Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư Phú Thạnh, Quận Tân Phú công suất 750m3/Ngày

i


LỜI CẢM ƠN



Thành công của đề tài tốt nghiệp, ngoài sự nổ lực rất lớn của bản thân sinh viên thì sự
tận tình hướng dẫn và giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia đình là hết sức quan trọng.
Trong quá trình thực hiện luận văn, em đã được các Thầy cô trong Khoa Môi Trường
giúp đỡ tận tình. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thầy cô, những người đã dìu
dắt em tận tình, đã truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quí báu trong suốt
thời gian em học tập tại trường.
Đặc biệt, Em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Truờng đã trực tiếp hướng dẫn
và tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp.
Con xin ghi nhớ và biết ơn sâu sắc công lao của Ba mẹ và gia đình đã vất vả vì con để
hôm nay con có thể hoàn thành luận văn này. Cuối cùng tôi cảm ơn tất cả bạn của tôi,
những người đã gắn bó, cùng học tập và giúp đỡ tôi trong những năm qua cũng như trong
suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.





Tp- Hồ Chí Minh, 06 tháng 03 năm 2012
Sinh viên
Võ Văn Dũng

ii

MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU DÂN CƯ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÓ THỂ ÁP DỤNG ĐƯỢC 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƯ 3
1.1.1. Địa điểm 3
1.1.2. Quy mô căn hộ 3
1.1.3. Địa chất 3
1.1.4. Đặc trưng nước thải 4
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CÓ THỂ ÁP DỤNG ĐƯỢC CHO KHU DÂN CƯ
VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 8
1.2.1. Một số phương pháp có thể áp dụng cho khu dân cư 8
1.2.1.2. Phương pháp cơ học 8
1.2.1.3. Phương pháp hóa học 12
1.2.1.4. Phương pháp xử lý sinh học nhân tạo 14
1.2.2. Đề xuất công nghệ xử lý 27
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 34
2.1. TÍNH TOÁN TỔNG QUAN 34
2.2. BỂ TỰ HOẠI BA NGĂN 36
2.3. SONG CHẮN RÁC 38
2.4. HỐ GOM-HẦM BƠM 44
2.5. LƯỚI LƯỢC TINH 48
2.6. BỂ TÁCH DẦU MỠ - LẮNG CÁT 49
2.7. BỂ ĐIỀU HÒA 51
2.8. BỂ AEROTEN 60
2.9. BỂ LẮNG 76

iii

2.10. BỂ TIỀP XÚC 83
2.11. BỂ CHỨA BÙN 85
Tính toán phương án 2 (bể lọc sinh học) 87
CHƯƠNG 3: DỰ TOÁN CHI PHÍ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 92
3.1. DỰ TOÁN CHI PHÍ 92
3.1.1. Phương án 1 92
3.1.2. Phương án 2 96
3.2. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 101
3.3. TÍNH CHI PHÍ CHO 1M
3
NƯỚC THẢI 101
3.3.1. Chi phí khấu hao cho toàn hệ thống 101
3.3.2 Chi phí vận hành 102
3.3.3. Chi phí xử lý 01m
3
nước thải 103
CHƯƠNG 4: QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
104
4.1. GIAI ĐOẠN KHỞI ĐỘNG 104
4.2. GIAI ĐOẠN VẬN HÀNH 105
4.3. CÁC SỰ CỐ, BIỆN PHÁP GIẢI QUYẾT VÀ KHẮC PHỤC SỰ CỐ 106
4.4. QUẢN LÝ TRẠM XỬ LÝ 108
4.5. BẢO TRÌ 109
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110
7.1. KẾT LUẬN 110
7.2. KIẾN NGHỊ 111
TÀI LIỆU THAM KHẢO 112
PHỤ LỤC 114

BẢNG VẼ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ


iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Thành phần nước xám và đen 5
Bảng 1.2. Tải luợng ô nhiễm nuớc thải sinh hoạt của dân cư trong dự án 6
Bảng 1.3. Nồng độ ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt 6
Bảng 1.4. Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong
nước thải sinh hoạt 7
Bảng 2.1. Nồng độ các chất ô nhiễm đầu vào hệ thống xử lý 34
Bảng 2.2. Hệ số không điều hòa chung 35
Bảng 2.3. Các thông số lưu luợng dùng trong thiết kế 35
Bảng 2.4. Nồng độ ô nhiễm trong nuớc thải qua bể tự hoại 36
Bảng 2.5. Nồng độ các chất ô nhiễm đặc trưng trong nuớc thải sinh hoạt 37
Bảng 2.6. Nồng độ chất bẩn của hỗn hợp nuớc thải vào hố gom 39
Bảng 2.7. Các thông số tính toán song chắn rác 39
Bảng 2.8. Hệ số

tính sức cản cục bộ song chắn 42
Bảng 2.9. Các thông số thiết kế song chắn rác 44
Bảng 2.10. Các thông số thiết kế hầm bơm 47
Bảng 2.11. Các thông số thiết kế lưới chắn rác hình nêm 48
Bảng 2.12. Các thong số thiết kế bể tách dầu mở 51
Bảng 2.13. Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí 52
Bảng 2.14. Thông số tính toán thiết kế bể điều hòa 59
Bảng 2.15. Tóm tắt các thông số cho bể aeroten 60
Bảng 2.16. Các kích thước điển hình cho aeroten xáo trộn hoàn toàn 64

Bảng 2.17. Công suất hòa tan của oxi vào nước của thiết bị bọt khí mịn 69
Bảng 2.18. Tóm tắt kết quả tính toán bể aerotank 76
Bảng 2.19. Các thông số đặc trưng thiết kế bể lắng 76
Bảng 2.20. Tóm tắt kết quả tính toán của bể lắng 83
v

Bảng 2.21. Các thông số thiết kế bể tiếp xúc chlo 84
Bảng 2.22. Liều lượng chlo cho vào bể khử trùng 84
Bảng 2.23. Các thông số thiết kế bể khử trùng 85

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Sơ đồ mặt đứng thể hiện 4 vùng trong bể lắng 10
Hình 1.2. Phân loại các công nghệ xử lý kỵ khí 15
Hình 1.3. Bể kỵ khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngược 16
Hình 1.5. Sơ đồ công nghệ đối với bể Aerotank truyền thống 21
Hình 1.6. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc 21
Hình 1.7. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh 22
Hình 1.8. Cấu tạo màng sinh học 24
Hình 1.9. Lọc sinh học 25
Hình 1.10. Quá trình vận hành của SBR 27
Hình 1.11. Quy trình công nghệ xử lí nước thải sinh hoạt KDC phương án 1 29
Hình 1.12. Quy trình công nghệ xử lí nước thải sinh hoạt KDC phương án 2 32
Hình 2.1. Bố trí mạng lưới thoát nước trong nhà 35
Hình 2.2. Cấu trúc bể tự hoại ba ngăn 36
Hình 2.3. Sơ đồ lắp đặt song chắn rác 43
Hình 2.4. Đĩa phân phối khí 54
Hình 2.5. Bơm nước thải 59
Hình 2.6. Sơ đồ làm việc của hệ thống xử lí bể aeroten 67
Hình 2.7. Sơ đồ ống phân phối khí 72

Hình 2.8. Máng răng cưa 80
Hình 2.9. Bơm bùn tuần hoàn sang bể aeroten 82
Hình 2.10. Khả năng diệt virus của chlorine ứng với nồng độ khác nhau 83
vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT


BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy sinh hóa, mgO
2
/L
COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy hóa học, mgO
2
/L
DO : Dissolved Oxygen – Ôxy hòa tan, mgO
2
/L
F/M : Food/Micro-organism – Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật
trong mô hình
MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/L
MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi trong
bùn lỏng, mg/L
SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/L
VS : Volatile Solid – Chất rắn bay hơi, mg/L
HRT : Hydrolic Retention Time - Thời gian lưu nước
SRT : Solids Retention Time - Thời gian lưu bùn

Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN KHU DÂN CƯ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC
THẢI SINH HOẠT CÓ THỂ ÁP DỤNG

1.1. TỔNG QUAN KHU DÂN CƯ
1.1.1. Địa điểm
Khu dân cư Phú Thạnh, quận Tân Phú – Tp. Hồ Chí Minh do Công ty xây dựng
công trình 585– Địa chỉ công ty: số 02, Điện Biên Phủ, phường 25, quận Bình Thạnh,
TP. Hồ Chí Minh)
Khu dân cư Phú Thạnh đặt trên khu dất có diện tích 13.521 m
2
tại phường Phú Thạnh,
quận Tân Phú, TP.Hồ Chí Minh. Ranh giới cụ thể như sau:
– Phía Đông Bắc giáp đường Nguyễn Sơn lộ giới 24 m.
– Phía Tây Nam giáp đường Thoại Ngọc Hầu lộ giới 60 m.
– Phía Tây Bắc giáp khu nhà ở liên kế đã xây dựng.
– Phía Đông Nam giáp khu nhà ở liên kế đã xây dựng.
+ Cách siêu thị Maximax Cộng Hòa 2km.
+ Cách tòa nhà Etown 1.5km.
+ Cách Công Viên Văn Hóa Đầm Sen 2km.
+ Cách trung tâm hành chính Quận Tân Phú 500m.
+ Cách sân bay Tân Sơn Nhất 5km
1.1.2. Quy mô căn hộ
– Quy mô diện tích khu căn hộ cao tầng Phú Thạnh là 13.521m
2
, gồm có 2 khối

chính là khối A và khối B cao 16 tầng
– Quy mô dân số : khoảng 2.983 người
– Số căn hộ: 596 căn
1.1.3. Địa chất
Các lớp đất trong khu vực khảo sát tính từ mặt nền hiện hữu bao gồm:

– Lớp 1 : lớp san lấp, có bề dày 0.9m
– Lớp 2 : lớp sét pha màu nâu đỏ xám xanh dẻo mềm, có bề dày trung bình 2m
– Lớp 3a : lớp sét pha lẫn sạn sỏi Laterite màu nâu đỏ vàng cứng, có bề dày trung
bình từ 1.5-4m
– Lớp 3b : lớp sét, sét pha màu nâu đỏ xám xanh nửa cứng đến cứng, có bề dày trung
bình từ 5.3-12m
– Lớp 4a : lớp cát pha màu hồng dẻo, có bề dày từ 4.7 – 27.5m
– Lớp 4b : lớp cát trung lẫn sét màu hồng, có bề dày từ 4 – 21.5m
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

4

– Lớp 4c : lớp cát pha màu hồng dẻo : có bề dày từ 4 -16.1m
– Lớp 4d : lớp sét pha màu xanh nhạt, dẻo, cứng
– Lớp 5 : lớp sét màu nâu đỏ, vàng cứng, có bề dày trung bình 10m
– Lớp 6 : lớp cát pha màu vàng, nâu dẻo
(Nguồn: Dự án đầu tư Khu căn hộ cao tầng Phú Thạnh – Cienco 5, 5/2007 )
Nhìn chung, khu vực Dự án có địa chất tương đối tốt nên sử dụng phương án cọc
khoan nhồi là thích hợp nhất.
Tuỳ thuộc tải trọng cụ thể của từng công trình có thể chọn giải pháp móng cho
hợp lý để đảm bảo độ ổn định của công trình.
1.1.4. Đặc trưng nước thải
1.1.4.1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt
Nước thái sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh

hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,…. Chúng thường được thải
ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng
khác. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu
chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt
cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay
các trạm cấp nước hiện có. Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao
hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính
trên một đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn. Nước thải sinh
hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông
rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên
nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự
thấm.
1.1.4.2. Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt
Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
 Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh
 Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa
trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học, ngoài ra còn
có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu
cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như protein (40-50%); hydrat cacbon
(40-50%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-
450mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh
học. Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

5

không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng.
Tính chất nước thải sinh hoạt khu dân cư

Để lựa chọn công nghệ thích hợp xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư trước tiên
chúng ta cần biết tính chất nước thải sinh hoạt, từ đó rút ra phương án xử lý hiệu quả.
Nước thải khu dân cư trong dự án được chia thành hai loại chính: nước đen và nước
xám. Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, còn nước rửa, giặt, tắm là nước xám. Phần
lớn các chất ô nhiễm của nước thải sinh hoạt đều chứa trong nước đen: chất hữu cơ, các
vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Bảng 1.1 giới thiệu các giá trị đặc trưng của các
chất ô nhiễm chính ( BOD
5
, COD, N, P, K) trong các dòng nước thải sinh hoạt đen và
xám
Bảng 1.1 Thành phần tính chất nước xám và nước đen.
Chỉ tiêu
Nước xám
Nước đen
Cao
(a)
Thấp
(b)
Cao
(a)

Thấp
(a)

BOD
5
, mg/l
400
10
600

300
COD, mg/l
700
200
1500
900
Tổng N, mg/l
30
8
300
100
Tổng P, mg/l
7
2
40
20
Tổng K, mg/l
6
2
90
40
Ghi chú:
(a)

–
Giá trị cao ứng với tiêu chuẩn dùng nước thấp và có tính cả tải lượng từ
nhà bếp.

(b)

–
Giá trị thấp ứng với tiêu chuẩn dùng nước cao.
(Nguồn: Almeida và nnk, 2000; Eilersen và nnk, 1999; Henze, 1997; Sunberg, 1995)
Qua những bảng giới thiệu trên, nước thải sinh hoạt chứa các chất cặn bã, chất rắn
lơ lửng (SS), các hợp chất hữu cơ (BOD/COD), các hợp chất dinh dưỡng (N, P) và vi
khuẩn,….Vì thế mà việc xử nước thải sinh hoạt là cần thiết, nếu không xử lý sẽ gây ô
nhiễm môi trường
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

6

Tải lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khu dân cư của dự
án được trình bày trong bảng 1.2 và bảng 1.3
Bảng 1.2. Tải lượng ô nhiễm nước thải sinh hoạt của dân cư trong dự án.
TT
Chất ô nhiễm
Hệ số
(g/người/ngày)
Tải lượng
(kg/ngày)
1
Chất rắn lơ lững (SS)
70-145
143-300
2
Amoni (N-NH
4
)
3,6-7,2
7,4-14,8

3
Tổng Nito (N)
6-12
12,3-24,6
4
Tổng Phospho
0,6-4,5
1,3-9,2
5
BOD
5
45-54
92-110,5
6
COD
85-102
173,5-208,6
7
Dầu động thực vật
10-30
20,5-61,5
(Nguồn: Rapid Enviroment Assessment, WHO, 1995.)
(Tải lượng này tính trên cơ sở số liệu thống kê của nhiều quốc gia đang phát triển và
cho trường hợp không có hệ thống xử lý)
Bảng 1.3. Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt.
Chất ô nhiễm
Đơn vị
Nồng độ
BOD
5

mg/l
100  250
COD
mg/l
200  500
Chất rắn lơ lửng (SS)
mg/l
120  220
Nitrat (
-
3
NO
)
mg/l
0,1  0,4
Tổng photspho
mg/l
0  8
Dầu mỡ
mg/l
100  300
Coliform
MPN/100 ml
10
6
 10
9

Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

7

(Nguồn: [8])
Chất lượng nước thải sau khi xử lý sẽ đạt tiêu chuẩn QCVN 14-2008_BTNMT, loại
B – Thông số ô nhiễm và giới hạn cho phép trong nước thải sinh hoạt khi thải vào
nguồn tiếp nhận với mục đích không dung cho cấp nước sinh hoạt.
Cấp nước: Tiêu chuẩn cấp nước:
+ Khu dân cư : 250 lít/người/ngày (2.983 người)
+ Dịch vụ: 30 lít/người/ngày (1.000 người)
+ Nhà trẻ : 70 lít/cháu/ngày (150 người)
Nhu cầu và nguồn cấp nước:
Q max/ngày = [(2.983 người x 0,25 m
3
/người) + (1.000 người x 0,03m
3
/người) + (150
cháu x 0,07 m
3
/cháu)] = 745,75 + 30 + 10,5 = 786,25m
3
/ngày

Lưu lượng tính toán cho hệ thống thoát nước thải sinh hoạt

Theo tính toán, lượng nước thải của toàn bộ khu căn hộ = lượng nước thải sinh
hoạt + lượng nước thải từ hoạt động dịch vụ, nhà hàng + nước thải rửa ngược của
hệ thống hồ bơi = 80% lượng nước cấp cho toàn khu.
Tất cả các khu vệ sinh đều phải có bể tự hoại ba ngăn xây dựng đúng qui cách,
sau đó đưa qua hệ thống xử lý tập trung để xử lý đạt tiêu chuẩn qui định.

Nước thải sau khi xử lý đạt QCVN 14-2008_BTNMT (loại A) trước khi thoát
vào cống chung của khu vực.
Bảng 1.4. - Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho
phép trong nước thải sinh hoạt

TT
Thông số
Đơn vị
Giá trị C
A
B
1.
pH

5 - 9
5 - 9
2.
BOD
5
(20
0
C)
mg/l
30
50
3.
Tổng chất rắn lơ lửng
(TSS)
mg/l
50

100
4.
Tổng chất rắn hòa tan
mg/l
500
1000
5.
Sunfua (tính theo H
2
S)
mg/l
1.0
4.0
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

8

1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CÓ THỂ ÁP DỤNG ĐƯỢC CHO KHU
DÂN CƯ VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
1.2.1. Một số phương pháp xử lý có thể áp dụng cho khu dân cư
Thành phần nước thải sinh hoạt hầu hết là chất hữu cơ, các cặn lơ lửng và các vi
sinh vật tồn tại ở dạng hòa tan, phân tán nhỏ hay có kích thước lớn. Đặc trưng ô nhiễm
của nước loại này là chất hữu cơ, Nitơ, Phospho. Tùy theo qui mô sản xuất, quỹ đất
dùng cho xử lý, điều kiện kinh tế, thành phần và tính chất nước thải, tải lượng, yêu cầu
của nguồn tiếp nhận… mà có thể áp dụng các biện pháp xử lý thích hợp.
1.2.1.1. Phương pháp cơ học
Quá trình xử lý cơ học còn gọi là quá trình tiền xử lý (pre-treatment) thường được áp
dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý. Xử lý cơ học nhằm mục đích:
 Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác,
nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải.

 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thuỷ tinh.v.v…
 Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.
 Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình
xử lý hoá lý và sinh học.
Tùy vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng căn lơ lửng, lưu lượng nước
thải và mức độ làm sạch cần thiết mà ta sử dụng một trong các quá trình sau: lọc qua
song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực ly tâm, trọng trường và
lọc.
6.
Amoni (tính theo N)
mg/l
5
10
7.
Nitrat (NO
3
-
)(tính theo N)
mg/l
30
50
8.
Dầu mỡ động, thực vật
mg/l
10
20
9.
Tổng các chất hoạt động bề
mặt
mg/l

5
10
10.
Phosphat (PO
4
3-
)
(tính theo P)
mg/l
6
10
11.
Tổng Coliforms
MPN/
100 ml
3.000
5.000
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

9

a. Song chắn rác
Song chắn rác đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các miệng
xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như: nhánh
cây, gỗ, lá, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác. Rác được chuyển tới máy nghiền
để nghiền nhỏ. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Tùy vào kích
thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Đối với các
tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác. Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh
kim loại tiết diện chử nhật, hình tròn hoặc bầu dục. Song chắn rác được chia làm 2 loại
di động hoặc cố định. Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 90

0
theo hướng
dòng chảy. Có hai loại song chắn rác đó là song chắn rác thô khoảng cách giữa các
thanh từ 30mm – 100mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ
10mm – 30mm.
b. Lưới lọc
Lưới lọc dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần
quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ. Kích thước mắt lưới từ
0,5÷1,0mm.
Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay
còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa.
c. Lắng cát
Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn rác và đặt trước bể điều hòa, trước bể
lắng đợt 1. Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước
từ 0,2 – 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào
mòn, tránh tắc đường ống dẫn và ảnh hưởng đến các công trình xử lý sinh học phía sau.
Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho
những mục đích xây dựng. Bể lắng cát gồm 3 loại:
 Bể lắng cát ngang.
 Bể lắng cát thổi khí.
 Bể lắng cát ly tâm.
d. Lắng
Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng
riêng của nước. Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ
hơn sẽ nổi lên mặt nước. Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

10

Vùng chứa và cô đặc cặn

Vùng phân phối
nước vào
Vùng thu nước ra
Vùng lắng các hạt cặn


Hình 1.1. Sơ đồ mặt đứng thể hiện 4 vùng trong bể lắng
lắng và nổi (ta gọi là cặn) tới cơng trình xử lý cặn. Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp
nhau. Q trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước thải. Vì
vậy đây là q trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay
sau khi xử lý sinh học. Để có thể tăng cường q trình lắng ta có thể thêm vào chất
đơng tụ sinh học.
Thơng thường trong bể lắng, người ta thường phân ra làm 4 vùng:
 Vùng phân phối nước vào.
 Vùng lắng các hạt cặn.
 Vùng chứa và cơ đặc cặn.
 Vùng thu nước ra.








Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1 trước
cơng trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau cơng trình xử lý sinh học.
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

11

Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắng như: bể
lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục.
Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bể
lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác.
- Bể lắng đứng
Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chử nhật trên mặt bằng. Bể lắng đứng
thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m
3
/ngày.đêm. Nước thải
được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng. Vận
tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng. Nước trong
được tập trung vào máng thu phía trên. Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp
cụt phía dưới.
- Bể lắng ngang
Bể lắng ngang có hình dạng chử nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng và
chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m. Bể lắng ngang dùng cho các trạm xử
lý có công suất lớn hơn 15.000 m
3
/ ngày.đêm. Trong bể lắng nước thải chuyển động
theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể và được dẫn tới các công trình xử lý tiếp
theo, vận tốc dòng chảy trong vùng công tác của bể không được vượt quá 40 mm/s. Bể
lắng ngang có hố thu cặn ở đầu bể và nước trong được thu vào ở máng cuối bể.
- Bể lắng ly tâm
Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng, đường kính bể từ 16 đến 40m
(có trưòng hợp tới 60m), chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường kính bể. Bể lắng ly
tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m
3
/ngày.đêm. Trong bể
lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể. Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn

được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay
hợp với trục 1 góc 45
0
. Đáy bể thường làm với độ dốc I = 0,02 – 0,05. Dàn quay với
tốc độ 2-3 vòng trong 1 giờ. Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía
trên.
e. Bể vớt dầu mở
Các loại công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp, nhằm
loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởng xấu tới các
công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý). Vì vậy ta phải thu hồi các chất
này trước khi đi vào các công trình phía sau. Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt
vật liệu lọc trong các bể sinh học…và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

12

Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn. Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng
dầu mở không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi.
f. Bể lọc
Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải
với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu
lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc thường
làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Đối với nước thải ngành chế biến thủy sản thì bể
lọc ít được sử dụng vì nó làm tăng giá thành xử lý. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các
công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm có
trong nước thải. Các loại bể lọc được phân loại như sau:
 Lọc qua vách lọc
 Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt
 Thiết bị lọc chậm
 Thiết bị lọc nhanh

g. Tách các hạt rắn lơ lửng dưới tác dụng của lực ly tâm và lực nén
Người ta còn tách các hạt lơ lửng bằng cách tiến hành lắng chúng dưới tác dụng
của các lực li tâm trong các xyclon thủy lực hoặc máy li tâm.
Tóm lại, phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất
không hoà tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30%. Để tăng hiệu suất công tác
của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp thoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụ
sinh học, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-50 %
theo BOD.
Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể
lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa để lắng vừa để phân huỷ cặn
lắng.
1.2.1.2. Phương pháp hóa học
Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hoà, oxy
hoá và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương
pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và
trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử
lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý
nước thải lần cuối để thải vào nguồn.
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

13

a. Phương pháp trung hòa
Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp đưa pH về khoảng 6.5 –
8.5, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và sinh học:
H
+
+ OH
-
 H

2
O
Mặt dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý, nhưng vẫn có thể gây ra một số
vấn đề trong thực tế như: giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làm sét rỉ
thiết bị máy móc,…
Để trung hòa nước thải chứa acid bằng kiềm có thể sử dụng các tác nhân hóa
học như: NaOH, KOH, Na
2
CO
3
, nước amoniac NH
4
OH, CaCO
3
, MgCO
3
,…
Vôi (Ca(OH)
2
) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nước
thải có tính axit, trong khi axit sulfuric (H
2
SO
4
) là một chất tương đối rẻ tiền dùng
trong xử lý nước thải có tính bazơ.
Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của
nước thải, chế độ thải và chi phí hóa chất sử dụng.
b. Phương pháp oxy hóa – khử
Phương pháp này được dùng để:

 Khử trùng nước.
 Chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hoặc một nguyên tố hòa tan sang thể
khí.
 Biến đổi một chất không phân hủy sinh học thành nhiều chất đơn giản hơn, có khả
năng đồng hóa bằng vi khuẩn.
 Loại bỏ các kim loại nặng như Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As …và một số chất độc như
cyanua.
Các chất oxy hóa thông dụng:
 Ozon (O
3
).
 Chlorine (Cl
2
).
 Hydro peroxide (H
2
O
2
).
 Kali permanganate (KMnO
4
).
Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt vào pH và sự hiện diện của chất xúc tác.
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

14

1.2.1.3. Phương pháp xử lý sinh học nhân tạo
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là việc sử dụng khả năng sống và
hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải. Các vi

sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và
tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây
dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên. Quá
trình phân huỹ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá.
Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự có mặt
của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí (không có oxy).
Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại
nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc chất phân tán nhỏ, keo. Do vậy phương pháp
này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải bằng
các quá trình đã trình bày ở phần trên. Đối với các chất vô cơ chứa trong nước thải thì
phương pháp này dùng để khử sunlfit, muối amon, nitrat – tức là những chất chưa bị
ôxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hóa các chất bẩn
sẽ là: khí CO
2
, nitơ, nước, ion sulfate, sinh khối…. Cho đến nay, người ta đã biết nhiều
loại vi sinh vật có thể phân hủy các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và rất nhiều chất
hữu cơ tổng hợp nhân tạo.
Giải pháp xử lý bằng biện pháp sinh học có thể xem là giải pháp tốt nhất trong
các phương pháp trên với các lý do sau:
- Chi phí thấp.
- Có thể xử lý độc tố.
- Xử lý được N-NH
3
.
- Tính ổn đinh cao.
Do vi sinh đóng vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học nên căn cứ vào
tính chất, hoạt động và môi trường sống của chúng, ta có thể chia phương pháp sinh
học thành 2 dang chính như sau:
 Phương pháp kỵ khí
Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy. Quá trình

phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản
phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình phương trình phản
ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

15

Vi sinh vật
Chất hữu cơ CH
4
+ CO
2
+ H
2
+ NH
3
+ H
2
S + Tế bào mới
Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử.
- Giai đoạn 2: Acid hóa.
- Giai đoạn 3: Acetate hóa.
- Giai đoạn 4: Methane hóa.
Phân loại công nghệ kỵ khí:

Hình 1.2. Phân loại các công nghệ xử lý kỵ khí
a. Quá trình tăng trưởng kỵ khí lơ lửng (anerobic supended-growth process):
 UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor)
Nước thải được nạp liệu từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý xảy
ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn hạt. Khí sinh ra trong quá trình
kỵ khí (chủ yếu là methane và CO
2
) sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá
trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt. Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ bám dính
vào các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phía mặt bể. Tại đây quá trình tách pha
khí – lỏng – rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha. Khí qua ống dẫn qua bồn hấp thu chứa
dung dịch NaOH (5 – 10%). Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống. Nước thải
theo máng tràn răng cưa dẫn đến công trình xử lý tiếp theo. Vận tốc nước thải đưa vào
bể UASB được duy trì trong khoảng 0.6 – 0.9m/h.
Tiếp xúc
kỵ khí
Xáo trộn
hoàn toàn
UASB
Tầng lơ
lửng
Lọc kỵ
khí
Vách
ngăn
Sinh trưởng bám dính
Sinh trưởng lơ lửng
Công nghệ kỵ khí

Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

16

gas collector
biogas
gas dome
inlet point
sludge blanket
sludge
outlets
baffle
settling
zone
effluent
gutter
deflector
biogas
inlet box

Hình 1.3. Bể kỵ khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngược
- Ưu điểm:
+ Chi phí đầu tư, vận hành thấp.
+ Lượng hóa chất cần bổ sung ít.
+ Không đòi hỏi cấp khí, đỡ tốn năng lượng.
+ Có thể thu hồi, tái sử dụng năng lượng từ biogas.
+ Lượng bùn sinh ra ít, cho phép vận hành với tải trọng hữu cơ cao.
+ Giảm diện tích công trình.
- Khuyết điểm:
+ Giai đoạn khởi động kéo dài

+ Phát sinh mùi.
+ Dể bị sốc tải khi chất lượng nước vào biến động
+ Bị ảnh hưởng bởi các chất độc hại
+ Khó hồi phục sau thời gian ngừng hoạt động.
 Quá trình phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn
Bể phân hủy kỵ khí xáo trộn hoàn toàn là một bể xáo trộn liên tục, không tuần
hoàn bùn. Bể này thích hợp xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan dễ phân
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

17

hủy nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ. Thiết bị khuấy trộn dùng trong bể có thể là
cánh khuấy cơ khí hoặc tuần hoàn khí biogas. Trong quá trình phân hủy lượng sinh
khối mới sinh ra phân bố đều trên toàn thể tích bể. Hàm lượng chất lơ lửng ở dòng ra
phụ thuộc vào thành phần nước thải vào và yêu cầu xử lý. Do bể phân hủy kỵ khí xáo
trộn hoàn toàn nên không có biện pháp nào để lưu giữ sinh khối bùn nên thời gian lưu
sinh khối chính là thời gian lưu nước. thời gian lưu bùn phân hủy kỵ khí thường từ 12 –
30 ngày. Như vậy thể tích xáo trộn hoàn toàn đòi hỏi lớn hơn nhiều so với công nghệ
xử lý kỵ khí khác.
Do hàm lượng sinh khối trong bể thấp và thời gian lưu nước lớn, bể kỵ khí xáo
trộn hoàn toàn có thể chịu đựng tốt trong trường hợp có độc tố hoặc khi tải tăng đột
ngột.
 Ngoài ra, có thể áp dụng công nghệ tiếp xúc kỵ khí
Quá trình này cung cấp phân ly và hoàn lưu các vi sinh vật giống, do đó cho
phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6  12 giờ.
Cần có một thiết bị khử khí (Degasifier) để làm giảm thiểu tải trọng chất rắn ở
bước phân ly.
Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt
độ 32
o

C, nếu nhiệt độ giảm đi 11
o
C, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi.
b. Quá trình sinh trưởng bám dính (anerobic attached-growth process)
 Lọc kỵ khí
Là loại bể kín, phía trong chứa vật liệu lọc đóng vai trò như giá thể của VSV
dính bám. Nhờ đó, VSV sẽ bám vào và không bị rửa trôi theo dòng chảy.
Vật liệu lọc của bể lọc kị khí là các loại cuội, sỏi, than đá, xỉ, ống nhựa, tấm
nhựa hình dạng khác nhau. Kích thước và chủng loại vật liệu lọc, được xác định dựa
vào công suất của công trình, hiệu quả khử COD, tổn thất áp lực nước cho phép, điều
kiện nguyên vật liệu tại chỗ.
Nước thải có thể được cung cấp từ trên xuống hoặc từ dưới lên.
Bể lọc kị khí có khả năng khử được 7090% BOD.
Nước thải trước khi vào bể lọc cần được lắng sơ bộ.
Ưu điểm:
+ Đơn giản trong vận hành.
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

18

+ Khả năng khử BOD cao, thời gian lọc ngắn
+ VSV dễ thích nghi với nước thải.
+ Vận hành đơn giản, ít tốn năng lượng, thể tích của hệ thống xử lý nhỏ.
+ Không phải kiểm soát hiện tượng bùn nổi như trong UASB.
+ Có khả năng phân hủy các chất hữu cơ chậm phân hủy.
Nhược điểm:
+ Phát sinh mùi.
+ Thường hay bị tắc nghẽn, không có khả năng điều khiển sinh khối, giá
thành của vật liệu lọc khá cao.
+ Hàm lượng cặn lơ lửng ra khỏi bể lớn

+ Thời gian đưa công trình vào hoạt động dài.
+ Tốc độ làm sạch bị hạn chế bởi quá trình khuếch tán
 Quá trình lọc kỵ khí tầng giá thể lơ lửng
Trong quá trình này nước thải được bơm từ dưới lên qua lớp vật liệu hạt giá thể
cho vi sinh bám. Vật liệu này thường có đường kính nhỏ vì vậy tỷ lệ diện tích bề
mặt/thể tích rất lớn (cát, than hoạt tính…) tạo sinh khối bám dính lớn. Dòng thải ra
tuần hoàn trở lại đẩy tạo vận tốc nước đi đủ lớn tạo cho lớp vật liệu hạt ở dạng lơ lửng,
giản nở khoảng 15 – 30% hay lớn hơn. Hàm lượng sinh khối có thể lớn hơn 10.000 ÷
40.000mg/l. Do lượng sinh khối lớn và thời gian lưu nước nhỏ, quá trình này có thể
ứng dụng xử lý nước thải sinh hoạt.
 Phương pháp hiếu khí
Sử dụng nhóm VSV hiếu khí, hoạt động trong cung điều kiện cung cấp oxy liên
tục. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn:
Oxy hóa các chất hữu cơ:
C
x
H
y
O
z
+ O
2
→ CO
2
+ H
2
O + ΔH
Tổng hợp tế bào mới:
C
x

H
y
O
z
+ O
2
→ (C
5
H
7
NO
2
) + CO
2
+ H
2
O – ΔH
Phân hủy nội bào:
C
5
H
7
O
2
+ O
2
→ 5CO
2
+ 2H
2

O + NH
3
± ΔH
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

19

Xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí nhân tạo dựa trên nhu cầu oxy cần
cung cấp cho vi sinh vật hiếu khí có trong nước thải hoạt động và phát triển. Các vi
sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ, các nguồn nitơ và photpho cùng với một số
nguyên tố vi lượng khác làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào mới, phát triển
tăng sinh khối. Bên cạnh đó quá trình hô hấp nội bào cũng diễn ra song song giải
phóng ra CO
2
và nước. Cả hai quá trình dinh dưỡng và hô hấp của vi sinh vật đều cần
oxy. Các hệ thống sục khí bề mặt bằng cách khuấy đảo hoặc sử dụng hệ thống khí
nén được sử dụng để đáp ứng nhu cầu oxy hoà tan trong nước.
Phân loại công nghệ hiếu khí:





Hình 1.4. Phân loại các công nghệ xử lý hiếu khí
a. Quá trình sinh trưởng hiếu khí lơ lửng (aerobic suspended-growth process)
Bùn hoạt tính gồm sản phẩm của khối quần thể sinh vật có khả năng ổn định
chất thải dưới điều kiện hiếu khí.
Trong bể thổi khí, nước thải tiếp xúc với bông bùn vi sinh lơ lửng bằng cách
khuấy trộn và cung cấp khí. Thiết bị cơ khí được sử dụng để cung cấp cho việc khuấy
trộn và cung cấp oxy.

Sinh khối vi sinh vật lơ lửng được gọi là chất rắn lơ lửng hỗn dịch (MLSS) hoặc
chất rắn bay hơi hỗn dịch (MLSS).
Hỗn hợp bùn hoạt tính chảy sang bể lắng, bùn hoạt tính lắng xuống và được nén.
Sinh khối lắng được tuần hoàn lại bể aerotank (nhằm duy trì mật độ cao của vi khuẩn)
để tiếp tục phân hủy sinh học những hợp chất hữu cơ đầu vào. Một phần cặn lắng được
loại bỏ hằng ngày hoặc theo định kỳ. Sinh khối dư cùng với những cặn không phân hủy
sinh học chứa trong nước thải đầu vào được lấy ra khổi hệ thống.
Quá trình bùn hoạt tính là sự hình thành bông, có kích thước từ 50 – 200µm mà
có thể loại bỏ được bằng lắng trọng lực. Hơn 99% cặn lơ lửng có thể loại bỏ được từ
Hồ sinh học hiếu khí
Công nghệ hiếu khí
Sinh trưởng bám dính
Sinh trưởng lơ lửng
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

20

quá trình lắng. Bùn hoạt tính là bùn sinh học tập hợp nhiều loại vi sinh chủ yếu là vi
khuẩn hiếu khí.
 Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank
Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi
sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân đế
cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt
tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ
nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác. Các
vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất dinh dưỡng
cung cấp cho sự sống. Trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh
sản và giải phóng năng lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Như vậy các
chất hữu cơ có trong nước thải được chuyển hoá thành các chất vô cơ như H
2

O, CO
2

không độc hại cho môi trường.
Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau:
Chất hữu cơ + vi sinh vật + ôxy  NH
3
+ H
2
O + năng lượng + tế bào mới
hay có thể viết :
Chất thải + bùn hoạt tính + không khí  Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư
Một số loại bể aerotank thường dùng trong xử lý nước thải:
 Bể Aerotank truyền thống:
Sơ đồ vận hành của bể Aerotank truyền thống như sau:
Chương 1: Tổng quan KDC và các phương phápXLNT sinh hoạt có thể áp dụng

21


Hình 1.5. Sơ đồ cơng nghệ đối với bể Aerotank truyền thống
 Bể Aerotank tải trọng cao:
Hoạt động của bể aerotank tải trọng cao tương tự như bể có dòng chảy nút, chịu
được tải trọng chất bẩn cao và cho hiệu suất làm sạch cũng cao, sử dụng ít năng lượng,
lượng bùn sinh ra thấp.
Nước thải đi vào có độ nhiễm bẩn cao, thường là BOD>500mg/l. tải trọng bùn
hoạt tính là 400 – 1000mg BOD/g bùn (khơng tro) trong một ngày đêm.
 Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact
Stabilitation)
Bể có hai ngăn: ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh

Tuần hoàn bùn
Bể Aerotank
Ngăn tái sinh
bùn hoạt tính
Ngăn tiếp xúc
Bể
lắng
đợt 1
Nước thải
Xả bùn tươi
nguồn tiếp nhận
Bể
lắng
đợt 2
Xả bùn hoạt tính thừa
Xả ra
Xả bùn tươi
Nước thải
Tuần hoàn bùn hoạt tính
Bể
lắng
đợt 2
Bể Aerotank
nguồn tiếp nhận
Xả ra
Xả bùn hoạt
tính thừa
Bể

lắng
đợt 1