Đề xuất công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp để phục vụ cho cụm dân cư nhỏ

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM





TRƯƠNG THỊ HỒNG NHUNG



ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHI PHÍ
THẤP ĐỂ PHỤC VỤ CHO CỤM DÂN CƯ NHỎ




LUẬN VĂN THẠC SĨ








HÀ NỘI - 2014

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRƯƠNG THỊ HỒNG NHUNG



ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHI PHÍ
THẤP ĐỂ PHỤC VỤ CHO CỤM DÂN CƯ NHỎ



Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Mã số : 60 44 03 01



Người hướng dẫn khoa học : TS. PHAN TRUNG QUÝ





HÀ NỘI - 2014


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i

LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp thạc sỹ của tôi với đề
tài “Đề xuất công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp để phục vụ cho cụm
dân cư nhỏ” được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của TS. Phan Trung Quý
– Khoa Môi trường – Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Có được kết quả nghiên cứu nêu trên, ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản
thân, tôi đã nhận được sự hướng dẫn rất tận tình và cụ thể của TS. Phan
Trung Quý. Bên cạnh đó, tôi còn nhận được sự giúp đỡ, góp ý hữu ích của
các thầy cô giáo trong Bộ môn Hóa và các bạn bè đồng nghiệp. Sự giúp đỡ và
động viên này đã khích lệ tôi rất lớn trong quá trình hoàn thành luận văn.
Do kiến thức của tôi còn nhiều hạn chế và trong điều kiện nghiên cứu
còn nhiều khó khăn nên bản luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi
kính mong được các thầy cô, các chuyên gia và các bạn đồng nghiệp đóng
góp ý kiến để bản luận văn có chất lượng tốt nhất.
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phan Trung Quý và
các thầy cô giáo đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp
này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 26 tháng 09 năm 2014
Học viên


Trương Thị Hồng Nhung


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện
dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Phan Trung Quý. Những số liệu phản
ánh trong quá trình nghiên cứu Luận văn do tôi tiến hành thực hiện trên địa
bàn Khu biệt thự Đặng Xá, Gia Lâm, Hà Nội. Những tài liệu tham khảo trong
Luận văn của tôi đã được sự đồng ý của các tác giả.
Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn
này trung thực và chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.


Học viên





Trương Thị Hồng Nhung










Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii

MỤC LỤC

MỤC LỤC i
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix
MỞ ĐẦU 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1
1.2. Mục đích của đề tài 2
1.3. Yêu cầu của đề tài 2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3
1.1 Tổng quan về nước thải – Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải. 3
1.1.1 Khái niệm về nước thải 3
1.1.2. Các đặc tính của nước thải 5
1.1.3. Hệ thống thoát nước thải 11
1.1.4. Vai trò của xử lý nước thải 11
1.1.5. Xử lý nước thải như thế nào? 12
1.1.6. Quy trình xác định phương pháp xử lý nước thải 13
1.1.7. Mức độ xử lý nước thải 14
1.2 Phương thức tiếp cận thoát nước và xử lý nước thải chi phí thấp,
bền vững 15
1.2.1. Phương pháp tiếp cận bền vững 15
1.2.2. Tiếp cận dựa trên yêu cầu 17
1.2.3. Nguyên tắc lấy đối tượng sử dụng là trung tâm 17
1.2.4. Nguyên tắc BELLAGIO 19
1.2.5. Vệ sinh sinh thái (ECOSAN) 20
1.2.6. Khái niệm xử lý nước thải chi phí thấp 21

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv

1.2.7. Phương pháp XLNT chi phí thấp trên Thế giới đã được ứng dụng và
tiêu chí lựa chọn trong điều kiện Việt Nam 24
1.2.8. Quy trình đánh giá, lựa chọn công nghệ 35
1.2.9. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống xử lý nước thải chi phí thấp 36
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 41
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 41
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 41
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 41
2.2. Nội dung nghiên cứu 41
2.3. Phương pháp nghiên cứu 41
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu 41
2.3.2. Phương pháp khảo sát thực địa 42
2.3.3. Phương pháp phân tích đánh giá, lựa chọn công nghệ 42
2.3.4. Phương pháp xây dựng đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải
chi phí thấp 42
2.3.5. Phương pháp tính toán dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp 42
CHƯƠNG III. ĐÊ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI CHI PHÍ THẤP PHỤC VỤ CHO CỤM DÂN CƯ NHỎ 43
3.1. Đánh giá hiệu quả của một số công trình xử lý nước thải chi phí thấp. 43
3.1.1 Kênh oxy hoá tuần hoàn 43
3.1.2 Hồ sinh vật 43
3.1.3. Giếng thấm 45
3.1.4. Bãi thấm, bãi lọc 47
3.1.5. Bãi lọc ngập nước và bãi lọc ngầm trồng cây 47
3.1.6. Bể tự hoại và bể tự hoại cải tiến 50
3.1.7. Bể Biogas 59

3.1.8. Mô hình sinh thái VAC 60


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v

3.1.9. Các công trình vệ sinh "khô" - nhà vệ sinh sinh thái 60
3.1.10. Tổng hợp các giải pháp và đặc điểm của công nghệ XLNT phân tán 63
3.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ XLNT chi phí thấp 64
3.2.1 Tổ chức thoát nước và XLNT chi phí thấp 64
3.2.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp cho các
khu dân cư quy mô nhỏ 74
3.3 Tính toán thiết kế dây chuyền công nghệ XLNT cho một khu dân cư cụ thể 82
3.3.1. Khái quát về khu biệt thự ĐặngXá – Gia Lâm – Hà Nội 82
3.3.2. Tính toán thiết kế phương án thoát nước và xử lý nước thải khu biệt
thự Đặng Xá, Gia Lâm, Hà Nội. 83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90
1. Kết luận 90
2. Kiến nghị 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92




Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Các thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt chưa xử lý 9

Bảng 1.2. Thành phần các chất ô nhiễm điển hình trong bùn cặn bể tự hoại . 10

Bảng 1.3. Thành phần các chất ô nhiễm điển hình trong nước thải công nghiệp 10

Bảng 1.4. Các mức độ xử lý nước thải và các công trình 14

Bảng 1.5. Chi phí hàng năm của hộ gia đình dành cho các kiểu NVS 22

Bảng 3.1. Các thông số thiết kế bể tự hoại cải tiến 53

Bảng 3.2. Bảng tính kích thước tối thiểu của bể tự hoại cải tiến xử lý nước
đen và nước xám theo số người sử dụng bể 53

Bảng 3.3. Bảng tính kích thước tối thiểu của bể tự hoại cải tiến xử lý nước
đen theo số người sử dụng bể 54

Bảng 3.4. Các loại bể tự hoại, cấu tạo và điều kiện áp dụng 57

Bảng 3.5. Thành phần dinh dưỡng của một số phân hữu cơ 60

Bảng 3.6. Một số loại nhà vệ sinh ở Việt Nam 61

Bảng 3.7. Các giải pháp và đặc điểm của công nghệ XLNT phân tán 63




Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Nguồn gốc và hệ thống quản lý nước thải 4

Hình 1.2. Phương thức lấy hộ gia đình làm trung tâm 18

Hình 1.3. Biểu đồ quan hệ giữa chi phí và hiệu quả XLNT 21

Hình 1.4. Biểu đồ quan hệ chi phí HTTN và mật độ dân 22

Hình 1.5: Các bước xử lý nước thải của DEWATS 25

Hình 1.6. Các tiêu chí cơ bản để đảm bảo XLNT bền vững 33

Hình 1.7 Các bước tiến hành khi lập dự án khả thi XLNT & VSMT 34

Hình 3.1 Hồ sinh vật tự nhiên 45

Hình 3.2. Sơ đồ cấu tạo giếng thấm 45

Hình 3.3: Giếng thấm cạn khi lớp đất thấm nước sát mặt đất 46

Hình 3.4. Giếng thấm đặt sâu khi lớp không thấm nước dày 46

Hình 3.5. Sơ đồ cấu tạo cánh đồng tưới 48

Hình 3.6. Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của cánh đồng tưới 49

Hình 3.7. Cấu tạo bể tự hoại thông thường 50

Hình 3.8 Bể tự hoại cải tiến với vách ngăn mỏng dòng hướng lên (BAST) . 51

Hình 3.9 Bể tự hoại cải tiến có các vách ngăn mỏng dòng hướng lên và
ngăn lọc kỵ khí (BASTAF) 52

Hình 3.10. Sơ đồ tính toán kích thước của bể tự hoại cải tiến có các vách
ngăn mỏng dòng hướng lên BAST 55

Hình 3.11. Sơ đồ tính toán kích thước của bể tự hoại cải tiến có các 56

vách ngăn mỏng dòng hướng lên và ngăn lọc kỵ khí BASTAF 56

Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý lọc nước thải từ bể tự hoại qua đất 58

Hình 3.13 Sơ đồ cấu tạo bể Biogas 60

Hình 3.14 Nhà vệ sinh 61

Hình 3.15. Sơ đồ nguyên tắc thoát và xử lý nước thải tập trung 65



Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii

Hình 3.16 Sơ đồ nguyên tắc thoát và xử lý nước thải phân tán, tại chỗ 68

Hình 3.17. Sơ đồ hệ thống thoát và xử lý nước thải cho chung cư 74

Hình 3.18. Bãi lọc ngầm kết hợp cây hoa cảnh khu đô thị Ecopark 75

Hình 3.19. Bãi lọc, bãi thấm kết hợp trồng hoa, cây cảnh khu đô thị Ecopark 76

Hình 3.20. Hồ sinh học kết hợp ao cá cảnh khu đô thị Ecopark
Hình 3.21. Bãi lọc ngầm kết hợp tiểu cảnh 78

Hình 3.22. Khu biệt thự Lâm Viên – Đặng Xá 79

Hình 3.23. Khu biệt thự liền kề Đặng Xá 79

Hình 3.24. Khu dân cư siêu thị Hapro Mart 81

Hình 3.25. Khu dân cư siêu thị Hapro Mart 82








Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ix

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy hóa sinh hóa
BVMT Bảo vệ môi trường
BTH Bể tự hoại

CN Công nghệ
COD Nhu cầu oxy hóa hóa học
DO Oxy hòa tan
HSH Hồ sinh học
HTTN Hệ thống thoát nước
MLTN Mạng lưới thoát nước
NVS Nhà vệ sinh
QLNT Quản lý nước thải
QLVH Quản lý vận hành
QLVHBD Quản lý vận hành bảo dưỡng
SS Cặn lơ lửng
TDS Tổng chất rắn hòa tan
TN Tổng Nito
TP Tổng Phối Pho
TS Tổng lượng chất rắn
TSS Tổng chất rắn lơ lửng
TXL Trạm xử lý
XLNT Xử lý nước thải
VSV Vi sinh vật
VSMT Vệ sinh môi trường

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1

MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam hiện nay có gần 1000 đô thị với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp
hóa và phát triển kinh tế đang ngày một gia tăng, kéo theo lượng nước sử
dụng cho sinh hoạt, sản xuất và lượng nước thải tăng lên nhanh chóng. Việc

thoát nước và vệ sinh tại các khu đô thị, khu dân cư đang tồn tại nhiều bất
cập, chưa được giải quyết hợp lý, đa số nước thải của khu công nghiệp, bệnh
viện, khu dân cư chưa được xử lý mà thải trực tiếp ra sông, hồ….
Một số nơi thành phố, thị xã đã chú ý đầu tư xây dựng các công trình
thoát và xử lý nước thải song việc thực thi và vận hành các công trình đó còn
chứa đựng không ít những vấn đề thách thức, mâu thuẫn và nan giải giữa phát
triển kinh tế và bảo vệ môi trường, kỹ thuật hiện đại và kinh phí đầu tư. Vấn
đề có thể không phải là đầu tư nhiều hay ít mà phải lựa chọn mô hình và giải
pháp đầu tư hợp lý.
Việc lựa chọn công nghệ hiện đại sẽ kéo theo chi phí lớn không phù
hợp, việc giải quyết cục bộ nhỏ lẻ có khi chỉ là biện pháp tình thế không bền
vững. Việc lựa chọn một giải pháp công nghệ phù hợp nhưng cũng phải dễ
dàng dịch chuyển đến tương lai, đó chính là yếu tố bền vững cho sự phát
triển. Việc lựa chọn công nghệ chi phí thấp không có nghĩa là đối lập với việc
phát triển các công nghệ tiên tiến hiện đại. Tuy nhiên trong điều kiện tự nhiên
kinh tế xã hội cụ thể những mô hình xử lý đơn giản, có hiệu quả và bền vững
sẽ được lựa chọn sử dụng.
Do vậy đề tài “Đề xuất công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp để phục vụ
cho cụm dân cư nhỏ” là cần thiết và sẽ đem lại nhiều lợi ích, góp phần cải thiện
môi trường sống, bảo vệ môi trường và đem lại hiệu quả kinh tế - xã hội.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2

1.2. Mục đích của đề tài
Mục đích của đề tài là nghiên cứu thiết lập luận chứng, luận cứ, xác định
phương pháp luận và xây dựng các tiêu chí làm cơ sở và đề xuất quy trình lựa
chọn công nghệ xử lý NT sinh hoạt chi phí thấp cho các cụm dân cư nhỏ.
1.3. Yêu cầu của đề tài
Để đạt được mục đích của đề tài cần yêu cầu như sau:

- Lựa chọn các công nghệ xử lý nước thải đơn giản, chi phí thấp, so sánh
các đặc điểm của các công nghệ để từ đó lựa chọn được dây chuyền công nghệ xủ
lý phù hợp.




















Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về nước thải – Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải.
1.1.1 Khái niệm về nước thải

Quá trình hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người tại các đô thị
làm phát sinh các chất thải dưới các dạng rắn, lỏng và khí. Chất thải dạng
lỏng, hay nước thải, sau khi qua các khâu xử lý làm sạch sẽ là một nguồn
nước cấp quan trọng cho các đô thị (Hình 1.1). Nước thải là nước sau quá
trình sử dụng trong các hoạt động của con người, có thành phần bị biến đổi,
chứa các chất ô nhiễm. Theo nguồn gốc, nước thải có thể là hỗn hợp của nước
hay chất lỏng có chứa các chất thải từ các hộ gia đình, trường học, khu thương
mại hay công nghiệp với nguồn nước ngầm, nước mặt hoặc nước mưa
[Metcalf và Eddy, 2003]
Có nhiều loại nước thải với thành phần, tính chất khác nhau và cũng có
nhiều loại hình công nghệ và kỹ thuật xử lý làm giảm tác động tiêu cực của
nước thải tới môi trường tiếp nhận.
Theo nguồn gốc phát sinh, nước thải có thể được phân loại theo bốn
loại hình như sau:
- Nước thải công nghiệp
- Nước thải sinh hoạt
- Nước thải thương mại
- Nước mưa chảy bề mặt


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4


Hình 1.1. Nguồn gốc và hệ thống quản lý nước thải
Nước thải công nghiệp: Nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất,
thương mại, khai khoáng, các hoạt động tại khu lâm nghiệp, bao gồm cả nước
chảy bề mặt và nước rỉ rác từ các khu tiếp nhận chất ô nhiễm và các kho lưu
trữ hàng thương mại, công nghiệp.[6]
Nước thải sinh hoạt: Nước thải phát sinh chủ yếu từ các hộ gia đình,

khu văn phòng, trường học, và những nguồn tương tự, được gọi là nước thải
vệ sinh hoặc nước thải sinh hoạt. Loại hình nước thải này cũng bao gồm nước
thải phát sinh từ các cơ sở dịch vụ ăn uống, cơ sở giặt là có trang bị không
quá bốn máy giặt, cơ sở nuôi gia súc, gia cầm (chuồng trại, trạm thú y, cơ sở
chăn nuôi), dịch vụ chăm sóc sức khoẻ, với điều kiện là không chứa các chất
độc tố, chất nguy hại và chất thải công nghiệp.[6]

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5

Nước mưa chảy tràn bề mặt: Nước chảy tràn có nguồn gốc từ nước
mưa, tuyết tan, nước mưa thoát trên hè đường phố, đây là phần nước không
thấm qua đất và chảy tràn trên mặt đường, đất và được thu gom vào các hệ
thống thoát nước thành phố hoặc chảy vào các nguồn nước mặt.
1.1.2. Các đặc tính của nước thải
Thành phần của nước thải rất đa dạng: chứa các vi khuẩn gây bệnh
hoặc không gây bệnh, các hợp chất hữu cơ tan hoặc không tan, hợp chất vô cơ
tan hoặc không tan, xác động thực vật, khí sinh học, chất độc. [9]
1.1.2.1. Đặc điểm về lưu lượng
Lưu lượng nước thải là một thông số quan trọng trong việc thiết kế lựa
chọn quy mô và loại hình công nghệ trạm xử lý, thiết kế và quy mô trạm,
thậm chí là cả việc lựa chọn hệ thống thoát nước chung hay riêng. Lưu lượng
nước thải có thể được biểu thị bằng lưu lượng đặc trưng, là lưu lượng trong
một ngày đêm, lưu lượng tới hạn (cực đại và cực tiểu), các hệ số về sự dao
động của lưu lượng nước thải theo ngày, tháng và năm.
Đối với hệ thống thoát nước chung (kết hợp nước thải và nước mưa),
các thông số được khuyến cáo sử dụng như sau (Nguồn Weber, Vandevenne
và Edline, 2002)
- Q
DW

hoặc Q
m
- lưu lượng đặc trưng trong mùa khô bằng lượng nước
thải trong một ngày đêm /24 [m
3
/h]
- Q
18
- lưu lượng ban ngày trong mùa khô bằng lượng nước thải trong
một ngày đêm/18 [m
3
/h]
- Q
p
- lưu lượng dòng chảy cực đại về mùa mưa [m
3
/h]: 3Q
18
< Q
P
<
5Q
18
hoặc Q
p
=(2÷4) Q
M
đối với Việt Nam
- Khi thiết kế các công trình xử lý sơ bộ cần sử dụng thông số tính toán 5Q
18

- Khi thiết kế các công trình xử lý nước thải thu gom từ hệ thống cống
thoát nước chung, cần sử dụng thông số tính toán 6Q
18
hoặc 7Q
18



Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6

1.1.2.2. Thành phần và chất lượng nước thải
Các thông số vật lý [4,20]
Cặn lơ lửng (SS) - các phần tử chất rắn không tan, tồn tại dưới dạng nổi
trên mặt nước hoặc lơ lửng trong nước. Có thể loại bỏ bằng phương pháp cơ
học.
Tổng chất rắn hoà tan (TDS) - các chất rắn hữu cơ hoặc vô cơ, dạng tan
nhưng không loại bỏ được bằng phương pháp lọc.
Độ đục - thông số biểu thị trạng thái vẩn đục của nước, gây ra bởi các
phần tử dạng lơ lửng.
Độ màu - màu (nâu nhạt, xám, đen ) là thông số có thể nhận biết được
bằng mắt. Độ màu liên quan trực tiếp tới độ pH và chỉ số DO (hàm lượng oxy
hoà tan) trong nước và cho phép đánh giá tình trạng ô nhiễm của nước thải
Nhiệt độ (
0
C hoặc
0
F) - thông số quan trọng sử dụng trong thiết kế trạm
xử lý thải bởi nó có ảnh hưởng tới quá trình xử lý sinh học, hoá học diễn ra

trong nước.
Độ dẫn điện (EC) - độ dẫn điện đánh giá khả năng nước truyền dẫn các
dòng điện và có liên quan trực tiếp tới hàm lượng TDS.
Các thông số hoá học [20]
Tổng Nitơ (TN) - thông số đại diện cho tất cả các dạng tồn tại của Nitơ
trong nước, bao gồm hàm lượng ammonia tự do (
4
NH
+
), nitơ hữu cơ (Org-N),
nitrite (NO
2-
) và nitrat (NO
3-
); tổng nitơ theo phương pháp Kjeldahl (TKN) là
tổng hàm lượng nitơ hữu cơ và ammonia tự do.
Tổng phốt pho (TP) - thông số đại diện cho tất cả các dạng phốt pho
tồn tại trong nước, là tổng của hàm lượng phốt pho hữu cơ và phốt pho vô cơ
Độ pH - thông số đánh giá tính axit hay kiềm của dung dịch với dung
môi là nước

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7

Độ Kiềm - thông số đáng giá tính axit hay kiềm của nước thải; khả
năng tuỳ thuộc vào sự có mặt của các ion bicarbonat, carbonat và hydroxit có
trong thành phần của nước.
Clurua (Cr) - thông số đánh giá khả năng tái sử dụng nước thải trong
nông nghiệp
Sunfat (SO

4
) - thông số đánh giá khả năng phát sinh khí (chủ yếu là khí
H
2
S có mùi trứng thối), và có thể ảnh hưởng tới công đoạn xử lý bùn cặn hình
thành trong quá trình xử lý nước thải.
Các nguyên tố kim loại - ví dụ như As, Cd, Ca, Cr, Co, Cu, Pb, Mg,
Hg, Mo, Ni, Se, Na và Zn được đo để đánh giá khả năng tái sử dụng nước thải
và ảnh hưởng của các kim loại nặng trong quá trình xử lý.
Khí - các thành phần khí được sinh ra do các quá trình phân huỷ các
hợp chất có trong bản thân nước thải, ví dụ như O
2
, CO
2
, H
2
S
,
NH
3


và CH
4
.
BOD
5
- thông số biểu thị nhu cầu oxy sinh hoá trong 5 ngày, đặc trưng
bởi lượng ôxy cần thiết cho các vi khuẩn oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ dễ
phân huỷ sinh học có trong một đơn vị thể tích nước thải trong thời gian 5

ngày ở điều kiện 20
0
C.
COD - nhu cầu oxy hóa hoá học, đặc trưng cho lượng oxy cần thiết
(tính bằng mg/L) để oxy hoá học các chất hữu cơ có trong nước thải bằng
dichromat (chất oxy hoá mạnh) trong môi trường axit.
BOD
~
- thông số đặc trưng cho tổng lượng oxy hoà tan trong nước thải,
cần thiết để vi khuẩn thực hiện quá trình oxy hoá sinh hoá các hợp chất hữu
cơ dễ phân huỷ sinh học tính cho một đơn vị thể tích nước thải, cho đến khi
quá trình hô hấp kết thúc.
BOD
~
/COD - tỷ lệ BOD
~
/COD thể hiện khả năng phân huỷ sinh học
của các chất hữu cơ trong mẫu nước thải (hay khả năng ứng dụng phương
pháp sinh học trong xử lý nước thải).
Dầu, mỡ - thường xuất hiện nhiều trong nước thải, bao gồm các chất
béo, các loại dầu, các chất sáp và các hợp chất tương tự khác.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8

Các thành phần chất độc - trong nước thải có thể chứa một số các hợp
chất độc gây ảnh hưởng tới quá trình sống của các vi sinh vật.
Các chỉ tiêu vi sinh vật [4]
Fecal coliform - các vi khuẩn sống trong đường ruột của các loại động
vật thuộc nhóm máu nóng. Chỉ tiêu này đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn bởi

các loại vi khuẩn gây bệnh có nguồn gốc từ phân. Các vi khuẩn coliform
không phải là dạng vi khuẩn gây bệnh điển hình.
Các vi sinh vật khác - vi khuẩn, và các loại virus có trong các chất thải,
thể hiện mức độ ô nhiễm hay nhiễm bẩn độc tố của nước thải. Cần phải lưu ý
đến các sinh vật này bởi chúng là nguồn gốc phát sinh dịch bệnh. Một vài
chủng loại có khả năng sống lâu, thậm chí có thể sinh sống trong cơ thể
người. Tuỳ thuộc vào công nghệ và mức độ xử lý, các vi sinh vật này có thể
được xử lý triệt để hoặc không triệt để. Các chỉ tiêu này cần được kiểm soát
trong nước thải sau xử lý, theo các mục đích: xả ra nguồn, tái sử dụng nước
thải trong nông nghiệp và lựa chọn các loại cây trồng và phương pháp tưới
tiêu.
1.1.2.3. Đặc điểm của các loại nước thải
Nước thải sinh hoạt: Có nguồn gốc phát sinh từ các hộ gia đình, công
trình công cộng và khu công sở. Thành phần điển hình của nước thải sinh hoạt
có thể tham khảo trong Bảng 1.1.
Tại các khu vực có hệ thống thoát nước, bể tự hoại là một công trình
được sử dụng phổ biến. Bể tự hoại sẽ giữ lại các chất cặn lắng trong nước thải
và trong quá trình phân huỷ kị khí xảy ra trong bể. Một phần bùn cặn sẽ được
hút khỏi bể hàng năm để đảm bảo duy trì hiệu quả xử lý của bể. Thành phần
các chất ô nhiễm đặc trưng có trong bùn cặn bể tự hoại, được hút và vận
chuyển tới trạm xử lý nước thải được nêu trong Bảng 1.2.
Nước thải công nghiệp: tính chất của nước thải công nghiệp rất đa dạng
do thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm rất khác nhau. Nước thải từ các
loại hình công nghiệp như hoá dầu, chế biến thực phẩm, bia rượu và hoá chất
thường có hàm lượng các hợp chất hữu cơ lớn, chỉ số BOD, chất rắn lơ lửng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9

và chất rắn hoà tan cao, độ pH, mùi và các hợp chất sunfua thường biến đổi

(Bảng 1.3). Nước thải của các nhà máy hoá chất thường chứa nhiều các hợp
chất độc hại (như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, phenol ) có hại đối với các vi
sinh vật trong nước, ngay cả khi các loại chất độc này tồn tại với nồng độ nhỏ
trong nước.[11]
Bảng 1.1. Các thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt chưa xử lý
Chất ô nhiễm Đơn vị
Nồng độ
Thấp
Trung
Bình
Cao
Tổng lượng chất rắn (TS) mg/L 350 720 1.200
Tổng lượng hoà tan (TDS) mg/L 250 500 850
Cặn lơ lửng (SS) mg/L 100 220 350
Cặn lắng được ml/L 5 10 20
BOD
5
, 20
0
C mg/L 110 220 400
COD mg/L 250 500 1.000
Nitơ (tổng N) mg/L 20 40 85
Hữu cơ mg/L 8 15 35
Ammonia tự do mg/L 12 25 50
Nitrit mg/L 0 0 0
Nitrat mg/L 0 0 0
Phôt pho (tổng P) mg/L 4 8 15
Hữu cơ mg/L 1 3 5
Vô cơ mg/L 3 5 10
Clorua mg/L 30 50 100

Sulfat mg/L 20 30 50
Độ kiềm (theo CaCO
3
) mg/L 50 100 200
Dầu và mỡ mg/L 50 100 150
Tổng Coliform MPN/100mL

10
6
-10
7

10
7
-10
8
10
7
-10
8


(Nguồn Weber, Vandevenne và Edline, 2002)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10

Bảng 1.2. Thành phần các chất ô nhiễm điển hình trong bùn cặn bể tự
hoại
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 10.000 - 25.000 mg/L

Nhu cầu oxy sinh hoá trong 5 ngày đầu tiên (BOD
5
) 3.000-5.000 mg/L
Nhu c
ầ
u oxy hoá h
ọ
c (COD)

25.000
-

4.000 m
g/L

T
ổ
ng N (TN)

200
-
700 mg/L

Tổng P (TP) 100-300 mg/L
Dầu và mỡ 2.500 - 7.500 mg/L
(Nguồn Weber, Vandevenne và Edline, 2002)
Bảng 1.3. Thành phần các chất ô nhiễm điển hình trong nước thải công
nghiệp
Ngành
công

nghiệp
BOD
(mg/L)
TSS
(mg/L)
Dầu &
mỡ
(mg/L)

Kim loại
nặng
(mg/L)
Hợp
chất dễ
bay hơi
(mg/L)
Chất
hữu cơ
khó
phân
huỷ
(mg/L)
Hoá dầu 100-300 100-250
200-
3.000
Asen, sắt sulfit
Phenol
0-270
Thuộc da
1.000-

3.000
4.000-
6.000
50-850
Crom
300-1.000
Ammonia

Sulfit
100-200

Sản xuất
chai lọ
200-6.000

0-3.500
Chưng cất
rượu, đường

600-
32.000
200-
30.000

Ammonia

5-400

Chế biến
thực phẩm

100-7000 30-7000
Giấy
250-
15.000
500-
100.000

Selen,
Kẽm

Phenol
0-800
Hoá chất
500-
20.000
1.000-
170.000
0-2000
Asen
Canxi,
bari

Phenol
0-5000
(Nguồn Weber, Vandevenne và Edline, 2002)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11

1.1.3. Hệ thống thoát nước thải

1.1.3.1. Hệ thống thoát nước chung
Hệ thống thoát nước chung là hệ thống trong đó tất cả các loại nước thải,
bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất và nước mưa được thu gom,
vận chuyển trong cùng một hệ thống thoát nước và dẫn đến công trình xử lý.
1.1.3.2. Hệ thống thoát nước riêng
Hệ thống thoát nước riêng là hệ thống có hai hay nhiều mạng lưới riêng
biệt dùng để:
+ Vận chuyển nước bẩn nhiều (như nước thải sinh hoạt, nước thải sản
xuất) xả vào hệ thống xử lý.
+ Vận chuyển nước ít bẩn hơn (như nước mưa, nước thải sản xuất ít
nhiễm bẩn) xả vào hệ thống xử lý.
1.1.4. Vai trò của xử lý nước thải
1.1.4.1. Đối với môi trường
Một trong những mục đích chính của việc xử lý nước thải (XLNT) là
hạn chế việc xả thải các hợp chất hữu cơ "có tiêu thụ oxy" đến mức có thể vào
nguồn tiếp nhận. Mặt khác, khi nước thải có chứa nhiều các chất dinh dưỡng,
sẽ kích thích quá trình sinh trưởng và phát triển mạnh các loại cây trồng trong
nước, dẫn tới sự suy giảm lượng oxy có trong nước và gây hiện tượng phú
dưỡng trong nguồn nước. Vì vậy, loại bỏ các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong
nước thải trước khi xả ra nguồn, là mục đích đầu tiên nhằm tiến tới một môi
trường bền vững, giữ cho môi trường trong sạch cho các thế hệ hôm nay và
trong tương lai.[8]
1.1.4.2. Đối với sức khoẻ
Nước thải không được xử lý chứa rất nhiều các vi sinh vật gây bệnh.
Tồn tại nhiều loại bệnh dịch có nguồn gốc từ các hoạt động thiếu vệ sinh như
việc tắm rửa hay bơi lội trong nước bị nhiễm bẩn, hoặc việc tiêu thụ các loại
động thực vật thuỷ sinh sống trong các nguồn nước bị ô nhiễm bởi nước thải,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 12

như: bệnh ngứa ngoài da, viêm da, nhiễm khuẩn vết thương hay viêm dạ dày
ruột, viêm da do virus, tả, lỵ, thương hàn. Hơn nữa trong nước thải còn chứa
các chất độc hại, có khả năng làm biến đổi gen hay gây ung thư. Vì những lý
do trên, việc loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh là rất cần thiết để bảo vệ sức
khoẻ cộng đồng.
1.1.4.3. Về khía cạnh kinh tế
Việc tái sử dụng nước thải sau xử lý cho nông nghiệp không chỉ có ý
nghĩa về mặt môi trường mà còn là động lực phát triển cho các mục tiêu quốc
gia, tạo ra một nền nông nghiệp phát triển bền vững trong khi đó sẽ bảo vệ
được nguồn nước đang ngày càng khan hiếm. Một ưu điểm của việc sử dụng
nước thải đã qua xử lý để tưới tiêu trong nông nghiệp là giảm mức độ xử lý
nước thải, đồng nghĩa với việc làm giảm đáng kể chi phí cho quá trình xử lý
nước thải, nhờ vào vai trò của đất và cây trồng như một dạng bể lọc sinh học
tự nhiên. Ngoài ra, việc tận dụng các chất dinh dưỡng có sẵn trong nước thải
còn giúp cắt giảm chi phí phân bón cho cây trồng.
1.1.5. Xử lý nước thải như thế nào?
Có nhiều phương pháp làm sạch nước thải, tuỳ thuộc vào từng loại nước
thải và mức độ nhiễm bẩn của chúng.
Tại các vùng nông thôn, mục tiêu chính là tái sử dụng nước thải phục
vụ tưới tiêu trong nông nghiệp. Vì thế, quá trình xử lý nước thải tập trung vào
việc loại bỏ các tác nhân gây bệnh (giảm thiểu nguy cơ gây hại cho sức khoẻ)
và lượng bùn cặn có trong nước thải (hạn chế nguyên nhân dễ gây hại cho sức
khoẻ và bịt tắc đường ống trong mạng lưới phân phối nước tưới tiêu), có thể
sử dụng quá trình lọc kỵ khí bằng bể lọc cát.[10]
Đối với các vùng đô thị và các khu dân cư cần thiết phải xả nước thải ra
sông, hồ hoặc xả vào đất, việc xử lý nước thải cần tiến hành nhằm loại bỏ các
hợp chất hữu cơ và bùn cặn, để tránh việc xả thải quá mức lượng chất hữu cơ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 13

(gây ảnh hưởng tiêu cực tới quá trình dinh dưỡng) vào nguồn tiếp nhận, là
sông hoặc nguồn nước ngầm.
Đối với các hộ gia đình, biện pháp xử lý nước thải phổ biến nhất là bể tự
hoại. Trong các thành phố, một trong những phương pháp xử lý hiếu khí hiệu quả
nhất là quá trình xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính. Phương pháp xử lý sinh học
kỵ khí cũng được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải công nghiệp và bùn cặn.
Tuỳ theo phạm vi phục vụ, xử lý nước thải có thể tiến hành đơn lẻ (cục
bộ) trong từng đối tượng thải nước (nhà dân, công sở) hoặc tiến hành xử lý
chung cho một số hộ dân được kết nối bằng hệ thống thoát nước. Trong một số
trường hợp, xử lý cục bộ cũng có thể ứng dụng hoặc kết hợp trong hệ thống xử
lý nước thải chung. Ở châu Âu, xử lý đơn lẻ bằng bể tự hoại thường được tiến
hành sơ bộ trước khi xả nước thải vào hệ thống cống thoát nước chung.[1]
Một số hệ thống xử lý nước thải hiện đại có khả năng làm sạch triệt để
nước thải, ví dụ như hệ thống vi lọc, công nghệ màng; tuy nhiên mức độ thích
hợp của các loại công nghệ này phụ thuộc vào mục đích của quá trình xử lý
nước thải. Ví dụ như: nước thải sau xử lý được tái sản xuất để khôi phục lại
tầng chứa nước hay trong nông nghiệp, trong nuôi trồng thuỷ sản.
1.1.6. Quy trình xác định phương pháp xử lý nước thải
Việc thiết kế các quy trình xử lý nước thải có thể rất khác nhau, phụ
thuộc vào đặc điểm của nguồn phát sinh nước thải. Nói chung, các trạm xử lý
nước thải nhỏ lẻ được sử dụng khi các trạm xử lý quy mô công suất lớn không
thực hiện được do không phù hợp hoặc do điều kiện khả thi về mặt kinh tế bị
hạn chế. Trong thực tế, không chỉ quy mô của khu dân cư mà còn có rất nhiều
các yếu tố khác nhau ảnh hưởng tới việc lựa chọn quy trình xử lý. Khí hậu,
địa hình, khoảng cách ly tới các khu dân cư, tỷ lệ bao phủ của mạng lưới thoát
nước và chính sách kinh tế, chính trị cũng cần được xem xét trong việc lựa
chọn một trạm xử lý nước thải độc lập. Tất cả các khía cạnh trên cần được
xem xét một cách tổng quát khi lựa chọn phương pháp xử lý nước thải.[5]

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14

Các yếu tố chính trong việc xem xét, lựa chọn công nghệ xử lý nước
thải sinh hoạt là hiện trạng nguồn nước, hiện trạng mạng lưới thu gom nước
thải, mật độ dân cư, kỹ năng quản lý và vận hành, điều kiện sẵn có của đất
đai, chi phí điện năng, đặc điểm nguồn tiếp nhận và khả năng tự làm sạch của
nó, các điều kiện thuỷ văn, khí hậu và khả năng tái sử dụng dòng nước thải
sau xử lý. (UNEP, 1998]
1.1.7. Mức độ xử lý nước thải
Trong xử lý nước thải, cần lựa chọn ứng dụng các phương pháp xử lý
riêng phù hợp đối với từng thành phần chất ô nhiễm trong nước thải. Các
phương pháp có thể được phân loại theo các mức độ xử lý khác nhau như trên
Bảng 1.4. Các mức độ xử lý nước thải và các công trình
Mức độ xử lý Mục đích Các công trình
Xử lý sơ bộ Bước đầu tiên của xử lý sơ bộ nước
thải là loại bỏ các tạp chất lớn, dầu
mỡ và các tạp chất khác có thể gây
phá huỷ hoặc ảnh hưởng đến hoạt
động của các công trình xử lý tiếp
theo
Song chắn rác, bể
lắng cát, máy nghiền
rác, bể tách dầu mỡ
Xử lý bậc một Loại bỏ một phần các cặn lắng được
hoặc nổi trên mặt nước và một phần
chất hữu cơ trong nước thải
Bể lắng bậc một, bể
tự hoại, hồ sinh học

ổn định kỵ khí
Xử lý bậc hai Loại bỏ các chất hữu cơ có thể phân
huỷ sinh học, các cặn lơ lửng chủ
yếu bằng phương pháp sinh học. Xử
lý bậc hai còn được gọi là xử lý sinh
học.
Hồ sinh học ổn định
tuỳ tiện, bể lọc sinh
học, các công trình xử
lý sinh học kỵ khí,
bùn hoạt tính, cánh
đồng ngập nước nhân
tạo