Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Bằng Hỗn Hợp Vi Tải Và Vi Khuẩn

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG
--------------------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
BẰNG HỆ HỖN HỢP VI TẢO VÀ VI KHUẨN

Người thực hiện

: ĐỖ THỊ THÙY

Lớp

: MTE

Khóa

: 57

Chuyên ngành

: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn

: TS. NGUYỄN THỊ MINH

HÀ NỘI - 2016

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG
--------------------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
BẰNG HỆ HỖN HỢP VI TẢO VÀ VI KHUẨN

Người thực hiện

: ĐỖ THỊ THÙY

Lớp

: MTE

Khóa

: 57

Chuyên ngành

: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn

: TS. NGUYỄN THỊ MINH

Địa điểm thực tập

: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

HÀ NỘI - 2016


i


MỤC LỤC
L
MỤC LỤC............................................................................................................................................ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................................................................v
DANH MỤC BẢNG.............................................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH..............................................................................................................................vi
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu.................................................................................................................2
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..........................................................................3
1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt...........................................................................................3
1.1.1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt........................................................................................3
1.1.2. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt..................................................................................4
1.1.3. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt....................................................................5
1.2. Hiện trạng nước thải sinh hoạt trên thế giới và Việt Nam......................................................5
1.2.1. Hiện trạng nước thải sinh hoạt trên thế giới....................................................................5
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt tại Việt Nam......................................................7
1.3. Tác động của nước thải sinh hoạt tới môi trường và ảnh hưởng của nó tới sức khỏe con
người.............................................................................................................................................9
1.3.1. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt tới sinh vật............................................................10

1.3.2. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến môi trường không khí:...................................12
1.3.3. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến môi trường đất:.............................................12
1.3.4. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến sức khỏe con người.......................................12
1.4. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt.........................................................................13
1.4.1. Phương pháp cơ học......................................................................................................13
1.4.2 Phương pháp hóa học và hóa lý......................................................................................14
1.5. Cơ sở khoa học của biện pháp xử lý nước thải sinh hoạt bằng vi sinh vật............................17

ii


1.5.1. Đặc điểm sinh học của tảo và vi khuẩn, ứng dụng của nó trong xử lý môi trường.........17
1.5.2. Mối quan hệ giữa vi khuẩn và tảo trong quá trình xử lý nước thải................................22
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................24
2.1. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................................................24
2.2. Phạm vi nghiên cứu..............................................................................................................24
2.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................................24
2.4. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................................24
2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp..........................................................................24
2.4.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải...........................25
2.4.3. Xác định điều kiện sinh trưởng của tảo và vi khuẩn theo phương pháp nuôi cấy trực
tiếp trên môi trường chuyên tính ở các điều kiện khác nhau:.................................................26
2.4.4. Thử nghiệm xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ hỗn hợp vi tảo và vi khuẩn trong điều
kiện bán hảo khí......................................................................................................................30
2.4.5. Phương pháp xử lý số liệu.............................................................................................31
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................................................32
3.1. Đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt thuộc khu vực thị trấn Trâu Quỳ - Gia Lâm – Hà
Nội...............................................................................................................................................32
3.2. Kết quả phân lập, tuyển chọn và xác định các điều kiện sinh trưởng của các chủng vi khuẩn
sử dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt.........................................................................................33

3.2.1. Khả năng phân giải enzyme của các chủng giống vi khuẩn............................................37
3.2.2. Khả năng kháng kháng sinh của các chủng vi khuẩn......................................................39
3.2.3. Khả năng chịu nhiệt của các chủng giống vi khuẩn........................................................41
3.2.4. Khả năng thích ứng pH của các chủng giống vi khuẩn....................................................42
3.2.5. Khả năng sinh trưởng trên các nguồn dinh dưỡng Cacbon của các chủng giống vi khuẩn.
.................................................................................................................................................43
3.2.6. Khả năng sinh trưởng trên các nguồn dinh dưỡng Nito của các chủng vi khuẩn...........45
3.2.7. Tính đối kháng của các chủng đã chọn..........................................................................47
3.2.8. Định danh sơ bộ các chủng giống vi khuẩn tuyển chọn được........................................48
3.3. Các chủng vi tảo sử dụng......................................................................................................51

iii


3.4. Đánh giá hiệu quả xử lý thử nước thải sinh hoạt bằng hệ hỗn hơp vi tảo và vi khuẩn.........52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................................................62
1. Kết luận....................................................................................................................................62
2. Kiến nghị..................................................................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................................64
PHỤ LỤC..........................................................................................................................................67

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BOD
CFU/ml
CMC
COD

CT
GĐC
KTX
NĐ
NTSH
QCVN
TSS

Nhu cầu oxy sinh hóa
Số đơn vị khuẩn lạc trong 1ml mẫu
Natri carboxymethyl cellulose
Nhu cầu oxy hóa học
Công thức
Giảng đường C
Ký túc xá
Nguyễn Đăng
Nước thải sinh hoạt
Quy chuẩn Việt Nam
Tổng chất rắn lơ lửng trong nước

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng..........4
Bảng 1.2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt đặc trưng........................4
Bảng 1.3: Khối lượng các chất có trong nước thải sinh hoạt từ các vùng nông thôn và đô
thị của Israel......................................................................................................................7
Bảng 1.4. Bảng số liệu hàm lượng các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt ở xã
Quảng Thịnh – thành phố Thanh Hóa................................................................................8

Bảng 1.5. Đặc điểm sinh học của các loại vi tảo sử dụng.................................................18
Bảng 2.1: Bảng chỉ tiêu đánh giá......................................................................................25
Bảng 2..2: Thành phần môi trường LB (g/l)......................................................................26
Bảng 2.3: Thành phần môi trường thạch – peptone (g/l)................................................26
Bảng 2.4: Thành phần môi trường thử hoạt tính enzyme (g/l)........................................26
Bảng 2.5: Thành phần môi trường BBM nhân nuôi các giống tảo (Chlorella sp., spirulina
sp., và scenedemus sp)....................................................................................................27
Bảng 3.1. Các chỉ tiêu đầu vào của nước thải sinh hoạt..................................................32
Bảng 3.2: Các chủng giống vi khuẩn phân lập và tuyển chọn được..................................34
Bảng 3.3: Hoạt tính phân giải enzyme của các chủng vi khuẩn.......................................38
Bảng 3.4: Khả năng kháng kháng sinh của các chủng vi khuẩn (CFUx106/ml).................40
Bảng 3.4: khả năng chịu nhiệt các chủng giống vi khuẩn (CFU/mlx106)..........................41
Bảng 3.5: Đánh giá khả năng thích ứng pH của các chủng vi khuẩn (CFUx107/ml)..........43
Bảng 3.6: Đánh giá sinh trưởng của vi khuẩn trên các nguồn dinh dưỡng cacbon (C).....44
Bảng 3.6. Đánh giá sinh trưởng trên các nguồn dinh dưỡng Nito (N)..............................45
Bảng 3.7. Đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn tuyển chọn....................................49
Bảng 3.8. Điều kiện nhân giống tối ưu của các chủng vi khuẩn........................................51
Bảng 3.9. Bảng kết quả các chỉ tiêu nước thải đầu ra......................................................54
Bảng 3.10. Hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt của vi khuẩn và vi tảo.............................55

DANH MỤC HÌNH

vi


Hình 3.1. Vòng phân giải Protein ở một số chủng vi khuẩn..........................................38
Hình 3.2. Vòng phân giải CMC của một số chủng vi khuẩn..........................................39
Hình 3.3. Vòng phân giải tinh bột của một số chủng vi khuẩn.....................................39
Hình 3.4. Khả năng kháng kháng sinh của các chủng A3 và A1....................................41
Hình 3.5. Khả năng chịu nhiệt của một số chủng vi khuẩn...........................................42

Hình 3.6. Khả năng thích ứng pH của một số chủng vi khuẩn......................................43
Hình 3.7. Dinh dưỡng C, N của vi khuẩn......................................................................46
Hình 3.8. Dinh dưỡng C, N của vi khuẩn......................................................................47
Hình 3.9. Tính đối kháng của các chủng vi khuẩn.........................................................48
Hình 3.10. Hình thái khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn Bacillus coagulans (A1)..................50
Hình 3.11. Hình thái khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn Pseudomonas fluorescens (A2) được
soi dưới kính hiển vi.....................................................................................................50
Hình 3.12. Hình thái khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn lạc Bacillus subtilis (A3).................50
Hình 3.13. Hình thái khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn Bacilus cereus (C2)........................51
Hình 3.14. Tế bào vi tảo được soi dưới kính hiển vi.....................................................52
Hình 3.15. Bố trí thí nghiệm mẫu nước thải ngày đầu tiên trước khi phân tích...........52
Hình 3.16. Các mẫu thí nghiệm sau 7 ngày xử lý.........................................................52
Hình 3.17. Các mẫu thí nghiệm sau 14 ngày xử lý.......................................................53

vii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con người. Nước đóng
vai trò thiết yếu vô cùng quan trọng không chỉ đối với con người mà đối với
cả mọi sinh vật trên Trái Đất. Nước cần cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp,
sản xuất công nghiệp… toàn bộ các mặt của cuộc sống.
Ngày nay, cùng với sự bùng nổ dân số và tốc độ phát triển cao của
các ngành công, nông nghiệp… đã để lại rất nhiều hậu quả phức tạp, đặc biệt
là vấn đề ô nhiễm môi trường nước. Vấn đề này đang là mối nguy đáng lo
ngại nên dành được sự quan tâm của rất nhiều người cũng như rất nhiều
quốc gia trên thế giới.
Tại Việt Nam quá trình đô thị hóa đang diễn ra rất nhanh, nhưng cơ
sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải

sinh hoạt tại Việt Nam vô cùng thô sơ, thậm chí tại một số vùng còn chưa có
hệ thống xử lý nước thải.
Theo Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam (VACNE),
nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố,
trong nước thải sinh hoạt có chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học,
ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất
nguy hiểm, là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và
vấn đề này đang có xu hướng ngày càng xấu đi. Ước tính, hiện chỉ có
khoảng 6% lượng nước thải đô thị được xử lý.
Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố
hồi đầu năm 2010 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong
do điều kiện thiếu nước sạch cùng với đó là vệ sinh nghèo nàn và thấp kém.
Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta
liên quan đến nguồn nước. Người dân ở cả nông thôn và thành thị đang phải
đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước đang ngày một ô nhiễm
1


trầm trọng.
Vấn đề cấp thiết cần đặt ra lúc này là phải đưa ra các biện pháp xử lý
và đạt hiệu quả cao, áp dụng những phương pháp thích hợp phụ thuộc vào yêu
cầu và điều kiện cụ thể, điều quan trọng nhất là phải tính đến hiệu quả chi phí.
Hiện nay, nhiều nơi đã đưa ra các biện pháp xử lý và quy trình công nghệ để
áp dụng vào việc xử lý nước thải sinh hoạt ở các quy mô lớn, vừa và nhỏ và
đạt được các kết quả xử lý khác nhau. Trong đó, việc áp dụng công nghệ sinh
học sử dụng vi tảo hoặc vi khuẩn vào xử lý nước thải đã và đang được thực
hiện nhiều nơi trên thế giới do nó có nhiều ưu điểm như không độc hại, chi
phí không cao, thân thiện với môi trường, tận dụng được một số chất có trong
nước thải và giúp bảo vệ môi trường. Chính vì thế, để góp phần tìm kiếm biện
pháp xử lý nước thải sinh hoạt thích hợp, tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu

xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ hỗn hợp vi tảo và vi khuẩn”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Xử lý được nước thải sinh hoạt bằng hệ hỗn hợp vi tảo và vi khuẩn,
đảm bảo thải ra môi trường hoặc tái sử dụng trong sản xuất nông nghiệp.

2


Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1.1.1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nguồn nước thải ra từ các khu tập trung dân cư,
nó được sinh ra từ sinh hoạt như: ăn uống , tắm giặt, phân thải, nước tiểu của
con người, gia súc gia cầm hằng ngày được thải ra theo các hệ thống cống
rãnh của khu dân cư. Trong nước thải loại này có chứa nhiều phân rác, các
hợp chất hữu cơ và các muối hòa tan, đặc biệt là có chứa nhiều loại vi sinh vật
gây bệnh, các loại trứng giun, sán… Đây là loại nước thải phổ biến và rất lớn
(Tăng Văn Đoàn – Trần Đức Hạ, 1996).
Nước thải sinh hoạt bao gồm nước đen và nước xám. Trong đó nước
đen thường có nguồn gốc từ nhà vệ sinh và thường chiếm 32,5% trong tổng
lượng nước thải sinh hoạt, nước xám có nguồn gốc từ quá trình tắm, giặt, nấu
ăn… và chiếm 67,5% tổng lượng nước thải sinh hoạt. Lượng nước thải sinh
hoạt của khu dân cư được xác định trên cơ sở nước cấp. Tiêu chuẩn nước thải
sinh hoạt của các khu dân cư đô thị thường là từ 100 đến 250 l/người/ngày
(đối với các nước đang phát triển) và từ 150 đến 500 l/người/ngày (đối với
các nước phát triển). Tiêu chuẩn cấp nước các đô thị nước ta hiện nay dao
động từ 120 đến 180 l/người/ngày. Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn
nước thải sinh hoạt từ 50 đến 120 l/người/ngày.Tiêu chuẩn nước thải phụ
thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước. Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt
lấy bằng 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích nào đó. Ngoài ra,

lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc vào điều kiện trang
thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của
nhân dân (WHO, 1993).
Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng
phụ thuộc vào loại công trình, chức năng và số người tham gia, phục vụ trong
đó. Tiêu chuẩn thải nước của một số loại cơ sở dịch vụ và công trình công
cộng này được nêu trong bảng 2.1.

3


Bảng 1.1: Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình
công cộng.
Nguồn nước thải

Đơn vị tính

Nhà ga, sân bay

Hành khách

Lưu lượng, (l/ngày)
7,5-15

Khách

Khách sạn

152-212

Nhân viên phục vụ

30-45

Nhà ăn

Người ăn

7,5-15

Siêu thị

Người làm việc

26-50

Giường bệnh

Bệnh viện

473-908 ( 500-600)*

Nhân viên phục vụ

19-56

Trường Đại học

Sinh viên

56-113

Bể bơi

Người tắm

19-45

Khu triển lãm, giải trí Người tham quan

15-30
(Nguồn:Metcalf&Eddy,1991).

1.1.2. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt
Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (từ 50
đến 55%), chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có vi sinh vật gây bệnh. Đồng thời
trong nước thải còn có nhiều vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ, cần thiết cho các
quá trình chuyển hoá chất bẩn trong nước. Trong nước thải đô thị còn có vi
khuẩn gây bệnh phát triển, tổng số coliform từ 10 6 đến 109 MPN/100ml, fecal
coliform từ 104 đến 107 MPN/100ml.
Như vậy nước thải sinh hoạt của đô thị, các khu dân cư và các cơ sở
dịch vụ, công trình công cộng có khối lượng lớn, hàm lượng chất bẩn cao,
nhiều vi khuẩn gây bệnh là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối với
môi trường nước.
Bảng 1.2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt đặc trưng
Chỉ tiêu

Đơn vị

4

Trong

Trung

khoảng

bình


Tổng chất rắn (TS)
Chất rắn hòa tan (TDS)
Chất rắn lơ lửng (TSS)
BOD5
Tổng nito
Nito hữu cơ
Nito amoni
Nito nitrit
Nito nitrat
Clorua
Độ kiềm
Tổng chất béo
Tổng photpho

mg/l
350 – 1200
720
mg/l
250 – 850
500

mg/l
100 – 350
220
mg/l
110 – 400
220
mg/l
20 – 85
40
mg/l
8 – 35
15
mg/l
12 – 50
25
mg/l
0 – 0,1
0,05
mg/l
0,1 – 0,4
0,2
mg/l
30 – 100
50
mgCaCO3/l
50 – 200
100
mg/l
50 – 100
100

mg/l
8
(Nguồn: Metcalf and Eddy, 1991)

1.1.3. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt
Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
• Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ
sinh

• Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp,

các chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học,
ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất
nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như
protein (40 – 50%); hydrat cacbon (40 – 50%). Nồng độ chất hữu cơ trong
nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 – 450mg/l theo trọng lượng
khô. Có khoảng 20 – 40% chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học.Ở những khu
dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử
lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng
(Nguyễn Văn Vượng, 2012).
1.2. Hiện trạng nước thải sinh hoạt trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Hiện trạng nước thải sinh hoạt trên thế giới
Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa và đại dương gia tăng với
nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến độ phát
5


triển kỹ nghệ.
Tại Anh Quốc vào đầu thê kỷ 19, sông Tamise rất sạch nhưng nó trở

thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình
trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt
(Đồng Thị Kim Loan, 2009).
Nước Pháp rộng hơn, nhiều sông lớn, nhưng vấn đề cũng không khác
bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ18. Từ đó vấn
đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước
sinh hoạt được nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin
chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân
của nhiều tai nạn (như cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bale năm 1986) thêm
vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên (Đồng Thị Kim Loan, 2009).
Ở Hoa Kỳ tình trạng tồi tệ hơn ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng
khác.Vùng Đại hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie và Ontario bị ô nhiễm
đặc biệt nghiêm trọng (Đồng Thị Kim Loan, 2009).
Ô nhiễm nước nghiêm trọng dẫn đến tình trạng thiếu nước sạch mà
theo thống kê đã có những con số đáng báo động. Nghiên cứu mới cho thấy
số người bị thiếu nước nghiêm trọng cao hơn rất nhiều so với các thống kê
trước đây.
Theo The Verge, một nghiên cứu được công bố trong tuần vừa qua đã
cho thấy có khoảng 4 tỷ người gặp tình trạng thiếu nước sạch trầm trọng ít
nhất 1 tháng trong 1 năm, và gần một nửa trong số này sống tại Trung Quốc
và Ấn Độ. Nghiên cứu nói trên cho thấy vấn đề thiếu nước sạch trầm trọng
hiện đang ảnh hưởng tới nhiều người hơn suy nghĩ thông thường và cũng làm
gia tăng các lo ngại về tính bền vững của thói quen sử dụng nước hiện nay
của con người (Vnreview, 2016).
Các nghiên cứu trước đây đều đưa ra kết luận rằng có khoảng 1,7 đến
3,1 tỷ người bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu nước sạch dùng cho sinh hoạt
và sản xuất. Nhưng các nghiên cứu này đều dựa trên các số liệu thường niên,
không tính toán tới các thay đổi trong nguồn cung và mức tiêu thụ nước trong
6

suốt cả năm. Trong bản nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ
liệu hàng tháng để đánh giá tình trạng thiếu nước dùng cho sinh hoạt và sản
xuất nông nghiệp từ năm 1996 - 2005, dựa trên các nhu cầu nông nghiệp, đô
thị và môi trường (Vnreview, 2016).
Bảng 1.3: Khối lượng các chất có trong nước thải sinh hoạt từ các vùng
nông thôn và đô thị của Israel
Chất ô nhiễm (g/người/ngày)
Nito
Kali
Photpho
Clo
Bo
Na
Độ cứng tổng số (theo CaCO3)
Tổng chất rắn hòa tan

Đô thị
5,18
2,12
0,08
0,54
0,04
0,6
2,5
40

Nông thôn
7
3,32

1,23
14,65
0,06
14,75
6,25
78

(Nguồn: Phan Trung Quý và Trần Văn Chiến, 2007)

Kết quả cho thấy không chỉ các quốc gia đông dân như Trung Quốc,
Ấn Độ, các quốc gia nghèo đói như Bangladesh, Pakistan, Nigeria gặp phải
tình trạng thiếu nước sạch do nguồn nước bị ô nhiễm, mà ngay cả 130 triệu
người dân tại nước Mỹ (chủ yếu tại các bang California, Texas và Florida)
cũng đang rơi vào tình cảnh này (Vnreview, 2016).
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt tại Việt Nam
Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng
trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình
trạng ô nhiễm nước sinh hoạt là vấn đề đáng lo ngại.
Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố
cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong do điều kiện nước
sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn
80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn nước. Người dân ở
cả nông thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi
trường nước đang ngày một ô nhiễm trầm trọng (WHO, 2010)
Các khu đô thị ( dân cư sinh hoạt), trung bình mỗi ngày thải ra 20.000
7


tấn chất thải rắn nhưng chỉ thu gom và đưa ra các bãi rác được trên 60% tổng
lượng chất thải nên đã gây ô nhiễm nguồn nước (Đồng Thị Kim Loan, 2009).

Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt, vệ sinh hàng
ngày của người dân, từ các khu vực dịch vụ nhà trẻ, khu Y tế - Kỹ thuật, khu
thể dục thể thao, khu thương nghiệp, chợ, nước thải sinh hoạt của các nhân
viên trong khu vực kho tang, bến bãi… (Đồng Thị Kim Loan, 2009).
Khu vực kho tang, bến bãi chủ yếu tiếp nhận các loại hàng hóa nông
sản thực phẩm như gạo, thực phẩm… do đó nước thải ra từ công việc vệ sinh
kho tàng cũng được thug om chung vào hệ thống thu gom nước thải và được
xử lý như nước thải sinh hoạt, và lượng nước này cũng không nhiều và không
thường xuyên (Đồng Thị Kim Loan, 2009).
Nước thải sinh hoạt chủ yếu chứa các chất ô nhiễm, các chất cặn bã,
dầu mỡ, các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và vi sinh,… Do vậy nếu như nước
thải này không được thu gom và xử lý sẽ gây ảnh hưởng xấu đến nguồn nước
mặt (Đồng Thị Kim Loan, 2009).
Hầu hết các sông hồ ở các thành phố lớn như Hà Nội và Thành phố
Hồ Chí Minh, nơi có dân cư đông đúc và nhiều các khu công nghiệp lớn này
đều bị ô nhiễm. Phần lớn lượng nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000 m 3 mỗi
ngày, với khoảng 250 tấn rác được thải ra các sông ở các khu vực Hà Nội) và
nước thải công nghiệp (khoảng 260.000 m3 và chỉ có 10% được xử lý) đều
không được xử lý mà đổ thẳng vào các ao, hồ…sau đó chảy ra các con sông
lớn tại các vùng Châu thổ Sông Hồng và sông Mê Kông. Ngoài ra, nhiều nhà
máy và cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay cả bệnh viện (khoảng 7000 m 3
mỗi ngày, và chỉ có 30% là được xử lý) cũng không được trang bị hệ thống
xử lý nước thải (Đồng Thị Kim Loan, 2009).
Bảng 1.4. Bảng số liệu hàm lượng các chất ô nhiễm có trong nước thải
sinh hoạt ở xã Quảng Thịnh – thành phố Thanh Hóa
Stt
1

Thông số ô nhiễm
pH

Đơn vị

Giá trị
mg/l

8

8,2


2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Hàm lượng BOD5
Chất rắn lơ lửng
Hàm lượng P/PO43Hàm lượng S2-/H2S
Hàm lượng N/NO3Tổng các chất hoạt động bề mặt
Tổng dầu mỡ
Tổng chất rắn hoàn tan
Hàm lượng N/NH4+
Coliforms

mgO2/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MPN/100ml

51,3
67,2
12,9
5,6
10,3
15,2
6,2
351,0
14,2
41.103

(Nguồn: Chi cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng thanh hóa, 2015)

1.3. Tác động của nước thải sinh hoạt tới môi trường và ảnh hưởng của
nó tới sức khỏe con người
Việc giải quyết vấn đề nước thải không những nhằm hoàn thiện hệ
thống cơ sở vật chất, các chức năng đảm bảo nhu cầu sinh hoạt, lao động của
con người mà hơn tất cả, chính là đảm bảo tốt công tác vệ sinh môi trường,

giải quyết đúng mức các tác hại do chính hoạt động của người gây ra đối với
môi trường (Vũ Ngọc Thủy, 2012).
Nước thải sinh hoạt là nước đã qua quá trình sử dụng của cộng đồng
dân cư cho mục đích sinh hoạt, sản xuất, có lẫn thêm các chất bẩn làm thay
đổi các đặc tính hóa – lý – sinh (Vũ Ngọc Thủy, 2012).
Nước thải sinh hoạt chảy vào mạng lưới thoát nước từ các hộ gia đình,
cơ quan, trường học, khu phố, nước thải sinh hoạt ở các xí nghiệp, các bệnh
viện, công trình…
Việc xây dựng trạm xử lý nước thải là cần thiết đối với các khu dân
cư, nhằm làm sạch nước trước khi đưa trở lại môi trường. Tùy theo điều kiện
nội tại của mỗi địa phương sẽ có những yêu cầu khác nhau về mức độ xử lý.
Tuy nhiên, tối thiểu phải đảm bảo khi nước thải trở ra môi trường thì nguồn
tiếp nhận phải có khả năng hồi phục, nghĩa là môi trường có khả năng tự trở
lại trạng thái cân bằng tự nhiên, có thể đồng hóa lượng chất ô nhiễm có trong
nước thải được thải vào. Trong mọi trường hợp cần cân nhắc khả năng tự làm
sạch các nguồn tiếp nhận trong điều kiện tự nhiên cần cân nhắc khả năng tự
9


làm sạch của các nguồn tiếp nhận trong điều kiện tự nhiên để quyết định mức
độ cần xử lý. Xét về khía cạnh môi trường, để duy trì cân bằng sinh thái bảo
vệ môi trường thì việc xử lý nước thải ô nhiễm là hết sức cần thiết nhằm tránh
những hậu quả tiêu cực đối với môi trường. Đó chính là mục đích chính yếu
mà hệ thống xử lý nước thải cần đạt được (Vũ Ngọc Thủy, 2012).
Việt Nam cũng đang phải trải qua tình trạng ô nhiễm nước thải sinh
hoạt, hoạt động vệ sinh môi trường tại đây chưa thực sự phát triển. Hiện ở Hà
Nội chỉ có 5% nước thải được xử lý trước khi đổ vào môi trường tự nhiên,
95% lượng nước thải còn lại đều được đổ trực tiếp vào các hồ và các cống
rãnh trong thành phố (Vũ Ngọc Thủy, 2012).
1.3.1. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt tới sinh vật

1.3.1.1. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt tới sinh vật trong nước:
Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt tới sinh vật trong nước đặc biệt là
vùng sông, do nước chịu tác động của ô nhiễm nhiều nhất. Nhiều loài thủy
sinh do hấp thụ các chất độc trong nước, thời gian lâu dài gây biến đổi trong
cơ thể nhiều loài thủy sinh, một số trường hợp gây đột biến gen, tạo nhiều loài
mới, một số trường hợp làm cho nhiều loài thủy sinh chết.
Chỉ trong 4 ngày liên tiếp (từ 18 – 21/10/2008), tôm, cá chết hàng loạt
tại kinh Giữa Nhỏ (ấp Đầm Cùng, xã Trần Thới, huyện Cái Nước, Cà Mau),
cạnh Xí nghiệp chế biến thủy sản Nam Long thuộc Công ty cổ phần xuất khẩu
thủy sản Cái Đôi Vàm (Cadovimex). Nước trong kênh đen ngòm và mùi hôi
thối bốc lên nồng nặc. Đi đến đầu kênh cạnh Xí nghiệp chế biến thủy sản
Nam Long thì thấy nước thải trong bãi rác sinh hoạt của xí nghiệp này đang
tràn xuống kênh. Xác cá chết trên kênh Giữa Nhỏ, huyện Cái Nước (tỉnh Cà
Mau). Đây là con kênh chạy dài 4 km, nối từ bãi rác của xí nghiệp chế biến
thủy sản Nam Long với sông Cái Nước – Đầm Cùng, có hàng trăm hộ dân lấy
nước từ dòng kênh này để nuôi tôm, cá (Báo pháp luật và đời sống, 2008).
1.3.1.2. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt tới sinh vật trong đất.
Khi các chất ô nhiễm từ nước thấm vào đất không những gây ảnh
10


hưởng đến đất mà còn ảnh hưởng đến cả các sinh vật đang sinh sống trong
đất.
Các ion Fe2+ và Mn2+ ở nồng độ cao là các chất độc hại với thực vật.
Cu trong nguồn nước ô nhiễm từ các khu công nghiệp thải ra thấm vào
đất không độc lắm đối với động vật nhưng độc đối với cây cối ở nồng độ
trung bình.
Các chất ô nhiễm làm giảm quá trình hoạt động phân hủy chất của một
số vi sinh vật trong đất
Nước thải sinh hoạt là nguyên nhân làm cho nhiều cây cối còi cọc, khả

năng chống chịu kém, không phát triển được hoặc có thể bị thối gốc mà chết
Có nhiều loại chất độc bền vững khó phân hủy có khả năng xâm nhập
tích lũy trong cơ thể sinh vật. Khi vào cơ thể sinh vật chất đọc cũng có thể
phải cần thời gian để tích lũy đến lúc đạt nồng độ gây độc.

11


1.3.2. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến môi trường không khí:
Ô nhiễm môi trường nước không chỉ ảnh hưởng đến con người, đến
môi trường đất và nước mà còn ảnh hưởng đến môi trường không khí. Các
hợp chất hữu cơ, vô cơ độc hại trong nước thải thông qua vòng tuần hoàn
nước, theo hơi nước vào không khí làm cho mật độ bụi bẩn trong không khí
tăng lên. Không những vậy, các hơi nước này còn là giá bám cho các vi sinh
vật và các loại khí bẩn công nghiệp độc hại khác.
Một số chất khí được hình thành do quá trình phân hủy các hợp chất
hữu cơ có trong nước thải như SO2, CO2, CO,… ảnh hưởng nghiêm trọng đến
môi trường khí quyển và con người, gây ra các căn bệnh liên quan đến đường
hô hấp: niêm mạc đường hô hấp trên, viêm phổi, viêm phế quản mãn tính, gây
bệnh tim mạch, tăng mẫn cảm ở người mắc bệnh hen,…
1.3.3. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến môi trường đất:
Nước ô nhiễm mang nhiều chất vô cơ thấm vào đất gây ô nhiễm
nghiêm trọng cho đất.
Nước ô nhiễm thấm vào đất làm:
+ Liên kết giữa các hạt keo đất bị bẻ gãy, cấu trúc đất bị phá vỡ. Thay
đổi đặc tính lý, hóa học ở đất.
+ Vai trò đệm, tính oxy hóa, tính dẫn điện và dẫn nhiệt của môi trường
đất thay đổi mạnh.
+ Thành phần chất hữu giảm nhanh làm khả năng giữ nước và thoát
nước của đất bị thay đổi.

+ Quá trình oxy hóa các ion Fe2+ và Mn2+ có nồng độ cao tạo thành các
axit không tan Fe2O3 và MnO2 gây ra hiện tượng “nước phèn” dẫn đến đóng
thành váng trên mặt đất (đóng phèn)
+ Canxi, magie và các ion kim loại khác trong đất bị nước chứa axit
cacbonic rửa trôi thì đất sẽ bị chua hóa
1.3.4. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến sức khỏe con người
Ở nhiều nước kém phát triển trên thế giới phân người và nước thải
12


sinh hoạt không được xử lý mà quay trở lại vòng tuần hoàn của nước. Do đó
bệnh tật có điều kiện để lây lan và gây ô nhiễm môi trường.
Nước thải không được xử lý chảy vào sông rạch và ao hồ gây thiếu
hụt oxy làm cho nhiều loại động vật và cây cỏ không thể tồn tại.
Trong năm 2008 có khoảng 2,6 tỷ người không được tiếp cận với các
công trình vệ sinh. Đây chính là nguyên nhân vì sao ở các thành phố nước bị
ô nhiễm nặng nề bởi chất bài tiết của con người.
Ảnh hưởng đến sức khỏe: tình trạng trên dẫn đến một loạt bệnh như
tả, thương hàn, kiết lị, viêm gan A và bệnh giun sán. Mỗi ngày trên thế giới
có khoảng 4.000 trẻ em thiệt mạng vì nước sinh hoạt không an toàn và công
tác vệ sinh yếu kém. Trước tình trạng trên, Tổng Thư ký Liên hợp quốc chọn
chủ đề “Nước sạch cho một thế giới khỏe mạnh” cho ngày Nước thế giới năm
2010, nhằm kêu gọi cộng đồng dân cư trên toàn thế giới hãy quan tâm hơn
nữa việc khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước.
1.4. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
1.4.1. Phương pháp cơ học
Trong nước thải thường có nhiều loại tạp chất rắn với các kích cỡ
khác nhau: rơm, cỏ, gỗ mẫu, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ, dầu mỡ… Ngoài ra,
còn có các loại hạt lơ lửng ở dạng huyền phù khó lắng. Chính vì vậy mà để
việc xử lí nước thải hiệu quả thì việc đầu tiên phải loại những tạp chất trên ra

khỏi nước thải và phương pháp thích hợp nhất là xử lí cơ học. Xử lí cơ học
bao gồm nhiều phương pháp:
- Song chắn rác: nhằm giữ lại các vật thô như giẻ, giấy, rác, vỏ hộp,
mẩu đất đá, gỗ… trước song chắn rác…
- Lưới lọc: đặt sau song chắn rác nhằm loại bỏ tạp chất rắn có kích cỡ
nhỏ hơn, mịn hơn và có thể thêm lưới lọc
- Lắng cát: dựa theo nguyên lí trọng lực, dòng nước thải chảy qua bẫy
cát
- Các loại bể lắng: trong quá trình xử lí cần phải lắng các hạt lơ lửng,
các loại bùn… nhằm làm cho nước trong. Nguyên lý làm việc của các loại bể
13


này đều dựa trên cơ sở trọng lực
- Tách dầu mỡ: trong nước thải có chứa một lượng dầu mỡ do các cơ sở
sản xuất bơ sữa, ăn uống, xí nghiệp ép dầu…thải ra. Để loại bỏ dầu mỡ một
cách đơn giản có thể dùng các tấm sợi quét trên mặt nước.
- Lọc cơ học: là phương pháp dùng tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi
nước mà bể lắng không lắng được bằng các loại phin lọc. Vật liệu lọc có thể
là thép không gỉ, nhôm, niken, đồng thau, amiang, bông, len, sợi tổng hợp,
than cốc, sỏi, đá ghiền…
1.4.2 Phương pháp hóa học và hóa lý
1.4.1.1.Trung hòa
Người ta thường trung hòa pH của nước thải về 6,6 – 7,6 để thích hợp
cho quá trình xử lý. Những hóa chất thường dùng để điều chỉnh pH của nước
thải: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, NaOH, HCl, H2SO4.
1.4.1.2 Keo tụ
Trong nước thải thì những hạt nhỏ ở dạng keo không thể lắng được,
muốn cho chúng lắng được thì phải làm tăng kích thước của chúng. Muốn
làm như vậy thì phải trung hòa điện tích của chúng rồi mới liên kết chúng lại

với nhau. Những chất có thể thực hiện keo tụ thường là muối sắt hay muối
nhôm hoặc là hỗn hợp của chúng: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl,
KAl(SO4)2.12H2O,…
1.4.1.3 Hấp phụ
Phương pháp này thường dùng để loại bỏ khỏi nước thải những chất
hòa tan mà không thê loại bỏ bằng phương pháp khác vì chúng có hàm lượng
rất nhỏ trong nước thải. Những chất này thường là những chất độc hại, chất
màu hay mùi khó chịu. Những chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính,
silicagen, keo nhôm, xỉ tro, xỉ mạt sắt,… trong số này thì chất thường dùng
phổ biến nhất là than hoạt tính.

14


1.4.1.4 Tuyển nổi
Phương pháp này dựa trên nguyên tắc các phân tử phân tán trong nước
có khả năng tự lắng kém nhưng lại có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi
trên bề mặt nước. Sau đó người ta tách các bọt khí này ra khỏi nước, thực chất
đây là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt.
Tuyển nổi thường dùng trong tách các chất lơ lững không tan và một
số chất khó tan ra khỏi pha lỏng. Kĩ thuật này thường dùng trong xử lí nước
thải sinh hoạt và nhiều lĩnh vực công nghiệp như: chế biến dầu béo, thuộc da,
dệt, chế biến thịt,…
1.4.1.5 Trao đổi ion
Thực chất đây là quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn
trao đổi với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau.
Phương pháp này dùng loại ra khỏi nước thải các ion kim loại như: Cu, Cr,
Ni, Hg, V, Mn, chất phóng xạ, loại các ion Ca2+ và Mg2+ làm mềm nước.
1.4.1.6 Khử khuẩn
Dùng các hóa chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật

nguyên sinh, giun, sán… để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ
vào nguồn hay tái sử dụng. Để khử khuẩn có thể dùng hóa chất hay những tác
nhân vật lý như tia tử ngoại hay ozone…. Công đoạn khử khuẩn thường đặt ở
cuối trong quá trình xử lí nước thải.
1.4.1.7 Phương pháp sinh học
Có nhiều phương pháp khác nhau để xử lý nước thải như các phương
pháp vừa nêu trên: cơ học, hóa lý, hóa học và sinh học. Trong đó, phương
pháp sinh học được sử dụng chủ yếu để xử lý nước thải chứa hàm lượng chất
hữu cơ cao. So với biện pháp vật lý và hóa học, phương pháp sinh học có ưu
điểm hơn cả là giá thành thiết bị không đắt tiền, nguyên liệu xử lý dễ kiếm lại
không gây tái ô nhiễm môi trường.
Phương pháp chủ yếu dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật mà chủ
yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải. Các chất hữu cơ gây ô
15


nhiễm trong nước trước hết được vi sinh vật sử dụng làm thức ăn nếu dư sẽ bị
khoáng hóa thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước (Nguyễn
Anh Dũng, 2013).
Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật vì vậy điều
kiện đầu tiên và vô cùng quan trọng là nước thải phải là môi trường sống của
quần thể vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải (Nguyễn
Anh Dũng, 2013).
Vì vậy mà nước thải phải thỏa mãn các yêu cầu:
+ Không có chất độc làm chết hay ức chế hoàn toàn hệ vi sinh vật trong
nước thải. Trong số các chất độc phải chú ý đến hàm lượng kim loại nặng.
Theo mức độc hại thì các kim loại xếp theo thứ tự:
Sb>Ag>Cu>Hg>Co>Ni>Pb>Cr3+>V>Cd>Zn>Fe
Muối của những kim loại này cũng ảnh hưởng đến đời sống của vi
sinh vật. Nếu quá nồng độ cho phép, các sinh vật có thể sẽ không sinh trưởng

được và có thể bị chết (Nguyễn Anh Dũng, 2013).
+ Chất hữu cơ có trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn
cacbon và năng lượng cho vi sinh vật. Những chất dinh dưỡng đó thường là
hidratcacbon, protein, lipid hòa tan (Nguyễn Anh Dũng, 2013).
+ Nước thải đưa vào xử lí sinh học có hai thông số đặc trưng là COD
và BOD. Tỉ số của hai thông số này phải là: COD/BOD ≤ 2 hay BOD/COD ≥
0,5 mới có thể đưa vào xử lí sinh học hiếu khí. Nếu COD lớn hơn BOD nhiều
lần, trong đó có cellulose, hemicellulose, protein, tinh bột chưa tan thì phải xử
lí bằng sinh học kị khí hay thêm các biện pháp xử lí hóa lý như kết tủa, hấp
phụ,… (Nguyễn Anh Dũng, 2013).

16