làm đại diện) bằng phương pháp sinh học kỵ khí ở 
chế độ lên men nóng để xử lý chất thải và thu hồi tài nguyên. 
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 
Ý nghĩa khoa học 
 Nghiên cứu cho thấy việc xử lý kết hợp chất thải thực phẩm và bùn bể tự 
hoại đảm bảo quá trình sinh khí biogas diễn ra ổn định, cho hiệu suất xử lý theo 
COD cao hơn nhiều so với chỉ xử lý riêng bùn bể tự hoại. Kết quả nghiên cứu đã 
cho thấy thành phần, tính chất của bùn bể tự hoại, của chất thải thực phẩm và khả 
năng sinh khí biogas của chúng khi xử lý kỵ khí. Bùn bể tự hoại có giá trị COD cao 
(dao động 12.600-79.500 mg/l), tỉ lệ VS/TS 63%-82%; chất thải thực phẩm có COD 
dao động 118.450-241.000 mg/l, tỉ lệ VS/TS dao động 79%-95%, cho thấy hai loại 
chất thải trên có khả năng phân hủy bằng phương pháp sinh học kỵ khí. Tỉ lệ 
COD/N của bùn bể tự hoại dao động 9-18/1, chất thải thực phẩm có tỉ lệ COD/N 
cao hơn, từ 85-179/1. Theo một số nghiên cứu, để bể phản ứng hoạt động ổn định, tỉ 
lệ COD/N là 70-200/1 [86] . Do vậy, xử lý kết hợp hai nguồn này để tạo môi trường 
thuận lợi cho quá trình xử lý kỵ khí là cách tiếp cận hợp lý. Trong thí nghiệm theo 
8 
mẻ ở chế độ lên men nóng, khi xử lý kết hợp hai nguồn chất thải nói trên, hiệu suất 
xử lý theo COD với tỉ lệ phối trộn bùn bể tự hoại: chất thải thực phẩm khác nhau 
dao động 42,7%-86,2% so với xử lý riêng bùn bể tự hoại chỉ đạt 24,9%. Trong thí 
nghiệm liên tục xử lý kỵ khí ở chế độ lên men nóng, tỉ lệ phối trộn tối ưu bùn bể tự 
hoại:chất thải thực phẩm theo thể tích 9:1 (tương ứng tỉ lệ phối trộn theo COD 1:1) 
cho hiệu suất xử lý theo COD đạt 58%-75%. Kết quả nghiên cứu cũng đã khẳng 
định sự phù hợp của cách tiếp cận này, có thể xử lý kết hợp bùn bể tự hoại và rác 
hữu cơ, thu hồi khí biogas ở chế độ lên men nóng. 
 Nghiên cứu đã chỉ ra ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bùn bể tự hoại: chất thải 
thực phẩm tới lượng khí metan sinh ra, hiệu suất sinh khí metan. Cụ thể nghiên cứu 
đã xác định được tỉ lệ phối trộn bùn bể tự hoại: chất thải thực phẩm tối ưu tương 
ứng theo COD là 1:1, theo tỉ lệ thể tích là 9:1 cho hiệu suất sinh khí metan cao nhất 
đạt 80%. Với tỉ lệ phối trộn tối ưu theo COD 1:1, theo thể tích 9:1, lượng khí metan 
sinh ra ở chế độ lên men nóng là 264-278 Nml/gCOD. 
 Kết quả nghiên cứu cho thấy mối quan hệ giữa lượng khí biogas sinh ra và 
tải lượng hữu cơ nạp vào bể. Bể phản ứng pilot vận hành với tải lượng hữu cơ 0,5- 
2kg COD/m
3
.ngày, hoạt động ổn định với tải lượng hữu cơ tối ưu 1,5 kg 
COD/m
3
.ngày, lưu lượng nạp vào 40 l/ngày tương ứng tải trọng thủy lực 57 
l/m
3
/ngày. Tỷ lệ sinh khí metan tối ưu là 57,8%. Kết quả nghiên cứu này tương 
đồng với một số nghiên cứu khác trên Thế giới xác định đối với bùn hoạt tính từ 
trạm xử lý [38] , [61] . Ngưỡng COD hòa tan lớn nhất của bể là 2 kgCOD/m3.ngày, 
phù hợp với các báo cáo của Hech và Griehl (2009) khi thí nghiệm trên chất thải 
thực phẩm [76] . Mức giá trị này thấp hơn so với giá trị trong các tài liệu tổng quan 
của Chernicharo [52] trong khoảng 2,5 8 gCOD/L.ngày do hệ vi sinh bổ sung vào 
mô hình thí nghiệm chưa thật ổn định. 
 Xác định thông số động học quá trình phân hủy và xử lý số liệu bằng phần 
mềm GPS-X mô phỏng quá trình phân hủy kỵ khí, xác định được hệ số phân hủy 
nội sinh kd của bùn bể tự hoại là 0,4 (1/ngày), và kd của chất thải thực phẩm là 1,0 
(1/ngày). Kết quả hệ số phân hủy nội sinh của chất thải thực phẩm nằm trong 
khoảng giá trị của kết quả nghiên cứu đối với chất thải thực phẩm kd dao động 0,1-
10 (1/ngày) với thí nghiệm liên tục trong 234 ngày, thực hiện trên 51 mẫu chất thải 
thực phẩm, thời gian lưu thủy lực 20-25 ngày với tải lượng hữu cơ 2-11g 
COD/l/ngày [ ...  V. And Moletta, R., 2003. Pretreatment for the 
enhancement of anaerobic digestion of solid wastes (In: Biomethanization 
of the organic fraction of municipal solid wastes). IWA publishing. 
[61] Demirel, B., S. Ergun, 2009. Performance and behaviour of the microbial 
community of an anaerobic biogas digester using sugar beet silage as 
mono-substrate. Biosystems Engineering 102(4): (2009). 444-452. 
[62] Dieter D, Angelika S, 2008. Biogas from Waster and renewable Resources. 
[63] Edelmann W, Engeli H, Gradenecker M, 2000. Co - digestion of organic waste 
and sludge from sewage treatment. Water Science and Technology Vol 41 
No3 pp 213-221. IWA Publishing 2000. 
156 
[64] Fabien M, 2003. An introduction to Anaerobic Digestion of Organic Waste. 
Remade Scotland. 
[65] Fricke, K., Santen, H. And Wallmann, R., 2005. Comparison of selected 
aaerobic and anaerobic procedures for MSW treatment. Waste 
management. Vol. 25:799-810. 
[66] Galí, 2009. Modified version of ADM1 model for agro-waste application. 
Bioresource Technology. 
[67] Garcia H, J.L. (2003) Reactor sizing, process kinetics and modelling of 
anaerobic digestion of complex wastes. Ed. Mata-Alvarez, 
Biomethanaization of the organic fraction of municipal solid wastes, IWA, 
UK, pp. 21-58. 
[68] Gregor D Z, Natasa U Z, Milenko R, 2008. Full-scale anaerobic co-digestion 
of organic waste and municipal sludge. Biomass and Bioenergy 32 (2008) 
162-167. 
[69] Hammer JM (1986) Water and wastewater technology. John Willey & Sons, 
New York. 
[70] Hansen, KH, Angelidaki, I., Ahring, B.K., 1998. Anaerobic digestion of swinc 
manure – inhibition by amonia. Water research. Vol 32(1), 5-12. 
[71] Hansruedi S, Dea Vogt, Jaime L, Garcia H, Willi G, 2002. Mathematical 
Model for Meso-and Thermophilic Anaerobic Sewage Sludge Digestion. 
Environmental Science Technology. 2002, 36, 1113-1123. 
[72] Hartmann, H. and Ahring, B.K., 2005. Anaerobic digestion of the organic 
fraction of municipal solid waste: influence of co-digestion with manure. 
Water research. Vol. 39: 1543-1552. 
[73] Hartmann, H. and Ahring, B.K., 2006. Strategic for the anaerobic digestion of 
the organic fraction of municipal solid waste: an overview. Water science 
and technology. Vol. 53 (8):7-22. 
[74] Hartmann, H. Angelidaki, I., and Ahring, B.K, 2003. Co-digestion of organic 
fraction of municipal solid waste with other waste types (In: 
157 
Biomethanization of the organic fraction of municipal solid wastes. Editor: 
Mata-Alvarez, J). IWA Publishing. 
[75] Haruki W, Tomokazu K, Shuichi O, Masaaki O (1997). Inactivation of 
pathogenic bacterial under mesophilic and thermophilic conditions. Water 
Sci. Technol. 36, pp 25-32. 
[76] Hecht, C. and C. Griehl, 2009. Investigation of the accumulation of aromatic 
compounds during biogas production from kitchen waste. Bioresource 
Technology 100(2): pp 654-658. 
[77] Hendriks, A and Zeeman, G, 2009. Pretratment to enhance digestibility of 
lignocellulosic biomass. Bioresource Technology. 100(1): 10-18. 
[78] Henson JM, Smith PH, White DC (1989) Examination of thermophilic 
methane-poducing digesters by analysis of bacterial lipids. Appl Environ 
Microbiol 50: 1428 – 1433. 
[79] Hydromantis, Inc. (2006). GPS-X Version 5.0, Tutorial Guide. 
[80] James L Waish, Jr., P.E, Charles C. Ross., P.E, Michael S. Smith, Stephen R. 
Harper, W. Allen Wilkins (1988) Hand book on biogas utilization. 
[81] Jingquan L, 2006. Optimization of Annaerobic digestion of sewage sludge 
using thermophilic anaerobic pre-treatment. PhD Thesis. Technical 
University of Denmark. 
[82] Kalyan A, Ishwar K.P, Milind A.J, 2011. Advanced Thermodynamics 
Engineering. Taylor & Francis Group, 2011. 
[83] Kaparaju, P., Buendia, I., Ellegaard, L., and Angelidaki, I., 2007. Effect of 
mixing on methane production during thermophilic anaerobic digestion of 
manure: Lab-scale and pilot-scale studies. Bioresource technology. Vol 
99:4919-4928. 
[84] Karim,K., Klasson,T., Hoffmann, R., Drescher,S.R., DePaolo, D.W. and Al-
Dahhan, M.H., 2005. Anaerobic digestion of animal waste. Effect of mixing. 
Bioresource technology. Vol 96: 1607-1612. 
158 
[85] Kiely G, Tayful G, Doaln C, Tanji K, 1997. Physical and mathematical 
modelling of anaerobic digestion of organic waste. Water Res 31 (3), 534-
540. 
[86] Lettinga G, Field J, van Lier J, Zeeman G, Hulshoff LW (1997) Advanced 
anaerobic wastewater treatment in the near future. Water Sci. Technol. 35: 
5 – 12. 
[87] Lissen G, Vandevivere,P., De Baere, l., Biey, E.M. and Verstraete, W., 2001. 
Solid waste digestor: process performance and practice for municipal solid 
waste digestion. Water science and technology. Vol 44(8): 91-102. 
[88] Mackie RI, Bryant MP (1981) Metabolic activity of fatty acid-oxydizing 
bacteria and the contribution of acetate, propionate, butyrate and CO2 to 
methanogenesis in cattle waste at 40 and 60 C. Appl. Environ. Microbiol. 
41: 1363 – 1373. 
[89] Mata-Alvarez, Cecchi, F., Pavan, P.& Llabres, P. (1990). Performances of the 
digester treating the organic fraction of municipal solid waste differently 
sorted. Biological Waste, 33, 181-199. 
[90] Mata-Alvarez, J (2002). Fundamentals of the anaerobic digestion process (in: 
Biomethannization of the organic fraction of municipal solid wastes. IWA 
publishing company. 
[91] Mata-Alvarez, J., Macé, S., amd Llabres, P., 2000. Anaerobic digestion of 
organic solid waste: an overview of research achievements and perspective. 
Bioresource technology. Vol.74: 3-16. 
[92] Matthew R.C, 2012. Development and Application of an F/M Based Anaerobic 
Digestion Model and the RT-RiboSyn Molecular Biology Method. Graduate 
thesis. University of South Florida 
[93] McCarty, P.L, 1964. Anaerobic waste treatment fundamental, Part 1. Chemist. 
Micro. Pub. Works. 
[94] McInernay MJ, Bryant MP, Hespell RB, Costerton JW (1981) Syntrophomonas 
wolfei, gen. nov. sp. nov., an anaerobic syntrophic, fatty acid oxydizing 
bacterium. Appl. Environ. Microbiol. 41: 1029 – 1039. 
159 
[95] Meroney, R.N. and Colorado, P.E., 2009. CFD simulation of mechanical draft 
tube mixing in anaerobic digestion tanks. Water research. Vol. 43:1040-
1050. 
[96] Metcalf and Eddy, Inc. (1991) Wastewater engineering: treatment, disposal, 
reuse. 3
rd
 Ed. McGraw-Hill, New York. 
 [97] Navita S, Sudip N, T.A. Kral, Pradeep K, 2015. Growth and survivability of 
methanogens at high presssure and high temperature: implications for 
subsurface life on mars. 46
th
 Lunar and Planetary Science Conference. 
[98] Nayono. Satoto Endar, 2009. Anaerobic digestion of organic solid waste for 
energy production. (PhD 2009). 
[99] Niclas K., A. Westphal, S. Schmidt, P. Scherer, 2010. Anaerobic Digestion of 
Renewable Biomass: Thermophilic Temperature Governs Methanogen 
Population Dynamics. Appl. Environ. Microbiol. March 2010 vol. 76 no. 6 
1842-1850. 
[100] Palmowski, L.M and Muller, J.A., 2000. Influence of the size reduction of 
organic waste on their anaerobic digestion. Water science and technology. 
Vol. 41(3): 155-162. 
[101] Palmowski, LM and Muller, JA, 2000. Influence of the size reduction of 
organic waste on their anaerobic digestion. Water science and technology. 
Vol. 41 (3). 155-162. 
[102] Parawira, W., Murto, M., Read, J.S., Mattiasson, B. (2005) Profile of 
hydrolases and biogas production during two-stage mesophilic anaerobic 
digestion of solid potato waste. Process Biochemistry, 40 (9), 2945-2952. 
[103] Piotr S, Anna KS, Katarzyna K, Stanislaw L, 2008. Kinetic investigations of 
methane co-fermentation of sewage sludge and organic fraction of 
municipal solid wastes. Bioresource Technology 99 (2008) 5731-5737. 
[104] Polprasert C (1989) Organic waste recycling. John Wiley & Sons, Chichester, 
UK. 
160 
[105] Schink, B. (1997) Energetics of syntrophic cooperation in methanogenic 
degradation. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 61 (2), 262-
280. 
[106] Sharma, S.K, Mishra, I.M, Sharma, M.P, Saini, J.S, 1988. Effect of particle 
size on biogas generation from biomass residues. Biomass 17, 251-263. 
[107] Sosnowski, P., Wiecrozech, A., Ledakowicx, A., (2003). Anaerobic co-
digestion of sewage sludge and organic fraction of municipal solid waste. 
Advances in environmental research, 609-616. 
[108] Speece RE (1983). Anaerobic biotechnology for industrial wastewater 
treatment. Environ. Sci. Technol. 17: 416 – 427. 
[109] Stephenson, R., Laliberte, S., Hoy, P., Drew, A., and Britch, D., 2007. Full 
scale and laboratory scale results from the trial of microslidge at the join 
water pollution control plant at LosAngeles country. WEF/AWWA Joint 
residuals and Biosolids Management Conference. Denver Co, April 15-17. 
[110] Sterritt RM, Lester JN (1988) Microbiology for environmental and public 
health engineers. E & FN Spon, London. 
[111] Stroot, P.G., McMahon, K.D., Mackie, R.I., and Raskin, L., 2001. Anaerobic 
codigestion of municipal solid waste and biosolids under various mixing 
condition: Digester performance. Water research. Vol. 24 (7): 1804-1816. 
[112] Stronach, S.H, Rudd,T., and Lester, J.N, 1986. Anaerobic digestion in waste 
water treatment, Berlin, Springer. 
[113] Tchobanoglous G, Theisen H, Vigil S 1993. Intergrated Solid Waste 
Management. McGraw-Hill Inc. 
[114] Vargine, P., Menin, G., Canziani, R., Ficara, E., Fabiyi, M., Novak, R., 
Sandon, A., Bianchi, A. and Bergna, G., 2007. Partial ozonation of 
activated sludge to reduce excess sludge production: Evaluation of effects 
on biomass activity in a full scale demonstration test. IWA Conference on 
Wastewater Biosolids Sustainability. Moncton, New Brunswick, Canada, 
June 24-27. [94] Vavilin, V.A., Rytov, S.V., Lokshina, L.Y. (1996) A 
161 
description of hydrolysis kinetics in anaerobic degradation of particulate 
organic matter. Bioresource Technology, 56 (2-3), 229-237. 
[115] Vavilin V.A, Rytov SC, Loksshina LY,1997. A balance between hydrolysis 
and methanogenesis during the anaerobic-digestion of organic matter. 
Microbio 66 (6), 712-717. 
[116] Vesilind, P.A (Ed) (1998). Waste water treatment plan design (4th ed). 
London, UK and Alexandria, VA, USA: IWA Publishing and the Water 
Environment Federation. 
[117] Veronica.M, Morten. P, Radziah. W, Ole. H, Henrik.B, 2012. Mesophilic 
versus thermophilic anaerobic digestion of cattle manure: methane 
productivity and microbial ecology. Microbial biotechnology. Volume 8, 
Issue 5, Article first published online: 4 MAR 2015 
 [118] Vindis P, Mursecb P, M.Janzekovic, Cus F, 2009. The impact of mesophilic 
and thermophilic anaerobic digestion on biogas production. Journal of 
Achievements in materials and Manafacturing Engineering Vol 36. October 
2009. 
[119] Vuong T.H, Terashima. M, Yasui. H, 2015. A Dynamic Simulation of 
methane fermentation process receiving food wastes. Japan-Taiwan Inter-
flow Workshop on Environmental Science and Technology, p.27, 
2/Apr/2015, Kitakyushu, Japan.. 
 [120] Yasui.H, Goel.R, Li.Y.Y, Noike.T.(2008). Modified ADM1 structure for 
modelling municipal primary sludge hydrolysis. Water research 42 (2008), 
249-259. 
[121] Yasui.H, Komatsu.K, Goel.R, Li.Y.Y, Noike.T. (2008). Evaluation of state 
variable interface between the Activated Sludge Models and Anaerobic 
Digestion Model No1., IWA. 
[122] Yasui.H, Sugimoto.M, Komatsu.K, Goel.R, Li.Y.Y, Noike.T, 2006. An 
approach for substrate mapping between ASM and ADM1 for sludge 
digestion. Water Science & Technology. Vol 54, No.4, pp 83-92, IWA. 
162 
[123] Young-chae S, Sang-Jo K, Jung Hui W, 2004. Mesophilic and thermophilic 
temperature co-phase anaerobic digestion compared with single –stage 
mesophilic and thermophilic digestion of sewage sludge. Water Research, 
Vol 38, 1653-1662. 
[124] Young J.C, Irwin T.J, 1999. Treatability asessments: Batch versus 
continuous culture test. Industrial Wastewater, 7(1), pp 37-42. 
[125] Zaher, U., Li,R., Jeppsson, U., Steyer, JP and Chen, S., 2009. GISCOD: 
Generation intergrated solid waste co-digestion model. Water research. 
Vol. 43: 2717-2727. 
[126] Zinder SH, Cardwell SC, Anguish T, Lee M, Koch M (1984) Methanogenesis 
in a thermophilic (58C) anaerobic digestor: Methanothrix sp. as an 
important aceticlastic methanogen. Appl Environ Microbiol 47: 796 – 807. 
[127] Zupancic, G.D, Uranjeck-Zevart, N and Ros, M, 2008. Full-scale anaerobic 
co-digestion of organic waste and municipal sludge. Biomass and 
bioenergy. Vol. 32:163-167. 
163 
CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ CỦA 
TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 
1. Nguyễn Phương Thảo, Nguyễn Việt Anh, Hidenari Yasui, 2012. Ứng dụng phần 
mềm GPS-X mô phỏng quá trình xử lý bùn từ trạm xử lý nước thải bằng phương 
pháp sinh học kỵ khí. Tạp chí Cấp thoát nước, số 4 (85). T6/2012. 
2. Nguyễn Phương Thảo, Nguyễn Việt Anh, Hidenari Yasui, 2012. Đánh giá khả 
năng xử lý kết hợp bùn bể tự hoại và rác hữu cơ bằng phương pháp xử lý kỵ khí ở 
hai chế độ lệ men ấm và lên men nóng. Tạp chí Môi trường Đô thị Việt Nam, số 4 
(76)- T7/2012. 
3. Nguyễn Việt Anh, Dương Thu Hằng, Thái Mạnh Hùng, Nguyễn Phương Thảo, 
Zeig C., Wagner M., Yasui H., 2012. Xử lý kỵ khí kết hợp bùn bể tự hoại và rác hữu 
cơ ở chế độ lên men nóng (55oC). Tạp chí Khoa học và Công nghệ 50 (1C), 2012, 
trang 9-17. 
4. Nguyễn Việt Anh, Dương Thu Hằng, Thái Mạnh Hùng, Nguyễn Phương Thảo, 
Zeig C., Wagner M., Yasui H., 2012. Kết quả nghiên cứu xử lý kết hợp bùn bể tự 
hoại và rác hữu cơ bằng phương pháp xử lý kỵ khí ở chế độ lên men nóng. Tạp chí 
Khoa học và Công nghệ 50 (2B), 2012, trang 61-71. 
5. Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Phương Thảo, Đào Thị Minh Nguyệt, Vũ Thị Hoài 
Ân, Vũ Thị Minh Thanh, 2013. Tiết kiệm và tận thu năng lượng trong hệ thống cấp 
thoát nước. Tạp chí Cấp thoát nước, số 1+2 (88+89). T1+3/2013.3. 
6. Nguyễn Việt Anh, Dương Thu Hằng, Vũ Thị Minh Thanh, Nguyễn Phương 
Thảo, 2014. Đánh giá khả năng xử lý kết hợp để nâng cao hiệu quả khai thác các 
công trình hạ tầng kỹ thuật và thu hồi tài nguyên từ chất thải đô thị. Tạp chí Cấp 
thoát nước, số 1+2 (93+94) 2014. 
7. Nguyen Viet Anh, Duong Thu Hang, Thai Manh Hung, Nguyen Phuong Thao, 
Zeig C., Wagner M., Yasui H., 2012. Anaerobic co-digestion of organic waste and 
septic tank sludge at thermophilic condition. In the proceedings of International 
conference on sustainable concepts for industrial wastewater treatment and 
industrial zones management, October 10-11th, 2012- Hanoi, Vietnam. 
164 
8. Nguyễn Phương Thảo, Nguyễn Việt Anh, 2014. Xác định các thông số động học 
c a quá trình phân h y kỵ khí kết hợp bùn bể tự hoại và rác hữu cơ 
 với phần mềm GPS-X. Tạp chí Xây dựng. T6/2014. 
9. Nguyễn Phương Thảo, Nguyễn Việt Anh, 2014. Xử lý phân bùn bể tự hoại bằng 
phương pháp phân h y kỵ khí, thu hồi Biogas. Tạp chí Khoa học công nghệ Xây 
dựng. Số 20, T9/2014. 
165 
PHỤ LỤC