Qúa trình sinh học (biologycal process) đã và đang là quá trình chính trong hầu hết nhà máy xử lý nước thải đặc biệt là quá trình bùn hoạt tính truyền thống CASP. Ngày nay, do xu hướng bảo vệ tài nguyên nước thông qua việc tuần hoàn, tái chế, tái sử dụng nước và tiêu chuẩn phát thải ngày càng nghiêm khắc hơn cho nên công nghệ bùn hoạt tính thông thường như CASP (conventional activated sludge proceess) sẽ dần dần không còn đáp ứng được nhu cầu. Hầu hết các hệ thống xử lý nước thải sử dụng quá trình sinh học bùn hoạt tính thông thường CASP có một số bất lợi như sản sinh ra lượng sinh khối dư cao, nồng độ chất rắn lơ lửng đầu ra cao, diện tích xây dựng công trình lớn, tải trọng xử lý thấp (0,5 – 2 kg COD/m3.ngày) (Corbitt, 1999; Metcalf và Eddy, 2003),. Hơn nữa, khả năng lắng của bùn hoạt tính truyền thống CASP thì khá thấp, điều này làm cho chi phí xây dựng và chi phí xử lý bùn gia tăng. Thêm vào đó, CASP cần diện tích bề mặt lớn cho việc xây dựng công trình hoàn thiện gồm bể lắng đủ lớn mà không thể có được ở một số nơi mà đất thì không có sẵn hoặc giá cao. Từ những giới hạn trên của bùn hoạt tính truyền thống, Tijhuis và cộng sự, 1994 đã phát hiện ra bùn hạt hiếu khí. Bùn hạt hiếu khí (aerobic granule) có nhiều ưu điểm hơn hẳn bùn hoạt tính thông thường về nồng độ sinh khối đã lắng (settled biomass concentration), kích thước (size), hình dạng (shape), tính đồng đều (regularity) và khả năng lắng (settling ability). Đặc biệt, bùn hạt có khả năng lắng tốt thể hiện qua vận tốc lắng (settling velocity) lớn hơn 10 m/h, chỉ số thể tích bùn SVI (sludge volume index) đạt đến 30 ml/g (Linthin và cộng sự,2005), tải trọng hữu cơ và nitrogen (organic and nitrogenous loading rate) cao vì thế kích thước nhà máy xử lý sẽ rất nhỏ. Với loại bùn hạt này tải trọng hữu cơ có thể đạt đến hơn 9 kg COD/m3.ngày (Tay và cộng sự,2003) và 15 kg COD/m3.ngày (Moy và cộng sự.2002). Qua đó ta có thể thấy khả năng xử lý của bùn hạt hơn bùn hoạt tính thông thường CASP ít nhất 7 lần. Trong tương lai bùn hạt hiếu khí là một giải pháp thay thế khả thi cho các quá trình hoạt tính thông thường hiện nay. Những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra những thuận lợi của hệ thống theo mẻ đối với sự hình thành, đặc tính và khả năng ổn định của hạt trong những hệ thống này (Beun và cộng sự, 2000). Hơn nữa, có thể dễ dàng kết hợp loại bỏ nitơ và photpho trong hệ thống theo mẻ. Thêm vào đó, khi tạo hạt hiếu khí trong bể phản ứng theo mẻ SBR (Sequencing batch reactor), loại bể phản ứng này hoạt động hai trong một, nó xảy ra như bể hiếu khí và bể lắng trong cùng một công trình đơn vị mà tất cả các quá trình đều diễn ra ở đó. Điều này làm cho hệ thống đơn giản và gọn hơn. Sự xuất hiện của bùn hạt hiếu khí có thể tạo ra xu hướng mới trong xử lý nước thải. Dựa vào những đặc tính riêng của bùn hạt có thể thấy được một số thuận lợi của bùn hạt như sau: (1) tải trọng hữu cơ cao ( lớn hơn 30 kg COD/m3.ngày (Thành, 2005)); (2) khả năng lắng nhanh của bùn hạt; (3) khả năng loại bỏ nitơ (Kreuk và cộng sự,2004).dựa vào những thuận lợi của bùn hạt hiếu khí, bùn hạt có thể là một công nghệ xử lý hấp dẫn trong tương lai. Dù đã được chứng minh về những ưu điểm của bùn hạt hiếu khí so với bùn hạt truyền thống. Nhưng công nghệ bùn hạt hiếu khí vẫn còn trên nghiên cứu cơ bản, mà chủ yếu vẫn là trên nguồn nước thải tổng hợp với nguồn cacbon là glucose (Jang và cộng sự, 2003), acetate (Beun và cộng sự, 2001; Kreuk và cộng sự, 2005), mật rỉ đường (Loosdrecht và cộng sự, 1997), sucrose và peptone (Zheng và cộng sự, 2005),.hoặc trên nước thải sinh hoạt (Kreuk và cộng sụ, 2004). Chính vì vậy, cần có những nghiên cứu trên nguồn nước thải thực tế. Do đặc điểm công nghệ, ngành giết mổ đã sử dụng và thải ra một lượng nước khá lớn trong quá trình sản xuất và chế biến. Nước thải ra từ ngành giết mổ gia súc có nồng độ ô nhiễm cao ( COD hoà tan khoảng 800 đến 5000 mg/l) (Masse và Masse’, 2000) mà chủ yếu là ô nhiễm chất hữu cơ bao gồm protein, lipid, gluxit là thành phần của tế bào động vật. Do đó, nước thải giết mổ gia súc rất thích hợp cho xử lý sinh học nếu có biện pháp tiền xử lý thích hợp. Lưu lượng lớn, nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao và thích hợp cho xử lý sinh học, chính vì vậy nước thải giết mổ gia súc được chọn làm đối tượng nghiên cứu cho đề tài nghiên cứu bùn hạt hiếu khí.