ĐÁNH GIÁ và đề XUẤT GIẢI PHÁP cải tạo hệ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ CỦA BÃI RÁC SÓC VỒ SÓC TRĂNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TẠO HỆ THỐNG
XỬ LÝ NƯỚC RỈ CỦA BÃI RÁC SÓC VỒ - SÓC TRĂNG

Cán bộ hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN XUÂN HOÀNG

NGUYỄN CẨM ĐỈNH
NGUYỄN BẢO LỜI

12/2015


Luận văn tốt nghiệp Đại Học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày ….. tháng ….. năm 2015

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời – B1205066


Luận văn tốt nghiệp Đại Học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

LỜI CẢM TẠ
Kết thúc cho một quá trình học tập trên giảng đường đại học là luận văn tốt nghiệp. Luận
văn có vai trò quan trọng: giúp chúng tôi tổng kết, củng cố kiến thức chuyên ngành, rèn
luyện các kỹ năng thiết kế mô hình, kỹ năng phân tích trong phòng thí nghiệm, kỹ năng
viết bài nghiên cứu và kỹ năng làm việc nhóm.
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài “Đánh giá và đề xuất giải pháp cải tạo hệ thống
xử lý nước rỉ của bãi rác Sóc Vồ - Sóc Trăng” do thầy Nguyễn Xuân Hoàng hướng
dẫn. Chúng tôi đã học hỏi được nhiều kinh nghiệm quí báu từ Thầy như cách lựa chọn tài
liệu, sắp xếp thời gian, tính trách nhiệm và kỷ luật. Những kinh nghiệm này giúp chúng
tôi tự tin hơn, vững chắc và trưởng thành hơn trong con đường học tập và làm việc sau
này.
Để có thể hoàn thành đề tài, ngoài sự cố gắng của bản thân, chúng tôi còn nhận được rất

nhiều sự động viên, khích lệ từ nhiều phía.
Đầu tiên, chúng con xin gửi lòng biết ơn Cha mẹ và người thân trong gia đình đã ủng hộ
cả về mặt vật chất lẫn tinh thần, luôn quan tâm và động viên con trong những lúc chúng
con gặp khó khăn.
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Kỹ thuật môi trường đã hỗ trợ và giúp đỡ
chúng em trong thời gian vừa qua, đặc biệt là thầy Việt, thầy Toản, thầy Thành, cô Vân.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo Công ty TNHH MTV Công Trình Đô Thị
Tỉnh Sóc Trăng, đặc biệt là ông Đậu Đức Hiển và anh Thái Bình Khuôl đã tận tình giúp
đỡ, tạo điều kiện cho chúng em tiếp cận lấy mẫu, khảo sát và hỗ trợ cho công tác vận
chuyển và phân tích mẫu.
Cuối cùng, cảm ơn bạn bè và tập thể lớp Kỹ thuật môi trường K38 đã chia sẻ, giúp đỡ và
động viên chúng tôi.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do còn kiến thức còn hạn chế và thời gian thực hiện
đề tài tương đối ngắn nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được những
ý kiến đóng góp từ phía quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày

Nguyễn Cẩm Đỉnh
SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời – B1205066

tháng

năm 2015

Nguyễn Bảo Lời


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

MỤC LỤC
MỤC LỤC………………………………………………………………………………….i
DANH SÁCH BẢNG……………………………………………………………………..iii
DANH SÁCH HÌNH………………………………………………………………………iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT……………………………………………………………...vi
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ................................................................................................ 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................. 1
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................................... 2
1.2.1 Mục tiêu chung ...................................................................................................... 2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể ...................................................................................................... 2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU............................................................................ 3
2.1 GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC RỈ TỪ RÁC ........................................................................ 3
2.1.1 Định nghĩa nước rỉ từ rác....................................................................................... 3
2.1.2 Quá trình hình thành nước rỉ từ rác ....................................................................... 3
2.1.3 Thành phần hóa lý của nước rỉ từ rác .................................................................... 3
2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đén thành phần của nước rỉ từ rác ..................................... 4
2.1.5 Các công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam ........................................................ 7
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC ........................................................ 8
2.2.1 Tổng quan về phương pháp keo tụ tạo bông ......................................................... 9
2.2.2 Sơ lược về bể bùn hoạt tính ................................................................................. 19
2.2.3 Sơ lược về thiết kế bể UASB............................................................................... 26
2.2.4 Sơ lược về quá trình lắng và bể lắng ................................................................... 28
2.3 TỔNG QUAN VỀ BÃI RÁC SÓC VỒ - SÓC TRĂNG ........................................... 29
2.3.1 Đặt trưng khí hậu ................................................................................................. 29
2.3.2 Đặc điểm chế độ thủy văn tỉnh Sóc Trăng .......................................................... 30
2.3.3 Đặt điểm kinh tế, xã hội ...................................................................................... 31
2.3.4 Một số biện pháp xử lý tại bãi rác phường 7 ....................................................... 31

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ......................... 32
3.1 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN .............................................................. 32
3.2 ĐỐI TƯỢNG THÍ NGHIỆM ..................................................................................... 32
3.2.1 Nước rỉ từ rác....................................................................................................... 32

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

i


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

3.2.2 Bùn hoạt tính ....................................................................................................... 33
3.2.3 Bùn yếm khí ........................................................................................................ 33
3.3 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ............................................................................... 33
3.3.1 Hóa chất ............................................................................................................... 33
3.3.2 Phương tiện thí nghiệm ....................................................................................... 33
3.4 CÁC CHỈ TIÊU PHÂN TÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP ............................................... 40
CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ..................... 42
4.1 ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ HIỆN HỮU ....................................... 42
4.1.1 Đánh giá chất lượng nước thải đầu vào ............................................................... 42
4.1.2 Đánh giá công nghệ và hệ thống xử lý nước thải nước thải hiện hữu ................. 43
4.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN HỆ THỐNG ...................................................... 45
4.2.1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm mô hình kiểm chứng qui mô phòng thí nghiệm ....... 45
4.2.2 Đề xuất quy trình công nghệ cải tiến ................................................................... 50
4.3 THÍ NGHIỆM 2: MÔ HÌNH CẢI TIẾN QUI MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM ............ 56
4.3.1 Thí nghiệm định hướng 1: xác định liều lượng các chất keo tụ trong khoảng chất

keo tụ từ 1300 – 1500 mg/L trên thiết bị Jartest (với tỉ lệ PAC:Vôi = 1:1) ................. 56
4.3.2 Thí nghiệm định hướng 2: xác định liều lượng các chất keo tụ trong khoảng chất
keo tụ từ 500 – 900 mg/L trên thiết bị Jartest ............................................................... 57
4.3.3 Thí nghiệm vận hành trên mô hình bể keo tụ - BBHT- Bể lắng – Bể lọc ........... 58
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
THEO QUI TRÌNH CẢI TIẾN ........................................................................................ 64
5.1 BỂ KEO TỤ - TẠO BÔNG VÀ LẮNG .................................................................... 65
5.2 BỂ BÙN HOẠT TÍNH .............................................................................................. 68
5.3 BỂ LẮNG THỨ CẤP ................................................................................................ 75
5.4 BỂ LỌC CÁT............................................................................................................. 78
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................... 79
6.1 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 79
6.2 KIẾN NGHỊ ............................................................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 81
PHỤ LỤC 1 ........................................................................................................................ 83
PHỤ LỤC 2 ........................................................................................................................ 90
PHỤ LỤC 3 ........................................................................................................................ 93

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

ii


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất của nước rỉ rác từ các bãi

chôn lấp mới và lâu năm.................................................................................................. 4
Bảng 2.2 Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình keo tụ ..................................... 11
Bảng 2.3 Ưu và nhược điểm của các chất keo tụ .......................................................... 13
Bảng 2.4 Liều lượng chất keo tụ ứng với các liều lượng khác nhau của các tạp chất
nước thải ........................................................................................................................ 14
Bảng 2.5 So sánh hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm có và không sử dụng hóa chất ......... 19
Bảng 2.6 Thời gian tồn lưu nước của một số loại bể bùn hoạt tính .............................. 23
Bảng 2.7 Tải nạp COD cho bể UASB (ở 30oC) để đạt hiệu quả xử lý 85 – 95% ......... 27
Bảng 2.8 Vận tốc nước đi lên và chiều cao của bể UASB ............................................ 28
Bảng 2.9 Thành phần chất thải rắn tại thành phố Sóc Trăng ........................................ 29
Bảng 3.1 Các phương pháp và phương tiện nghiên cứu ............................................... 40
Bảng 4.1 Bảng nhận xét và đánh giá hệ thống xử lý nước rỉ hiện hữu ......................... 44
Bảng 4.2 Các chỉ tiêu phân tích đầu vào, đầu ra của thí nghiệm 1 ............................... 46
Bảng 4.3 Phân tích ưu điểm và nhược điểm của các qui trình công nghệ .................... 54
Bảng 4.4 Điểm số và gia trọng của từng qui trình công nghệ ....................................... 55
Bảng 4.5 Các chỉ tiêu phân tích đầu vào, đầu ra của thí nghiệm 2 ............................... 58
Bảng 4.6 Chi phí hóa chất xử lý nước rỉ từ rác bằng keo tụ.......................................... 63
Bảng 5.1 Các thông số đầu vào bể bùn hoạt tính .......................................................... 68
Bảng 5.2 Các thông số động lực học của quá trình nitrat hóa ....................................... 69
trong môi trường bùn hoạt tính lơ lửng ở 200C ............................................................. 69
Bảng 5.3 Các giá trị nạp tiêu biểu để thiết kế bể bùn hoạt tính theo kiểu
truyền thống ................................................................................................................. 69
Bảng 5.4 Các thông số tham khảo để thiết kế bể lắng thứ cấp ...................................... 75

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

iii

Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Sơ đồ Công nghệ xử lý nước rỉ từ rác cho bãi chôn lấp Nam Sơn- Hà Nội,
Thành Phố Hạ Long và Thành Phố Đà Nẵng .................................................................. 7
Hình 2.2 Sơ đồ Công nghệ xử lý nước rỉ từ rác ở khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Tây
Bắc- TP. Hồ Chí Minh ..................................................................................................... 8
Hình 3.1 Vị trí lấy mẫu nước thải .................................................................................. 32
Hình 3.2 Mô hình bể bùn hoạt tính thí nghiệm 1 .......................................................... 34
Hình 3.3 Mô hình bể lắng thí nghiệm 1......................................................................... 35
Hình 3.4 Sơ đồ thí nghiệm trên Jartester ....................................................................... 36
Hình 3.5 Mô hình bể keo tụ-tạo bông và lắng thí nghiệm 2.......................................... 37
Hình 3.6 Mô hình bể bùn hoạt tính thí nghiệm 2 .......................................................... 38
Hình 3.7 Mô hình bể lắng thí nghiệm 2......................................................................... 39
Hình 3.8 Mô hình bể lọc thí nghiệm 2........................................................................... 39
Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ của hệ thống hiện tại ........................................................... 43
Hình 4.2 Kế hoạch các bước thực hiện.......................................................................... 45
Hình 4.3 Nồng độ COD, BOD5, SS (mg/L) đầu vào và đầu ra thí nghiệm 1................ 47
Hình 4.4 Nồng độ N tổng, N-NH3, P tổng (mg/L) đầu vào và đầu ra thí nghiệm 1 ..... 48
Hình 4.5. Nồng độ Cu (mg/L) đầu vào và đầu ra thí nghiệm 1 ..................................... 49
Hình 4.6 Nước thải đầu vào và đầu ra của thí nghiệm 1 ............................................... 50
Hình 4.7 Quy trình công nghệ 1 .................................................................................... 51
Hình 4.8 Qui trinh công nghệ 2 ..................................................................................... 52
Hình 4.9 Qui trình công nghệ 3 ..................................................................................... 53
Hình 4.10 Độ đục và pH của nước rỉ sau khi keo tụ với các liều lượng chất keo tụ
từ 1300 – 1700 mg/L .................................................................................................... 56
Hình 4.11 Độ đục và pH của nước rỉ sau khi keo tụ với liều lượng chất keo tụ
từ 500-900 mg/L ............................................................................................................ 57

Hình 4.12 Nồng độ COD, BOD5, SS (mg/L) đầu vào và đầu ra thí nghiệm 2.............. 59
Hình 4.13 Nồng độ N tổng, N-NH3, P tổng (mg/L) đầu vào và đầu ra thí nghiệm 2 ... 60
Hình 4.14 Nồng độ Cu (mg/L) đầu vào và đầu ra thí nghiệm 2 .................................... 61
SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

iv


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

Hình 4.15 Chất lượng nước thải sau xử lý của thí nghiệm 2......................................... 62
Hình 5.1 Qui trình công nghệ cải tiến ........................................................................... 64
Hình 5.2 Mặt cắt bể lắng thứ cấp .................................................................................. 77

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

v


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
BOD

BHT
BTNMT

Tiếng anh
Biochemical Oxygen Demand

Nghĩa tiếng việt
Nhu cầu oxy sinh hóa
Bùn hoạt tính
Bộ Tài Nguyên và Môi Trường

COD
MLVSS

Chemical Oxygen Demand
Mixed Liqouz Volatile
Suspended Solids

Nhu cầu oxy hóa học
Hàm lượng vật chất rắn bay hơi

MTV
QCVN
RBC
TNHH
TSS
UASB

Rotating Biological Contactor
Total Suspended Soild

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

Một thành viên
Quy chuẩn Việt Nam
Đĩa tiếp xúc sinh học
Trách nhiệm hữu hạn
Tổng các chất rắn lơ lững
Hầm ủ yếm khí có thảm bùn lơ lửng

vi


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong xu thế phát triển kinh tế xã hội, với tốc độ đô thị hóa ngày càng tăng và sự phát
triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, dịch vụ, du lịch,…kéo theo mức sống của
con người cũng được nâng cao và nhu cầu của con người ngày càng thay đổi. Hệ quả
của sự phát triển ấy là một loạt các vấn đề về môi trường như trái đất nóng lên, ô nhiễm
không khí, ô nhiễm nguồn nước, mực nước biển dâng hay biến đổi khí hậu, ô nhiễm do
chất thải rắn,… một trong những vấn đề đáng quan tâm nhất đó là tình trạng chất thải
rắn của đô thị phát sinh ngày càng nhiều và ngày càng khó kiểm soát.
Các chất thải rắn rất đa dạng về thành phần và tính chất, nếu không được xử lý tốt sẽ là
mầm mống gây bệnh ảnh hưởng đến sức khỏe người dân, gây mất mỹ quan đô thị, ô

nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến kinh tế-xã hội. Theo báo cáo hiện trạng môi trường
tỉnh Sóc Trăng (2009), số lượng chất thải rắn sinh ra hàng ngày tại thành phố Sóc
Trăng là 122,25 tấn/ngày. Cũng trong báo cáo này dự báo lượng chất thải rắn sẽ có
nhiều thay đổi, ước tính tăng thêm khoảng 60% mỗi năm. Dự báo này cho thấy chi phí
cho việc xử lý và diện tích cần thiết của những bãi chôn lấp hợp vệ sinh sẽ tương đối
lớn.
Bãi rác Sóc Trăng là một bãi rác lớn có diện tích 5ha và được đặt cách trung tâm thành
phố Sóc Trăng 3 km. Tất cả lượng chất thải rắn phát sinh của thành phố đều được xử lý
bằng phương pháp chôn lấp tại đây. Trong quá trình chôn lấp rác, một lượng nước rỉ từ
rác được sinh ra và cần được xử lý. Do bãi rác sử dụng công nghệ chôn lấp cũ nên việc
xử lý nước rỉ chưa hoàn chỉnh. Mặc dù, Công ty TNHH MTV Công trình đô thị Sóc
Trăng đã đầu tư và xây dựng trạm xử lý nước rỉ rác cho bãi rác Sóc Vồ do vào năm
2013 với công suất 80 m3/ngày.đêm. Nhưng sau hơn 1 năm đưa vào hoạt động trạm xử
lý gặp một số sự cố như bể xử lý lồng quay sinh học bị hư hỏng trục quay và được
chuyển sang sử dụng bể bùn hoạt tính, nhưng một số chỉ tiêu nước thải đầu ra của trạm
xử lý vẫn chưa đạt như BOD5, COD và màu nước rỉ vẫn còn màu khá đậm. Nước rỉ rác
do bãi rác sinh ra đã và đang làm ảnh hưởng đến sức khỏe, sinh hoạt và sản suất của
người dân xung quanh khu vực bãi rác. Mặc dù bãi rác có hệ thống xử lý nước rỉ nhưng
do các sự cố trong việc vận hành hệ thống nên nước thải đầu ra chưa đủ tiêu chuẩn để
xả thải ra ngoài môi trường. Vì thế, vấn đề này đang gây áp lực cho Ban quản lý bãi rác
và gây ra sự lo lắng của người dân trong khu vực xung quanh.
Trước thực trạng trên việc cải tạo trạm xử lý là một vấn đề cần thiết và quan
trọng. Vì vậỵ, đề tài “Đánh giá và đề xuất giải pháp cải tạo hệ thống xử lý nước rỉ
của bãi rác Sóc Vồ - Sóc Trăng” nhằm tìm ra phương án tối ưu cho việc xử lý nước
SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

1

Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

rỉ tại bãi rác Sóc Vồ đạt tiêu chuẩn cho phép, góp phần vào việc bảo vệ môi trường
của khu vực kênh Maspero.
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1 Mục tiêu chung
Thiết kế và cải tạo lại hệ thống xử lý nước rỉ rác tại bãi rác Sóc Vồ - Sóc Trăng,
công suất 80 m3/ngày.đêm đạt cột B1 QCVN 25: 2009/BTNMT về nước thải của bãi
chôn lấp chất thải rắn.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
- Khảo sát và đánh giá hiện trạng của hệ thống xử lý hiện tại
- Đánh giá hiệu quả xử lý của qui trình công nghệ của hệ thống hiện hữu qua mô hình
qui mô phòng thí nghiệm
- Đề xuất phương án cải thiện hệ thống và đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống đó
- Thiết kế cải tạo lại hệ thống xử lý nước thải của bãi rác Sóc Vồ theo qui trình công
nghệ cải tiến

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

2


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

CHƯƠNG 2:

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC RỈ TỪ RÁC
2.1.1 Định nghĩa nước rỉ từ rác
Nước rỉ từ rác có thể định nghĩa là lượng chất lỏng thấm qua rác bao gồm: chất
lỏng sinh ra trong quá trình phân hủy rác và các chất lỏng đi vào bãi chôn lấp từ các
nguồn bên ngoài như: nước mưa, nước chảy tràn trên mặt đất, nước ngầm và nước của
dòng chảy ngầm. (Lê Hoàng Việt, 2003)
2.1.2 Quá trình hình thành nước rỉ từ rác
Theo Trần Hiếu Nhuệ và cộng tác viên (2001), nước rỉ từ rác (hay còn gọi là nước
rỉ rác) được hình thành khi nước thấm vào các ô chôn lấp. Nước có thể thấm vào rác
theo một số cách sau đây:
- Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp.
- Nước mưa rơi xuống khu vực chôn lấp rác trước khi được phủ đất và trước khi ô
rác đóng lại.
- Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp sau khi ô rác đầy.
- Nước có thể rỉ vào qua các cạnh (vách) của ô rác.
- Nước từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm xuống các ô chôn lấp.
- Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn lấp.
Lượng nước rỉ rác tạo ra được tính bằng tổng lượng nước đi vào bãi chôn lấp trừ đi
lượng nước tham gia vào các phản ứng hóa học, lượng nước bay hơi và lượng nước giữ
trong lớp rác.
Lượng nước đi ra khỏi bãi chôn lấp bao gồm:
- Ngấm xuống tầng nước ngầm.
- Bốc hơi từ bề mặt bãi chôn lấp rác.
- Tạo thành dòng chảy và chảy vào các dòng nước mặt.
2.1.3 Thành phần hóa lý của nước rỉ từ rác
Thành phần nước rỉ từ rác rất phức tạp vì một loạt các điều kiện tác động lên sự
hình thành của nước rác. Thời gian chôn lấp, khí hậu, mùa, độ ẩm của bãi rác, mức độ
pha loãng với nước mặt và nước ngầm và các loại rác chôn lấp, tất cả đều tác động lên
thành phần của nước rác. Độ nén, loại và độ dày của nguyên liệu phủ trên cùng cũng

tác động lên thành phần nước rỉ từ rác (Trần Hiếu Nhuệ, 2001).

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

3


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

Bảng 2.1 Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất của nước rỉ rác
từ các bãi chôn lấp mới và lâu năm
Bãi lâu năm (trên 10 năm)
Bãi mới (dưới 2 năm)
Thành phần
Khoảng
Trung bình
Khoảng
Trung
bình
pH
7,3 – 8,8
7,9
4,9 - 6,7
6,2
Độ dẫn điện (mS/cm)
6,2 - 34
18,3

23 – 35,5
29,5
BOD5 (mg/l)
50 - 4200
1050
9500 - 80800
26800
COD (mg/l)
700 - 15000
5350
4400 - 11500
7090
N-NO3- (mg/l)
2,5 - 300
55
10 - 840
150
N-NO2 (mg/l)
0 – 7,5
1,75
N-NH3 (mg/l)
40 - 1750
940
1400 - 10250
3100
TKN (mg/l)
400 - 1800
1100
2000 -10600
3400

TSS (g/l)
0,01 – 5,9
0,48
0,4 – 1,9
0,95
Độ kiềm (mg CaCO3/l)
920 - 8070
4950
3540 - 26200
12880
Độ màu (PtCo)
950 - 15150
7600
6250 - 20000
10550
Độ đục (NTU)
75 - 1150
340
1100 - 2700
1700
Sunphat (mg/l)
55 - 500
210
400 - 2500
1600
Orthophotpho (mg/l)
0,12 -10
3,0
Ptổng (mg/l)
1,27 – 19,9

8,8
1,6 - 655
167
Clorua (mg/l)
1150 - 9200
4120
580 - 10100
3260
(Tatsi, Zouboulis, Matis và Samaras, 2003)

2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đén thành phần của nước rỉ từ rác
Theo Nguyễn Trung Việt (2003), thông qua nhiều nghiên cứu đã đưa ra những kết luận
về các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần của nước rỉ rác như:
 Ảnh hưởng do rác thải sinh hoạt
Do chất thải rắn sinh hoạt thường có nhiều thành phần khác nhau, từ chất hữu cơ dễ
phân hủy (thực phẩm thừa) đến các chất hữu cơ khó phân hủy (giấy, dầu mỡ..), từ các
chất không nguy hại đến các chất nguy hại,…Kết quả là nước rỉ rác cũng có nhiều
thành phần khác nhau. Các thành phần của chất thải rắn ảnh hưởng đáng kể đến thành
phần và tính chất của nước rỉ rác.
 Ảnh hưởng của thành phần đất phủ bãi chôn lấp đến độ cứng của nước rỉ rác
Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Trung Việt (2003) đã đưa ra những kết luận sau:
Độ cứng nói chung, canxi nói riêng là một trong những thành phần làm giảm đáng kể
hoạt tính bùn kỵ khí cũng như hiếu khí, dẫn đến làm giảm hiệu quả của các công trình
xử lý sinh học, do hiện tượng bêtông hóa (kết tủa CaCO3) trong các thiết bị phản ứng
và tích lũy thành phần vô cơ trong bùn.

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

4

Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

Đối với nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp có độ cứng và nồng độ Ca 2+ cao là do lượng
canxi có sẵn trong thành phần chất thải rắn và lượng canxi có trong thành phần lớp vật
liệu phủ của bãi chôn lấp.
Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần của lớp đất phủ đã chứng minh
rằng khi sử dụng xà bần làm vật liệu phủ độ cứng tổng cộng và nồng độ Ca2+ tăng lên
đáng kể.
Hơn nữa trong thành phần của nhiều loại đất phủ có chứa một hàm lượng lớn canxi và
các chất gây độ cứng (các ion kim loại hóa trị hai) do đó trong điều kiện CO2 cao sẽ
dẫn đến hòa tan các ion kim loại này và độ cứng tăng lên đáng kể.
Độ cứng và nồng độ Ca2+ có trong nước rỉ rác của các bãi chôn lấp cao gây ảnh hưởng
rất lớn đến hiệu quả xử lý nước rỉ bằng phương pháp sinh học, làm giảm hiệu quả xử
lý chất hữu cơ.
 Ảnh hưởng của thời gian, một trong những yếu tố quan trọng
Theo thời gian, trong bãi chôn lấp có nhiều phản ứng sinh học và hóa học diễn ra, do
đó nồng độ các chất ô nhiễm nước rỉ có rất nhiều thay đổi.
Theo nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới: Tất cả các bãi rác đều có khả năng phân
hủy tiềm tàng theo thời gian qua năm giai đoạn phân hủy khác nhau:
Giai đoạn thứ nhất: Phân hủy hiếu khí
Rác thải hữu cơ phân hủy dưới sự có mặt của oxy. Vật chất có thể thối rửa (rau cải,
thức ăn thừa…) phân hủy rất dễ dàng và tiếp theo là giấy, bột gỗ, sợi thiên nhiên và
cao su.
Giai đoạn này được đặc trưng bởi sự gia tăng nồng độ CO2 được sản sinh từ quá trình
hô hấp hiếu khí của vi sinh vật và sự tăng nhiệt độ của rác thải do quá trình phân hủy
phát nhiệt của vi sinh vật. Thêm vào đó là sự gia tăng nồng độ của các acid carboxylic

(acid acetic, acid butyric…) trong nước rỉ - sản phẩm của quá trình chuyển hóa không
hoàn toàn của vi khuần.
Giai đoạn này chỉ kéo dài một vài ngày hoặc một vài tuần trong bãi rác được vận hành
tốt. Nếu trong bãi rác không được vận hành tốt, với độ dày đặc của rác thải và không
được đầm nén thì quá trình này có thể kéo dài hơn.
Giai đoạn hai: Phân hủy kị khí
Giai đoạn này có thể kéo dài một vài tháng trong bãi rác vận hành tốt. Trong khoảng
thời gian này, hàm lượng CO2 gia tăng khoảng trên 70% tổng thể tích lượng khí sinh
ra và hàm lượng acid carboxylic cũng tiếp tục tăng.
Trong giai đoạn này, phần lớn là sự hình thành acid và vi khuẩn acetogenic, vi khuẩn
này chuyển hóa cellulose thành acid carboxylic (chủ yếu là acid acetic), CO 2 và một
lượng nhỏ hydro.

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

5


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

Giai đoạn ba: Phân hủy kỵ khí – Tăng nồng độ khí methane
Oxy tiếp tục suy giảm và điện thế oxy hóa khử của nước rỉ từ rác khoảng 200mV, điều
kiện này rất thích hợp cho vi khuẩn methanogen phát triển. Khoảng một vài tuần
lượng khí methane bắt đầu gia tăng và CO2 giảm, đó là do acid acetic được vi khuẩn
methanogen sử dụng để tạo methane, CO2 và nước. Bên cạnh đó nhiệt độ của bãi chôn
lấp thường ổn định trong khoảng 40oC.
Giai đoạn bốn: Giai đoạn phân hủy kỵ khí – Nồng độ khí methane ổn định

Giai đoạn này kéo dài ít nhất là 10 – 15 năm (nhưng không chắc chắn) trong vùng có
khí hậu điều hòa. Giai đoạn này có những đặc trưng sau: lượng khí CH4 và CO2 được
giữ ổn định lần lượt ở khoảng 65% và 35%, hàm lượng acid carboxylic ít hơn và có sự
suy giảm dần dần lượng chất nền chứa cenllulose có sẵn trong rác thải.
Giai đoạn năm: Sự gia tăng các thành phần khí của khí quyển
Chưa có nghiên cứu nào chứng minh sự phân hủy của rác thải là hoàn toàn. Tuy nhiên,
bằng chứng từ các bãi rác cũ cho thấy cellulose có sẵn trong rác thải được vi khuẩn
methanogen sử dụng hết, hàm lượng methane và CO2 sẽ dần dần suy giảm. Người ta đã
tranh luận với nhau rằng, một thời điểm nào đó trong tương lai, nồng độ oxy sẽ bắt đầu
gia tăng. Cuối cùng là lượng rác thải còn lại sẽ được tái thiếp lập. Trường hợp này chưa
được chứng minh trong bãi chôn lấp.
 Ảnh hưởng của lượng mưa đến thành phần nước rỉ rác
Vì nước ta nằm cận vùng xích đạo, không khí ẩm cao nên hằng năm các bãi chôn lấp
phải chịu một lượng mưa lớn, dao động trung bình khoảng 1.800 – 2.200 (mm).
Mặt khác, lượng mưa tập trung vào tháng sáu cuối năm chiếm tỷ lệ 80% thì mỗi năm
bãi chôn lấp rác sẽ chịu một lượng nước đổ vào 700 – 800 l/m2. Lượng nước mưa này
sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến nồng độ và thành phần chất ô nhiễm có trong nước rỉ rác.
 Ảnh hưởng của các mùa đến thành phần nước rỉ rác
Nồng độ chất ô nhiễm của nước rỉ rác có sự khác biệt theo mùa, đặc biệt đối với nước
rỉ mới rò rỉ. Nồng độ các chất gây ô nhiễm khác như photpho tổng (Pt), nitơ tổng (Nt),
canxi, sắt tổng, độ cứng tổng,…vào mùa mưa nhỏ hơn vào mùa khô từ 30 – 40%.
Các chỉ tiêu khác như pH, COD cũng thay đổi. Trong mùa mưa pH thường trong
khoảng 6,5 – 7,2 cao hơn mùa nắng (4,8 – 6,2). Thêm vào đó lượng COD ở mùa mưa
tương đối thấp (dao động khoảng 6.621 – 31.950 mg/l, thấp hơn mùa nắng gần 3 lần)
khiến cho nước rỉ rác vào mùa mưa rất dễ tự phân hủy sinh học.

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

6

Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

2.1.5 Các công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam
a. Công nghệ xử lý nước rỉ từ rác cho bãi chôn lắp Nam Sơn- Hà Nội, Thành Phố
Hạ Long và Thành Phố Đà Nẵng
Sơ đồ công nghệ sử dụng bể tuyển nổi áp lực, kết hợp xử lý sinh học kỵ khí với lớp
bùn lơ lửng, dòng nước hướng lên (bể UASB) và xử lý sinh học hiếu khí trong bể
aerotank với bùn hoạt hóa. Nước rác được tập trung vào bể thu và nhờ bơm đưa nước
vào bể tuyển nổi áp lực. Hiệu suất tách cặn lơ lửng ở bể tuyến nổi đạt cao hơn so với
bể lắng, tạo điều kiện tốt cho bể UASB hoạt động. COD của nước sau khi qua bể
UASB giảm từ 4000-6000 mg/L xuống khoảng 300-500 mg/L đảm bảo tốt cho quá
trình sinh học hiếu khí trong bể aerotank. Nước sau khi xử lý cũng thỏa mãn yêu cầu
xả ra nguồn theo tiêu chuẩn cột B1 QCVN 25:2009/BTNMT.
Nước rỉ từ rác

Bể thu gom và trạm
bơm nước rác

Bể tuyển nổi

Bể UASB

Bể Aerotank
Bùn tuần hoàn
Bể lắng đợt II

Xử lý bùn

Nguồn tiếp nhận
Hình 2.1 Sơ đồ Công nghệ xử lý nước rỉ từ rác cho bãi chôn lấp Nam Sơn- Hà Nội,
Thành Phố Hạ Long và Thành Phố Đà Nẵng

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

7


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

b. Công nghệ xử lý nước rỉ từ rác ở khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Tây BắcTP. Hồ Chí Minh
Nước rỉ từ bãi rác được thu gom qua các ống thu, sau đó đem vào hố thu gom. Một
ngày có khoảng 800 m3 nước rỉ. Sau đó, nước rỉ được chứa trong 5 hồ, mỗi hồ sâu 5
m, ở lớp đáy hồ có 2 lớp vải địa kỹ thuật. Tại đây, nước rỉ rác sẽ được châm hóa chất.
Sau khi qua hồ trộn hóa chất nước rỉ rác được xử lý yếm khí để phân hủy các chất
hữu cơ và tiếp theo được xử lý hiếu khí để xử lý các chất hữu cơ còn lại đồng thời xử
lý mùi hôi của nước rỉ. Nước đầu ra sẽ được qua cánh đồng lọc – khâu xử lý cuối
cùng và thải ra kênh. Bùn từ quá trình xử lý yếm khí và hiếu khí sẽ được ủ thành phân
vi sinh và bán cho nông dân.
Hố thu gom

Kênh

Hồ trộn hóa chất

Cánh đồng lọc

Hồ xử lý yếm khí + hiếu khí

Hồ Aerotank

Hình 2.2 Sơ đồ Công nghệ xử lý nước rỉ từ rác ở khu liên hiệp xử lý
chất thải rắn Tây Bắc- TP. Hồ Chí Minh
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC
Tùy theo bản chất của các phương pháp xử lý nước thải, người ta có thể chia chúng
thành phương pháp lý học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học. Một hệ thống
xử ký hoàn chỉnh thường kết hợp đủ các thành phần kể trên. Tuy nhiên, tùy theo tính
chất nước thải, mức độ tài chính và yêu cầu xử lý mà người ta có thể cắt bớt một số
đoạn. (Lê Hoàng Việt, 2003).
Theo Ntampou, Zouboulis và Samaras (2005), nước rỉ rác được xem như một dạng
nước thải của ngành công nghiệp nặng. Nước rỉ rác chứa các thành phần phức rất tạp
và mức độ độ ô nhiễm cao, đặc tính nổi bật của nó là nồng độ của nó là nồng độ chất
hữu cơ và kim loại nặng chiếm tỷ lệ khá lớn. Trong các quy trình xử lý nước rỉ rác, hầu
hết các thành phần vô cơ như kim loại nặng thường được loại bỏ trước, sau đó mới tiếp
đến xử lý các thành phần hữu cơ. Điều này đảm bảo cho việc cải thiện khả năng phân
hủy sinh học của nước rỉ rác, giúp tránh được những độc tính của kim loại cũng như
các tác nhân gây ức chế hoạt động của vi sinh vật, tạo điều kiện cho quá trình xử lý
sinh học đạt hiệu quả cao hơn
Trong quyển luận văn này chúng tôi sẽ lược khảo 2 phương pháp xử lý sử dụng trong
các thí nghiệm của chúng tôi:
 Phương pháp hóa học: Phương pháp keo tụ và tạo bông.
 Phương pháp sinh học: Bể bùn hoạt tính và bể UASB
SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

8


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

2.2.1 Tổng quan về phương pháp keo tụ tạo bông
a. Khái niệm
Keo tụ là một phương pháp xử lý nước có sử dụng hóa chất, trong đó các hạt keo lơ
lửng trong nước nhờ tác dụng của các chất keo tụ mà liên kết với nhau tạo thành các
hạt bông có kích thước lớn hơn và người ta có thể tách chúng khỏi nước một cách dễ
dàng bằng các biện pháp lắng lọc hay tuyển nổi (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2003).
Theo Ngô Xuân Trường et al (2004) cho rằng keo tụ - kết bông là một trong những
hình thức xử lý nước thải làm các chất lơ lửng và các chất keo kết tủa lại thành những
hạt cặn có kích thước lớn hơn hoặc kết thành những bông cặn và có thể loại ra khỏi
nước bằng cách để lắng hoặc lọc chậm. Nhờ keo tụ nước trở nên trong hơn và các vi
trùng gây bệnh bám vào các hạt sẽ bị khử đi.
b. Bản chất keo hạt nước
Theo Trịnh Xuân Lai (2004), trong quá trình xử lý nước ta thường gặp 2 loại keo:
Keo kị nước: keo không kết hợp với các phân tử nước của môi trường để tạo ra vỏ bọc
hyđrat, các hạt keo riêng biệt mang điện tích lớn và khi điện tích này được trung hòa
thì độ bền của hạt keo sẽ bị phá vỡ.
Kéo háo nước: có khả năng kết hợp với các phân tử nước tạo thành vỏ bọc hyđrat, các
hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng của các chất điện phân không bị
keo tụ.
Trong quá trình xử lý nước thải bằng chất keo tụ thì keo kị nước đóng vai trò chủ yếu
các hạt keo mang điện tích âm trong nước hút các ion dương tạo thành hai lớp điện tích
dương bên trong và bên ngoài, các ion dương bên ngoài liên kết lỏng lẻo, nên dễ dàng

bị trượt ra làm điện tích âm của hạt giảm, do đó hiệu số điện nặng giữa hai điện thế
zeta bằng cách cho thêm các ion dương để phá vỡ sự ổn định của các hạt keo ở trạng
thái trung hòa, làm tăng khả năng keo tụ tạo bông.
c. Phương pháp keo tụ bằng hệ keo
Nguyễn Thị Thu Thủy (2003) cho rằng trong quá trình này người ta sử dụng muối
nhôm hoặc sắt hóa trị 3, còn gọi là phèn nhôm hoặc sắt làm chất keo tụ đây là hai loại
hóa chất rất thông dụng trong xử lý nước cấp, nhất là nước sinh hoạt. Ưu điểm của các
loại phèn trên là chúng có khả năng tạo ra hệ keo kị nước và khi keo tụ thì tạo ra bông
cặn có bề mặt hoạt tính phát triển cao, có khả năng hấp thụ, thu hút, dính kết các tạp
chất và keo làm bẩn trong nước.
Các muối này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan, trong dung dịch chúng
phân ly thành các cation và anion theo phản ứng sau:

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

9


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

Al2(SO4)3
2Al3+ + 3SO42FeCl3
Fe3+
+ 3ClQuan sát quá trình keo tụ dùng phèn nhôm, sắt có khả năng tạo ra ba loại bông cặn sau:
Loại thứ nhất là tổ hợp của các hạt keo tự nhiên bị phá vỡ thế điện động zeta, loại này
chiếm số ít.
Loại thứ hai gồm các hạt keo mang điện tích trái dấu nên kết hợp với nhau và trung hòa

điện tích. Loại này không có khả năng kết dính và hấp phụ trong quá trình lắng tiếp
theo, vì vậy số lượng cũng không đáng kể.
Loại thứ ba được hình thành từ các hạt keo do thủy ngân chất keo tụ với anion có trong
nước nên bông cặn có hoạt tính bề mặt cao, có khả năng phụ chất bẩn trong khi lắng
tạo thành các bông cặn lớn hơn. Trong xử nước bằng keo tụ, loại bông cặn thứ ba
chiếm ưu thế và có tính quyết định đến hiệu quả keo tụ nên các điều kiện ảnh hưởng
đến sự hình thành bông cặn loại này được quan tâm hơn cả.
d. Cơ chế của quá trình keo tụ
Theo Lâm Minh Triết (2006), khi chất keo tụ cho vào nước và nước thải, các hạt keo
bản thân trong nước bị mất tính ổn định, tương tác với nhau kết cụm hình thành các
bông cặn lớn, dễ lắng. Quá trình mất tính ổn định của hạt keo là quá trình hóa phức tạp,
có thể giải thích dựa trên các cơ chế sau:
Giảm điện thế zeta tới giá trị mà tại đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn Van der Waals
cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm, các hạt keo trung hòa kết cụm và tạo
thành bông cặn;
Các hạt kết cụm lại do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt keo;
Các bông cặn đã hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quỹ đạo lắng.
e. Các chất keo tụ
Hóa chất được sử dụng làm keo tụ phổ biến là:
 FeCl3: clorua sắt (III)
 FeSO4: sulfat sắt (II)
 Al2SO4: sulfat nhôm (III)
 Polyalummiumchloride (PAC)
Ngoài ra, vôi Ca(OH)2 và carbonate natri Na2CO3 cũng được sử dụng để tạo thuận lợi
cho việc kết bông. Liều lượng hóa chất phải được thử nghiệm dần trong phòng thí
nghiệm hóa nước để xác định liều lượng thích hợp cho nhu cầu dùng nước. Ngoài ra,
các hóa chất polyelectrolyte có thể dùng như một chất phụ gia để tăng tính keo tụ và
làm cho lắng đọng có hiệu quả hơn. (Ngô Xuân Trường et al. 2004)
SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

10


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

Bảng 2.2 Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình keo tụ
Tên hóa chất
Công thức
Trọng lượng phân
Trọng lượng riêng, kg/m3
tử
Khô
Dung dịch
Phèn nhôm

Ferric
chloride
Ferric sulfat

Ferric sulfat
(copperas)
Vôi

Al2(SO4)3.18H2O

666.7

961  1201

1249  1281 (49%)

Al2(SO4)3.24H2O

594.3

961  1201

1330  1362 (49%)

FeCl3

162.1

Fe2(SO4)3

400

Fe2(SO4)3.3H2O

454

Fe2(SO4)3.7H2O

526

993  1057

Ca(OH)2

56 theo CaO

561  801

1364  1490

1121  1153

(Metcalf & Eday, 1991)

Phèn nhôm
Nhôm sulfat Al2(SO4)3.18H2O hay nhôm clorua là chất keo tụ truyền thống sử dụng
rộng rãi. Phèn đơn loại tiêu chuẩn (nhôm sulfat) có hàm lượng nhôm oxit tính theo Al2 O3

là 15,5% (8,1% Al3+). Khi sử dụng phèn nhôm muối nhôm bị thủy phân và tạo ra

axit, mỗi ion Al3+ tạo ra 3 ion H+, tức là 1Kg phèn nhôm tạo 0,75 lít axit clohyđric đặc
(36%). Axit sinh ra sẽ làm nồng độ giảm độ kiềm của nước và làm giảm độ pH. Do sau
khi keo tụ, nước được tiếp tục xử lý vi sinh để oxi hóa amonmi và chất hữu cơ với
vùng pH tối ưu của nó la khoảng 8-9, quá trình cần một lượng kiềm khá lớn, vì vậy chế
độ keo cần đảm bảo hài hòa các yếu tố trên. (Lê Văn Cát, 2007).
Theo Trần Hiếu Nhuệ (2001), nhôm sulfat khi cho vào nước sẽ tác dụng tương hỗ với
bicacbonate chứa trong nước tạo thành nhôm hyđroxit dạng gel:
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2

 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Nếu độ kiềm của nước không đủ ta phải tăng bằng cách chó thêm vôi khi đó:

Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2

 2Al(OH)3

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

+ 3CaSO4

11


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

Bông hyđoxit tạo thành sẽ hấp thụ và dính kết các chất huyền phù, các chất ở dạng keo
trong nước thải tức là chuyển sang trạng thái tập hợp không ổn định. Với các điều kiện
thủy động học thuận lợi, những bông đó sẽ lắng xuống đáy bể lắng ở dạng cặn.
Phèn sắt
Sulfat sắt ngậm nước và vôi: Theo Lê Hoàng Việt (2003), trong hầu hết các trường hợp
sắt sulfat không sử dụng riêng lẻ mà phải kết hợp với vôi để tạo kết tủa, các phản ứng
xảy ra như sau:
FeSO4.7H2O + Ca(HCO3)2
2Fe(HCO3)2
4Fe(OH)2

2Fe(HCO3)2

+ Ca(OH)2

+ O2

+

2Fe(OH)2
2H2O

+

CaSO4

+

CaCO3

+
+

2H2O
2H2O

4Fe(OH)3

Ferric chloride: phản ứng xảy ra như sau:
FeCl3 +

3H2O

Fe(OH)3

3H+ +

3HCO3-

3H2CO3

+ 3H+ +

3Cl-

Ferric chloride và vôi: phản ứng xảy ra như sau:
FeCl3

+

Ca(OH)2

3CaCl2 +

2Fe(OH)3

Feric sulfate và vôi: phản ứng xảy ra như sau:
Fe(SO4)3 +

Ca(OH)2

3CaSO4

+ 2Fe(OH)3

Theo Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (1999) cho rằng các muối sắt được sử dụng làm
chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do:
Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp
Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn;
Độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giá trị giới hạn rộng của thành phần
muối;
Có thể khử được mùi vị khi có H2S

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

12


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

Bảng 2.3 Ưu và nhược điểm của các chất keo tụ
Hóa chất
Ưu điểm
Nhược điểm
1. Aluminum sulfat
Al2(SO4)3.18H2O

Dễ bảo quản, dễ sử dụng, được

Tạo thêm muối hòa tan

sử dụng phổ biến, tạo ít bùn hơn trong nước, chỉ hiệu quả

khi sử dụng vôi, hiệu quả nhất ở

trong khoảng pH nhỏ.

pH 6.5  7.5
2. Sodium Aluminate
Na2Al2O4

Hiệu quả khi xử lý nước cứng,

Thường sử dụng với

cần liều lượng thấp

nước phèn, giá thành
cao, không hiệu quả với
nước mềm

3. Polyalumium Chloric
Al13(OH)20(SO4)2.Cl15

Trong một vài trường hợp bông
cặn tạo thành dày hơn và dễ
lắng hơn so với sử dụng phèn
nhôm.

4. Ferric Sulfat

Hiệu quả ở pH = 4  6 và pH =

Tạo thêm muối hòa tan

8.8  9.2.

trong nước, cần phải
thêm alkalinity.

5. Ferric Chlorua

Hiệu quả ở pH = 4  11

Tạo thêm muối hòa tan
trong nước, tiêu thụ

FeCl3.6H2O

lượng ankalinity gấp 2
lần phèn nhôm.
6. Ferrous Sulfat

Không nhạy với pH như vôi

(Copperas)
FeSO4.7H2O

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

Tạo thêm muối hòa tan
trong nước, cần phải

thêm alkalinity.

13


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Ưu điểm

Hóa chất
7. Vôi Ca(OH)2

Nhược điểm

Sử dụng phổ biến và rất hiệu

Rất phụ thuộc vào pH,

quả. Có thể không tạo thêm

tạo lượng bùn lớn, sử

muối trong nước thải sau xử lý.

dụng quá liều sẽ cho chất
lượng nước đầu ra thấp.

(US Army Corps of Engineers, 2001)

Bảng 2.4 Liều lượng chất keo tụ ứng với các liều lượng khác nhau của
các tạp chất nước thải
Nồng độ tạp chất trong nước thải
Liều lượng các chất keo tụ khan (mg/L)
(mg/L)
1 - 100

25 – 35

101 - 200

30 – 45

201 - 400

40 – 60

401 - 600

45 – 70

601 – 800

55 – 80

801 - 1000

60 – 90

1001 - 1400

65 - 105

1401 - 1800

75 - 115

1801 - 2200

80 - 125

2201 - 2500

90 - 130
(Hoàng Văn Huệ, 2002)

f. Trợ keo tụ
Theo Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga (1999), để tăng cường quá trình tạo thành bông
keo hyđrat nhôm và sắt với mục đích tăng tốc độ lắng, người ta tiến hành quá trình keo
SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

14


Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

tụ bằng cách cho thêm vào nước thải các hợp chất cao phân tử gọi là chất trợ keo tụ.

Việc sử dụng các chất trợ keo tụ cho phép hạ thấp liều lượng chất keo tụ và nâng cao
tốc độ lắng của các bông keo.
Theo Trần Hiếu Nhuệ (2001) cho rằng hiệu suất keo tụ cao nhất khi pH = 4-8,5. Để
loại các bông cặn lớn và dễ dàng người ta cho thêm các chất trợ keo tụ. Đó là chất cao
phân tử tan trong nước và dễ phân ly thành ion. Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân
ly mà các chất trợ keo tụ có điện tích âm hoặc dương (các chất trợ keo tụ loại anion
hoặc cation). Chất trợ keo tụ thông dụng nhất là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n, chất
trợ keo tụ vô cơ loại anion silicat hoạt tính và nhiều chất khác. Đa số chất bẩn hữu cơ
vô cơ dạng keo trong nước thải có điện tích âm và do đó nếu dùng chất trợ keo tụ
cation sẽ không cần kẹo sơ bộ trước đó. Việc chon loại hóa chất, liều lượng tối ưu, thứ
tự cho vào nước, lượng cặn tạo thành,…phải được tiến hành bằng thực nghiệm thông
thường chất trợ đông tụ cho vào khoảng 1-5 mg/l.
Theo Lê Văn Cát (2007) cho rằng trong từng họ chất trợ keo tụ chúng thường khác
nhau về đặc trưng:
 Độ dài hay phân tử lượng
 Độ nhớt của dung dịch
 Mật độ điện tích
g. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất keo tụ
Liều lượng của chất keo tụ: Theo Trịnh Xuân Lai (2004), khi keo tụ hệ keo bằng cách
cho vào nước các chất keo tụ điên thế zeta của các hạt keo giảm dần có khi đến 0.
Nhưng nếu tăng nồng độ của chất keo tụ quá mức có thể gây ra quá trình tích điên lại
đối với hạt keo khi đó điện tích của hạt keo đổi dấu và thế năng của hạt keo lại tăng
lên. Từ đó nếu cho phèn vào nước nhiều hơn liều lượng cần thiết sẽ làm cản trở quá
trình keo tụ.

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

15

Luận văn tốt nghiệp Đại học

CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

pH của nước thải: mỗi loại chất cho khoảng pH hoạt động thích hợp, vì vậy tùy vào
loại nước thải mà lựa chọn loại hóa chất sử dụng. Người ta có thể điều chỉnh pH bằng
cách thêm vào gốc H+,OH-.
Alkalinity: Nguyễn Trung Việt et al (2011) cho rằng độ kiềm (alkalinity) có ảnh hưởng
đến quá trình keo tụ. Các hóa chất được sử dụng trong quá trình keo tụ nước và phản
ứng với nước thải để tạo thành chất kết tủa hyđroxit không tan. Ion hyđro giải phóng ra
sẽ phản ứng với độ của nước. Vì vậy độ kiềm có tác dụng đệm cho nước trong khoảng
pH tối ưu đối với quá trình keo tụ. Độ kiềm phải tồn tại trong nước đủ để trung hòa
lượng axit được giải phóng ra từ các chất keo tụ và hoàn thành các quá trình keo tụ.
Theo Lê Hoàng Việt (2003), trong nước thải luôn chứa một lượng alkalinity để phản
ứng với chất keo tụ. Khi lượng alkalinity không đủ phản ứng thì ta thêm vôi hay soda
để bổ sung.
Nhiệt độ của nước và hàm lượng cặn: Theo Trịnh Xuân Lai (2004) cho rằng nhiệt độ
của nước có ảnh hưởng lớn đến quá trình keo tụ. Khi nhiệt độ của nước tăng thì liều
lượng phèn cần thiết để keo tụ giảm, thời gian và cường độ khuấy trộn giảm theo. Hàm
lượng, tính chất của cặn cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ vì số va chạm giữa các
hạt phụ thuộc vào nồng độ còn hiệu quả va chạm phụ thuộc vào tính chất phân tán,
hoạt tính bề mặt của cặn và phèn. Khi hàm lượng cặn tăng lên thì liều lượng phèn cần
thiết để keo tụ tăng.
Thời gian khuấy trộn: Theo nghiên cứu Mohd el al (2009) thì thời gian khuấy trộn có
vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển của các hạt keo trong quá trình
keo tụ. Nếu thời gian khuấy trộn quá ngắn sẽ không tạo được sự va chạm của các bông
cặn và chất keo tụ nên không hiệu quả trong việc giảm chất rắn lơ lửng trong nước thải.
Mặc khác, nếu thời gian khuấy trộn quá dài sẽ làm phá vỡ các bông cặn, giảm tốc độ
kết bông, giảm kích thước của các bông cặn, dẫn đến nước sẽ bị đục trở lại.

SVTH: Nguyễn Cẩm Đỉnh – B1205042
Nguyễn Bảo Lời - B1205066

16