báo cáo đồ án – xử lý nước thải bằng công nghệ MBBR

LỜI CẢM ƠN
Hiện nay việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt là rất
cần thiết. Để hoàn thành chương trình đào tạo kỹ sư kỹ thuật môi trường em lựa
chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy may TNG – Phú Bình
Thái Nguyên bằng công nghệ MBBR”. Nhằm góp sức cho việc bảo vệ môi trường
nói chung và xử lý nước thải sinh hoạt của nhà máy may TNG – Phú Bình nói
riêng. Sau 2 tháng nỗ lực thực hiện em đã hoàn thành đề tài này. Trong suốt quá
trình học tập và thực hiện đồ án này, em đã nhận được sự quan tâm ủng hộ và
hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo, ban quản lý dự án công ty TNG đã tạo
mọi điều kiên để em có thể hoàn thành đồ án. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu
sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Trung tâm thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện để em có thể thí nghiệm, nghiên
cứu trong quá trình em thực hiện đồ án.
Ban quản lý dự án công ty TNG đã giúp đỡ em nhiệt tình trong quá trình thu
thập số liệu và tham quan thực tế nhà máy để phục vụ cho việc thực hiện đồ án này.
Các thầy cô giáo bộ môn Kỹ thuật môi trường, Khoa Xây dựng và Môi trường,
trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã truyền đạt cho em những kiến thức quý
báu trong suốt quá trình học tập giúp em có được một nền tảng kiến thức nhất định
để hoàn thành đồ án. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Th.S Phạm
Hương Quỳnh, người đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em trong quá trình thực hiện
đồ án này.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình và các bạn bè đã luôn động viên và tạo
những điều kiện tốt nhất để em học tập và hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên ngày…. Tháng….năm…..
Sinh viên thực hiện


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

Thái Nguyên, ngày........tháng.........năm……..


LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................1
MỞ ĐẦU......................................................................................................................1
CHƯƠNG 1..................................................................................................................3
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT.........................................................3
CHƯƠNG 2................................................................................................................11
CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT.....................................11
CHƯƠNG 3................................................................................................................21

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................................................21
CHƯƠNG 4................................................................................................................35
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ................................35
CHO NHÀ MÁY MAY TNG – PHÚ BÌNH.............................................................35
.....................................................................................................................................36
.....................................................................................................................................38
.....................................................................................................................................41
.....................................................................................................................................62
Máy bơm chìm nước thải 50AFU4.8, công suất hút 0,35 m3/phút, Điện áp 3 pha,
công suất 0,75 kw, chiều cao cột áp 8mH2O.............................................................77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................81
PHỤ LỤC...................................................................................................................82
.....................................................................................................................................83
.....................................................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................84

MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Chương 1
Chương 3
Chương 4


DANH MỤC CÁC HÌNH
Chương 2
Chương 3
Chương 4

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
QCVN 14/2008 BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt
MBBR (moving bed biofilm reactor): Màng vi sinh chuyển động
MBR (Membrane bioreactor): Bể lọc sinh học bằng màng
AO ( Anaerobic & Oxic): Yếm khí và hiếu khí
AAO (Anaerobic, Anoxic, & Oxic): Yếm khí, thiếu khí và Oxic)
TCXDVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 7957: Thoát nước – Mạng lưới và công trình bên ngoài – tiêu chuẩn thiết kế


XLNT: Xử lý nước thải
COD ( Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa học
BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa sinh
TKN (Tatol Kjeldahl Nitrogen): Tổng ni tơ Kjeldahl
VSV: Vi sinh vật.


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

MỞ ĐẦU
Trong thời gian gần đây, vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung, đặc biệt là
nước thải đang là một vấn đề thu hút được sự quan tâm của nhà nước, các tổ chức
quốc tế và nhiều cộng đồng dân cư. Hiện nay, cùng với công cuộc công nghiệp hóa
hiện đại hóa thì tốc độ đô thị hóa cũng đang diễn ra nhanh chóng. Đô thị hóa, công
nghiệp hóa sẽ đưa đến sự tăng trưởng các ngành kinh tế, phát triển xã hội và nâng
cao mức sống của nhân dân, đó là mặt tích cực. Nhưng ngược lại quá trình đô thị
hóa và công nghiệp hóa sẽ gây ra các áp lực mạnh mẽ đối với môi trường và tài
nguyên thiên nhiên, làm mất cân bằng sinh thái, làm giảm chất lượng môi trường,

suy giảm tài nguyên thiên nhiên. Một trong tác nhân gây ô nhiễm đó là nước thải
sinh hoạt từ các khu dân cư, các nhà máy, xí nghiệp.
Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại TNG là Doanh nghiệp kinh doanh đa
ngành bao gồm: sản xuất hàng may mặc xuất khẩu, đầu tư kinh doanh hạ tầng khu
công nghiệp, kinh doanh bất động sản, thương mại, kinh doanh vận tải và đào tạo.
Công ty được thành lập ngày 22/11/1979 là doanh nghiệp quốc doanh. Đến ngày
01/01/2003 được chuyển sang hình thức công ty cổ phần với 100% vốn của các cổ
đông với tên Công ty Cổ phần May Xuất khẩu Thái Nguyên đến ngày 05/09/2007
công ty đổi tên thành Công ty Cổ phần Đầu tư và Thương mại TNG. Nhà máy TNG
Phú Bình được đặt tại khu công nghiệp Kha Sơn xã Kha Sơn - huyện Phú Bình –
Tỉnh Thái Nguyên là chi nhánh thứ 5 của công ty cổ phần đầu tư và thương mại
TNG. Được khởi công xây dựng vào năm 2010 và đi vào hoạt động trong quý 3
năm 2011. Nhà xưởng được xây dựng khang trang và có nhiều máy móc hiện đại.
Hiện nay không ít doanh nghiệp chỉ quan tâm đến sản xuất và lợi nhuận kinh
tế mà thiếu trách nhiệm trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Khác
với những doanh nghiệp này Ban giám đốc công ty TNG đã nhận thức rõ vấn đề
kinh tế - xã hội – môi trường là mục tiêu phát triển doanh nghiệp. Để hướng tới
thực hiện ISO 14000, nhà máy may Phú Bình đã được đầu tư xây dựng hệ thống xử
lý nước thải sinh hoạt. Vì vậy em xin thực hiện đồ án “Thiết kế hệ thống xử lý
nước thải nhà máy may TNG – Phú Bình Thái Nguyên bằng công nghệ
MBBR”.

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

1

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

Mục tiêu đề tài:
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy may TNG – Phú Bình Thái Nguyên
bằng công nghệ MBBR.
Nội dung của đồ án gồm 4 chương
Chương 1: Tổng quan về nước thải sinh hoạt
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Nghiên cứu và thảo luận
Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

2

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1.1.1. Nguồn gốc và đặc trưng của nước thải sinh họat
Nguồn gốc của nước thải: nước thải sinh hoạt là nước đã được sử dụng cho
các mục đích sinh hoạt của con người như: ăn uống, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa....của
các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịch vụ, bệnh viện, trường học, nhà

hàng..vv..
Thành phần nước thải sinh hoạt bao gồm 2 loại:
+ Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.
+ Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất
rửa trôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
Đặc trưng nước thải: Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân
hủy sinh học chiếm từ 55 đến 65% tổng lượng chất bẩn, chứa nhiều vi sinh vật,
trong đó có cả các vi sinh vật gây bệnh. Đồng thời trong nước thải còn có nhiều vi
khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình chuyển hoá chất bẩn trong
nước [6].
Hợp chất nitơ trong nước thải là các hợp chất amoniac, protein, peptid, axit
amin, amin cũng như các thành phần khác trong chất thải rắn và lỏng. Mỗi người
hàng ngày tiêu thụ 5 - 16g nitơ dưới dạng protein và thải ra khoảng 30% trong số
đó. Hàm lượng nitơ thải qua nước tiểu lớn hơn trong phân khoảng 8 lần. Các hợp
chất chứa nitơ , đặc biệt là protein, và urin trong nước tiểu bị thuỷ phân rất nhanh
tạo thành amoni/amoniac. Trong các bể phốt xảy ra quá trình phân huỷ yếm khí các
chất thải, quá trình phân huỷ này làm giảm đáng kể lượng chất hữu cơ dạng carbon
nhưng tác dụng giảm hợp chất nitơ không đáng kể, trừ một phần nhỏ tham gia vào
cấu trúc tế bào vi sinh vật. Hàm lượng hợp chất nitơ trong nước thải từ các bể phốt
cao hơn so với các nguồn thải chưa qua phân huỷ yếm khí [1].
Trong nước thải sinh hoạt, nitrat và nitrit có hàm lượng rất thấp do lượng oxy
hoà tan và mật độ vi sinh tự dưỡng (tập đoàn vi sinh có khả năng oxy hoá amoni)
thấp. Thành phần amoni chiếm 60 - 80% hàm lượng nitơ tổng trong nước thải sinh
hoạt [1].
Nguồn phát thải photpho quan trọng nhất trong nước thải sinh hoạt là phân,
thức ăn thừa, chất tẩy rửa tổng hợp. Lượng photpho có nguồn gốc từ phân được ước
tính là 0,2 - 1,0 kg P/người/năm hoặc trung bình là 0,6 kg. Lượng photpho từ nguồn
chất tẩy rửa tổng hợp được ước tính là 0,3 kg/người/năm. Sau khi hạn chế hoặc cấm
GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

3

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

sử dụng photpho trong thành phần chất tẩy rửa, lượng photpho trên giảm xuống,
còn khoảng 0,1 kg/người/năm. Thức ăn thừa: sữa, thịt, cá hoặc dụng cụ nấu ăn,
đựng các loại trên khi vào nước cũng thải ra một lượng photpho đáng kể [1].
Nước thải sinh hoạt giàu chất dinh dưỡng, do đó nó là nguồn để các vi khuẩn
phát triển, trong đó có cả các vi khuẩn vô hại và các vi khuẩn gây bệnh phát triển.
Trong nước thải sinh hoạt, tổng số coliform từ 106 đến 109 MPN/100ml, fecal
coliform từ 104 đến 107 MPN/100ml. Sau đây là bảng thành phần các chất ô nhiễm
trong nước thải sinh hoạt.
Bảng 1.1. Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt
Loại nước thải
Stt

Tên chỉ tiêu

Đơn
vị

Đậm
đặc

Trung

bình

QCVN 14:2008/

Thấp

4,5 – 9

BTNMT
(mức B)

1

PH

2

BOD5

mg/l

350

250

150

50

3

COD

mg/l

740

530

320

80

4

SS

mg/l

450

300

190

50

5

Dầu mỡ khoáng

mg/l

100

70

40

20

6

Tổng Phot pho

mg/l

23

16

10

4

7

Tổng Nitơ

mg/l

50

30

15

15

8

Tổng Coliform

MPN/
100ml

10.000

5–9

5,000

Nguồn: Waste water Treatment (Biological and chemical Processes)

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

4

SVTH: La Văn Trình

Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

1.1.2. Tác hại đến môi trường
Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt là do các thành phần ô nhiễm
tồn tại trong nước thải gây ra.
COD, BOD: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữa cơ tiêu thụ một lượng lớn oxy
trong nước, gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh
thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí có thể hình thành.
Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4 … Làm
cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường.
SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây ra quá trình phân hủy yếm khí sinh ra
mùi hôi thối.
Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời
sống của thủy sinh vật nước.
Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu không được loại bỏ
thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện tượng thường
xảy ra ở nguồn nước có hàm lượng N và P cao, trong đó các loài thực vật thủy sinh
phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nước trở nên ô nhiễm.
Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt, đặc biệt là
trong phân, đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong
phân. Vi sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn khác
nhau, qua tiếp xúc trực tiếp, qua môi trường (đất, nước, không khí, cây trồng, vật
nuôi, côn trùng…), thâm nhập vào cơ thể người qua đường thức ăn, nước uống, hô
hấp,…,và sau đó có thể gây bệnh. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các
nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán.
Màu: gây mất mỹ quan.
Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

5

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

1.1.3. Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay
*) Công nghệ Aerotank truyền thống
Công nghệ aerotank truyền thống là công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng, được sử
dụng nhiều nhất và lâu đời nhất bởi tính hiệu quả của nó. Aerotank truyền thống là
quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học
được vi sinh vật hiếu khí sử dụng như một chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát
triển. Qua đó thì sinh khối vi sinh ngày càng gia tăng và nồng độ ô nhiễm của nước
thải giảm xuống. Không khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở
trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa chất hữu cơ
có trong nước thải.
Ưu điểm: Phương pháp xử lý bằng Aerotank có ưu điểm là hiệu suất xử lý đạt
85 – 95% là COD, BOD [3], vốn đầu tư ban đầu nhỏ. Vận hành đơn giản, an toàn.
Thích hợp với nhiều loại nước thải. Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà
không phải gia tăng thể tích bể.
Nhược điểm: Phương pháp này hạn chế chính là khó vận hành do cần phải
khống chế một lượng bùn cần thiết nhất định trong bể, đòi hỏi người vận hành hệ
thống xử lý phải có kiến thức và kinh nghiệm nhất định. Bể Aerotank cần nhiều
năng lượng hơn cho việc làm thoáng khí trong bể.

*) Mương oxy hoá
Mương oxy hóa được sử dụng khá rộng rãi để xử lý nước thải đặc biệt là nước
thải sinh hoạt. Trong mương oxy hóa hỗn hợp vi sinh và nước thải chảy theo đường
vòng, dòng nước được đẩy và cấp khí do các thiết bị cơ học. Vùng hiếu khí trong
mương oxy hóa hình thành ở vùng phía trước vị trí đặt thiết bị sục khí (theo chiều
dòng chảy), vùng phía sau sục khí là vùng thiếu khí. Nước thải được nạp vào vùng
thiếu khí thì quá trình khử nitrat sẽ sử dụng được chất hữu cơ từ nguồn thải.
Ưu điểm: Với mương oxy hoá ta có thể làm tăng khả năng làm thoáng nhằm
loại bỏ tốt chất ô nhiễm. Hiệu suất xử lý BOD, COD tùy thuộc vào chiều dài của
mương thông thường hiệu suất xử lý đạt được khoảng 70 - 85% [1]. Việc vận hành
đơn giản.
Nhược điểm: Mương oxy hoá có cấu tạo tương đối phức tạp, mặt cắt nước của
mương có cấu tạo là hình thang cân, hình chữ nhật, chiều dài mương chiếm dụng
lớn, mà diện tích đất cho hệ thống xử lý nước thải khu đô thị không nhiều. Hiệu
suất xử lý Nitơ, Phopho trong nước thải thấp.
Công nghệ này đã được ứng dựng để xử lý nước thải sinh hoạt của Công ty
TNHH Furukawa (Khu chế xuất Tân Thuận, Quận 7, TPHCM, Việt Nam).
GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

6

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

*) Công nghệ AO
Quá trình AO là sơ đồ phối hợp xử lý yếm khí (anaerobic) và hiếu khí (oxic).

Bùn từ bể lắng thứ cấp được bơm trở lại trộn với dòng thải tại đầu vào. Trong quá
trình xử lý yếm khí, photphat được tách ra khỏi vi sinh vật từ dòng bùn hồi lưu dưới
dạng photphat đơn. Một phần chất hữu cơ cũng được xử lý tại đây bởi các quá trình
lên men yếm khí, khử nitrat và do vi sinh bio – P hấp thu. Trong quá trình xử lý
hiếu khí, photphat đơn được vi sinh sử dụng để tổng hợp tế bào và được tích lũy bởi
loại vi sinh bio – P. Quá trình A/O là quá trình tách loại photpho trực tiếp, không
ghép thêm công đoạn tách phụ vào hệ xử lý nước thải thông dụng [1].
Ưu điểm: xử lý phốt pho tốt
Nhược điểm: Trong trường hợp nước thải chứa hợp chất nitơ, hệ trên cũng có
tác dụng xử lý, tuy nhiên cần phải tính toán đủ thời gian lưu cho giai đoạn hiếu khí
để oxy hóa amoni.
*) Công Nghệ AAO [1]
AAO là một biến hình công nghệ của AO bao gồm các công đoạn xử lý yếm
khí (Anaerobic), thiếu khí (Anoxic) và hiếu khí (Oxic), trong đó giai đoạn xử lý
thiếu khí dành cho quá trình khử nitrat với thời gian lưu thủy lực khoảng một giờ.
Khoang xử lý thiếu khí được bổ xung nitrat, nitrit từ bể hiếu khí (quay vòng), bùn từ
bể lắng thứ cấp được hồi lưu về bể yếm khí.
Ưu điểm của công nghệ AAO là nước thải qua hệ thống đạt hiệu quả xử lý
cao, nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn loại A. Có thể xử lý đồng thời cả nitơ và phốt
pho. Tốn ít diện tích hơn so với công nghệ truyền thống.
Nhược điểm của công nghệ AAO đó là thiết kế xây dựng, vận hành khó khăn.
Công nghệ này đã được ứng dụng tại nhiều bệnh viện trên thế giới nhưng tại
Việt Nam mới chỉ được ứng dụng tại một số khu công nghiệp và đô thị chứ chưa
được thử nghiệm tại bệnh viện. Chợ Rẫy là bệnh viện đầu tiên thí điểm hệ thống xử
lý nước thải theo công nghệ AAO.
*) Lọc sinh học cao tải
Ưu điểm: Chiếm diện tích xây dựng nhỏ. Bể thường dùng để xử lý nước thải
sinh hoạt với hiệu quả khử BOD 5 của bể đạt từ 60% đến 85% với công suất từ 500
m3 tới hàng chục nghìn m3/ngày.đêm. Bể lọc hoạt động hiệu quả khi hàm lượng
BOD5 khoảng dưới 300 mg/l. Để nâng cao hiệu quả xử lý nước cần tuần hoàn lại

nước sau bể lọc để xử lý lại [4].
Nhược điểm: Để đảm bảo tải trọng thủy lực vật liệu lọc thường làm bằng than
đá, đá cuội sỏi, và đá ong lớn kích thước trung bình 40 đến 80 mm. Chiều cao lớp
GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

7

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

vật liệu lọc từ 2 đến 4m có thể tăng lên từ 6 đến 6m. Hạn chế phải thay lớp vật liệu
lọc và trong quá trình lọc hay bị tắc hay giảm dần tải trọng thủy lực [4].
*) Công nghệ MBBR
MBBR là quá trình kết hợp giữa hai quá trình màng sinh học và quá trình bùn
hoạt tính. Trong đó, vi sinh vật phát triển trên bề mặt các hạt nhựa polyetylen (đệm)
lơ lửng trộn lẫn với nước thải trong bể phản ứng. Không khí cấp vào bể vừa để cung
cấp ôxy cho vi sinh vật sử dụng vừa là động lực cho các đệm chuyển động trong bể
(các đệm plastic nhẹ, có khối lượng riêng xấp xỉ khối lượng riêng của nước).
Ưu điểm của MBBR so với những phuơng pháp xử lý sinh học truyền thống:
Sự khuếch tán của chất khí và các chất hòa tan đến vi sinh vật tốt hơn rất nhiều, tốc
độ sử dụng cơ chất tăng. Khả năng tạo sinh khối rất lớn. Giảm thể tích bể phản ứng
sinh học vì bề mặt riêng của các đệm plastic rất lớn. Quá trình khử Nitơ và phốt pho
rất tốt. MBBR có thể sử dụng cho tất cả các loại bể sinh học (aerobic, anoxic, hoặc
anaerobic). Hiệu quả xử lý cao, vận hành đơn giản và chi phí thấp. Vì vậy công
nghệ này đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới do có nhiều ưu điểm so với
công nghệ truyền thống.

Nhược điểm: Giá thành thiết bị ban đầu lớn, Công nghệ mới, chưa phổ biến
rộng rãi.
Công nghệ này đã được ứng dụng để xử lý nước thải sinh hoạt nhà hàng
Legend Beer – số 4 Vũ Ngọc Phan, Hà Nội.
*) Công nghệ Johkasou
Johkasou là thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt của Nhật Bản, Johkasou được sử
dụng rộng rãi tại Nhật Bản. Nguyên lý của công nghệ Johkasou là: Xử lý nước thải
theo phương pháp sinh học, dùng các vi sinh vật kị khí và hiếu khí phân huỷ cac
chất hữu cơ trong nước thải. Johkasou là loại thiết bị thân thiện với môi trường, sử
dụng màng lọc khuẩn theo hướng không gian nhằm tăng bề mặt tiếp xúc nước thải
với các vi sinh vật đặc hiệu.
Ưu điểm của công nghệ Johkasou: Hệ thống gọn nhẹ, độ bền cao, sử dụng an
toàn. - theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản. Thể tich của hệ thống Johkasou chỉ bằng
70% thể tích của bể tự hoại cho cho cùng số người sử dụng. Vị trí lắp đặt: bên
ngoài toà nhà hoặc trong gara xe, được chôn ngầm dưới đất, không tốn về diện tích.
Bùn lắng được thu gom triệt để.

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

8

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

Nhược điểm: Công nghệ Johkasou được ứng dụng rất rộng rãi ở Nhật Bản và
trên thế giới tuy nhiên công nghệ này có một số nhược điểm khi ứng dụng ở nước ta

đó là:
+ Cơ sở hạ tầng nước ta còn kém, hay xảy ra úng lụt sẽ gây sự rối loạn quá
trình hoạt động của Johkasou. Khi Johkasou chìm lâu trong úng lụt sẽ mật khả năng
hoạt động theo đúng trình tự. Khi đó cần phải hút cạn, nạo vét, kích hoạt lại vi sinh.
+ Khả năng điều chỉnh vai trò các khoang ngăn chưa cao, khi nào cần yếm khí,
khi nào cần hiếu khí và khi nào cần thiếu khí để tỷ lệ các chất trong các khoang
ngăn hợp lý, tạo cho quá trình sinh hóa sảy ra hiệu quả và hiệu suất cao nhât. Giá
thành cao do nước ta chưa sản xuất được.
Hiện ở Việt Nam, công nghệ Johkasou đã được ứng dụng trong xử lý nước
thải tại nguồn ở nhiều khu đô mới, các bệnh viện và các nhà máy lớn. Ví dụ như
công trình ứng dụng hệ thống Johkasou là nhà NO6 khu đô thị mới Dịch Vọng do
Công ty Cổ phần phát triển đô thị Từ Liêm làm chủ đầu tư. Với thể tích 3,6 mét
khối, công suất xử lý 2m3/ngày đêm phù hợp cho 10-15 người sinh hoạt được đặt tại
tầng 1. Và khu đô thị mới Bắc quốc lộ 32 Hà Nội, dự án do LIDECO làm chủ đầu
tư.
*) Công nghệ MBR
MBR là viết tắt của cụm từ Membrane bioreactor (bể lọc sinh học bằng màng)
có thể định nghĩa tổng quát là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng công nghệ
lọc màng. Trong bể duy trì hệ bùn sinh trưởng lơ lửng, các phản ứng diễn ra tại đây
giống như các quá trình sinh học thông thường khác, nước sau xử lý được tách bùn
bằng hệ lọc màng với kích thước màng khoảng 0,1 - 0,4 µm. Màng ở đây còn đóng
vai trò như một giá thể cho vi sinh vật dính bám tạo nên các lớp màng vi sinh vật
dày, làm tăng bề mặt tiếp xúc pha, tăng cường khả năng phân huỷ sinh học.
Ưu điểm: Tăng hiệu quả sinh học 10 - 30%. Thời gian lưu bùn dài, bùn hoạt
tính tăng 2 - 3 lần. Không có lắng thứ cấp, chất lượng đầu ra không còn vi sinh vật.
Tiết kiệm được diện tích xây dựng (vì không cần xây bể lắng & bể khử trùng). Tải
trọng chất hữu cơ cao.
Nhược điểm: Màng phải hoạt động trong một dải pH. Chi phí đầu tư ban đầu
lớn. Công nghệ mới nên chưa có nhiều người có kinh nghiệm lắp đặt, thiết kế và
bảo dưỡng.

Công nghệ này đã được ứng dụng để xử lý nước hồ Biển Bạch, thành phố
Ninh Bình, tỉnh Ninh Bình vì đây là địa điểm điển hình cho các sông hồ hiện đang
bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy.
GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

9

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

1.2. Khái quát về Nhà máy may TNG - Phú Bình
Nhà máy TNG Phú Bình được đặt tại khu công nghiệp Kha Sơn xã Kha Sơn huyện Phú Bình – Tỉnh Thái Nguyên là chi nhánh thứ 5 của công ty cổ phần đầu tư
và thương mại TNG. Được khởi công xây dựng vào năm 2010 và đi vào hoạt động
trong quý 3 năm 2011.
Tổng diện tích của công ty là 9.2ha, gồm có:
+ 2 nhà xưởng may có diện tích trên 2.5ha, gồm 64 dây chuyền may hang dệt
kim.
+ 1 nhà điều hành và 1 nhà làm việc cho chuyên gia nước ngoài.
+ Các công trình phụ trợ khác gồm: nhà ăn ca, nhà để xe, nhà ở tập thể cho
công nhân.
Số lượng công nhân viên của nhà máy trong 2 giai đoạn là 4000 người.

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

10

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
Hiện nay có rất nhiều phương pháp để xử lý nước thải sinh hoạt nhưng tổng
quát lại ta có thể chia làm 2 phương pháp chính đó là: các phương pháp phụ trợ cho
xử lý sinh học và phương pháp sinh học.
2.1. Các phương pháp phụ trợ cho xử lý sinh học
2.1.1. Phương pháp cơ học
Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thường người ta sử dụng các quá
trình thuỷ cơ. Việc lựa chọn phương pháp xử lý tuỳ thuộc vào kích thước hạt, tính
chất hóa lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết.
2.1.1.1. Song chắn rác và lưới chắn rác
- Song chắn rác hoặc lưới chắn rác được đặt trước trạm xử lý nhằm tách vật
kích thước lớn ra khỏi dòng nước thải bảo vệ các bơm, động cơ không bị mài mòn,
bị tắc nghẽn.
- Lưới chắn rác (lưới sàng) thường là tấm thép mỏng có đục lỗ hay tấm dây
thép đan bện với khe hở không lớn hơn 5mm. Lưới sàng phân biệt thành loại phẳng
và loại hình trụ.
- Lưới lọc: Để loại bỏ các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc thu hồi các sản
phẩm có giá trị. Lưới có kích thước từ 0.5÷1mm.
2.1.1.2. Bể lắng cát
* Chức năng: tách các tạp chất rắn vô cơ hoặc không tan có kích thước từ
0.2 ÷ 2 mm ra khỏi nước thải. Đảm bảo cho các thiết bị cơ khí (bơm, cánh quạt,
động cơ) không bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn và ảnh hưởng xấu

cùng việc tăng tải lượng vô ích cho các thiết bị xử lý sinh học.
Cát: + Các hạt rắn vô cơ (cát, sỏi) dạng phân tán
+ Kích thước và vận tốc lắng không đổi trong suốt quá trình lắng.
Vì vậy: tốc độ lắng không phụ thuộc vào nồng độ các hạt.
* Phân loại:
- Bể lắng cát ngang:
- Bể lắng cát đứng
- Bể lắng cát tiếp tuyến
- Bể lắng cát thổi khí

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

11

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

2.1.1.3. Bể lắng
Bể lắng dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so
với trọng lượng riêng của nước thải như: xỉ, than, cát… Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ
từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước. Dùng những thiết
bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn) lên công trình xử
lý cặn.
- Tuỳ theo yêu cầu xử lý nước thải mà ta có thể dùng bể lắng như một công
trình xử lý sơ bộ trước khi đưa tới công trình xử lý phức tạp hơn.
- Tuỳ theo công dụng của bể lắng trong dây truyền công nghệ mà người ta

phân biệt bể lắng đợt một và bể lắng đợt hai. Bể lắng đợt một đặt trước công trình
xử lý sinh học, bể lắng đợt hai đặt sau công trình xử lý sinh học.
- Căn cứ theo chế độ làm việc phân biệt bể lắng hoạt động gián đoạn và bể
lắng hoạt động liên tục.
- Căn cứ theo chiều nước chảy trong bể cũng được phân làm 3 loại:
+ Bể lắng ngang: trong đó nước chảy theo chiều ngang từ đầu đến cuối bể.
+ Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo phương đứng.
+Bể lắng Radian: nước chảy từ tâm ra quanh thành bể hoặc có thể ngược lại.
2.1.1.4. Bể điều hòa
Ở khu vực dân cư (nước thải sinh hoạt) và khu vực sản xuất (nước thải công
nghiệp) nước thải được thải ra với lưu lượng biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất,
mùa (mưa, nắng). Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải
đều đặn về thể tích cũng như về các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện diện
của một bể điều lưu là hết sức cần thiết. Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu
lượng nước thải và các chất cần xử lý để bảo đảm hiệu quả cho các qui trình xử lý
sinh học về sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở các giờ cao điểm, phân
phối lại trong các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định
24/24 giờ cho các hệ thống xử lý sinh học phía sau.
2.1.1.5. Tách các tạp chất nổi
Dầu, mỡ trong một số nước thải sản xuất, sẽ tạo thành một lớp màng mỏng
phủ lên diện tích mặt nước khá lớn, gây khó khăn cho quá trình hấp thụ oxy không
khí vào nước, làm cho quá trình tự làm sạch của nguồn nước bị cản trở, và ảnh
hưởng tới qua trình sống của sinh vật. Vì vậy, phải xử lý các chất này trước khi xả
vào nguồn tiếp nhận.

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

12

SVTH: La Văn Trình

Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

2.1.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý
Những phương pháp hóa lý thường được sử dụng trong xử lý nước thải sinh
hoạt là: keo tụ, tuyển nổi. Xử lý hóa lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý
cùng với các phương pháp cơ học, hóa học, sinh học khác trong công nghệ xử lý
nước thải hoàn chỉnh.
2.1.2.1. Phương pháp đông tụ và keo tụ
Trong nguồn nước một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn
phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 - 10 micromét. Các
hạt này thường lơ lửng trong nước, vì vậy tương đối khó tách loại chúng. Vì kích
thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng
hóa học bề mặt trở lên rất quan trọng.
Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút
Vander Walls giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay
khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra cho chuyển
động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên trong trường hợp phân tán
keo, các hạt duy trì trong trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt của các
hạt mang điện tích, có thể điện tích âm hoặc điện tích dương do sự hấp thụ có chọn
lọc các ion trong dụng dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt tính.
Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó
để phá vỡ tĩnh bền vững của các hạt cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá
trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể
liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn
và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông.
2.1.2.2. Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất phân tán
không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng và cũng được dùng để tách một số tạp chất
hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi so với
phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ và lắng chậm
trong một thời gian ngắn.
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào trong
pha lỏng, các bọt khí đó kết dính với các hạt chất bẩn và kéo chúng nổi lên trên bề
mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt. Có hai hình thức tuyển
nổi: Sục khí ở áp suất khí quyển và bão hòa không khí ở áp suất khí quyển sau đó
thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không.

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

13

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

2.1.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học
Các phương pháp hóa học thường được ứng dụng trong xử lý nước thải sinh
hoạt: trung hòa và khử trùng nước thải. Các phương pháp này được ứng dụng để
khử các chất hòa tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Tùy theo tính chất
nước thải và mục đích cần xử lý mà công đoạn xử lý hóa học được đưa vào vị trí
nào. Chi phí sử dụng phương pháp này thường cao.
2.1.3.1. Phương pháp trung hòa
- Nước thải cần được trung hòa (đưa pH = 6,5 ÷ 8,5) trước khi thải vào nguồn

tiếp nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.
- Tùy thuộc vào thể tích, nồng độ của nước thải, chế độ thải, khả năng sẵn có
và giá thành của tác nhân hóa học để lựa chọn phương pháp trung hòa. Trung hòa
nước thải có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:
+ Trung hòa bằng trộn lẫn chất thải
+ Trung hòa bằng bổ sung các tác nhân hóa học
+ Trung hòa nước thải axit bằng cách lọc qua vật liệu
+ Trung hòa bằng các khí axit.
2.1.3.2. Khử trùng nước thải
Dùng các hóa chất hoặc các tác nhân có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động
vật nguyên sinh, giun, sán… trong một thời gian nhất định, để đảm bảo các tiêu
chuẩn vệ sinh. Tốc độ khử trùng phụ thuộc vào nồng độ của chất khử trùng, nhiệt
độ nước, hàm lượng cặn và các chất khử trong nước và vào khả năng phân ly của
chất khử trùng. Các chất thường sử dụng để khử trùng: khí hoặc nước clo, nước
javel, vôi clorua, các hipoclorit, cloramin B…
2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Trong nước thải sinh hoạt có chứa hàm lượng chất hữu cơ, nitơ và phốt pho
cao. Vì vậy phương pháp xử lý sinh học hiếu khí được áp dụng rất nhiều trong xử lý
nước thải sinh hoạt.
2.2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên
Cơ sở của phương pháp này là dựa trện khả năng tự làm sạch của đất và
nguồn nước. Gồm các phương pháp sau:
*) Xử lý bằng cánh đồng lọc, cánh đồng tưới
Nguyên tắc của phương pháp: Sử dụng vi sinh vật trong đất.
Phương pháp: Quá trình là 1 quá trình lọc cơ sinh học (yếm – hiếu khí). Vi
sinh vật trong lớp đất sâu thực hiện quá trình phản nitrat hóa.
GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

14

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

Phương thức: Cánh đồng lọc (bãi lọc), cánh đồng tưới nước thải và canh tác.
Ưu điểm: Ít tốn năng lượng, vận hành đơn giản, dễ dàng trong việc bảo quản,
chi phí đầu tư thấp.
Nhược điểm: Tốn diện tích xây dựng, phụ thuộc vào cấu trúc của đất, phụ
thuộc vào khí hậu, phát sinh mùi.
*) Hồ sinh học
Hồ sinh học là hồ chứa không lớn lắm, dùng để xử lý nước thải bằng sinh học
chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Trong các công trình sinh học tự
nhiên thì hồ sinh học được áp dụng rộng rãi nhiều hơn hết. Ngoài việc xử lý nước
thải hồ sinh học còn còn có thể đem lại những lợi ích như: Nuôi trồng thủy sản;
Nguồn nước để tưới cho cây trồng; Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống
thoát nước thải đô thị. Căn cứ vào đặc tính tồn tại và tuần hoàn của các vi sinh và cơ
chế xử lý mà người ta phân ra ba loại hồ:
+ Hồ kỵ khí
+ Hồ tùy tiện
+ Hồ hiếu khí
2.2.2. Xử lý nước thải trong điều kiện hiếu khí nhân tạo
Quá trình xử lý nước thải được dựa trên quá trình oxy hoá các chất hữu cơ có
trong nước thải nhờ oxy tự do hoà tan. Các công trình xử lý sinh học hiếu khí trong
điều kiện nhân tạo thường được dựa trên nguyên tắc hoạt động của bùn hoạt tính
(bể Aeroten trộn, kênh oxy hoá tuần hoàn) hoặc màng vi sinh vật (bể lọc sinh học,
đĩa sinh học).
Các công nghệ hiếu khí:

Công nghệ xử lý hiếu khí

Bùn hoạt tính

Aerotank

Sinh trưởng bám dính

Lọc
sinh học

Mương
oxi hóa
khí

Đĩa
sinh học

Hình 2.1. Các công nghệ xử lý hiếu khí

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

15

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

2.2.3. Công nghệ xử lý nước thải của nhà máy may TNG – Phú Bình
Hàm lượng nitơ và phốt pho cao vì vậy công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
cho nhà máy đòi hỏi phải xử lý được triệt để nitơ và phốt pho. Vì vậy sử dụng công
nghệ sinh học hiếu khí để xử lý nước thải cho nhà máy may TNG – Phú Bình.
2.2.3.1. Nguyên tắc quá trình xử lý hiếu khí
Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng sử các vi khuẩn để oxy hóa các chất
hữu cơ. Các hợp chất hữu cơ cùng với một số khoáng chất và oxi trong môi trường
nước sẽ được vi khuẩn sử dụng để tạo thành tế bào mới và các sản phẩm cuối cùng
là CO2, H2O. Vi khuẩn thực hiện quá trình này là vi khuẩn hiếu khí và tùy tiện.
2.2.3.2. Cơ chế quá trình xử lý sinh học hiếu khí
Theo Eckenfelder W.W và conon D.J (1961) quá trình phân hủy hiếu khí nước
thải gồm 3 giai đoạn biểu thị bằng các phản ứng:
1) Oxi hóa các chất hữu cơ:
CxHyOz + O2 Enzim CO2 + H2O + ΔH
Các hợp chất hidratcacbon bị phân hủy hiếu khí chủ yếu theo phương trình
này.
2) Tổng hợp xây dựng tế bào:
Enzim
CxHyOz + O2
Tế bào VSV + CO2 + H2O + C5H7NO2 - ΔH
Đây là phương trình sơ giản tóm tăt quá trình sinh tổng hợp tạo thành tế
bào vi sinh vật.
3) Tự oxi hóa chất liệu tế bào (tự oxi hóa):
Enzim
C5H7NO2 + 5O2
5CO2 +2H2O +NH3 ± ΔH
Trong 3 phản ứng trên ΔH là năng lượng được sinh ra hay hấp thu vào, các chỉ
số x, y, z tùy thuộc vào dạng chất hữu cơ chứa cacbon bị oxi hóa.
2.2.3.3. Tác nhân sinh học

Các vi sinh vật: Vi sinh vật tham gia quá trình xử lý hiếu khí bao gồm 2 nhóm
chính: vi khuẩn (hô hấp hiếu khí và tùy tiện) và nguyên sinh vật.
Các nhóm vi khuẩn hô hấp hiếu khí: Pseudomonas putida, Pseudomonas
stuzeri, Aerobacter aerogenes, Bacillus subtilis, Nitrosomonas, Alcaligenes,
Flavobacterium.
Các nhóm vi khuẩn hô hấp tùy tiện: Rhodopseudomonas, Cellulomonas
bizotera, Nitrobacter, Microthrix và Thiothrix.
Các nhóm nguyên sinh động vật: Ciliatae (trùng roi), Flagellatae (trùng tơ).

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

16

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

2.2.3.4. Yếu tố ảnh hưởng
*) Ảnh hưởng của độ oxy hòa tan (DO)
Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi phải cấp đủ lượng oxy cho quá trình oxy hóa
của vi sinh vật. Lượng oxy cấp vào tùy thuộc vào công nghệ xử lý lựa chọn. Ví dụ
như trong bể Aerotank độ oxy hòa tan ≥ 4mg/l. Nhu cầu oxy cũng phụ thuộc không
nhỏ vào bản chất của các chất ô nhiễm và được thể hiện qua hệ số oxy hóa (k oxh) của
mỗi đối tượng: kCOD = 0,68; kBOD = 1,45; kNhữucơ = 4,57 [9].
*) Ảnh hưởng của nhiệt độ
Mỗi vi sinh vật thích hợp với một dải nhiệt độ nhất định. Nước thải có nhiệt
độ T = 160 ÷ 370C là phù hợp cho quá trình xử lý hiếu khí.

Nhiệt độ tối ưu là Topt = 200 ÷ 300C [9].
*) Ảnh hưởng của pH
pH có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt lực của hệ enzim oxy hóa khử, và do đó ảnh
hưởng rất lớn đến quá trình oxy hóa. Nước thải đưa vào xử lý sinh học hiếu khí có
pH = 5 ÷ 9 là phù hợp, giá trị tối ưu là pHopt = 7÷ 8 [9].
*) Ảnh hưởng của dinh dưỡng
Vi sinh vật sử dụng các chất ô nhiễm trong nước thải như là chất dinh dưỡng
cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho quá trình trao đổi chất. Trong xử lý hiếu
khí tỷ lệ C : N : P = 100 : 5 : 1 là phù hợp. Nếu C : N < 20 :1 là dư thừa nitơ, còn
nếu C : N > 20 : 1 nghĩa là thiếu nitơ [9].
*) Ảnh hưởng hàm lượng sinh khối và tỷ lệ F/M
Tỷ lệ F/M cũng ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý. Nếu F/M > 1 là dư thừa
chất dinh dưỡng, F/M <1 là môi trường nghèo dinh dưỡng.
*) Ảnh hưởng của một số chất ức chế
Việc kiểm soát hàm lượng các chất độc trong nước thải cũng là một trong
những yếu tố quan trọng để đảm bảo sự hoạt động quá trình xử lý hiếu khí. Vì vậy
nếu trong nước thải có chứa kim loại nặng thì cần loại bỏ chúng trước khi xử lý sinh
học hiếu khí.

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

17

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

2.2.3.5. Phương pháp xử lý lựa chọn xử lý nước thải sinh hoạt cho TNG
Như chúng ta đã biết hiện nay có rất nhiều công nghệ xử lý nước thải sinh
hoạt. Vì vậy để lựa chọn một công nghệ xử lý đòi hỏi phải đảm bảo về lợi ích kinh
tế cũng như hiệu quả xử lý. Qua tìm hiểu về các công nghệ, cũng như điều kiện diện
tích xây dựng tại nhà máy TNG – Phú Bình em lựa chọn công nghệ MBBR để xử lý
nước thải sinh hoạt của nhà máy.
MBBR là quá trình kết hợp giữa hai quá trình màng sinh học và quá trình bùn
hoạt tính. Trong đó, vi sinh vật phát triển trên bề mặt các hạt nhựa polyetylen (đệm)
lơ lửng trộn lẫn với nước thải trong bể phản ứng. Không khí cấp vào bể vừa để cung
cấp ôxy cho vi sinh vật sử dụng vừa là động lực cho các đệm chuyển động trong bể
(các đệm plastic nhẹ, có khối lượng riêng xấp xỉ khối lượng riêng của nước). Nước
được xử lý từ bể phản ứng sẽ chảy qua một lưới lọc trước khi vào bể lắng bậc II,
mục đích của lưới lọc là giữ lại các đệm plastic trong bể phản ứng. Công nghệ
MBBR có khả năng xử lý hiệu quả rất cao đối với các nước thải có mức độ ô nhiễm
hữu cơ và nitơ cao.
Nguyên lý hoạt động: Trong quá trình xử lý nước thải, quần xã các vi sinh vật
phát triển trên bề mặt các đệm plastic. Hầu hết các vi sinh vật trên lớp màng là vi
sinh vật dị dưỡng (chúng sử dụng cacbon hữu cơ để tạo sinh khối) với ưu thế hơn là
các vi khuẩn tùy tiện. Các vi khuẩn tùy tiện này có thể sử dụng ôxy hòa tan trong
nước, hoặc khi lượng ôxy hòa tan không đủ chúng sẽ sử dụng nitrate.
Tại bề mặt của lớp màng sinh học đọng lại các chất lỏng phân biệt rõ ràng do
sự di chuyển lẫn lộn trong bể phản ứng. Chất dinh dưỡng và ôxy khuếch tán qua lớp
chất lỏng đến bề mặt của màng sinh học. Trong khi đó, các sản phẩm của sự phân
hủy sinh học sẽ được khuếch tán nhanh từ màng sinh học ra ngoài môi trường chất
lỏng chuyển động, quá trình như thế cứ tiếp diễn.
Khi vi sinh vật phát triển và tăng lên nhiều lần, sinh khối trên các đệm cũng
tăng lên, lớp màng sinh học ngày càng dày. Khi đó sẽ ảnh hưởng đến khả năng cung
cấp ôxy hòa tan cơ chất trong bể phản ứng đến tất cả các vi sinh vật trên màng sinh
học. Các vi sinh vật ở lớp ngoài cùng của màng sinh học thì cần thiết nhất ôxy hòa
tan và cơ chất khuếch tán trong suốt quá trình. Khi ôxy hòa tan và cơ chất khuếch

tán qua mỗi lớp màng có sau thì các vi sinh vật ở lớp trước đó tiêu thụ càng nhiều.
Lượng oxy hòa tan sẽ giảm dần trong quá trình tạo màng sinh học và sẽ tạo ra các
sản phẩm của sự phân hủy hiếu khí, thiếu khí và yếm khí ở các lớp của màng sinh
vật.

GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

18

SVTH: La Văn Trình


Đồ án tốt nghiệp

Kỹ thuật Môi trường

Bể lắng
đợt I

Bể lắng
đợt II
Bể MBBR
Xử lý bùn

Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý xử lý nước thải bằng công nghệ MBBR
Cấu tạo của đệm (giá thể): Đêm được làm bằng vật liệu Polyethylen để đảm
bảo độ bền, không bị gãy vỡ trong quá trình làm việc. Chọn loại giá thể S20 – 4 do
công ty Haifan Hongkong sản xuất.
Kích thước giá thể: đường kính Φ20 x 20mm, diện tích bề mặt: 510 m 2/m3,
khối lượng đóng gói 68kg/m3, số lượng đóng gói > 100000 giá thể/m3.

Hình dạng giá thể:

Hình 2.2. Hình dạng giá thể
*) Cơ chế của công nghệ MBBR
Khi đưa nước thải vào trong hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học, các chất bẩn hữu cơ ở trạng thái hòa tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ sẽ
được hấp phụ lên bề mặt tế bào vi khuẩn. Sau đó chúng được chuyển hóa và phân
hủy nhờ vi khuẩn. Quá trình này gồm 3 giai đoạn:
- Khuếch tán, chuyển dịch và hấp phụ chất bẩn từ môi trường nước lên bề mặt
tế bào vi khuẩn;
- Oxy hóa ngoại bào và vận chuyển các chất bẩn hấp phụ được qua màng tế
bào vi khuẩn;
- Chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng, tổng hợp sinh khối từ chất
hữu cơ và các nguyên tố dinh dưỡng khác bên trong tế bào vi khuẩn.
GVHD: Th.s. Phạm Hương Quỳnh

19

SVTH: La Văn Trình