xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ và phốtpho

Mc lc
Li nói u
Chng 1: Chin lc kim soát ô nhim hp ch!t nit,
photpho trong môi trng n$c……………………………… 1
Chng 2: Ngu'n g(c và chu trình trong t, nhiên………… 17
2.1. Ngun gc………………………………………………… 17
2.1.1. Ngun nc thi sinh hot……………………………… 18
2.1.2. Ngun nc thi công nghip…………………………… 21
2.1.3. Ngun thi t nông nghip, chn nuôi…………………….23
2.1.4. Nc rác………………………………………………… 26
2.2. Chu trình trong t% nhiên…………………………………… 32

Chng 3: Khái quát v2 phng pháp x4 lý hp ch!t nit,
photpho………………………………………………………… 41
3.1. X( lý h+p ch,t nit-………………………………………… 41
3.2. X( lý h+p ch,t photpho…………………………………… 43
3.3. X( lý .ng th/i h+p ch,t nit- và photpho………………… 45

Chng 4: X4 lý hp ch!t nit và photpho b9ng phng pháp
hóa h;c………………………………………………………… 47
4.1. X( lý h+p ch,t nit-………………………………………… 47
4.1.1. Ph-ng pháp trao .5i ion………………………………… 47
4.1.2. Ph-ng pháp oxy hóa kh(……………………………… 55
4.2. X( lý h+p ch,t photpho…………………………………… 61
4.2.1. K;t t<a photphat………………………………………… 62
4.2.1.1. K;t t<a vi canxi……………………………………… 64
4.2.1.2. K;t t<a vi mui s>t (II)……………………………… 65
4.2.1.3. K;t t<a vi mui nhôm và mui s>t (III)……………… 66
4.2.1.4. K;t t<a .ng th/i amoni và photphat……………………72
Lê Văn Cát
ii

4.2.2. Ph-ng pháp trao .5i ion………………………………….73
4.2.3. Tách loi photpho trong h x( lý nc thi……………….75

Chng 5: Ho>t ?ng c@a vi sinh và quá trình sinh hóa… 77
5.1. Phân loi vi sinh vDt…………………………………………77
5.2. Quá trình sinh hóa………………………………………… 79
5.2.1. Trao .5i ch,t……………………………………………….80
5.2.2. Quá trình dI hóa và nng l+ng………………………… 83
5.2.3. Quá trình .ng hóa và t o thành sinh khi……………… 91

Chng 6: B?ng h;c quá trình x4 lý n$c thCi b9ng phng
pháp vi sinh…………………………………………………… 95
6.1. Các quá trình .Kng hLc c- sM……………………………… 95
6.1.1. S% phát triOn c<a vi sinh vDt……………………………….96
6.1.2. Quan h giPa vi sinh vDt và c- ch,t trong h…………… 99
6.1.3. Quá trình phân h<y nKi sinh…………………………… 100
6.1.4. Qnh hMng c<a nhit .K………………………………….102
6.2. Xác .Inh thông s .Kng hLc t th%c nghim………………103
6.3. MKt vài so sánh vS tc .K x( lý vi sinh…………………….106

Chng 7: KD thuEt phCn Fng……………………………….111
7.1. MKt s kT thuDt phn Ung c- bn………………………… 111
7.1.1. KT thuDt phn Ung gián .on…………………………….112
7.1.2. KT thuDt phn Ung liên tWc khu,y trKn .Su………………113
7.1.3. KT thuDt phn Ung trong dòng lý tMng………………….115
7.1.4. Phn Ung trong h ni ti;p có khu,y trKn……………… 117
7.2. Tính toán thi;t k; h thng x( lý nc thi……………… 118
7.2.1. H x( lý bùn hot tính………………………………… 121
7.2.1.1. H khu,y trKn .Su không hi lu bùn………………….124
7.2.1.2. H khu,y trKn .Su có hi lu bùn………………………127

7.2.1.3. H dòng lý tMng có hi lu bùn……………………….135
7.2.1.4. H x( lý m\ k; ti;p giai .on………………………….138
7.2.1.5. Tính toán h x( lý bùn hot tính theo kinh nghim……143
MWc lWc
iii
7.2.2. H lLc sinh hLc……………………………………………155
7.2.2.1. Các quá trình c- bn……………………………………155
7.2.2.2. ChuyOn khi qua màng th<y l%c……………………….159
7.2.2.3. Quá trình trong màng sinh hLc……………………… 162
7.2.2.4. Quá trình .Kng hLc trong cKt lLc sinh hLc…………… 170
7.2.2.5. KT thuDt lLc nh^ giLt……………………………………174
7.2.2.6. KT thuDt lLc ngDp nc…………………………………187
7.2.2.7. _`a quay sinh hLc…………………………………… 189
7.2.2.8. KT thuDt t5 h+p quá trình x( lý hi;u khí……………….196
7.3. X( lý y;m khí…………………………………………… 198
7.3.1. Quá trình sinh hóa……………………………………… 198
7.3.2. Qnh hMng c<a y;u t môi tr/ng……………………….202
7.3.3. Tính .ac thù c<a quá trình .Kng hLc x( lý y;m khí…… 204
7.3.4. Thi;t k; h x( lý y;m khí……………………………… 204
7.3.4.1. LIch s( phát triOn và triOn vLng……………………… 208
7.3.4.2. X( lý bùn……………………………………………….210
7.3.4.3. H y;m khí…………………………………………… 210
7.3.4.4. BO lLc y;m khí………………………………………….211
7.3.4.5. KT thuDt chy ng+c qua lp bùn y;m khí…………….213

Chng 8: Nguyên tIc x4 lý hp ch!t nit, photpho b9ng
phng pháp vi sinh………………………………………… 219
8.1. Quá trình oxy hóa amoni………………………………… 221
8.2. Quá trình kh( nitrat 229
8.3. MKt s nguyên t>c thi;t k; h x( lý h+p ch,t nit 234

8.4. Nguyên t>c x( lý h+p ch,t photpho 243

Chng 9: Thit k hL x4 lý hp ch!t nit, photpho 253
9.1. Thi;t k; h oxy hóa h+p ch,t nit 254
9.1.1. KT thuDt phn Ung mKt giai .on 256
9.1.2. KT thuDt oxy hóa hai giai .on 264
9.2. Thi;t k; h thng kh( nitrat 269
9.2.1. Thi;t k; h x( lý d ng huySn phù 269
9.2.2. Thi;t k; h kh( nitrat bdng kT thuDt lLc sinh hLc 277
9.3. Thi;t k; h x( lý k;t h+p oxy hóa - kh( 279
9.3.1. H x( lý kh( nitrat .at trc 281
9.3.2. H x( lý nitrat .at sau 292
Lê Văn Cát
iv
9.3.3. H t5 h+p Bardenpho 297
9.4. Thi;t k; h x( lý photpho 303
9.4.1. _ac thù c<a quá trình x( lý photpho 305
9.4.2. Qnh hMng c<a các y;u t lên hiu qu x( lý 310
9.4.3. Qnh hMng c<a quá trình l>ng s- c,p và x( lý bùn 314
9.4.4. Quá trình lên men s- bK………………………………….315
9.4.5. L%a chLn các thông s thi;t k; h x( lý photpho……… 317
9.4.6. C,u hình h x( lý photpho và h+p ch,t nit-…………… 323
Chng 10: Mô hình hóa quá trình x4 lý n$c thCi 329
10.1. MWc .ích và lIch s( phát triOn…………………………….329
10.2. Mô hình bùn hot tính ASM1…………………………… 331
10.2.1. Ph-ng pháp trình bày mô hình…………………………331
10.2.2. Mô hình oxy hóa, nitrat hóa và kh( nitrat…………… 335
10.2.2.1. _ac thù c<a quá trình, cách ti;p cDn………………… 335
10.2.2.2. Khái nim t5ng quát………………………………… 337
10.2.2.3. Các phgn t( trong mô hình toán…………………… 340

10.2.2.4. Các quá trình trong mô hình………………………… 346
10.2.2.5._ánh giá và xác .I nh thông s .ac trng c<a nc thi.350
10.3. Giá trI .a c trng c<a các thông s và tác .Kng c<a môi tr/ ng.357
10.4. Gi thi;t, hn ch; c<a mô hình……………………………….363
10.5. ing dWng……………………………………………………365
10.6. Các mô hình khác………………………………………… 369

Chng 11: HL công nghL tN hp vi sinh - l;c màng ……… 375
11.1. Phân loi màng lLc ……………………………………… 376
11.2. C,u hình c<a màng lLc ………………………………… 379
11.3. Áp su,t thkm th,u ……………………………………… 383
11.4. Quá trình chuyOn khi qua màng ……………………… 388
11.5. ing dWng quá trình lLc màng trong x( lý nc thi …… 391
Chng 12: HL x4 lý t, nhiên ……………………………… 395
12.1. H x( lý t% nhiên và .ac trng ………………………… 396
12.2. Ph-ng pháp lLc ………………………………………….397
12.3. X( lý h+p ch,t dinh dlng trong h ngDp nc ………….403
12.4. MKt s h x( lý thông dWng …………………………… 411
12.4.1. To và h sinh hLc …………………………………… 412
MWc lWc
v
12.4.2. H x( lý nuôi bèo tây ………………………………… 418
12.4.3. H x( lý nuôi bèo t,m ………………………………….422
12.4.4. H x( lý trng thm lau sDy ………………………… 427
12.4.4.1. Thm lau sDy lLc ngang …………………………… 431
12.4.4.2. Thm lau sDy lLc xuôi ……………………………… 434

Chng 13. X4 lý n$c rác………………………………… 437
13.1. _ac .iOm c<a các bãi chôn l,p rác……………………… 437
13.2. _ac trng ô nhiom c<a nc rác………………………… 442

13.3. Nghiên cUu qui trình công ngh x( lý nc rác………… 453
13.3.1. Keo tW……………………………………………………454
13.3.2. Quá trình oxy hóa hóa hLc………………………………460
13.3.3. X( lý vi sinh y;m khí……………………………………469
13.3.3.1. Hiu qu x( lý ch,t hPu c-……………………………472
13.3.3.2. Qnh hMng c<a sunfat…………………………………476
13.3.3.3. Qnh hMng c<a clorua…………………………………483
13.3.4. X( lý hi;u khí……………………………………………490
13.3.4.1. Qnh hMng c<a nng .K amoni ban .gu…………… 494
13.3.4.2. Qnh hMng c<a ch,t hPu c- - oxy hóa cnh tranh…….497
13.3.4.3. Kh nng oxy hóa ch,t hPu c-……………………… 501
13.3.4.4. S% hình thành nitrit và nitrat………………………… 503
13.3.5. X( lý thi;u khí ………………………………………….514
13.4. X( lý h+p ch,t nit- bdng kT thuDt m\ k; ti;p giai .on ….523
13.4.1. X( lý h+p ch,t nit- không b5 xung ch,t hPu c-……… 523
13.4.2. X( lý h+p ch,t nit- có b5 xung ch,t hPu c-……………533
13.5. Thí nghim ti hin tr/ng……………………………… 540
13.5.1. H thng thi;t bI pilot và k; hoch th%c hin………… 541
13.5.2. Qnh hMng c<a nng .K oxy hòa tan lên quá trình oxy hóa
amoni………………………………………………………… 543
13.5.3. Qnh hMng c<a nng .K amoni t nc ngun……… 547
13.5.4. Qnh hMng c<a mDt .K vi sinh………………………… 550
13.5.5. Kh( nitrat trên c- sM phân h<y nKi sinh…………………552
13.5.6. Kh( nitrat có s( dWng ch,t hPu c- t ngun thi……….555
13.5.7. Kh( h+p ch,t nit- theo chu kq th/i gian……………… 557
Lê Văn Cát
vi
13.5.8. Kh( h+p ch,t nit- có b5 xung thêm ch,t hPu c-……… 563
13.6. KiOm soát và x( lý nc rác ti các nc phát triOn………567
13.6.1. NhPng v,n .S chung…………………………………….567

13.6.2. Công ngh x( lý nc rác……………………………….570
13.6.3. Công ngh x( lý nc rác M các nc tiên ti;n……… 572

Chng 14: X4 lý n$c thCi ch bin th@y sCn………………577
14.1. _ac trng ô nhiom…………………………………………577
14.2. Nghiên cUu công ngh x( lý…………………………… 579
14.2.1. Tách loi ch,t r>n……………………………………… 579
14.2.2. X( lý y;m khí………………………………………… 582
14.2.3. X( lý hi;u khí………………………………………… 586
14.2.4. X( lý thi;u khí – quá trình kh( nitrat………………… 594
14.3. Hiu qu x( lý dinh dlng c<a th<y th%c vDt…………….602
14.3.1. _i t+ng và ph-ng pháp nghiên cUu……………… 603
14.3.2. _ánh giá hiu qu x( lý dinh dlng c<a th<y th%c vDt…605
14.4. MKt vài nhDn xét t k;t qu nghiên cUu………………… 607

Tài liLu tham khCo…………………………………………… 611
BCng ký hiL u và vit tIt……………………………………… 651
Tra CFu theo n?i dung…………………………………………653
Li nói u
Tp cht trong các ngun nc thi gây tác ng n môi trng
nói chung và c bi!t n môi trng nc nói riêng, vì v%y chúng
c'n (c ki*m soát khi thi ra môi trng.
X/ lý nc thi là s/ d3ng các gii pháp công ngh! hoc t%n d3ng
các i4u ki!n t5 nhiên * chuy*n hóa các cht gây c thành các
cht không hoc ít c h7n hoc tách chúng ra kh8i môi trng
nc * chúng không có kh n9ng phát huy tính c.
Công ngh! x/ lý nc thi phát tri*n cho n nay có th* chia ra
thành giai on (b%c ba) tùy thuc vào ?i t(ng c'n (c ki*m
soát:
- X/ lý s7 cp nhBm ki*m soát các tp cht có tính cm

quan.
- X/ lý thD cp (c s/ d3ng * tách loi các h(p cht hEu
c7 tan trong nc.
- X/ lý b%c ba hay còn gGi là x/ lý tiên tin vi m3c tiêu
ki*m soát h(p cht nit7, photpho (tác nhân gây hi!n t(ng
phú dHng cho ngun nc) và các h(p cht hEu c7 l(ng
vt có c tính cao.
Công ngh! x/ lý nc thi b%c cao ã chDa 5ng các 7n vJ công
ngh! b%c thp h7n nó.
Mt h! th?ng x/ lý nc thi bao gm mt tL h(p các 7n vJ công
ngh!, trong ó mMi 7n vJ công ngh! có chDc n9ng riêng bi!t và
cNng có th* m nhi!m ng thi nhi4u chDc n9ng.
X/ lý s7 cp thng là các 7n vJ công ngh! s/ d3ng các ph7ng
pháp c7 hGc, v%t lý hay hóa lý.
X/ lý bBng ph7ng pháp vi sinh là 7n vJ công ngh! chO o trong
x/ lý thD cp.
So vi x/ lý thD cp, x/ lý b%c ba có lJch s/ ngQn h7n nhi4u
(khong hai m7i so vi mt tr9m n9m).
Vì v%y nên nó vSn ang (c tip t3c phát tri*n, hoàn thi!n c v4
ph7ng di!n nghiên cDu c7 bn và tri*n khai Dng d3ng th5c tiTn
nhBm áp Dng nhu c'u xây d5ng các h! th?ng x/ lý b%c ba và ci
to nâng cp các h! x/ lý ang hot ng mi t tiêu chuUn cp
hai.
X/ lý nc thi V Vi!t Nam ang V giai on 'u ?i vi các c7 sV
sn xut, h'u nh cha tip c%n vi nc thi sinh hot- ngun thi
có lu l(ng ln nht. Nhi4u khó kh9n trong xây d5ng và v%n
hành h! th?ng x/ lý nc thi ã, ang xut hi!n và sX không gim
i khi tip c%n (không tránh kh8i) công ngh! x/ lý b%c ba.
Tài li!u" X/ lý nc thi giàu h( p cht nit7 và photpho" (c biên
son vi m3c tiêu trình bày c7 sV khoa hGc, gii pháp công ngh!

x/ lý cht nit7, phot pho trong nc thi, là ?i t(ng chO yu c'n
ki*m soát trong x/ lý b%c ba.
Ngoài ni dung chO yu trên trong tài li!u còn trình bày mt s? vn
4 khác có liên quan: chin l(c ki*m soát h(p cht nit7 và
photpho cOa các nc công nghi!p phát tri*n, ngun g?c phát thi,
mô hình hóa, quá trình x/ lý cOa các h! t5 nhiên, h! công ngh! x/
lý tL h(p màng lGc- vi sinh và cu?i cùng là mt s? kt qu nghiên
cDu v4 x/ lý nc rác và nc thi trong quá trình ch bin thOy
sn.
Do còn thiu v4 hi*u bit và kinh nghi!m nên ni dung trình bày
trong tài li!u chQc chQn còn nhi4u sai sót. Vì v%y tác gi rt mong
nh%n (c góp ý cOa Gc gi * nu có c7 hi mà tài li!u (c tái
bn thì nhEng khim khuyt sX (c bL xung, sai sot sX (c
ch[nh s/a.

Tác gi
Lê V9n Cát

Chng 1
CHIN LC KIM SOÁT Ô NHIM HP CHT
NIT, PHOTPHO TRONG MÔI TRNG

X lý nc thi trc ht nhm mc ích ci thin iu kin v
sinh môi trng sng ca con ngi và xa h$n nhm duy trì cân
bng sinh thái, t,o iu kin phát tri.n bn v/ng lâu dài cho loài
ngi.
Do tính linh ho,t và lan truyn th2p, các ch2t gây ô nhi3m 4
d,ng r5n khó phát huy 7c tính ô nhi3m trên din r7ng. Ng:c l,i
các ch2t gây ô nhi3m môi trng khí (t< khí thi) thng gây ô
nhi3m trên din r2t r7ng, có tính ch2t toàn c>u. Din gây ô nhi3m

t< các yu t nc thi nm gi/a hai c?c trên: nh h4ng ti chính
n$i phát thi và vùng lân cBn xung quanh.
Nc thi - nc sau khi s dng ã bF nhi3m bGn t< sinh ho,t,
ho,t 7ng công nghip, nông nghip :c thi ra khHi khu v?c
ang s dng v m7t nguIn nhBn nh ao, hI, sông, bi.n. Trong khi
dFch chuy.n, m7t l:ng nc thi nh2t Fnh sK th2m vào 2t t,o ra
nc ng>m cLng em theo ch2t gây ô nhi3m.
Tác nhân gây ô nhi3m môi trng trong nc là các ch2t có kh
nNng chuy.n hóa thành các ch2t khác và các ch2t bn tác 7ng x2u
n cân bng sinh thái trong môi trng nc nhBn.
V nguyên t5c, các ch2t bn trong môi trng :c coi là ít 7c
h,i nu nó không gây h,i tr?c tip lên 7ng vât, th?c vBt sng
trong nc hoPc lên con ngi hoPc m7t cách gián tip ti con
ngi thông qua chuQi thRc Nn. Có nhiu hT ch2t h/u c$ bn trong
môi trng nhng có tác dng x2u nh gây các lo,i bnh nan y,
7t bin gen ngay vi nIng 7 r2t th2p. Uó là m7t s hT ch2t bo
v th?c vBt, hormon, kháng sinh, d:c phGm, cùng m7t s h:p
ch2t Pc thù khác khi thâm nhBp vào c$ th. ngi và 7ng vBt tr?c
tip hoPc qua thRc Nn.
R2t nhiu h:p ch2t gây ô nhi3m trong nc thi có kh nNng
chuy.n hóa cao trong môi trng nc t? nhiên thông qua các
Lê Văn Cát
2
phn Rng hóa hTc, sinh hóa, quang hóa và tác 7ng n cân bng
sinh thái ca môi trng.
Các ch2t gây c vô c$ có kh nNng chuy.n hóa không ln, khi
tIn t,i trong nguIn nc nhBn sK gây c, gây hin t:ng cn ánh
sáng vào nc, h,n ch s? phát tri.n ca thy th?c vBt sng trong
ó. HBu qu kéo theo là làm gim nguIn thRc Nn ca th y 7ng
vBt, làm gim nIng 7 oxy hoà tan trong nc do quá trình quang

h:p ca th?c vBt bF h,n ch, gây khó khNn cho ho,t 7ng ca 7ng
vBt thy sinh.
H:p ch2t h/u c$ giàu thành ph>n carbon có kh nNng sinh hy
(BOD) khi tIn t,i trong nc vi nIng 7 ln là nguIn c$ ch2t cho
các lo,i vi sinh vBt phát tri.n. Vi các lo,i vi sinh vBt hiu khí,
trong quá trình phát tri.n và ho,t 7ng chúng tiêu th m7t l:ng
oxy tan khá ln, vi mBt 7 cao sK gây c nc và khi cht chúng
l5ng xung l p bùn áy. Trong iu kin thiu oxy các lo,i vi sinh
vBt ym khí phát tri.n, t,o ra nhiu d,ng h:p ch2t có mùi hôi (các
ch2t có tính kh cao nh H
2
S, metan, axit h/u c$ d3 bay h$i) >u
7c môi trng nc và không khí vùng xung quanh.
Nit$ và photpho là hai nguyên t c$ bn ca s? sng, có mPt 4
t2t c các ho,t 7ng liên quan n s? sng và trong r2t nhiu ngành
ngh sn xu2t công nghip, nông nghip. H:p ch2t hóa hTc chRa
nit$, photpho :c gTi là thành ph>n dinh d^ng trong ph,m trù
nc thi và là i t:ng gây ô nhi3m khá tr>m trTng cho môi
trng. Khi thi 1 kg nit$ di d,ng h:p ch2t hóa hTc vào môi
trng nc sK sinh ra :c 20 kg COD, cLng t$ng t? nh vB y 1
kg photpho sK sinh ra :c 138 kg COD di d,ng to cht [1].
Trong nguIn nc nhBn giàu ch2t dinh d^ng (N, P) thng
xy ra các hin t:ng: to và thy th?c vBt khác phát tri.n r2t
nhanh t,o nên mBt 7 ln. Vào ban ngày hoPc khi nhiu n5ng, quá
trình quang h:p ca to di3n ra mãnh lit. Khi quang h:p to h2p
th khí CO
2
hoPc bicarbonat (HCO
3
-

) trong nc và nh ra khí
oxy. pH ca nc tNng nhanh, nh2t là khi nguIn nc nhBn có 7
kim th2p (tính m th2p do cân bng ca h H
2
CO
3
- HCO
3
-
-
CO
3
2-
), vào thi i.m cui bugi chiu, pH ca m7t s ao, hI giàu
dinh d^ng có th. ,t giá trF trên 10. NIng 7 oxy tan trong nc
thng 4 mRc siêu bão hoà, có th. ti 20 mg/l.
Song song vi quá trình quang h:p là quá trình hô h2p (phân
hy ch2t h/u c$ . t,o ra nNng l:ng, ng:c vi quá trình quang
Chương I. Chiến lược kiểm soát ô nhiêm hợp chất nitơ, photpho trong môi trường
3
h:p) xy ra. Trong khi hô h2p, to thi ra khí CO
2
, tác nhân làm
gim pH ca nc. Vào ban êm hoPc nh/ng ngày ít n5ng, quá
trình hô h2p di3n ra m,nh mK gây tình tr,ng thiu oxy và làm gim
pH trong nc. Trong các nguIn nc giàu dinh d^ng vào bugi
sáng sm, trc lúc bình minh, l:ng oxy trong nc h>u nh c,n
kit và pH có th. th2p h$n 5,5.
Hin t:ng nêu trên :c gTi là phú d^ng - l:ng dinh d^ng
cho th?c vBt (phân bón N, P) quá cao trong môi trng nc.

Trong môi trng phú d^ng, iu kin sng (pH, oxy tan) bin
7ng liên tc và m,nh là nh/ng tác nhân gây khó khNn, thBm chí là
môi trng không th. sng i vi thy 7ng vBt.
Thi gian hay chu kj sng ca to có gii h,n, sau khi phát
tri.n m,nh (bùng ng to hay còn gTi là nc n4 hoa) to cht l5ng
xung lp áy và tip tc bF phân hy trong iu kin ym khí.
Ging loài to r2t phong phú, trong ó có loài to 7c (tit ra 7c
t), trong iu kin phú d^ng tm l thành ph>n to thng thay
gi theo chiu hng b2t l:i, hình thành nhiu lo,i to 7c [2].
Tác dng x2u ca nc thi lên môi trng :c con ngi nhBn
bit t< lâu và luôn tìm cách h,n ch. Kn thuBt hay công ngh x lý
nc thi có th. :c Pc trng b4i trình 7 phát tri.n qua các giai
o,n: x lý s$ c2 p, thR c2p và bBc ba (ph$ng pháp tiên ti n).
X lý s$ c2p là áp dng các gii pháp kn thuBt . lo,i bH các tác
nhân gây ô nhi3m có th. cm nhBn :c nh ch2t gây c, gây mùi,
gây màu hoPc nh/ng vBt có kích thc ln có th. tách ra khHi nc
bng các bin pháp c$ hTc. Các kn thuBt áp dng trong x lý s$ c2p
thng là $n gin có giá thành vBn hành không cao: vt rác, ch5n
rác, l5ng cát (h ga), l5ng, lTc, keo t, sc khí . gim bt mùi.
X lý thR c2p là áp dng các gii pháp kn thuBt $n gin . lo,i
bH ch2t h/u c$ giàu hàm l:ng carbon 4 d,ng tan, ch yu là
ph$ng pháp x lý vi sinh trong iu kin ym khí và hiu khí.
Ph$ng pháp x lý hiu khí là s dng các tBp oàn vi sinh vBt
hiu khí - lo,i ho,t 7ng trong môi trng có oxy phân t . phân
hy các ch2t h/u c$ thành d,ng không 7c h,i nh CO
2
và H
2
O,
m7t ph>n ln (40 - 60%) ch2t h/u c$ :c vi sinh vBt s dng làm

c$ ch2t . phát tri.n thành sinh khi (t bào) d,ng r5n, có th. d3
dàng tách khHi nc bng các bin pháp thích h:p nh l5ng (thR
c2p), lTc, ly tâm.
Lê Văn Cát
4
U. vi sinh vBt phát tri.n, chúng c>n có thêm dinh d^ng (N, P),
nu nguIn này trong nc thi thiu so vi nhu c>u phát tri.n ca
chúng (ví d theo tr l BOD: N: P = 100: 5: 1), thì nguIn dinh
d^ng :c bg sung ch 7ng t< ngoài vào. Khi nguIn dinh
d^ng d th<a, chúng tIn t,i 4 d,ng tan hay không tan trong nc
sK óng vai trò phân bón cho thy th?c vBt.
X lý ym khí là hin t:ng ã :c bit n t< r2t lâu, tuy vB y
chr :c s dng r7ng rãi . x lý nc thi vào cui thBp km 70
và 80 ca th km 20 sau cu7c khng hong nNng l:ng vào nNm
1973. X lý ym khí có giá thành vBn hành rv, thích h:p cho các
lo,i nc thi có 7 ô nhi3m cao, phù h:p vi i u kin 2m nóng.
Do l:ng vi sinh hình thành (hiu su2t sinh khi) th2p nên chi phí
cho x lý bùn (vi sinh) không ln. Ngoài ra, có th. thu :c m7t
l:ng nhiên liu khá cao di d,ng khí metan hình thành trong
quá trình lên men ch2t h/u c$.
Tuy có nh/ng u vit trên nhng nc thi sau x lý ym khí còn
chRa r2t nhiu t,p ch2t có tính kh (hóa hTc) cao, không áp Rng :c
tiêu chuGn thi ra môi trng. Vì lý do ó nên nhiu nhà nghiên cRu
xem bc x lý ym khí là giai o,n x lý s$ c2p, nc thi sau ó c>n
:c tip tc x lý theo ph$ng pháp hiu khí.
R2t nhiu các ph$ng án kn thuBt :c s dng . x lý nc
thi: kn thuBt huyn phù, c Fnh vi sinh trên ch2t mang, kn thuBt
bùn ho,t tính, wa quay, lTc nhH giTt, t>ng c Fnh, t>ng giãn n4,
t>ng linh 7ng (lu th.) hoPc tg h:p (lai ghép) ca các kn thuBt
trên.

Vào >u thBp km 20, kn thuBt bùn ho,t tính :c phát tri.n và
áp dng khá r7ng rãi . x lý nc thi công nghip và nc thi
sinh ho,t, Pc bit i vi các khu v?c dân c có ông dân s vi
mc ích tách lo,i ch2t h/u c$ carbon 4 d,ng tan.
NhBn bit :c mRc 7 gây h,i ca thành ph>n dinh d^ng
trong nc thi, vào thBp km 90, m7t lo,t các nc công nghip 
ra chin l:c và qui Fnh ki.m soát các yu t trên. Do luBt Fnh v
các yu t trên khá ngPt nghèo và ngày càng tr4 nên kh5t khe h$n
nên các nghiên cRu c$ bn và phát tri.n công ngh tBp trung vào
các i t:ng: xây d?ng các h thng mi áp Rng tiêu chuGn thi,
ci t,o các h thng cL ang ho,t 7ng . nâng c2p và ,t tiêu
chuGn thi mi.
Chương I. Chiến lược kiểm soát ô nhiêm hợp chất nitơ, photpho trong môi trường
5
M7t h thng x lý ,t tiêu chuGn thi v ph$ng din dinh
d^ng :c coi là h x lý bBc ba hay tiên tin và $ng nhiên ã
,t trình 7 x lý s$ c2p và bBc hai. Công ngh x lý bBc ba phRc
t,p h$n nhiu so vi hai bBc trc và giá thành (xây d?ng, vBn
hành) cLng cao h$n nhiu (vài l>n). Do vBy vic ci t,o các h
thng cL cLng không d3 th?c hin. Ví d h thng x lý nc thi
sinh ho,t t,i thành ph Leipzig (CHLB URc) :c xây d?ng và
ho,t 7ng :c khong 80 nNm, nó :c quyt Fnh nâng c2p .
,t tiêu chuGn thi v ph$ng din t,p ch2t dinh d^ng. T< nNm
1996 - 2001 vic tin hành nâng c2p mi chr ,t :c 50% công
su2t x lý (công su2t x lý tgng là 300.000 m
3
/ngày). D? kin phi
m2t thêm 5 nNm tip mi hoàn chrnh :c d? án nâng c2p toàn b7
h thng. Sa ch/a . nâng c2p m7t h ang ho,t 7ng thng
khó khNn và tn kém h$n so vi xây d?ng hoàn chrnh ngay t< >u.

Bo v các nguIn nc v ph$ng din ô nhi3m ã tr4 thành
v2n  c2p bách ca t<ng quc gia.
Các nc l n hoPc các nhóm nc u có chin l:c bo v
nguIn nc (nc mPt, nc ng>m, nc ven b bi.n) t$ng Rng
vi nhu c>u òi hHi, lFch s phát tri.n, hoàn cnh kinh t, tính Fa
ph$ng và tim nNng khoa hTc, công ngh c th. [5].
Trc nNm 1980 c7ng Ing châu Âu ã ban hành m7t lo,t các
luBt liên quan n nc, :c gTi là “làn sóng thR nh2t”: hng
d•n v tiêu chuGn nc b mPt (1973), luBt v ch2t l:ng nc
sinh ho,t (1980). Các iu luBt v nc ca EU trc nNm 1990
chr tBp trung vào tiêu chuGn cho nc sinh ho,t, không chú ý ti
tiêu chuGn ca các ch2t dinh d^ng (N, P) tr< tiêu chuGn v nitrat.
CLng trong thi gian ó, do vic khai thác, s dng nc quá mRc,
mRc 7 ô nhi3m tr>m trTng c7ng vi t>m nhìn ng5n ca các d? án
qun lý nc nên ã xu2t hin các nguIn nc phú d^ng, h sinh
thái bF phá h y, s? bin m2t ca các vùng ngBp nc, nc ng>m 4
vùng ven bi.n bF nhi3m mPn. Các kt qu ánh giá h thng cho
th2y: t>ng nc ng>m bF phá hy, h sinh thái nc và ch2t l:ng
nc bF x2u i r2t nhanh trong giai o,n ca thBp km 80 và >u
thBp km 90 ca th km XX.
Ô nhi3m và suy thoái nguIn nc ã bu7c các nhà làm chính
sách phi cân nh5c và sa gi các n7i dung v luBt mà n7i dung
quan trTng nh2t là ki.m soát các chr tiêu ô nhi3m do các ch2t dinh
d^ng gây ra (làn sóng thR hai).
Lê Văn Cát
6
Trong nNm 1991 các iu luBt sau ã :c thông qua:
Uiu luBt nc thi ô thF (1991) tBp trung vào nc thi ca
các khu dân c (không bao gIm các làng nhH) cLng nh nc thi
công nghip chRa t,p ch2t sinh hy.

Qui Fnh v ki.m soát nitrat t< ho,t 7ng nông nghip.
Ngoài ra um ban châu Âu còn a ra d? tho v ngNn ng<a ô
nhi3m mang tính tgng h:p ca EU (1996), tiêu chuGn mi v ch2t
l:ng nc sinh ho,t (1998).
Uiu luBt nc thi ô thF  ra các mc tiêu tham vTng:
T2t c các khu dân c trên 2000 ngi u có h thng thu gom
và x lý nc thi.
Các h thng x lý nc thi phi ,t trình 7 bBc hai và x lý
dinh d^ng nu nc thi sau x lý bBc hai chRa nIng 7 nitrat
cao hoPc có d2u hiu gây ra hin t:ng phú d^ng.
Thi h,n cui . ,t các mc tiêu trên là vào 1998, 2000, 2005
t$ng h:p vi qui mô ca h x lý và nguIn nc nhBn.
T< n7i dung qui Fnh ca các iu luBt trên cho th2y t>m quan
trTng ca vic ki.m soát ch2t dinh d^ng trong nc thi và s? c2p
bách ca nó (chr có 7,5 nNm th?c hin cho các h x lý phc v
cho 10.000 ngi.
U. th?c hin iu luBt chung, các thành viên ca c7ng Ing EU
t? l?a chTn các vùng thi “nh,y cm” trong nc mình, vùng nh,y
cm chung sK :c h7i Ing EU quyt Fnh. Các nc thành viên
cLng :c quyn t? l?a chTn tiêu chuGn thi: mRc 7 gim thi.u
dinh d^ng (%) hoPc nIng 7 ch2t thi sau x lý trong quá trình
ki.m soát.
Theo ó, hiu qu x lý ca các h thng c>n ,t các tiêu chuGn
:c ghi trong bng 1. 1.
Bng 1. 1. Tiêu chun thi i vi cht dinh dng ca EU theo mc 
gim thi!u (%) hay n&ng  cht thi.
Cht ô nhi)m N&ng  thi Mc gim thi!u ít nht
P - t/ng
2 mg/l cho h3  10.000 ng5i
1 mg/l cho h3 > 10.000 ng5i

80%
N - t/ng
15 mg/l cho h3  10.000 ng5i
10 mg/l cho h3 > 10.000 ng5i
70 - 80%
Chương I. Chiến lược kiểm soát ô nhiêm hợp chất nitơ, photpho trong môi trường
7
Ngoài v2n  ki.m soát dinh d^ng trong nc thi, trong ho,t
7ng sn xu2t nông nghip, nh/ng gii pháp c^ng bRc sau cLng
:c áp dng:
H,n ch s dng phân chuIng và liu l:ng bón vào nh/ng thi
i.m và Fa i.m :c qui Fnh.
Lu tr/ phân chuIng 4 mRc ti thi.u.
Th?c hin các gii pháp ti u nhm áp Rng v<a  l:ng ,m
cho cây trIng (t< phân bón và t< 2t).
Chin l:c ki.m soát ô nhi3m dinh d^ng trong nc ca mQi
quc gia u d?a vào các qui Fnh chung ca quc t (ví d theo
vNn bn khuyn cáo 9/2/1988 t,i Helcom), ca các vùng lãnh thg
(ví d EU) và ti.u vùng (ví d vùng bi.n Baltic, vFnh Ph>n Lan,
lu v?c ca các sông ln, các bãi bi.n) cùng vi các Pc thù riêng
ca t<ng quc gia.
LuBt, bin pháp th?c thi luBt và ch$ng trình hành 7ng ca
t<ng quc gia trong EU :c Pt ra và th?c hin.
U. bo v nguIn nc, ngNn ng<a s? hình thành các nguIn
nc phú d^ng và phù h:p vi luBt ca c7ng Ing châu Âu,
chính ph Ph>n Lan qui Fnh: T2t c các h thng x lý nc thi
sinh ho,t phc v khu dân c trên 10.000 ngi c>n phi gim
thi.u 70% l:ng nit$ trong nc thi nu nguIn nc nhBn nó có
nguy c$ tr4 nên phú d^ng và nu nc có nhit 7 cao h$n 12
o

C
i vi các h thng x lý phc v trên 100.000 ngi.
Trong chin l:c bo v nguIn nc ca mình trong các giai
o,n 1995 - 2005, d?a trên các kt qu nghiên cRu toàn din v
nhiu khía c,nh khác nhau, chính ph cLng a ra m7t s khuyn
cáo khác:
T2t c các h thng x lý nc thi c>n phi lo,i bH :c h:p
ch2t nit$ khi các nguIn nhBn nc trong n7i Fa có nguy c$ bF
thiu oxy do ô nhi3m amoniac hoPc có tác 7ng x2u n ch2t
l:ng nc c2p hay i sng ca thy 7ng vBt.
T2t c các h thng x lý nc thi phc v trên 10.000 ngi
g ra vFnh Ph>n Lan, bi.n Archipelago, hoPc các sông vùng ven
bi.n Bothnia u c>n lo,i bH nit$ . Trong giai o,n 1988 - 2004
c>n phi gim 60 - 65% l:ng nit$ trong nc thi.
Vi các qui Fnh trên sK có khong 30 h thng x lý nc sinh
ho,t 4 Ph>n Lan c>n phi tin hành x lý nit$ . Mc tiêu hoPc nhu
Lê Văn Cát
8
c>u là gim 85 - 90% tgng l:ng amoniac trong nc thi hoPc
nIng 7 amoniac sau khi x lý, tính trung bình theo nNm là 4 mg/l
[3].
T,i Uan M,ch ch$ng trình hành 7ng gim thi.u ô nhi3m ch2t
dinh d^ng :c quc h7i thông qua vào nNm 1987 và có hiu l?c
thi hành i vi các h thng x lý t< 1. 1993 [4].
Ch$ng trình hành 7ng ca Uan M,ch qui Fnh chr tiêu thi
chung cho nc thi sinh ho,t v BOD, tgng nit$ và tgng
photpho. Các chr tiêu thi liên quan n qui mô ca h thng x lý
tính theo s ngi :c phc v, h thng xây mi và các h
thng ang tIn t,i (bng 1. 2).
Trong ch$ng trình hành 7ng có ti 289 h thng x lý nc

thi phi h, th2p nIng 7 photpho xung di 1,5 mg/l, 165 h x
lý phi gim nIng 7 nit$ xung di 8 mg/l. Thi gian dành cho
ch$ng trình hành 7ng không dài: 138 h x lý phi hoàn thành
ngay trong nNm 1993, 25 h :c phép hoàn thành chBm h$n m7t
nNm, 25 h khác :c phép hoàn thành chBm h$n hai nNm, chr duy
nh2t m7t h x lý (ln nh2t t,i Lynetten) :c phép kéo dài 4 nNm.
Bng 1. 2. Tiêu chun thi chung i vi nc thi
sinh ho;t ca <an M;ch.
Qui mô h3 x? lý
(s ng5i Ac phCc vC)
T - N
mg/l
T - P
mg/l
BOD
mg O
2
/l
< 5000 - - -
H3 mi, > 5000 8 1,5 15
H3 ã t&n t;i
5000 - 15.000
>15.000

-
8
1,5
1,5

-

15
U. th?c hin chin l:c gim thi.u ô nhi3m do ch2t dinh
d^ng, chính ph Na Uy ã chi 9 triu NOK cho ch$ng trình
nghiên cRu trên. Mc ích chính ca d? án nghiên cRu là tìm các
bin pháp x lý dinh d^ng thích h:p vi iu kin ca Na Uy là
có khí hBu l,nh và nc thi bF pha loãng, sao cho có th. gim 50 -
80% hàm l:ng dinh d^ng trong nc thi sinh ho,t vi chi phí
xây d?ng và vBn hành h:p lý [6].
Nhm th?c hin iu luBt nc thi ô thF ca EU, vùng
Flemish 4 Br :c lit vào vùng nh, y cm, nên các h thng x lý
Chương I. Chiến lược kiểm soát ô nhiêm hợp chất nitơ, photpho trong môi trường
9
nc thi cho h$n 10.000 ngi phi áp Rng tiêu chuGn thi v
ph$ng din dinh d^ng. Do :c >u t thHa áng, iu luBt trên
sK :c th?c thi trTn v†n vào nNm 2005 trong t2t c 118 h thng
x lý nc thi sinh ho,t [7]. U. ,t tiêu chuGn ch2t l:ng thi,
các h thng x lý phi gim thi.u ít nh2t 75% nIng 7 các ch2t
dinh d^ng.
T< nNm 1990 chính quyn Flemish th?c hin m7t ch$ng trình
khGn c2p nâng cao hiu qu x lý ca các h thng cL vi hiu su2t
x lý chr ,t khong 33%. Hãng Aquafin Ltd :c thành lBp và
:c chr Fnh nhim v: tu sa, xây d?ng và vB n hành nh/ng c$ s4
h, t>ng c>n thit . phc v x lý nc thi. Nhm phc v tt h
thng x lý nc thi ngày càng tNng, Aquafin Ltd th?c hin tiêu
chuGn hóa các công ngh áp dng thích h:p cho các qui mô khác
nhau trên c$ s4 nghiên cRu so sánh v các chr tiêu kinh t và môi
trng. Tiêu chuGn hóa chˆng nh/ng :c xác lBp cho tgng th.
quá trình x lý nc thi, bùn thi mà còn cho t<ng $n vF công
ngh ca h thng. Tiêu chuGn hóa còn áp dng cho c các s$ I
công ngh chuGn, ph$ng pháp tính toán và ki.m soát h thng

ho,t 7ng. T2t c các tiêu chuGn trên :c xu2t bn thành tài liu
. thúc Gy nhanh công vic thit k, xây d?ng và vBn hành h
thng x lý nc thi. Tùy theo qui mô ca h thng x lý, tiêu
chuGn kn thuBt :c 2n Fnh t$ng Rng (b ng 1. 3, 1. 4).
Bng 1. 3. Tiêu chun hóa h3 thng công ngh3 x? lý qui mô ln.
Qui mô phCc vC
(ng5i)
BOD/COD/SS/N/P BOD/N Công ngh3
2000 -5000 25/125/60/ - m t mOng oxy hóa có lPng trung
tâm, có th! thao tác theo mT, x? lý
P bVng bi3n pháp hóa hWc.
5000 - 10.000 25/125/60/-/ - m t mOng oxy hóa vi vùng thiYu
khí, sCc khí b[ m\t, x? lý P bVng
bi3n pháp hóa hWc.
10.000 - 30.000

25/125/35/15/2 < 4

> 4
m t mOng oxy hóa, sCc khí b[ m\t
gián o;n, x? lý P bVng bi3n pháp
hóa hWc.
m t mOng oxy hóa vi vùng thiYu
khí, sCc khí b[ m\t, x? lý P bVng
bi3n pháp hóa hWc.
30.000 -100.000 25/125/35/15/2 - hai mOng oxy hóa có sCc khí thay
phiên, sCc khí phân tán m^n, x? lý P
bVng bi3n pháp hóa hWc.
>100.000 25/125/31/10/1 - PhC thu c vào i[u ki3n ^a
phOng.

Lê Văn Cát
10
Trong các ch$ng trình hành 7ng gim thi.u t,p ch2t dinh
d^ng, luôn xác Fnh các chr d•n c th. nh trên [3, 4, 5, 8].
Uã có r2t nhiu c g5ng :c th?c hin nhm ci t,o các h
thng ang ho,t 7ng nhm áp Rng chr tiêu thi ch2t dinh d^ng.
T< nNm 1995 n 2007 chính ph Br chi tiêu cho ch$ng trình trên
5,2 tr Euro.
D? án c2u trúc l,i và phc hIi nguIn nc mPt thu7c lu v?c
sông Ruhr (CHLB URc) bng các gii pháp ngNn ng<a ô nhi3m b4i
các ch2t dinh d^ng do nc thi sinh ho,t tiêu tn 2 tr Mark. Lu
v?c trên có din tích 4488 km
2
vi dân s khong 2,2 triu ngi.
Vùng nc có hin t:ng phú d^ng do nguIn nc thi chRa
nhiu ch2t dinh d^ng, hiu qu x lý ca các h thng chr ,t
khong 25% i vi h:p ch2t nit$ và 10% i vi photpho. Sau
nhiu nNm th?c hin, cho n nNm 1999 nIng 7 amoniac gim
xung còn 2,3 mg/l (nNm 1972 là 20 mg/l), ca photpho là 0,15
mg/l (vào nh/ng nNm 70 là 0,8 mg/l) [9].
Bng 1. 4. Tiêu chun hóa công ngh3 h3 x? lý qui mô nh`.
Qui mô (ng5i) BOD/COD/SS
50/250/60
(mg/l)
BOD/COD/SS
25/125/60
(mg/l)

BOD/COD/SS/N/P
25/125/35/15/2

(mg/l)

20 - 500 LPng sO cp,
x? lý vi
thm cây sby
hai giai o;n
- -
500 - 1000 - <ca lWc sinh
hWc, lWc qua
thm sby
MOng oxy hóa,
x? lý P bVng
bi3n pháp hóa
hWc.
1000 - 2000 MOng oxy
hóa

Vùng vFnh Chesapeake 4 b5c Mn nm gi/a các bang Maryland,
Pennsylvania, Virginia và quBn Columbia là vùng bi.n giàu tim
nNng th?c vBt, 7ng vBt: 3600 loài 7ng, th?c vBt, cá vi nhiu lo,i
quý him, din tích mPt nc là 165.760 km
2
. Uây là vùng kinh t
và phát tri.n bn v/ng vi 15 triu dân t< trên 300 nNm nay [10].
Vào thBp km 60, 70 ca th km 20, ch2t l:ng môi trng nc
4 ây x2u i rõ rt: nc thiu oxy, c, th?c vBt, 7ng vBt suy
Chương I. Chiến lược kiểm soát ô nhiêm hợp chất nitơ, photpho trong môi trường
11
gim, hiu qu  ánh b5t thy sn gim sút m,nh. Trc th?c tr,ng
ó, quc h7i Mn chr ,o cho cc môi trng Mn phi h: p vi các

bang liên quan tin hành ánh giá hin tr,ng môi trng vùng vFnh
vi kinh phí 27 triu USD. Uánh giá kt thúc vào nNm 1982 và 
ra các gii pháp phc hIi vào 1983. Kt qu ánh giá cho th2y s?
suy gim a d,ng sinh hTc trong vFnh và ngh cá có nhiu nguyên
nhân: m2t kh nNng sinh sn trong vùng nc chy ng:c, ánh
b5t quá mRc, bnh tBt, nIng 7 các ch2t dinh d^ng cao.
Kt qu nghiên cRu trong by nNm cho th2y nguyên nhân quan
trTng nh2t d•n ti ch2t l:ng nc x2u là do hàm l:ng h:p ch2t
nit$, photpho cao, thúc Gy s? phát tri.n I ,t ca to. Khi phát
tri.n m,nh, to che ch5n ánh sáng không cho th?c vBt sng 4 lp
di phát tri.n, làm m2t nguIn thRc Nn cho thy 7ng vBt. Khi
cht to l5ng xung áy, bF vi sinh vBt và n2m phân hy làm c,n
kit nguIn oxy hoà tan cung c2p cho các loài 7ng vBt khác. Trong
khi phân hy to, các ch2t dinh d^ng và h/u c$ l,i :c chit ra
môi trng nc t< tr>m tích, các yu t trên l,i thúc Gy vi sinh
vBt phát tri.n. Vi sinh vBt phát tri.n sK bám vào thân, lá th?c vBt
làm gim kh nNng quang h:p ca th?c vBt. Uó là quá trình gây ra
gim ch2t l:ng nc ca vùng vFnh.
M7t ch$ng trình phc hIi vF nh Chesapeake r7ng ln :c th?c
hin b4i nhiu tg chRc (26 tg chRc tham gia ký kt). Ngoài m7t s
bin pháp mang tính qun lý, truyn thông, mc tiêu chính ca
ch$ng trình phc hIi (thHa thuBn 1987) là gim l:ng dinh d^ng
vào vFnh 40% vào nNm 2000 so vi nNm 1985. Chr tiêu trên t$ng
Rng vi ch2t l:ng nc thi khi g vào vFnh là 6 mg N/l và 1 mg
P/l ca t2t c các h thng x lý trong vùng.
Cho ti nNm 1992 n7i dung trên :c xem xét và ánh giá l,i,
kt qu cho th2y mc tiêu Pt ra là kh thi và m4 r7ng qui Fnh
trên cho t2t c các vFnh.
Ti cBn thi i.m nNm 2000, kt qu th?c hin ch$ng trình
:c tip tc ánh giá và cho th2y mc tiêu gim hàm l:ng

photpho th2p h$n chr tiêu Pt ra t< 1 - 2%, gim hàm l:ng nit$
không ,t yêu c>u, chr khong 10 - 20% (so vi 40%). Vì vBy m7t
ch$ng trình mi l,i :c thHa thuBn sK th?c hin tip trong 10
nNm ti nhm phc hIi vùng vFnh Chesapeake [10].
Qua nh/ng trình bày trên cho th2y, chˆng nh/ng các nhà nghiên
cRu khoa hTc, công ngh ã a ra cnh báo v nguy c$ ô nhi3m
Lê Văn Cát
12
do các ch2t dinh d^ng cùng vi tác h,i ca nó mà ngay các c$
quan lBp pháp, hành pháp, công nghip, th$ng m,i cLng tích c?c
tham gia vào các công vic trên . nhm duy trì m7t môi trng
sng gn Fnh, bn v/ng.
Phù h:p vi hoàn cnh th?c t ca mình, mQi quc gia u có
chin l:c và các gii pháp phù h:p nhm ngNn chPn ô nhi3m do
các ch2t dinh d^ng.
4 Vit Nam, công ngh x lý nc thi, Pc bit là x lý h:p
ch2t dinh d^ng mi chr 4 giai o,n >u, ch yu 4 khu v?c sn
xu2t công nghip, h>u nh cha ng ch,m n nc thi sinh ho,t.
Các qui Fnh v tiêu chuGn thi ca Vit Nam cLng cha  cBp
ti các ch2t dinh d^ng và còn 4 mRc chung chung.
Nu kFp thi  ra các tiêu chuGn thi c th. ngay 4 giai o,n
ban >u nh hin nay thì sK r2t thuBn l:i cho các h thng x lý
nc thi sK :c tip tc xây d?ng và vBn hành trong thi gian ti
và sK ít tn kém h$n so vi khi c>n bg sung nâng c2p.
N7i dung trình bày 4 trên liên quan n quá trình phân hy, lo,i
bH các ch2t dinh d^ng trong nc thi nhm mc ích bo v các
nguIn nc. Th?c hin mc tiêu ó r2t tn kém, không phi nc
nào cLng có kh nNng, ví d nh 4 Mw trong trng h:p x lý vùng
vFnh Chesapeake cLng không d3 áp Rng v kinh phí [11]. Trong
khi x lý (phân hy) ch2t dinh d^ng phi dùng n nNng l:ng và

hóa ch2t vi chi phí không th2p. MPt khác các ch2t dinh d^ng
chính là nguIn nguyên liu quí ca con ngi mà nhiu n$i trên
th gii (nh/ng nc nghèo) còn ang thiu và m7t s trong ó (P,
S, K) không có kh nNng tái t,o và có l:ng d? tr/ h,n ch. Do
vBy, các nhà khoa hTc hin nay ang kh4i 7ng các nghiên cRu
hng vào vic thu hIi và tái s dng các ch2t dinh d^ng t< ph
thi song song vi các nghiên cRu phá hy (x lý) chúng.
Trên c$ s4 Fnh hng “tái s dng và thu hIi ch2t dinh d^ng”
t< ph thi, các nhà khoa hTc ã tBp trung vào nghiên cRu v2n 
trên. T,i Amsterdam, 10. 2002, ã tg chRc h7i nghF vi chuyên 
“from nutrient removal to recovery” (bc tin t< phân hy ch2t
dinh d^ng n thu hIi chúng) . bàn b,c v chin l:c và tho
luBn m7t s kt qu ban >u.
Protein là nguIn dinh d^ng quan trTng ca con ngi. NguIn
protein thu :c t< ho,t 7ng sn xu2t nông nghip hin nay ch
Chương I. Chiến lược kiểm soát ô nhiêm hợp chất nitơ, photpho trong môi trường
13
yu i t< phân tgng h:p. Sn l:ng phân ,m tgng h:p ca th
gii vào nNm 1960 là 10 triu t2n, tNng lên 90 triu t2n vào nNm
1998. Ngoài l:ng phân ,m tgng h:p, quá trình c Fnh ,m ca
vi sinh vBt :c c tính là 200 - 240 triu t2n [13].
Phân lân :c sn xu2t ch yu t< quPng appatit, vi mRc 7
tiêu th nh hin nay, nguIn nguyên liu còn  áp Rng cho
khong 300 nNm ti [12].
Thu hIi, tái s dng các ch2t dinh d^ng v<a áp Rng :c
mc tiêu bo v nguIn nc, tit kim nNng l:ng, hóa ch2t v<a
thu nhBn và tit kim :c nguIn tài nguyên, phù h:p vi ph$ng
pháp luBn “công ngh xanh” (green engineering). N7i dung ch
yu ca ph$ng hng trên là kt h:p vic x lý ô nhi3m do dinh
d^ng, qun lý ch2t l:ng môi trng kt h:p vi sn xu2t.

Thu hIi các ch2t dinh d^ng có th. th?c hin trên nhiu i
t:ng t< ch2t thi r5n (phân, ph liu nông nghip, sinh khi, to,
bèo ) hoPc t< ch2t thi lHng mà ch yu là nc thi, trc tiên là
l:ng nc thi sinh ho,t (nguIn ln nh2t).
Vào cui th km 20, l:ng h:p ch2t nit$ tham gia vào chuQi
thRc Nn ca con ngi trên th gii là 15 kg/>u ngi/nNm. M7t
ph>n l:ng nit$ trên nm 4 d,ng protein trong t bào 7ng, th?c
vBt, l:ng protein tiêu th dao 7ng 20 - 100 g/>u ngi/ngày.
M7t ph>n ln protein bF thi lo,i khHi c$ th. ngi trong ch2t thi,
khong t< 5 - 16 g tính theo nit$/ngày. Nh vBy hàng nNm mQi
ngi thi ra 4,75 kg N (l2y s trung bình là 13 gN/ngi/ngày).
L:ng nit$ thi ra trong nc thi chim khong 30% so vi l:ng
tiêu th. L:ng thi nit$ t< phân th2p h$n so vi nc ti.u (1,5 g
so vi 12,2 g trên >u ngi mQi ngày) [13].
L:ng h:p ch2t nit$, photpho t< nc ti.u, phân bF pha loãng
ti trNm l>n khi thi ra ti cng rãnh, tRc là trc khi :c x lý vì
vBy thu hIi ,m t< nc ti.u là i t:ng >u tiên :c quan tâm.
Có nhiu ph$ng pháp . thu hIi các ch2t dinh d^ng t< nc
thi nhng bin pháp >u tiên quan trTng nh2t là tránh pha loãng.
Tách riêng nc ti.u là bin pháp thu hIi tr?c tip có hiu qu vì
80% N, 50% P và 70% K trong nc thi sinh ho,t có nguIn gc t<
nc ti.u. Sn xu2t phân bón tr?c tip t< nc ti.u :c sŠn sàng
ch2p nhBn mi3n là nó áp Rng :c nhu c>u dinh d^ng cho cây
trIng nh phân tgng h:p, không gây mùi và s? c [12, 14, 15, 16].
Lê Văn Cát
14
H:p ch2t photpho cLng có th. thu hIi t< nc thi, tuy nhiên
vi giá thành cao, vì vBy . th?c hin c>n có các 7ng l?c (chính
trF) khác. C$ quan môi trng ca Thu‹ Ui.n  nghF sK thu hIi
25% P vào nNm 2015 và 40% vào nNm 2025 [12].

X lý hoPc thu hIi theo các ph$ng pháp $n lv thng tn
kém và ,t hiu qu không cao nên các nhà khoa hTc ang tìm
cách phi h:p các gii pháp trong m7t h tgng th Các ho,t 7ng
nghiên cRu theo hng này :c chia làm ba mRc theo qui mô ca
n7i dung:
Phi h:p các h thng khác nhau có liên quan n nguIn tài
nguyên (trong ó qun lý ch2 t thi chr là m7t b7 phBn) khi xem xét
m7t chu trình tgng th
Nâng cao hiu qu ho,t 7ng ca các quá trình, t,o ra :c các
mô hình sŠn có hiu qu (ví d kt h:p gi/a tách riêng nc ti.u
và x lý nc thi hoPc kt h:p x lý vi thu hIi, x lý nc thi
khai thác mH vi thu hIi các sn phGm có trong nc thi).
Hoàn chrnh và nâng cao hiu qu ca t<ng $n vF công ngh,
nghiên cRu kn thuBt mi có hiu qu tt h$n . áp dng vào th?c
t (ví d các quá trình kt ta amoniac và photphat di d,ng
struvite, quá trình Sharon/Anamox, oxy hóa không hoàn toàn nc
ti.u, oxy hóa tNng cng bùn vi sinh, sn xu2t phân bón t< ch2t
dinh d^ng trong nc thi.
M7t trong nh/ng ví d v ci tin và phi h:p các $n vF công
ngh khác nhau :c th?c hin 4 Mn (Virginia) là thu hIi photpho
t< h thng x lý nc thi sinh ho,t. Sinh khi thi t< quá trình
x lý hiu khí :c phân hy ym khí, khi ó photpho trong sinh
khi và amoniac :c thi ra vào nc vi nIng 7 cao (73%
trong sinh khi). Amoniac và photphat :c thu hIi di d,ng
ch2t kt ta struvite (MgNH
4
PO
4
). S? có mPt ca struvite và canxi
photphat làm tNng giá trF s dng ca phân vi sinh. Sinh khi qua

x lý nh trên :c dùng làm phân bón, óng thành gói 18,2 kg
vi tên th$ng phGm “Nutra Green” vi giá thành 1 USD hoPc bán
4 d,ng ri vi giá 14 USD cho 18,31 m
3
[11].
Tóm l,i, . ngNn ng<a ô nhi3m các nguIn nc do các ch2t
dinh d^ng, t< thBp km 90 các quc gia ã ban hành và th?c hin
nhiu luBt liên quan n tiêu chuGn thi, công ngh x lý và qun
lý các nguIn nc.
Chương I. Chiến lược kiểm soát ô nhiêm hợp chất nitơ, photpho trong môi trường
15
Tuy nhiên, các ch2t dinh d^ng là nguIn nguyên liu quí giá
ca con ngi và không phi là vô tBn nên các nhà khoa hTc Ing
thi nghiên cRu kh nNng thu hIi chúng. V nguyên t5c có th. thu
hIi các ch2t dinh d^ng t< các nguIn thi nhng vi giá thành
cao. Ph$ng hng nghiên cRu chính là kt h:p các quá trình qun
lý tài nguyên, nâng cao hiu qu x lý ca tg h:p h thng và t<ng
$n vF công ngh và sn xu2t ra sn phGm.

Lê Văn Cát
16
Muc l#c
Ch$ng 1 1
CHI•N LŽ•C KI•M SOÁT Ô NHI’M H•P CH“T NIT”,
PHOTPHO TRONG MÔI TRŽ•NG 1

Chng 2
NGUN GC VÀ CHU TRÌNH TRONG T NHIÊN

2. 1. Ngun gc

Nguyên t nit là thành phn luôn có mt trong c th ng, thc
vt sng và trong thành phn c a các h#p ch$t tham gia quá trình
sinh hóa. ()ng th*i nó c+ng t)n t,i - r$t nhi.u d,ng h#p ch$t vô
c, h0u c trong các s1n ph2m công nghi3p và t nhiên.
Nguyên t nit có th t)n t,i - b1y tr,ng thái hóa tr5, t6 d,ng
kh8 (N
-3
) là amoniac =n d,ng oxy hóa sâu (N
+5
) là nitrat. B1ng
2. 1. ghi các tr,ng thái hóa tr5 c a nguyên t nit và h#p ch$t hóa
hEc ,i di3n cho tr,ng thái hóa tr5 ó.
Bng 2. 1. Trng thái hóa tr ca nguyên t nit trong hp
cht hóa hc.
Hp cht Công th"c hóa hc Hóa tr
Amoni/amoniac NH
4
+
/NH
3
-3
Khí nit N
2
0
Dinit oxit N
2
O +1
Nit oxit NO +2
Nitrit NO
2

-
-N +3
Nit dioxit NO
2
+4
Nitrat NO
3
-
-N +5