NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG xử lý nước THẢI SINH HOẠT GIÀU CHẤT DINH DƯỠNG của tảo SPIRUNILLA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập-Tự do-Hạnh phúc
-------------------T

L

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

U

Họ tên sinh viên : Phan Thị Hoài Cẩm
Lớp:

52MT

Khoa:

Môi trường

Hệ đào tạo: Đại học chính quy
Ngành:

Kỹ thuật Môi trường

1- TÊN ĐỀ TÀI
Nghiên cứu ứng dụng của tảo Spirulina platensis xử lý nước thải sinh hoạt
giàu chất dinh dưỡng
2- CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN
Các tài liệu tham khảo cơ bản gồm có tài liệu tiếng anh và tài liệu tiếng việt.
Tổng số tài liệu là 35 tài liệu, trong đó tài liệu tiếng việt gồm 20 tài liệu và tài liệu
tiếng anh gồm 15 tài liệu. Các tài liệu được ghi ở mục Tài liệu tham khảo.

.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
...................................................................................................................
3 – NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:

Tỷ Lệ %

Chương 1: Không có nội dung tính toán (0%). Nội dung thuyết minh: 100%.
Chương 2: Không có nội dung tính toán (0%). Nội dung thuyết minh: 100%.
Chương 3: Không có nội dung tính toán (0%). Nội dung thuyết minh, tỷ lệ: 55%.
Chương 3: Nội dung tính toán, tỷ lệ: 45%. Nội dung thuyết minh, tỷ lệ: 55%.
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
..................................................................................................................


4 – BẢN VẼ VÀ BIỂU ĐỒ ( ghi rõ tên và kích thƣớc bản vẽ)
Trong bài đồ án này không có bản vẽ nào. Các biểu đồ trong bài được ghi tên
và đánh số ở trong phần Danh mục biểu đồ.
.....................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.........................................................................................................................
5 – GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN TỪNG PHẦN
Họ tên giáo viên hƣớng dẫn 1

Phần
Toàn phần : 100%

Ths. Trần Minh Dũng
Họ tên giáo viên hƣớng dẫn 2

Phần

Ks. Nguyễn Thế Hùng
6 – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngày..................tháng.............năm 2014
Trƣởng Bộ môn

Giáo viên hƣớng dẫn chính

(Ký và ghi rõ Họ tên)

(Ký và ghi rõ Họ tên)

TS. Phạm Thị Ngọc Lan

Ths. Trần Minh Dũng

Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp đã được Hội đồng thi tốt nghiệp của Khoa thông qua
Ngày...... tháng.....năm 2014
Chủ tịch Hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên)

TS. Phạm Thị Ngọc Lan
Sinh viên đã hoàn thành và nộp bản Đồ án tốt nghiệp cho Hội đồng thi
Ngày...... tháng.....năm 2014
Sinh viên làm Đồ án tốt nghiệp
(Ký và ghi rõ họ tên)

Phan Thị Hoài Cẩm


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

LỜI CẢM ƠN
Đi suốt chặng đường dài bốn năm Đại học ngồi trên ghế nhà trường em đã trải
qua biết bao nhiêu cảm xúc của một thời sinh viên, đây đã là giai đoạn cuối em còn
được bên cạnh thầy cô và bạn bè. Ngẫm lại em thấy mình đã trưởng thành hơn rất
nhiều, có lẽ em đã thấm thía những lời dạy bảo nghiêm khắc mà ngọt ngào, chan
chứa tình yêu thương của thầy cô. Lời tri ân của em muốn gửi tới các thầy giáo, cô
giáo bao nhiêu ngòi bút nét mực có thể chứa đủ đây! Sau khi kết thúc thời gian 14
tuần thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài ―Nghiên cứu ứng dụng của tảo
Spirulina platensis xử lý nƣớc thải sinh hoạt giàu chất dinh dƣỡng‖, em cảm
thấy mình đã trải nghiệm được nhiều điều quý báu, nhất là kỹ năng thực hiện các
thao tác trong thực nghiệm và cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn, có cơ hội học
hỏi kinh nghiệm, phương pháp luận của các thầy cô giáo và cách tập trung làm việc
hiệu quả từ bạn bè. Và hơn thế, đồ án tốt nghiệp không chỉ có ý nghĩa đánh dấu mốc
quan trọng trong cuộc đời sinh viên mà còn là cơ hội giúp em rõ hơn về lĩnh vực
môi trường mà em đã, đang và sẽ theo đuổi.
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo Ths.
Trần Minh Dũng và thầy giáo Nguyễn Thế Hùng đã chỉ bảo tận tình, trực tiếp
hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đồ án. Thầy giáo đã giúp
em bổ sung các khía cạnh, yếu tố, nội dung còn thiếu và khắc phục những sai sót
trong quá trình tiến hành thí nghiệm cũng như quá trình viết bài.
Xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong bộ môn hóa – Phòng thí nghiệm
hóa đã tạo điều kiện cho em thực hiện tốt các thí nghiệm phục vụ cho đồ án của

mình.
Xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong khoa môi trường đã giảng dạy đầy
tâm huyết và luôn hết sức tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên tiếp thu và lĩnh hội
đầy đủ kiến thức trong quá trình học tập cũng như hoàn thành đồ án.
Cuối cùng, em bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới sự cổ vũ, khuyến khích, động viên
của gia đình, những người thân và những người bạn, họ cũng đã luôn sát cánh cùng
em trong suốt thời gian học tập và dành cho em những tình cảm tuyệt vời trong quá
trình thực hiện đồ án này.
Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

Do kiến thức và thời gian còn hạn hẹp nên bản thân em cùng với đồ án vẫn còn
có những sai sót, vướng mắc. Rất mong quý thầy cô và các bạn góp ý kiến và chỉ
bảo!
Hà Nội, ngày…tháng…năm 2014
Sinh viên
Phan Thị Hoài Cẩm

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Các thông số và phương pháp phân tích ...................................................16
Bảng 1- 2: Thành phần đặc trưng trong nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý ...........2
Bảng 1- 3: Thành phần tương đối của nước thải sinh hoạt bình thường ..................4
Bảng 3- 1: Dụng cụ thí nghiệm .................................................................................38
Bảng 3- 2: Thành phần hóa chất sử dụng trong môi trường SOT ............................54
Bảng 3- 3: Kết quả phân tích chất lượng nước thải lấy mẫu ở cống xả vào ............57
Bảng 4- 1: Dãy đường chuẩn hàm lượng P .............................................................. 71
Bảng 4- 2: Hiệu suất xử lý các thành phần trong nước thải của.............................. 74

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 1- 1: Biến động nhiệt độ của các bể nuôi cấy tảo Spirulina xử lý nước thải 65
Đồ thị 1- 2: Biến động pH của các bể nuôi cấy tảo Spirulina xử lý nước thải ........66
Đồ thị 1- 3: Kết quả cân khối lượng tảo trong các bể nuôi cấy tảo Spirulina .........67
Đồ thị 1- 4: Kết quả đếm mật độ tảo trong các bể nuôi cấy tảo Spirulina...............68
Đồ thị 1- 5: Kết quả đo hàm lượng NO3-(mg/l) ........................................................69
Đồ thị 1- 6: Kết quả đo hàm lượng NO2- (mg/l) .......................................................70
Đồ thị 1- 7: Kết quả đo hàm lượng NH4+ (mg/l) .....................................................71

Đồ thị 1- 8: Đường chuẩn xác định hàm lượng P ....................................................72
Đồ thị 1- 9: Kết quả tính toán hàm lượng PO43- (mg/l) ............................................72
Đồ thị 1- 10: Kết quả đo COD (mg/l) .......................................................................73
Đồ thị 1- 11: Kết quả đo hàm lượng sắt ...................................................................74

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

DANH MỤC HÌNH
Hình 2-1: Tảo Spirulina platensis nhiều vòng xoắn..............................................22
Hình 2-2: Tảo Spirulina platensis ít vòng xoắn.....................................................22
Hình 3-1: Máy sủi khí...............................................................................................35
Hình 3-2: Ống dẫn khí và củ sục khí.......................................................................35
Hình 3-3: Kính hiển vi quang học............................................................................36
Hình 3-4: Buồng đếm hồng cầu................................................................................36
Hình 3-5: Thiết bị lọc sử dụng hút chân không......................................................36
Hình 3-6: Cấu tạo thiết bị lọc...................................................................................36
Hình 3-7: Giấy lọc vi sinh vật kích thước > 47mm................................................36
Hình 3-8: Thiết bị Troll 9500...................................................................................37
Hình 3-9: Mô hình thí nghiệm..................................................................................37
Hình 3-10: Máy HACH DR5000..............................................................................37
Hình 3-11: Cuvet thể tích 10ml................................................................................37
Hình 3-12: Thuốc thử Nitra Ver 5............................................................................39
Hình 3-13: Thuốc thử Nitra Ver 3............................................................................39

Hình 3-14: Các hóa chất pha hỗn hợp thuốc thử xác định hàm lượng P...............40
Hình 3-15: Thuốc thử Ferrover Iron........................................................................40
Hình 3-16: Hoá chất phân tích COD.......................................................................40
Hình 3-17: Thiết bị Troll 9500.................................................................................41
Hình 3-18: Ống phân tích COD...............................................................................42
Hình 3-19: Chuẩn độ mẫu........................................................................................43
Hình 3-20: Buồng đếm hồng cầu..............................................................................43
Hình 3-21: Cấu tạo buồng đếm................................................................................44
Hình 3-22: Quy tắc đếm vi sinh vật trên lưới...........................................................44
Hình 3-23: Cách nhỏ dung dịch chứa tảo vào phòng đếm.......................................45
Hình 3-24: Quan sát tảo dưới kính hiển vi quang học.............................................45
Hình 3-25: Hình dạng tảo thu được dưới kính hiển vi.............................................45
Hình 3-26: Thiết bị lọc sử dụng hút chân không......................................................46

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

Hình 3-27: Giấy lọc vi tảo kích thước 47mm trở lên...............................................46
Hình 3-28: Tủ sấy tảo...............................................................................................46
Hình 3-29: Cân 4 số cân tảo....................................................................................46
Hình 3-30: Giấy lọc sau sấy (chưa có tảo)..............................................................47
Hình 3-31: Sấy giấy lọc tảo.....................................................................................47
Hình 3-32: Cân giấy lọc sau sấy.............................................................................47
Hình 3-33: Cốc đong chứa 10ml tảo (có đánh số)..................................................47

Hình 3-34: Lọc tảo...................................................................................................48
Hình 3-35: Đĩa petri đựng giấy lọc tảo sau lọc.......................................................48
Hình 3-36: Hút ẩm giấy lọc tảo trước khi cân.........................................................48
Hình 3-37: Tảo giống Spirulina platensis thuần chủng...........................................53
Hình 3-38: Tảo giống và môi trường SOT nuôi cấy tảo..........................................53
Hình 3-39: Lấy mẫu nước thải.................................................................................55
Hình 3-40: Sục mẫu nước thải làm bay hơi khí clo..................................................56
Hình 3-41: Nuôi cấy và nhân giống tảo trong phòng thí nghiệm kỹ thuật môi trường
(Bể 1).........................................................................................................................60
Hình 3-42: Bể nước thải hàm lượng dinh dưỡng gấp 5-10 lần cho phép trước xử lý
(Bể 2 và 3..................................................................................................................61
Hình 3-43: Bể nước thải hàm lượng dinh dưỡng gấp 5-10 lần cho phép sau xử lý
(Bể 2 và 3).................................................................................................................61
Hình 3-44: Bể nước thải hàm lượng dinh dưỡng đậm đặc trước xử lý (bể 4).........62
Hình 3-45: Bể nước thải hàm lượng dinh dưỡng đậm đặc sau xử lý (bể 4).............62
Hình 3-46: Bể nước thải bị nhiễm sắt trước xử lý (bể 5).........................................63
Hình 3-46: Bể nước thải bị nhiễm sắt sau xử lý (bể 5) ...........................................63

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ

NƢỚC THẢI ............................................................................................................................... 1
Nƣớc thải sinh hoạt ..................................................................................................... 1

1.1
1.1.1

Nguồn gốc ...................................................................................................................1

1.1.2

Thành phần tính chất của nước thải ...........................................................................2

1.1.3

Tác hại đến môi trường ...............................................................................................4

1.1.3.1

Tác hại của Nitơ trong nước thải .............................................................................5

1.1.3.2

Tác hại của photpho ................................................................................................7

1.1.3.3

Tác hại của kim loại nặng như Fe, Cu…trong nước thải ........................................7

1.1.4 Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt .................................................7
1.1.4.1

Độ pH ......................................................................................................................8

1.1.4.2

Hàm lượng các chất rắn...........................................................................................8

1.1.4.3

Oxi hòa tan ..............................................................................................................8

1.1.4.4

Chỉ số BOD .............................................................................................................8

1.1.4.5

Chỉ số COD .............................................................................................................9

1.1.4.6

Chỉ số N, P ..............................................................................................................9

1.1.4.7

Chỉ số vệ sinh (E.coli) .............................................................................................9

1.2

Các phƣơng pháp xử lí nƣớc thải sinh hoạt .............................................................. 9

1.3

Phƣơng pháp sinh học xử lý nƣớc thải sinh hoạt giàu chất dinh dƣỡng .............. 10

1.4

Hệ vi sinh vật trong nƣớc thải .................................................................................. 11

1.5

Cơ sở sinh học của quá trình làm sạch nƣớc thải................................................... 12

1.6

Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc ô nhiễm bằng vi tảo ........................................... 14

CHƢƠNG 2: VAI TRÒ CỦA TẢO SPIRULINA PLATENSIS TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI
SINH HOẠT .............................................................................................................................. 17
2.1

Tình hình nghiên cứu tảo lam Spirulina ................................................................. 17

2.1.1

Tình hình nghiên cứu tảo lam Spirulina trên thế giới .............................................. 17

2.1.2

Tình hình nghiên cứu tảo lam Spirulina tại Việt Nam ............................................. 18

2.2

Giới thiệu chung về chủng tảo lam Spirulina ......................................................... 21

2.2.1

Đặc điểm hình thái và cấu trúc tế bào của tảo lam Spirulina.................................. 21

2.2.2

Đặc điểm sinh lý, sinh hóa và thành phần dinh dưỡng của tảo lam Spirulina ........ 22

2.2.2.1

Đặc điểm sinh lý....................................................................................................22

2.2.2.2

Đặc điểm sinh hóa .................................................................................................23

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

2.3

Tảo lam Spirulina platensis ...................................................................................... 25

2.4

Đặc điểm sinh học của tảo Spirulina platensis ....................................................... 26

2.4.1

Phân loại tảo ............................................................................................................ 26

2.4.2

Hình dạng và cấu tạo ............................................................................................... 26

2.4.3

Chu kỳ sinh sản ........................................................................................................ 26

2.4.4

Chu kỳ sinh trưởng của tảo ...................................................................................... 26
Các yếu tố môi trƣờng trong bể nuôi tảo ................................................................ 27

2.5
2.5.1

Ánh sáng ................................................................................................................... 27

2.5.2

Nhiệt độ .................................................................................................................... 28

2.5.3

pH ............................................................................................................................. 28

2.5.4

Dinh dưỡng .............................................................................................................. 29

2.5.4.1

Đạm .......................................................................................................................29

2.5.4.2

Lân ........................................................................................................................29

2.5.4.3

Kali ........................................................................................................................30

2.5.4.4

Các thành phần vi lượng .......................................................................................30

2.6

Các phƣơng pháp nuôi tảo ....................................................................................... 31

2.7

Một số ứng dụng của tảo Spirulina......................................................................... 32

CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CỦA
TẢO SPIRULINA PLATENSIS .............................................................................................. 35
3.1 Chuẩn bị và thiết kế mô hình thực nghiệm................................................................... 35
3.1.1 Chuẩn bị thực nghiệm ..................................................................................................... 35
3.1.1.1 Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................................35
3.1.1.2 Hóa chất thí nghiệm ..................................................................................................38
Phƣơng pháp xác đinh các thông số nghiên cứu .................................................... 41

3.2
3.2.1

Xác định pH và nhiệt độ ........................................................................................... 41

3.2.2 Xác định COD (nhu cầu oxy hóa học) ............................................................................ 41
3.2.3 Xác định mật độ vi tảo Spirulina platensis trong thời gian nuôi cấy .............................. 43
3.2.4 Xác định khối lượng vi tảo Spirulina platensis qua từng đợt .......................................... 46
3.2.5

Xác định hàm lượng amoni, nitrat, nitrit, photphat ................................................. 48

3.2.5.1 Xác định hàm lượng amoni .......................................................................................48
3.2.5.2 Nitrat .........................................................................................................................49
3.2.5.3

Xác định hàm lượng Nitrit ....................................................................................50

3.2.5.4

Xác định hàm lượng photphat ...............................................................................51

3.2.5.5

Xác định hàm lượng Sắt ........................................................................................52

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

3.3

Ngành: Kỹ thuật môi trường

Vật liệu thí nghiệm .................................................................................................... 52

3.3.1 Chủng giống nghiên cứu ................................................................................................. 53
3.3.2 Môi trường nuôi cấy tảo.................................................................................................. 53
3.4

Tiến trình thí nghiệm ................................................................................................ 54

3.4.1 Nội dung thí nghiệm ........................................................................................................ 54

Đối tượng thí nghiệm ............................................................................................... 55

3.4.2
3.4.2.1

Mẫu nước thí nghiệm ............................................................................................55

3.4.2.2

Lấy mẫu nước thải.................................................................................................55

3.4.2.3

Thực trạng ô nhiễm các nguồn nước thải khu vực lấy mẫu ..................................58

3.4.3 Các mô hình thí nghiệm .................................................................................................. 58
Nguyên tắc vận hành mô hình .................................................................................. 58

3.4.4
3.5

Mô tả thí nghiệm ....................................................................................................... 59

3.6 Xác định hiệu quả xử lý nƣớc thải sau từng giai đoạn ................................................ 63
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ .................................................... 65
4.1 Kết quả theo dõi và giám sát các yếu tố môi trƣờng .................................................... 65
4.1.1 Về nhiệt độ ...................................................................................................................... 65
4.1.2 Về giá trị pH .................................................................................................................... 66
4.2 Kết quả theo dõi sự phát triển sinh khối của tảo trong các mẫu nƣớc phân tích trong
thời gian 15 ngày thí nghiệm ................................................................................................ 67

4.3 Kết quả theo dõi và đo đạc các thông số trong các mẫu nƣớc thải phân tích ............ 69
4.3.1 Về hàm lượng NO3-.......................................................................................................... 69
4.3.2 Về hàm lượng NO2-.......................................................................................................... 70
4.3.3 Về hàm lượng NH4+ ......................................................................................................... 71
4.3.4 Về hàm lượng PO43- ........................................................................................................ 71
4.3.5 Về COD ........................................................................................................................... 73
4.3.6 Về hàm lượng sắt............................................................................................................. 74
4.4 Tổng kết hiệu suất xử lý nƣớc thải ................................................................................ 74
4.5 Đánh giá ........................................................................................................................... 75
4.6 Ƣớc tính chi phí kinh tế .................................................................................................. 76
4.6.1 Lợi ích về môi trường ...................................................................................................... 76
4.6.2 Lợi ích kinh tế.................................................................................................................. 77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 79
KẾT LUẬN ............................................................................................................................ 79
KIẾN NGHỊ ........................................................................................................................... 80
Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 82
Quy chuẩn Việt Nam .................................................................................................................. 82
Tài liệu tiếng Việt ....................................................................................................................... 82
Tài liệu tiếng Anh....................................................................................................................... 83

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

MỞ ĐẦU
Việt Nam đang tiến trên con đường hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, do đó quá
trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa không ngừng phát triển, và đô thị hóa là quá
trình xảy ra tất yếu. Dân số gia tăng không ngừng nên các khu dân cư tập trung dần
được quy hoạch và hình thành. Nước thải sinh hoạt là sản phẩm từ quá trình sinh
hoạt của con người, số lượng cũng như chất lượng nước thải ngày càng có xu hướng
trái chiều nhau. Trong khi nguồn nước sinh hoạt thải ra với lưu lượng ngày càng
lớn, nhất là tại các khu vực Đô thị lớn, dòng nước thải chưa được xử lý không còn
có thể pha loãng bằng nước ao hồ, sông ngòi lại ở trong tình trạng ô nhiễm nặng nề
làm ô nhiễm cả nước mặt lẫn nước ngầm. Bên cạnh đó, tình trạng ngập nước trên
các tuyến đường, nước thải chảy tràn lan qua hệ thống sông ngòi, kênh rạch…ảnh
hưởng đến cảnh quan môi trường và cuộc sống của chúng ta. Việc bảo vệ và sử
dụng hợp lý nguồn nước để cung cấp cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất, đáp
ứng nhu cầu hiện tại và thỏa mãn nhu cầu của tương lai có ý nghĩa hết sức to lớn.
Hiện nay, việc quản lý nước thải trong đó bao gồm nước thải sinh hoạt là một
vấn đề cấp thiết của các nhà quản lý môi trường trên thế giới nói chung và Việt
Nam nói riêng. Vì vậy, nhằm cải thiện môi trường và phát triển theo hướng bền
vững cần có hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt.
Với mong muốn môi trường sống và chất lượng sống ngày càng được nâng cao,
vấn đề quản lý nước thải sinh hoạt ngày càng chặt chẽ hơn phù hợp với sự phát triển
tất yếu của xã hội và cải thiện đáng kể nguồn nước đang bị suy thoái nên đề tài:
―Nghiên cứu ứng dụng Tảo Spirulina Platensis trong xử lý nước thải sinh hoạt giàu

chất dinh dưỡng‖ được thực hiện. Việc nghiên cứu tảo Spirulina platensis để xử lý
nước thải ô nhiễm hữu cơ là một giải pháp khá hợp lý do trong nước thải hàm lượng
nitơ và photpho là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự sinh trưởng và phát triển của
tảo. Hơn nữa tảo Spirulina platensis là một loại tảo có chu kỳ phát triển khá nhanh
nên quá trình Tảo xử lý các thông số đặc trưng trong nước thải sinh hoạt như Tổng
nito, tổng Photpho, hàm lượng COD…khá rõ rệt.
Bên cạnh đó, vi tảo Spirulina platensis không những loại bỏ hiệu quả các hợp
chất của N, P mà còn có khả năng hấp thu tốt các kim loại nặng độc hại có trong
Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

nước thải như sắt, đồng...hiệu quả loại bỏ chúng từ 70% trở lên. Việc xử lý nước
bằng vi tảo lam Spirulina platensis vừa có hiệu quả cao, vừa giảm chi phí thực hiện
và không ảnh hưởng đến môi trường.
Phạm vi nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu: từ ngày 01/10/2014 đến ngày 05/12/2014.
Tìm hiểu thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt để từ đó đưa ra phương
pháp xử lý hiệu quả nhất.
Nghiên cứu đặc điểm, tính chất của vi sinh vật Tảo Spirulina platensis có khả năng
xử lý nước thải.
Mục tiêu đề tài
Đồ án được thực hiện nhằm tìm hiểu mức độ xử lý ô nhiễm hữu cơ trong nước
thải sinh hoạt mà cụ thể là dựa vào chỉ số COD, hàm lượng N-NH4+, N-NO2-, NNO3-, P-PO4-3 là các thông số khảo sát hiệu quả xử lý nước thải khi sử dụng Tảo
Spirulina platensis làm vi sinh vật hấp thụ các chất gây ô nhiễm trong nước thải

sinh hoạt. Bên cạnh đó, đề tài còn nghiên cứu phát triển thêm khả năng hấp thu kim
loại nặng như sắt, đồng…của vi tảo nhằm tìm ra hướng tối ưu loại bỏ các thành
phần độc hại có trong nước thải. Hơn nữa, đề tài cũng khảo sát các yếu tố môi
trường nhân giống, nuôi trồng và phát triển sinh khối tảo nhằm tạo điều kiện thuận
lợi nhất cho quá trình xử lý.
Nội dung nghiên cứu
Đồ án bao gồm các nội dung nghiên cứu chính sau:


Tìm hiểu về nguồn gốc, thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt



Tìm hiểu tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt: phương

pháp cơ học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học.


Tìm hiểu các thông tin khoa học về VSV trong xử lý nước thải theo công

nghệ hiếu khí bao gồm: chủng loại VSV, quá trình sinh trưởng và phát triển, các
điều kiện cần thiết cho sự phát triển của chúng.


Tìm hiểu về quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý hiếu khí.



Thu thập các thông tin liên quan đến loài Tảo Spirulina platensis có đặc tính

phù hợp với kỹ thuật xử lý nước thải.
Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường



Tìm hiểu về khả năng hấp thụ kim loại nặng của vi tảo.



Xây dựng mô hình thí nghiệm: vật liệu, kích thước, chi tiết cấu tạo mô hình,

trang thiết bị, hóa chất và các thành phần bổ sung quan trọng sử dụng cho quá trình
nhân giống, nuôi trồng và phát triển sinh khối tảo trong bể chứa nước thải sinh hoạt.


Các bước tiến hành thí nghiệm, ghi nhận các thông số khảo sát.



Thống kê kết quả, tính toán hiệu suất xử lý và nhận xét hiệu quả, khả năng

xử lý nước thải sinh hoạt bằng Tảo Spirulina platensis.


Kết luận và đưa ra quan điểm về đồ án.

Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp luận
Thành phần chính của nước thải sinh hoạt chứa một lượng lớn các chất hữu cơ dễ
bị phân hủy (hydracacbon, protein, chất béo, chất tẩy rửa…), các chất vô cơ dinh
dưỡng (photphat, nito) cùng với vi khuẩn (có thể cả VSV gây bệnh), trứng giun,
sán.v.v…
Nếu không được xử lý trước khi thải bỏ thì khả năng gây ô nhiễm môi trường là
không thể tránh khỏi.
Phƣơng pháp cụ thể
Đề tài đã sử dụng các phương pháp sau:


Phương pháp thực tế: Thu thập, xử lý và tổng hợp các tài liệu cần thiết có

liên quan đến đề tài.


Phương pháp kế thừa: Trong quá trình thực hiện đã tham khảo có liên quan

đã thực hiện.


Phương pháp khảo sát: Tính chất, thành phần nước thải, đặc điểm lý, hóa

sinh của nước thải đầu vào.


Phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng phòng thí nghiệm, vận hành mô

hình để xử lý nước thải.


Phương pháp phân tích : Các thông số được phân tích theo phương pháp

chuẩn (APHA, AWWA, TCVN 2008 và Standard Methods). Các thông số đo và
phương pháp phân tích được trình bày trong bảng sau.

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Kỹ thuật môi trường

Bảng 1: Các thông số và phương pháp phân tích
Thông số

Phƣơng pháp phân tích

pH

Dùng thiết bị Troll 9500 kiểm tra

COD

Phương pháp đun kín (K2Cr2O7
Closed flux)
Phương pháp đo nhanh - thuốc thử
Nitri Ver 3
Phương pháp đo nhanh - thuốc thử
Nitri Ver 5
Phương pháp đo nhanh – thuốc thử
Mineral Stabilizer, Polyvinyl
Alcohol, Nessler
Phương pháp tìm nồng độ bằng xây
dựng đường chuẩn
Phương pháp đo nhanh - thuốc thử
Ferrover Iron

Nitrit (N-NO2)
Nitrat (N-NO3)
NH4+
Photphat (P-PO43-)
Sắt


Phương pháp xử lý số liệu

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học
Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt bằng
phương pháp sinh học. Từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện
chất lượng tài nguyên nước ngày càng trong sạch hơn.
Ý nghĩa thực tiễn


Đề tài sẽ được nghiên cứu và bổ sung để phát triển cho vấn đề thu gom và xử

lý nước thải.


Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước.



Ngoài nghiên cứu ứng dụng của tảo Spirulina platensis xử lý nước thải sinh

hoạt còn phát triển được các tiềm năng về mục đích sản xuất sinh khối Tảo
Spirulina platensis (nhân giống, phát triển và thu hoạch sinh khối) mang lại lợi ích
kinh tế.

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 1

Ngành: Kỹ thuật môi trường

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC
PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ NƢỚC THẢI
1.1 Nƣớc thải sinh hoạt

1.1.1

Nguồn gốc

Nước thải sinh hoạt (NTSH) phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày của con
người như tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn…ở Việt Nam lượng nước thải này
trung bình khoảng 120 – 260 lít/người/ngày. NTSH được thu gom từ các căn hộ, cơ
quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, cơ sở kinh doanh, chợ, các công trình
công cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản xuất. NTSH ở các trung tâm đô
thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại
thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được
tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc bằng biện pháp tự thấm.
Khối lượng nước thải của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào:
-

Quy mô dân số

-

Tiêu chuẩn cấp nước

-

Khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nước

-

Loại hình sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải xám và nước thải đen. Nước thải xám bao

gồm nước giặt giũ quần áo, tắm rửa và nước sử dụng trong nhà bếp. Nước từ trong
nhà bếp có thể chứa lượng lớn chất rắn và dầu mỡ. Nước thải đen chứa hàm lượng
cao các chất hữu cơ và dinh dưỡng (Nito, photpho) – nguồn thức ăn tốt cho sự phát
triển của vi sinh vật. Nước thải đen có thể được tách thành hai phần: phân và nước
tiểu. Mỗi người hàng năm có thể thải ra trung bình 4 kg N; 0,4 kg P trong nước tiểu
và 0,55 kg N; 0,18 kg P trong phân.
Đặc tính chung của NTSH thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các
chất hữu cơ hòa tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5, COD), các chất dinh dưỡng (nitơ
photpho), các vi trùng gây bệnh (Ecoli, coliform…). Ngoài ra nước thải sinh hoạt
còn chứa các kim loại nặng, các chất hữu cơ khó phân hủy, độc hại. Người ta có thể
sử dụng một loại vi khuẩn đặc biệt như trực khuẩn Ecoli để đánh giá độ ô nhiễm
sinh học của nước thải.
Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 2

Ngành: Kỹ thuật môi trường

Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào:
-

Lưu lượng nước thải

-

Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người

Mà tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào:
-

Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống

Điều kiện khí hậu
1.1.2 Thành phần tính chất của nước thải
Thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt được thể hiện như sau:
Bảng 1- 2: Thành phần đặc trưng trong nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý [13]
Nồng độ
Các chỉ tiêu

Đơn vị
Nhẹ

Trung
bình

QCVN 14 :
Nặng

2008/ BTNMT
(cột B)

BOD5

mg/L

100

200

300

50

COD

mg/L

250

400

1000

-

TSS

mg/L

100

200

350

100

N – NO3-

mg/L

20

40

80

50

P – PO43-

mg/L

10

15

25

10

TOC

mg/L

100

200

300

-

Mức độ cần thiết xử lý nước thải phụ thuộc:
-

Nồng độ bẩn của nước thải

-

Khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp cận

-

Yêu cầu về mặt vệ sinh môi trường

Để lựa chọn công nghệ xử lý và tính toán thiết kế các công trình đơn xử lý nước
thải trước tiên cần phải biết thành phần tính chất của nước thải.

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 3

Ngành: Kỹ thuật môi trường

Thành phần tính chất của nước thải chia làm hai nhóm chính: thành phần vật lý
và thành phần hóa học.
 Thành phần vật lý: Biểu thị dạng các chất bẩn có trong nước thải ở các kích
thước khác nhau được chia thành ba nhóm.
 Nhóm 1: Gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải, giấy, lá
cây, cát, da, lông…) ở dạng lơ lửng (δ > 10-1mm) và ở dạng huyền phù, nhũ
tương (δ = 10-1 – 10-4 mm)
 Nhóm 2: Gồm các chất bẩn ở dạng keo (δ = 10-4 – 10-6 mm)
 Nhóm 3: Gồm các chất bẩn ở dạng hòa tan có δ < 10-6mm, chúng có thể ở
dạng ion hay phân tử.
 Thành phần hóa học: Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải có các tính
chất hóa học khác nhau, được chia làm ba nhóm:
 Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axit vô cơ, các ion muối phân ly…(chiếm
khoảng 42% đối với NTSH)
 Thành phần hữu cơ: các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật cặn bã bài
tiết…(chiếm khoảng 58%).
+ Các hợp chất chứa nito
+ Các hợp chất nhóm hydrocacbon: mỡ, xà phòng, cellulose…
+ Các hợp chất có chứa photpho, lưu huỳnh
 Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn…
Bảng 1-3 thể hiện thành phần tương đối của NTSH trước và sau xử lý. BOD và chất
rắn lơ lửng là hai thông số quan trọng nhất được sử dụng để xác định đặc tính của
NTSH. Qúa trình xử lý lắng đọng ban đầu có thể giảm được khoảng 50% chất rắn lơ
lửng và 35% BOD.

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 4

Ngành: Kỹ thuật môi trường

Bảng 1- 3: Thành phần tương đối của nước thải sinh hoạt bình thường [29]

Tổng chất rắn lơ lửng

Trƣớc khi lắng
đọng
800

Sau khi lắng
đọng
680

Sau khi xử lý sinh
học
530

Chất rắn không ổn định

440

340

220

Chất rắn lơ lửng

240

120

30

chất rắn lơ lửng không
ổn định
BOD

180

100

20

200

130

30

Amoniac

15

15

24

Tổng nito

35

30

26

Photpho hòa tan

7

7

7

Tổng photpho

10

9

8

Thành phần chất thải

Chất hữu cơ trong NTSH đặc trưng có thể phân hủy sinh học có thành phần 50%
hydrocacbon, 40% protein và 10% chất béo. Độ pH dao động trong khoảng 6,5- 8,0
trong nước thải có khoảng 20% - 40% vật chất hữu cơ không phân hủy sinh học
[17].
1.1.3

Tác hại đến môi trường

Các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra các tác động tới môi
trường đáng lo ngại. Dựa vào đặc điểm dễ hay khó bị phân hủy bởi VSV có trong
nước thải mà các chất hữu cơ gây ô nhiễm trong nước thải có thể được chia làm hai
loại:


Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học: Nhóm các chất hữu cơ dễ bị phân

hủy gồm các chất protein, cacbonhydrat, các chất béo có nguồn gốc động và thực
vật. Trong thành phần các chất hữu cơ từ nước thải ở các khu dân cư có khoảng 4060% protein, 25-50% cacbonhydrat, 10% chất béo. Các hợp chất này chủ yếu làm
suy giảm oxy hòa tan trong nước dẫn đến suy thoái tài nguyên thủy sản và làm giảm
chất lượng nước cấp sinh hoạt. Trong thực tế, người ta thường áp dụng các biện
pháp sinh học để xử lý nước thải bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh
học.
Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư



Trang 5

Ngành: Kỹ thuật môi trường

Các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học: Nhóm các chất hữu cơ khó bị

phân hủy sinh học gồm các chất thuộc dạng chất hữu cơ có vòng thơm
(cacbuahydro của dầu khí), các chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ,
photpho hữu cơ. Trong đó, có nhiều chất là các chất hữu cơ tổng hợp và có độc tính
cao đối với con người và động thực vật. Hàng năm, trên thế giới có khoảng 60.106
tấn các chất hữu cơ tổng hợp khó phân hủy sinh học được sản xuất trên thế giới như
các chất màu, chất hóa dẻo, thuốc trừ sâu…Trong tự nhiên, các chất hữu cơ khó bị
phân hủy sinh học khá bền vững, có khả năng tích lũy và lưu giữ lâu dài trong môi
trường và cơ thể sinh vật, làm ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái và sức khỏe con
người. Thành phần này tồn tại trong nước thải sinh hoạt không cao.
Cụ thể về tác động của các chất gây ô nhiễm nước thải sinh hoạt tới môi trường
như sau:
-

COD, BOD: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và

gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn 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 điều kiện yếm khí.

-

Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời

sống của thủy sinh vật.
-

Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu

chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da…
-

Ammonia, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ

trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa (sự phát triển bùng phát của
các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và
diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình
hô hấp của tảo thải ra).
-

Màu: mất mỹ quan.

-

Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
1.1.3.1 Tác hại của Nitơ trong nước thải

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 6

Ngành: Kỹ thuật môi trường

a) Đối với sức khỏe cộng đồng: Nitơ tồn tại trong nước thải có thể gây nên hiệu
ứng về môi trường. Sự có mặt của Nitơ trong nước thải có thể gây ra nhiều ảnh
hưởng xấu đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Khi trong nước thải có nhiều
Amoniac có thể gây độc cho cá và hệ động vật thủy sinh, làm giảm lượng oxi hòa
tan trong nước. Khi hàm lượng nitơ trong nước cao cộng them hàm lượng photpho
có thể gây phú dưỡng nguồn tiếp nhận làm nước có màu và mùi khó chịu đặc biệt là
lượng oxi hòa tan trong nước giảm mạnh gây ngạt cho cá và hệ sinh vật trong hồ.
Khi xử lý nitơ trong nước thải không tốt, để hợp chất nito đi vào trong chuỗi thức
ăn hay trong nước cấp có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm. Nitrat tạo chứng
thiếu vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo thành các nitrosamine là nguyên
nhân gây ung thư ở người cao tuổi. Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào
sữa mẹ, hoặc qua nước dung để pha sữa. Khi lọt vào cơ thể, nitrat chuyển hóa thành
nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột. Ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe
con người chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây ung thư. Trong cơ thể
Nitrit có thể oxy hóa sắt II ngăn cản quá trình hình thành Hb làm giảm lượng oxy
trong máy có thể gây ngạt, nôn, khi nồng độ cao có thể dẫn đến tử vong.
b) Đối với môi trường: Nitơ trong nước thải cao, chảy vào sông, hồ làm tăng
hàm lượng chất dinh dưỡng. Do vậy nó gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại
thực vật phù du như rêu, tảo gây tình trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức

ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường trong sạch của thủy vực, sản sinh
nhiều chất độc trong nước như NH4+, H2S, CO2, CH4…tiêu diệt nhiều loại sinh vật
có ích trong nước. Hiện tượng đó gọi là phú dưỡng nguồn nước.
Hiện nay, phú dưỡng thường gặp trong các hồ đô thị, các song và kênh dẫn nước
thải. Đặc biệt là tại khu vực Hà Nội, sông Sét, sông Lữ, sông Tô Lịch đều có màu
xanh đen hoặc đen, có mùi hôi thối do thoát khí H2S. Hiện tượng này tác động tiêu
cực tới hoạt động sống của dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái của nước hồ,
tăng thêm mức độ ô nhiễm không khí của khu dân cư.
Sự có mặt của nitơ có thể gây cản trở cho các quá trình xử lý làm giảm hiệu quả
làm việc của các công trình. Mặt khác nó có thể kết hợp với các loại hóa chất trong
xử lý để tạo các phức hữu cơ gây độc cho con người.
Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 7

Ngành: Kỹ thuật môi trường

1.1.3.2 Tác hại của photpho
Photpho trong nước thải chủ yếu có từ nguồn gốc: phân người, nước tiểu, đồ
thải thức ăn, chất tẩy rửa tổng hợp, chất thải từ sản xuất công nghiệp, chất chống ăn
mòn trong các đường ống dẫn nước.
Dư thừa photpho từ các cánh đồng và bãi cỏ ở ngoại ô các thành phố xuống
các ao, hồ, sông, suối là nguyên nhân chính để tảo phát triển, sau đó chúng đi vào
các nguồn nước và làm giảm chất lượng nước. Ô nhiễm photpho gây nguy hiểm cho
cá và các loại thủy sinh khác cũng như các loài động vật và con người, những sinh

vật sống phụ thuộc vào nguồn nước sạch. Trong một số trường hợp, dư thừa
photpho còn giúp tảo độc phát triển, gây ra mối đe dọa trực tiếp đến sinh mạng con
người và động vật.
1.1.3.3 Tác hại của kim loại nặng như Fe, Cu…trong nước thải
Kim loại nặng là một mối nguy lớn có trong nước thải. Tác hại của kim loại
nặng không chỉ làm mất đi một số tính chất hóa lý đặc biệt, gây nhiễm độc đối với
nước mà còn có thẻ gây nhiều bệnh tật lên con người và sinh vật tiếp xúc với nguồn
nước đó. Hiện nay, ở nhiều nơi trên thế giới và ngay tại Việt Nam, người dân vẫn
chưa có nước sạch để sinh hoạt hàng ngày, trong khi đó một lượng nước lớn vẫn bị
nhiễm độc và lãng phí.
Hầu hết các kim loại nặng như Fe, Cu2+…tồn tại trong nước ở dạng ion với kích
thước rất nhỏ, với số lượng rất lớn. Chúng phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau,
trong đó chủ yếu từ hoạt động công nghiệp. Khác với các chất thải hữu cơ có thể tự
phân hủy trong đa số trường hợp, các kim loại nặng khi đã phóng thích vào môi
trường thì sẽ tồn tại lâu dài và không phân hủy. Chúng tích tụ vào các mô sống qua
chuỗi thức ăn mà ở đó con người là mắt xích cuối cùng. Nước sau khi được xử lý
bằng phương pháp hóa lý hay hóa học vẫn còn lại một lượng kim loại nhất định và
có thể tích tụ theo thời gian.
1.1.4 Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước nói chung được chia làm ba nhóm chính là:
theo các chỉ tiêu vật lý (nhiệt độ, hàm lượng cặn lơ lửng, độ màu, mùi, vị..); chỉ tiêu

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 8

Ngành: Kỹ thuật môi trường

hóa học (pH, độ kiềm, độ cứng, độ oxi hóa, hàm lượng sắt,…); chỉ tiêu sinh học và
vi sinh (các thủy sinh vật, tổng số lượng vi khuẩn, chỉ số Coli…).
1.1.4.1 Độ pH
Độ 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 6,5 - 8,5. Thông thường nước thải sinh hoạt có pH trong khoảng
trung tính, vì vậy rất phù hợp khi xử lý sinh học.
1.1.4.2 Hàm lượng các chất rắn
Chất rắn trong nước thải bao gồm các chất rắn lơ lửng, chất rắn có khả năng
lắng, các hạt keo và chất rắn hòa tan. Và hàm lượng chất rắn lơ lửng hay được quan
tâm hơn cả trong nước thải sinh hoạt. Tải lượng các chất rắn lơ lửng trong nước thải
sinh hoạt nằm trong khoảng 200 – 250 (g/người/ngày).
1.1.4.3 Oxi hòa tan
Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxy được dùng nhiều cho các quá
trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxy trầm trọng. Nồng độ oxy hòa tan
(DO) trong nước là số mg O2 hòa tan trong 1 lít nước. DO thường tỷ lệ nghịch
với mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải: nước thải có mức độ ô nhiễm hữu cơ
cao thì hàm lượng DO thấp và ngược lại. Do oxy được sử dụng cho các quá trình
sinh hóa hiếu khí các chất hữu cơ và oxy hóa các chất vô cơ khác, vì vậy oxy hòa
tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng được phân tích nhằm đánh giá sự ô
nhiễm của nước và giúp đề ra các biện pháp xử lý thích hợp.
1.1.4.4 Chỉ số BOD
Nhu cầu oxi sinh hóa hay là nhu cầu oxi sinh học là lượng oxi cần thiết để
oxi hóa các chất hữu cơ dễ phân hủy có trong nước bằng VSV. Đơn vị là mg O2/L.
Chỉ số BOD cao thì nước bị ô nhiễm nặng. Quá trình này đòi hỏi cần thời gian dài
ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, vào các chủng loại VSV,
nhiệt độ nguồn nước cũng như vào một số chất có độc tính ở trong nước. Khi đo

BOD cho nước thải, người ta thường quy ước để mẫu 5 ngày vì vậy gọi là BOD5.
Nước sạch thì BOD < 2 mg O2/L. Nước thải sinh hoạt thường có BOD từ 80-500
mgO2/L.
Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 9

Ngành: Kỹ thuật môi trường

1.1.4.5 Chỉ số COD
COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa toàn bộ các chất hữu cơ có
trong mẫu nước thành CO2 và nước. Chỉ số này được dùng rộng rãi để đặc trưng
cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên. Nước
thải ô nhiễm có tỉ lệ BOD/COD là 0,5 - 0,7.
1.1.4.6 Chỉ số N, P
Cần xác định tổng N, tổng P để chọn phương án giảm các thông số này hoặc
cân đối dinh dưỡng trong quá trình bùn hoạt tính. Trong nước thải sinh hoạt thì các
chỉ số này vào khoảng 50mg/L với Nitơ, và Phốtpho là 5mg/L.
1.1.4.7 Chỉ số vệ sinh (E.coli)
Nước thải sinh hoạt giàu chất hữu cơ nên có hệ VSV phong phú, bao gồm
cả các VSV gây bệnh và VSV không gây bệnh. Việc xác định tất cả các loài
VSV là rất khó khăn vì vậy mà người ta thường chọn phân tích E.coli làm sinh
vật chỉ thị cho chỉ tiêu vệ sinh. E.coli là trực khuẩn, khu trú trong đường ruột của
động vật máu nóng. Trừ một số chsủng E.coli sinh độc tố gây bệnh cho con
người, còn phần lớn chúng là VSV có ích. Trong nước thải sinh hoạt bao giờ

cũng chứa E.coli và sự có mặt của E.coli trong một nguồn nước bất kỳ đồng
nghĩa với việc nguồn nước này bị nhiễm phân và có khả năng chứa các VSV gây
bệnh khác.
1.2

Các phƣơng pháp xử lí nƣớc thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các
cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải
trí, cơ quan công sở,…Các phương pháp chính thường được sử dụng trong các công
trình xử lý nước thải sinh hoạt là:
Phƣơng pháp hóa học: Dùng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, gồm
có: trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc
hại. Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm
và hóa chất thêm vào. Do đó, ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao,
thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước khép kín, tự động hóa. Tuy

Sinh viên: Phan Thị Hoài Cẩm

Lớp: 52MT