nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ sbr cải tiến ứng dụng tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty dụ đức, tỉnh tiền giang

Đồ án tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Môi trường, một vấn đề nóng bỏng, đang được cả thế giới quan tâm.
Nằm trong khung cảnh của thế giới, đặc biệt là khu vực Châu Á - Thái Bình
Dương, môi trường Việt Nam cũng đang xuống cấp cục bộ, có nơi bị hủy hoại
nghiêm trọng gây nên nguy cơ mất sinh thái cân bằng nghiêm trọng, sự cạn kiệt các
nguồn tài nguyên, làm ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống và sự phát triển bền
vững của đất nước.
Do vậy, việc “Bảo vệ môi trường” không chỉ là nhiệm vụ của một quốc gia nào
đó, mà đó là nghĩa vụ - nhiệm vụ của mỗi người nói riêng và toàn cầu nói chung.
Ngày nay với tốc độ phát triển kinh tế nhanh thì cùng với đó là một lượng thải
lớn nước thải mang nhiều chất độc hại thải ra từ các hoạt động sinh hoạt, ăn uống,
tắm giặt, sản xuất…thải trực tiếp vào nguồn nước. Trong đó nước thải sinh hoạt
chiếm tỷ lệ cao vì được thải ra từ các khách sạn, nhà nghỉ, trụ sở cơ quan, văn
phòng, trường học, cơ sở nghiên cứu, cửa hàng bách hóa, siêu thị, chợ, nhà hàng ăn
uống, cửa hàng thực phẩm, cơ sở sản xuất, doanh trại lực lượng vũ trang, khu chung
cư, khu dân cư,…
Lượng nước thải sinh hoạt này chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học,
hàm lượng COD, BOD cao Đây là môi trường bền vững cho vi sinh vật gây bệnh
phát triển. Đặc biệt nước thải sinh hoạt chứa một lượng lớn hàm lượng các nguyên
tố dinh dưỡng như: nitơ, phốt pho - Đây là một trong các nguyên nhân gây nên hiện
tượng “phú dưỡng” nguồn nước tại các sông, hồ.
Trước tình hình trên cần phải có các biện pháp quản lý, sử dụng, xử lý kịp thời và
đúng đắn nhất đối với nguồn tài nguyên nước để đảm bảo cùng sự phát triển kinh tế
- xã hội và bảo vệ môi trường xanh - sạch - đẹp.
Việc tìm hiểu, nghiên cứu những công nghệ mới xử lý nước thải tốt hơn, hiệu
quả hơn đang là vấn đề đặt ra đối với nhu cầu hiện nay.
Hiện nay, công nghệ xử lý nước thải bằng vi sinh vật theo từng mẻ liên tục (SBR
- Sequential Batch Reactor) được nghiên cứu mạnh và triển khai nhiều trong thực tế
1

Đồ án tốt nghiệp
thay thế công nghệ sử dụng bể Aerotank truyền thống. Đây là phương pháp được
phát triển trên cơ sở xử lý bằng bùn hoạt tính, vận hành theo từng mẻ liên tục và dễ
dàng kiểm soát được theo thời gian, có cấu tạo đơn giản, hiệu quả xử lý cao, khử
được các chất dinh dưỡng nitơ, phốt pho, dễ vận hành. Để nâng cao hiệu xuất xử lý,
người thực hiện đề tài thực hiện việc nghiên cứu tìm giải pháp để cải tiến công nghệ
SBR.
Do đó đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR cải
tiến - Ứng dụng tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty Dụ Đức, tỉnh
Tiền Giang” đã được lựa chọn để làm trong đồ án tốt nghiệp.
2. Mục tiêu đề tài
- Xác định hiệu quả xử lý nước thải của công nghệ SBR cải tiến so với công nghệ
SBR thông thường, tìm ra chu ky thích hợp để vận hành hệ thống.
- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) sinh hoạt công ty Dụ
Đức, tỉnh Tiền Giang theo QCVN 14:2008/BTNMT loại A (tái sử dụng nước)
trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận.
3. Đối tượng nghiên cứu
- Nước thải sinh hoạt
- Mô hình thí nghiệm SBR cải tiến
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp luận:
Nước thải sinh hoạt là loại nước thải phổ biến nhất hiện nay, việc tìm hiểu và áp
dụng những công nghệ mới xử lý là một vấn đề cần thiết. Như vậy, với mục tiêu đã
đề ra, trong đồ án này người thực hiện đề tài sẽ tập trung nghiên cứu, phân tích một
số chỉ tiêu quan trọng để xem xét hiệu quả xử lý của công nghệ SBR cải tiến so với
SBR thông thường và tìm ra chu kỳ thích hợp để vận hành hệ thống, từ đó đề xuất
dây chuyền công nghệ xử lý nước thải áp dụng cho công ty Dụ Đức.
Phương pháp thực hiện:
- Phương pháp thực tế: Với việc đi làm thực tế tại một số công trình có xây dựng
bể SBR, người thực hiện đề tài nhận thấy có thể nâng cao hiệu xuất xử lý nước

2
Đồ án tốt nghiệp
thải của SBR, kết hợp với tài liệu có được từ phía công ty Dụ Đức được sử dụng
phục vụ cho đề tài.
- Phương pháp kế thừa: Trong quá trình thực hiện đã tham khảo các mô hình
nghiên cứu về SBR và các công trình thực tế của công ty Chiline Việt Nam.
- Phương pháp phân tích: Lấy mẫu và gửi phân tích các chỉ tiêu BOD5, amoni,
nitrat, phosphate tại Trung tâm tư vấn công nghệ môi trường và an toàn vệ sinh
lao động.
- Phương pháp tính toán: Tính toán thiết kế HTXLNT sinh hoạt tại công ty Dụ
Đức đạt quy chuẩn quy định.
- Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ SBR cải tiến với
SBR thông thường.
- Phương pháp toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công trình
đơn vị trong hệ thống xử lý, dự tính chi phí xây dựng và vận hành trạm xử lý
- Phương pháp phần mềm: Sử dụng phần mềm Excel để tính, biểu diễn biểu đồ,
Autocad để mô tả các công trình xây dựng
- Phương pháp tham khảo ý kiến: Hỏi ý kiến giáo viên hướng dẫn.
5. Ý nghĩa đề tài
Về mặt khoa học:
Là cơ sở cho các đề tài nghiên cứu sau, cung cấp thông tin, số liệu thống kê về
nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt
Về mặt kinh tế:
- Góp phần xây dựng công trình xử lý nước thải đạt quy chuẩn cho phép với chi
phí thấp nhất cho những công ty, khu dân cư, đô thị chưa có hệ thống xử lý.
- Giảm thiểu ô nhiễm môi trường đồng nghĩa với việc bảo vệ nguồn tài nguyên
thiên nhiên
Về mặt xã hội:
- Giảm thiểu tác động xấu đến môi trường
- Việc xây dựng HTXLNT là chủ trương đúng đắn theo quy định hướng phát triển

bền vững của Đảng và Nhà Nước.
3
Đồ án tốt nghiệp
6. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài nghiên cứu này được thực hiện đối với nước thải sinh hoạt
- Mô hình thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện bình thường
- Đánh giá khả năng xử lý BOD
5
, nitơ, phốt pho với 02 chu kỳ 10 h và 8 h
- Thời gian thực hiện đề tài: Từ 02/05/2012 đến 21/07/2012
7. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan về nước thải sinh hoạt - Các phương pháp xử lý
- Chương 2: Thí nghiệm mô hình SBR cải tiến xử lý nước thải sinh hoạt
- Chương 3: Tổng quan công ty Dụ Đức
- Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty Dụ Đức
- Kết luận - Kiến nghị
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT - CÁC
4
Đồ án tốt nghiệp
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1.1.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải
Nước thải sinh hoạt đã được sử dụng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm
rửa, vệ sinh nhà xưởng… của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịch vụ,
công ty. Như vậy nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của
con người. Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bệnh viện, trường
học, nhà ăn cũng tạo ra các loại nước thải có thành phần và tính chất tương tự như
nước thải sinh hoạt.
Lượng nước thải sinh hoạt của các khu dân cư được xác định trên cơ sở nước

cấp. Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị thường là 100 - 250
l/người.ngày (đối với các nước đang phát triển) và từ 150 - 500 l/người.ngày (đối
với các nước phát triển). Tiêu chuẩn cấp nước của các đô thị nước ta hiện nay dao
động từ 120 - 180 l, đối với khu vực nông thôn tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt từ 50
- 12 l tiêu chuẩn nước thải phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước. Thông thường tiêu
chuẩn nước thải sinh hoạt lấy bằng 80 - 100 % tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích
nào đó. Ngoài ra lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc vào điều
kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của
nhân dân.
Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng, công ty
phụ thuộc vào loại công trình chức năng số người tham gia, phục vụ trong đó.
Lượng nước thải tập trung của đô thị rất lớn. Lượng nước thải của thành phố
20.000 dân khoảng 40.000 - 60.000 m
3
/ngày. Tổng lượng nước thành phố Hà Nội
năm 2006 gần 500.000 m
3
/ngày. Trong quá trình sinh hoạt con người xả vào hệ
thống thoát nước một lượng lớn chất bẩn nhất định phần lớn là các loại cặn, chất
hữu cơ, các các chất dinh dưỡng.
Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (50 - 55 %),
chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có vi sinh vật gây bệnh. Đồng thời trong nước thải
còn có nhiều vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình chuyển hoá
5
Đồ án tốt nghiệp
chất bẩn trong nước. Trong nước thải đô thị còn có vi khuẩn gây bệnh phát triển
tổng số coliform từ 10
6
- 10
9

MPN/100ml fecal coliform từ 10
4
- 10
7
MPN/100ml.
Như vậy nước thải sinh hoạt của đô thị, các khu dân cư và các cơ sở dịch vụ công
trình công cộng có khối lượng lớn, hàm lượng chất bẩn cao nhiều vi khuẩn gây
bệnh là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi trường nước.
1.1.2. Thành phần nước thải
1.1.2.1. Thành phần vật lý
Theo trạng thái vật lý, các chất bẩn trong nước thải được chia thành:
- Các chất không hòa tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10
-4
mm, có thể ở
dạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải.
- Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng 10
-4
- 10
-6
mm.
- Các chất bẩn dạng hào tan có kích thước nhỏ hơn 10
-6
mm, có thể ở dạng phân tử
hoặc phân li thành ion.
1.1.2.2. Thành phần hoá học
Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 - 60 % tổng các chất. Các chất
hữu cơ này bao gồm chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa quả, giấy và các
chất hữu cơ động vật: chất thải bài tiết của người. Các chất hữu cơ trong nước thải
theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein (chiếm 40 - 60 %), hydratcacbon (25 -
50 %), các chất béo, dầu mỡ (10 %). Urê cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước

thải. Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác định thông qua chỉ tiêu BOD, COD.
Bên cạnh các chất trên nước thải còn chứa các liên kết hữu cơ tổng hợp: các chất
hoạt động bề mặt mà điển hình là chất tẩy tổng hợp (Alkyl bezen sunfonat - ABS)
rất khó xử lí bằng phương pháp sinh học và gây nên hiện tượng sủi bọt trong các
trạm xử lý nước thải và trên mặt nước nguồn - nơi tiếp nhận nước thải.
Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 - 42 % gồm chủ yếu: cát, đất sét, các
axit, bazơ vô cơ,… Nước thải chứa các hợp chất hóa học dạng vô cơ như sắt, magie,
canxi, silic, nhiều chất hữu cơ sinh hoạt như phân, nước tiểu và các chất thải khác
6
Đồ án tốt nghiệp
như: cát, sét, dầu mỡ. Nước thải vừa xả ra thường có tính kiềm, nhưng dần dần trở
nên có tính axit vì thối rữa.
1.1.2.3. Thành phần sinh học
Trong nước thải còn có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, vi rút, nấm, rong
tảo, trứng giun sán. Trong số các dạng vi sinh vật đó, có thể có cả các vi trùng gây
bệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn, có khả năng gây thành dịch bệnh. Về thành phần hóa
học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất hữu cơ.
Khi xét đến các quá trình xử lí nước thải, bên cạnh các thành phần vô cơ, hữu cơ,
vi sinh vật như đã nói trên thì quá trình xử lí còn phụ thuộc rất nhiều trạng thái hóa
lí của các chất đó và trạng thái này được xác định bằng độ phân tán của các hạt.
Theo đó, các chất chứa trong nước thải được chia thành 4 nhóm phụ thuộc vào kích
thước hạt của chúng.
Nhóm 1: Gồm các tạp chất phân tán thô, không tan ở dạng lơ lửng, nhũ tương,
bọt. Kích thước hạt của nhóm 1 nằm trong khoảng 10
-1
- 10
-4
mm. Chúng cũng có
thể là chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật và hợp cùng với nước thải thành hệ dị thể
không bền và trong điều kiện xác định, chúng có thể lắng xuống dưới dạng cặn lắng

hoặc nổi lên trên mặt nước hoặc tồn tại ở trạng thái lơ lửng trong khoảng thời gian
nào đó. Do đó, các chất chứa trong nhóm này có thể dễ dàng tách ra khỏi nước thải
bằng phương pháp trọng lực.
Nhóm 2: Gồm các chất phân tán dạng keo với kích thước hạt của nhóm này nằm
trong khoảng 10
-4
- 10
-6
mm. Chúng gồm 2 loại keo: keo ưa nước và keo kị nước.
- Keo ưa nước được đặc trưng bằng khả năng liên kết giữa các hạt phân tán với
nước. Chúng thường là những chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn:
hydratcacbon (xenlulo, tinh bột), protit (anbumin, hemoglobin).
- Keo kị nước (đất sét, hydroxyt sắt, nhôm, silic) không có khả năng liên kết như
keo ưa nước.
Thành phần các chất keo có trong nước thải chiếm 35 - 40 % lượng các chất lơ
7
Đồ án tốt nghiệp
lửng. Do kích thước nhỏ bé nên khả năng tự lắng của các hạt keo là khó khăn. Vì
vậy, để các hạt keo có thể lắng được, cần phá vỡ độ bền của chúng bằng phương
pháp keo tụ hóa học hoặc sinh học.
Nhóm 3: Gồm các chất hòa tan có kích thước hạt phân tử nhỏ hơn 10
-7
mm.
Chúng tạo thành hệ một pha còn gọi là dung dịch thật. Các chất trong nhóm 3 rất
khác nhau về thành phần. Một số chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất nước thải: độ màu,
mùi, BOD, COD,… được xác định thông qua sự có mặt các chất thuộc nhóm này và
để xử lí chúng thường sử dụng biện pháp hóa lí và sinh học.
Nhóm 4: Gồm các chất trong nước thải có kích thước hạt nhỏ hơn hoặc bằng 10
-8
mm (phân tán ion). Các chất này chủ yếu là axit, bazơ và các muối của chúng. Một

trong số đó như các muối amonia, phosphat được hình thành trong quá trình xử lí
sinh học.
1.1.3. Tính chất của nước thải sinh hoạt
Tính chất nước thải giữ vai trò quan trọng trong thiết kế, vận hành hệ thống xử lý
và quản lý chất lượng môi trường, sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải
quyết định tải trọng thiết kế cho các công trình đơn vị.
Thành phần và tính chất nhiễm bẩn của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập
quán sinh hoạt, mức sống của người trong công ty, mức độ hoàn thiện của thiết bị,
trạng thái làm việc của thiết bị thu gom nước thải. Lưu lượng nước thải thay đổi tuỳ
theo điều kiện tiện nghi cuộc sống, tập quán dùng nước của từng dân tộc, điều kiện
tự nhiên và lượng nước cấp. Còn nồng độ bẩn của nước thải sinh hoạt được xác
định theo tải lượng chất bẩn tính cho một người trong ngày đêm
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý
1.2.1. Phương pháp cơ học
Xử lý cơ học gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ không
thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó. Xử lý cơ học nhằm tách các chất lơ
lửng, chất rắn dễ lắng ra khỏi nước thải, cặn có kích thước lớn loại bỏ bằng song
8
Đồ án tốt nghiệp
chắn rác. Cặn vô cơ (cát, sạn, mảnh kim loại…) được tách ra khi qua bể lắng cát.
Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo và
là bước ban đầu cho xử lý sinh học. Đối với nhà máy sản xuất, trong xử lý này
thường có các thiết bị như: song chắn rác (SCR), bể vớt dầu, bể tuyển nổi, bể lắng
đợt một, bể lọc.
Song chắn rác, lưới lọc: thường được đặt trước trạm bơm trên đường tập trung
nước thải chảy vào hầm bơm, nhằm bảo vệ bơm không bị rác làm nghẹt. SCR và
lưới chắn rác thường đặt vuông góc hoặc đặt nghiêng 45 - 90
o
so với dòng chảy.
Vận tốc nước qua SCR giới hạn từ 0,6 - 1 m/s. Vận tốc cực đại dao động trong

khoảng 0,75 - 1 m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song. Vận tốc nhỏ nhất là 0,4
m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải. SCR và lưới chắn rác dùng để chắn giữ các
cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng sợi như giấy, rau cỏ, rác và các loại khác
được gọi chung là rác. Rác được lấy bằng thủ công, hay bằng các thiết bị tự động
hoặc bán tự động. Rác sau khi thu gom thường được vận chuyển đến bãi chôn lấp.
Bể tách dầu mỡ: được sử dụng để vớt bọt giúp loại bỏ dầu, mỡ và các chất hoạt
động bề mặt gây cản trở cho quá trình oxy hóa và khử màu…
Bể lắng cát: tách ra khỏi nước thải các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn
như xỉ than, đất, cát,… chủ yếu là cát. Trong trạm xử lý nước thải, nếu cát không
được tách khỏi nước thải, có thể ảnh hưởng lớn đến các công trình phía sau như cát
lắng lại trong các bể gây khó khăn cho công tác lấy cặn (lắng cặn trong ống,
mương,…), làm mài mòn thiết bị, rút ngắn thời gian làm việc của bể methane do
phải tháo rửa cặn ra khỏi bể. Với các trạm xử lý khi lưu lượng nước thải > 100
m
3
/ngày cần thiết phải có bể lắng cát. Theo hướng dòng chảy của nước thải ở trong
bể lắng cát, người ta phân loại: bể lắng cát ngang (đơn giản, dễ thi công), bể lắng
cát đứng (diện tích nhỏ, quá trình vận hành phức tạp), bể lắng cát sục khí. Trong
thực tế xây dựng thì bể lắng ngang được sử dụng rộng rãi nhất.
Bể lắng đợt 1: có chức năng:
- Loại bỏ các chất rắn lắng được mà các chất này có thể gây nên hiện tượng bùn
9
Đồ án tốt nghiệp
lắng trong nguồn tiếp nhận.
- Tách dầu, mỡ hoặc các chất nổi khác.
- Giảm tải trọng hữu cơ cho công trình xử lý sinh học phía sau. Bể lắng đợt 1 khi
vận hành tốt có thể loại bỏ 50 - 70 % SS, và 25 - 40 % BOD
5
.
Hai thông số thiết kế quan trọng cho bể lắng là tải trọng bề mặt (32 - 45

m
3
/m
2
.ngày) và thời gian lưu nước (1,5 - 2,5 h).
Bể lắng thường có dạng hình chữ nhật (lắng ngang) hoặc hình tròn (lắng ly tâm).
Hệ thống thu gom bùn lắng và gạn chất nổi là bộ phận quan trọng của bể lắng
Bể lắng đợt 1 được đặt trước bể xử lý sinh học. Trước khi vào bể Aerotank hoặc
bể lọc sinh học, hàm lượng chất lơ lửng trong nước không được quá 150 mg/l. Thời
gian lắng không dưới 1,5 h.
Bể lắng đợt 2: có nhiệm vụ lắng các bông cặn có khả năng liên kết và có nồng độ
lớn trên 1.000 mg/l. Tốc độ lắng của bể phụ thuộc vào nồng độ cặn. Thời gian lắng
và tải trọng bùn trên một đơn vị diện tích bề mặt là những thông số quyết định. Đó
là những thông số và đặc tính của bùn hoạt tính ở bể Aerotank dùng để thiết kế bể
lắng đợt 2.
Bể lọc: Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng
cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho một
số loại nước thải công nghiệp.
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60
% các tạp chất không hòa tan và 20 % BOD.
Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75 % theo hàm lượng chất lơ lửng và 30 - 35 % theo
BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học. Các loại bể lọc
giúp loại bỏ cặn lơ lửng làm cho nước trong trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Nếu
điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi qua bể lọc nước thải được khử trùng và xả
vào nguồn.
10
Đồ án tốt nghiệp
1.2.2. Phương pháp hoá lý
Thực chất của phương pháp xử lý hóa học là đưa vào nước thải chất phản ứng
nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành chất khác

dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hay gây ô nhiễm môi trường.
Xử lý hóa học nhằm nâng cao chất lượng của nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý
của các công đoạn sau đó.
Ví dụ:
- Dùng axit hay vôi để điều chỉnh pH
- Dùng than hoạt tính, clo, ozon để khử các chất hữu cơ khó oxy hóa, khử màu,
mùi, khử trùng
- Dùng bể lọc trao đổi ion để khử kim loại nặng
Phương pháp xử lý hóa học thường được áp dụng để xử lý nước thải công
nghiệp. Đối với nước thải sinh hoạt, xử lý hóa học thường chỉ dùng hóa chất để khử
trùng.
Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây
bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước
thải.
Trong điều kiện tự nhiên, xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học cho hiệu
suất xử lý và khử trùng cao nhất, đạt tới 99,9 %, còn các công trình xử lý sinh học
trong điều kiện nhân tạo chỉ đạt được 91 - 98 %.
Khử trùng nước thải có nhiều phương pháp. Hiện nay những phương pháp hay
được sử dụng là:
- Dùng clo hơi qua thiết bị định lượng clo.
- Dùng hypoclorit - canxi dạng bột - hòa tan trong thùng dung dịch 3 - 5 % rồi
định lượng vào bể tiếp xúc.
- Dùng hypoclorit natri, nước javel
11
Đồ án tốt nghiệp
- Dùng clorua vôi, CaOCl
2
.
- Dùng ozon thường được sản xuất từ không khí bằng máy tạo ozon đặt trong nhà
máy xử lý nước thải. Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hòa 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 dòng chảy nước thải.
Trong các phương pháp trên, khi khử trùng nước thải người ta hay dùng clo nước
tạo hơi và các hợp chất của clo vì clo là hóa chất được các ngành công nghiệp dùng
nhiều và có sẵn trên thị trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả khử trùng cao.
1.2.3. Phương pháp sinh học
Xử lý sinh học là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy
sinh hóa các hợp chất hữu cơ, biến các hợp chất có khả năng thối rữa thành các chất
ổn định với sản phẩm cuối cùng là cacbonic, nước và các chất vô cơ khác.
Phương pháp xử lý sinh học có thể chia ra làm hai loại: xử lý hiếu khí và xử lý
yếm khí trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan.
Những công trình xử lý sinh hóa phân thành 2 nhóm:
- Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên.
- Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo.
Những công trình xử lý sinh học thực hiện trong điều kiện tự nhiên là: cánh đồng
tưới, bãi lọc, hồ sinh học… Quá trình xử lý diễn ra chậm, dựa chủ yếu vào ôxy và vi
sinh có ở trong đất và nước. Do đó, những công trình này đòi hỏi diện tích lớn và
thời gian xử lý dài.
Những công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo là: bể lọc sinh học
(Biophin), bể làm thoáng sinh học. Do các điều kiện nhân tạo, có sự tính toán và tác
động của con người và máy móc mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ
mạnh hơn, diện tích nhỏ hơn.
Đa phần nhà máy sản xuất được xây dựng tại các Khu Chế Xuất, KCN của các
12
Đồ án tốt nghiệp
thành phố lớn, diện tích cho hệ thống xử lý nước thải là hạn chế. Do đó, công trình
xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo thường được sử dụng nhiều hơn.
Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo có thể đạt mức hoàn toàn (xử lý
sinh học hoàn toàn) với BOD giảm tới 90 - 95 % và không hoàn toàn với BOD
giảm tới 40 - 80 %.

Giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học. Bể lắng sau giai
đoạn xử lý cơ học gọi là bể lắng đợt 1. Còn bể được gọi là bể lắng đợt 2 là để chắn
giữ màng sinh học (sau bể Biophin) hoặc bùn hoạt tính (sau bể Aerotank). Nước
thải sau khi được xử lý sinh học luôn được qua bể khử trùng trước khi xả vào nguồn
thải nhằm tiêu diệt triệt để các loại vi khuẩn, vi trùng gây bệnh.
Mục đích của quá trình xử lý nước thải là loại bỏ cặn lơ lửng, các hợp chất hữu
cơ, các chất độc hại, vi khuẩn và vi rút gây bệnh đến nồng độ cho phép theo tiêu
chuẩn xả và nguồn tiếp nhận.
a) Bể tự hoại: Công trình XLNT bằng phương pháp sinh học kị khí
Bể tự hoại là công trình xử lý đồng thời làm hai chức năng: lắng nước thải và
phân hủy cặn lắng. Trong mỗi bể tự hoại đều có hai phần: phần trên là nước thải
lắng, phần dưới là cặn lắng. Cặn lắng giữ lại ở trong bể từ 3 - 6 tháng, dưới tác động
của các vi sinh vật kỵ khí các chất hữu cơ được phân hủy, một phần tạo thành các
khí (CH
4
, CO
2
, H
2
S…), phần khác tạo thành các chất vô cơ.
Nước thải lắng trong bể tự hoại với thời gian từ 1 - 3 ngày, do vận tốc bé nên
phần lớn cặn lơ lửng lắng lại. Vì vậy, đạt hiệu suất lắng cao, có thể đạt từ 40 - 60 %,
phụ thuộc vào nhiệt độ, chế độ quản lý và vận hành trong bể.
Bể tự hoại có thể có hình chữ nhật hoặc nhiều giếng tròn liên kết. Chúng được
xây dựng bằng gạch, đá, hay bê tông cốt thép. Bể có thể có một hay nhiều ngăn. Để
chất lượng nước thải sau khi qua bể tự hoại tốt hơn, thông thường bể thiết kế hai
đến ba ngăn. Với ngăn đầu tiên là ngăn chứa, dung tích chiếm từ 50 - 75 % dung
tích toàn bể. Còn ngăn thứ hai và ngăn thứ ba chiếm khoảng 25 % dung tích toàn
13
Đồ án tốt nghiệp

bể.
Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo bể tự hoại
a) Bể tự hoại hai ngăn; b) Bể tự hoại ba ngăn
Để dẫn nước thải vào và ra khỏi bể người ta phải nối ống bằng phụ kiện Tê với
đường kính tối thiểu là 100 mm với một đầu ống đặt dưới lớp màng nổi, đầu kia
được nhô lên phía trên để tiện việc kiểm tra, tẩy rửa và không cho lớp cặn nổi trong
bể chảy ra đường cống. Cặn trong bể tự hoại được lấy theo định kì. Mỗi lần lấy phải
để lại khoảng 20 % lượng cặn đã lên men lại trong bể để làm giống men cho bùn
cặn tươi mới lắng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân huỷ cặn.
b) Công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên
Phương pháp xử lý qua đất: Thực chất của quá trình xử lý là: khi lọc nước thải
qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất này tạo
ra một màng gồm rất nhiều vi sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ
hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Những vi sinh vật sẽ xử dụng oxy
của không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất
khoáng. Các công trình xử dụng phương pháp xử lý qua đất là: Cánh đồng tưới,
cánh đồng lọc
Cánh đồng tưới công cộng hoặc cánh đồng lọc: là những mảnh ruộng được san
14
Đồ án tốt nghiệp
bằng hoặc dốc không đáng kể và được ngăn bằng những bờ đất. Nước thải được
phân phối vào những mảnh ruộng đó nhờ mạng lưới tưới và sau khi lọc qua đất lại
được qua một mạng lưới khác để tiêu đi.
Hồ sinh vật: Là hồ xử lý sinh học, có nhiều tên gọi khác như: hồ oxy hóa, hồ ổn
định nước thải v.v…
Các quá trình diễn ra trong hồ sinh vật cũng tương tự như quá trình tự làm sạch
diễn ra ở các sông hồ chứa nước tự nhiên: đầu tiên các chất hữu cơ bị phân hủy bởi
vi sinh vật. Các sản phẩm tạo thành sau khi phân hủy lại được rong, tảo sử dụng. Do
kết quả hoạt động sống của vi sinh vật oxy tự do lại được tạo thành và hòa tan trong
nước rồi lại được vi sinh vật sử dụng để trao đổi chất. Sự hoạt động của rong tảo

không phải là quá trình chính mà chỉ tạo điều kiện thuận lợi cung cấp cho quá trình
mà thôi. Vai trò xử lý chủ yếu ở đây vẫn là vi sinh vật.
c) Công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều kiện
nhân tạo
Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí có thể kể đến
như: bể Aerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc
(vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc
quay…
Quá trình bùn hoạt tính:
Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi
sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân
đế cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn
hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp
thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống
khác. Các vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất
dinh dưỡng cung cấp cho sự sống. Trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các
chất để sinh sản và giải phóng năng lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh.
Như vậy các chất hữu cơ có trong nước thải được chuyển hoá thành các chất vô cơ
15
Đồ án tốt nghiệp
như H
2
O, CO
2
không độc hại cho môi trường.
Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau :
Chất hữu cơ + vi sinh vật + oxy (NH
3
+ H
2

O + năng lượng + tế bào mới)
Hay có thể viết:
Chất thải + bùn hoạt tính + không khí (Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư)
Bể Aerotank:
Bể Aerotank là công trình làm bằng bê tông, bê tông cốt thép, với mặt bằng
thông dụng là hình chữ nhật. Hỗn hợp bùn và nước thải cho chảy qua suốt chiều dài
bể.
Nước thải sau khi xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hoà tan
cùng các chất lơ lửng đi vào Aerotank. Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và
có thể là các hợp chất hữu cơ chưa phải là dạng hoà tan. Các chất lơ lửng làm nơi vi
khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển dần thành các hạt cặn bông. Các hạt
này dần to và lơ lửng trong nước. Chính vì vậy, xử lí nước thải ở Aerotank được gọi
là quá trình xử lí với sinh trưởng lơ lửng của quần thể vi sinh vật. Các bông cặn này
cũng chính là bông bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn màu nâu sẫm, là
bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ
chứa trong nước thải. Thời gian lưu nước trong bể Aerotank là từ 1 - 8 h, không quá
12 h
Yêu cầu chung của các bể Aerotank là đảm bảo bề mặt tiếp xúc lớn giữa không
khí, nước thải và bùn.
Yêu cầu chung khi vận hành là nước thải đưa vào Aerotank cần có hàm lượng SS
không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25 mg/l, pH =
6,5 - 9, nhiệt độ không nhỏ hơn 30
o
C.
Mương oxy hóa:
Mương ôxy hóa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh có dạng
16
Đồ án tốt nghiệp
vòng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt
tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương.

Quá trình vi sinh dính bám
Phần lớn vi khuẩn có khả năng sinh sống và phát triển trên bề mặt vật rắn, khi có
đủ độ ẩm và thức ăn là các hợp chất hữu cơ, muối khoáng và ôxy. Chúng dính bám
vào bề mặt vật rắn bằng chất Gelatin do chính vi khuẩn tiết ra và chúng có thể dễ
dàng di chuyển trong lớp Gelatin dính bám này. Đầu tiên vi khuẩn cư trú hình thành
tập trung ở một khu vực, sau đó màng vi sinh không ngừng phát triển, phủ kín toàn
bộ bề mặt vật rắn bằng một lớp tế bào. Chất dinh dưỡng (hợp chất hữu cơ, muối
khoáng) và ôxy có trong nước thải cần xử lý khuếch tán qua màng biofilm vào tận
lớp xenlulô.
Sau một thời gian, sự phân lớp hoàn thành: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí, được
ôxy khuếch tán xâm nhập, lớp giữa là lớp tùy nghi, lớp trong là lớp yếm khí không
có ôxy. Bề dày của các lớp này phụ thuộc vào loại vật liệu đỡ (vật liệu lọc). Bề dày
lớp hoạt tính hiếu khí thường khoảng 300 - 400 m.
Bể lọc sinh học
Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có
trong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể
thường chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám.
Bể lọc sinh học thường được phân chia thành hai dạng: bể lọc sinh học nhỏ giọt
và bể lọc sinh học cao tải. Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một bể
lọc sinh học nhưng có chiều cao khá lớn.
Bể lọc sinh học nhỏ giọt thường dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải, giá
trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 - 15 mg/l với lưu lượng nước thải
không quá 1000 m
3
/ngày.
Bể lọc sinh học cao tải có những đặc điểm: tải trọng nước tới
10 - 30 m
3
/m
2

.ngày tức là gấp 10 - 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt.
17
Đồ án tốt nghiệp
Tháp lọc sinh học: những tháp lọc sinh học có thể xử dụng ở các trạm xử lý với
lưu lượng dưới 5.000 m
3
/ngày, với điều kiện địa hình thuận lợi và nồng độ nước
thải sau khi làm sạch BOD là 20 - 25 mg/l.
Bể lọc sinh học là công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạo
nhờ vi sinh vật hiếu khí. Trong bể có bố trí các lớp vật liệu lọc, khi nước thải đi qua
bể thấm vào lớp vật liệu lọc thì các cặn bẩn sẽ bị giữ lại tạo thành màng gọi là màng
vi sinh. Vi sinh này hấp phụ các chất hữu cơ và nhờ có oxy mà quá trình oxy được
thực hiện. Những màng vi sinh đã chết sẽ cùng với nước thải ra khỏi bể và được giữ
lại ở bể lắng đợt hai. Một số bể Biophin thường gặp:
- Khả năng chịu tải: Bể Biophin nhỏ giọt, Biophin cao tải.
- Khả năng làm thoáng: Biophin làm thoáng tự nhiên, làm thoáng nhân tạo.
- Chế độ làm việc: Biophin làm việc liên tục, Biophin làm việc gián đoạn.
- Theo mức độ xử lý: Biophin xử lý hoàn toàn và Biophin xử lý không hoàn toàn.
- Theo công nghệ: Biophin một bậc hay hai bậc.

Hình 1.2. Sơ đồ xử lý nước thải theo quá trình sinh trưởng dính bám hiếu khí
Vi khuẩn trong màng vi sinh dính bám hoạt động có hiệu quả cao hơn vi khuẩn
trong môi trường thể tích (hạt cặn lơ lửng). Tuy nhiên, cấu trúc của màng sinh học
rất phức tạp, không đồng đều do đó không thể xác định chính xác những thông số lý
học và những hệ số của mô hình, mối quan hệ theo kinh nghiệm dựa trên thực
nghiệm quan sát được sử dụng cho thiết kế. Kích thước công trình to lớn và đòi hỏi
trình độ vận hành cao so với bể sinh học lơ lửng.
Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)
18
Nước thải

Bể Biophin
Không khí
Bể lắng Nước sau xử lý
Nước tuần hoàn
Cặn lắng
Đồ án tốt nghiệp
Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC – Rotating Biological Contactors) được áp
dụng đầu tiên ở CHLB Đức năm 1960 và hiện nay đã được sử dụng rộng rãi để xử
lý BOD và Nitrat hóa. RBC bao gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl
chloride đặt gần sát nhau. Đĩa nhúng chìm khoảng 40 % trong nước thải và quay ở
tốc độ chậm. Khi đĩa quay, màng sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ có
trong nước thải và sau đó tiếp xúc với ôxy. Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa ôxy
và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Đồng thời đĩa quay còn tạo nên lực
cắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ
lửng để đưa qua bể lắng đợt II.
Khác với quần thể vi sinh vật ở bùn hoạt tính, thành phần loài và và số lượng các
loài là tương đối ổn định. Vi sinh vật trong màng bám trên đĩa quay gồm các vi
khuẩn kị khí tùy tiện như: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, … các vi
sinh vật hiếu khí như: Bacillus (thường thì có ở lớp trên của màng). Khi lượng
không khí cung cấp không đủ thì vi sinh vật tạo thành màng mỏng gồm các chủng
vi sinh vật yếm khí như: Desulfovibrio và một số vi khuẩu sunfua, trong điều kiện
yếm khí vi sinh vật thường tạo mùi khó chịu. Nấm và vi sinh vật hiếu khí phát triển
ở màng trên, và cùng tham gia vào việc phân hủy các chất hữu cơ. Sự đóng góp
nấm chỉ quan trọng trong trường hợp pH nước thải thấp, hoặc các loại nước thải
công nghiệp đặc biệt, vì nấm không thể cạnh tranh với các loại vi khuẩn về thức ăn
trong điều kiện bình thường.
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, thiếu khí và yếm khí.
Bể sinh học làm việc theo từng mẻ kế tiếp được thực hiện theo 5 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Đưa nước thải vào bể. Nước thải đã qua song chắn rác và bể lắng
19
Đồ án tốt nghiệp
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 2 h.
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 4 quy trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể. Ở
những công ty có dòng chảy đều có thể bố trí lịch hoạt động để rút thời gian xuống
còn bằng 0.
Bể USBF:
Công nghệ lọc dòng ngược bùn sinh học USBF (Upflow Sludge Blanket Filter)
được thiết kế dựa trên mô hình động học xử lý BOD, nitrate hoá (nitrification) và
khử nitrate hóa (denitrification) của Lawrence và McCarty, Inc. lần đầu tiên được
giới thiệu ở Mỹ những năm 1900 sau đó được áp dụng ở châu Âu từ 1998 trở lại
đây. Tuy nhiên, đối với Việt Nam, hiện nay USBF lại là công nghệ mới, được
nghiên cứu và ứng dụng trong những năm gần đây.
Theo “Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị bằng công nghệ sinh học kết hợp lọc
dòng ngược USBF (The Upflow Sludge Blanket Filter)” của Trương Thanh Cảnh,
Trần Công Tấn, Nguyễn Quỳnh Nga, Nguyễn Khoa Việt Trường, trường đại học
Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TP.HCM, mô hình USBF rất thích hợp cho xử lý nước

thải đô thị. Hiệu quả xử lý COD, BOD
5
, nitơ và phospho tương ứng vào khoảng
85%, 90%, 94% và 75%. Bùn hoạt tính thích nghi rất nhanh với đặc tính của nước
thải và điều kiện vận hành của mô hình. Việc kết hợp 3 modul trong một quá trình
20
Đồ án tốt nghiệp
xử lý tạo ra ưu điểm lớn trong việc nâng cao hiệu quả xử lý. Với sự kết hợp này sẽ
đơn giản hoá hệ thống xử lý, tiết kiệm vật liệu và năng lượng chi phí cho quá trình
xây dựng và vận hành hệ thống.
Bể USBF gồm 3 module chính: ngăn thiếu khí (anoxic), ngăn hiếu khí (aerobic) và
ngăn lọc bùn sinh học dòng ngược (USBF). Mương chảy tràn thu nước đầu vào nhằm
hạn chế tác động của dòng vào đối với ngăn thiếu khí và tăng hiệu quả xáo trộn giữa
dòng nước thải đầu vào và bùn tuần hoàn. Mương chảy tràn và thu nước đầu ra, ống
thu bùn, bộ phận sục khí. Các thiết bị cần thiết bao gồm: 1 máy bơm định lượng bơm
nước thải đầu vào, 1 bơm bùn và 1 máy thổi khí.
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bể USBF
Công nghệ USBF để xử lý nước thải sinh hoạt và đô thị, là công nghệ cải tiến của
quá trình bùn hoạt tính trong đó kết hợp 3 quá trình Anoxic, Aeration và lọc sinh
học dòng ngược trong một đơn vị xử lý nước thải. Chính vì vậy bể USBF thể hiện
nhiều ưu điểm, với chi phí đầu tư, chi phí vận hành và bảo trì thấp nhưng đem lại
hiệu qua xử lý cao, hạn chế mùi, lượng bùn sinh ra ít. Sự kết hợp 3 module trong
cùng một bể có thể tiết kiệm được mặt bằng sử dụng.
Để chọn được phương pháp xử lí sinh học hợp lí cần phải biết hàm lượng chất
hữu cơ (BOD, COD) trong nước thải. Các phương pháp lên men kị khí thường phù
hợp khi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Đối với nước thải hàm lượng chất
hữu cơ thấp và tồn tại chủ yếu dưới dạng chất keo và hoà tan thì cho chúng tiếp xúc
21
Đồ án tốt nghiệp
với màng vi sinh vật là hợp lý.

CHƯƠNG 2: THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH SBR CẢI TIẾN XỬ LÝ NƯỚC
THẢI SINH HOẠT
2.1. Chuẩn bị mô hình thí nghiệm
2.1.1. Vật tư, dụng cụ, máy móc
- Máy thổi khí: Model ACC-008, AC 220 V, 50 Hz, 120 W, 120 L/min
- Máy khuấy (có gắn DIMMER SWITCH để giảm tốc) : AC 100 V, 80 W, 0,8 A,
50/60 Hz, 2 poles, 6000 rpm
22
Đồ án tốt nghiệp
- Bể kính: L
×
B
×
H = 340
×
200
×
190 mm
- Ổn áp Hansin
- Máy ozon khử trùng Lino AC 220 V, 50 Hz, 25 l/min
- Bồn lọc áp lực dung tích 20 l
- Can nhựa 30 lít
- Bơm định lượng: Model X380-XB-BAAA-165, AC 230 V, 50 Hz, 1 phase
- Cốc 1 lít
- Ống đong 1 lít
- Dây dẫn các loại
Hình 2.1. Vật tư cho mô hình
Hình 2.2. Dụng cụ cho mô hình
Hình 2.3. Máy móc cho mô hình
23

Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.4. Máy móc phụ trợ cho mô hình
2.1.2. Thiết bị đo
- Máy đo pH cầm tay
- Máy đo DO cầm tay
- Máy đo TDS cầm tay
Hình 2.5. Thiết bị đo
2.1.3. Nước thải đầu vào
Nước thải được lấy từ nguồn nước thải sinh hoạt Công ty Sarah, Khu sản xuất
Bình Chuẩn, Thuận An, Bình Dương
Bảng 2.1. Thông số nước thải đầu vào
STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị đầu vào
1 pH
-
7,7
2 BOD
5
(20
o
C) mg/l 97,54
3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 98
4 Amoni (tính theo N) mg/l 21,35
5 Nitrat (
NO
3
−
) (tính theo N) mg/l 10,02
24
Đồ án tốt nghiệp
6 Phosphate (

PO
4
3
−
) (tính theo P) mg/l 3,25
7 Tổng Coliforms MPN/100ml 6000
2.2. Mô hình SBR cải tiến
2.2.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình
Công nghệ SBR cải tiến tương tự công nghệ SBR, đây là công nghệ xử lý nước
thải sử dụng bùn hoạt tính áp dụng xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp có công
suất trung bình và nhỏ, so với công nghệ Aerotank, công nghệ bể lọc sinh sọc
Biophin thì công nghệ SBR được áp dụng rộng rãi do có những ưu điểm vượt trội.
Công nghệ này tiết kiệm chi phí đầu tư, năng lượng, cũng như chi phí vận hành
quản lý, tuy nhiên việc tính toán cũng như vận hành phức tạp hơn. Nếu như áp dụng
hệ thống điều khiển tự động hoá toàn bộ quá trình xử lý thì mọi việc kiểm soát và
giải quyết một cách dễ dàng.
Các quá trình sinh học diễn ra trong bể SBR:
Quá trình phân hủy hiếu khí cơ chất đầu vào và nitrat hóa: Quá trình được thực
hiện bởi nhóm vi khuẩn tự dưỡng và dị dưỡng, khi điều kiện cấp khí và chất nền
được đảm bảo trong bể sẽ diễn ra các quá trình sau:
Oxy hóa các chất hữu cơ:
C
x
H
y
O
z
+ (x + y/4 - z/2) O
2
→ x CO

2
+ y/2 H
2
O
Tổng hợp sinh khối tế bào:
n(C
x
H
y
O
z
) + n NH
3

+ n(x + y/4 - z/2-5) O
2
→ (C
5
H
7
NO
2
)n + n(x - 5) CO
2
+ n(y -
4)/2 H
2
O
Tự oxy hóa vật liệu tế bào (phân hủy nội bào):
(C

5
H
7
NO
2
)n + 5n O
2
→ 5n CO
2
+ 2n H
2
O + n NH
3
Quá trình nitrit hóa:
2NH
3
+ 3O
2
→ 2
NO
2
−
+ 2H
+
+ 2H
2
O (vi khuẩn nitrosomonas)
( 2
NH
4

+

+ 3O
2
→ 2
NO
2
−
+ 4H
+
+ 2H
2
O)
2
NO
2
−
+ O
2
→ 2
NO
3
−
(vi khuẩn nitrobacter)
Tổng phản ứng oxy hóa amoni:
25