Tính toán thiết kế trạm xử ký nước thải trung tâm công nghệ sinh học quận 12 Thành phố Hồ Chí Minh công suất 600m3/ngày.đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐHKTCN TP.HCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
KHOA : MT & CN SINH HỌC
BỘ MÔN : MÔI TRƯỜNG

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Phạm Văn Cường MSSV : 1091080001
Ngành : Kỹ thuật Môi trường Lớp : 10HMT1
1. Đầu đề Đồ án tốt nghiệp:
Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu công nghệ sinh học
TPHCM
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu)
- Nghiên cứu, đề xuất phương án công nghệ để xây dựng trạm xử lý nước thải
đạt tiêu chuẩn xả thải loại A QCVN 14 : 2008.
- Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu công nghệ sinh học Tp,
HCM.
- Thiết lập các bản vẽ thiết kế xây dựng công trình.
- Dự toán kinh phí đầu tư xây dựng và vận hành trạm xử lý nước thải.
3. Ngày giao Đồ án tốt nghiệp : 12/12/2011
4. Ngày hoàn thành Đồ án tốt nghiệp : 02/04/2012
5. Giáo viên hướng dẫn : TS.THÁI VĂN NAM
Nội dung và yêu cầu Đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn.
Chủ nhiệm bộ môn
(Kí và ghi rõ họ tên)



Th.S LÂM VĨNH SƠN
Người hướng dẫn chính
(Kí và ghi rõ họ tên)

TS. THÁI VĂN NAM

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ):
Đơn vị:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ Đồ án tốt nghiệp:


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của em, do em tự thực hiện, không
sao chép. Những kết quả và số liệu trong đồ án chưa được ai công bố dưới bất cứ
hình thức nào.
Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này.

Tp.HCM, ngày 20 tháng 3 năm 2012
Sinh viên



Phạm Văn Cường
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ và
ủng hộ rất lớn của các Thầy, Cô, người thân và bạn bè. Đó là động lực rất lớn giúp
em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.
Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Thái Văn Nam đã

tận tình hướng dẫn, cung cấp cho em những tài liệu, kiến thức và kinh nghiệm quý
báu trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Em cũng xin gởi lời cám ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại học Kỹ Thuật
Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường và Công
nghệ sinh học, cùng tất cả các Thầy, Cô trong khoa đã tạo điều kiện thuận lợi để em
hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này.
Cuối cùng, không thể thiếu được là lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè, và
những người thân yêu nhất đã động viên tinh thần và giúp đỡ em torng quá trình
thực hiện Đồ án tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn.
Tp.HCM, ngày 20 tháng 3 năm 2012
Sinh viên



Phạm Văn Cường


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
2. Sự cần thiết của đề tài
3. Mục tiêu và nội dung của đồ án
4. Phương pháp nghiên cứu
5. Giới hạn phạm vi
6. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn
7. Cấu trúc của đồ án
Số trang
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC BIỆN
PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1

1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt 1
1.1.1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt 1
1.1.2. Đặc tính của nước thải 1
1.1.3. Thành phần và tính chất nước thải 1
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 1
1.2.1. Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải 1
1.2.2. Xử lý cơ học 2
1.2.3. Các công trình xử lý cơ học 2
1.2.4. Xử lý hóa lý 4
1.2.5. Xử lý hóa học 10
1.2.6. Xử lý sinh học 10
1.3. Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đã được áp dụng 18
1.3.1. Trạm xử lý nước thải sinh hoạt công ty Sunyad – Việt Nam 18
1.3.2.Trạm xử lý nước thải sinh hoạt trung tâm thương mại Hùng Vương PLAZA
22
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG KHU TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH
HỌC 26
2.1. Vị trí địa lý 26
2.2. Những thuận lợi của vị trí dự án 26
2.3. Tính chất chính của khu vực dự án 27
2.4. Phân khu chức năng sử dụng đất 27
2.5. Hiện trạng sử dụng đất và hạ tầng kỹ thuật 28
2.5.1. Hiện trạng sử dụng đất 28
2.5.2. Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật 28
2.5.3. Đánh giá chung về khu đất xây dựng 30
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 31
3.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý 31
3.1.1. Dữ liệu thiết kế 32
3.1.2. Tiêu chuẩn xử lý. 32
3.1.3. Tính toán lưu lượng 32

3.1.4. Cơ sở dự án 33
3.2. Lựa chọn công nghệ xử lý 36
3.3. Phương án xử lý 37
3.3.1. Phương án 1 37
3.3.2. Phương án 2 41
3.4. Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải 43
3.4.1. Phương án 1 43
3.4.2. Phương án 2 72
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN KINH TẾ 90
4.1. Dự toán kinh tế cho phương án 1 90
4.1.1. Khái toán kinh phí thiết bị 90
4.1.2. khái toán kinh phí xây dựng 93
4.1.3.Tổng hợp dự toán toàn bộ công trình 95
4.1.4. Chi phí quản lý vận hành 114
4.2. Dự toán kinh tế cho phương án 2 101
4.2.1.Khái toán kinh phí thiết bị 101
4.2.2.khái toán kinh phí xây dựng 105
4.2.3.Tổng hợp dự toán xây dựng 107
4.2.5. Chi phí quản lý vận hành 109
4.3. Lựa chọn phương án. 114
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115
KẾT LUẬN 115
KIẾN NGHỊ 115
TÀI LIỆU THAM KHAO 116
A. PHỤ LỤC BẢNG TÍNH CHI PHÍ XÂY DỰNG
B. PHỤ LỤC BẢN VẼ

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải 19
Bảng 2.1. Bảng số liệu diện tích các khu và số nhân viên của các khu. 27
Bảng 3.1. Bảng tổng hợp các thông số làm cơ sở thiết kế hệ thống xử lý nước thải
31
Bảng 3.2. Tiêu chuẩn nước thải sau khi qua hệ thống xử lý (trích QCVN 14-2008-
BTNMT) 32
Bảng 3.3. Bảng số liệu quy mô cấp nước sinh hoạt 33
Bảng 3.4. Bảng tiêu chuẩn cấp nước và lượng nước cần cấp cho TTCNSH 33
Bảng 3.5. Bảng số liệu tính toán quy mô thoát nước sinh hoạt 34
Bảng 3.6. Bảng tiêu chuẩn thoát nước và tính toán lưu lượng thoát nước sinh hoạt.
35
Bảng 3.7. Bảng thông số tính toán bể thu gom 45

Bảng 3.8. Bảng thông số tính toán bể điều hòa 49
Bảng 3.10. Bảng thông số tính toán bể Aerotank 60
Bảng3.12. Các thông số chọn tải trọng xử lí bể lắng 2 61
Bảng 3.13.Tổng hợp tính toán bể lắng đợt II 65
Bảng 3.14. Các thông số thiết kế bể khử trùng 67
Bảng 3.15. Các chỉ tiêu về vật liệu lọc và tốc độ lọc của bể lọc áp lực sau đây 68
Bảng 3.16. Các thông số thiết kế bể lọc áp lực 70
Bảng 3.17. Các thông số thiết kế bể chứa bùn 71
Bảng 3.18. Các thông số thiết kế bể trung gian 72
Bảng 3.18. Các thông số thiết kế bể điều hòa 77
Bảng 3.19. Thông số kỹ thuật của vật liệu đệm sinh học 77
Bảng 3.19. Các thông số thiết kế bể FBR 88
Bảng 4.1. Khái toán kinh phí thiết bị 90
Bảng 4.2. Bảng tổng hợp dự toán toàn bộ công trình 93
Bảng 4.3. Bảng liệt kê chi phí vận hành 97
Bảng 4.4. Khái toán kinh phí thiết bị 102
Bảng 4.5. Bảng tổng hợp dự toán xây dựng 105
Bảng 4.6. Bảng tổng hợp dự toán toàn bộ công trình 107
Bảng 4.7. Bảng liệt kê chi phí vận hành 109

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình1.1: Lực phân tán London (đóng vai trò chính trong quá trình hấp phụ) 4
Hình 1.2. Hệ thống kết tủa hóa học kết hợp với bể lắng Lamella 7
Hình 1.3. Các quá trình thẩm thấu 9
Hình 1.4. Thiết bị siêu lọc sử dụng màng membrane 9
Hinh1.5.Bể lọc sinh học trickling filter 14
Hình 1.6. Các giai đoạn phân hủy kỵ khí 16
Hinh1.7. Bể xử lý sinh học kỵ khí UASB 18
Hình 1.8. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công ty Sunyad –
Việt Nam 21
Hình 1.9. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt trung tâm thương mại
Hùng Vương PLAZA 23
Hình 3.1. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank 51
Hình3.2. Hình thông số và quy cách của giá thể 78

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
- BOD: Biochemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy sinh hoá, mg/l)
- COD: Chemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy hóa học, mg/l)
- DO: Dissolved Oxygen (oxygen hòa tan, mg/l)
- F/M: Food/Micro – Organism (tỷ số lượng thức ăn và lượng vi sinh vật)
- KCN: Khu công nghiệp
- MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid (chất rắn lơ lửng trong bùn, mg/l)
- MLVSS: Mixed Liquor Volatite Suspended Solid (chất rắn lơ lửng bay hơi
trong bùn lỏng, mg/l)
- N: Nitơ
- P: Photpho
- SS: Suspended Solid (chất rắn lơ lửng, mg/l)
- SVI: Sludge Volume Index (chỉ số thể tích bùn, ml/g)
- VSS: Volatite Suspended Solid (chất rắn lơ lửng bay hơi, ml/g)
- XLNT: Xử lý nước thải
- QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
- TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng
- CNSH: Công ghệ sinh học

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong quá trình phát triển không ngừng của xã hội, loài người đã đạt được
nhiều thành tựu to lớn trong các lĩnh vực kinh tế xã hội với một trình độ khoa học kĩ
thuật hiện đại, nhưng đồng thời cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho môi
trường, đặc biệt là môi trường nước.
Quá trình đô thị hoá tại VN diễn ra rất nhanh. Những đô thị lớn tại VN như
Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước rất nặng nề. Đô thị
ngày càng phình ra tại VN, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc
biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại VN vô cùng thô sơ. Có thể nói rằng,
người Việt Nam đang làm ô nhiễm nguồn nước uống chính bằng nước sinh hoạt thải
ra hàng ngày
Theo Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam (VACNE), nước thải
sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một nguyên nhân
chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày càng
xấu đi. Ước tính, hiện chỉ có khoảng 6% lượng nước thải đô thị được xử lý.
Chuyên gia Matsuzawa (Ông Yutaka Matsuzawa - Chuyên gia môi trường của
Tổ chức Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) tại VN) cho rằng, quá trình công nghiệp
hoá và hiện đại hoá khiến luồng di cư đổ về đô thị. Song việc thu gom, xử lý rác
thải và nước thải sinh hoạt lại không được để ý. “Tôi chắc chắn rằng, VN trong
vòng ít nhất là 10-15 năm nữa sẽ còn phải hứng chịu các tác động nặng nề do nước
thải sinh hoạt không được xử lý. Đây là lý do vì sao tôi nói rằng, ô nhiễm nước thải
sinh hoạt đang là vấn đề nghiêm trọng nhất mà VN đang đối mặt”, ông khẳng định.
Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố hồi đầu năm
2010 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong do điều kiện nước
sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80%
các bệnh truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn nước. Người dân ở cả nông
thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước đang

ngày một ô nhiễm trầm trọng.
Trước tình hình đó, việc ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật và các công
cụ quản lý của nhà nước để kiểm soát và xử lý tình hình ô nhiểm nước thải sinh
hoạt tại Việt Nam. Việc xây dụng các hệ thống xử lý nước thải tại nguồn và xử lý
nước thải sinh hoạt tập chung và áp dụng công nghệ sinh học vào xử lý nước thải
sinh hoạt ngày càng rộng rãi và cho được nhiều kết quả khả quan. Và đây cũng là
mục đích để thực hiện đồ án tốt nghiệp “ Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước
thải sinh hoạt khu công nghệ sinh học TPHCM ”.
2. Sự cần thiết của đề tài
Nước thải sinh hoạt là một trong những mối quan tâm sâu sắc đối với các nhà
quản lý môi trường và xã hội vì chúng có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Vì vậy việc nghiên cứu, tìm ra giải pháp công nghệ thích hợp để xử lý hiệu quả đảm
bảo các tiêu chuẩn cho phép khi thải ra môi trường đã được các nhà làm môi trường
trong và ngoài nước quan tâm. Do đó việc xử lý nước thải trước khi thải vào nguồn
tiếp nhận là một yêu cầu thiết yếu.
3. Mục tiêu và nội dung của đồ án
Đồ án thực hiện 04 mục tiêu cụ thể sau:
- Nghiên cứu, đề xuất phương án công nghệ để xây dựng trạm xử lý nước thải
đạt tiêu chuẩn xả thải loại A QCVN 14 : 2008.
- Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt khu công nghệ sinh học Tp,
HCM.
- Thiết lập các bản vẽ thiết kế xây dựng công trình.
- Dự toán kinh phí đầu tư xây dựng và vận hành trạm xử lý nước thải.
Nội Dung
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về nước thải sinh hoạt.
- Tổng hợp, phân tích số liệu.
- Đề xuất phương án xử lý.
- Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải.
- Triển khai bản vẽ thi công, thiết bị cho công trình.
- Dự toán kinh phí xây dựng và vận hành.

4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu, thu thập tài liệu về nước thải sinh hoạt.
- Nghiên cứu các tài liệu liên quan hệ thống xử lý nước thải và bản vẽ thi công
công trình xử lý.
- Tìm hiểu, khảo sát các công trình xử lý nước thải sinh hoạt đang hoạt động.
- Khảo sát hiện trạng, xác định nguồn gây ô nhiễm.
- Khảo sát hiện trạng, vị trí xây dựng trạm xử lý.
- Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải.
5. Giới hạn phạm vi
Quy mô:
Đề tài chỉ thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu công nghệ sinh học
TPHCM với công suất 600 m
3
/ ngày đêm.
Đối tượng:
Chỉ xử lý nước thải sinh hoạt cho khu công nghệ sinh học.
Nước thải này bao gồm:
Nước thải từ nhà vệ sinh, căn tin, nhà tắm và nước thải khu phòng thi nghiệm
đã qua xử lý sơ bộ.
6. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn
Ý nghĩa khoa học:
Nghiên cứu đề xuất pháp xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh
học hiếu khí cho các nguồn nước thải sinh hoạt của các khu thương mại, cao ốc văn
phòng, và khu dân cư….
Ý nghĩa thực tiễn:
Góp phần cải thiện môi trường cho khu công nghệ sinh học TPHCM .
7. Cấu trúc của đồ án
- CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC BIỆN
PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
- CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG KHU TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ

SINH HỌC
- CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI
- CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN KINH TẾ
- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


Đồ án tốt nghiệp

Trang 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC
BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1.1.1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt cộng đồng như : tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,…
Nước thải sinh hoạt được thải ra từ các căn hộ, cơ quan trường học, bệnh
viện, chợ, các cơ sở sản xuất và các công trình công cộng khác.
1.1.2. Đặc tính của nước thải
Nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi: các chất hữu cơ (thông qua các
chỉ tiêu COD, BOD…), các chất vô cơ, các chất dinh dưỡng (N, P…) và các vi sinh
vật ( E.coli, Coliforms…)
1.1.3. Thành phần và tính chất nước thải
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: các chất thải nhà bếp, nước
tắm giặt…
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
Thành phần của nước thải sinh hoạt chứa những tạp chất khác nhau. Nồng độ
và lưu lượng phụ thuộc vào từng nơi sinh ra nước thải. Chúng ta thường dựa vào

đặc điểm của từng loại nước thải mà lựa chọn một phương pháp xử lý hoặc kết hợp
nhiều phương pháp xử lý để làm sạch nguồn nước. Thường có các phương pháp xử
lý như sau
1.2.1. Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải
Đối với nước thải ở các khu dân cư, vấn đề điều hòa lưu lượng và nồng độ là
đặc biệt cần thiết vì lý do sau đây:
- Chế độ xả thất thường, gián đoạn, không ổn định trong ngày đêm, phụ thuộc
rất lớn vào mùa dịch vụ…
- Việc điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải có ý nghĩa quan trọng đặc biệt
đối với quá trình xử lý sinh học.
Đồ án tốt nghiệp

Trang 2
- Việc làm ổn định nồng độ và lưu lượng nước thải sẽ giúp cho giảm nhẹ kích
thước công trình xử lý, đơn giản hóa công nghệ xử lý và tăng cao hiệu quả
xử lý nước thải.
1.2.2. Xử lý cơ học
Nước thải công nghiệp, cũng như nước thải sinh hoạt thường chứa các chất
tan và không tan ở dạng hạt lơ lửng. Các tạp chất lơ lửng có thể ở dạng rắn và lỏng,
chúng tạo với nước thành hệ huyền phù.
Để tách rác và các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thông thường người ta sử
dụng các quá trình cơ học (gián đoạn hoặc liên tục): lọc qua song chắn hoặc lưới,
lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc lực li tâm và lọc. Việc lựa chọn
phương pháp xử lý tùy thuộc vào các hạt, tính chất hóa lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu
lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết.
Xử lý bằng phương pháp cơ học nhằm loại bỏ và tách các chất không hòa tan
và các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Những công trình xử lý cơ học bao gồm:
- Song chắn rác (lưới lược thô) vận hành thủ công.
- Lưới chắn rác (lưới lược tinh) vận hành tự động.
- Bể điều hòa.

- Bể lắng.
- Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất không
tan và giảm BOD đến 20%.
1.2.3. Các công trình xử lý cơ học
1.2.3.1. Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn
Đây là bước xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình là khử tất cả các vật có
trong nước thải có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống nước thải như
làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và
tạo điều kiện thuận lợi cho cả hệ thống.
1.2.3.2. Song chắn rác
Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn rác. Tại
song chắn rác, các tạp chất thô như rác, túi nylon, vỏ trái cây, giẻ, gỗ và các vật
khác được giữ lại nhằm đảm bảo cho máy bơm và các công trình, thiết bị xử lý
Đồ án tốt nghiệp

Trang 3
nước thải hoạt động ổn định. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo độ an toàn cho
toàn hệ thống xử lý nước thải.
Dựa vào khoảng cách giữa các thanh chắn có thể chia song chắn rác thành
các loại như: song chắn rác loại thô, khoảng cách giữa các thanh từ 60 - 100 mm và
song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 - 25 mm. Song chắn rác được
làm bằng kim loại, làm sạch bằng thủ công hoặc cơ giới và đặt nghiêng một góc 45
- 60
0
. Vận tốc nước chảy qua thanh chắn rác được giới hạn trong khoảng từ 0,6 - 1
m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 - 1 m/s nhằm tránh đẩy rác qua
khe của song chắn rác và vận tốc nhỏ nhất qua khe là 0,4 m/s nhằm tránh quá trình
phân hủy các chất rắn.
1.2.3.3. Song chắn rác thô
Nước thải đưa đến công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn rác.

Song chắn có thể đặt cố định hoặc di động, cũng có thể là tổ hợp với máy nghiền
rác. Thông dụng hơn cả là các song chắn cố định. Các song chắn được làm bằng
kim loại đặt ở cửa vào của kênh dẫn. Thanh song chắn có thể có tiết diện tròn,
vuông, hoặc hỗn hợp.
1.2.3.4. Song chắn rác mịn
Để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ thường sử dụng song chắn rác
mịn có kích thước lỗ từ 0,5 - 1 mm.
1.2.3.5. Bể lắng cát
Bể lắng cát được thiết kế trong công trình xử lý nước thải nhằm loại bỏ
những tạp chất vô cơ có kích thước từ 0,2 - 2 mm, chủ yếu là cát. Nhằm đảm bảo an
toàn cho máy bơm, đường ống tránh bào mòn, tắt đường ống và ảnh hưởng đến
công trình sinh học sau này.
Bể lắng cát thường có 3 loại: lắng cát ngang, lắng cát thổi khí, lắng cát tiếp
tuyến. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi cát và cát khô thường được sử
dụng lại cho mục đích xây dựng.
1.2.3.6. Bể lắng
Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn
trọng lượng riêng của nước, cặn hình thành trong quá trình keo tụ tạo thành bông
Đồ án tốt nghiệp

Trang 4
(bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo
chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng
radian.
1.2.3.7. Bể điều hòa
Điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải. Đảm bảo sự
vận hành liên tục của các công trình trong hệ thống xử lý nước.
1.2.3.8. Tuyển nổi
Bể tuyển nổi dùng để tách các tạp chất lơ lửng không tan, tự lắng kém ra
khỏi nước. Ngoài ra còn dùng để tách các hợp chất hòa tan như chất hoạt động bề

mặt và gọi là bể tách bọt hay làm đặc bọt. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng
cách sụt các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn,
khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước,
cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt.
1.2.4. Xử lý hóa lý
1.2.4.1. Quá trình hấp phụ
Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi
các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong
nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân
hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị
hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc áp dụng
phương pháp này là hợp lý hơn cả.






Hình1.1: Lực phân tán London (đóng vai trò chính trong quá trình hấp phụ)
Trong trường hợp tổng quát, quá trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn:
Đồ án tốt nghiệp

Trang 5
- Di chuyển các chất cần hấp phụ từ nước thải tới bề mặt hạt hấp phụ (vùng
khuếch tán ngoài).
- Thực hiện quá trình hấp phụ.
- Di chuyển chất ô nhiễm vào bên trong hạt hấp phụ (vùng khuếch tán trong).
Người ta thường dùng than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một số chất thải
sản xuất như xỉ tro, xỉ, mạt sắt và các chất hấp phụ bằng khoáng chất như đất sét,
silicagen…Để loại những chất ô nhiễm như: chất hoạt động bề mặt, chất màu tổng

hợp, dung môi clo hóa, dẫn xuất phenol và hydroxyl…
Ứng dụng của quá trình hấp phụ
- Tách các chất hữu cơ như phenol, alkylbenzen-sulphonic acid, thuốc nhuộm,
các hợp chất thơm từ nước thải bằng than hoạt tính.
- Có thể dùng than hoạt tính khử thủy ngân.
- Có thể dùng để tách các chất nhuộm khó phân hủy.
- Ứng dụng còn hạn chế do chi phí cao.
1.2.4.2. Quá trình trao đổi Ion
Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải
khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn… cũng như các hợp chất của
asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ.
Phương pháp này cho phép thu hồi các chất và đạt được mức độ làm sạch
cao. Vì vậy nó là một phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử
lý nước và nước thải.
Bản chất của quá trình trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề
mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với
nhau. Các chất này được gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không
tan trong nước.
Các chất trao đổi ion có khả năng trao đổi các ion dương từ dung dịch điện ly
gọi là các cationit và chúng mang tính acid. Các chất có khả năng trao đổi với các
ion âm gọi là các anionit và chúng mang tính kiềm. Nếu như các ionit nào đó trao
đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là ionit lưỡng tính.
Đồ án tốt nghiệp

Trang 6
Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự
nhiên hay tổng hợp nhân tạo.
Ứng dụng của quá trình trao đổi ion
- Làm mềm nước: ứng dụng quan trọng của quá trình trao đổi ion là làm mềm
nước, trong đó các ion Ca

2+
và Mg
2+
được tách khỏi nước và thay thế vị trí
Na
+
trong hạt nhựa. Đối với các quá trình làm mềm nước, thiết bị trao đổi ion
axit mạnh với Na
+
được sử dụng.
- Khử khoáng: trong quá trình khử khoáng, tất cả các ion âm và các ion dương
đều bị khử khỏi nước. Nước di chuyển qua hệ thống hai giai đoạn gồm bộ
trao đổi cation axit mạnh ở dạng H
+
nối tiếp với bộ trao đổi anion bazơ mạnh
ở dạng OH
-
.
- Khử ammonium (NH
4
+
): quá trình trao đổi ion có thể được dùng cô đặc NH
4
+

có trong nước thải. Trong trường hợp này, phải sử dụng chất trao đổi chất có
tính lựa chọn NH
4
+
cao chẳng hạn như clinoptilolite. Sau khi tái sinh, dung

dịch đậm đặc có thể được chế biến thành phân bón.
1.2.4.3. Quá trình keo tụ – tạo bông
Các hạt trong nước thiên nhiên thường đa dạng về chủng loại và kích thước,
có thể bao gồm các hạt cát, sét, mùn, vi sinh vật, sản phẩm hữu cơ phân hủy… Kích
thước hạt có thể dao động từ vài m đến vài mm. Bằng các phương pháp xử lý cơ
học (lý học) chỉ có thể loại bỏ được những hạt kích thước lớn hơn 10
-4
mm. Với
những hạt kích thước lớn hơn 10
-4
mm, nếu dùng quá trình lắng tĩnh thì phải tốn
thời gian rất dài và khó đạt hiệu quả xử lý cao, do đó cần phải áp dụng phương pháp
xử lý hóa lý.







Đồ án tốt nghiệp

Trang 7

Hình 1.2. Hệ thống kết tủa hóa học kết hợp với bể lắng Lamella
Mục đích quá trình keo tụ tạo bông để tách các hạt cặn có kích thước 0,001m < 
< 1 m, không thể tách loại bằng các quá trình lý học thông thường như lắng, lọc
hoặc tuyển nổi.
Cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông gồm
Quá trình nén lớp điện tích kép, giảm thế điện động zeta nhờ ion trái dấu: khi
bổ sung các ion trái dấu vào nước thải với nồng độ cao, các ion sẽ chuyển dịch đến
lớp khuyếch tán vào lớp điện tích kép và tăng điện tích trong lớp điện tích kép, giảm
thế điện động zeta và giảm lực tĩnh điện.
Quá trình keo tụ do hấp phụ ion trái dấu trên bề mặt, trung hòa điện tích tạo
ra điểm đẳng điện zeta bằng 0. Trong trường hợp này, quá trình hấp phụ chiếm ưu
thế.
Cơ chế hấp phụ – tạo cầu nối: các polymer vô cơ hoặc hữu cơ có thể ion hóa,
nhờ cấu trúc mạch dài chúng tạo ra cầu nối giữa các hạt keo qua các bước sau:
- Phân tán polymer.
- Vận chuyển polymer đến bề mặt hạt.
- Hấp phụ polymer lên bề mặt hạt.
Đồ án tốt nghiệp

Trang 8
- Liên kết giữa các hạt đã hấp phụ polymer với nhau hoặc với các hạt khác.
1.2.4.4. Quá trình kết tủa
Quá trình kết tủa thường gặp trong xử lý nước là kết tủa carbonate canxi và
hydroxit kim loại. Ví dụ ứng dụng quá trình kết tủa làm mềm nước theo phương

pháp như sau:
- Sử dụng vôi: Ca(OH)
2
+ Ca(HCO
3
)  2CaCO
3
 + 2H
2
O
- Sử dụng carbonate natri: Na
2
CO
3
+ CaCl
2
 2NaCl + CaCO
3

- Sử dụng sút: 2NaOH + Ca(HCO
3
)
2
 Na
2
CO
3
+ CaCO
3
+ H

2
O
Kim loại chứa trong nước thải có thể tách loại đơn giản bằng cách tạo kết tủa
kim loại dưới dạng hydroxit. Giá trị pH tối ưu để quá trình kết tủa xảy ra hiệu quả
nhất của các kim loại khác nhau không trùng nhau. Do đó, cần xác định giá trị pH
thích hợp đối với từng kim loại nước thải cụ thể cần xử lý.
Bên cạnh đó, quá trình kết tủa còn được ứng dụng trong quá trình khử SO
4
2-
, F
-
,
PO
4
3-
.
1.2.4.5. Quá trình thẩm thấu
Các kỹ thuật như điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình
tương tự khác ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải.
Màng được định nghĩa là lớp đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau. Đó có
thể là chất rắn, hoặc 1 gel (chất keo) trương nở do dung môi hoặc thậm chí cả một
chất lỏng. Việc ứng dụng màng để tách các chất, phụ thuộc vào độ thấm của các
hợp chất qua màng.
Thẩm thấu ngược
Thẩm thấu được định nghĩa là sự di chuyển tự phát của dung môi từ một
dung dịch loãng vào một dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm.
Khi áp suất tăng lên áp suất thẩm thấu ở phía dung dịch của màng như hình
3.1 trên, thì có dòng dịch chuyển ngược, nghĩa là dung môi sẽ di chuyển từ dung
dịch qua màng vào phía nước sạch. Đây là khái niệm cơ bản của thẩm thấu ngược.
Vì vậy có thể định nghĩa thẩm thấu ngược là quá trình lọc dung dịch qua màng bán

thấm dưới một áp suất cao hơn áp suất thẩm thấu.
Đồ án tốt nghiệp

Trang 9

Hình 1.3. Các quá trình thẩm thấu
1.Nước sạch; 2.Màng; 3.Dung dịch
π-Áp suất thẩm thấu; P-Áp suất làm việc
a.Thẩm thấu; b.Cân bằng thẩm thấu; c.Thẩm thấu ngược
Siêu lọc
Cả siêu lọc và thẩm thấu ngược đều phụ thuộc vào áp suất, động lực của quá
trình và đòi hỏi màng cho phép một số cấu tử thấm qua và giữ lại một số cấu tử
khác.

Hình 1.4. Thiết bị siêu lọc sử dụng màng membrane
H
2
O
H
2
O
π
H
2
O
H
2
O
H
2

O
2
3
1
2
3
1
3

3
a) P < π


b) P = π


c) P > π


P - π

Đồ án tốt nghiệp

Trang 10
Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chỗ siêu lọc thường được sử dụng để tách
dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ các vi
khuẩn, tinh bột, protein, đất sét…). Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để
khử các vật liệu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất thẩm thấu cao.
1.2.5. Xử lý hóa học
1.2.5.1. Phương pháp trung hòa

Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp nhằm tạo điều kiện
cho các quá trình xử lý hóa lý và xử lý sinh học. Hóa chất trung hòa 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 thiết bị máy móc…
Vôi (Ca(OH)
2
), NaOH thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý
các nước thải có tính axit. Axit sulfuric (H
2
SO
4
) là một chất tương đối rẻ tiền dùng
trong xử lý nước thải có tính bazơ.
1.2.5.2. Phương pháp khử trùng
Quá trình khử trùng dung để tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong nước
thải. Khác với quá trình tiệt trùng, quá trình khử trùng chỉ tiêu diệt vi sinh vật gây
bệnh có chọn lọc như bệnh thương hàn, dịch tả, kiết lỵ…
Các hóa chất dùng cho việc khử trùng bao gồm: Clo và các hợp chất Clo,
Brom, I-ot, Ozon, Phenol và các hợp chất của phenol, H
2
O
2
… những chất thường
dùng là Clo và các hợp chất Clo, Ozon, H
2
O
2
.
1.2.5.3. Phương pháp Oxy hóa – khử
Phương pháp này dùng để khử các kim loại nặng, các hoạt chất khó phân hủy

và khử trùng nước thải. Các chất oxy hóa thông dụng: Ozon (O
3
), Chlorine (Cl
2
),
Kali permanganate (KMnO
4
), Hydroperoxide (H
2
O
2
).
1.2.6. Xử lý sinh học
Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có
trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H
2
S, sunfit, ammonia, nitơ… dựa
trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh
vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát
triển. Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể chia làm 2 loại: