Nghiên Cứu Xử Lý Bùn Từ Nhà Máy Xử Lý Nước Thải Bình Hưng, Quận Bình Chánh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG
KHOA CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG


THUYẾT MINH

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ BÙN TỪ NHÀ MÁY XỬ
LÝ NƯỚC THẢI BÌNH HƯNG, QUẬN BÌNH
CHÁNH

SVTH:

LÝ THỊ PHƯƠNG HỒNG
TRƯƠNG THỊ TÚ TRANG
LỚP: K15M

GVHD: TS. PHẠM THỊ ANH

Thành phố Hồ chí Minh
Tháng 12 năm 2012


Hệ thống thông tin môi trường

Chương 1

GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Thành phố Hồ Chí Minh được mệnh danh là hòn ngọc biển đông của cả nước; nó
không chỉ là một trung tâm kinh tế, văn hóa, khoa học công nghệ, mà còn là đầu mối
giao lưu quốc tế, có vị trí quan trong của cả nước. Diện tích ở TP. HCM là 2.095 km² .

Số quận/thị xã/huyện: 24 (19 quận nội thành và 5 huyện ngoại thành). Số dân:
8.500.000 (2007), nông thôn 14,2%, thành thị 85,8% , mật độ: 3.067 người/km². Trên
30 năm qua nhân dân thành phố đã không ngừng phát huy truyền thống năng động,
sáng tạo, vượt qua nhiều khó khăn, thử thách, đạt được nhiều thành tựu vượt bậc trên
tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội. Với vị thế quan trọng ấy, vấn đề vệ sinh môi
trường luôn là mục tiêu hàng đầu của các cấp lãnh đạo thành phố. Đặc biệt hệ
thống xử lý nước thải luôn là một trong những yếu tố quan trọng nhất tác động đến
chất lượng đô thị và môi trường sinh thái. Theo quy hoạch của thành phố Hồ Chí
Minh (TP.HCM), đến năm 2025 toàn thành phố sẽ có 12 nhà máy xử lý nước thải tập
trung.
Tuy nhiên một trong các vấn đề nhức nhối của các nhà máy xử lý nước thải trên địa
bàn TP.HCM hiện nay là lượng bùn thải phát sinh. Theo thống kê sơ bộ của Sở Tài
nguyên và Môi trường (TN-MT), toàn TP phát sinh khoảng 2.800-3.600 m3 bùn
thải/ngày, được chia theo 6 loại cơ bản: bùn nạo vét hệ thống thoát nước, bùn từ hệ
thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung, bùn bể tự hoại, bùn từ hệ thống xử lý nước
thải tập trung các KCN, bùn từ hệ thống xử lý nước thải các cơ sở sản xuất ngoài
KCN, bùn từ các công trường xây dựng.
Ngoài ra còn có một lượng bùn không thường xuyên xuất phát từ các dự án: nạo vét hệ
thống kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, Tân Hóa - Lò Gốm… khoảng 900 m3/ngày. Thế
nhưng hiện nay, chỉ có bùn nạo vét kênh rạch và hệ thống thoát nước được Công ty
TNHH MTV Thoát nước đô thị TP (gọi tắt là Công ty Thoát nước) và các công ty
công ích quận, huyện thu gom, vận chuyển về các bãi đổ tập trung.
Bùn hầm cầu được đưa về Công ty Xử lý chất thải rắn Hòa Bình (huyện Bình Chánh)
để xử lý. Ông Lê Tiến Dũng, Giám đốc Công ty Xử lý chất thải rắn Hòa Bình, cho biết
lượng bùn về công ty đã “khởi sắc” sau khi có sự chỉ đạo của TP cũng như những biện
pháp quyết liệt của các địa phương trong việc bắt quả tang, xử phạt các trường hợp đổ
lén bùn hầm cầu ra môi trường. Tuy nhiên, so với khối lượng phát sinh toàn TP
khoảng 250-300 m3/ngày đêm, con số này còn rất khiêm tốn.

2

Hệ thống thông tin môi trường

Hiện nay TP mới chỉ có 2 nhà máy xử lý nước thải đô thị (hỗn hợp của các loại nước
thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải nhà hàng khách sạn, nước thải các cơ
sở y tế,… kể cả nước mưa giai đoạn đầu) tập trung (Bình Hưng Hòa công suất
30.000m³/ngày đêm và Bình Hưng công suất 141.000m³/ngày đêm). Theo quy hoạch,
trong tương lai gần, TP sẽ có thêm 7 - 9 nhà máy xử lý nước thải tập trung cho các lưu
vực khác nhau với công suất mỗi nhà máy xử lý dao động từ 100.000m³/ngày đêm đến
500.000m³/ngày đêm. Hai nhà máy xử lý trên đều áp dụng quá trình sinh học bùn hoạt
tính hiếu khí (Bình Hưng Hòa - hệ thống hồ sinh học hiếu khí; Bình Hưng - bùn hoạt
tính hiếu khí tăng trưởng lơ lửng) nên lượng bùn sinh ra khá lớn (Bình Hưng 30 - 40
tấn (trọng lượng ướt)/ngày).. Hai nhà máy có lắp đặt các thiết bị làm khô bùn (giảm độ
ẩm đến 30 - 40%). Hàm lượng chất hữu cơ (VS) của bùn chiếm 55 - 80% trọng lượng
khô và thường có nồng độ các chất độc hại thấp hơn nhiều ngưỡng cho phép.PHCM
còn có hàng ngàn trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho các khu dân cư mới, chung cư
các loại, khách sạn, nhà hàng, siêu thị, các cơ sở y tế (bệnh viện, trạm y tế, phòng
khám…) với công suất từ vài m³/ngđ đến vài trăm (ngàn) m3/ngày đêm. Tuy nhiên
hầu hết các trạm xử lý đều không có thiết bị làm khô bùn (bùn nguyên thủy có độ ẩm
từ 96 - 98%).
Theo ông Nguyễn Văn Phước, Phó Giám đốc Sở TN-MT, về lý thuyết, các loại bùn
thải hiện nay là các dạng chất thải thông thường, không nhiễm kim loại nặng nên rất
thích hợp để tái chế. Ví dụ, các loại bùn thải có chất hữu cơ cao, như bùn nạo vét cống
rãnh, bùn hệ thống xử lý nước thải các nhà máy sữa, nhà máy chế biến thực phẩm…
có thể tái chế làm phân compost, các loại bùn có tỉ lệ hữu cơ thấp có thể giảm lượng
nước, ép thành bánh làm vật liệu xây dựng hoặc dùng để san lấp. Vừa qua, một số sở,
ngành, doanh nghiệp đã nghiên cứu nhiều biện pháp tái chế bùn thải, thế nhưng, việc
xử lý bùn thải ở TP mới dừng lại ở việc thu gom, lưu chứa chứ chưa thể tái chế như
mong muốn.

Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng là nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập trung
đầu tiên của thành phố. Bình Hưng là một trong 5 gói thầu trong dự án cải thiện môi
trường nước thành phố giai đoạn 1 có giá trị đầu tư là hơn 1.400 tỷ đồng trên lưu vực
kênh Tàu Hũ - Bến Nghé - Đôi - Tẻ, sử dụng nguồn vốn viện trợ phát triển (ODA) của
Chính phủ Nhật Bản. Đây là dự án do Ban quản lý Dự án Đông - Tây và môi trường
nước TP.HCM là chủ đầu tư, với tổng mức đầu tư hơn hơn 4.163 tỷ đồng, trong đó
vốn ODA là hơn 3.213 tỷ đồng; vốn đối ứng là 950 tỷ đồng. Nhà máy được xây dựng
tại xã Bình Hưng, huyện Bình Chánh, Tp. Hồ Chí Minh với diện tích xây dựng khoảng
14 ha (diện tích toàn thể là 47 ha). Quá trình xây dựng kéo dài 4 năm từ 11/2004 đến
12/2008 và đi vào hoạt động cho đến nay. Nhà máy sử dụng công nghệ bùn hoạt tính
cải tiến với công suất giai đoạn 1 là 141.000 m 3/ngày và giai đoạn 2 là 469.000
m3/ngđ đến giai đoạn 3 là 512.000 m3/ngđ (thực tế là bỏ qua giai đoạn 2 và nâng cấp
thẳng lên giai đoạn 3). Quy mô công trình là 10 đơn nguyên. Chức năng của nhà máy
xử lý nước thải Bình Hưng: (1)Bảo đảm vệ sinh môi trường nước của thành phố;
(2)Nhà máy thu gom và xử lý nước thải của thành phố trước khi thải ra môi trường
nhằm bảo vệ môi trường nước tự nhiên không bị ô nhiễm;(3)Thoát nước mưa: chống
3


Hệ thống thông tin môi trường

tình trạng ngập lụt cho thành phố;(4)Sử dụng hiệu quả tài nguyên: bùn thải chế biến
thành phân compost. Hệ thống xử lý nước thải cũng được hình thành bởi 3 công trình
chính như sau: (1)Hệ thống cống: dùng để thu gom nước thải cần xử lí về trạm bơm
chuyển tiếp;(2)Trạm bơm chuyển tiếp: dùng để bơm nước thải từ hệ thống cống
chuyển tải đến nhà máy xử lý;(3)Nhà máy xử lý: xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn quốc
gia để xả vào nguồn.
Công suất lớn cộng với việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học (bùn hoạt tính hiếu
khí dạng lơ lửng) kéo theo lượng bùn sinh ra hằng ngày tại nhà máy Bình Hưng rất lớn
(khoảng 35tấn/ngày). Lượng bùn này có hàm lượng chất hữu cơ cao (55-80% trọng

lượng khô), rất thích hợp cho việc làm phân bón (compost) và sản xuất khí sinh học
(biogas). Tuy nhiên, công nghệ chế biến phân hữu cơ của Nhật Bản áp dụng tại Nhà
máy Bình Hưng (bùn phối trộn với trấu và ủ hiếu khí bằng quá trình đảo trộn) chưa
hoàn thiện. Hiện nay, lượng bùn tồn đọng tại nhà máy đã lên đến hơn 4000 tấn, gây
mùi hôi thối ảnh hưởng nặng nề đến môi trường xung quanh. Đây chính là vấn đề môi
trường quan trọng do nhà máy gây ra.
Vì vậy, việc nghiên cứu phương pháp xử lý lượng bùn của nhà máy xử lý nước thải
sinh hoạt Bình Hưng theo phương án sản xuất compost đạt tiêu chuẩn chất lượng sẽ rất
có lợi cho kinh tế của nhà máy và môi trường xung quanh.
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu tìm được phương pháp xử lý bùn từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt
Bình Hưng.
1.3 MỤC TIÊU CỤ THÊ
−

Tổng quan về bùn từ trạm xử lý nước thải và các công nghệ xử lý bùn;

−

Khảo sát thực tế tại nhà máy;

−

Trình bày mô hình thí nghiệm và phương pháp nghiên cứu;

−
Thiết lập mô hình thí nghiệm và thực hiện nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến
chất lượng phân compost.
1.4 CẤU TRÚC BÁO CÁO
Thuyết minh gồm 6 chương. Trong chương 1 này trình bày về sự cần thiết của đề tài,

mục tiêu, vấn đề nghiên cứu và cấu trúc thuyết minh. Chương này dùng để phác thảo
cho người đọc hiểu một cách khái quát về cấu trúc của bài báo cáo, các vấn đề đặt ra
và cần thực hiện.
4


Hệ thống thông tin môi trường

Chương 2 trình bày các sơ đồ hệ thống thông tin theo đề tài nghiên cứu.
Phần đầu của chương 3 trình bày về hiện trạng nhà máy Bình Hưng, tổng quan về bùn
và các công nghệ xử lý bùn trong thực tế. Một trong những nội dung cũng được tập
trung trình bày trong chương này là công nghệ sản xuất compost và ứng dụng. Cuối
cùng chương 3 trình bày về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất compost.
Chương 4 trình bày về phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu. Trong chương
này phương pháp lấy mẫu và phân tích, phương pháp xử lý số liệu được trình bày chi
tiết.
Chương 5 đưa ra kế hoạch nghiên cứu cụ thể.
Chương 6 trình bày các kết quả đạt được, phân tích các số liệu và đưa ra những phân
tích nhận định đối với kết quả đó.

5


Hệ thống thông tin môi trường

Chương 2

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG
2.1 SƠ ĐỒ CẤP 1

2.2 SƠ ĐỒ
CẤP 2

6


Hệ thống thông tin môi trường

2.3 SƠ ĐỒ CẤP 3

7


Hệ thống thông tin môi trường

Chương
3

TỔNG
QUAN
TÀI
LIỆU
3.1 HIỆN
TRẠNG
NHÀ MÁY BÌNH HƯNG
Theo quy hoạch của TPHCM, đến năm 2025 toàn thành phố sẽ có 12 nhà máy xử lý nước
thải tập trung. Trong đó, nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng là nhà máy xử lý nước thải sinh
hoạt tập trung đầu tiên của thành phố. Bình Hưng là một trong 5 gói thầu trong dự án cải thiện
môi trường nước thành phố giai đoạn 1 có giá trị đầu tư là hơn 1.400 tỷ đồng trên lưu vực
kênh Tàu Hũ - Bến Nghé - Đôi - Tẻ, sử dụng nguồn vốn viện trợ phát triển (ODA) của Chính

phủ Nhật Bản.

8


Hệ thống thông tin môi trường

Đây là dự án do Ban quản lý Dự án Đông - Tây và môi trường nước TP.HCM là chủ đầu tư,
với tổng mức đầu tư hơn hơn 4.163 tỷ đồng, trong đó vốn ODA là hơn 3.213 tỷ đồng; vốn đối
ứng là 950 tỷ đồng.
Chức năng của hệ thống xử lý nước thải
-

Bảo đảm vệ sinh môi trường nước của thành phố.
Nhà máy thu gom và xử lý nước thải của thành phố trước khi thải ra môi trường nhằm bảo
vệ môi trường nước tự nhiên không bị ô nhiễm.
Thoát nước mưa: chống tình trạng ngập lụt cho thành phố.
Sử dụng hiệu quả tài nguyên: bùn thải chế biến thành phân compost.

Hệ thống xử lý nước thải cũng được hình thành bởi 3 công trình chính như sau:
- Hệ thống cống: dùng để thu gom nước thải cần xử lí về trạm bơm chuyển tiếp.
- Trạm bơm chuyển tiếp: dùng để bơm nước thải từ hệ thống cống chuyển tải đến nhà máy
xử lý.
- Nhà máy xử lý: xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn quốc gia để xả vào nguồn.

HỆ THỐNG CỐNG
Tuyến ống góp chính nằm trên đường Trần Hưng Đạo là nơi tiếp nhận của các tuyến ống
nhánh đổ về. Nước thải được vận chuyển về theo hướng kênh Tàu Hủ, Kênh đôi đến trạm
bơm Đồng Diều quận 8 (trạm bơm chuyển tiếp).
Tại trạm bơm Đồng Diều có trạm bơm bơm nước về thẳng nhà máy để xử lý.

9


Hệ thống thông tin môi trường

TRẠM BƠM ĐỒNG DIỀU
Là trạm bơm trung chuyển nước thải từ tuyến cống bao trong lưu vực kênh Tàu Hủ - Bến
Nghé - Kênh Đôi - Kênh Tẻ về nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng. Việc xây dựng trạm
bơm trung chuyển này sẽ giúp tiết kiệm chi phí chôn ống cho hệ thống ống.
Vị trí xây dựng tại khu Đồng Diều, phường 4, quận 8 Tp. HCM với diện tích 0,6 ha.
Công suất hoạt động chia làm 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: 133,3 m3/phút (192.000 m3/ngày) gồm 3 bơm chìm, công suất 1 bơm 66,7
m3/phút.
Giai đoạn 2: 400 m3/phút (576.000 m3/ngày) lắp đặt thêm 3 bơm chìm công suất 1 bơm 133
m3/phút.
10


Hệ thống thông tin môi trường

NHÀ MÁY BÌNH HƯNG
Nhà máy được xây dựng tại xã Bình Hưng, huyện Bình Chánh, Tp. Hồ Chí Minh với
diện tích xây dựng khoảng 14 ha (diện tích toàn thể là 47 ha). Tống vốn đầu tư giai
đoạn 1 từ ODA chiếm 100 triệu USD. Quá trình xây dựng kéo dài 4 năm từ 11/2004
đến 12/2008 và đi vào hoạt động cho đến nay.
Nhà máy sử dụng công nghệ bùn hoạt tính cải tiến với công suất giai đoạn 1 là
141.000 m3/ngày và giai đoạn 2 là 469.000 m3/ngđ đến giai đoạn 3 là 512.000 m3/ngđ
(thực tế là bỏ qua giai đoạn 2 và nâng cấp thẳng lên giai đoạn 3). Quy mô công trình là
10 đơn nguyên

Giai đoạn 1: nhà máy thu gom và xử lý nước thải cho lưu vực kênh Đôi – Tẻ diện tích
915 ha nội đô, phục vụ dân số 426.000 người, bao gồm các quận 1, 3, 5 và một phần
quận 10.
Giai đoạn 2:nhà máy được mở rộng lưu vực xử lý 2.150 ha gồm các quận 4,5, và một
phần của quận 6, 8, 11, Tân Bình, hục vụ dân số khoảng 1.390.000 người.

11


Hệ thống thông tin môi trường

Bảng 3.1: Ba giai đoạn vận hành nhà máy Bình Hưng.
Năm

Diện
tích Dân
lưu vực
(người)

số Công suất xử lý Chất lượng nước thải
(m3/ngày)
sau xử lý
BOD ≤ 50 mg/L
425.830
141.000
SS ≤ 100 mg/L
BOD ≤ 50 mg/L
1.421.778
469.000
SS ≤ 100 mg/L

BOD ≤ 20 mg/L
1.390.282
512.000
SS ≤ 50 mg/L

Giai đoạn 1

2008

824,8 ha

Giai đoạn 2

2015

2.791,6 ha

Giai đoạn 3

2020

2.791,6 ha

Tiêu chuẩn xả thải của nhà máy: TCVN 5945 : 2005
Nguồn tiếp nhận nước sau xử lý là kênh Rạch Tắc – Bến Rô.
Bảng3.2: Thành phần nước thải nhà máy Bình Hưng
Chỉ tiêu
SS
BOD5
Tổng Nitơ

Tổng Phospho

Đơn vị
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

Nước đầu vào
472
46
22,4
4,9

Nguồn: nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng
Hệ thống nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng bao gồm: trạm bơm nâng, nhà điều hành
chính, nhà xử lý bùn, nhà ủ phân, nhà kho, khu xử lý, nhà thổi khí, nhà khử trùng, cửa
xả.
Sơ đồ dây chuyền công nghệ

12


Hệ thống thông tin môi trường

Theo bảng 2, thành phần nước thải cần xử lý là SS và BOD 5 do đó nhà máy đưa ra sơ
đồ dây chuyền công nghệ như sau:

Mô tả công nghệ xử lý
Nước thải sinh hoạt của thành phố được thu gom tập trung theo cống về trạm Đồng

Diều. Tại đây nước thải được đưa qua công trình song chắn rác và bể lắng cát. Sau đó
trạm bơm chuyển tiếp sẽ bơm lượng nước thải này đến nhà máy xử lý nước thải Bình
Hưng với đường ống Ø2200mm, sau đó nước thải được bơm nâng bơm vào ngăn tiếp
nhận tại nhà máy.
Sau đó, nước thải từ kênh phân phối được phân phối đều vào 10 bể lắng sơ cấp (bể
lắng đợt 1).
Theo thiết kế tự chảy, nước thải qua bể lắng sơ cấp tiếp tục đến quy trình xử lý sinh
học kế tiếp. Quá trình xử lý sinh học được áp dụng là bể sục khí xử lý nước thải nhờ
bùn hoạt tính cải tiến với hệ thống cấp khí liên tục.
Nước thải sau xử lý tại bể sục khí sẽ được dẫn qua bể lắng thứ cấp nhằm tách phần
nước và phần bùn.
Nước ra khỏi bể lắng thứ cấp được khử trùng bằng Javen tại bể tiếp xúc, cuối cùng
nước sau xử lý được xả ra nguồn tiếp nhận.
Ngoài ra, một phần nước sau xử lý được tái sử dụng làm nước tưới cây; rửa máy móc,
thiết bị; rửa lọc, rửa bể.
13


Hệ thống thông tin môi trường

CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ
NGĂN TIẾP NHẬN VÀ KÊNH PHÂN PHỐI NƯỚC
-

Tiếp nhận nước thải từ trạm bơm Đồng Diều. Trong ngăn có sử dụng song chắn
rác thô để lấy rác bằng cách lược rác tự động nhằm giảm tải trọng cho các công
trình phía sau.

-

Ngoài ra có đường ống thu váng bọt từ các công trình phía sau đổ vào ngăn tiếp
nhận để giảm lượng bọt sinh ra làm ảnh hưởng đến chất lượng nước thải đã xử
lý.

Ngăn tiếp nhận

Ngăn tiếp nhận có ống thu váng

BÊ LẮNG SƠ CẤP
-

Nước thải sau khi qua song chắn rác được phân phối đều theo kênh phân phối
tự chảy đến các cửa của 10 bể lắng sơ cấp.

-

Lắng rác nhỏ, các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, giảm tải trọng BOD 5,
SS cho các công trình tiếp theo.

-

Chia làm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên gồm 5 bể, mỗi bể gồm 2 phần. Các bể
này hoạt động song song với nhau.
Nước sau lắng thu bằng máng chữ V.

-

Phía trên của bể có thiết kế ống thu váng nổi (dầu, cặn nổi..). Phía dưới có máy
cào bùn tự động để thu bùn lắng vào hố thu bùn. Bể lắng sơ cấp cũng được
trang bị hệ thống phá bọt để giúp cho lượng rác nổi trên mặt nước dễ dàng đi

vào máng thu, nếu có váng dầu cũng bị đánh tan không làm ảnh hưởng công
trình phía sau. Sau đó lượng bùn tươi được bơm đến bể cô đặc trọng lực.

-

Thời gian lưu nước trong bể là 0,9h = 54 phút.

14


Hệ thống thông tin môi trường

Bể lắng sơ cấp

Hệ thống phá bọt

BÊ SỤC KHÍ
- Gồm có 10 bể, mỗi bể có 4 ngăn.
-

4 ngăn bể sục khí có 2 cách vận hành là song song (nước vào cùng lúc 4 ngăn)
và nối tiếp (nước dẫn lần lượt qua từng ngăn) nhưng sau quá trình vận hành
nhận thấy cách vận hành nối tiếp mang lại hiệu quả xử lý cao hơn (thời gian
VSV tiếp xúc nước thải dài hơn). Tại mỗi ngăn có đường đưa nước vào, đường
tuần hoàn bùn từ bể lắng thứ cấp và đường thu nước đưa sang bể lắng thứ cấp.

-

Hệ thống cấp khí sử dụng là dàn ống thổi khí đặt tại một góc bể (< 1cm) được
dùng để cung cấp khí cho việc sinh trưởng và phát triển của bùn hoạt tính, khí

thổi với một lực đủ lớn để tại vòng xoáy khí trong toàn bể. Trong bể xảy ra quá
trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ hoạt động của các vi sinh vật để oxi hóa các
chất hữu cơ có trong nước thải. Lượng bùn sinh ra là do vi sinh vật tăng trưởng
tạo tế bào mới, lượng VSV chết đi do phân huỷ nội bào cùng với hàm lượng cặn
có sẵn trong nước.

-

Nhà máy sử dụng công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính cải tiến có hàm
lượng MLSS = 1400 – 1500 g/m 3 có thể tăng khả năng và hiệu quả xử lý nước
thải. Qua đó, làm giảm đáng kể hàm lượng BOD, SS của nước thải đầu ra và
giảm thời gian lưu nước, tiết kiệm diện tích mặt bằng lớn.

-

Kích thước mỗi bể
 Dài 28 m.
 Rộng 10,5 m.
 Cao 5,5 m.
 Thời gian lưu nước 2,74h.

-

Thiết kế nhiều ngăn nhằm giúp cho sự tiếp xúc giữa các vi sinh vật với nước
thải được tốt hơn tránh các bông bùn có kích thước quá lớn hoặc quá nhỏ chưa
xử lý trôi theo nước thải ra ngoài.

-

Ngoài ra trong bể có lắp đặt hệ thống phá bọt để bỏ lớp bọt trên mặt nước, giúp

cho khí thoát ra dễ dàng hơn, ổn định pH trong bể để vi sinh vật phát triển tốt.

15


Hệ thống thông tin môi trường

Cửa đưa nước vào

Hệ thống cấp khí

BÊ LẮNG THỨ CẤP
-

-

Nước sau khi qua bể sục khí được đưa vào bể lắng thứ cấp trước khi qua bể tiếp
xúc.
Nhiệm vụ của bể là lắng bông bùn hoạt tính
Gồm có 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên gồm 5 bể, mổi bể chia làm 2 phần.
Mỗi bể thiết kế theo dạng bể lắng ngang hình chữ nhật, có kích thước:
 Dài 28 m.
 Rộng 10,5 m.
 Cao 5,5 m.
 Thời gian lưu nước 2,2h.
Phía dưới bể lắng có hệ thống thu bùn, 25% lượng bùn sẽ được tuần hoàn lại
vào bể sục khí, 75% lượng bùn còn lại được đưa đến bể bùn dư, tiếp đến bể cô
đặc ly tâm.

Máng thu nước răng cưa

Bể lắng thứ cấp

BÊ TIẾP XÚC
-

Bể tiếp xúc nhận nước từ bể lắng thứ cấp.

-

Khử trùng bằng javen để xử lý vi sinh gây bệnh trước khi ra ngoài.

-

Gồm 3 ngăn, nước chảy theo hệ thống ziczac để tăng quá trình tiếp xúc giữa
nước sau xử lý và hóa chất để đạt tiêu chuẩn rồi xả ra nguồn tiếp nhận.
16


Hệ thống thông tin môi trường

-

Một phần nước sau xử lý sẽ được giữ lại trong bồn lọc cát để tái sử dụng nước
cho các nhu cầu sử dụng trong khuôn viên nhà máy: tưới cây; rửa máy móc,
thiết bị; rửa lọc, bể… trong khuôn viên.

-

Phần còn lại nước sau xử lý được xả vào kênh Rạch Tắc - Bến Rô.

Cống xả nước vào nguồn

Bể khử trùng

XỬ LÝ BÙN VÀ LÀM PHÂN COMPOST
-

Bùn tươi (gồm 99% nước, 1% bùn) từ bể lắng sơ cấp được thu về bể cô đặc
trọng lực (do bùn sinh ra tại đây là bùn vô cơ có khả năng tự lắng bằng trọng
lực nên không cần tác dụng thêm lực). Sau đó bùn đã cô đặc (gồm 97% nước,
3% bùn) lại tiếp tục được bơm lên máy tách nước ly tâm. Bùn sau tách nước
(gồm 80% nước, 20% bùn) được lấy đi làm phân compost. Nước tách từ hỗn
hợp bùn nước được tuần hoàn trở lại bể lắng 1 tiếp tục xử lý

-

Một phần bùn trong bể lắng thứ cấp sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể sục khí,
một phần bùn dư (gồm 99% nước, 1% bùn) được đưa sang máy cô đặc ly tâm
(do bùn sinh ra tại bể lắng 2 là bùn sinh học khó có khả năng tự lắng nên ta phải
tác động thêm lực đê bùn lắng) Bùn sau khi ra khỏi máy cô đặc ly tâm (gồm
96% nước, 44% bùn) kết hợp với lượng bùn sau cô đặc trọng lực từ bể lắng sơ
cấp tập trung về bể bùn hỗn hợp.

-

Tiếp đó, để giảm thể tích của bùn, cho bùn hỗn hợp đi qua máy tách nước ly
tâm và cho tiếp polymer tác dụng làm bùn keo lại thành những bánh bùn, sau đó
đưa đến nhà lên men sơ cấp (lưu 15-20 ngày). Tại đây bùn được trộn với trấu
tăng độ ẩm, diệt vi khuẩn gây bệnh, phân giá hợp chất phức tạp còn lại trong

bùn. Khí sinh ra (CH4, H2S…) được đưa đến bể khử mùi. Sau thời gian này bùn
được chuyển sang nhà lên men thứ cấp ủ kín trong khoảng 30 ngày, cuối cùng
đưa sang chứa trong kho chứa (nhà chứa chính) chờ đem chôn lấp.

17


Hệ thống thông tin môi trường

Nhà lên men sơ cấp

Nhà ủ phân compost

Bảng 3.3: Thống kê lưu lượng nước xử lý
Thời gian

Lưu lượng đã xử Lưu lượng trung Ngày thấp nhất
lý (m3)
bình/ngày (m3)
(m3)

Ngày cao nhất
(m3)

Năm 2009
Năm 2010
Năm 2011
Tổng cộng

13,814,584

32,665,660
37,664,575
84,125,001

187,653
151,922
150,231

63,553
89,495
103,136

8,244
5,136
36,286

18


Hệ thống thông tin môi trường

19


Hệ thống thông tin môi trường

Bảng 3.4 Thành phần bùn sau tách nước
Tên chỉ tiêu
pH
Độ ẩm

Cr(VI)
Zn
Ni
Pb
Cd

Đơn vị

Khoảng dao động

%
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

6,7 - 7,7
70,25 - 74,62
KPH
0,69 – 1,16
0,15 – 0,38
0 – 0,13
KPH

3.2 TỔNG QUAN VỀ BÙN
Các chất rắn sau khi khử nước (làm đậm đặc) được gọi chung là bùn, chứa nhiều thành
phần khác nhau và phải được thải bỏ hợp lý. Bùn sinh ra từ hệ thống xử lý nước thải
thường ở dạng lỏng có chứa từ 0,25 – 12% chất rắn tính theo khối lượng khô tùy thuộc
vào công nghệ xử lý nước thải được áp dụng. Trong những thành phần cần xử lý, bùn

chiếm thể tích lớn nhất và kỹ thuật xử lý cũng như thải bỏ bùn là một trong những vấn
đề phức tạp nhất trong quá trình xử lý nước thải. Các thiết bị xử lý bùn chiếm từ 40 –
60% tổng chi phí đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải và khoảng 50% chi phí vận
hành toàn hệ thống. TP. Hồ Chí Minh phát sinh khoảng 1,2 triệu tấn bùn thải từ các
khu công nghiệp/tháng. Dự báo đến năm 2015 số lượng bùn thải sẽ tăng lên khoảng 3
triệu tấn/tháng, năm 2020 sẽ không dưới 4 triệu tấn/tháng (Cao Cường, 2012). Theo số
liệu này, việc xử lý lượng bùn thải để không làm ảnh hưởng đến môi trường là một
vấn đề nan giải.
Bùn từ bể lắng đợt 1 thường có màu xám, trong một số trường hợp có mùi rất khó
chịu. Bùn từ bể lắng đợt 1 có thể bị phân hủy một phần trong điều kiện thích hợp. Bùn
sinh ra từ các quá trình hóa học hoặc hóa lý sẽ có màu sắc khác nhau tùy theo loại hóa
chất sử dụng. Loại bùn này do chứa hóa chất nên không thích hợp để xử lý bằng
phương pháp sinh học.
Bùn sinh ra từ hệ thống xử lý sinh học ví dụ từ hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí thường
có dạng màu nâu và mịn. Nếu màu sắc của bùn tối có nghĩa bùn đang tiến gần đến giai
đoạn tự hoại, ngược lại bùn có màu sáng hơn. Bùn ở điều kiện phát triển tốt sẽ không
có mùi hôi. Thành phần hóa học của bùn hoạt tính được trình bày trong bảng 2.5.
Nhiều thành phần hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn giải pháp thải
bỏ bùn sau xử lý và nước thải sinh ra từ quá trình xử lý bùn.

Bảng 3.5 Thành phần hóa học của bùn hoạt tính
Thông số

Đơn vị

Khoảng giá trị
20


Hệ thống thông tin môi trường

Tổng chất rắn khô

Chất rắn bay hơi
Lượng dầu mỡ và chất
béo
Protein
Nitơ
Photpho
pH
Độ kiềm
Acid hữu cơ
Năng lượng thu được

% khối lượng
ướt
% khối lượng
ướt
% khối lượng
khô
%

0,83 – 1,16

%
%
%
–
mg/L
mg/L

kJ/kg

0,27 – 0,48
0,02 – 0,06
0,02 – 0,13
6,5 – 8,0
580 – 1.100
1.100 – 1.700
18.560 –
23.200

0,49 – 1,02
59,0 – 87,9
0,04 – 0,14

Nguồn: Trần Thị Mỹ Diệu, 2005.
Bùn thải sinh học là bùn thải phát sinh từ các hệ thống xử lý nước thải theo phương
pháp sinh học. Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế - xã hội, bùn thải
sinh học đang trở thành một gánh nặng cho các doanh nghiệp không chỉ ở Việt Nam
mà ngay cả ở các nước có nền kinh tế, khoa học kỹ thuật tiên tiến trên thế giới. Theo
cục bảo vệ môi trường Mỹ (US-EPA), chi phí xử lý bùn thải chiếm tới 50% chi phí
vận hành của toàn hệ thống. Ở Việt Nam, bùn thải chủ yếu được xử lý bằng cách ép
loại nước, phơi khô, đổ bỏ hay chôn lấp, chỉ một phần rất nhỏ được sử dụng làm phân
bón. Việc đổ bỏ, chôn lấp bùn thải đã và đang gây ra sự ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng.
Theo các nghiên cứu trong những năm gần đây, bùn thải sinh học có tiềm năng để tái
sử dụng cho các mục đích khác nhau bởi thành phần chủ yếu của bùn thải là các vi
sinh vật dư thừa của công đoạn xử lý sinh học với hàm lượng chất hữu cơ, nitơ và phốt
pho cao. Ý tưởng tái sử dụng bùn thải làm môi trường thay thế cho môi trường nhân
tạo để nuôi cấy vi sinh vật nhằm nâng cao giá trị của bùn thải lần đầu tiên được phát

triển bởi giáo sư R.D. Tyagi thuộc Viện Nghiên cứu khoa học quốc gia, Quebec,
Canada (INRS). Ưu điểm nổi bật của hướng nghiên cứu này là tận dụng thành phần
dinh dưỡng trong bùn thải để thay thế cho môi trường nhân tạo đắt tiền thường được
sử dụng trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật để tạo ra các sản phẩm sinh học có ích như
chế phẩm sinh học cho cải tạo đất, thuốc trừ sâu sinh học, màng PE, hóa chất keo tụ,...
Việc tận dùng bùn thải vừa giúp giảm giá thành vừa góp phần bảo vệ môi trường.
3.3 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BÙN

Bùn

Xử lý sơ bộ

Nén bùn

Ổn định bùn

21
Khử bằng
nhiệt

Làm khô

Tách nước

Tạo điều kiện


Hệ thống thông tin môi trường

Hình 3.1 Quy trình công nghệ xử lý bùn.

CÔNG NGHỆ KHỬ NƯỚC
Bùn trước hết sẽ được xử lý sơ bộ nhằm mục đích cho các tạp chất và chất có kích
thước và khối lượng riêng lớn được tách riêng, dung dịch chất lỏng sẽ giữ lại các chất
hữu cơ, trở thành bùn nhão và có nồng độ chất hữu cơ rất cao, kích thước nhỏ hơn và
tiếp xúc được vi sinh vật dễ dàng hơn. Sau khi xử lý sơ bộ, bùn được tiếp tục qua các
công đoạn khác như nén bùn, ổn định bùn, tạo điều kiện nhằm cải thiện tính chất vật
lý, giảm khả năng phát tán vào môi trường, giảm độ hòa tan của chất ô nhiễm và giảm
tính nguy hại của bùn trước khi đem đi tách nước. Hệ thống tách nước sẽ giúp giảm
chi phí vận chuyển bùn đến nơi thải bỏ, dễ xử lý và vận chuyển, tăng nhiệt năng của
bùn nhờ giảm hàm lượng nước trong bùn, giảm lượng vật liệu tạo độ rỗng trong quá
trình ủ compost, giảm sự phát sinh mùi và giảm sự hình thành nước rò rỉ. Cuối cùng
bùn sẽ được làm khô bằng nhiệt hoặc bằng các quá trình khác như làm compost, sấy
trực tiếp hay gián tiếp trước khi đem khử bằng nhiệt như đốt, khi bị phân hủy nhiệt,
các chất hữu cơ sẽ được khử độc tính và phá vỡ cấu trúc, thời gian xử lý nhanh, diện
tích công trình nhỏ gọn.
Bảng 3.6 Ưu điểm và nhược điểm cúa các thiết bị tách nước
Các thiết bị tách
Ưu điểm
Nhược điểm
nước
Thiết bị lọc chân Không đòi hỏi công nhân Tiêu tốn năng lượng và gây
không
vận hành có kỹ thuật cao, ít ồn. Nước sau lọc có hàm
bảo trì bảo dưỡng do thiết lượng cặn lơ lửng cao.
bị được vận hành liên tục.
Thiết bị ly tâm
Hạn chế mùi hôi, dễ khởi Phải tách cát và nghiền hỗn
động, dễ lắp ráp. Bùn sau hợp nhập liệu trước khi ly
ly tâm có hàm lượng ẩm tâm, yêu cầu công nhân
thấp. Chi phí đầu tư thấp

vận hành kỹ thuật cao và
nước sau ly tâm có hàm
lượng cặn lơ lửng cao.
Thiết bị lọc băng tải Ít tốn năng lượng, chi phí Hạn chế bởi trở lực thủy
đầu tư và vận hành thấp, dễ lực, cần phải nghiền hỗn
bảo trì và vận hành. Bùn hợp nhập liệu, rất nhạy đối
sau khi lọc có hàm lượng với đặc tính bùn đưa vào
ẩm thấp
thiết bị, thời gian sử dụng
vật liệu ngắn, không nên
vận hành tự động.
22


Hệ thống thông tin môi trường

Thiết bị lọc khung Bùn sau xử lý có hàm
bản
lượng ẩm thấp nhất và
nước sau lọc có hàm lượng
cặn lơ lửng thấp

Phải vận hành theo từng
mẻ, chi phí thiết bị và nhân
công vận hành cao, chiếm
diện tích lớn, đòi hỏi công
nhân vận hành và bảo trì
kỹ thuật cao, tiêu tốn hóa
chất

Nguồn Trần Thị Mỹ Diệu, 2005

Bùn chứa kim loại nặng có thể xử lý bằng phương pháp ổn định - hóa rắn. Nhóm nghiên
cứu do TS. Nguyễn Hồng Bỉnh, phó chủ tịch Hội Khoa học - Kỹ thuật Xây dựng
TP.HCM, chủ trì đã nghiên cứu tổng hợp ra các hợp chất BOF1, BOF2 và HSOB để
khử mùi và kết dính bùn thải công nghiệp tạo thành chất có thể thay thế cát dùng trong
sản xuất bê tông. Bùn thải sau khi lấy lên sẽ được xử lý khử mùi bằng chất BOF1,
BOF2 trong khoảng 15 phút. Tùy theo loại bùn thải thu về từ nhà máy nước thải tập
trung, cống hay từ nhà máy dệt nhuộm, chế biến thủy sản,... hóa chất xử lý sẽ được
pha trộn với tỉ lệ khác nhau. Hỗn hợp bùn thải đã qua xử lý này sẽ tiếp tục được trộn
với hợp chất HSOB để tạo ra bê tông. Phụ gia HSOB có tác dụng tạo phản ứng oxy
hóa khử, biến các kim loại nặng thành chất trơ với nước, giảm bớt độc hại (Nguyễn
Hồng Bình và Phan Phùng Sanh, 2009).
Trên cơ sở phân tích liên kết của kim loại với các thành phần hữu cơ và vô cơ trong
bùn, TS Nguyễn Phương Loan, Giám đốc Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi
trường (CENTEMA), cùng các cộng sự đã đưa ra các phương pháp xử lý đối với từng
loại bùn. Theo quy trình này, bùn sẽ được tách các thành phần hữu cơ và vô cơ bằng
phương pháp thủy lực. Chất vô cơ nặng sẽ lắng xuống đáy bồn trong khi chất hữu cơ
nhẹ hơn sẽ nổi lên trên. Các chất vô cơ được tách ra sẽ được tận dụng để sản xuất vật
liệu xây dựng, trong khi các chất hữu cơ được xử lý tiếp bằng phương pháp sinh học
để tách riêng các kim loại nặng với phần bùn hữu cơ sạch. Phần bùn hữu cơ sạch sẽ
được tận dụng để trồng cây và cải tạo đất nông nghiệp. Còn lại các kim loại nặng sẽ
được xử lý theo phương pháp hóa học để tách riêng từng kim loại hoặc hóa rắn toàn bộ
để chôn lấp an toàn (Minh Sơn, 2005).
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ HIẾU KHÍ
Phân hủy bùn hiếu khí được sử dụng để xử lý bùn từ các công trình xử lý sinh học hiếu khí có
công suất nhỏ hơn 0,2 m3/s. So với quá trình phân hủy bùn kỵ khí, quá trình phân hủy hiếu khí
có những ưu điểm sau:
- Mức độ phân hủy chất rắn bay hơi trong hệ thống phân hủy hiếu khí tương đương với phân
hủy kỵ khí;

- Nồng độ BOD trong nước bề mặt thấp hơn;
23


Hệ thống thông tin môi trường

-

-

Quá trình phân hủy ít hay không gây mùi hôi, tạo ra sản phẩm ổn định và dạng mùn;
Thu hồi được nguyên liệu có giá trị để sản xuất phân bón từ bùn;
Vận hành đơn giản;
Chi phí đầu tư thấp hơn.
Những nhược điểm chính của quá trình phân hủy hiếu khí bao gồm:
Chi phí vận hành cao hơn do phải duy trì hệ thống cấp oxy;
Bùn sau xử lý khó tách nước bằng phương pháp cơ học;
Quá trình bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ, vị trí và vật liệu chế tạo bể;
Không thể thu hồi được khí CH4.
Hai quá trình thường được áp dụng gồm: (1) phân hủy hiếu khí cổ điển và (2) phân hủy hiếu
khí với lượng oxy tinh khiết cao.

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KỊ KHÍ
Việc thiết kế hệ thống phân hủy bùn kỵ khí dựa trên các thông số chính sau đây: (1) thời gian
lưu bùn, (2) tải trọng thể tích và (3) độ giảm thể tích bùn theo thời gian.
Các bể phân hủy kỵ khí có thể có dạng tròn, hình chữ nhật hay dạng hình trứng Trong đó,
thông dụng nhất vẫn là dạng hình trụ tròn và dạng hình trứng. Bể có dạng hình trụ tròn ít khi
có đường kính nhỏ hơn 6 m và lớn hơn 40 m. Chiều dày của lớp nước trong bể lớn hơn 8 m
và độ sau của bể từ 15 m hoặc hơn. Việc sử dụng bể có dạng hình trứng chủ yếu để hạn chế
công tác vệ sinh bể, tạo điều kiện khuấy trộn tốt hơn, dễ dàng khống chế lớp cặn bề mặt và

giảm diện tích cần thiết.
Thời Gian Lưu Bùn
Sản phẩm của quá trình phân hủy kỵ khí bùn thải là khí CH 4 và CO2. Lượng khí CH4 sinh ra
có thể được ước tính theo công thức sau:

24


Hệ thống thông tin môi trường

Đối với thiết bị phân hủy kỵ khí tải trọng cao, có khuấy trộn hoàn toàn và không tuần hoàn
bùn, sinh khối bùn sinh ra hàng ngày có thể được ước tính theo công thức sau đây:

Thông số thiết kế cho thời gian lưu bùn trong thiết bị phân hủy kỵ khí tải trọng cao, có khuấy
trộn hoàn toàn được trình bày trong Bảng 3.7.
Bảng 3.7 Thời gian lưu bùn trong thiết bị phân hủy kỵ khí tải trọng cao, có khuấy trộn hoàn
toàn

Hệ Số Tải Trọng
Hai dạng hệ số tải trọng thông dụng nhất là: (1) kg chất rắn bay hơi đưa vào bể mỗi ngày trên
một đơn vị dung tích bể (kg/m 3.ngđ) và (2) kg chất rắn bay hơi đưa vào thiết bị tính trên kg
chất rắn bay hơi có trong bể (kg/kg). Tải trọng đặc trưng đối với thiết bị phân hủy tải trọng
tiêu chuẩn thường dao động trong khoảng 0,5-1,6 kg/m 3.ngđ (tính theo chất rắn bay hơi). Đối
với thiết bị phân hủy kỵ khí tải trọng cao, giá trị tải trọng đặc trưng dao động trong khoảng
1,6-4,8 kg/m3.ngđ (tính theo chất rắn bay hơi) và thời gian lưu nước dao động trong khoảng
10-20 ngày. Ở tải trọng cao hơn 4,0 kg/m 3.ngđ, quá trình khuấy trộn sẽ gặp trục trặc. Ảnh
hưởng của nồng độ bùn, thời gian lưu nước đối với hệ số tải trọng chất rắn bay hơi được trình
bày trong Bảng 3.8.

25