Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng bể lọc hiếu khí sử dụng giá thể sơ dừa kết hợp hồ thủy sinh

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 Lý do chọn đề tài
Việt Nam đang chuyển mình hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, do đó quá trình
công nghiệp hóa, hiện đại hóa không ngừng phát triển, và kết quả là kéo theo đô thị
hóa. Dân số tăng nhanh nên các khu dân cư tập trung dần được quy hoạch và hình
thành. Nước thải sinh hoạt là sản phẩm trong quá trình sinh hoạt của con người. Ô
nhiễm nguồn nước do tác động của nước thải sinh hoạt đang là vấn đề bức xúc hiện
nay. Bên cạnh đó vấn đề xử lý nước thải trước khi thải ra sông rạch chưa được áp
dụng rộng rãi và hiệu quả. Hậu quả là nguồn nước mặt bị ô nhiễm và nguồn nước
ngầm cũng dần ô nhiễm theo, tình trạng ngập nước trên các tuyến đường, nước thải
chảy tràn lan qua hệ thống sông ngòi, kênh rạch…ảnh hưởng đến cảnh quan môi
trường và cuộc sống của chúng ta. Việc bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn nước để
cung cấp cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất, đáp ứng nhu cầu hiện tại và thỏa
mãn nhu cầu của tương lai.
Hiện nay, việc quản lý nước thải trong đó có nước thải sinh hoạt là một vấn đề
cấp thiết của các nhà quản lý môi trường trên thế giới nói chung và Việt Nam nói
riêng. Vì vậy, cần có hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt nhằm cải thiện
môi trường và phát triển theo hướng bền vững.
Với mong muốn môi trường sống ngày càng được nâng cao, vần đề quản lý nước
thải sinh hoạt ngày càng chặt chẽ hơn phù hợp với sự phát triển tất yếu của xã hội và
cải thiện được nguồn nước đang bị suy thoái nên đề tài: “ Nghiên cứu hiệu quả xử lý
nước thải sinh hoạt bằng phương pháp lọc hiếu khí sử dụng xơ dừa làm giá thể kết
hợp hồ thủy sinh” được hình thành
1.2 Phạm vi nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu: từ ngày 05/04/2010 đến ngày 28/06/2010.
Tìm hiểu thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt để từ đó đưa ra phương
pháp xử lý hiệu quả nhất.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn

Nghiên cứu tính chất của giá thể xơ dừa và đặc tính của một số loại thực vật
thủy sinh có khả năng xử lý nước thải.
1.3 Mục tiêu đề tài
Đồ án được thực hiện nhằm tìm hiểu mức độ xử lý ô nhiễm hữu cơ trong nước
thải sinh hoạt mà cụ thể là lấy chỉ số SS, COD là chỉ số khảo sát hiệu quả xử lý nước
thải qua bể lọc hiếu khí sử dụng xơ dừa làm giá thể. Bên cạnh đó đồ án cũng khảo sát
hiệu quả xử lý nước thải qua hồ thủy sinh thông qua các chỉ tiêu COD, N tổng, P
tổng. Ngoài ra, đồ án còn khảo sát các chỉ số phụ pH, SS, coliform tổng làm cơ sở
để điều chỉnh và vận hành mô hình xử lý theo cách tốt nhất.
1.4 Nội dung nghiên cứu
Đồ án bao gồm các nội dung nghiên cứu chính sau:
 Tìm hiểu về nguồn gốc, thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt.
 Tìm hiểu tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt: phương
pháp cơ học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học.
 Tìm hiểu các thông tin khoa học về VSV trong xử lý nước thải theo công
nghệ hiếu khí bao gồm: chủng loại VSV, quá trình sinh trưởng và phát triển, các điều
kiện cần thiết cho sự phát triển của chúng.
 Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải theo phương pháp sinh trưởng kết bám
hiếu khí.
 Thu thập các thông tin liên quan đến xơ dừa và một số loại thực vật có các đặc
tính phù hợp với kỷ thuật xử lý nước thải
 Xây dựng mô hình thí nghiệm: vật liệu, kích thước, chi tiết cấu tạo và sơ đồ
hệ thống thí nghiệm.
 Các bước tiến hành thí nghiệm, ghi nhận các thông số khảo sát.
 Thống kê kết quả, tính toán hiệu suất xử lý và nhận xét khả năng xử lý qua bể
lọc sinh học và hồ thủy sinh.
 Kết luận và đưa ra quan điểm về đồ án.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
2
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn

1.5 Phương pháp nghiên cứu
1.5.1 Phương pháp luận
Thành phần chính của nước thải sinh hoạt chứa một lượng lớn các chất hữu cơ
dễ bị phân hủy (hydratcacbon, protein, chất béo), các chất vô cơ dinh dưỡng
(phốtphat, nitơ), cùng với vi khuẩn (có thể cả VSV gây bệnh), trứng giun, sán.v.v…
Nếu không được xử lý trước khi thải bỏ thì khả năng gây ô nhiễm môi trường là rất
lớn.
1.5.2 Phương pháp cụ thể
Đề tài đã sử dụng những phương pháp sau:
 Phương pháp thực tế: Thu thập, xử lý và tổng hợp các tài liệu cần thiết có liên
quan đến đề tài.
 Phương pháp kế thừa: Trong quá trình thực hiện đã tham khảo các đề tài có
liên quan đã thực hiện.
 Phương pháp khảo sát: tính chất, thành phần nước thải, đặc điểm lý, hoá, sinh
của nước thải đầu vào.
 Phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng ở qui mô phòng thí nghiệm, vận
hành mô hình để xử lý nước thải.
 Phương pháp phân tích: các thông số được phân tích theo phương pháp chuẩn
(APHA, AWWA, TCVN 2000 và Standard Methods). Các thông số đo và phương
pháp phân tích được trình bày trong bảng sau.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
3
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Bảng 1.1. Các thông số và phương pháp phân tích
Thông số Phương pháp phân tích
pH pH kế
COD Phương pháp đun kín (K
2
Cr
2

O
7
Closed flux)
BOD
5
Phương pháp ủ 20
0
C trong 5 ngày
SS Lọc, sấy 105
0
C, cân phân tích
Nitơ tổng Phương pháp chưng cất Kjieldahl
Photpho tổng
Phương pháp SnCl
2
cho Orthophosphate, so màu bằng
máy quang phổ kế hấp thu ( Spetrophotometer)
Coliform
(MPN/100ml)
MPN
 Phương pháp xử lý số liệu.
1.6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
1.6.1 Ý nghĩa khoa học
Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt. Từ đó
góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng
trong sạch hơn.
1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn
 Đề tài sẽ được nghiên cứu và bổ sung để phát triển cho vấn đề thu gom
và xử lý nước.
 Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước.

SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ
CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ
2.1 Nước thải sinh hoạt
2.1.1 Nguồn gốc
Nước thải sinh hoạt (NTSH) phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày của con
người như tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn… Ở Việt Nam lượng nước thải này
trung bình khoảng 120 - 260 lít/người/ngày. NTSH được thu gom từ các căn hộ, cơ
quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, cơ sở kinh doanh, chợ, các công trình công
cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản xuất. Nước thải sinh hoạt ở các trung
tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng
ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường
được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm.
Khối lượng nước thải của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào:
- Quy mô dân số
- Tiêu chuẩn cấp nước
- Khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nước
- Loại hình sinh hoạt
Đặc tính chung của NTSH thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các
chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD
5
, COD), các chất dinh dưỡng (nitơ
phospho), các vi trùng gây bệnh (Ecoli, coliform…).
Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào:
- Lưu lượng nước thải
- Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người
Mà tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào:
- Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống

- Điều kiện khí hậu
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
5
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
2.1.2 Thành phần tính chất nước thải
Mức độ cần thiết xử lý nước thải phụ thuộc:
- Nồng độ bẩn của nước thải
- Khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận
- Yêu cầu về mặt vệ sinh môi trường
Để lựa chọn công nghệ xử lý và tính toán thiết kế các công trình đơn xử lý nước
thải trước tiên cần phải biết thành phần tính chất của nước thải.
Thành phần tính chất của nước thải chia làm hai nhóm chính:
- Thành phần vật lý
- Thành phần hoá học
 Thành phần vật lý: Biểu thị dạng các chất bẩn có trong nước thải ở các
kích thước khác nhau được chia thành ba nhóm.
 Nhóm 1: Gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải,
giấy, lá cây, cát, da, lông…) ở dạng lơ lửng (
δ
> 10
-1
mm) và ở dạng huyền phù, nhũ
tương (
δ
= 10
-1
– 10
-4
mm)
 Nhóm 2: Gồm các chất bẩn dạng keo (

δ
= 10
-4

– 10
-6
mm)
 Nhóm 3: Gồm các chất bẩn ở dạng hoà tan có
δ
< 10
-6
mm, chúng có thể ở
dạng ion hay phân tử.
 Thành phần hoá học: Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải có các
tính chất hoá học khác nhau, được chia làm ba nhóm:
 Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axít vô cơ, các ion muối phân ly… (chiếm
khoảng 42% đối với NTSH)
 Thành phần hữu cơ: các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật cặn bã bài
tiết… (chiếm khoảng 58%)
+ Các chất chứa nitơ
+ Các hợp chất nhóm hyđrocacbon: mỡ, xà phòng, cellulese…
+ Các hợp chất có chứa phospho, lưu huỳnh
 Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn…
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
6
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Bảng 2.1: Thể hiện thành phần tương đối của NTSH trước và sau xử lý. BOD và
chất rắn lơ lửng là hai thông số quan trọng nhất được sử dụng để xác định đặc tính
của NTSH. Quá trình xử lý lắng đọng ban đầu có thể giảm được khoảng 50% chất
rắn lơ lửng và 35% BOD.

Bảng 2.1: Thành phần tương đối của nước thải sinh hoạt bình thường
Thành phần chất thải
Trước khi
lắng đọng
Sau khi
lắng đọng
Sau khi xử lý
sinh học
Tổng chất rắn lơ lửng 800 680 530
Chất rắn không ổn định 440 340 220
Chất rắn lơ lửng 240 120 30
Chất rắn lơ lửng không ổn định 180 100 20
BOD 200 130 30
Amoniac 15 15 24
Tổng nitơ 35 30 26
Photpho hoà tan 7 7 7
Tổng photpho 10 9 8
(Nguồn: wastewater engineering treatment, disposal.Metcalf và Eddy, 1991)
Chất hữu cơ trong NTSH đặc trưng có thể phân huỷ sinh học có thành phần 50%
hydrocacbon, 40% protein và 10% chất béo. Độ pH dao động trong khoảng 6,5 – 8,0
trong nước thải có khoảng 20% - 40% vật chất hữu cơ không phân huỷ sinh học.
(Theo:Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Tính toán và thiết kế công trình – Lâm
Minh Triết)
2.1.3 Tác hại đến môi trường
Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong
nước thải gây ra.
 COD, BOD: sự khoáng hoá, 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 ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá
trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H

2
S, NH
3
, CH
4
,… làm cho nước có
mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường.
 SS: lắng đọng ở nguồn tếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
 Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến
đời sống của thuỷ sinh vật nước.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
7
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
 Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu
chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…
 Ammonia, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ
trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá ( 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 quá trình
hô hấp của tảo thải ra ).
 Màu: mất mỹ quan.
 Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
2.2 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
Các phương pháp sử dụng để xử lý nước thải phụ thuộc vào các tính chất vật lý,
hóa học và sinh học của nước thải, do đó về bản chất kỹ thuật xử lý nước thải được
chia làm ba nhóm chính: lý học (cơ học), hóa học, sinh học.
2.2.1 Phương pháp xử lý cơ học
Xử lý cơ học là giai đoạn không thể thiếu trong các hệ thống xử lý nước thải.
Phương pháp cơ học là nhằm loại bỏ các hợp chất không tan ra khỏi nước thải. Nó là
bước ban đầu nhằm chuẩn bị cho các giai đoạn xử lý sau đó diễn ra thuận lợi và ổn

định hơn. Trong giai đoạn này thường có các công trình đơn vị như: song chắn rác
hoặc lưới chắn rác, máy nghiền rác, bể lắng, bể điều hòa…
Xử lý cơ học nhằm mục đích:
 Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như nhánh
cây, gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ…ra khỏi nước thải.
 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát…
 Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.
 Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lí tiếp theo.
2.2.1.1 Song chắn rác
Song chắn rác dùng để chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn như: giấy, rác,
rau, cỏ… được gọi chung là rác. Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ sau
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
8
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
đó được chuyển tới để phân hủy cặn (bể mêtan). Tuy nhiên, hiện nay người ta sử
dụng phổ biến loại song chắn rác, vừa kết hợp vừa chắn giữ vừa nghiền rác.
Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ chuẩn bị điều kiện cho việc xử lý
nước thải sau đó. Trường hợp ở trạm bơm chính đã được đặt song chắn rác với kích
thước 16 mm thì không nhất thiết phải đặt nó ở trạm xử lý nữa (đối với trạm xử lý
công suất nhỏ).
Hình 2.1: Song chắn rác
2.2.1.2 Thiết bị nghiền rác
Có thể được dùng thay cho song chắn rác, được dùng để nghiền, cắt rác thành
các mảnh nhỏ hơn và có kích thước đều hơn, ngăn cho rác không bám chặt lại,
không cần tách rác ra khỏi dòng thải. Rác vụn này sẽ được giữ lại ở các công trình
phía sau như bể lắng cát, bể lắng đợt một.
2.2.1.3 Bể lắng cát
Trên công trình xử lý nước thải, việc cát lắng lại trong bể lắng gây khó khăn
cho công tác lấy cặn. Ngoài ra trong cặn có cát thì có thể làm cho các ống dẫn bùn
của các bể lắng không hoạt động được, máy bơm chóng hỏng. Đối với bể mêtan và

bể lắng hai vỏ thì cát là một chất thừa, do đó xây dựng các bể lắng cát trên các trạm
xử lý khi lưu lượng nước thải lớn hơn 100 m
3
/ngày đêm thì cần thiết. Trong bể lắng
cát thường giữ các hạt có độ lớn thủy lực U> 24,2 mm/s chiếm gần 60% tổng số. Có
ba loại bể lắng cát.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
9
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
+ Bể lắng cát ngang nước chảy thẳng hoặc vòng.
+ Bể lắng cát đứng nước dâng từ dưới lên.
+ Bể lắng cát nước chảy xoắn ốc.
Lượng cát giữ lại ở bể lắng cát phụ thuộc vào các yếu tố: loại hệ thống thoát
nước, tổng chiều dài mạng lưới, điều kiện sử dụng, tốc độ nước chảy, thành phần và
tính chất nước thải… đối với bể lắng cát ngang và tiếp tuyến lấy bằng
0,02l/người/ngày đêm; độ ẩm trung bình 60%, khối lượng riêng 1,5 tấn/m
3
(đối với
hệ thống thoát nước riêng rẽ).
Hình 2.2: Bế lắng cát ngang
Cấu tạo bể lắng ngang: 1. Đường dẫn nước thải vào; 2. Buồng lắng; 3. Đường
dẫn nước thải ra; 4. Hố tập trung bùn.
2.2.1.4 Bể lắng
Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng
lượng riêng của nước. Các chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ
lửng nhẹ hơn sẽ tiếp tục theo dòng nước đến các công trình xử lý tiếp theo. Có thể
dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất lắng và nổi tới công trình xử lý
cặn.
 Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt
một đặt trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt hai sau công trình xử lý sinh

học.
 Dựa vào nguyên tắc hoạt động, có thể chia ra các loại bể lắng như: bể lắng
hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
10
Bùn lắng
Nước thải
Nước sau lắng
1 2 3
4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
 Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đứng, bể lắng li
tâm…
Số lượng cặn tách ra khỏi nước thải trong các bể lắng phụ thuộc vào nồng độ
ô nhiễm bẩn ban đầu, đặc tính riêng của cặn (hình dạng, kích thước, trọng lượng
riêng, vận tốc rơi…) và thời gian lưu nước trong bể.
2.2.1.5 Bể tách dầu mỡ
Trong nhiều loại nước thải có chứa dầu mỡ (kể cả dầu khoáng vô cơ). Đó là
những chất nổi chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu đến các công trình thoát nước (mạng
lưới và các công trình xử lý) và nguồn tiếp nhận nước thải.
Vì vậy người ta phải thu hồi những chất này trước khi thải vào hệ thống thoát
nước sinh hoạt và sản xuất. Chất mỡ sẽ bít kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong
bể sinh học, cánh đồng tưới, cách đồng lọc. Chúng sẽ phá huỷ cấu trúc bùn hoạt tính
trong bể aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men…
2.2.1.6 Bể điều hòa
Bể điều hòa được dùng để duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lý
ổn định, khắc phục được những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu
lượng của nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học. Bể
điều hòa có thể được phân loại như sau:
 Bể điều hòa lưu lượng

 Bể điều hòa nồng độ
 Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ
Trường hợp khi mức độ cần thiết làm sạch nước thải không cao lắm và các
điều kiện vệ sinh cho phép thì phương pháp lý học giữ vai trò chính trong trạm xử lý.
Trong các trường hợp khác phương pháp xử lý lý học chỉ là giai đoạn làm sạch sơ bộ
trước khi xử lý sinh học.
2.2.2 Phương pháp xử lý hóa học
Là phương pháp dùng các phản ứng hoá học để chuyển các chất ô nhiễm
thành các chất ít ô nhiễm hơn, chất ít ô nhiễm thành các chất không ô nhiễm. Ví dụ
như dùng các chất ôxy hoá như ozone, H
2
O
2
, O
2
, Cl
2
… để oxy hoá các chất hữu cơ,
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
11
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
vô cơ có trong nước thải. Phương pháp này giá thành xử lý cao nên có hạn chế sử
dụng. Thường chỉ sử dụng khi trong nước thải tồn tại các chất hữu cơ, vô cơ khó
phân huỷ sinh học. Thường áp dụng cho các loại nước thải như: nước thải rò rỉ rác,
nước thải dệt nhuộm, nước thải giấy.
Một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt cũng áp dụng phương pháp hoá học
để đưa vào quy trình xử lý, vì phương pháp sẽ tăng cường hiệu quả xử lý sinh học.
2.2.2.1 Keo tụ ( Đông tụ - Tủa bông)
Đông tụ và tủa bông là một công đoạn của quá trình xử lý nước thải, mặc dù
chúng là hai quá trình riêng biệt nhưng chúng không thể tách rời nhau.

Vai trò của quá trình đông tụ và kết bông nhằm loại bỏ huyền phù, chất keo
có trong nước thải.
Đông tụ: Là phá vỡ tính bền vững của các hạt keo, bằng cách đưa thêm chất
phản ứng gọi là chất đông tụ.
Kết bông: Là tích tụ các hạt “đã phá vỡ độ bền” thành các cụm nhỏ sau đó kết
thành các cụm lớn hơn và có thể lắng được gọi là quá trình kết bông. Quá trình kết
bông có thể cải thiện bằng cách đưa thêm vào các chất phản ứng gọi là chất trợ kết
bông.
Các hạt lơ lửng trong nước đều mang điện tích âm hoặc dương. Các hạt có
nguồn gốc silic và các hợp chất hữu cơ mang điện tích âm, các hạt hiđroxit sắt và
hidroxit nhôm mang điện tích dương. Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các hạt
mang điện tích này sẽ liên kết lại với nhau thành các tổ hợp các phần tử, nguyên tử
hay các ion tự do. Các tổ hợp này chính là các hạt bông keo. Có hai loại bông keo là:
loại ưa nước và loại kỵ nước. Loại ưa nước thường ngậm thêm các vi khuẩn, vi
rút…, loại kỵ nước đóng vai trò chủ yếu trong công nghệ xử lý nước nói chung và xử
lý nước thải nói riêng.
Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối sắt hoặc muối
nhôm hoặc hỗn hợp của chúng. Các muối nhôm gồm có: Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O, NaAlO
2
,
Al(OH)
5

Cl, KAl(SO
4
).12H
2
O, NH
4
Al(SO
4
).12H
2
O. Trong đó phổ biến nhất là:
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
12
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O vì chất này hòa tan tốt trong nước, giá rẻ và hiệu quả đông tụ cao ở
pH = 5.0 – 8.5.
Trong quá trình tạo thành bông keo của hiđroxit nhôm hoặc sắt người ta
thường dùng thêm chất trợ đông tụ. Các chất trợ đông tụ này là tinh bột, dextrin, các
ete, xenlulozơ, hiđroxit silic hoạt tính… với liều lượng từ 1 – 5mg/l. Ngoài ra người
ta còn dùng các chất trợ đông tụ tổng hợp. Chất thường dùng nhất là pholyacrylamit.
Việc dùng các chất trợ này làm giảm liều lượng các chất đông tụ, giảm thời gian quá
trình đông tụ và nâng cao được tốc độ lắng của các bông keo.

2.2.2.2 Trung hòa
Phương pháp trung hoà chủ yếu được dùng trong nước thải công nghiệp có
chứa kiềm hay axit. Để tránh hiện tượng nước thải gây ô nhiễm môi trường xung
quanh thì người ta phải trung hoà nước thải, với mục đích là làm lắng các muối của
kim loại nặng xuống và tách chúng ra khỏi nước thải.
Quá trình trung hoà trước hết là phải tính đến khả năng trung hoà lẫn nhau
giữa các loại nước thải chứa axit hay kiềm hay khả năng dự trữ kiềm của nước thải.
Trong thực tế hỗn hợp nước thải có pH = 6,5 – 8,5 thì nước đó được coi là đã trung
hoà.
Một số hóa chất thường dùng để trung hòa là: CaCO
3
, CaO, Ca(OH)
2
, MgO,
Mg(OH)
2
, NaOH, HCl, H
2
SO
4
,
Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau. Muốn nước thải được xử lý
tốt bằng phương pháp sinh học thì phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH.
2.2.2.3 Hấp phụ
Phương pháp hấp phụ dùng để loại hết các chất bẩn hoà tan vào nước mà
phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không thể loại bỏ được với
hàm lượng rất nhỏ. Thông thường đây là các hợp chất hoà tan có độc tính cao hoặc
các chất có mùi, vị và màu rất khó chịu.
Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen,
keo nhôm, một số chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sản xuất như xỉ tro,

xi mạ sắt trong số này, than hoạt tính thường được dùng phổ biến nhất. Các chất
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
13
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp phụ. Lượng chất hấp phụ tuỳ
thuộc vào khả năng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn có trong nước.
Phương pháp này có thể hấp phụ 58 – 95% các chất hữu cơ màu. Các chất hữu cơ có
thể bị hấp phụ là phenol, Alkylbenzen, sunfonic axit, thuốc nhuộm và các chất thơm.
2.2.2.4 Tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong
nước có khả năng tụ lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên
trên bề mặt nước. Sau đó người ta tách các bọt khí đó ra khỏi nước. Thực chất quá
trình này là tách bọt hoặc làm đặc bọt. Trong một số trường hợp quá trình này cũng
được dùng để tách các hóa chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Quá trình này
được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ vào trong nước thải. Các bọt khí
dính các hạt lơ lửng và nổi lên trên mặt nước. Khi nổi lên các bọt khí tập hợp thành
một tập hợp thành các lớp bọt chứa nhiều chất bẩn. Tuyển nổi có thể đặt ở giai đoạn
xử lý sơ bộ (bậc 1) trước khi sử lý cơ bản (bậc 2). Bể tuyển nổi có thể thay thế cho
bể lắng, trong dây chuyền nó có thể đứng trước hoặc sau bể lắng, đồng thời có thể ở
giai đoạn xử lý bổ sung hay triệt để cấp ba sau xử lý cơ bản.
Có hai hình thức tuyển nổi:
+ Sụt khí ở áp lực khí quyển gọi tuyển nổi bằng không khí.
+ Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp
suất chân không gọi là tuyển bằng chân không.
2.2.2.5 Oxy hóa khử
Oxi hoá bằng không khí: dựa vào khả năng hoà tan của oxi vào nước. Phương
pháp thường dùng để oxi hoá Fe
2+
thành Fe
3+

. Ngoài ra phương pháp còn dùng để
loại bỏ một số hợp chất như: H
2
S, CO
2
tuy nhiên cần phải chú ý hàm lượng khí sục
vào vì nếu sục khí quá mạnh sẽ làm tăng pH của nước.
Oxi hoá bằng phương pháp hoá học:
 Clo là một trong những chất dùng để khử trùng nước, clo không dùng dưới
dạng khí mà chúng phải cần phải hoà tan trong nước để trở thành HClO chất này có
tác dụng diệt khuẩn. Tuy nhiên clo có khả năng giữ lại trong nước lâu. Ngoài ra ta
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
14
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
còn sử dụng hợp chất của clo như cloramin, chúng cũng có khả năng khử trùng nước
nhưng hiệu quả không cao nhưng chúng có khả năng giữ lại trong nước lâu ở nhiệt
độ cao.
 Ozone là một chất oxi hoá mạnh được dùng để xử lý nước uống, nhưng
chúng không có khả năng giữ lại trong nước.
 Pedroxit hydro: cũng dùng khử trùng nước tuy nhiên giá thành cao. Nó có
thể dùng khử trùng đường ống. Ngoài ra còn dùng để xử lý hợp chất chứa lưu huỳnh
trong nước thải gây ra mùi hôi khó chịu. Ưu điểm dùng chất này là không tạo thành
hợp chất halogen.
2.2.2.6 Trao đổi ion
Thực chất của trao đổi ion là quá trình trong đó các ion trên bề mặt chất thải
rắn trao đổi ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất
này gọi là ionit (chất trao đổi ion). Chúng hoàn toàn không tan trong nước.
Phương pháp này được dùng làm sạch nước thải loại ra khỏi nước các ion như
kim loại: Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Pb, Cd, Mn, cũng như các hợp chất có chứa asen,
phospho, xianua và cả chất phóng xạ. Phương pháp này được dùng phổ biến để làm

mềm nước, loại ion Ca
2+
và Mg
3+
ra khỏi nước cứng.
Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự
nhiên hoặc tổng hợp. Các chất thường được sử dụng như: zeolit, đất sét, nhôm silic,
silicagen, pecmutit, các chất điện lý cao phân tử, các loại nhựa tổng hợp.
2.2.3 Phương pháp sinh học
Là phương pháp xử lý nước thải nhờ vào khả năng sống và hoạt động của các
loài vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải thủy sản. Các sinh vật
sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo
năng lượng. Phương pháp này chủ yếu chia làm hai loại là sinh học hiếu khí (có mặt
các loài vi sinh vật hiếu khí) và sinh học kỵ khí (có mặt các loài vi sinh vật kỵ khí).
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
15
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại
nước thải có chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phương pháp này
thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô.
Các công trình đơn vị xử lý sinh học hiếu khí như: arerotank, sinh học hiếu
khí tiếp xúc (có giá thể tiếp xúc), lọc sinh học hiếu khí, sinh học hiếu khí quay –
RBC (Rotating Biological Contact).
Các công trình xử lý sinh học kỵ khí như : UASB (Upflow Anaerobic Sludge
Blanket), bể lọc sinh học kỵ khí dòng chảy ngược, bể sinh học kỵ khí dòng chảy
ngược có tầng lọc (Hybrid Digester), bể kỵ khí khuấy trộn hoàn toàn…
Quá trình xử lý sinh học gồm các bước :
+ Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà
tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh.
+ Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo

vô cơ trong nước thải.
+ Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng.
2.2.3.1 Công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch đất và nước,
việc xử lý nước thải được thực hiện trên các công trình: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ
sinh học…
 Ưu điểm của phương pháp
+ Phương pháp rẻ nhất, dễ thiết kế và xây dựng, dễ vận hành, không đòi
hỏi cung cấp năng lượng.
+ Có khả năng làm giảm các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải xuống
tới mức thấp nhất.
+ Có khả năng loại được các chất hữu cơ, vô cơ hòa tan trong nước.
+ Hệ vi sinh hoạt động ở đây chịu đựng được nồng độ kim loại nặng
tương đối cao.
 Nhược điểm
+ Thời gian xử lý khá dài.
+ Đòi hỏi mặt bằng rộng.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
16
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
+ Xử lý phụ thuộc vào thời tiết tự nhiên.
a. Cánh đồng tưới và bãi lọc
Cánh đồng tưới và cánh đồng lọc được xây dựng ở những nơi có độ dốc tự
nhiên 0,02, cách xa khu dân cư về cuối hướng gió, và thường được xây dựng ở
những nơi đất cát, cát…
Cánh đồng tưới và bãi lọc là những ô đất được san phẳng hoặc dốc không
đáng kể, và được ngăn cách bằng những bờ đất. Nước thải được phân phối vào các ô
nhờ hệ thống mạng lưới tưới, bao gồm: mương chính, mương phân phối và hệ thống
mạng lưới tưới trong các ô. Kích thước của các ô phụ thuộc vào địa hình, tính chất
của đất và phương pháp canh tác.

b. Hồ sinh học
Hồ sinh học là hồ chứa dùng để xử lý nước thải bằng sinh học, chủ yếu dựa
vào quá trình tự làm sạch của hồ.
Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải hồ sinh học còn có thể đem lại những lợi ích
sau:
+ Nuôi trồng thủy sản
+ Nguồn nước để tưới cho cây trồng
+ Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị.
Căn cứ theo đặc tính tồn tại và tuần hoàn của các vi sinh và sau đó là cơ chế
xử lý, người ta phân loại làm ba loại hồ: Hồ kỵ khí, hồ hiếu kỵ khí và hồ hiếu khí.
 Hồ kỵ khí: Dùng để lắng và phân hủy cặn lắng bằng phương pháp sinh hóa
tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh vật kỵ khí. Loại hồ này thường
được dùng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn lớn, còn ít dùng để xử lý
nước thải sinh hoạt, vì nó gây ra mùi hôi thối khó chịu. Hồ kỵ khí phải cách xa nhà ở
và xí nghiệp thực phẩm 1,5 – 2 km.
 Hồ hiếu kỵ khí: Loại hồ này thường được gặp trong điều kiện tự nhiên,
trong hồ thường xảy ra hai quá trình song song: quá trình ôxy hóa hiếu khí chất
nhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân hủy mêtan cặn lắng. Đặc điểm của loại hồ này
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
17
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
xét theo chiều sâu có thể chia làm ba phần: lớp trên mặt là vùng hiếu khí, lớp giữa là
vùng trung gian, còn lớp dưới là vùng kỵ khí.
 Hồ hiếu khí: Quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ bằng vi sinh vật hiếu khí.
Được phân làm hai nhóm: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo.
+ Hồ làm thoáng tự nhiên: ôxy cung cấp cho quá trình ôxy hóa chủ yếu do
sự khuyếch tán không khí qua mặt nước và qua quá trình quang hợp của các thực
vật nước.
+ Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo: nguồn cung cấp ôxy cho quá trình sinh
hóa bằng các thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy cơ học.

2.2.3.2 Công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo
a. Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học là công trình trong đó nước thải được lọc qua lớp vật liệu có
kích thước hạt lớn. Bề mặt các hạt vật liệu đó được bao bọc bởi một màng sinh vật
do loại vi sinh vật hiếu khí tạo thành.
Sau khi lắng trong bể lắng đợt I nước thải được cho qua bể lọc sinh học. Ở đó
màng sinh học sẽ hấp thụ các chất phân tán nhỏ, chưa kịp lắng, kể cả các chất ở dạng
keo và hòa tan. Các chất hữu cơ bị màng sinh vật giữ lại sẽ bị oxy hóa bởi các vi sinh
vật hiếu khí. Chúng sử dụng các chất hữu cơ, một phần để sinh ra năng lượng cần
thiết cho sự sống và hoạt động, một phần để xây dựng tế bào (nguyên sinh chất) và
tăng khối lượng cơ thể. Như vậy, một phần các chất bẩn hữu cơ bị loại khỏi nước
thải, mặt khác khối lượng màng sinh vật hoạt tính trong vật liệu lọc đồng thời cũng
tăng lên. Màng đó sau một thời gian già cỗi, chết đi và bị dòng nước mới xói cuốn đi
khỏi bể lọc.
Bể Biophin được phân loại theo tính chất như sau:
 Theo mức độ xử lý: Biophin xử ly hoàn toàn và không hoàn toàn. Biophin
cao tải có thể xử lý hoàn toàn hoặc không hoàn toàn, còn Biophin nhỏ giọt dùng để
xử lý hoàn toàn.
 Theo biện pháp làm thoáng: Biophin làm thoáng tự nhiên và Biophin làm
thoáng nhân tạo.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
18
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
 Theo chế độ làm việc: Biophin làm việc liên tục và Biophin làm việc gián
đoạn tuần hoàn và không tuần hoàn.
 Theo sơ đồ công nghệ: Biophin một bậc hay Biophin hai bậc.
 Theo khả năng chuyển tải: Biophin cao tải và Biophin nhỏ giọt.
 Theo đặc điểm cấu tạo của vật liệu lọc: Biophin chất liệu khối và Biophin
chất liệu bản.
b. Bể Aeroten

Trong bể aeroten diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ trong
nước thải. Vai trò ở đây là những vi sinh vật hiếu khí, chúng tạo thành bùn hoạt tính.
Để bùn hoạt tính và nước thải tiếp xúc với nhau được tốt và liên tục, người ta khuấy
trộn bằng máy khí nén hoặc các thiết bị cơ giới khác. Phải thường xuyên cung cấp
oxy vào bể để các vi sinh vật khoáng hóa sống và họat động bình thường; oxy sẽ
được sử dụng trong các quá trình sinh hóa. Sự khuếch tán tự nhiên qua mặt thoáng
của nước trong bể không đảm bảo đủ lượng oxy cần thiết, vì vậy phải bổ sung lượng
không khí thiếu hụt bằng phương pháp nhân tạo: thổi khí nén vào hoặc tăng diện tích
mặt thoáng.
Trong thực tế người ta thường thổi không khí nén vào bể vì như vậy sẽ đồng
thời giải quyết tốt hai nhiệm vụ: vừa khuấy trộn bùn hoạt tính với nước thải vừa đảm
bảo chế độ oxy cần thiết trong bể. Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khoáng
hóa có khả năng hấp thụ và oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải với sự có mặt
của oxy. Các chất hữu cơ hòa tan, các chất keo phân tán nhỏ sẽ được chuyển hóa,
hấp phụ và keo tụ sinh học trên bề mặt các tế bào vi sinh vật. Tiếp đó trong quá trình
trao đổi chất, dưới tác dụng của những men nội bào, các chất hữu cơ sẽ bị phân hủy.
Quá trình xử này gồm ba giai đoạn:
 Giai đoạn khuếch tán và chuyển chất từ dịch thể tới bề mặt các tế bào vi
sinh vật.
 Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ bề mặt ngoài các tế bào
qua màng bán thấm.
 Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuếch tán và hấp phụ ở trong tế
bào sinh vật sinh ra năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế bào.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
c. Bể sinh học theo mẻ SBR
Thực chất của bể sinh học hoạt động theo mẻ (SBR-Sequence Batch Reactor)
là một dạng của bể aerotank. Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song
chắn, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Bể aerotank làm việc

theo mẻ liên tục có ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận
hành đúng các quy trình hiếu khí và kỵ khí.
Bể sinh học làm việc theo từng mẻ kế tiếp được thực hiện theo năm giai đoạn:
 Giai đoạn 1: Đưa nước thải vào bể. Nước thải đã qua song chắn rác và bể
lắng cát, tách dầu mỡ, tự chảy hoặc bơm vào bể đến mức định trước.
 Giai đoạn 2: Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng
sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp ôxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời
gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử lý.
 Giai đoạn 3: Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh,
hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết
thúc sớm hơn hai giờ.
 Giai đoạn 4: Tháo nước đã được lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn
tiếp nhận.
 Giai đoạn 5: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời
gian vận hành bốn quy trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể.
d. Tổ hợp đĩa quay sinh học (RBC)
Tổ hợp đĩa quay sinh học ( RBC) là một dạng khác của quá trình sinh trưởng
liên kết, trong đó sinh khối bám vào đĩa (đường kính 3,5m) quay với vận tốc 1-3
vòng/phút khi ngập chìm tới 40% trong nước. Các đĩa được làm từ vật liệu dẻo, nhẹ,
có thể gập lại được.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
20
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Hình 2.3: Sơ đồ tổ hợp đĩa quay sinh học
Khi tiếp xúc với không khí, sinh khối liên liên kết hấp thụ không khí; khi
ngập trong nước, chúng hấp thụ chất hữu cơ. Một sinh khối có kích thước 1-4mm
phát triển trên bề mặt phần thừa bị tách khỏi đĩa bằng lực cắt và tách khỏi chất lỏng ở
trạng thái lơ lửng cũng có chút ít khả năng khử tạp chất hữu cơ. Tốc độ quay trên 3
vòng/phút hiếm khi được áp dụng do tốn năng lượng và không làm tăng quá trình
trao đổi oxy. Tỉ lệ giữa bề mặt đĩa và lượng chất lỏng thường là 5.1/m

2
. Đối với nước
thải ô nhiễm nặng, sử dụng nhiều hệ thống đĩa quay (xử lý nhiều lần). Ở nhiệt độ môi
trường thấp phải dùng hộp bảo vệ đĩa. Các hệ thống này hoạt động bình thường khi
không có lưu chuyển nước thải. Điện năng tiêu thụ khoảng 2kW/1000m
3
/ngày. RBC
được dùng để nâng cấp các hệ thống dùng bùn hoạt tính, thay thế đĩa dùng trong các
bể sục khí
e. Bể UASB
Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng
đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và
các chất hữu cơ bị phân hủy.
Các bọt khí mêtan và NH
3
, H
2
S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí
để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể và tại đó sẽ
diễn ra sự phân tách hai pha lỏng và rắn. Nước thải tiếp tục đi ra khỏi bể, còn bùn
hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó
là vô cùng quan trọng khi vận hành UASB.
Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca
2+
để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và
5÷10mg/l Fe
2+
để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bông bùn ở
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
21

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6÷0,9m/h. Sự ổn định chất
thải diễn ra đồng thời với việc chuyển dịch chất thải xuyên ra lớp bùn.
2.2.4 Phương pháp xử lý bùn cặn
Bùn cặn của nước thải là hỗn hợp của nước và cặn lắng có chứa nhiều chất
hữu cơ có khả năg phân hủy, dễ bị thối rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho
môi trường vì thế cần có biện pháp xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Mục đích của quá trình xử lý bùn cặn:
+ Giảm khối lượng của hỗn hợp bùn cặn bằng cách gạt một phần hay phần
lớn lượng nước có trong hỗn hợp để giảm kích thước thiết bị xử lý và giảm trọng
lượng thải vận chuyển đến nơi tiếp nhận.
+ Phân hủy các chất hữu cơ dễ bị thối rữa, chuyển chúng thành các hợp chất
hữu cơ ổn định và các hợp chất vô cơ để dễ dàng tách nước ra khỏi bùn cặn và không
gây ra tác động xấu đến môi trường của nơi tiếp nhận.
2.2.4.1 Sân phơi bùn
Điều kiện áp dụng: nơi có đất rộng, cách xa khu dân cư, mực nước ngầm thấp
dưới mặt đất lớn hơn 1m, có sẵn lao động thủ công để xúc bùn khô từ sân phơi bùn
lên xe tải.
Cấu tạo: sân phơi bùn chia thành nhiều ô, kích thước mỗi ô phụ thuộc vào
cách bố trí đường xe vận chuyển bùn ra khỏi sân phơi và độ xa khi xúc bùn từ ô phơi
lên xe.
Đáy và thành ô phơi bùn thường làm bằng bêtông cốt thép hay xây gạch đảm
bảo cách ly hoàn toàn dung dịch bùn với môi trường đất xung quanh.
Trên đáy ô phơi đổ một lớp sỏi cỡ hạt: 8 – 10mm dày 200mm, trong lớp sỏi
đặt hệ thống ống khoan lỗ D8 – D10mm hình xương cá để rút nước về hố thu, đáy ô
phơi bùn phải cao hơn mực nước ngầm để dễ thu nước.
Trên lớp sỏi là lớp cát cỡ hạt 0.5 – 2mm, dày 150 – 200mm. Làm khô bùn trên
sân phơi xảy ra theo hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Lọc hết nước qua lớp cát, sỏi;
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024

22
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
+ Giai đoạn 2: Làm khô bằng bốc hơi nước tự nhiên trên bề mặt rộng.
Cặn đã xử lý ổn định có chu kỳ phơi khô ngắn hơn cặn chưa xử lý ổn định.
2.2.4.2 Máy lọc cặn chân không
Máy lọc chân không là thiết bị làm khô bùn có thể giảm độ ẩm của bùn từ
99% xuống 70 – 85% tùy thuộc vào tính chất của cặn và tốc độ quay của máy (thời
gian làm khô). Loại thiết bị này thường được áp dụng nhiều trong thời gian trước,
mười năm gần đây do có nhiều loại thiết bị có hiệu suất cao hơn, chi phí đầu tư và
chi phí quản lý rẻ hơn nhiều lần, lại có quá trình vận hành đơn giản hơn, nên thiết bị
lọc chân không đã không được sử dụng
2.2.4.3 Máy lọc ép băng tải
Máy làm khô cặn bằng lọc ép trên băng tải được dùng phổ biến hiện nay vì
quản lý đơn giản, ít tốn điện, hiệu suất làm khô cặn chấp nhận được.
Hệ thống lọc ép cặn trên băng tải gồm máy bơm bùn từ bể cô đặc đến thùng
hòa trộn hóa chất keo tụ và định lượng cặn, thùng này được đặt trên đầu vào của
băng tải, hệ thống băng tải và trục ép, thùng đựng và xe vận chuyển cặn thô, bơm
nước sạch để rửa băng tải, thùng thu nước lọc và bơm nước lọc về đầu của băng tải.
Ở đoạn này nước được lọc qua băng tải theo nguyên tắc lọc trọng lực, đi qua cần gạt
để san đều cặn trên toàn chiều rộng băng, rồi đi qua trục ép và có lực ép tăng dần.
Hiệu suất làm khô cặn phụ thuộc vào nhiều thông số như: đặc tính của cặn, cặn có
trộn với hóa chất keo tụ hay không, độ rỗng của băng lọc, tốc độ di chuyển và lực
nén của băng tải. Nồng độ cặn sau khi làm khô trên máy lọc ép băng tải đạt được từ
15 – 25%.
2.2.4.4 Máy ép cặn chân không
Làm khô cặn theo nguyên tắc lắng và ép cặn bằng lực ly tâm.
Dung dịch cặn được bơm vào máy theo ống cố định đặt ở dọc tâm quay, nằm
trong lõi của trục bánh vít chuyển động chậm và ngược chiều với thùng quay để dồn
cặn khô đến cửa xả cặn.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024

23
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Cặn đi ra khỏi đầu ống đặt ở cuối thùng quay, cặn chịu tác động của lực ly
tâm dính vào mặt trong thùng, nước trào ra được tháo qua lỗ đặt ở cuối thùng quay.
2.2.5 Phương pháp khử trùng
Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 10
5
-10
6
vi khuẩn trong 1 ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi
trùng gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một vài loài vi khuẩn gây
bệnh nào trong nước thải ra nguồn cấp nước, hồ bơi, hồ nuôi cá thì khả năng lan
truyền bệnh sẽ rất cao, do đó phải có biện pháp tiệt trùng nước thải trước khi xả ra
nguồn tiếp nhận. Các biện pháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay là:
 Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo.
 Dùng Hypoclorit – canxi dạng bột – Ca(ClO)
2
– hoà tan trong thùng dung
dịch 3 – 5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc.
 Dùng Hydroclorit – natri, NaClO.
 Dùng Ozon, Ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo Ozon đặt trong
nhà máy xử lý nước thải. Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hoà tan và tiếp xúc.
 Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản ra. Đèn phát tia
cực tím đặt ngập trong mương có nước thải chảy qua.
Từ trước đến nay, khi khử trùng nước thải hay dùng Clo hơi và các hợp chất
của Clo vì Clo là hoá chất được các ngành công nghiệp dùng nhiều, có sẵn trên thị
trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả khử trùng cao. Nhưng những năm gần
đây các nhà khoa học đưa ra khuyến cáo hạn chế dùng Clo để khử trùng nước thải vì:
 Lượng Clo dư 0.5 mg/l trong nước thải để đảm bảo sự an toàn và ổn định
cho quá trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các sinh vật nước có ích khác.

 Clo kết hợp với hydrocacbon thành hợp chất có hại cho môi trường sống.
Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử trùng thường được đặt ở cuối
quá trình, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ ra nguồn.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
24
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Chương 3: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SINH HỌC HIẾU
KHÍ VÀ ĐẶC TÍNH THỰC VẬT THỦY SINH TRONG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI
3.1 Tổng quan về quá trình sinh học hiếu khí
3.1.1 Định nghĩa
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật để oxy hoá
các chất hữu cơ trong điều kiện có sự tồn tại của oxy. Nó được ứng dụng rộng rãi để
xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải.
SVTH: Đặng Thị Lê Phương MSSV: 106111024
25