BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
  
\
BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
DÀNH CHO SINH VIÊN BẬC CAO ĐẲNG
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
TUY HÒA – 2010
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC THẢI
1.1. Nước thải và phân loại nước thải
1.1.1. Nước thải và ảnh hưởng của nước thải đến nguồn tiếp nhận
Tất cả các hoạt động sinh hoạt và sản xuất trong mỗi cộng đồng đều tạo ra
các chất thải, ở các thể khí, lỏng và rắn. Thành phần chất thải lỏng, hay nước
thải (wastewater) được định nghĩa như một dạng hòa tan hay trộn lẫn giữa nước
(nước dùng, nước mưa, nước mặt, nước ngầm, ) và chất thải từ sinh hoạt trong
cộng đồng cư dân, các khu vực sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp,
thương mại, giao thông vận tải, nông nghiệp, Ở đây cần hiểu là sự ô nhiễm
nước (water pollution) xảy ra khi các chất nguy hại xâm nhập vào nước lớn hơn
khả năng tự làm sạch của chính bản thân nguồn nước.
Sự nhiễm bẩn nguồn nước có thể xảy ra theo hai cách: Nhiễm bẩn tự nhiên
và nhiễm bẩn nhân tạo.
- Nhiễm bẩn tự nhiên do nước mưa chảy tràn trên bề mặt đất mang theo
chất bẩn và vi khuẩn gây bệnh vào nguồn nước tiếp nhận.
- Nhiễm bẩn nhân tạo chủ yếu đo xả nước thải (sinh hoạt, bệnh viện, công
nghiệp và nông nghiệp) vào nguồn nước tiếp nhận.
Sau đây là một số ảnh hưởng chính do nước thải gây ra đối với nguồn nước
tiếp nhận:

+ Xuất hiện các chất nổi trên mặt nước hoặc có cặn lắng: Các hiện tượng
nhiễm bẩn này thường do nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm
hoặc nước thải sản xuất của các xí nghiệp có chứa dầu mỡ và các sản phẩm
mỡ. Chúng tạo nên lớp màng dầu, mỡ nổi trên mặt nước và nếu cặn nặng
thì lắng xuống đáy. Chúng làm cho nước có mùi vị đặc trưng và làm giảm
lượng oxy trong nước nguồn. Với hàm lượng dầu 0,2 - 0,4 mg/l sẽ làm cho
nước có mùi dầu. Khử mùi dầu là một việc làm khó khăn. Tôm cá sống
trong nước bị nhiễm bẩn do các sản phẩm dầu mỡ có tốc độ sinh trưởng rất
kém, thậm chí không sinh trưởng được và thịt của chúng có mùi dầu.
+ Thay đổi tính chất lý học: Nguồn nước tiếp nhận nước thải sẽ bị đục,
có màu, có mùi do các chất thải đưa vào hoặc do sự phát triển của rong,
rêu, tảo, sinh vật phù du tạo nên.
+ Thay đổi thành phần hoá học: Tính chất hoá học của nguồn nước tiếp
nhận sẽ bị thay đổi phụ thuộc vào loại nước thải đổ ra. Hiện tượng này tạo
ra là do nước thải mang tính axit hoặc kiềm hoặc chứa loại hoá chất làm
thay đổi thành phần và hàm lượng các chất có sẵn trong thủy vực.
+ Lượng oxy hòa tan trong nước bị giảm: Hàm lượng oxy hoà tan trong
nguồn nước tiếp nhận bị giảm là do tiêu hao oxy để oxy hoá các chất hữu
cơ do nước thải đổ vào. Hiện tượng giảm hàm lượng oxy hoà tan (<4mg/l)
trong nước gây ảnh hưởng xấu cho các loài thủy sinh vật.
Trang 2
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
+ Xuất hiện hoặc làm tăng các loại vi khuẩn gây bệnh: Nước thải kéo
theo các.
1.1.2. Phân loại
1.1.2.1. Nước thải sinh hoạt và đô thị
Nước thải sinh họat là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh
hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân,…chúng thường được thải
ra từ các các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng
khác. Lượng nước thải sinh họat của khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn

cấp nước và đặc điểm của hệ thống thóat nước.
Thành phần của nước thải sinh họat gồm 2 lọai:
− Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh;
− Nước thải nhiễm bẫn do các chất thải sinh họat : cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa
trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngòai ra còn
có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ
chứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như protein (40 – 50%); hydrat
cacbon (40 - 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo (5 -10%). Nồng độ
chất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao động trong khoảng 150 – 450mg/l. Có
khoảng 20 – 40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ở những khu dân cư đông đúc,
điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh họaat không được xử lý thích đáng là một
trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức
sống và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp.
Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình như sau:
Bảng 1.1: Khối lượng chất ô nhiễm do mỗi người hàng ngày đưa vào môi trường
STT Chất ô nhiễm Khối lượng (g/người.ngày)
1 BOD
5
45 - 54
2 COD (dichromat) 72 - 102
3 Chất rắn lơ lửng (SS) 70 - 145
4 Dầu mỡ 10 - 30
5 Tổng Nitơ 6 - 12
6 Amonia 2,4 - 4,8
7 Tổng phospho 0,8 - 4,0
8 Tổng coliform (MPN/100ml) 10
6
- 10

9
Nguồn: Tổ chức y tế thế giới, WHO.
Như vậy, nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi khi
vượt cả yêu cầu cho quá trình xử lý sinh học. Thông thường các quá trình xử lý sinh
học cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD
5
:N:P = 100:5:1 và COD/BOD
5
<2.
Trang 3
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
 Nước thải sinh hoạt thường trộn chung với nước thải sản xuất và gọi chung là
nước thải đô thị.
Nếu tính gần đúng, nước thải đô thị gồm khoảng 50% là nước thải sinh hoạt, 14%
là các loại nước thấm, 36% là nước thải sản xuất.
Lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các tính
chất đặc trưng của thành phố. Khoảng 65-85% lượng nước cấp cho 1 nguồn trở thành
nước thải. Lưu lượng và hàm lượng các chất thải của nước thải đô thị thường dao động
trong phạm vi rất lớn.

Lưu lượng nước thải của các thành phố nhỏ biến động từ 20% Q
TB
- 250%Q
TB

Lưu lượng nước thải của các thành phố lớn biến động từ 50% Q
TB
- 200%Q
TB


Lưu lượng nước thải lớn nhất trong ngày vào lúc 10-12h trưa và thấp nhất vào
lúc khoảng 5h sáng.
Lưu lượng và tính chất nước thải đô thị còn thay đổi theo mùa, giữa ngày làm việc và
ngày nghỉ trong tuần cũng cần được tính đến khi đánh giá sự biến động lưu lượng và
nồng độ chất gây ô nhiễm.
1.1.2.2. Nước thải công nghiệp
Là loại nước thải sau quá trình sản xuất, phục thuộc loại hình công nghiệp. Đặc
tính ô nhiễm và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào lọai
hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn.
Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là 1 loại nguyên liệu thô hay phương
tiện sản xuất (nước cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt. Nước
cấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp từ nguồn
nước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng. Nhu cầu về cấp nước
và lưu lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Lưu lượng nước
thải của các xí nghiệp công nghiệp được xác định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm được
sản xuất.
Bảng 1.2: Lưu lượng nước trung bình của một số ngành công nghiệp
STT Ngành công nghiệp Đơn vị sản phẩm Lưu lượng nước thải
1 Sản xuất bia 1L bia 5 – 6L
2 Tinh chế đường 1 tấn củ cải đường 10 – 20m
3
3 Sản xuất bơ sữa 1 tấn sữa 5 – 6m
3
4 Nhà máy đồ hộp rau quả 1 tấn sản phẩm 1,5 – 4,5m
3
5 Giết mổ gia súc 1 tấn sản phẩm 3 – 10m
3
6 Dệt sợi nhân tạo 1 tấn sản phẩm 100m
3
7 Xí nghiệp tẩy trắng 1 tấn sợi 1000 – 4000m

3
8 Luyện thép 1 tấn sản phẩm 4600m
3
Ngoài ra, trình độ công nghệ sản xuất và năng suất của xí nghiệp cũng có ý nghĩa
quan trọng. Lưu lượng tính cho 1 đơn vị sản phẩm có thể rất khác nhau. Lưu lượng
nước thải sản xuất lại dao động rất lớn. Bởi vậy số liệu trên thường không ổn định và ở
nhiều xí nghiệp lại có khả năng tiết kiệm lượng nước cấp do sử dụng hệ thống tuần
hoàn trong sản xuất. Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong 1
ngành công nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hoàn thiện của
công nghệ sản xuất hoặc điều kiện môi trường.
Trang 4
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Có hai loại nước thải công nghiệp:
 Nước thải công nghiệp qui ước sạch : là lọai nước thải sau khi sử dụng để làm
nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà.
 Lọai nước thải công nghiệp nhiễm bẫn đặc trưng của công nghiệp đó và cần xử
lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thoátt nước chung hoặc vào nguồn nước
tùytheo mức độ xử lý.
1.1.2.3. Nước thải bệnh viện
Đây là nguồn nước thải được thải ra từ các hoạt động khám và chữa bệnh. Đây là
nguồn nước thải khó kiểm soát nhất về tính độc hại. trong nguồn thãi chứa nhau chất
độc từ các loại thuốc kháng sinh, các loại vi trùng, vi rút từ người bệnh có thể theo
nguồn nước lây lan ra môi trường. Nước thải bệnh viện có lưu lượng nhỏ nhưng xử lý
phức tạp, do có chứa nhiều chất gây ức chế hoạt động sống của vi sinh vật. Ngoài ra
trong dòng thải còn chứa các chất phóng xạ.
1.2. Thành phần nước thải
Có rất nhiều chất gây ô nhiễm trong nước, có thể phân chúng thành 9 loại
sau:
− Các chất hữu cơ bền vững khó phân hủy
− Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy

− Các kim loại nặng
− Các ion vô cơ
− Dầu mỡ, các chất hoạt động bề mặt
− Các chất có màu hoặc mùi
− Các chất rắn
− Các chất phóng xạ
− Các vi sinh vật
1.2.1. Các chất hữu cơ
Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy: Đó là các hợp chất protein, hidrocacbon,
chất béo có nguồn gốc động thực vật. đây là các chất gây ô nhiễm chính có
trong nước thải sinh hoạt, nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm, lò
giết mổ gia súc,…Các hợp chất này làm suy giảm oxi trong nước dẫn đến suy
thoái tài nguyên thủy sản làm giảm chất lượng nước cấp sinh hoạt.
Các chất hữu cơ khó bị phân hủy: các chất này thuộc các chất hữu cơ có
vòng thơm, các chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất Clo hữu cơ,…Hầu hết
chúng đều có độc tính với con người và môi trường. Chúng tồn lưu lâu dài
trong môi trường và cơ thể con người, sinh vật gây độc tích lũy.
Các chất hữu cơ có độc tính cao trong môi trường nước thải thường gặp:
Các chất hữu cơ có tính độc cao thường khó bị phân hủy bởi sinh vật. Các chất
hữu cơ gây độc thường là: polycloroPhenol (PCP), polyclorobiphenyl (PCB),
các hidro cacbua đa vòng ngưng tụ, các chất bảo vệ thực vật, xà phòng và các
chất tẩy rửa, hợp chất dị vòng N và O, dioxin,…
Các hóa chất bảo vệ thực vật
Trang 5
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Các hóa chất bảo vệ thực vật bao gồm: thuốc trừ sâu (insecticides), thuốc
trừ nấm (fungicides), thuốc diệt cỏ (herbicides) và thuốc diệt tảo (algicides).
Thuốc bảo vệ thực vật gồm có các hydrocacbon clo hóa cao như eldrin, clodan,
hợp chất DDT, dieldrin, heptaclo, metoxyclo, toxaphen, hexaClorobenzen. Các
photphat hữu cơ như diazinon, malathion, parathion Thuốc diệt cỏ gồm

cacbamat (cacbyl); các hydrcacbon Clo hóa như 2,4 – D, 1,3,5 – T thuốc diệt
nấm gồm đồng sunfat, ferbam, ziram. Rất nhiều loại thuốc trừ sâu trước đây
như DDT, toxaphen và dieldrin rất bền trong môi trường tự nhiên. Tương tự
như kim loại nặng, chúng tích tụ trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái. Các
nhuyễn thể ăn bằng cách lọc chứa hàm lượng DDT cao hơn so với môi trường
nước xung quanh hàng triệu lần.
Có thể chia thuốc bảo vệ thực vật thành ba nhóm cơ bản:
+ Nhóm Clo hữu cơ, gồm các hợp chất hóa học chứa gốc Cl rất bền vững trong
môi trường tự nhiên, với thời gian phân hủy dài. Thuộc về nhóm này có Aldrin,
Diedrin, DDT, Heptachlor, Lindane, Endrin, v.v
+ Nhóm lân hữu cơ: bao gồm hai hợp chất là Parathion và Malathion. Nhóm
này có thời gian phân hủy ngắn so với nhóm Clo hữu cơ, nhưng thường có độ độc
cao đối với người và động vật
+ Nhóm cacbamat: gồm các hóa chất ít bền vững trong môi trường, nhưng
cũng rất độc đối với người và động vật. Đại diện cho nhóm này là các hợp chất
gốc cacbamat như Sevi, Puradan, Basa, Mipcin. Chúng có tác động trực tiếp vào
men cholinesteraza của hệ thần kinh côn trùng
Dầu mỡ
Dầu mỡ là các hợp chất khó tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ. Dầu
mỡ có thành phần hóa học rất phức tạp. Độc tính và tác động sinh thái của dầu mỡ phụ
thuộc vào từng loại dầu. Dầu thô có chứa hàng ngàn phân tử khác nhau, nhưng phần
lớn là các hydrocacbon có số cacbon từ 4 đến 26. Trong dầu thô còn có các hợp chất
lưu huỳnh, nitơ, kim loại nặng (vanadi). Các loại dầu nhiên liệu sau khi tinh chế (dầu
DO, FO) và một số sản phẩm dầu mỡ còn chứa các chất độc như hydrocacbon đa vòng
(PHA), polyClobiphenyl (PCB), kim loại (chì). Do đó dầu mỡ có tính độc cao và
tương đối bền vững trong môi trường nước
1.2.2. Các chất vô cơ
Các chất chứa Nito
Trong nước thải các chất chứa Nito tồn tại ở 3 dạng: hớp chất hữu cơ, muối
amon, dạng Nitrit và Nitrat.

Protein NH
3
NO
2
-
NO
3
-
NO
3
-
NO
2
-
NO N
2
O N
2
Nếu nước chứa hầu hết nito hữu cơ, Amoniac hoặc NH
4
+
thì chứng tỏ nước
mới bị ô nhiễm.
Nếu trong nước chứa hợp chất Nito ở dạng Nitrit (NO
2
-
) thì nước đã bị ô
nhiễm một thời gian dài hơn.
Trang 6
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010

Nếu trong nước chứa hợp chất nitơ ở dạng nitrat (NO
3
-
) thì nước đã bị ô
nhiễm một thời gian khá dài và quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ đã kết thúc.
Các dạnh tồn tại của nito trong nước đều có tính độc và gây hại cho sinh
vật và con người. Khi nồng độ của hợp chất nito ở dạng nitrat quá cao
(>15mg/l) sẽ dẫn đến hiện tượng phú dưỡng. Khi nitrat trong nước uống nồng
độ >10mg/l có khả năng gây ra ung thư, ngoài ra nó còn gây ra bệnh thiếu máu,
làm trẻ xanh xao do chức năng của Heamoglobin bị giảm.
Các kim loại nặng
Hầu hết các kim loại nặng tồn tại trong nước dạng ion, chúng có nguồn gốc
phát sinh do hoạt động của con người và có tính độc đối với con người và sinh
vật. Các chất này gồm As, Ba, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, Ag, Zn Chúng phát
sinh từ các nguồn gốc khác nhau chủ yếu là do hoạt động công nghiệp. Ví dụ,
kẽm là do các nhà máy sơn, mực in; Hg và kẽm do thuốc trừ sâu Do tính bền
không phân rã nên các kim loại nặng tích tụ trong chuỗi thức ăn của hệ sinh
thái. Quá trình này bắt đầu với nồng độ thấp của các kim loại nặng tồn tại trong
nước hoặc cặn lắng, rồi sau đó tích tụ nhanh trong các thực vật và động vật
sống dưới nước. Tiếp đến các sinh vật khác sử dụng thực vật, động vật này làm
thức ăn dẫn đến nồng độ được tích tụ trong cơ thể sinh vật trở nên cao hơn.
Cuối cùng sinh vật ở bật cao nhất trong chuỗi thức ăn, nồng độ kim loại nặng
đủ lớn để gây độc.
1.2.3. Thành phần sinh học
Ô nhiễm nước sinh học do các nguồn thải đô thị hay công nghiệp bao gồm các
chất thải sinh hoạt, phân, nước rửa của các nhà máy đường, giấy…
Sự ô nhiễm về mặt sinh học chủ yếu là do sự thải các chất hữu cơ có thể lên men
được: chất thải sinh hoạt hoặc công nghiệp có chứa chất cặn bã sinh hoạt, phân tiêu,
nước rửa của các nhà máy đường, giấy, lò sát sinh…
+ Sự ô nhiễm sinh học thể hiện bằng sự nhiễm bẩn do vi khuẩn rất nặng. Các bệnh

cầu trùng, viêm gan do siêu vi khuẩn tăng lên liên tục ở nhiều quốc gia chưa kể đến
các trận dịch tả. Các nước thải từ lò sát sinh chứa một lượng lớn mầm bệnh.
+ Các nhà máy giấy thải ra nước có chứa nhiều glucid dễ lên men.
+ Các nhà máy chế biến thực phẩm, sản xuất đồ hộp, thuộc da, lò mổ, đều có nước
thải chứa protein. Khi được thải ra dòng chảy, protein nhanh chóng bị phân hủy cho ra
acid amin, acid béo, acid thơm, H
2
S, nhiều chất chứa S và P., có tính độc và mùi khó
chịu. Mùi hôi của phân và nước cống chủ yếu là do indol và dẫn xuất chứa methyl của
nó là skatol.
1.3. Các thông số đánh giá ô nhiễm nước
pH của nước thải
pH của nước thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý. Các công trình
xử lý nước thải áp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong giới hạn
từ 7 - 7,6. Các xí nghiệp sản xuất có thể thải ra nước thải có tính acid hoặc kiềm rất
cao chẳng những làm cho nguồn nước không còn hữu dụng đối với các hoạt động của
con người mà còn làm ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vật. Nồng độ acid sulfuric cao làm
Trang 7
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
ảnh hưởng đến mắt của những người bơi lội ở nguồn nước này, ăn mòn thân tàu
thuyền, hư hại lưới đánh cá nhanh hơn. Nguồn nước lân cận một số xí nghiệp có thể có
pH thấp đến 2 hoặc cao đến 11; trong khi cá chỉ có thể tồn tại trong môi trường có 4,5
< pH < 9,5. Hàm lượng NaOH cao thường phát hiện trong nước thải ở các xí nghiệp
sản xuất bột giặt, thuộc da, nhuộm vải sợi
Nhiệt
Các nước thải từ nhà máy nhiệt điện và lò hơi của một số ngành công nghiệp có
nhiệt độ rất cao. Khi thải ra môi trường, nó làm tăng nhiệt độ của các thủy vực ảnh
hưởng đến một số thủy sinh vật và làm suy giảm oxy hòa tan trong nguồn nước (do
khả năng bão hòa oxy trong nước nóng thấp hơn và vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ sẽ
hoạt động mạnh hơn).

Màu
Các nước thải từ nhà máy dệt, giấy, thuộc da, lò mổ có độ màu rất cao. Nó có thể
làm cản trở khả năng khuếch tán của ánh sáng vào nguồn nước gây ảnh hưởng đến khả
năng quang hợp của hệ thủy sinh thực vật. Nó còn làm mất vẽ mỹ quan của nguồn
nước.
DO (Dissolved oxigen)
Oxi hoàn tan trong nước rất cần cho sinh vật hiếu khí. Bình thường oxi hòa tan
trong nước khoảng 7 – 8mg/l, chiếm 70 – 85% khi oxi bão hòa. Mức oxi hòa tan tron
nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động
của thế giới thủy sinh, các hoạt động hóa sinh, hóa học và vật lý của nước. Trong môi
trường nước bị ô nhiễm nhaặng, oxi được dùng nhiều cho các quá trình hóa sinh và
xuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm trọng.
Phân tích chỉ số oxi hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá
sự ô nhiễm của nước và giúp ta đề ra các biện pháp xử lý thích hợp.
BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu
cơ trong một khoảng thời gian xác định và được ký hiệu bằng BOD được tính bằng
mg/l. Chỉ tiêu BOD phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải. BOD càng lớn thì
nước thải (hoặc nước nguồn) bị ô nhiễm càng cao và ngược lại.
COD

(Chemical oxigen Demand)
Chỉ số này được dùng rộng rãi, đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước
thải và ô nhiễm của nước tự nhiên.
COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hoá toàn bộ các chất hữu cơ có trong
mẫu nước thành CO
2
và nước.
TS,TSS,TDS
Các chất rắn có trong nước là:

- Các chất vô cơ là dạng các muối hòa tan hoặc không tan như đất đá ở dạng
huyền phù lơ lửng.
- Các chất hữu cơ như xác các vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, động thực
vật phù du, các chất hữu cơ tổng hợp như phân bón, các chất thải công nghiệp.
Trang 8
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
- Chất rắn ở trong nước làm trở ngại cho việc sử dụng và lưu chuyển nước, làm
giảm chất lượng nước sinh hoạt và sản xuất, gây trở ngại cho việc nuôi trồng thủy sản.
- Chất rắn trong nước phân thành 2 loại (theo kích thước hạt):
Chất rắn qua lọc có đường kính hạt nhỏ hơn 1µm, trong đó có chất rắn dạng keo có
kích thước từ 10
-6
– 10
-9
m và chất rắn hòa tan (các ion và phân tử hòa tan).
Chất rắn không qua lọc có đường kính trên 10
-6
m (1µm): Các hạt là xác rong tảo,
vi sinh vật có kích thước 10
-5
- 10
-6
m ở dạng lơ lửng; cát sạn, cát nhỏ có kích thước
trên 10
-5
m có thể lắng cặn.
Tổng chất rắn (TS) được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau khi cho
bay hơi 11 mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 103
0
C cho đến khi trọng lượng

không thay đổi. Đơn vị tính bằng mg ( hoặc g/l).
Chất rắn ở dạng huyền phù (TSS) hàm lượng trong các chất huyền phù (TSS) là
trọng lượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc rợi thủy, khi lọc 11 mẫu nước qua
phễu lọc Gooch sấy khô ở 103 -105
0
C tới khi trọng lượng không thay đổi đơn vị tính
mg hoặc g/l.
Chất rắn hòa tan (TDS). Hàm lượng chất rắn hòa tan chính là hiệu số của tổng chất
rắn với huyền phù: DS = TS – SS.
Chỉ số E.Coli
Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải
vùng du lịch, dịch vụ, khu chăn nuôi…nhiễm nhiều vi sinh vật có sẵn ở trong phân
người và phân súc vật. Trong đó có thể có nhiều vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các
bệnh về đường tiêu hóa, như tả, lị thương hàn, các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm.
Trong ruột người, động vật có vú khác không kể lứa tuổi có những nhóm vi sinh
vật cư trú, chủ yếu là vi khuẩn. Các vi khuẩn này thường có ở trong phân.
Vi khuẩn đường ruột gồm 3 nhóm:
- Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia coli (E.coli)
- Nhóm Streptococcus đặc trưng là Streptococcus faecalis
- Nhóm Clostridium đặc trưng là Clostridium perfringens
Hàm lượng các kim loại và kim loại nặng: Asen, cadimi, chì, niken, crom, sắt,
kẽm, mangan, thuỷ ngân, thiếc, thường phân tích bằng phương phấp phổ hấp thụ
nguyên tử.
Ngoài ra còn các chỉ tiêu sau:
+ Hàm lượng dầu mỡ khoáng, dầu động thực vật
+ Photpho tổng số, photpho hữu cơ
+ Tổng nitơ, amoniac theo nitơ
+ Hàm lượng florua, Clorua, sunfua
+ Hàm lượng Phenol, Xianua
Trang 9

Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1. Các cấp độ xử lý nước thải
Có thể chia làm 3 bậc xử lý nước thải: Bậc 1, bậc 2 và bậc 3.
2.1.1. Xử lý bậc 1
Còn gọi là xử lý sơ bộ thông thường là các công trình xử lý lý học (cơ học) như:
Song chắn rác, bể lắng. Các công trình nhằm mục đích tách các chất không tan trong
nước thải. Xử lý bậc 1 nhiều khi mang mục đích xử lý có chất ô nhiễm, tạo điều kiện
phù hợp để đưa tiếp vào hệ thống xử lý tiếp theo. Ví dụ: Xử lý dầu mỡ, trung hoà nước
thải để tạo điều kiện cho biện pháp xử lý sinh học tiếp theo. Trong những trường hợp
này xử lý bậc 1 có thể là các biện pháp lý - hoá.
2.1.2. Xử lý bậc 2
Thông thường xử lý bậc 2 là các công trình xử lý sinh học dùng để oxy hoá sinh
hoá các chất hữu cơ còn lại dạng tan, keo và không tan (nhưng không lắng được).
2.1.3. Xử lý bậc 3
Thường được thực hiện theo yêu cầu xử lý có chất lượng cao hơn. Đó là các
trường hợp cần thiết phải áp dụng các biện pháp như triệt khuẩn, khử tiếp các chất bẩn
còn lại trong nước thải như nitrat, photphat, sunphat
2.2. Xử lý bùn cặn
Để thiết kế các thiết bị xử lý và thải bùn, những điều cần biết là: Nguồn gốc bùn
(loại bùn) và bùn sinh ra từ quá trình nào? Các thông số đặc trưng của bùn: nồng độ x,
khối lượng riêng p, trở lực riêng khi lọc r, nhiệt trị Q, thành phần hoá học (C, N, P, K,
kim loại ) vi sinh vật gây bệnh.
Lượng bùn: đây là thông số cần thiết để thiết kế các thiết bị xử lý và thải bùn.
Lượng chất rắn ở đầu vào nhà máy xử lý nước hàng ngày thay đổi trong giới hạn rộng.
Để đảm bảo khả năng xử lý nước của nhà máy cần xem xét các yếu tố dưới đây:
+ Tốc độ tạo bùn trung bình và lớn nhất.
+ Tiềm năng về thể tích chứa của nhà máy.
+ Các công nghệ xử lý và thải bùn

Các quá trình xử lý nước thải dân dụng và nước thải công nghiệp đều dẫn đến việc
tách các chất gây ô nhiễm và chuyển chúng sang pha có thể tích nhỏ hơn. Các quá
trình thường được áp dụng là tách pha rắn ra khỏi nước thải bằng lắng, gạn, tuyển nổi,
lọc. Dùng các quá trình hóa học để tách các chất gây ô nhiễm ở dạng keo tụ, tạo bông,
kết tủa. Dùng các quá trình sinh học để phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm (hiếu
khí, yếm khí).
Như vậy sau quá trình xử lý và làm sạch nước thải, nước đã qua xử lý được quay
trở lại môi trường để sử dụng lại còn bùn tạo thành sẽ được thải đi. Thông thường ta
có: (V bùn / V nước thải) x 100% < 1%.
Trang 10
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Tuy nhiên, việc xử lý và thải bùn rất khó do lượng bùn lớn, thành phần khác nhau,
độ ẩm cao và bùn rất khó lọc. Các nghiên cứu cho thấy giá thành xử lý và thải bùn
chiếm khoảng 25 - 50% tổng giá thành quản lý chất thải.
Các phương án xử lý bùn
− Điều hoà bùn
− Làm đặc
− Tách nước
− Chuyển hoá
− Quá trình chế biến ủ phân
− Đốt
− Thải bùn
2.3. Các điều kiện lựa chọn giải pháp công nghệ xử lý
Tùy theo điều kiện tài chính, diện tích, nhân lực của xí nghiệp để lựa chọn các hệ
thống xử lý phù hợp. Để bảo đảm cho việc thiết kế hệ thống xử lý cần thiết phải thu
thập các số liệu sau:
 Qui trình sản xuất của xí nghiệp (trong đó phải xác định khâu nào sinh ra nước
thải? thành phần? bao nhiêu? kế hoạch giảm thiểu nước thải nếu có?)
 Về lưu lượng nước thải cần thiết phải xác định tổng lượng nước thải/ng.đ, lưu
lượng nước thải theo từng giờ trong ngày, sự biến thiên lưu lượng nước thải theo

giờ, ca, mùa vụ sản xuất.
 Về thành phần nước thải: nên xác định các chỉ tiêu như: BOD, COD, màu,
TSS, VSS, Total coliform, hàm lượng các hóa chất khác nếu có (theo đặc trưng của
từng loại hình sản xuất)
Khi thiết kế hệ thống xử lý nhớ chú trọng đến các điểm sau:
Nhu cầu của chủ nhân hệ thống xử lý
Đây là một yếu tố quan trọng nhất là đối với các cộng đồng nhỏ chưa có kinh
nghiệm về xây dựng và vận hành các hệ thống xử lý. Nó liên hệ đến vấn đề vốn đầu
tư, khả năng vận hành, nhân sự điều hành hệ thống, các thiết bị, kinh nghiệm và khả
năng ảnh hưởng đến môi trường.
Đối với tất cả các đề án, điều cần thiết nhất là kỹ sư thiết kế và chủ nhân phải hiểu
rõ các mục tiêu, mục đích chung để thỏa mãn được nhu cầu của chủ nhân mà vẫn bảo
đảm được yêu cầu cơ bản trong việc lựa chọn phương pháp xử lý (đạt tiêu chuẩn nước
thải cho phép thải vào nguồn nước công cộng, có hiệu quả kinh tế, giảm nhẹ các ảnh
hưởng xấu đến môi trường )
Kinh nghiệm
Các kinh nghiệm về thiết kế và vận hành các hệ thống xử lý giúp ta có thể dự đoán
trước các khả năng và hạn chế của hệ thống xử lý để có những biện pháp hỗ trợ, cải
tiến thích hợp. Kiến thức về các hệ thống xử lý giúp cho các kỹ sư loại bỏ được các
yếu tố không an toàn và tính toán sai dẫn đến các thiết kế không phù hợp, lãng phí.
Đối với các qui trình mới, người kỹ sư chưa có kinh nghiệm thì qui trình này phải
được thử nghiệm cẩn thận ở các mô hình cũng như trong thực tiễn.
Yêu cầu của các cơ quan quản lý môi trường
Ở Việt Nam tiêu chuẩn nước thải được phép thải vào nguồn nước công cộng được
ban hành bởi Bộ TN&MT. Trên nguyên tắc, các Sở TN&MT có quyền đưa ra các tiêu
chuẩn riêng của mình nhưng các tiêu chuẩn này không được thấp hơn tiêu chuẩn của
Trang 11
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Bộ. Do đó việc tìm hiểu các qui định, tiêu chuẩn của cơ quan quản lý là hết sức cần
thiết để thiết kế hệ thống xử lý đạt yêu cầu của các cơ quan này.

Tương thích với những thiết bị hay hệ thống sẵn có
Đối với việc nâng công suất, mở rộng một hệ thống xử lý sẵn có phải chú ý đến
qui trình và thiết bị mới phải tương thích với những cái có sẵn để có thể tận dụng được
nguồn nhân lực, vật lực sẵn có, tránh lãng phí.
Tài chính
Khả thi về mặt tài chính, các phân tích về mặt kinh tế nên dựa trên các chỉ tiêu như
NPV (net present value), B/C (benefit/cost ratio), IRR (internal rate of return) Các
yếu tố về lạm phát cũng nên đưa vào để tính toán. Phải ước tính được giá vận hành và
bảo trì hệ thống bao gồm các chi phí về nhân công vận hành, năng lượng, vật tư và hóa
chất cung cấp cho hệ thống.
Các hệ thống nên mang lại hiệu quả kinh tế (thu lại do không phải trả thuế môi
trường, từ nguồn năng lượng, phân bón thu được)
Các vật tư, thiết bị
Các thiết bị sử dụng phải là các loại có sẵn và dễ tìm trên thị trường để bảo đảm
nhu cầu về phụ tùng thay thế khi có sự cố, không làm gián đoạn việc vận hành hệ
thống xử lý và tiến độ xây dựng.
Phải dự trù về khả năng cung cấp các loại vật tư sử dụng cho hệ thống kể cả điện
năng trong tương lai để hệ thống không bị gián đoạn do vấn đề khan hiếm các loại vật
tư này.
Nhân sự
Nhân sự để vận hành và bảo trì hệ thống sau này kể cả những kỹ thuật viên. Các
nhân sự này phải được tập huấn về cơ chế xử lý, các sự cố có thể xảy ra, cách khắc
phục
Các hệ thống xử lý phải tương ứng với trình độ kỹ thuật của địa phương, có thể tận
dụng nguồn nhân lực địa phương (giảm chi phí đầu tư, cũng như dễ dàng tìm nhân sự
vận hành các thiết bị).
Tính mềm dẻo
Có khả năng nâng công suất khi nhà máy có yêu cầu tăng sản lượng.
Trang 12
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010

CHƯƠNG 3
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC
3.1. Song chắn rác
Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải
để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo. Kích thước tối thiểu của rác
được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác. Để
tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làm
sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới. Tốc độ nước chảy (v) qua
các khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s). Tùy theo yêu cầu và kích thước
của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi.

Hình 2.1: Song chắn rác và bố trí song chắn rác
Song chắn rác với cào rác thủ công chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ có lượng rác
<0,1m
3
/ng.đ. Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần người ta dùng cào kim
loại để lấy rác ra và cho vào máng có lổ thoát nước ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để
đưa đi xử lý tiếp tục. Song chắn rác với cào rác cơ giới hoạt động liên tục, răng cào lọt
vào khe hở giữa các thanh kim loại; cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn
rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ phận truyền động.
Cào rác cơ giới có thể chuyển động từ trên xuống dưới hoặc từ dưới lên theo dòng
nước. Khi lượng rác được giữ lại lớn hơn 0,1m
3
/ng.đ và khi dùng song chắn rác cơ giới
thì phải đặt máy nghiền rác. Rác nghiền đưọc cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênh
trước song chắn. Khi lượng rác trên 1T/ng.đ cần phải thêm máy nghiền rác dự phòng.
Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải được cơ giới hóa.
Song chắn rác được đặt ở những kênh trước khi nước vào trạm xử lý. Hai bên
tường kênh phải chừa một khe hở đủ để dễ dàng lắp đặt và thay thế song chắn. Vì song
chắn làm co hẹp tiết diện ướt của dòng chảy nên tại vị trí đặt song chắn tiết diện kênh

phải được mở rộng. Để tránh tạo thành dòng chảy rối kênh phải mở rộng dần dần với
một góc θ = 20
o
.
Song chắn rác phải đặt ở tất cả các trạm xử lý không phân biệt phương pháp dẫn
nước tới là tự chảy hay có áp. Nếu trong trạm bơm đó có song chắn rác thì có thể
không đặt song chắn rác ở trạm xử lý nữa.
Hiện nay ở một số nước trên thế giới người ta còn dùng máy nghiền rác
(communitor) để nghiền rác có kích thước lớn thành rác có kích thước nhỏ và đồng
Trang 13
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
nhất để dễ dàng cho việc xử lý ở các giai đoạn kế tiếp, máy nghiền rác đã được thiết kế
hoàn chỉnh và thương mại hóa nên trong giáo trình này không đưa ra các chi tiết của
nó. Tuy nhiên nếu lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên chú ý là cát sẽ làm
mòn các lưỡi dao và sỏi có thể gây kẹt máy.
Tính toán thiết kế song chắn rác:
 Số lượng khe hở của song chắn:
Trong đó:
Q
max
: lưu lượng tối đa của nước thải, m
3
/s;
v : tốc độ nước chảy qua song chắn, m/s;
h
max
: chiều cao của nước qua song chắn, m;
l : khoảng cách giữa các khe, m.
K = 1,05: hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp dòng chảy.
 Chiều rộng song chắn:

B
s
= s.(n + 1) + l.n
Trong đó:
s: chiều dày của các thanh, mm (Chọn s = 8
÷
15 mm);
n + 1: số lượng thanh đan song chắn.
 Chiều dài đoạn kênh mở rộng:
Trong đó:
 B
s
: chiều rộng của song chắn,
 B
k
: chiều rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi song chắn.
Thông thường
0
20 30
ϕ
= ÷
( )
1
1,73
s k
l B B
= −
khi
0
20

ϕ
=
 Xác định h
s
(tổn thất áp lực) qua song:
Trong đó:
 v
max
: tốc độ nước chảy trong mương trước song chắn, m/s (ứng
với lưu lượng lớn nhất)
 ξ: hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết
diện các thanh.

α
: góc nghiêng song chắn so với mặt phẳng ngang,
 β : phụ thuộc vào tiết diện ngang và hình dáng thanh.
Trang 14
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
 Chiều cao xây dựng:
h
xd
= h
max
+ 0,5
Hình 2.2: Giá trị β ứng với các kiểu tiết diện song chắn khác nhau
3.2. Lưới lọc
Sử dụng loại bỏ cặn bẩn và vật thô có kích thước nhỏ hoặc thu hồi các sản phẩm
có giá trị. Thường áp dụng cho các trạm xử lý nước thải công nghiệp: (dệt, giấy, da).
Có 2 loại:
- Lưới có kích thước lỗ từ 0,5 – 1mm.

- Tang trống quay với vận tốc 0,1 – 0,5m/s.
- Cơ chế: Nước thải được lọc qua trống bằng hai cách: Qua bề mặt trong hay
qua bề mặt ngoài tùy thuộc vào sự bố trí đường dẫn nước thải vào.
Hình 2.3: Cấu tạo lưới lọc dạng tang trống quay
1. Cửa dẫn nước thải vào
2. Cửa dẫn nước thải ra
3. Cửa tháo vật rắn
4. Cửa tháo cạn
5. Thùng quay với lưới lọc
6. Vòi phun nước rửa
7. Máng thu gom nước rửa.
- Tổn thất áp lực qua lưới chắn:
+ Dựa vào catalog của nhà sản xuất.
+ Tính theo công thức thực nghiệm:
2
1
2 .
p
Q
h
g C A
 
=
 ÷
 
Trong đó:
 C: hệ số thải (giá trị C điển hình cho lưới lọc sạch bằng 0,60);
Trang 15
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
 Q: lưu lượng nước thải đi qua lưới lọc, m

3
/s;
 A: diện tích ngập chìm hữu ích của lưới lọc, m
2
;
 g: gia tốc trọng trường, g = 9,8m/s
2
;
 h
p
: tổn thất áp suất, m.
Các hệ số C, A có thể tra bảng catalog của nhà cung cấp và được xác định bằng
thực nghiệm và phụ thuộc vào các thông số thiết kế như kích thước gờ, đường kính lỗ
lưới, kết cấu, phần trăm diện tích bề mặt lưới làm việc hữu ích.
- Diện tích hữu ích của lưới lọc được tính theo công thức:
max
c
Q
F
u
=
Trong đó:
 F
c
: tổng diện tích hữu ích;
 Q
max
: lưu lượng lớn nhất của nước thải;
 u: vận tốc của chất lỏng chảy qua khe lưới thường
≥

0,7m/s.
3.3. Bể lắng cát
3.3.1. Chức năng
Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải. Trong nước
thải, bản thân cát không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các
công trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn
trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần
số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải có bể lắng cát.
3.3.2. Cấu tạo và phân loại
Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp. Đôi
khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn có
lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn. Ở đây phải tính toán thế nào để cho các hạt cát và
các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi.
Khi lượng nước thải lớn hơn 100m
3
/ngày thì việc xây dựng bể lắng cát là cần thiết.
Dòng chảy trong các bể nên khống chế ở vào khoảng V
max
≈ 0,3m/s nhằm đảm bảo các
hạt cát có thể lắng chìm xuống đáy, đồng thời cũng không nên để nước chảy với vận
tốc nhỏ hơn 0,15m/s làm các liên kết hữu cơ trong nước thải lắng đọng.
Thời gian nước lưu lại trong bể lắng từ 30 - 60 giây. Các bể lắng cát có hố thu cát
ở đầu bể, cát được thu hồi bằng biện pháp thủ công khi lượng cát Wcát (0,5m
3
/ngày
đêm, trên lượng này có thể dùng cơ giới như bơm phun tia, gàu xúc, bơm ruột xoắn
kiểu Archimède,
Nguyên lý
Các thiết bị này hoạt động theo nguyên tắc đơn giản là các hạt cát, sạn,… chịu tác
dụng của trọng lực lắng xuống đáy thiết bị tách, và được tách ra khỏi dòng thải.

Một không gian kín của khối lập phương LxWxH. Dòng chảy của của hỗn hợp
vào thiết bị với tốc độ dòng V
h
. Khi vào không gian kín, với giá trị thích hợp của vận
tốc dòng v
h
thì phần tử hạt chịu tác dụng của trọng lực và rơi với vận tốc V
s
. Kết quả là
các phần tử pha phân tán chuyển động với vận tốc V. Cuối cùng, pha phân tán bị giữ
lại trong buồng lắng và pha liên tục đi ra khỏi buồng lắng.
Trang 16
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Bề mặt pha phân tán dọng lại gọi là bề mặt lắng F:
F = BxL (m
2
)
Khoảng thời gian mà dòng hỗn hợp đi hết chiều dài phòng lắng gọi là thời gian
lưu:
Khoảng thời gian mà các hạt rơi hết độ cao của phòng lắng gọi là thời gian lắng:
Muốn thiết bị lắng thực hiện tốt quá trình phân riêng pha phân tán thì điều kiện
cần thiết là t
1
≥ t
2
, do đó:
Hình 2.4: Mô tả nguyên lý quá trình lắng
Bể lắng cát gồm những loại sau:
 Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của
bể. Bể có tiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể.

 Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thân bể. Nước được
dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể. Chế độ dòng chảy khá phức
tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên, trong khi đó
các hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy.
 Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được dẫn
vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu và máng tập trung rồi dẫn ra ngoài.
 Bể lắng cát làm thoáng: Để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệu
quả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một dàn thiết bị phun khí. Dàn
này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy bể với một
vận tốc đủ để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phân tử nặng có
thể lắng.
Trang 17
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Hình 2.5: Cấu tạo bề lắng cát ngang
Hình 2.6: Bể lắng cát có sục khí và lắng đứng
3.4. Bể tách dầu mỡ
Nước thải của một số xí nghiệp ăn uống, chế biến bơ sữa, các lò mổ, xí nghiệp ép
dầu thường có lẫn dầu mỡ. Các chất này thường nhẹ hơn nước và nổi lên trên mặt
nước. Nước thải sau xử lí không có lẫn dầu mỡ mới được phép cho chảy vào các thủy
vực. Hơn nữa, nước thải có lẫn dầu mỡ khi vào xử lí sinh học sẽ làm bít các lỗ hổng ở
vật liệu lọc, ở phin lọc sinh học và còn làm hỏng cấu trúc bùn hoạt tính trong
aerotank
Ngoài cách làm các gạt đơn giản bằng các tấm sợi quét trên mặt nước, người ta
chế tạo ra các thiết bị tách dầu, mỡ đặt trước dây chuyền công nghệ xử lí nước thải.
Trang 18
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Hình 2.7: Cấu tạo bể tách dầu mỡ
1. Cửa dẫn nước ra; 2. Ống gom dầu, mỡ; 3. Vách ngăn; 4. Tấm chất dẻo
5. Lớp dầu; 6. Ống dẫn nước thải vào; 7. Bộ phận lắng làm từ các tấm gợn
8. Bùn cặn

3.5. Lọc cơ học
3.5.1. Nguyên lý của quá trình lọc
Lọc là quá trình phân tách hệ dị thể chứa pha rắn bằng cách cho chất lỏng chảy
qua vách xốp để giữ pha rắn lại. Quá trình này có ứng dụng rộng rãi trong đời sống,
trong sản xuất và trong nghiên cứu. Đối với huyền phù có nồng độ đủ lớn, quá trình
lọc tạo ra lớp bã trên bề mặt vách. Nó có thể cho sản phẩm (bã) có độ khô lớn hơn
nhiều so với lắng, lại có thể đạt độ tinh lớn hơn nhờ quá trình rửa bã rất dễ dàng. Đối
với các huyền phù có nồng độ rất thấp, như nước ngầm mới khai thác, các dịch (như
bia, rượu vang…) chứa các hạt rất nhỏ, lọc qua các lớp vách xốp dày, sẽ được nước
lọc với độ trong rất cao. Quá trình lọc này có đặc điểm là không tạo ra lớp bã riêng mà
các hạt rắn bị giữ lại trong lòng lớp xốp, gọi là lọc không tạo bã hay lọc lớp sâu. Trong
chương này chủ yếu đề cập cơ sở của quá trình lọc tạo bã.
Để thực hiện quá trình cần tạo ra động lực để khắc phục trở lực của bã và vách lọc
đối với dòng chảy. Chênh lệch áp suất được tạo ra là do chính trọng lượng cột huyền
phù. Để tạo ra áp suất lớn hơn bơm ly tâm rất hay được dùng. Nó còn thích hợp với sự
tăng dần trở lực do lớp bã dâng thêm trong quá trình lọc. Hút chân không ở phía sau
của vách lọc được dùng trong nhiều quá trình lọc, nhất là lọc liên tục. Nó không những
có thể tạo ra động lực ổn định mà còn ít gây biến dạng khối bã, rất có lợi đối với nhiều
huyền phù khó lọc. Động lực có thể được tạo ra nhờ lực ly tâm, thường rất lớn làm quá
trình lọc có những đặc điểm sẽ được xét ở phần máy ly tâm.
Có thể đo năng suất của một thiết bị lọc qua lượng huyền phù được lọc G
H
hoặc
lượng bã được tạo thành G
b
trong một đơn vị thời gian (kg/s) nhưng phổ biến hay đo
bằng thể tích nước lọc trong một đơn vị thời gian V (m
3
/s). Còn đại lượng
.

V
U
F
τ
=
đặc
trưng cho cường độ lọc trung bình của máy lọc. Trong quá trình lọc liên tục U cũng
chính là tốc độ lọc mà độ lớn phụ thuộc vào chênh lệch áp suất, tính chất và chiều dày
của bã, của vách lọc, độ nhớt của nước lọc. Trong quá trình lọc gián đoạn, U còn phụ
Trang 19
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
thuộc thời gian của giai đoạn lọc, và hơn nữa thời gian thực hiện các giai đoạn khác
(rửa, sấy bã, tháo, lắp thiết bị, xả bã, rửa máy) của chu trình.
Tính chất của bã lọc là nhân tố quan trọng hàng đầu ảnh hưởng lên năng suất lọc
và việc chọn thiết bị. Trở lực của bã phụ thuộc vào nhiều nhân tố thuộc cấu trúc lớp
bã như kích thưứoc hạt rắn, dạng hạt, độ xốp, dĩ nhiên cả chiều dày lớp. Dưới tác dụng
của áp suất (lọc) lớp bã có thể biến dạng, làm thay đổi trở lực, bã được gọi là chịu nén.
Khi trở lực lớp bã không phụ thuộc vào thay đổi áp suất, được gọi là không chịu nén.
Các vật liệu tinh thể, các lớp hạt rắn vô cơ mà kích thước không nhỏ quá thuộc loại
thứ hai.
Quá trình lọc hoàn chỉnh gồm có hai pha: lọc và làm sạch (rửa lọc). Các hiện
tượng xảy ra trong pha lọc hầu như giống nhau cho tất cả các loại thiết bị lọc, pha rửa
lọc xảy ra rất khác nhau tùy thuộc vào hoạt động của thiết bị lọc là dạng lọc bán liên
tục hoặc lọc liên tục. Đối với lọc bán liên tục, pha lọc và pha rửa lọc xảy ra nối tiếp
nhau. Trái lại, đối với lọc liên tục, hai pha này xảy ra thời.
Lọc bán liên tục (Semicontinuous Filtration Operations): Trong pha lọc, quá
trình tách các hạt được tách khỏi nước/nước thải được thực hiện bằng cách cho
nước/nước thải đi qua lớp vật liệu lọc trong điều kiện có hoặc không có bổ sung hóa
chất. Trong lớp vật liệu lọc, quá trình khử các hạt lơ lửng xảy ra bằng một quá trình
phức tạp bao gồm một hoặc nhiều cơ chế như lọc qua khe, va chạm, lắng, tạo bông và

hấp thu.
Pha lọc kết thúc khi nồng độ chất lơ lửng trong nước sau lọc bắt đầu tăng vượt quá
giới hạn cho phép hoặc vượt quá giới hạn cho phép của tổn thất áp suất qua lớp vật
liệu lọc. Một cách lý tưởng, hai hiện tượng này phải xảy ra đồng thời. Khi một trong
hai hiện tượng này xảy ra, pha lọc kết thúc và phải tiến hành rửa lọc để tách các cặn lơ
lửng tích lũy trong lớp vật liệu lọc. Thông thường, quá trình rửa lọc được thực hiện
bằng cách đổi chiều dòng chảy qua thiết bị lọc. Với lưu lượng nước rửa lọc đủ lớn, lớp
vật liệu lọc sẽ bị giãn nở và đẩy các cặn tích lũy ra ngoài. Không khí thường được sử
dụng kết hợp với nước để tăng hiệu quả rửa lọc. Trong hầu hết các hệ thống xử lý
nước thải, nước sau khi rửa lọc có chứa các cặn lơ lửng được đưa về bể lắng đợt 1
hoặc qua quá trình xử lý sinh học.
Quá trình lọc liên tục: Trong các thiết bị lọc vận hành liên tục, pha lọc và pha rửa
lọc xảy ra đồng thời và không có hiện tượng đạt điểm tới hạn của độ đục hoặc tổn thất
áp suất.
Một dạng thiết bị lọc liên tục là thiết bị dòng chảy ngược, nước cần lọc chuyển
động ngược từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc. Cùng thời gian đó, lớp cát di chuyển đồng
thời theo cùng hướng và được làm sạch liên tục. Cát (vật liệu lọc) được bơm từ đáy
thiết bị lọc qua ống trung tâm đến bộ phận rửa lắp ở phần trên của thiết bị lọc, từng hạt
cát sẽ được làm sạch các vật liệu bám trên nó bằng quá trình cọ xát và lực cắt. Quá
trình rửa sạch cát xảy ra khi chúng chuyển động zig-zag trong kênh ở phần dưới của
bộ phận rửa và trước khi rơi trở lại bề mặt của lớp cát.
3.5.2. Vách lọc
Trang 20
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Một nhân tố đảm bảo chất lượng của việc tách, giảm tiêu hao (năng lượng, vật liệu
lọc, công) là chọn vách lọc cho phù hợp. Vách lọc cần trước hết đảm bảo đủ độ tách,
bền cơ học và không bị dịch lọc ăn mòn, lại cần trở lực không lớn. Các vách lọc được
dệt (từ sợi bong, sợi hoá học, kể cả các lưới kim loại) thường được dùng vì dễ ghép
chặt vào thiết bị, dễ tháo bã và giặt rửa, dễ liên tục hoá và tự động hoá. Các lớp hạt
hoặc tấm xốp thường dùng vì dễ ghép chặt vào thiết bị, dễ liên tục hoá và tự động hoá.

Các lớp hạt hoặc tấm xốp thường dùng trong thiết bị làm việc gián đoạn.
Nhìn chung các vách lọc chỉ thực sự làm việc tốt (cho nước lọc trong) khi đã có
một lớp rất mỏng trên bề mặt. Đó là do các hạt bã bịt một phần tiết diện của các mao
quản lớn. Tuy nhiên trong quá trình lọc, các hạt nhỏ bị giữ lại (trên miệng các pore và
trong long chúng) ngày càng nhiều, làm tăng đáng kể trở lực. Do vậy việc giặt rửa và
thay định kỳ vách lọc rất có ý nghĩa. Tuy nhiên thực nghiệm chứng tỏ rằng vách lọc
được chọn phù hợp sẽ có thời gian làm việc tương đối ổn định khá dài, trong thời gian
đó trở lực của vách biến đổi rất ít.
3.5.3. Phân loại bể lọc
Theo tốc độ:
 Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 0.1 –0.5m/h
 Bể lọc nhanh: vận tốc lọc 5 –15m/h
 Bể lọc cao tốc: vận tốc lọc 36 –100m/h
Theo chế độ làm việc:
 Bể lọc trọng lực: hở, không áp.
 Bể lọc có áp lực : lọc kín, lọc chân không,…
Ngoài ra còn chia theo nhiều cách khác nhau theo chiều dòng chảy, lớp vật liệu
lọc, theo cỡ hạt vật liệu lọc, cấu tạo hạt vật liệu lọc,…
3.5.4. Cấu tạo bể lọc
Hình 2.8: Cấu trúc một bể lọc cơ học điển hình
Bể lọc chậm
Trang 21
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Nước từ máng phân phối đi vào bể, qua lọc (nhỏ hơn 0.1 –0.5m/h). Lớp cát lọc
trên lớp sỏi đỡ, dưới lớp sỏi là hệ thống thu nước đã lọc. Có nhiều dạng bể lọc chậm
khác nhau dựa trên số lớp vật liệu lọc: bể lọc 1 lớp vật liệu, bể lọc 2 lớp vật liệu, bể lọc
nhiều lớp vật liệu.
− Lớp cát lọc : thạch anh có chiều dày phụ thuộc vào cỡ hạt:
• 0.3 –1 mm => h = 800mm
• 1 –2 mm => h = 50mm

− Ngoài ra còn dùng sỏi hoặc đá dăm:
• 2 –20 mm => h = 100mm
• 20 – 40 mm => h = 150mm
Ưu điểm :
− Tạo lớp màng giúp lọc tốt.
− Dùng xử lý nước không phèn
− Không dùng máy móc.
− Quản lý đơn giản
Nhược điểm:
− Diện tích lớn
− Vận tốc lọc thấp
− Bể lọc châm sử dụng với công suất nhỏ hơn hoặc bằng 1000m
3
/ngày đêm; TSS
nhỏ hơn hoặc bằng 50mg/l
− Bể lọc chậm có dạng hình vuông, n ≥ 2; i ≥ 5%
Bể lọc áp lực
Trang 22
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Hình 2.9: Cấu tạo bể lọc áp lực
Bể lọc áp lực là một loại bể lọc khép kín, thường được chế tạo bằng thép có dạng
hình trụ đứng và hình trụ ngang.
Bể lọc áp lực được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước thải (cuối dây chuyền
công nghệ). Do bể làm việc dưới áp lực, nên nước cần xử lí được đưa vào trực tiếp từ
trạm bơm vào bể, rồi đưa trực tiếp vào nguồn tiếp nhận.
Khi rửa bể, nước từ đường ống áp lực chảy ngược từ dưới lên trên qua lớp cát lọc
và vào phễu thu, chảy theo ống thoát nước rửa xuống ống thu nước rửa lọc
3.6. Bể điều hòa
3.6.1. Ảnh hưởng của sự biến đổi lưu lượng và nồng độ
Hình 2.10: Sự dao động lưu lượng trong quá trình xử lý và vai trò của bể điều hòa

Trang 23
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Lưu lượng, thành phần tính chất nước thải của các xí nghiệp công nghiệp tùy
thuộc vào dây chuyền sản xuất, loại nguyên liệu sử dụng và thành phẩm, thường
không đều theo các giờ trong ngày đêm. Sự dao động lưu lượng, nồng độ nước thải sẽ
dẫn đến những hậu quả tai hại về chế độ công tác của mạng lưới và các công trình xử
lý, đồng thời gây tốn kém nhiều về xây dựng và quản lý. Khi lưu lượng dao động thì rõ
ràng phải xây dựng mạng lưới bên ngoài với tiết diện ống hoặc kênh lớn hơn vì phải
ứng với lưu lượng giờ lớn nhất. Ngoài ra điều kiện công tác về mặt thủy lực sẽ kém đi.
Nếu lưu lượng nước thải chảy đến trạm bơm thay đổi thì dung tích bể chứa, công suất
trạm bơm, tiết diện ống đẩy cũng phải lớn hơn.
Khi lưu lượng, nồng độ nước thải thay đổi thì kích thước các công trình (các bể
lắng, bể trung hòa và các công trình xử lý sinh học) cũng phải lớn hơn, chế độ làm
việc của chúng mất ổn định. Chẳng hạn bể lắng tính với lưu lượng trung bình giờ thì sẽ
làm việc kém khi lưu lượng lớn hơn, ngược lại nếu tính theo lưu lượng giờ lớn nhất thì
giá thành công trình sẽ đắt hơn. Nếu nồng độ các chất bẩn trong nước thải chảy vào
các công trình xử lý sinh học đột ngột tăng lên nhất là các chất độc hại đối với vi sinh
vật thì sẽ làm cho công trình hoàn toàn mất tác dụng.
Các công trình xử lý bằng phương pháp hóa học sẽ làm việc rất kém khi lưu
lượng, nồng độ thay đổi hoặc muốn làm việc tốt thì thường xuyên phải thay đổi nồng
độ hóa chất cho vào. Điều này đặc biệt khó khăn khi điều kiện tự động hóa chưa cho
phép. Kết quả sau khi ra khỏi công trình xử lý nước thải hoặc chưa được làm sạch
hoàn toàn hoặc là còn chứa một lượng hóa chất dư nào đó.
Vì vậy để mạng lưới thoát nước và các công trình xử lý nước thải làm việc bình
thường với hiệu suất cao và kinh tế phải xây dựng các bể điều hòa lưu lượng và nồng
độ nước thải.
3.6.2. Phân loại và vị trí các bể điều hòa
Theo chức năng người ta phân biệt: các bể điều hòa lưu lượng, các bể điều hòa
nồng độ hoặc đồng thời điều hòa lưu lượng, nồng độ nước thải. Bể điều hòa lưu lượng
nên đặt gần nơi tạo ra nước thải, bể điều hòa nồng độ (với lưu lượng ít hoặc không

thay đổi) có thể đặt trong phạm vi trạm xử lý. Khi đó trong dây chuyền sơ đồ dây
chuyền công nghệ trạm xử lý, bể điều hòa có thể đặt sau bể lắng nếu nước thải chứa
một lượng lớn các tạp chất không tan vô cơ, có độ lớn thủy lực từ 4 – 5mm/s trở lên,
kích thước các hạt d
≥
0,2 mm hoặc đặt ở trước bể lắng nếu nước thải chứa chủ yếu là
các chất bẩn không tan hữu cơ. Nếu trong sơ đồ trạm xử lý có bể trộn (với hóa chất)
thì nên đặt bể điều hòa trước bể trộn.
Theo chế độ hoạt động người ta phân biệt: bể điều hòa hoạt động gián đoạn theo
chu kỳ, bể điều hòa hoạt động liên tục. Bể điều hòa hoạt động gián đoạn theo chu kỳ là
những bể chứa (phải có ít nhất hai bể) trong đó một bể tích lũy nước còn bể kia xả
nước đi và ngược lại.
Theo nguyên tắc chuyển động của nước, các bể điều hòa hoạt động liên tục lại
được chia ra: bể điều hòa làm việc theo nguyên tắc đẩy (chế độ chảy tầng) và bể điều
hòa hoạt động theo nguyên tắc xáo trộn (chế độ chảy rối).
Trang 24
Bài giảng HP: Cơ sở công nghệ xử lý nước thải 2010
Các bể làm việc theo nguyên tắc xáo trộn lại được chia ra: xáo trộn cưỡng bức
(bằng máy hướng trục, máy cánh quạt, bằng khí nén hoặc bằng bơm ly tâm) và bể xáo
trộn tự nhiên nhờ gió thổi hoặc nhờ khuếch tán do sự khác nhau về nhiệt độ, tỷ trọng,
nồng độ của các loại nước chảy tới.
3.6.3. Yêu cầu vị trí đặt bể điều hoà
Tuỳ thuộc vào hệ thống sản xuất của cơ sở sản xuất và phương án xử lý chất thải
mà lựa chọn vị trí đặt bể điều hoà thích hợp. Thông thường, các bể điều hoà lưu lượng
được bố trí ở tại các nguồn tạo ra nước thải, còn với bể điều hoà nồng độ (khi lưu
lượng ít hoặc không thay đổi) được bố trí ở trong khu vực trạm xử lý. Khi đó, trong sơ
đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý, bể điều hoà được bố trí phía sau bể lắng thô,
nếu nước thải có chứa một lượng lớn các tạp chất vô cơ không tan với kích thước lớn.
Bể điều hoà cũng có thể đặt trước bể láng đó, nếu nước thải chứa chủ yếu là các chất
hữu cơ không tan. Trường hợp trong quy trình xử lý có bể trung hòa thì bể điều hòa

giúp quá trình phản ứng được tiến hành thuận lợi.
Trong một số trường hợp, bể điều hoà được bố trí đặt ở vị trí phía sau bể xử lý sơ
cấp và trước bể xử lý sinh học. Điều này sẽ làm giảm được lượng bùn và bọt ở trong
bể điều hòa. Nếu là một bể điều hoà lưu lượng dòng thì cần phải bố trí nó ở trước cả bể
lắng sơ cấp và bể xử lý sinh học và phải thiết kế hệ thống khuấy trộn mạnh để ngăn
cản sự lắng của huyền phù, cũng như làm giảm bớt sự chênh lệch nồng độ và đôi khi ở
đây còn bố trí cả bộ phận sục khí để làm giảm sự bốc mùi khó chịu trong các thiết bị
xử lý tiếp theo.
3.6.4. Phân loại bể điều hoà
Có một số loại bể điều hòa như sau:
a. Bể điều hoà có tường ngăn: Loại hình chữ nhật, các tường ngăn có thể bố trí
theo chiều dọc hoặc theo chiều ngang. Dòng chảy khi đi qua bể phải giữ ở chế độ
xoáy.
b. Bể điều hoà hình tròn: Dẫn nước vào theo đường chuyển tiếp: Nước thải được
dẫn vào theo đường tiếp tuyến với chu vi ở vị trí đáy bể và được dẫn ra theo đường
ống trung tâm nằm ở vị trí phía trên của bể.
c. Bể điều hoà có cánh khuấy cơ khí: Loại này rất phổ biến, có thể dùng máy
khuấy loại mái chèo, loại chân vịt hoặc tuốc bin. Sự lựa chọn loại máy khuấy và tốc độ
khuấy tuỳ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng. Với các bể lớn thường ta bố trí làm nhiều
cánh khuấy và cố gắng giảm thấp không gian chết trong bể để chống hiện tượng lắng
đọng.
d. Bể điều hoà có sục khí: Loại này thường dùng cho chất lỏng có độ nhớt thấp.
Không khí nén được dẫn vào hệ thống ống có đục lỗ, đặt ở đáy bể điều hoà. Không khí
nén qua lỗ tạo thành các bong bóng làm khuấy đảo lớp nước phía trên (lỗ thường được
đục ở mặt dưới của ống để tránh tắc). Tuỳ theo cách đục lỗ là một hàng dọc hoặc hai
hàng dọc, tuỳ theo chiều dài ống sẽ tạo được 1 dòng hoặc 2 dòng tuần hoàn theo mặt
cắt ngang của bể.
Trang 25