Do an u dung he thong ho sinh hoc ket hop voi he thong

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (481.77 KB, 53 trang )

mở đầu
i

i

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển mạnh mẽ nên đÃ nâng cao đợc số lợng và
chất lợng sản phẩm nhằm đáp ứng đợc nhu cầu sống ngày càng cao của con ngời. Đây
là mặt tích cực, song bên cạnh đấy nó cũng làm cho chất lợng môi trờng sống của
chúng ta bị giảm đáng kể, ô nhiễm môi trờng đÃ ở mức báo động trên toàn thế giới .
Loài ngời ngày càng phải đối mặt với nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trờng nói
chung, và môi trờng nớc nói riêng luôn là một trong những vấn đề gây nhức nhối đối
với các quốc gia trên thế giới. Quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá cùng với quá
trình đô thị hoá đÃ biến nguồn tài nguyên nớc vốn rất dồi dào và tởng nh vô tận hiện nay
trở nên khan hiếm và bị ô nhiễm nặng ë nhiỊu khu vùc, nhiỊu qc gia. VÊn ®Ị níc sạch
và bảo vệ tài nguyên nớc sạch đang đợc hởng ứng ở khắp nơi. Việc phòng chống ô
nhiễm nớc cụ thể là chống ô nhiễm các thuỷ vực nớc ngọt nh sông, suối, ao hồ,... là mục
tiêu quan trọng trong các chơng trình bảo vệ môi trờng của Liên hiệp qc cịng nh cđa
tõng qc gia. ë ViƯt Nam, hµng năm đều có các tuần lễ tiết kiệm nớc sạch và bảo về
tài nguyên nớc ở các thành phố lớn nh Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.
Tuy nhiên vấn đề ô nhiễm nớc vẫn là vấn đề đáng lu tâm cho các cấp chính quyền.
Nhà nớc Việt Nam coi việc bảo vệ môi trờng, đặc biệt nguồn nớc là một vấn đề cần
thiết. Nhiều nhà khoa học hiện nay đang hớng các hoạt động vào việc xử lý nớc thải.
Năm 1993 Quốc hội nớc cộng hoà xÃ hội chủ nghĩa Việt Nam đÃ thông qua luật bảo vệ
môi trờng. Tuy nhiên rất nhiều các xí nghiệp sản xuất ở Việt Nam cha có cơ sở xử lý
chất thải nhất là đối với các xí nghiệp vừa, nhỏ không đủ kinh phí để mua sắm trang
thiết bị. Vì vậy nớc thải đều đợc đổ trực tiếp ra môi trờng xung quanh, một số nớc thải
đÃ qua xử lý sơ bộ nhng cha đạt tiêu chuẩn quy định mà mới chỉ mang tính hình thức
đối phó với các cơ quan quản lí. Nguyên nhân của tình trạng này là giá thành xử lý các
chất ô nhiễm cao, kéo theo làm tăng giá thành sản phẩm. Do vậy tình trạng ô nhiễm
môi trờng diễn ra là phổ biến.
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Luận văn tốt nghiệp: “Sư dơng hƯ thèng hå sinh häc kÕt hỵp víi hệ thống lọc
qua hào đất để xử lý nớc thải có nồng độ chất hữu cơ cao nhằm góp phần thực hiện
các mục đích sau :
i

i

i

i

iiiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

- Phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm nớc thải có nồng độ chất hữu cơ cao ở hồ
Thành Công, Sông Lừ và cơ sở sản xuất bia Du Lịch.
i

i

i

i

i

iiiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

- Sử dụng hồ sinh học kết hợp với lọc qua hào đất để xử lý nớc thải có nồng độ chất
hữu cơ cao.

i

i

i

i

-

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Tìm thông số tối u trong quá trình xử lý (thời gian lu nớc ở mỗi giai đoạn) để
đạt hiệu xuất xử lý cao nhÊt.
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

phần I
i

i

tổng quan tài liệu
i

i

2

ii

i

chơng 1
i

tổng quan về xử lý nớc
thải bằng hồ sinh học
i

i

i

i

i

i

i

i

i

1.1. Nguyên tắc xử lý nớc thải bằng hồ sinh học
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Dựa trên cơ sở các vi sinh vật có khả năng phân huỷ chất hữu cơ, tức là chúng có thể
làm sạch nớc thải có chứa các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh hoá, ngời ta có thể sử
dụng vi khuẩn để phân huỷ chất hữu cơ trong níc th¶i víi hiƯu qu¶ cao, thËm chÝ cã thĨ
hÊp thụ đợc các độc tố trong nớc. Làm sạch nớc thải bằng phơng pháp sinh học đợc tiến
hành trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí. Theo nhu cầu oxy ngời ta chia sinh vật ra thành
các loại hiếu khí, kỵ khí và vi sinh vật tuỳ tiện [3 ]. Những sinh vật hiếu khí đòi hỏi oxy
để thực hiện trao đổi chất, ngợc lại vi sinh vật kỵ khí thực hiện trao đổi chất trong điều
kiện không có oxy. Các vi sinh vật tuỳ tiện có khả năng hoạt động đợc trong cả hai điều
kiện có và không có oxy. Hầu hết các vi sinh vật có mặt trong các quá trình xử lý sinh
học đều là các loại tuỳ tiện.

Một trong những công trình đợc sử dụng rộng rÃi để xử lý nớc thải là hồ sinh học hồ oxy hoá (Oxydation Pond hay Lagoon ). Đó là các hồ chứa nớc tự nhiên hay nhân
tạo dùng để xử lý nớc thải. Quá trình xử lý nớc thải đợc dựa trên các nguyên lý và tuân
theo những quy luật nhất định. Khi có khoảng diện tích đất rộng với các điều kiện khí
hậu, địa chất thuỷ văn phù hợp, kết hợp với phục vụ nông nghiệp, thuỷ sản... thì việc sử
dụng hồ sinh học là hợp lý và kinh tế nhất mà vẫn đạt hiệu suất xử lý cao, lại quản lý
đơn giản dễ dàng.
Về phơng diện kỹ tht xư lý níc th¶i, hå sinh häc cã dung tích lớn nên có tính đệm
cao và khi lu lợng nớc thải hoặc nồng độ chất bẩn biến đổi, dao động thì hiệu xuất xử lý
vẫn đảm bảo. Hồ sinh học còn có thể sử dụng làm hồ nuôi cá. Các tác nhân của quá
trình oxy hoá nh tảo, động vật nguyên sinh v.v... là nguồn thức ăn cho cá.
Do cã tÝnh u viƯt nh vËy nªn hå sinh häc đợc sử dụng rộng rÃi ở nhiều nơi trên thế
giới. ở Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới, chắc chắn hồ sinh học sẽ có một vị trí xứng
đáng nếu biết sử dụng nó vừa để xử lý nớc thải vừa phục vụ cho việc tới ruộng và nuôi
cá.
iiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiiii

3

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

1.2. Nghiên cứu sử dụng hồ sinh học để xử lý nớc thải ở
một số nớc trên thế giới
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1.2.1. Nớc và các nguồn ô nhiễm nớc thải
Nớc là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá. Không có nớc thì không có sự sống. Nớc
tham gia vào hầu hết các quá trình sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông đờng
thuỷ và sinh hoạt của con ngời. Nớc bao bọc 3/4 bề mặt trái đất với thể tích khoảng 1,5
tỷ km3. Trong ®ã tû lƯ níc ngät chØ chiÕm 2,4 % tổng lợng nớc, với 27.210.600 km3 là
nớc mặt nằm ở các sông hồ và 6.010.600 km3 ở tầng nớc ngầm[12 ].
Nớc có vai trò to lớn trong đời sống nhân loại: 2/3 thành phần cơ thể đợc cấu tạo từ
nớc. Nớc tham gia vào mọi phản ứng sinh hoá và các quá trình trao đổi chất tế bào. Sự
sống của con ngời sẽ bị đe doạ nếu mất 15% lợng níc. Con ngêi sư dơng níc mét c¸ch
trùc tiÕp hay gián tiếp để uống, tắm giặt; để sản xuất công nghiệp, nông nghiệp...Tuy nớc có tầm quan trọng nh vậy, nhng hiện nay nhiều vùng trên thế giới đÃ sử dụng nớc
bừa bÃi đồng thời cùng với quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, thâm canh nông
nghiệp cũng nh quá trình đô thị hoá ngày càng tăng thì nhu cầu sử dụng nớc và xả các
chất thải bẩn vào nớc cũng tăng theo làm cho nguồn nớc bị ô nhiễm nghiêm trọng .
Nớc thải đợc phân loại là nớc thải sinh hoạt của dân c đô thị, nớc thải công nghiệp từ
các xí nghiệp công nghiệp, thơng nghiệp và dịch vụ, nớc thải từ các khu vui chơi giải
trí, du lịch, trờng học và bệnh viện, nớc thải từ nớc ma chảy tràn qua đồng ruộng cùng
nớc tới tiêu thuỷ lợi mang theo các chất mầu mỡ từ đất cùng thuốc trừ sâu, phân bón...
Tất cả các nguồn nớc thải này nếu không xử lý đúng mức sẽ làm ô nhiễm các
nguồn nớc ao, hồ, sông ngòi, biển và cả các nguồn nớc ngầm. Nh vậy có thể coi nớc
thải là nguồn ô nhiễm chính cho các thuỷ vực.
Trong nớc thải có những thành phần khác nhau và gây ô nhiễm nớc. Các chất gây ô
nhiễm trong nớc thải có thể chia ra làm các nhóm chính nh sau:
- Những chất độc hoặc gây hại khác nhau là muối của kim loại nặng, Acsen,
Xyanua, Phenol, Anilin, Pectixit và những chất khác có khả năng ức chế hoạt tính hệ

enzim gắn liền với oxy hoặc các dạng khác làm rối loạn các quá trình sống của vi sinh
vật, cũng nh của giới sinh vật nói chung.
Những chất độc hại này thờng có mặt ở nớc thải của các xí nghiệp hoá chất, in
nhuộm, thuộc da, nớc có thuốc trừ sâu...Các chất này có độc tính rất cao. Nếu trong bùn
lắng có mặt các chất này với liều lờng nguy hiểm thì không đợc dùng làm phân bón mà
cần phải đốt thiêu huỷ hoặc chôn cách ly.
- Các chất axit hoặc kiềm làm thay đổi phản ứng môi trờng của nguồn nớc tự nhiên
và kết quả là cân bằng sinh thái bị ảnh hởng.
- Các chất hoạt động bề mặt khi đổ vào thuỷ vực sẽ tạo thành một lớp bọt trên mặt
nớc. Các chất này không nguy hiểm, nhng làm cho nớc không thoáng khí, hạn chế oxy
hoà tan và nớc, ảnh hởng đến đời sống của giới thuỷ sinh, trong đó có tảo và vi sinh vật.
Các chất này khó bị phân huỷ.
- Những chất hữu cơ hoà tan có chứa cacbon và nitơ, đợc vi sinh vật sử dụng nh là
các chất dinh dỡng và làm cho giới này phát triển mạnh mẽ trong nớc. Nhng hàm lợng
các chất này quá cao sẽ kéo theo nhu cầu oxy sinh học lớn, làm giảm oxy và gây ảnh hi

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

4

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ởng lớn đến các sinh vật trong nớc. Nh vậy các vi sinh vật này không thể phát triển đợc

trong điều kiện nồng độ các chất hữu cơ hoà tan quá nhiều, làm nớc lâu tự làm sạch.
- Những chất hữu cơ không tan nh Lignin, Xenluloza, tinh bột, các chất cao phân
tử, trong đó có những chất trôi nổi trên bề mặt hoặc trong nớc. Trong trờng hợp này, sẽ
rất là khó khăn khi xử lý, đặc biệt là các chất nhựa cao phân tử cha thể bị phân huỷ bởi
vi sinh vật trong khoảng thời gian vài chục năm hoặc lâu hơn nữa. Nớc thải của các xí
nghiệp làm giấy, làm đờng từ mía...thờng có hàm lợng lignin cao. Chất hữu cơ này
cũng khó bị phân huỷ khi xứ lý.
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1.2.2.Các nguồn nớc thải
ô nhiễm nớc có thể đợc gây ra do hiện tợng tự nhiên (núi lửa, lũ lụt, phong hoá...)
nhng sự hoạt động của con ngời là nguyên nhân quan trọng nhất. Các hoạt động của
con ngời trong sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, khai hoang, xây dựng
công trình thuỷ lợi, giao thông đờng thuỷ, du lịch... Đa khối lợng ngày càng lớn chất
thải vào nguồn nớc sông hồ, đại dơng, nớc ngầm gây suy giảm rõ rệt chất lợng nớc tự
nhiên ở hầu hất các quốc gia trên thế giới. Hiến trơng Châu Âu về nớc đÃ định nghĩa:
Sự ô nhiễm nớc là một biÕn ®ỉi nãi chung do con ngêi ®èi víi chÊt lợng nớc, làm ô
nhiễm nớc và gây nguy hiểm cho con ngời, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá,
nghỉ ngơi giải trí, đối với động vật nuôi và các loài hoang dại.
Có nhiều loại nguồn gây ô nhiễm nớc bề mặt và nớc ngầm. Hầu hết các nguồn gây
ô nhiễm là do hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con ngời tạo nên. Có thể chia ra làm 4
nguồn gây ô nhiễm nớc.
i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1.2.2.1. Nớc thải từ khu dân c
Nớc thải từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trờng học, cơ quan chứa đựng
các chất thải trong quá trình sống của con ngời đợc gọi chung là nớc thải sinh hoạt hoặc
nớc thải từ khu dân c.
Nớc thải sinh hoạt ở các đô thị đông dân là nguồn nớc thải lớn nhất. Nớc thải từ các
hộ gia đình với các bể tự hoại và hố xí cha đạt tiêu chuẩn vệ sinh, các chất tẩy rửa và các
hoá phẩm dùng cho tiêu dùng đÃ làm ô nhiễm nguồn nớc. Đặc điểm cơ bản của nớc thải
sinh hoạt là trong đó có hàm lợng cao của các chất hữu cơ không bền vững, dễ bị phân
huỷ sinh học (Cacbon hydrat, Protein, mì), chÊt dinh dìng (Photphat, Nit¬), vi sinh
vËt, chất rắn...Tổng lợng các tác nhân ô nhiễm do một ngời hàng ngày sử dụng 80-300
lít nớc đa vào môi trờng.Tuy nhiên trong thực tế khối lợng trung bình tác nhân ô nhiễm
do con ngời ở các điều kiện sống khác nhau. Hàm lợng tác nhân gây ô nhiễm trong nớc
thải phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lợng bữa ăn, lợng nớc sử dụng và hệ thống tiếp
nhận nớc thải.
i

i

iii iiii iii

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1.2.2.2. Nớc thải công nghiệp
Tuy về lu lợng nớc thải công nghiệp thờng nhỏ hơn so với nớc thải sinh hoạt nhng
lại là nguồn quan trọng làm ô nhiễm nguồn nớc với các chất độc hại nh kim loại nặng,
các chất hữu cơ, vô cơ với hàm lợng cao. Hàm lợng BOD, COD cao làm giảm lợng oxy
hoà tan trong nớc ảnh hởng đến các sinh vật và hệ sinh thái. Các nhà máy xí nghiệp
không trang bị hệ thống nớc thải, kỹ thuật, trang thiết bị và công nghệ cũ kỹ, lạc hậu đÃ
làm tăng chất thải và nớc thải bị ô nhiễm cao hơn rất nhiều so víi tiªu chn cho phÐp.
i

i

iiiiiiiiii
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

5

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Các chất hữu cơ nh chất tẩy rửa tổng hợp, sản phẩm lu hoá cao su, glixerin... là những
hợp chất hữu cơ bền vững thậm chí còn có thể tiêu diệt những vi sinh vật phân huỷ, tác
nhân thực hiện quá trình tự làm sạch nguồn nớc.

Nớc thải các nhà máy chế biến lơng thực thực phẩm nh nhà máy bia, rợu, đờng,
bánh kẹo, đồ hộp... chứa hàm lợng các chất hữu cơ cao và BOD cao tới hơn 1000 mg/l,
hàm lợng các chất cặn lơ lửng cao và Nitơ amoni tơng đối cao. Các nhà máy xí nghiệp
dệt nhuộm vµ giÊy, bét giÊy chøa lignin lµ chÊt lµm cho Xenlulo không phân huỷ đợc,
pH, BOD, COD cũng cao. Nớc thải từ các trạm xăng dầu, các nhà máy bóng đèn phích
nớc cũng là chất rất độc hại với các vi sinh vật sống trong nớc. Nớc thải từ các nhà máy,
xởng sản xuất phân bón chứa hàm lợng Amoni, Phospho cao, tạo ra hiện tợng tảo phát
triển mạnh (hiện tợng phú dỡng). Amoni với nồng độ cao còn gây độc hại cho cá. Nhà
máy pin, xí nghiệp ngành điện tử còn thải ra các hợp chất chứa thuỷ ngân, chì, Crom rất
độc cho hệ sinh thái. Các chất này tồn tại lâu dài trong tự nhiên hoặc tích tụ ở các động
vật bậc cao và gây độc với con ngời. Nhiều nhà máy xí nghiệp mới nhập các công nghệ
mới từ nớc ngoài lại tự cho phép bỏ qua hệ thống xử lý nớc thải và chất thải.
Nớc thải công nghiệp không có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào đặc điểm của
từng ngành sản xuất. Nớc thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm (đờng, sữa, thịt,
tôm, cá...) chứa nhiều hữu cơ dễ bị phân huỷ; nớc thải của xí nghiệp thuộc da còn có
kim loại nặng, sulphua; nớc thải của xí nghiệp ắcquy có nồng độ axit, chì cao...
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

1.2.2.3. Nớc thải từ hệ thống nông nghiệp
Nớc từ các cánh đồng lúa màu, các vờn rau hoa cây cảnh mang theo một lợng lớn
các hoá chất sử dụng trong nông nghiệp. Các loại phân bón hoá học làm giàu Amoni và
Phospho cho nớc thải gây nên tình trạng phú dỡng cho các ao, hồ.
Đặc biệt một số loại thuốc trừ sâu chứa các chất hữu cơ độc hại và một số chứa
Asen, Crom cũng rất độc cho hệ sinh thái. Nông dân vùng ven nội thành có thói quen
dùng phân tơi tới cho rau quả ảnh hởng xÊu ®Õn vƯ sinh thùc phÈm.
i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iii iiii iii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iii

1.2.2.4. Sù « nhiƠm từ các bÃi rác và các chất thải rắn

Nớc ma đa các chất thải rắn từ các phố phờng nhất là các bÃi rác vào nguồn nớc
mặt đồng thời ngấm các chất bẩn vào nguồn nớc ngầm gây ảnh hởng tới chất lợng nớc
mặt và nớc ngầm ở thành phố. Lợng chất thải rắn và hàng chục tấn phân tơi từ các hố xí
hai ngăn, các bÃi rác không hợp vệ sinh và lợng rác tồn đọng trên phố phờng cũng góp
phần đáng kể cho sự ô nhiễm môi trờng trong đó có ô nhiễm nguồn nớc. Các rác thải
độc hại nh rác thải từ các bệnh viện hay từ các nhà máy không đợc phân loại và xử lý là
nguồn gây ô nhiễm rất nguy hiểm.
i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1.2.2.5. Níc th¶i tõ bƯnh viện
Nớc thải từ các bệnh viện không qua khâu xử lý thải ra hệ thống cống rÃnh chung
là nguồn ô nhiễm độc hại. Vì lý do thiếu kinh phí nên ít bệnh viện ở các nớc đang phát
triển chú trọng lắp đặt hệ thống xử lý nớc thải, cá biệt có nơi xin tài trợ để xây dựng
trạm xử lý nhng lại không có kinh phí để duy trì hoạt động và sửa chữa. Ngoài ra, hệ
thống thoát nớc khu vực kém nên trạm xử lý không đợc sử dụng.
i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

6

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ii

1.2.3. Những nghiên cứu về hồ sinh học trên thế giới
i

i

i

i

iiiiiiiiiiiii

i

i

i

i

Hồ sinh học đợc sử dụng trớc khi hình thành ngành kỹ thuật xử lý nớc thải. Hàng
mấy thế kỷ nay, hồ đợc sử dụng để chứa và xử lý nớc thải các khu dân c, trại chăn nuôi.
Tuy nhiên mÃi đến vài chục năm gần đây, khi ngành kỹ thuật xử lý nớc thải phát triển,
các thuật ngữ chuyên môn về hồ sinh học nh: thể tích cần thiết, tiêu chuẩn tải chất hữu
cơ (tải trọng theo BOD5), thời gian nớc lu lại v.v... đợc hình thành và ngời ta cũng đa ra
đợc một số chỉ tiêu thiết kế về hồ sinh học.
Năm 1901 ở thành phố San Antonio (Mü), Tex ®· thiÕt kÕ mét hå chøa 275 ha với chiều
sâu 1,4m. Hồ này ngày nay vẫn đợc sử dụng hoàn toàn và có tên là hồ Mitcheli. Tiếp
theo các nghiên cứu thực nghiệm về hồ sinh học ở các bang Texas, California, Bắc
Dakota..., ở Mỹ ngời ta đÃ bắt đầu sử dụng các hồ để xử lý nớc thải. Tuy nhiên, ba bốn
chục năm trớc đây, việc sử dụng các hồ để xử lý nớc thải bị coi là thứ yếu. Ngời ta chỉ sử
dụng các ao hồ tự nhiên để làm hồ chứ cha chú ý đến việc thiết kế xây dựng thực sự.
MÃi đến năm 1929 ngời ta mới xây dựng đợc một hồ sinh học đầu tiên ở Bắc Dakota vì
ở gần đó không có sông. Hồ này hoạt động đợc gần 30 năm. Trong thời gian đại chiến
thế giới lần thứ hai, quy trình thực nghiệm đợc chuyển cho Mỹ[20].

ở Liên xô cũ, từ thời Nga hoàng Stroganov X.N. cũng đÃ thiết kế các loại hồ hoạt
động liên tục không pha loÃng nớc sông. Đấy là các hồ nhỏ 4-6 bậc. Bậc 1và bậc 2 là
các vùng nhiễm bẩn Polysaprobic. Các bậc còn lại là vùng anpha và bêta
mezosaprobic, từ bậc 4 trở đi cho phép nuôi cá (O2 tăng). Hiện nay hồ loại này vẫn đợc
sử dụng ở Bacu, Minska, Matscơva...
Những nghiên cứu về cấu tạo và biện pháp quản lý sử dụng hồ sinh học đợc tiến
hành cùng với sự phát triển cđa c¸c lÜnh vùc khoa häc kü tht kh¸c cđa xÃ hội. Việc
thiết kế, xây dựng các hồ sinh học trở nên cần thiết đối với vùng Tây Nam Mỹ, Châu
Âu...
Với việc sử dụng hồ sinh học ở Bắc Dakota [20] năm 1929 đánh mốc đầu tiên của
kỹ thuật xử lý nớc thải trong hồ sinh học.
Giai đoạn thứ hai từ năm 1940 đến 1950, ngời ta đÃ bắt đầu chú ý đến việc nghiên
cứu các chỉ tiêu thiết kế hợp lý cho hồ sinh học. Năm 1948, tại Hội nghị Y tế Quốc gia ở
Mỹ, ngời ta đề nghị sử dụng hồ sinh học một cách rộng rÃi hơn.
Những nghiên cứu về hồ đơc công bố rộng khắp là sau 1950: nh Gotaasetal
(1954), Hermann vµ Gloyna (1958), Wenstrom (1955), Town (1957), Parkor (1959),
Héi nghÞ phơc vơ Y tÕ Mü (1961), Vin-bec G. G (Liên Xô cũ )...
Trên cơ sở các nghiên cứu cơ bản về hồ sinh từ năm 1955 trở đi, nhiều nớc trên thế
giới đÃ ứng dụng hồ sinh học để xử lý nớc thải thành phố và nớc thải công nghiệp. Theo
số liệu của Porges và Mackenchum [20], năm 1962 ở Mỹ có tới 1647 hồ sinh học đợc
dùng để xử lý nớc thải thành phố và có thể có xấp xỉ số đó nữa để xử lý nớc thải công
nghiệp.
ở Israel, ngời ta coi hồ sinh học là một công trình để xử lý nớc thải cho vùng dân c
một triệu dân (sử dụng cả hồ kỵ khí và hồ kỵ khí tuỳ tiện).
Với điều kiện thiên nhiên cho phép, các nớc nhiệt đới (hầu hết là các nớc đang phát
triển) chú trọng việc sử dụng hồ sinh học vào các mục đích: xử lý nớc thải, chống ô
nhiễm môi trờng, nuôi cấy tảo làm thức ăn cho cá và nớc thải sau khi đợc xử lý đợc
dùng để tới ruộng. Trong thời gian từ năm 1964 đến 1967, Hội y tế Quốc tế đÃ ®iỊu tra
tỉng quan vỊ møc ®é sư dơng hå ®Ĩ sử lý nớc thải và những vấn đề liên quan tíi ho¹t
iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i ii i i ii i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

7

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

®éng cđa hå. B¸o c¸o cđa tỉ chøc Y tÕ Qc tÕ cho biÕt hiƯn nay cã trªn 40 níc sử dụng
hồ sinh học để xử lý nớc thải.
ở ấn Độ, hiện nay 35 trạm xử lý nớc thải có hồ sinh học. Tải trọng của các hồ
sinh học này dao động từ 22-440 kg BOD5/ha.đầu ngời. Tuỳ thuộc điều kiện khí hậu,
mỗi ha hồ có thể phục vụ 5000-10000 d©n, hå cã chiỊu s©u 1-2 m, hiƯu st xư lý cđa
hå tíi 85% theo BOD5.
ë Nam Phi ngêi ta dùng hồ sinh học nhiều đợt để xử lý nớc thải. Theo Shewtal
[20], từ năm 1962 ngời ta đÃ đa ra đợc các chỉ tiêu thiết kế. Hồ sinh học đợc sử dụng để
xử lý nớc thải sinh hoạt đÃ qua lắng và hoà lẫn với nớc thải công nghiệp. ở những nơi
tiêu chuẩn cấp nớc thấp, ngời ta dùng hồ sinh học kỵ khí, tuỳ tiện để xử lý nớc thải. Tiêu

chuẩn thiết kế là 2740 ngời/1ha/hồ. Hồ sâu 60-150cm.
ở Tân Tây Lan, ngời ta dùng những hồ tự nhiên nhỏ để làm hồ sinh học đáng chú ý
là hå Manukan Sewage Seheme. Hå réng 530 ha, dïng ®Ĩ xử lý nớc thải qua lắng. Tải
trọng tối thiểu của hồ là 224 kg BOD5 / ha.đầu ngời.
ở Trung và Nam Mü (Braxin, Colombia, Peru... ) ngêi ta sư dơng nhiều hồ sinh
học tuỳ tiện. Tiêu chuẩn thiết kế là 1 ha hồ cho 3000 ngời dân (tơng đơng với tải trọng
theo BOD5 là 230 kg/ha.đầu ngời).
Hồ sinh học còn đợc sử dụng rộng rÃi ở Châu âu, nơi có khí hậu ôn đới và hàn đới.
ở áo, ngời ta đÃ tiến hành nghiên cứu chi tiết về hồ xử lý hai bậc (Parkeretal 1950).
Trong năm 1947 đÃ có 28.000-90.000 m3 nớc thải đợc xử lý ở hồ sinh học. Hiệu suất xử
lý theo BOD5 đạt tới 70-85%, cặn 30-40%.
Ngoài ra, ở Châu Âu hồ sinh học đợc sử dụng để nuôi cá và xử lý nớc thải từ các
điểm dân c nhỏ và nớc thải công nghiệp. Hồ sinh học thổi khí đợc ứng dụng rộng rÃi để
xử lý nớc thải các ngành công nghiệp hoá chất; chế biến dầu, hoá gỗ và giấy, luyện
kim. Đa số các hồ đóng vai trò là hồ sinh học xử lý triệt để, cấp nớc tuần hoàn cho công
nghiệp.
Một trong những hớng nâng cao hiệu suất kinh tế và hiệu suất xử lý nớc thải của hồ là
nuôi cấy các loài tảo có hàm lợng dinh dỡng cao (Chlorella, Spirulina... ) trong hồ để
làm thức ăn nuôi cá, cho động vật và làm sạch nớc.
Nhiều nghiên cứu cho thấy trong hồ sinh học thổi khí, tảo có khả năng tiêu diệt vi
khuẩn gây bệnh, oxy do tảo giải phóng đợc dùng để oxy hoá các chất hữu cơ hoà tan có
nguồn gốc từ cặn bÃ phân huỷ. Sinh khối tảo giàu protein.
Trong hồ sinh học nuôi tảo, vi khuẩn gây bệnh giảm đi 99,9%. ở Anh ngời ta tiến hành
nghiên cứu và ứng dụng nuôi cấy Spirulina Maxima trong nớc thải sau khi qua xư lý ë
bĨ thỉi khÝ (Aeroten). Mơc ®Ých của quá trình này là xử lý triệt để nớc thải và nuôi tảo
làm nguồn protein. CO2 đợc cung cấp từ các trạm nhiệt do đốt CH4 thu hồi từ quá trình
lên men cặn.
Việc kết hợp hồ sinh học nuôi cấy tảo và nuôi cá đợc áp dụng rộng rÃi ở Bungari,
Trung Quốc, Liên Xô cũ v.v... ở Trung Quốc ngay tõ thÕ kû 19 ngêi ta ®· dïng hå sinh
học để nuôi cá.

Năm 1993 ở Nhật Bản, Kaoru Abe và Yasuo Ozaki đÃ nghiên cứu sử dụng 20 loại
thực vật ở cạn và ở nớc để xử lý nớc thải. Thực vật đợc trồng vào các dọ đất rồi đặt vào
các kênh cho nớc thải đi qua. Kết quả là các hợp chất nitơ và photpho đợc phân huỷ.
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iii iiii iii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

8

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

Sinh khối của thực vật đợc ngời ta thu hồi, sử dụng để làm thức ăn, làm thuốc, làm giấy,
làm rau và lấy hoa.
Cũng trong năm 1993, Yasuo Ozaki và một số tác giả khác đÃ nghiên cứu sử dụng
trạm xử lý chung kết hợp với các kênh lọc địa sinh học (plant-bed-filter) để xử lý nớc
thải sinh hoạt. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng hàm lợng nitơ trung bình của nớc
thải sinh hoạt trong hệ thống xử lý nớc thải chung đÃ giảm từ 10,88mg/l xuống 0,61mg/
l.
Một số tác giả khác nh Akira Miyazaki, Waichi Agata, Fumitake Kubota, Yuriko
Matsuda ở khoa nông nghiệp, Đại học Kyushu Fukuoka, Nhật Bản đÃ nghiên cứu làm
sạch nớc bằng hệ thống thực vËt níc mäc nỉi.
ë Trung Qc, Xiangfu Song-ViƯn nghiªn cøu lúa Quốc gia ở Hangzhou đÃ
nghiên cứu về hiệu quả làm sạch nớc thải của 5 loài thực vật ở nớc. Kết quả cho thấy
hàm lợng COD, Phospho và Nitơ tổng số ở hồ có thả thực vật thấp hơn ở hồ kiểm tra.
Điều đó chứng tỏ rằng hệ thống thực vật nớc mọc nổi có tác dụng làm sạch nớc thải.
Quản lý thực vật ở nớc là một vấn đề đang đợc quan tâm ở Indonexia. Các phơng
pháp đớc áp dụng trong việc quản lý thực vật là: kiểm soát vật lý (đốt cháy), kiểm soát
cơ học (thu dọn bằng thủ công), kiểm soát hoá học (thuốc diệt cỏ, chủ yếu là 2,4D), và
kiểm soát sinh học (một số loài cá ăn cỏ).
Tóm lại, hồ sinh học đợc ứng dụng từ lâu và ngày càng đợc sử dụng rộng rÃi ở
nhiều vùng trên thế giới. Hồ đợc sử dụng ở các vùng khí hậu khác nhau, từ vùng nhiệt
đới (Nam Phi, ấn độ) đến vùng hàn đới (Canada, Alasca, khi nhiệt độ xuống-19OC ), và
ở các nớc có điều kiện kinh tế khác nhau. Hồ đợc dùng để xử lý nớc thải sinh hoạt hoặc
nớc thải công nghiệp với các mục đích chống ô nhiễm môi trờng, bổ xung cho nớc công
nghiệp, tới ruộng. Hồ còn đợc sử dụng để nuôi cấy tảo cung cấp Protein cho cá và các

động vật khác...
Tuy nhiên, quá trình xử lý nớc thải còn phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên. Hiện nay
cha cã chØ tiªu thiÕt kÕ chung cho hå sinh học. Hầu hết các hồ sinh học đợc thiết kế xây
dựng trên cơ sở kinh nghiệm, hoặc nghiên cứu thực nghiệm đối với các loại nớc thải cụ
thể trong các ®iỊu kiƯn cơ thĨ.
ViƯc sư dơng c¸c ao hå tù nhiên để làm hồ sinh học xử lý nớc thải còn gặp nhiều
khó khăn do nhiều yếu tố tự nhiên tác động, do quản lý khó khăn. Vấn đề nuôi cấy tảo
để xử lý nớc thải, bổ xung nguồn protein còn nan giải do công nghệ thu hồi và bảo quản
sinh khối tảo khá đắt (75% giá thành).
i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiii

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1.3. Những nghiên cøu vỊ xư lý níc th¶i b»ng hå sinh
häc ë ViƯt Nam
i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ViƯt nam cã khÝ hËu nhiƯt ®íi rÊt thuận lợi cho việc sử dụng hồ sinh học để xử lý nớc
thải và nuôi cá. Nhng thực tế cho ®Õn nay ë ViÖt Nam cha cã hå sinh häc nào đợc xây
dựng hoàn chỉnh. Trong điều kiện nớc ta, hồ sinh học có thể là công trình xử lý níc th¶i cã
hiƯu xt xư lý cao, hiƯu qu¶ kinh tế lớn và có khả năng xây dựng vì:
- Điều kiện khí hậu thích hợp cho sự hoạt động của các loại vi khuẩn, tảo phân giải
chất hữu cơ.
- Hồ sinh học có thể kết hợp nuôi cá và nuôi tảo làm thức ăn cho cá. Sản lợng cá sẽ
tăng.
- Có thể sử dụng các ao hồ tự nhiên sẵn có để làm hồ sinh học.
iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

9

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Mặt khác môi trờng nớc thải sinh hoạt và nớc thải một số ngành công nghiệp rất
thích hợp với sự phát triển các loại tảo giàu dinh dỡng. Nuôi cấy tảo để làm thức ăn bổ
xung cho động vật và ngời trong môi trờng nớc thải trong điều kiện nớc ta rất hợp lý.
Tận dụng nguồn nớc thải vào các mục đích kinh tế là một hớng nghiên cứu mới đặt ra
cho các nhà sinh thái học Việt Nam.
Trên cơ sở các nghiên cứu của Viện khoa học Việt Nam, và một số cơ quan khác,
dựa vào kinh nghiệm quản lý và xây dựng một số hồ sinh học có thể kết luận đợc rằng:
điều kiện tự nhiên xÃ hội nớc ta cho phép nghiên cứu xây dựng và sử dụng các hồ sinh
học để xử lý nớc thải, nuôi tảo, nuôi cá và làm hồ công viên. Nhiệm vụ của các nghiên
cứu về sinh thái học và công nghệ hồ sinh học ở nớc ta là:
- Nghiên cứu khả năng sử dụng hồ sinh học trong điều kiện Việt Nam để tìm ra các
thông số tính toán xây dựng và sử dụng hồ vào các mục đích xử lý nớc thải, phục vụ
nuôi cá, tới ruộng.
- Nghiên cứu việc nuối cấy các giống tảo giàu dinh dỡng trong môi trờng nớc thải,
chống ô nhiễm môi trờng và làm thức ăn nuôi cá.
- Nghiên cứu sinh thái của các hồ sinh học xử lý nớc thải nuôi cá, phục vụ nông
nghiệp.
- Nghiên cứu các biện pháp hạn chế các yếu tố bất lợi và tận dụng các yếu tố thiên
nhiên thuận lợi.
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, trong thời gian vừa qua ở nớc ta đÃ có một số
nghiên cứu sau:
- Trong đề tài Sử dụng bèo lục bình để xử lý nớc thải của nhà máy dầu thực vật,
Nguyễn Trung Việt đÃ thực hiện các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm để đánh giá
hiệu quả của bèo lục bình trong qúa trình xử lý nớc thải chứa dầu thùc vËt. KÕt qu¶ thÝ
nghiƯm cho thÊy: hiƯu qu¶ xư lý dầu đạt từ 92,7-97,9% và COD đạt từ 84,4-98,8%.
- Đề tài Xử lý nớc thải bằng hồ sinh học với sự tham gia của tảo và lục bình ở Việt
Nam của Lâm Minh Triết và J.C.L Van Buuren có sự hợp tác giữa Trung tâm NớcMôi truờng Đại học Bách khoa Thành Phố Hồ Chí Minh với Đại học Nông nghiệp
Wageningen-Hà lan. Kết quả nghiên cứu quá trình xử lý nớc thải lò giết mổ và chế biến

thịt heo chøng tá r»ng: Hå sinh häc víi sù tham gia của bèo lục bình và tảo có khả năng
làm giảm đáng kể hàm lợng BOD5, COD và chất lơ lửng. Đặc biệt là hồ sinh học với sự
tham gia của tảo rất thích hợp để làm giảm đáng kể lợng Coliform.
- Đề tài Vai trò của thực vật trong quá trình xử lý nớc thải nghiên cứu sử dụng
một số loài thực vật nớc nh bèo lục bình, tảo chlorella, rau muống, rau ngổ...để xử lý nớc thải. Các loài thực vật này sử dụng CO2 đồng thời cung cÊp oxy cho vi sinh vËt.
Ngoµi nhiƯm vơ xư lý nớc thải hồ sinh học còn có thể đem lại những lợi ích sau:
- Nuôi trồng thuỷ sản
- Nguồn nớc để tới cho cây trồng
- Điều hoà dòng chảy nớc ma trong hệ thống thoát nớc đô thị
ở nớc ta, hồ sinh học chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong các biện pháp
xử lý nớc thải vì có nhiều thuận lợi:
- Không đòi hỏi nhiều vốn đầu t
- Bảo trì vận hành đơn giản, không đòi hỏi có ngời quản lí thờng xuyên
- Hầu hết các đô thị ®Ịu cã nhiỊu ao hå hay khu rng trịng cã thể không cần xây
dựng thêm.
iii iiii iii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i i i i i i i i i i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

10

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

- Có nhiều điều kiện kết hợp mục đích xử lý nớc thải với việc nuôi trồng thuỷ sản
và điều hoà nớc ma.
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

1.4. Vài nét về tình hình môi trờng níc ë ViƯt Nam
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ViƯt Nam lµ mét níc cã khÝ hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm từ 2327O C, với số giờ nắng từ 2000-3000h/năm, rất thích hợp cho sự phát triển của các loài
thuỷ sinh vật [15].
Việt Nam nằm ở Đông Nam Châu á, với diện tích 330.363 km2. Trên lÃnh thổ có
khoảng 2.260 con sông có chiều dài trên 10 km, trong đó sông Hồng và sông Mekông
là lớn hơn cả. Mật độ sông khoảng 0,15-0,16 km/km2. Tổng chiều dài các suối là
52.000 km.
Việt Nam là một nớc nghèo, thu nhập bình quân đầu ngời thấp, chủ yếu dựa vào
nông nghiệp, công nghiệp cha phát triển, nhìn chung đô thị còn ở mức trung bình và
nhỏ nên vấn đề ô nhiễm cha trầm trọng nh một số nớc khác trên Thế Giới. Tuy nhiên do
công nghệ sản xuất còn lạc hậu, ý thức con ngời kém, sự quản lý lỏng lẻo dẫn đến ô
nhiễm cục bộ, nhiều khu vực bị suy thoái nghiêm trọng, gây ảnh hởng xấu tới sức khoẻ
cộng đồng.
Gần đây với cơ chế đổi mới kinh tế và mở cửa, một số nhà máy đợc phục hồi, nhiều
cơ sở liên doanh với nớc ngoài đợc hình thành. Nhìn chung, phần lớn máy móc và công
nghệ sản xuất cha hiện đại gây ra hậu quả là lợng chất thải ra môi trờng khá lớn. Đặc
biệt là thành phần kinh tế t nhân phát triển mạnh kéo theo sự ra đời của hàng loạt các xí
nghiệp loại vừa và loại nhỏ tại các đô thị, trong khi đó vấn đề quản lý môi trờng ở các cơ
sở này gặp rất nhiều khó khăn.
Đô thị hoá và công nghiệp hoá là một vấn đề quan trọng gây ô nhiễm môi trờng. ở
Việt Nam hiện nay có khoảng 500 đô thị với tổng số dân trên 14 triệu ngời, lợng nớc
thải sinh hoạt tạo ra gần 1,4-1,5 triệu m3/ đầu ngời.
Hiện nay các thuỷ vực ở Việt Nam đang bị xuống cấp nghiêm trọng do hệ thống
thoát nớc của thành phố và các chất thải công nghiệp, bệnh viện không qua xử lý chảy
thẳng vào các sông ngòi, ao hồ.
Thành phố Hà Nội hàng ngày thải ra khoảng 300.000 m3 nớc thải, Thành phố Hồ
Chí Minh 500.000 m3. Các kết quả kiểm tra chất lợng nớc thải của một số nhà máy lớn
ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Việt Trì trong nhiều năm gần đây cho
thấy rằng, các chỉ tiêu hầu hết đều vợt quá mức độ cho phép làm cho nớc các sông hồ
gần đó ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng[12].

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ii

iii iiii iii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

S
Tên nhà máy
T
T
1 Bia Hà Nội
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Rợu Hà Nội

3

Dệt 8/3

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Các chất bẩn
đặc trng
i

i

i

3000

150

290

Cặn,Cao bia

6000

350

675

BÃ rợu

10.000

80

250

Các chất

i

i

11

i

i

i

i

i

i

i

COD
mg/l

i

i

i

Lu lợng BOD5
m3/24h mg/l
i

i

Điểm xả
i

Mơng
Đại Yên
MơngTrần
Khát Chân
Sông
i

i

i

i

i

i

2

i

ii

i

i

i

i

i

Bảng1: Đặc điểm nớc thải của một số nhà máy lớn ở Hà Nội
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

4

Cao su
Sao vàng
Xà phòng
Hà Nội
Pin Văn Điển
i

5

5.000

i

iiiiiiiii

380

i

i

Kim Ngu
Sông
Tô Lịch
Sông
Tô Lịch
Sông
Kim Ngu
i

i

i

i

i

5.000

i

iiiiiiiii

6

140

tẩy,nhuộm
Các chất lu hoá

35

295

Xút,các chất hoạt
động bề mặt
Mangan
sắt,chì
i

i

i

i

i

2.000

i

28

65

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiiiiiii

Trong đó nớc thải từ sản xuất công nghiệp 85-90.000m3. Nói chung tất cả các
chất thải đều không qua xử lý nên gây ô nhiễm, chỉ số BOD5 và COD vợt chỉ tiêu cho
phép hàng trăm lần. Các chất NH4+, NO2-, NO3- cũng vợt quá quy định cho phép hàng
chục lần (Lê Văn Khoa,1995).
Sức khoẻ ngời dân nhất là ở thành phố và các khu công nghiệp đang bị đe doạ do
nguồn nớc sinh hoạt không an toàn, hệ thống thoát nớc cũ và dò rỉ, việc thu gom rác
kém hiệu quả.
ở Việt Nam chỉ có 23% dân c thành phố sử dụng nhà vệ sinh nối liền với cống
rÃnh. Số còn lại sử dụng hố xí hai ngăn, hay hố xí tự đào nổi ngay trên mặt đất gây nên ô
nhiễm nớc mặt và các mạch nớc ngầm.
Việt Nam có khoảng 3.000 xí nghiệp công nghiệp quốc doanh, gần 22.000 cơ sở
sản xuất tập thể và 335.000 cơ sở sản xuất tiểu thủ công và cá thể [16]. Một trong
những thành phố công nghiệp tập chung là thành phố Việt Trì với hàng chục nhà máy,
mỗi giờ đổ vào nguồn khoảng 7.000m3 nớc thải không qua xử lý, làm ô nhiễm cả một
đoàn sông Hồng dài tới 20 km.
Năm 1971, ở sông Cầu khu vực Thái Nguyên, nớc thải nhà máy giấy xả ra một

khối lợng Xenlulo rất lớn phủ dày tới vài mét ở đáy sông hoặc dồn lại thành đống gây
trở ngại lớn cho giao thông đờng thuỷ. Đồng thời lớp Xenlulo phủ đáy sông trên từng
quÃng dài tới vài km, làm các sinh vật đáy không phát triển đợc hoặc lơ lửng trong tầng
nớc gây ảnh hởng tới các sinh vật khác.
Trong nông nghiệp, thuốc trừ sâu diệt cỏ đợc sử dụng ngày càng nhiều trên quy mô
rộng lớn, d lợng của chúng tích luỹ trong cơ thể thuỷ sinh vật và trong môi trờng đÃ trở
thành các tác nhân gây độc cho ngời và động vật sử dụng tiếp theo. Nớc còn có thể bị
nhiễm các chất phóng xạ từ các viện nghiên cứu hạt nhân, phòng thí nghiệm và bệnh
viện gây ra những căn bệnh nguy hiểm cho con ngời. Ngoài ra nớc còn bị ô nhiễm nhiệt
dẫn đến việc làm giảm lợng oxy hoà tan, làm thay đổi khu hệ thuỷ sinh vật, thay đổi
thành phần loài và phát triển các loài a nóng.
iiiiiiiiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

12

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Chơng 2
i

Sử dụng bèo tấm, bèo tây, hệ thống lọc qua hào đất
trong phơng pháp sinh học
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

2.1. Sử dụng cây bèo Tấm, bèo Tây trong phơng pháp
sinh học
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Một số loài thực vật bậc cao nh bèo tây hay còn gọi là bèo Lục Bình; bèo Nhật bản,
bèo tấm (Duck weed) sống trong nớc có khả năng làm sạch các chất bÈn trong níc hå.
Sù cã mỈt cđa chóng trong ngn nớc sẽ tạo nên môi trờng giàu oxy hơn, làm tăng
nhanh quá trình Nitrat hoá và quá trình oxy hoá các chất hữu cơ có trong nớc bẩn. Dới
ảnh hởng của quá trình quang hợp, thực vật nớc sẽ hấp thụ C02 và tạo ra một lợng oxy
đáng kể. Điều đó góp phần làm ổn định chế độ oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá hiếu
khí đối với chất bẩn hữu cơ.
Bộ rễ của bèo tấm, bèo tây đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý các chất
bẩn. Chúng giữ lại và lọc sạch các hạt nhỏ vô cơ, chất lơ lửng, các chất dạng keo và nhũ
tơng. Bộ rễ của chúng hình thành trong môi trờng tự nhiên với các điều kiện thích hợp
cho các vi sinh vật phát triển để sau đó thực hiện quá trình oxy hoá sinh hoá các chất
bẩn hữu cơ bị bộ rễ giữ lại. Ngoài ra chúng còn có khả năng loại bỏ các hợp chất độc hại
chứa trong nớc thải bằng cách chuyển hoá các chất đó qua mô cđa chóng.
Dïng thùc vËt thủ sinh bËc cao ®Ĩ xư lý nớc thải vừa có tác dụng làm sạch nớc
sông hồ, giá thành xử lý rẻ, không để lại độc hại cho môi trờng đồng thời sinh khối của
thực vật có thể sử dụng cho mục đích chăn nuôi hoặc làm nguyên liệu cho một số ngành
sản xuất. Khả năng xử lý nớc thải của các thực vật thuỷ sinh đÃ đợc chứng tỏ bằng việc
quan sát ở các vùng nớc gây ô nhiễm, bằng các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, ở
Pilót và trong thực tế ở các hồ sinh học tong ứng hoặc trên kênh rạch (Lâm Minh TriÕt,
1998).
iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

2.1.1. Sinh học cây bèo Tấm
Bèo tấm (Duckweed) đợc xếp vào loại thực vật bậc cao, sống nổi trên mặt nớc hoặc
bám nơi đất bùn mang một chùm rễ dài nhỏ ở phía dới. Lá mầu xanh hình tròn nhỏ,
thân lá gắn liền với rễ. Bèo tấm là loại cây dễ tính phàm ăn, bất cứ ao hồ nào cũng sống
đợc. Sinh sản chủ yếu bằng con đờng vô tính, chỉ cần thả một đám nhỏ bèo đủ để trong
khoảng thời gian ngắn bèo đÃ lan ra khắp mặt ao đầm. Bèo tấm sẽ tăng thêm nguồn oxy
cho quá trình quang hợp đồng thời rễ của bèo có nhiều sinh vật sẽ thúc đẩy quá trình
oxy hoá.
i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

13

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Ngoài tác dụng làm sạch nguồn nớc ở những nơi chúng mọc, bèo có khả năng làm
giảm bớt ô nhiễm môi trờng. Bèo tấm còn đợc dùng làm phân xanh bón ruộng, làm thức
ăn cho cá.
iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

2.1.2. Sinh học cây bèo Tây
Bèo tây thuộc họ bèo Lục Bình là cây thân thảo sống nhiều năm trên mặt nớc hoặc
bám nơi đất bïn, mang mét chïm rƠ dµi vµ rËm ë phÝa dới, có kích thớc thay đổi tuỳ
theo môi trờng sống có nhiều hay ít chất mầu. Lá mọc thành hoa thị, có cuống xốp
phồng lên thành phao nổi. Cụm hoa hình bông hay chuỳ ngọn thân dài 15cm hay hơn
nữa; mầu hoa rất sặc sỡ, hoa không đều mẫu nhạt hoặc tím.
Bèo tây cũng là loại cây dễ tính phàm ăn, bất cứ ao hồ nào cũng sống đợc. Bèo sinh
sản bằng con đờng vô tính là chủ yếu và có thể sinh trởng ở nhiệt độ 10-40oC, nhng
mạnh nhất ở nhiệt độ 20-23oC. Vì vậy, với khí hậu thích hợp nh nớc ta bèo sống quanh

năm.
ở nớc ta, bèo tây đợc sử dụng với nhiều công dụng khác nhau: bèo đợc sử dụng
làm phân xanh bón ruộng, làm chất độn ủ phân chuồng và đặc biệt làm thức ăn hoặc
nấu chín cho lợn ăn, làm thức ăn cho cá.
ở Trung Quốc, bèo tây đợc ủ lên men làm thức ăn nuôi cá. ở Nhật Bản, ngời ta còn
dùng làm giấy và ép thành một thứ bìa nhẹ và cứng.
Ngoài ra, bèo tây còn đợc dùng làm thuốc, có tác dụng chữa sng tấy hoặc viêm
đau. Gần đây, ngời ta phát hiện thêm ở bèo còn có hai lợi ích khác:
- Cung cấp năng lợng: Dùng vi khuẩn cho bèo lªn men: 1kg bÌo sÏ cho 0,3m3 khÝ
mªtan, b· bÌo sau khi lên men có thể dùng làm phân bón.
-Bèo làm sạch nguồn nớc: Bèo làm sạch nguồn nớc ở những nơi chúng mọc, có
khả năng làm giảm bớt ô nhiễm môi trờng. Chỉ cần 1/3 ha bèo mỗi ngày đủ để lọc trong
2225 tấn nớc bị ô nhiễm các chất thải sinh học và các hoá chất. Nó còn loại đợc các kim
loại nặng.
i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

2.2. giới thiệu mô hình hệ thống lọc qua hào đất
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Hào đất là hào tự tạo dùng để lọc nớc (cho nớc thải chảy qua). Trong phạm vi
luận văn này, hào đợc làm bằng gỗ bên trong lót nilông để tránh bị rò gỉ nớc ra ngoài.
Chiều dài của hào đất khoảng 1m2, chiều ngang khoảng 60cm. Bên trong hào đất có 5

ngăn: đá dăm-sỏi nhỏ-cát pha đất-sỏi nhỏ-đá dăm. Hai đầu của hào đất đều có đờng
ống đa nớc vào và đờng ống dẫn nớc ra.
Đầu tiên, nớc thải đÃ qua xử lý bằng hồ sinh học đợc đa vào hệ thống bằng ống dẫn
nhựa qua lớp đá đầu tiên, tiếp đến là lớp sỏi rồi đi vào lớp giữa là lớp đất pha cát , tiếp
theo là đi qua lớp sỏi và cuối cùng là ®i qua líp ®¸ sau ®ã níc ®i ra b»ng đờng ống dẫn là
nớc sạch đợc xử lý.
Hệ thống lọc qua hào đất có tác dụng làm trong nớc, loại bỏ các vi khuẩn. Các chất
hữu cơ và vô cơ đợc loại bỏ nhng không đáng kể, chủ yếu là loại vi khuẩn và làm trong
nớc. Nớc thải đợc đa vào hệ thống hào đất, nó lần lợt đi và thấm qua các lớp vật liệu, khi
đó vi khuẩn và các cặn lơ lửng đựoc giữ lại và làm trong níc.
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

14

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

2.3. Sự phân huỷ các chất hữu cơ trong quá trình xử lý
sinh học
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Trong nớc, đặc biệt là nớc thải, hoạt động của vi sinh vật rất mạnh mẽ. Các vi sinh
vật ở đây chủ yếu là vi sinh vật dị dỡng hoại sinh. Chúng phân huỷ các chất hữu cơ hoà

tan vào nớc ở điều kiện hiếu khí và kỵ khí để có các hợp chất xây dựng tế bào, tăng sinh
khối và một số sản phẩm khác cùng với năng lợng đợc giải phóng.
*Hoạt động của vi sinh vật hiếu khí: Khi xả nớc thải giầu chất hữu cơ vào ao, hồ
chứa, vi sinh vật sẽ phát triển rất nhanh. Tốc độ phát triển nhanh của chúng làm giảm
nồng độ oxy hoà tan vì oxy cần cho các phản ứng phân huỷ các chất hữu cơ của các vi
sinh vật hiếu khí dị dỡng. Kết quả là các chất dinh dỡng trong nớc giảm dần.
Trong quá trình hoạt ®éng sèng cña vi sinh vËt, thùc vËt phï du hạ đẳng-vi tảo và
tảo, các thực vật nổi, các động vật nguyên sinh... sẽ làm giảm đi các chất dinh dỡng, các
chất khoáng, kể cả kim loại độc và do vậy nớc sẽ dần dần đợc làm sạch. Đó chính là quá
trình tự làm sạch của ao, hồ và sông. ở đây, ta thấy vi khuẩn đóng vai trò chính trong
quá trình phân huỷ các chất hữu cơ; chúng có khả năng phân huỷ bất kỳ loại chất hữu
cơ nào có trong thiên nhiên; chúng là nguồn thức ăn cho c¸c sinh vËt ë møc dinh dìng
bËc cao tiÕp theo.
Qóa trình phân huỷ chất hữu cơ trong nớc ao hồ dựa trên quan hệ cộng sinh của
toàn bộ quần thể sinh vËt cã trong níc, trong ®ã vi khn ®ãng vai trò quan trọng hàng
đầu.
Phần không tan của các chất hữu cơ và vô cơ có trong nớc thải sẽ lắng xuống đáy
ao hồ tạo thành bùn, phần hoà tan sẽ đợc hoà loÃng trong khối nớc. Từ mặt thoáng tới
đáy hồ ta có thể chia thành các khu vực hoạt động của các vi sinh vật nớc nh sau: phần
gần tiếp giáp với mặt thoáng sâu xuống khoảng non nửa của ao hồ là vùng hiếu khí,
phần tiếp theo là vùng kỵ khí tuỳ tiện và cuối cùng là phần đáy là vùng kỵ khí.
ở vùng hiếu khí, oxy phân tử không khí luôn luôn có chiều hớng khuếch tán vào
nớc, hơn nữa còn có gió tạo sóng làm cho oxy dễ hoà tan hơn. ở vùng này ban ngày dới
ánh sáng mặt trời tảo, các loài thực vật nớc và các loài vi sinh vật tự dỡng sử dụng CO2
(Một phần có trong nớc và một phần do khuếch tán từ không khí vào nớc), các ion
sulphat, phosphat cùng với các chất vô cơ và nớc tổng hợp tạo thành các vật chất tế bào
phục vụ cho sinh trởng tăng sinh khối, đồng thời thải oxy vào nớc làm cho nớc tăng lợng oxy hoà tan. Các vi sinh vËt hiÕu khÝ tríc hÕt lµ vi khn, sư dụng nguồn oxy hoà
tan ở trong nớc kể cả phần do tảo và thực vật nớc sinh ra để phân giải các chất hữu cơ có
ở trong nớc.
ở vùng hiếu khí và kỵ khí tuỳ tiện với khu hệ vi sinh rất phong phú hoạt động của

chúng rất mạnh. Chúng ta thÊy cã c¸c gièng vi khuÈn Pseudomonas, Bacillus,
Flavobacterium... c¸c vi khuẩn này phân giải các chất hữu cơ ở mức độ khác nhau tạo
thành các hợp chất trung gian có thể một số hợp chất này đợc chúng đồng hoá để xây
dựng tế bào mới, phục vụ cho sinh truởng và tăng sinh khối. ở vùng này các vi sinh vật
nitrat hoá sẽ oxy hoá amôn thành nitrit rồi thành nitrat trong điều kiện hiếu khí (Oxic).
Các vi sinh vËt kh¸c, nh Pseudomonas denitritficans, Bacillus licheniformis,
Thiobacillus denitritficans sÏ khư nitrat thành nitơ phân tử (N2) và thải vào không khí
trong điều kiện thiếu khí (Anoxic). Các hoạt động của vi khuÈn hiÕu khÝ cho CO2 lµ
iiiiiiiiii
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iii iiii iii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

15

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

một sản phẩm cuối cùng vào nớc. Nguồn CO2 này bổ xung cho tảo, thực vật nớc và vi
sinh vật tự dỡng phát triển.
Sự tuần hoàn của nitơ trong tự nhiên nhờ hoạt động của các vi sinh vật đợc biểu
diễn bằng sơ đồ dới đây:
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

iii

16

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

Các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ
i

i

iiiiiiiiii

iiii

i

i

Amôn hoá
i

i

i

iiiiiiiii

iii

Đồng hoá
i

NH4
Cố định N2

iii

iiiiiiii

iiiiii

i

NH2OH

iiiii

i

N2

Nitrat hoá
i

N2 O
Phản Nitrat hoá
NO

iiiii

(NOH)

iiiiiiiiiii
iiii

iii

ii

i

i

NO2-

Nitrat
hoá

i

Phản Nitrat hoá
i

i

iiii

iiii

NO3-

Quá trình nitrat hoá chủ yếu đợc thực hiện nhờ các loại vi khuẩn tự dỡng bắt buộc
thuộc họ Nitro bacteriaceae. Điển hình của các vi khuẩn thuộc họ Nitro bacteriaceae
là Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter. Các vi khuẩn này có tế bào hình gậy,
hình cầu, hình elip, hình xoắn, không sinh bào tử.
Các vi khuẩn nitrat hoá có thể phát triển đợc ở pH từ 5,5-9,0, pH tối u là 7,5. Quá
trình nitrat hoá lại bị ức chế bởi nồng độ NH4 cao do NH4 phân ly thành NH3 và H+.
Ngoài các vi khuẩn tự dỡng ra, quá trình nitrat hoá còn đợc thực hiện bởi một nhóm
vi khuẩn dị duỡng có khả năng oxy hoá NH4 và các hợp chất hữu cơ thành NO2 và NO3
nh Methylococcus capsulata.

*Hoạt động của vi sinh vật kỵ khí: Dới đáy ao hồ là vùng lắng cặn và bùn. Vùng
này xảy ra qúa trình phân huỷ các chất hữu cơ ở điều kiện không có oxy nhờ tập thể các
vi sinh vật sống thích nghi ở điều kiện này -các vi sinh vật kỵ khí trớc tiên là các axit
hữu cơ, các dạng alcol và cuối cùng là NH3, H2S, CH4. Một trong những sản phẩm cuối
cùng của quá trình là khí mêtan. Trong điều kiện kỵ khí khó phân giải đợc Lignin, vì
trong điều kiện này nó khá bền vững và nó chỉ bị phân huỷ ở điều kiện hiếu khí mạnh
mẽ.
Phân huỷ các chất hữu cơ ở điều kiện kỵ khí là rất chậm và khó tác động đợc vào
các yếu tố của quá trình để tăng tốc độ phân huỷ.
iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iii iiii iii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iii

17

i

i

iiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

chơng 3
i

Tổng quan về phơng pháp xử lý nớc thải
i

i

i

i

i

i

3.1. HƯ thèng xư lý níc th¶i chung
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

HƯ thèng xư lý nớc thải thờng bao gồm các phơng pháp (cơ học), hoá học và sinh
học. Có thể chia ra làm ba bậc xử lý nớc thải:
- Xử lý bậc 1: Thông thờng là các công trình xử lý lý học (cơ học) nh: song chắn
rác, bể lắng. Các công trình nhằm mục đích tách các chất không tan trong nớc thải. Xư
lý bËc 1 nhiỊu khi mang mơc ®Ých xư lý các chất ô nhiễm, tạo điều kiện phù hợp để ®a
tiÕp vµo hƯ thèng xư lý tiÕp theo. VÝ dơ: Xử lý dầu mỡ, trung hoà nớc thải... để tạo ®iỊu
kiƯn cho biƯn ph¸p xư lý sinh häc tiÕp theo. Trong trờng hợp này xử lý bậc 1 có thể là
các biện pháp lý hoá.
- Xử lý bậc 2: Xử lý bậc 2 là các công trình xử lý sinh học dùng để oxy hoá sinh hoá
các chất hữu cơ còn lại dạng tan, keo, và không tan.
- Xử lý bậc 3: Thờng thực hiện theo yêu cầu xử lý chất lợng cao hơn. Đó là trờng
hợp phải áp dụng c¸c biƯn ph¸p nh triƯt khn, khư tiÕp c¸c chÊt bẩn còn lại nh nitrat,
phosphat, sunfat,...
i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

3.1.1. Phơng pháp xử lý cơ học
Phơng pháp này thờng là giai đoạn xử lý bậc một ít khi là giai đoạn kết thúc quá
trình xử lý nớc thải. Các chất đợc loại bỏ có thể ở dạng vô cơ hay hữu cơ.
Các phơng pháp cơ học thờng dùng là:
- Lọc qua lới
- Lắng
- Lọc cát
- Xyclon thuỷ lực

- Quay ly tâm
i

i

iii iiii iii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

3.1.2. Phơng pháp xử lý hoá học và hoá lý
a/ Phơng pháp hoá học
Cơ sở của phơng pháp hoá học là các phản ứng hoá học diễn ra giữa các chất bẩn
với hoá chất cho thêm vào. Các phơng pháp hoá học là: phơng pháp oxy hoá,
i

iiiiiiiiii

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

trung hoà và keo tụ. Thông thờng đi đôi với trung hoà có kèm theo quá trình keo tụ và
nhiều hiện tợng vật lý khác.
Ngoài các phơng pháp ozon hoá và phơng pháp điện hoá học cũng thuộc phơng
pháp hoá học. Thực chất của phơng pháp hoá học là nhờ các quá trình oxy hoá khử mà
các chất bẩn độc hại đợc biến thành các chất không độc, một phần ở dạng lắng cặn,
phần khác ở dạng khí dễ bay hơi.
b/ Phơng pháp hoá lý
Các phơng pháp hoá lý để xử lý nớc thải đều dựa trên cơ sở ứng dụng các quá trình:
i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i i i i i i i i i i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

18

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

- Keo tơ: lµ lµm trong vµ khư mµu níc thải bằng cách dùng các chất keo tụ và các
chất trợ keo tụ để liên kết các chất bẩn ở dạng lơ lửng và kết chúng thành những bông
có kích thớc lớn hơn.
- Hấp phụ: là tách các chất bẩn và khí hoà tan khỏi nớc thải bằng cách tập trung các
chất đó trên bề mặt chất rắn.
- Trích ly: là tách các chất bẩn hoà tan khỏi nớc thải bằng dung môi, dung môi này
không tan trong nớc và độ hoà tan của chất bẩn trong dung môi phải cao hơn trong nớc.
- Chng bay hơi: chng nớc thải để các chất độc hại hoà tan trong đó bay theo hơi nớc.
- Tuyển nổi: là loại các tạp chất bẩn khỏi nớc bằng cách dùng tác nhân tuyển nổi để
thu hút và kéo các chất bẩn nổi lên mặt nớc, sau đó loại khỏi nớc thải.
- Trao đổi ion: là phơng pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion.
- Tinh thể hoá: là loại các chất bẩn khỏi nớc ở trạng thái tinh thể.
- Đializ- màng bán thấm: dùng màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua
(tách các chất tan khỏi các hạt keo).
iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

3.1.3. Phơng pháp xử lý sinh học
3.1.3.1. Giới thiệu một số biện pháp sinh học xử lý nớc thải
- Phơng pháp xử lý hiếu khí, bao gồm các phơng pháp bùn hoạt tính, ao hồ ổn
định...
- Phơng pháp xử lý kỵ khí bao gồm phơng pháp lên men axit, lªn men mªtan, ao
m khÝ, hƯ xư lý UASB (Up- flow anaerobic sludge bed).
- Phơng pháp thiếu khí, chủ yếu dùng để phân giải nitrat.
3.1.3.2. Một số đặc điểm của phơng pháp sinh học
Phơng pháp sinh học thờng dùng để loại các chất phân tán nhỏ, keo và chất hữu cơ
hoà tan (đôi khi cả vô cơ) khỏi nớc thải.
Nguyên lý của phơng pháp này là dựa vào hoạt động của vi sinh vật có khả năng
phân huỷ, bẻ gẫy các đại phân tử hữu cơ thành các hợp chất đơn giản hơn, đồng thời
chúng cũng sử dụng các chất có trong nớc thải làm nguồn dinh dỡng nh cacbon, nitơ,
phospho, kali... bởi vậy, sản phẩm thu nhận từ phơng pháp sinh học có thể sử dụng làm
phân bón hữu cơ.
Cả 2 nhóm vi sinh vật: tự dỡng và dị dỡng cùng đợc sử dụng để xử lý nớc thải. Tuy
vËy, trong nhãm vi sinh vËt dÞ dìng cã 3 nhóm nhỏ: hiếu khí, kỵ khí và kỵ khí không
bắt buộc cùng tham gia vào quá trình phân huỷ các chất. Nhóm hiếu khí cần oxy hoà
tan để phân huỷ các chất hữu cơ, ngợc lại nhóm kỵ khí có khả năng oxy hoá có trong
các hợp chất nh nitrat, sunfat. Còn nhóm kỵ khí không bắt buộc có thể phát triển trong
điều kiện có và không có oxy hoà tan.
Mục đích làm sạch nớc thải là tách các hợp chất hữu cơ và vô cơ để nồng độ của
chúng không vợt quá mức cho phép. Phụ thuộc vào tính chất nhiễm bẩm và nồng độ
của chúng có thể sử dụng các biện pháp làm sạch nớc thải khác nhau. Nhng phổ biến
nhất là phơng pháp cơ học (lắng, lọc), cơ lý (kết lắng, trung hoà, để lắng), lý hoá (trao
đổi ion, hấp phụ), trao đổi nhiệt và sinh hoá học. Mỗi phơng pháp có các u và nhợc

điểm riêng, tuỳ phạm vi ứng dụng mà có thể sử dụng một vài phơng pháp sẽ cho phép
loại bỏ hoàn đợc c¸c chÊt nhiƠm bÈn.
i

i

i

i i i i i i i i i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iii iiii iii

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

iii iiii iii

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

19

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i
i

i

i

i

i

Biện pháp sinh học làm sạch nớc thải là quá trình công nghệ đợc sử dụng rộng rÃi
nhất trong nhiều lĩnh vực công nghiệp có lợng lớn nhiễm bẩn song với nồng độ các chất
thấp. Làm sạch nớc thải bằng biện pháp sinh học là dùng các loại vi sinh vật sử dụng
các chất dinh dỡng có trong nớc thải làm nguồn năng lợng . Chúng phân huỷ các chất
thành CO2, nớc và muối khoáng và một số chất thành NO3 và NO2. Biện pháp sinh học
có một số u, nhợc điểm sau:
Ưu điểm:
- Có thể xử lý nớc thải có phổ nhiễm bẩn các chất hữu cơ rộng.
- Hệ thống có thể tự điều chỉnh phổ các chất nhiễm bẩn và nồng độ các chất
nhiễm bẩn.
- Thiết kế các trang thiết bị đơn giản.
- Chi phí cho phần thực nghiệm không cao.
Nhợc điểm:
- Đầu t cơ bản cho việc xây dựng các thiết bị của hệ thống làm sạch cao.
- Phải có chế độ công nghệ làm sạch hoàn chỉnh.
- Một vài chất hữu cơ có độc tính ảnh hởng đến quần thể vi sinh vật trong bùn

hoạt tính làm giảm hiệu suất làm sạch.
- Cần làm loÃng các nguồn nớc có nồng độ các chất hữu cơ cao do vậy làm tăng
lợc nớc thải.
Tuy còn có nhợc điểm song phơng pháp làm sạch bằng biện pháp sinh học vẫn là
phơng pháp phổ biến và đợc áp dụng rộng rÃi nhất. Phụ thuộc vào điệu kiện sống của vi
sinh vật hiếu khí và kỵ khí ngời ta chia các phơng pháp xử lý nớc thải bằng các biện
pháp sinh học theo 2 nguyên tắc này.
iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiiiiiiiiii

i

i

i ii i i ii i i ii i i ii i i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiiiiiiiiii

i

iiiiiiiiiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiiiiiiiiii

i

i

iiiiiiiiiiiiiiiii

i

i

iiiiiiiiiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiiiiiiiiii
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiiiii

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

iiiiiiii

3.2.Các qui trình xử lý nớc thải có nồng độ hợp chất
hữu cơ cao
i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

Nớc thải sinh hoạt, nớc thải của công nghiệp thực phẩm là những loại nớc thải có
nồng độ hợp chất hữu cơ cao, chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán gây ô
nhiễm môi trờng nặng nề và có tác động đến sức khỏe con ngời và động vật.
Trong hai loại nớc thải này có chứa các thành phần dinh dỡng cho cây trồng nh:
đạm, lân, kali... nó còn gây mùi thối rất khó chịu do sự phân huỷ yếm khí chất thải hữu
cơ có trong nớc thải, ví dụ nh là ở công nghệ sản xuất bia.
Hàm lợng của chúng phụ thuộc vào tiêu chuẩn thải nớc, việc xử lý nớc thải loại này
là rất cần thiết.
Để xử lý nớc thải có nồng độ chất hữu cơ cao thì ngời ta thờng xử lý bằng phơng
pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên. Cơ sở của phơng pháp này là dựa vào khả năng
tự làm sạch của đất và nguồn nớc. Việc xử lý nớc thải thực hiện trên các công trình:
cánh đồng tới, bÃi lọc, hồ sinh học... Vì hồ sinh học là hồ chứa không lớn lằm dùng để
xử lý nớc thải bằng sinh học và chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Trong số
những công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên thì hồ sinh học đợc áp dụng rộng rÃi
hơn cả.
Căn cứ theo đặc tính tồn tại và tuần hoàn của các vi sinh và sau đó là cơ chế xử lý
mà ngời ta phân biệt 3 loại hồ: Hồ kỵ khí, hồ hiếu kỵ khí (hồ Facultative) và hồ hiếu
khí. Trong đó hồ kỵ khí thờng dùng để xử lý nớc thải công nghiệp có độ nhiễm bÈn lín.
iiiiiiiiii

i

i

i

i

i