Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ sbr

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................................ 1
CHƯƠNG I.TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT..................................2
I.1.Những đặc tính cơ bản của nước thải sinh hoạt.....................................................2
I.2.Tác hại của nước thải sinh hoạt đến môi trường...................................................5
I.3.Giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt của Việt Nam và thế giới. 6
I.4.Các phương pháp xử lý nước thải thường được dùng để xử lý nước thải sinh hoạt
.................................................................................................................................... 7
I.4.1.Phương pháp xử lý cơ học ...........................................................................7
I.4.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý sinh học....................................8
I.2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp khử trùng........................................13
Chương II.PHÂN TÍCH LỰA CHỌ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT PHÙ
HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM...............................................................................13
II.1.Số liệu đầu vào....................................................................................................13
Nước thải đơ thị với đặc tính là có hàm lượng Nitơ ,Photpho, Cacbon hữu cơ
(BOD)và các cặn lơ lửng (SS) cao được thể hiện trong bảng dưới ...........................13
II.2.Đề xuất một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt..........................................14
II.3.Phân tích lựa chọn cơng nghệ xử lý....................................................................20
CHƯƠNG III.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH
HOẠT SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ SBR.................................................................21
III.1.Cơng nghệ SBR.................................................................................................21
III.2.Tính tốn bể SBR:.............................................................................................25
KẾT LUẬN........................................................................................................... 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 43

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

MỞ ĐẦU
Nước thải sinh hoạt là loại nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng
đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ
quan cơng sở,… Các thành phần ơ nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh
hoạt là BOD5, COD, Nitơ và Phốt pho. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước
thải sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong
phân. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn,
ngun sinh bào và giun sán..
Vì vậy cần xử lý nước thải sinh hoạt trước khi thải ra môi trường để đảm bảo sức khỏe
con người và vệ sinh môi trường xung quanh.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

CHƯƠNG I.TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
I.1.Những đặc tính cơ bản của nước thải sinh hoạt
-Nước thải sinh hoạt là nước thải được hình thành từ các hoạt động sống của con
người như :giặt giũ,tẩy rửa,vệ sinh cá nhân,nước nhà bếp…và các hoạt động khác
không phải là sản xuất.Nước thải sinh hoạt thường được thải ra từ các căn hộ, cơ
quan,trường học,bệnh viện,chợ…các cơng trình cơng cộng khác và ngay chính trong
các cơ sở sản xuất.

-Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là thường chứa nhiều tạp chất khác nhau trong đó
khoảng 52% là các hợp chất hữu cơ,48%là các chất vô cơ và một lượng lớn vi sinh
vật.Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải thường ở dạng các vi rút và vi khuẩn gây
bệnh như tả ,lỵ,thương hàn…Đồng thời trong nước thải cũng chứa các vi khuẩn có khả
năng phân hủy chất thải .
Bảng 1:Tải lượng ơ nhiễm nước thải sinh hoạt tính cho một người trong ngày đêm
.Nguồn: Sở KHCN & MT Cần Thơ (ĐTM Xí Nghiệp Thuộc Da MeKo,2005)

Tác nhân gây ơ nhiễm
Chất rắn lơ lửng (SS) (g/ngđ)

BOD5 (g/ngđ)

COD (g/ngđ)

Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường -ĐHBKHN

Tải lượng

200

45 ¸ 54

1,8 ´ COD


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

Tổng Nitơ (g/ngđ)

Tổng Photpho (g/ngđ)

Dầu mỡ (g/ngđ)

Tổng Coliform (cá thể)

Fecal Coliform (cá thể)

Trứng giun sán

2013

6 ¸ 12

0,8 ¸ 4,0

10 ¸ 30

106 ¸ 109

105 ¸ 106

103

Nồng độ các chất gây ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt được biểu thị qua bảng sau

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

Bảng 2. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư
Chỉ tiêu

Trong khoảng

Trung bình

Đơn vị

Tổng chất rắn (TS)

350-1200

720

mg/l

Tổng chất rắn hòa tan (TDS)

250-850

500

mg/l

Chất rắn lơ lửng(SS)

100-350

220

mg/l

BOD5

110-400

220

mg/l

Tổng Nito

20-85

40

mg/l

Nito hưu cơ

8-35

15

mg/l

Nito amoni

12-50

25

mg/l

Nito Nitrit

0-0.1

0.05

mg/l

Nito Nitrat

0.1-0.4

0.02

mg/l

Clorua

30-100

50

mg/l

Độ kiềm

50-200

100

mgCaCO3/l

Tổng chất béo

50-150

100

mg/l

8

mg/l

Tổng photpho

(Trích dẫn từ Trần Đức Hạ, xử lý nước thải đô thị, NXB khoa học và kỹ thuật,
2006,trang 9)
A, Đặc điểm vật lý

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

- Các chất khơng hồ tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4mm, có thể ở dạng
huyền phù, nḥũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải, cành cây,cỏ…
- Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước dạng hạt trong khoảng 10-4 đến 10-6mm.
- Các chất bẩn dạng tan có kích thước nhỏ hơn 10-6mm, có thể ở dạng phân tử hoặc
phân ly thành ion.
- Nồng độ các chất bẩn trong nước thải có thể đậm đặc hoặc loãng tuỳ thuộc tiêu chuẩn
dùng nước sinh hoạt và lượng nước thải cơng nghiệp hồ lẫn vào.

B, Đặc điểm hóa học
Nước thải chứa các hợp chất hố học dạng vô cơ như sắt, magie, canxi, silic, nhiều chất
hữu cơ sinh hoạt như phân, nước tiểu và các chất thải khác như cỏt, sét, dầu, mỡ.
Nước thải vừa xả ra thường có tính kiềm, nhưng dần trở nên có tính axit vì thối rữa từ
các chất hữu cơ có xuất xứ từ động vật và thực vật. Những chất hữu cơ trong nước thải
có thể chia thành các chất nitơ và các chất cacbon.Các hợp chất chứa nitơ chủ yếu nhưure, protein, amin, axit amin…Các hợp chất chứa cacbon như xà pḥịng, hydro cacbon
trong đó có cả xenlulo…từ chất thải cơng nghiệp lẫn vào làm cho thành phần và tính
chất nước thải càng thêm đa dạng.
C, Đặc điểm sinh vật và vi sinh vật
Nước thải sinh hoạt chứa vô số sinh vật, chủ yếu là vi sinh với số lượng từ 106- 107 tế
bào trong 100 ml. Nguồn chủ yếu đưa vi sinh vật vào nước thải là phân, nước tiểu và
đất cát. Tế bào vi sinh hình thành từ chất hữu cơ, nên tập hợp vi sinh có thể coi là một
phần của tổng hợp chất hữu cơ trong nước thải. Phần này sống, hoạt động, tăng trưởng
để phân huỷ phần hữu cơ c ̣òn lại của nước thải
I.2.Tác hại của nước thải sinh hoạt đến môi trường
-Dưới đây là tác hại đến môi trường do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải
gây ra:

1)Các hợp chất hữu cơ hòa tan ( COD , BOD ): Sự khống hóa , ổn định chất hữu
cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng
đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu tải lượng chất ô nhiễm cao quá mức oxy hóa
hiếu khí , điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong q trình phân hủy yếm khí sinh
ra các sản phẩm như : H2S , NH3 ,CH4 ,… làm cho nước có mùi hơi thối và làm giảm
pH của môi trường.
2) Chất rắn lơ lửng( SS): lắng đọng ở nguồn tiếp nhận , gây phân hủy yếm khí.
3)Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh đến đời sống của
thủy sinh vật nước.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

4)Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lây truyền bằng đường nước như tiêu chảy ,
ngộ độc thức ăn , vàng da,…Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng nước thải sinh hoạt ,
đặc biệt là trong phân , đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có
trong phân. Vi sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn
khác nhau, qua tiếp xúc trực tiếp , qua môi trường ( đất , nước , không khí , cây trồng ,
vật ni , cơn trùng , ...), thâm nhập vào cơ thể người qua đường thức ăn , nước uống ,
hơ hấp ,... và sau đó có thể gây bệnh cho người. Các vi sinh vật gây bệnh cho cơ thể
con người bao gồm các nhóm chính là Virus , vi khuẩn , nguyên sinh bào và giun sán.

Vì những ảnh hưởng trên khơng cịn cách nào khác là phải bảo vệ nguồn nước ngọt
nói riêng và mơi trường của chúng ta nói chung bằng cách:
a)Hạn chế số lượng nước thải xả vào nguồn nước.
b)Giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải theo qui địng bằng cách áp dụng
công nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước. Ngoài ra, việc nghiên cứu

áp dụng công nghệ sử dụng lại nước thải trong chu trình kín có ý nghĩa đặc biệt quan
trọng.
5)Hàm lượng Nitơ(Ammonia) , và Phốt pho trong nước thải sinh hoạt : đây là
những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện
tượng phú dưỡng hóa ( sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy
trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật , trong khi đó
vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do q trình hơ hấp của tảo thải ra).
6) Màu : mất mỹ quan.
7)Dầu mỡ: gây mùi , ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
I.3.Giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt của Việt Nam và thế giới
1.Nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt của công ty TNHH Furukana (Khu chế xuất
Tân Thuận,Quận 7,TP.Hồ Chí Minh)
Nước thải sinh hoạt

.

Hầm tự hoại

Ngăn tách dầu mỡ

Bể điều hịa

Viện Khoa học và Cơng nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

Máy thổi khí

2013

Bể Aerotank

Bể lắng

Bể phân hủy bùn kỵ khí

Nguồn tiếp nhận

Chơn lấp

Nhà máy hoạt động với cơng suất 600m3/ngày.Hiệu quả xử lý đạt 95%
2.Nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Buôn Ma Thuột.
Nước thải

Hồ kỵ khí

Trạm bơm tái sử dụng

Thác tạo khí

Hồ làm thống

Hố SH

Hồ SH

Thác tạo khí

Xả trạm

Tưới tiêu

Suối

Suối

Nhà máy hoạt động với công suất 520m3/giờ.Lưu lượng tiếp nhận 4125 m3/ngày
Tải lượng hữu cơ là 1650 kg/ngày,hàm lượng hữu cơ là 400 mg/

I.4.Các phương pháp xử lý nước thải thường được dùng để xử lý nước thải sinh
hoạt
I.4.1.Phương pháp xử lý cơ học .
Mục đích xử lý cơ học là nhằm loại bỏ cáctạp chất không tan trong nước ra khỏi nước
thải, các tạp chất này có thể ở dạng vơ cơ hay là hữu cơ. Việc lựa chọn phương pháp
xử lý phụ thuộc vào kích thước củacác hạt , tính chất hóa lý , nồng độ hạt lơ lửng , lưu
lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết. Về nguyên tắc, xử lý cơ học là giai đoạn
xử lý sơ bộ( giai đoạn xử lý bậc 1) trước khi đi vào xử lý tiếp theo.
Các cơng trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải là:
(1)Song chắn rác , lưới chắn rác : làm nhiệm vụ giữ lại các chất bẩn thô ( rau , cỏ ,
rác ,… ) , nhằm đảm bảo cho máy bơm , các cơng trình và thiết bị xử lý hoạt động ổn
định.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

(3) Bể lắng cát: được thiết kế trong công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ các

tạp chất vô cơ, chủ yếu là cát chứa trong nước thải.
(4)Bể điều hòa: dung để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu
lượng và tải lượng dòng vào ( BOD , SS) , đảm bảo hiệu quả của các cơng trình xử lý
sau , giảm chi phí và các kích thước của các thiết bị sau này.
(5)Bể lắng: làm nhiệm vụ tách các chất bẩn khơng hịa tan và tạp chất nổi ra khỏi
nước thải, tách các cặn lắng và nén bùn. Khi cần xử lý ở mức độ cao ( xử lý bổ sung )
có thể sử dụng các bể lọc , lọc cát ,… .
I.4.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp sinh học sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân
hủy các chất bẩn hữu cơ trong nước thải, các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ
và một số khoáng chất khác làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình
dinh dưỡng, chúng nhận được một số chất làm vật liệu để xây dựng tế bào cũng như
sinh trưởng và sinh sản và do vậy sinh khối được tăng lên và hệ quả là nước thải được
làm sạch.

Mục đích của phương pháp xử lý sinh học là để làm sạch nước thải sinh hoạt cũng
như các loại nước thải khác khỏi nhiều chất hữu cơ hòa tan vào một số chất vô cơ như
H2S, các Sunfit , Amoniac , Nitơ...
Trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là sử dụng khả năng sống và hoạt động của
các vi sinh vật có ích để phân huỷ các chất hữu cơ và các thành phần ô nhiễm trong
nước thải. Các quá trình xử lý sinh học chủ yếu có năm nhóm chính: q trình hiếu khí,
q trình trung gian anoxic, q trình kị khí, q trình kết hợp hiếu khí – trung gian
anoxic – kị khí các q trình hồ.
Nước thải có thể được xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ được đặc trưng bởi chỉ tiêu
các hợp chất hữu cơ hòa tan(BOD hoặc COD) , nước thải cần không chứa các chất độc
và tạp chất , các muối kim loại nặng hoặc nồng độ của chúng không được vượt quá
nồng độ cực đại cho phép và có tỷ số BOD5/ COD ≥ 0,5.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

1.Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp hiếu khí
Phương pháp hiếu khí thực chất là thực hiện q trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ,
các chất vơ cơ có khả năng phân hủy sinh học được nhờ các vi sinh vật hơ hấp hiếu khí
trong điều kiện có oxy.
a. Phương pháp hiếu khí với bùn hoạt tính (bể aeroten)
Trong bể aeroten, các vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái huyền phù, tồn tại dưới
dạng bơng sinh học. Q trình làm sạch trong aeroten diễn ra theo mức dòng chảy
qua hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính được sục khí. Việc sục khí đảm bảo 2 yêu
cầu của quá trình: làm nước được bão hịa oxy và duy trì bùn ở trạng thái lơ lửng.
- Tốc độ sử dụng oxy phụ thuộc vào các yếu tố:
+ Tỷ số giữ lượng chất dinh dưỡng và số vi sinh vật
+ Nhiệt độ
+ Hàm lượng oxy hòa tan
+ Tốc độ sinh trưởng và hoạt độ sinh lý tế bào
+ Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong trao đổi chất.

- Sơ đồ hệ thống:
Nước thải vào

Nước thải ra
Bể Aeroten

Bùn tuần hoàn
Xả bùn dư

Hệ thống aeroten gồm 1 bể aeroten và một bể lắng thứ cấp. Bể aeroten là nơi diễn
ra q trình oxy hóa các chất hữu cơ,bể lắng có tác dụng tách bùn ra khỏi nước thải
bằnglắng trọng lực. Một phần bùn sẽ được tuần hoàn lại bể aeroten, phần còn lại
được xả và xử lý tiếp.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

Phạm vi áp dụng :Phù hợp với nước thải có nhiều chất keo lơ lửng , khó lắng, có
BOD từ 500- 800 mg/l, SS từ 300-400mg/l . Hiệu suất làm sạch theo BOD có
thể đạt 95-97 % với làm thống kéo dài kiểu sục khí thơng thường và 90-95% đối
với kiểu khuấy trộn [16,29] . với thời gian làm thống kéo dài, q trìng Nitơrat
hóa có thể xảy ra với hiệu suất đạt 75-95% theo N-Kjeldahl . Biện pháp làm
thống kéo dài thích hợp cho xử lý ơ nhiễm BOD, Nitơ hữu cơ và được khuyễn
nghị áp dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt.
Xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính đều cho hiệu suất làm sạch cao,
song cần phải xử lý bùn dư lớn, chi phí đầu tư xây dựng và vận hành cao hơn so
với các biện pháp khác : lọc sinh học, hồ sinh học. Khơng thích hợp cho những
cơ sở sản xuất có chế độ làm việc thường xuyên gián đoạn không liên tục.

b. Bể lọc sinh học
- Bể lọc sinh học là thiết bị phản ứng sinh học trong đó các VSV sinh trưởng cố
định trên lớp màng bám trên vật liệu lọc. Thường nước thải được tưới từ trên xuống
qua lớp vật liệu lọc bằng đá hoặc các vật liệu khác nhau.
Màng sinh học gồm các vi khuẩn, nấm, và động vật bậc thấp được nạp vào hệ thống
cùng nước thải. Độ dày của màng 50-700 micromet, tối ưu khoảng 150-350
micromet. Mặc dù lớp màng này rất mỏng song cũng có 2 lớp: lớp yếm khí ở sát bề

mặt đệm và lớp hiếu khí ở ngồi. Khi dịng nước thải chảy trùm lên màng sinh học,
các CHC được VSV chiết ra cịn sản phẩm của q trình trao đổi chất là CO 2 sẽ
được thải ra qua màng chất lỏng, oxy được bổ sung từ hấp thụ từ không khí. Theo
chiều sâu từ mặt xuống dưới đáy bể lọc, nồng độ chất hữu cơ trong nước thải giảm
dần.
- Lọc sinh học làm sạch một phần hay toàn bộ chất hữu cơ phân hủy sinh học trong
nước thải và có thể đạt hất lượng dòng ra với nồng độ BOD tới 15 mg/l.Hiệu suất
làm sạch nước thải phụ thuộc vào các chỉ tiêu sinh hóa, trao đổi khối, chế độ thủy
lực và kết cấu thiết bị.
- Ưu điểm: đơn giản, tải lượng theo chất ô nhiễm thay đổi trong giới hạn rộng, thiết
bị đơn giản, tiêu tốn ít năng lượng.
- Nhược điểm: hiệu suất phụ thuộc nhiệt độ khơng khí.
- Các dạng lọc sinh học:
+ Lọc loại giọt: vật liệu lọc thường là đá, cuội… đường kính 30-50 mm, chiều cao
lớp vật liệu lọc từ 1,5-2m, hiệu quả xử lý khoảng 90%, tải lượng thủy lực 1-3m 3/
m2.ngày, thích hợp với các trạm xử lý có cơng suất Q<1500m3/ngày đêm.
+ Lọc tải lượng cao: chiều cao làm việc 2-4m,tải lượng thủy lực 10-30m3/m2.ngày.
+ Tháp lọc sinh học: chiều cao thủy lực 8-16m, cấp khí nhân tạo bằng thổi khí, hiệu
quả xử lý: 60-85%.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

Phạm vi áp dụng:Thường được áp dụng là các biện pháp lọc sinh học với làm
thoáng tự nhiên hoặc nhân tạo .Biện pháp này thích hợp với nước thải có BOD
dao động trong giới hạn <300mg/l . Hiệu suất làm sạch BOD 50-70% khi lọc 1
cấp và <90% với 2 cấp lọc. So với các phương pháp bùn hoạt tính, lọc sinh học

có kinh phí đầu tư xây dựng, thiết bị và quản lý vận hành thấp hơn.
c.Phương pháp dùng bể phản ứng sinh học gián đoạn theo mẻ luân phiên
( Sequencing Batch Reactor –SBR ).
Công nghệ SBR (Sequence Batch Reactor) là một biến cải của quy trình xử lý
bằng bùn hoạt tính.Cũng như các hệ thống xử lý bằng bùn hoạt tính khác bể hoạt
động trên nguyên tắc gián đoạn nên số bể tối thiểu là 2.Công nghệ SBR hoạt động
trên nguyên tắc dựa vào sự phát triển hỗn hợp vi sinh vật để xử lý nước thải .Các vi
sinh vật này làm sạch có hiệu quả BOD, COD và các chất đạm thường có trong
nước thải .

Hệ thống thích hợp với nước thải có tỷ lệ BOD/COD=0,5-0,8 mg/l có BOD từ
500-1200 mg/l.Hiệu xuất làm sạch theo BOD có thể đạt từ 90%- 98%. Đặc biệt
cơng nghệ SBR có hiệu quả làm sạch cao các chất đạm (nutrient ) thường có
trong nước thải sinh hoạt. Cơng nghệ SBR có thể xử lý nước thải trong một
phạm vi rất lớn, từ nước thải dân dụng cho đến nước thải của các ngành công
nghiệp. Công nghệ SBR được điều hành theo phương thức từng mẻ phù hợp nên
chất lượng dòng của mỗi chu kỳ của bể SBR là ổn định.
d.Phương pháp dùng hồ sinh học để xử lý nước thải.
Hồ sinh học là thủy vực được sử dụng để xử lý nước thải bằng các quá trình tự
nhiên cơ chế làm sạch nhờ quan hệ phụ sinh giữa vi sinh vật và tảo .Vi sinh vật sử
dụng O2 sinh ra từ q trình quang hợp cũng như hịa tan từ khơng khí để oxi hóa
các chất hữu cơ ,rong tảo lại tiêu thụ CO2 ,P và N sinh ra từ sự phân hủy ,oxi hóa
các chất hữu cơ bởi vi sinh vật.
Biện pháp được xem xét để áp dụng trước hết là hồ tùy tiện và hồ hiếu khí. Hồ sinh
học thích hợp với nước thải có BOD từ 150-200 mg/l, hiệu suất xử lý theo BOD có thể
đạt đến 70-90% và thong thường giao động từ 55-90% [28,29] . Hồ sinh học có nhược
điểm là : Diện tích mặt bằng lớn do thời gian lưu nước khá lớn từ 7-50 ngày với hồ tùy
tiện và từ 3-10 ngày với hồ hiếu khí ; SS ra khỏi hồ tương đối cao, đến 50-100mg/l .

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

Ưu điểm chủ yếu là đầu tư xây dựng thấp. Phù hợp với một số cơ sở sản xuất khơng
liên tục, có diện tích mặt bằng lớn và xa khu dân cư.

2.Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp yếm khí
Dùng bể tự hoại
Bể tự hoại là cơng trình xử lý nước thải bậc một (xử lý sơ bộ) đồng thời thực hiện ba
chức năng: lắng nước thải, lên men cặn lắng và lọc nước thải sau lắng.
Bể tự hoại sau khi xây dựng có thể được đưa vào sử dụng ngay sau khi xây dựng. Bể tự
hoại không cần một yêu cầu đặc biệt nào trước khi đưa vào vận hành. Tuy nhiên sự lên
men cặn phải bắt đầu vài ngày sau khi đưa vào hoạt động. Bùn cặn lên men được hút
sau từ 1-3 năm bể hoạt động. Tại thời điểm hút, phần bùn cặn chưa lên men nằm phía
trên vì vậy ống hút của máy bơm phải đặt sâu xuống đáy bể. Thông thường khi hút
phải chừa lại khoảng 20% lượng bùn cặn để gây men cho bùn cặn tươi đợt sau. Khi hút
bùn cặn ra khỏi bể, hỗn hợp bùn cặn thường có BOD5 khoảng 6000mg/l, tổng các chất
rắn lơ lửng (TSS) khoảng 15000mg/l.
Bùn cặn đã lên men được sử dụng vào nhiều mục đích khác như: ủ làm phân vi sinh
hoặc bón trực tiếp cho các cây công nghiệp,…
Bể tự hoại 3 ngăn có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành quản lý và thường được sử dụng để
xử lý nước tại chỗ cho các khu dân cư, các khu tập thể, cụm dân cư dưới 500 người và
lưu lượng nước thải dưới 30 m3/ ngày.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

I.2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp khử trùng
Phương pháp khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùng của công nghệ xử lý nước thải
nhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh trước khi xả vào nguồn nước. Mục đích là để
khử trùng nước thải có thể sử dụng Clo, các hợp chất chứa Clo , có thể tiến hành khử
trùng bằng ozơn , tia hồng ngoại , ion bạc ,...

Chương II.PHÂN TÍCH LỰA CHỌ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH
HOẠT PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM.

II.1.Số liệu đầu vào
Nước thải đô thị với đặc tính là có hàm lượng Nitơ ,Photpho, Cacbon hữu cơ (BOD)và
các cặn lơ lửng (SS) cao được thể hiện trong bảng dưới .

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

Bảng 2.So sánh các thông số đầu vào của nước thải sinh họat và yêu cầu nước thải
sau xử lý(QCVN 14:2008/BTNMT)
Chỉ tiêu

Thông số đầu Yêu cầu nước thải sau xử
vào

lý

-Tổng chất rắn ( TS), mg/l

750

500

-Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l

250

100

-pH

6,8

5-9

-BOD5, mg/l

195

50

-COD, mg/l

300

100

-Tổng Nitơ, mg/l

46

-

-Nitơ Amoni, mg/l

34

10

-Tổng P, mg/l

8

10

-Coliform, MPN/l00ml

106 -107

5000

-Dầu mỡ khoáng, mg/l

30

20

Lượng nước thải sinh hoạt thường chiếm khoảng 80% lượng nước cấp. Theo tiêu
chuẩn nước thải sinh hoạt khu đô thị thường từ 100->250l/ng.ngày(đối với nước đang
phát triển)và từ 150->500l/ng.ngày (đối với nước phát triển). Tại Việt Nam, tiêu chuẩn
cấp nước dao đông từ 120->180l/ng.ngày.Nhà máy hoạt động với cơng suất là 100
nghìn m3 /ngày đêmTại Hà Nội mỗi ngày có khoảng 500 nghìn m3 nước thải sinh hoạt
đổ vào nguồn nước mặt (Sở TNMT Hà Nội -2005).Nên với cơng suất đầu vào là 100
nghìn m3 thì có thể giải quyết được 1/5 lượng nước thải sinh hoạt của thành phố.
II.2.Đề xuất một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.
Từ điều kiện thực tiễn và tính chất của nước thải có thể xử lý theo một số dây chuyền
công nghệ sau.
1.Phương án 1.
Nước thải sinh hoạt
205 m3/ngày.đêm

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN

Song chắn rác


Hố
nước
thải
Bểthu
điều
hịa
Xử lý nước thải sinh hoạt bằng cơng nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

Bể lắng

2013

Nước tách từ bể nén và sân phơi
bùn

Máy thổi khí
Bể SBR

Bơm
Bùn dư

Bể trung gian

Bể khử trùng

Bể chứa và
nén bùn

Sân phơi bùn

Chơn lấp

Nguồn tiếp nhận

Hóa chất
khử trùng
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 1
Thuyết minh sơ đồ công nghệ :Nước thải từ hầm tự hoại của nhà vệ sinh tự chảy
về hố thu của trạm xử lý nước thải theo đường ống chính. Nước thải trước khi đi

vào hố thu đi qua giỏ chắn rác để loại bỏ những loại rác thô để bảo vệ bơm trong hố
thu. Nước thải từ hố thu được luân phiên bơm vào bể lắng để tách bớt các cặn lơ
lửng rồi bơm vào bể điều hòa vào bể điều hịa.
Bể điều hịa có nhiệm vụ điều hịa lưu lượng và hàm lượng chất thải trong nước thải
đi vào trạm xử lý, Bể điều hoà được lắp đặt hệ thống sục khí để khuấy trơn và giảm
một phần BOD. Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua bể Sequencing Batch
Reactor (SBR) bằng bơm .
Trong bể SBR (Sequencing Batch Reactor) ta bố trí hệ thống phân phối khí trên
khắp diện tích bể. Bể hoạt động gồm 5 pha thực hiện nối tiếp nhau: pha làm đầy
(Fill), pha phản ứng (React), pha lắng (Settle), pha tháo nước sạch (Decant), pha
chờ (Idle).
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

2013

Thải bỏ bùn không nằm trong các hoạt động của bể SBR vì khơng có thời gian định
cho quá trình thải bỏ. Bùn thường được thải bỏ trong pha lắng hoặc pha chờ. Khối
lượng bùn và tầng số thải bùn được quy định dựa vào hiệu quả xử lý mong muốn.
Do q trình sục khí và lắng diễn ra trong cùng một bể nên khơng có bùn chết trong
q trình phản ứng và khơng cần phải tuần hồn bùn để duy trì nồng độ bùn trong
bể phản ứng. Bùn được xả hút định kỳ về bể chứa nén bùn để giảm lượng ẩm có
trong bùn đến mức cho phép trước khi bơm lên sân phơi bùn. Còn phần nước trong
được thu bằng một thiết bị đặt biệt dùng cho bể SBR chảy về bể chứa trung gian.
Từ bể chứa trung gian được bơm vào bể khử trùng để tiếp xúc vơi clorine trong một
thời gian nhất định sau khi ra khỏi bể khử trùng, nước thải đã đạt tiêu chuẩnvà có
thể xả ra nguồn tiếp nhận.

2.Phương án 2.

Nước thải sinh hoạt

Giỏ chắn rác
Bể điều hịa

Bơm

Máy thổi khí

Bơm
Aerotank

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN

Nước tách bùn

Bể lắng


Bể lắng 2

Bơm
Bùn dư

Bể chứa và
nén bùn

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng cơng nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

Hóa chất khử
trùng

Bể khử trùng

2013

Bùn thải

Nguồn tiếp nhận

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 2
Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ :Nước thải sinh hoạt trước khi vào hố thu gom nước
thải, sẽ được đi qua song chắn rác để loại bỏ rác .Nước thải được bơm vào bể điều
hòa .Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản suất,bể điều hòa cò nhiệm vụ
điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải.Nước thải từ bể điều hòa được dẫn
qua bể lắng 1 để lắng sơ bộ .Nước thải từ bể lắng 1 được bơm sang bể aerotank .tại
đây diễn ra q trình ooxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong
nước thải với sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí trong bể aerotank .Tại đây vi
sinh vật hiếu khí sẽ sử dung chất hữu cơ dạng keo và hòa tan trong nước làm thức
ăn để sinh trưởng và phát triển.Khi đó vi sing vật sẽ phát triển thành quần thể có
kích thước lớn dễ lắng gọi là bơng bùn hoạt tính.Khi vi sinh vật phát triển mạnh
sinh khối tăng tạo thành bùn hoạt tính dư .Do đó tại bể aerotank .một phần bùn lắng
dư từ bể lắng 2 được hồn lưu để bảo đảm nơng đọ bùn hoạt tính nhất định trong
bể.

Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường -ĐHBKHN

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

3.Phương án 3

Nước thải

Ngăn tiếp nhận

Song chắn rác thơ

Bể lắng cát
Lưới chắn rác

Bể điều hịa

Bể lắng đợt 1

Hệ thống AAO

Bể lắng đợt 2

Bể khử trùng
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN

2013


Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR-Nguyễn Thị Nhâm-lớp CNMT-K55

Nước sau xử lý

2013

Bể nén bùn

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 3

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:Nước thải từ hệ thống cống thu gom được đưa về hố
thu ở trạm bơm đặt trong khu xử lý. Từ đây nước thải được bơm lên ngăn tiếp nhận đặt
trên cao để nước thải từ đó có thể chảy qua các cơng trình trong dây chuyền . Nước thải
từ ngăn tiếp nhận chảy qua song chắn thô , các rác thải lẫn trong nước có kích thước
lớn sẽ bị giữ lại song chắn rác . trong bể lắng cát, các hạt cặn có kích thước lớn
≥0,2mm (chủ yếu là cặn vô cơ) sẽ lắng lại . Trước khi nước thải được dẫn sang bể điều
hòa để điều hịa lưu lượng và nồng độ chất ơ nhiễm cũng như đảm bảo chế độ hoạt
động ổn định của toàn trạm xử lý, nước thải chảy qua lưới chắn rác để tách các tạp vật
có kích thước nhỏ . Tại bể điều hịanước thải sẽ được làm thống sơ bộ nhờ nén khí
được cấp từ máy nén khí được cấp từ máy thổi khí .hệ sục khí có tác dụng khuấy trộn ,
chống lắng cặn trong bể và làm thoáng sơ bộ nước thải . Nước thải su khi qua bể điều
hòa được bơm lên đẻ lắng đợt I . Tại bể lắng sơ cấp , phần lớn các cặn trong nước thải
sẽ bị tách ra khỏi dòng nước để khơng làm ảnh hưởng tới q trình xử lý sinh học
AAO.
Trong bể yếm khí , vi khuẩn sử dụng BOD để tổng hợp Poly-P, giải phóng photpho
trướthưcc khi được chuyển đến bể hiếu khí để thực hiện q trình khử photpho .
Photpho được lưu lại trong vi sinh vật dưới dạng sinh khối và được tách ra khỏi nước
thải cùng với bùn dư.
Trong bể hiếu khí cịn diễn ra q trình nitrat hóa tạo nitrat đóng góp cho bể thiếu khí
để thực hiện q trình khử nitrat.Vì sự thiếu vắng của oxy trong bể thiếu khí giúp
khuẩn nitrat là thành phần nhận điện tử biến chúng thành khí nitơ.
Nước thải ra khỏi bể hiếu khí có hàm lượng bong bùn lơ lửng lớn được dẫn sang bể
lắng đợt II để tách bùn . Các bong bùn hầu như được lắng triệt để còn nước trong sẽ

qua máng trộn với clo. Nước thải và clo tiếp xúc trong bể tiếp xúc khử trùng khử trùng
với thời gian vừa đủ rồi xả ra mương thoát nước . Để đảm bảo hệ thống xử lý sinh học
làm việc hiệu quả , một phần bùn hoạt tính từ bể lắng đợt II được bơm tuần hồn lại bể
yếm khí để làm tăng hiệu quả q trình khử photpho. Việc tuần hồn hỗn hợp lỏng để
tuần hồn nitrat trở lại bể thiếu khí để khử nitrat .Phần bùn còn dư ở bể lắng đợt II sẽ
cùng với bùn từ bể lắng đợt I được đưa vào bể nén bùn.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường -ĐHBKHN