Bước Đầu Khảo Sát, Đánh Giá, Phân Tích Và Xử Lý Các Hợp Chất Hữu Cơ Có Trong Nước Thải Bằng Phương Pháp Keo Tụ Tại Tổ Dân Phố Cửu Việt 2, Gia Lâm, Hà Nội

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ, PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ
CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CÓ TRONG NƯỚC THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠI TỔ DÂN PHỐ CỬU VIỆT 2 THỊ TRẤN TRÂU QUỲ - GIA LÂM - HÀ NỘI

Người thực hiện

: LÊ THỊ HIỀN

Lớp

: MTE

Khóa

: 57

Ngành

: MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn

: ThS. NGUYỄN NGỌC KIÊN

Địa điểm thực tập

: Bộ môn Hóa, khoa Môi trường


HÀ NỘI – 2016

2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, các số liệu, kết quả thu thập được là do bản thân trực
tiếp làm và theo dõi, thu thập với thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc.
Các tài liệu đã trích dẫn của tác giả được liệt kê đầy đủ, không sao chép bất
cứ tài liệu nào mà không trích dẫn.
Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Lê Thị Hiền

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình tiến hành làm bài khóa luận tốt nghiệp, ngoài sự
nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy, cô trong Khoa
Môi Trường - Học Viện nông nghiệp Việt Nam, cùng toàn thể bạn bè và gia
đình, đã giúp đỡ em hoàn thành được khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Ngọc Kiên đã tận tình giúp đỡ
em, Thầy không chỉ hướng dẫn em về kiến thức, kĩ thuật mà thầy còn động
viên em rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện làm bài khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên cùng làm thí nghiệm trong
phòng nghiên cứu – Bộ môn hóa là những người bạn đồng hành giúp đỡ em

rất nhiều trong suốt quá trình làm thực tập.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên
và giúp đỡ em trong khi làm khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày15 tháng 5 năm 2016
Sinh viên

Lê Thị Hiền

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................... ii
MỤC LỤC........................................................................................................................... iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..............................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG........................................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH.......................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU............................................................................................................................. 1
Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................................1
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. .....................................................................................2
Chương 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.......................................................................3
1.1. Khái niệm về nước thải sinh hoạt.............................................................................3
1.1.1. Nguồn gốc ......................................................................................................3
1.1.2. Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt........................................................3
1.1.3. Tác hại đến môi trường.....................................................................................4
1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước................................................................6
1.2.1. pH...................................................................................................................... 6

1.2.2. Nhiệt độ ............................................................................................................ 6
1.2.3. Hàm lượng các chất rắn ...................................................................................7
1.2.4. Hàm lượng oxy hòa tan (DO)............................................................................7
1.2.5. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD).............................................................................8
1.2.6. Nhu cầu oxy hóa học (COD)..............................................................................9
1.2.7. Tổng hàm lượng nitơ (T-N)..............................................................................10
1.2.8. Tổng hàm lượng photpho (T-P).......................................................................10
1.3. Các phương pháp thường sử dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt......................11
1.3.1. Phương pháp xử lý cơ học..............................................................................11

iii


1.3.2. Phương pháp xử lý hóa học ..........................................................................13
1.3.3. Phương pháp hóa lý........................................................................................15
1.3.4. Phương pháp xử lý sinh học............................................................................18
1.4. Tổng quan về phương pháp keo tụ........................................................................20
1.4.1. Khái niệm về hệ keo........................................................................................20
1.4.2. Nguyên tắc gây keo tụ với các hệ keo.............................................................21
Các hạt cặn không tan hoặc hòa tan trong nước thải thường đa dạng về chủng loại
và kích thước, có thể bao gồm các hạt cát, sét, mùn, vi sinh vật, sản phẩm hữu cơ
phân huỷ… Kích thước hạt có thể dao động từ vài micromet đến vài mm. Bằng các
phương pháp xử lý cơ học (lý học) chỉ có thể loại bỏ được những hạt kích thước lớn
hơn 1 mm.................................................................................................................. 21
1.4.3. Các chất có khả năng tạo hệ keo đang được sử dụng trong xử lý môi trường 25
1.4.4. Phương pháp keo tụ bằng muối nhôm Al2(SO4).18H2O.................................26
Chương 2 ........................................................................................................................ 29
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................29
2.1. Đối tượng nghiên cứu ...........................................................................................29
2.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................29

2.3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................29
2.4. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................29
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp............................................................29
2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp..............................................................29
2.4.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích................................................29
2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu...............................................................................30
2.4.5. Phương pháp so sánh.....................................................................................30
2.4.6. Phương pháp thực nghiệm..............................................................................31
Chương 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...............................................................................................33
3.1. Mô tả đối tượng nghiên cứu...................................................................................33
3.2. Đặc tính của nước thải sinh hoạt tại điểm nghiên cứu...........................................34

iv


3.3. Khả năng xử lý CHC trong nước thải sinh hoạt bằng phương pháp keo tụ............38
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến quá trình tạo bông và lắng.. .38
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của lượng muối nhôm tới hiệu suất xử lý TSS, COD,
BOD5, NH4+, PO43-.................................................................................................39
3.4 Khảo sát ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến độ pH..........................................47
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................................49
Kết luận......................................................................................................................... 49
Kiến nghị....................................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................50
PHỤ LỤC.......................................................................................................................... 52

v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD5

Nhu cầu oxy sinh hóa

BTNMT

Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn

CHC

Chất hữu cơ

COD

Nhu cầu oxy hóa học

GHCP

Giới hạn cho phép

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

T-N

Nitơ tổng số

T-P

Photpho tổng số

WHO

Tổ chức y tế Thế giới

vi


DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1. Thông số đầu vào của nước thải sinh hoạt qua các tháng.................34
Bảng 3.2. Hiện tượng và kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng
muối nhôm đến quá trình tạo bông và lắng.
...........................39
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng muối nhôm tới hiệu suất xử lý
TSS, COD, BOD5, NH4+, PO43-.......................................................................39
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối nhôm đến
hiệu suất xử lý TSS............................................................................................40
Bảng 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến
hiệu suất xử lý COD...........................................................................................42

Bảng 3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến
hiệu suất xử lý BOD5.........................................................................................44
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến
hiệu suất
xử lý NH4+......................................................................................................... 45
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến
Hiệu suất xử lý PO43-........................................................................................46

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Sơ đồ về sự keo tụ nhạy cảm.......................................................24
Hình 3.1: sơ đồ lấy mẫu tại Tổ dân phố Cửu Việt 2-Thị trấn Trâu Quỳ-Gia
Lâm-Hà Nội.................................................................................................33
Hình 3.2 : Biểu đồ biến động PO43- qua các tháng....................................35
Hình 3.3: Biểu đồ biến động TSS qua các tháng ........................................35
Hình 3.4. Biểu đồ biến động COD qua các tháng .......................................36
Hình 3.5: Biểu đồ biến động BOD5 qua các tháng .....................................37
Hình 3.6: Biểu đồ biến động NH4+qua các tháng........................................38
Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến
hiệu suất xử lý TSS ....................................................................................41
Hình 3.8: Biểu đồ so sánh giữa kết quả xử lý TSS với giá trị tối đa cho phép
được quy định trong QCVN14:2008/BTNMT cột B......................................42
Hình 3.9: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng muối nhôm tới
hiệu suất xử lý COD....................................................................................43
Hình 3.10. Biểu đồ so sánh giữa kết quả xử lý COD so với giá trị tối đa cho
phép được quy định trong QCVN 08:2015/BTNMT tại cột B2.....................43
Hình 3.11: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến
hiệu suất xử lý BOD5..................................................................................44

Hình 3.12. Biểu đồ so sánh giữa kết quả xử lý BOD5 với giá trị tối đa
cho phép được quy định trong QCVN14:2008/BTNMT cột B......................45
Hình 3.13: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến
hiệu suất xử lý NH4+ ..................................................................................46
Hình 3.14: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến hiệu suất
xử lý PO43-.................................................................................................47
Hình 3.15: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của lượng muối nhôm đến độ pH....48

viii


MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Như chúng ta đã biết nước ngọt là nguồn tài nguyên quý giá không thể
thiếu đối với con người, cùng với sự phát triển của xã hội nhu cầu về nước
sạch ngày càng tăng theo nhịp độ phát triển đô thị và phát triển xã hội, ngoài
ra nhu cầu về nước ngọt cho nuôi trồng động, thực vật ngày càng nhiều. Chất
lượng nước cho mỗi đối tượng khác nhau nhưng có một điều cơ bản là các
cây trồng, vật nuôi, con người tiêu thụ nước cần phải phát triển bình thường
không bị nhiễm độc trước mắt và lâu dài.
Nhưng trong những năm gần đây, Việt Nam đã và đang trên đường phát
triển công nghiệp hóa – hiện đại hóa, đem lại những chuyển biến quan trọng
cho nền kinh tế và hệ thống xã hội của đất nước. Sự phát triển nhanh chóng
của các ngành công nghiệp và đô thị hóa đã đem lại những lợi ích tích cực
cho nền kinh tế, nâng cao chất lượng đời sống nhân dân. Bên cạnh đó cũng
kèm theo những tác động không nhỏ tới môi trường sinh thái, ảnh hưởng tới
chất lượng cuộc sống của người dân xung quanh, ẩn chứa nhiều mầm bệnh
nguy hiểm tới sức khỏe con người. Nước thải, khí thải và chất thải rắn đã và
đang làm ô nhiễm thành phố, các khu vực tập trung công nghiệp và các khu
dân cư.

Về vấn đề nước thải, cũng đã có nhiều hướng nghiên cứu xử lý có tính
thuyết phục cao, nhưng do những rào cản nhất định (như không có diện tích
đất đào hồ gom nước để xử lý do không quy hoạch từ trước, các kênh mương
nước thải chằng chịt rất khó để gom, công tác môi trường chưa được chú
trọng để phù hợp với môi trường ngày càng ô nhiễm....) nên các hướng xử lý
trên chỉ phát huy được phần nào và thậm chí không thể triển khai được trên
thực tế. Từ những lý do trên tôi lựa chọn thực hiện đề tài:

1


”Bước đầu khảo sát, đánh giá, phân tích và xử lý các hợp chất hữu
cơ có trong nước thải bằng phương pháp keo tụ tại Tổ Dân Phố Cửu Việt
2 - Thị Trấn Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội.”
Mặc dù đây là hướng xử lý chưa giải quyết triệt để sự ô nhiễm, nhưng
sẽ cải thiện đáng kể chất lượng nước thải, như mùi hôi của nước, màu nước…
và đặc biệt nó có tính khả thi khi xử lý các nguồn nước thải ở nơi bị tù đọng,
không có khu gom nước.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.
- Khảo sát nước thải tại Tổ Dân Phố Cửu Việt 2 -Thị Trấn Trâu Quỳ Gia Lâm - Hà Nội.
- Đánh giá các thông số vật lý và hóa học cơ bản của nước thải sinh
hoạt tại Tổ Dân Phố Cửu Việt 2 -Thị Trấn Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội.
- Phân tích ảnh hưởng của nước thải đến môi trường.
- Nghiên cứu đưa ra được biện pháp xử lí nước thải sinh hoạt bằng
phương pháp keo tụ.
- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp keo tụ.
- Đề xuất một số giải pháp xử lý nước thải choTổ Dân Phố Cửu Việt 2
-Thị Trấn Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội.

2

Chương 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái niệm về nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục
đích sinh hoạt như tắm giặt, vệ sinh cá nhân…được thải ra từ các trường học,
bệnh viện, cơ quan,…
1.1.1. Nguồn gốc
Nước thải sinh hoạt được thu gom từ các hộ gia đình, cơ quan, trường
học, bệnh viện, cơ sở kinh doanh …
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các nguồn thải sau:
- Khu dân cư: Nước thải ở khu vực này có thể tính bằng con số theo
đầu người sử dụng, số lượng nước khoảng 80 – 300 lít trong một ngày. Trong
thực tế mức độ ô nhiễm của nước thải tùy thuộc vào điều kiện sống của từng
khu vực, chất lượng bữa ăn và chất lượng sống cũng như hệ thống nước thải
của từng khu vực.
- Khu thương mại: gồm có chợ (chợ tập trung, chợ xanh, chợ cóc,..) các
cửa hàng, bến xe, trụ sở kinh doanh, trung tâm mua bán của khu vực. Lượng
nước thải của khu vực này được tính bằng số m 3/ngày dựa trên số lượng nước
cấp đầu vào, trung bình 7,5 – 14 m3/ha/ngày.
- Khu vui chơi giải trí: gồm các quán cà phê, câu lạc bộ, bể bơi… Ở
đây lượng nước thải thay đổi rõ rệt theo mùa trong năm.
- Khu vực cơ quan: gồm cơ quan, công sở, trường học, bệnh viện, nhà
tù, nhà nghỉ, nhà ăn…
1.1.2. Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt
Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh

3

- 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 bị phân hủy sinh học,
ngoài ra còn có cả 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.
1.1.3. Tác hại đến môi trường.
1.1.3.1. Ảnh hưởng đến môi trường đất.
Nước thải sinh hoạt mang nhiều các chất vô cơ và hữu cơ thấm vào đất
làm ảnh hưởng đến đất như:
Liên kết giữa các hạt keo đất bị bẻ gãy, cấu trúc đất bị phá vỡ, thay đổi
các đặc tính lý học, hóa học của đất.Vai trò đệm, tính oxy hóa, tính dẫn điện,
dẫn nhiệt của môi trường đất bị thay đổi mạnh.
Một số chất hay ion có trong nước thải ảnh hưởng đến đất như: quá
trình oxy hóa các ion Fe2+ và Mn2+ có nồng độ cao tạo thành các oxit không
tan Fe2O3 và MnO2 gây ra hiện tượng “nước phèn” dẫn đến hiện tượng đóng
váng trên mặt đất.
Các chất trong nước thải sinh hoạt không những gây ảnh hưởng đến đất
mà còn ảnh hưởng đến cả các sinh vật đang sống trong đất. Các ion Fe 2+ và
Mn2+ ở nồng độ cao là các chất độc hại đối với cây trồng. Phát tán các vi sinh
vật không có lợi vào môi trường đất.
1.1.3.2. Ảnh hưởng đến môi trường nước.
Nước thải sinh hoạt thải ra các kênh, mương, sông, ngòi, ao, hồ gây ra
sự mất cân bằng giữa lượng chất thải ra môi trường nước (rác thải sinh hoạt,

4


các chất hữu cơ,..) và các sinh vật tiêu thụ lượng chất này (vi sinh vật, tảo,…)
làm cho các chât hữu cơ, chất rắn lơ lửng,... không được phân hủy, vẫn còn
lưu lại trong nước với khối lượng lớn, dẫn đến việc nước mất dần đi sự tinh
khiết ban đầu, làm chất lượng nguồn nước bị suy giảm nghiêm trọng
Nước thải sinh hoạt gây ảnh hưởng trực tiếp đến các sinh vật nước,
trong nước thải có chứa 60 -80 % các chất hữu cơ dễ bị phân hủy, khi vi sinh
vật phân hủy các chất hữu cơ này sẽ gây thiếu hụt hàm lượng oxi hòa tan
trong nước gây chết các loài thủy sinh vật đặc biệt là cá, tôm. Nhiều loài thủy
sinh do hấp thụ các chất độc trong nước, thời gian lâu ngày gây biến đổi trong
cơ thể nhiều loài thủy sinh, một số trường hợp gây ra đột biến gen, tạo nhiều
loài mới, một số trường hợp làm cho nhiều loài chết.
Hiện tượng phú dưỡng: Thường xảy ra với các hồ, hoặc các vùng nước
ít lưu thông trao đổi. Khi mới hình thành các hồ đều ở tình trạng nghèo chất
dinh dưỡng nước hồ thường khá trong. Nước thải sinh hoạt thường chứa hàm
lượng photphat cao. Khi hàm lượng photphat trong nước đạt đến mức 0,01
mg/l và tỷ lệ P: N: C vượt quá 1: 16: 100, thì sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng.
1.1.3.3. Ảnh hưởng đến môi trường không khí.
Các hợp chất hữu cơ, vô cơ thông qua vòng tuần hoàn nước, theo hơi
nước vào không khí làm cho mật độ bụi bẩn trong không khí tăng lên.
Một số chất khí được hình thành do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ
trong nước thải sinh hoạt như SO 2, CO2, H2S, NH3, CO… ảnh hưởng đến môi
trường khí quyển và con người, gây mùi hôi thối khó chịu.
1.1.3.4. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều các vi khuẩn, kí sinh trùng, nấm mốc
gây bệnh, các vi sinh vật này là những nguồn gây bệnh chính ảnh hưởng đến
sức khỏe con người và động vật khi tiếp xúc phải hoặc tái sử dụng nước thải

xử lý không đảm bảo. Có thể gây các bệnh như :
Bệnh đường ruột: gây nên chủ yếu do các loại vi khuẩn sống trong

5


nước như vi khuẩn đại tràng, thương hàn, tả lỵ… các vi khuẩn gây bệnh ỉa
chảy trẻ em như Leptospira, Brucella, tularensis, các siêu vi khuẩn bại liệt,
viêm gan..
Bệnh ỉa chảy là bệnh lây lan chủ yếu bởi phân người. Bên cạnh đó thức
ăn nước uống bị nhiễm phải cũng là nguyên nhân gây bệnh. Nhiều nước trên
thế giới khi người mẹ sinh con, có nhiều khả năng là đứa trẻ sẽ chết trước sinh
nhật lần thứ nhất. Tỷ lệ có thể lên tới 220 trẻ chết trong 1000 trẻ sinh ra, trong
đó ít nhất có 25% trẻ chết vì các bệnh ỉa chảy.
Các bệnh do kí sinh trùng, vi khuẩn, virus và nấm mốc: Con người có
thể mắc các bệnh do kí sinh trùng như amip, giun sán các loại; bệnh ngoài da,
viêm mắt do các loại vi khuẩn, virus, nấm mốc và các loại sinh trùng khác.
Nguyên nhân chủ yếu là do thiếu nước sạch và vệ sinh cá nhân kém.
Các bệnh do trung gian: Côn trùng trung gian truyền bệnh chủ yếu là
các loài muỗi, quá trình sinh sản của muỗi phải qua môi trường nước. Trong
các vùng có dịch bệnh lưu hành, muỗi có khả năng truyền bệnh như bệnh sốt
rét, bệnh Dengue, bệnh sốt xuất huyết, bệnh giun chỉ…
1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước
1.2.1. pH
Chỉ số pH là một trong những chỉ số cần xác định đối với nước cấp và
nước thải. Giá trị pH cho phép điều chỉnh được lượng hóa chất sử dụng trong
quá trình xử lý nước bằng các phương pháp đông tụ hóa học, khử trùng hoặc
trong xử lý nước bằng phương pháp sinh học. Sự thay đổi trị số pH có thể dẫn
đến sự thay đổi về thành phần các chất có trong nước do quá trình hòa tan
hoặc kết tủa. Mặt khác nó cũng thúc đẩy hay ngăn chặn những phản ứng hóa

học hay sinh học xảy ra trong nước.
1.2.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước thay đổi theo mùa, theo các thời điểm trong ngày. Ở
nước ta, nước bề mặt có khoảng dao động từ 14,3-33,50C, nhiệt độ nước ngầm

6


ít biến đổi hơn từ 24-270C
1.2.3. Hàm lượng các chất rắn
Các chất vô cơ là dạng các muối hòa tan hoặc không tan như đất đá ở
dạng huyền phù lơ lửng
Các chất hữu cơ như xác các vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh,
động thực vật phù du …
- Tổng chất rắn (TS): được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại
sau khi cho bay hơi 1 lít mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 103◦C
cho đến khối lượng không đổi. Đơn vị tính bằng mg/l
- Chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô
cơ) không tan trong nước. Khi vận tốc của dòng chảy bị giảm xuống (do nó
chảy vào các hồ chứa lớn) phần lớn các chất rắn lơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy
hồ, những hạt không lắng được sẽ tạo thành độ đục của nước. Các chất lơ
lửng hữu cơ sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO của nguồn nước
Hàm lượng các chất lơ lửng là lượng khô của phần chất rắn còn lại trên
giấy lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua giấy lọc rồi sấy khô ở 105ºC cho tới khi
khối lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/l
- Chất rắn hòa tan (DS): là hiệu số của tổng chất rắn (TS) với chất rắn
lơ lửng (SS): DS=TS-SS
Đơn vị tính bằng mg/l
- Chất rắn bay hơi (VS): Là trọng lượng mất đi khi nung lượng chất rắn
huyền phù TSS ở 550◦C trong một khoảng thời gian xác định. Thời gian này

phụ thuộc vào loại mẫu nước. Đơn vị mg/l
1.2.4. Hàm lượng oxy hòa tan (DO)
Đây là một chỉ tiêu quan trọng nhất của nước vì oxy không thể thiếu
đối với tất cả các sinh vật sống trên cạn cũng như dưới nước, nó duy trì quá
trình trao đổi chất, sinh ra năng lượng cho sự sinh trưởng, sinh sản và tái sản
xuất. Bình thường mức oxy hoà tan trong nước khoảng 8 - 10 mg/l, chiếm 70

7


– 85% khí oxy bão hoà. Mức oxy hoà tan trong nước tự nhiên và nước thải
phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động của thế giới thuỷ
sinh, các hoạt động hoá sinh, hoá học và vật lý của nước.
- Việc xác định thông số oxy hoà tan có ý nghĩa quan trọng trong việc
duy trì điều kiện hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải. Mặt khác lượng oxy
hoà tan còn là cơ sở của phép phân tích xác định nhu cầu oxy sinh hoá.
- Oxy hoà tan trong nước sẽ tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy
trì năng lượng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các vi sinh
vật sống dưới nước. Hàm lượng oxy hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt
độ và áp suất. Khi nhiệt độ tăng DO giảm và vận tốc các phản ứng tăng lên,
khi nhiệt độ giảm DO tăng nhưng ngược lại vận tốc phản ứng giảm. Nếu chỉ
số DO thấp nghĩa là nước có nhiều chất hữu cơ, dẫn đến nhu cầu oxy sinh hoá
tăng lên, vì vậy việc tiêu thụ oxy trong nước cũng tăng lên.
Chỉ số DO cao chứng tỏ trong nước có nhiều rong, tảo tham gia quá
trình quang hợp góp phần giải phóng oxy và nước không bị ô nhiễm. Có
hai phương pháp xác định DO là phương pháp Winkler và phương pháp
điện cực oxy.
1.2.5. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)
BOD (Biochemical Oxygen Demand): là lượng oxy cần cung cấp để
oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bởi sinh vật. BOD là một chỉ số và đồng

thời là một thủ tục được sử dụng để xác định xem các sinh vật sử dụng hết
oxy trong nước nhanh hay chậm như thế nào. Nó được sử dụng trong quản lý
và khảo sát chất lượng nước cũng như trong sinh thái học hay khoa học môi
trường. Để oxy hóa hết chất hữu cơ trong nước thì phải mất 20 ngày ở 20◦C.
Để đơn giản người ta chỉ lấy chỉ số BOD 5 sau khi oxy hóa 5 ngày (BOD5).
Sau 5 ngày khoảng 80% chất hữu cơ đã bị oxy hóa. BOD 5 là tiêu chuẩn đánh
giá hiệu quả của các nhà máy hay phương pháp xử lý nước thải. BOD phản
ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải. BOD càng lớn thì nước thải bị ô

8


nhiễm càng cao và ngược lại.
Để xác định chỉ số BOD5 người ta lấy một mẫu nhất định cho vào chai
sẫm màu, pha loãng bằng một thể tích dung dịch pha loãng (nước cất bổ sung
một vài nguyên tố dinh dưỡng N, P, K....bão hoà oxy theo tỉ lệ tính toán sẵn,
sao cho đảm bảo dư lượng oxy hoà tan cho quá trình phân huỷ sinh học), nếu
mẫu nước thiếu vi sinh vật có thể thêm một ít nước chứa vi sinh vật vào.
Xác định nồng độ oxy hoà tan D 1 sau đó đem ủ mẫu trong buồng tối ở
20oC, sau 5 ngày đem xác định lại nồng độ oxy hoà tan D5.
BOD = ( D1-D5)/P (mg O2/l)
P: Tỷ lệ pha loãng
P = Thể tích mẫu nước đem phân tích /(Thể tích mẫu nước đem phân
tích + Thể tích dịch pha loãng)
Chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu cơ có khả năng phân
huỷ sinh học ô nhiễm trong nước càng lớn.
1.2.6. Nhu cầu oxy hóa học (COD)
COD (Chemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy hóa học) là lượng oxy
cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Như
vậy hàm lượng COD là lượng oxy cần để oxy hóa hết các chất hóa học trong

nước. Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được lấy từ oxy hòa
tan trong nước (DO). Đây là các chỉ số được dùng rộng rãi để biểu thị hàm
lượng chất hữu cơ có trong nước thải và mức độ ô nhiễm nước tự nhiên.
COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxy hoá bằng con đường hoá
học. Chỉ số COD có giá trị cao hơn BOD vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ
không bị oxy hoá bằng vi sinh vật.
Có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp trắc quang với
lượng dư dung dịch K2Cr2O7 – là chất oxy hoá mạnh để oxy hoá các chất hữu
cơ trong môi trường axit với xúc tác là Ag2SO4.

9


Chất hữu cơ + Cr2O7 2- + 14 H+ + 6e
Hoặc

O2 + 4H+ + 4e

2Cr3+ + 7H2O +CO2

2H2O

Có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp chuẩn độ. Theo
phương pháp này lượng Cr2O7 2- dư được chuẩn bằng dung dịch muối Mohr
(FeSO4(NH4)2SO4) với chỉ thị là dung dịch diphenylanin. Điểm tương đương
được xác định khi dịch chuyển từ màu tím sang màu xanh rêu.
1.2.7. Tổng hàm lượng nitơ (T-N)
Các hợp chất chứa Nitơ có trong nước thải thường là các hợp chất
protein và các sản phẩm phân huỷ: amon, nitrat, nitrit. Chúng có vai trò quan
trọng trong hệ sinh thái nước. Trong nước rất cần thiết có một lượng nitơ

thích hợp, đặc biệt là trong nước thải, mối quan hệ giữa BOD với nitơ và
photpho có ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành và khả năng oxy hoá của bùn
hoạt tính vì nitơ là chất dinh dưỡng cho vi sinh vật. Tuy nhiên, khi hàm lượng
nitơ trong nước cao sẽ gây ô nhiễm nước.
1.2.8. Tổng hàm lượng photpho (T-P)
Photpho tồn tại ở trong nước với các dạng H 2PO4 -, HPO4 2- , PO43- , các
polyphotphat như Na3(PO3)6 và các photpho hữu cơ. Đây là một trong những
nguồn dinh dưỡng cho sinh vật dưới nước như tảo và các loại thực vật phát
triển. Hàm lượng photpho cao trong nước thải làm cho các tảo, các loại thực
vật lớn phát triển làm gây ách tắc thuỷ vực. Hiện tượng tảo bùng phát (hiện
tượng nước nở hoa) do nước thừa chất dinh dưỡng, thực chất là hàm lượng
Photpho ở trong nước cao. Sau đó tảo và vi sinh vật tự phân, thối rữa làm
nước bị ô nhiễm thứ cấp, thiếu oxy hoà tan và làm cho tôm cá bị chết. Trong
xử lý nước thải người ta chú ý đến hàm lượng tổng photpho nhằm xác định tỉ
số BOD5 : N : P nhằm chọn phương pháp thích hợp cho quá trình xử lý. Ngoài
ra cũng có thể xác lập tỉ số giữa Photpho và Nitơ để đánh giá mức dinh dưỡng
trong nước.

10


1.3. Các phương pháp thường sử dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt
1.3.1. Phương pháp xử lý cơ học
Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc 1) nhằm mục đích loại bỏ các
tạp chất không tan (rác, cát, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…)
ra khỏi nước thải, điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong
nước thải.
1.3.1.1. Song chắn rác, lưới lọc
Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức
năng chắn giữ những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo cho

máy bơm các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định. Song
chắn và lưới chắn rác được cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới
đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ… tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay
khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay
rác tinh. Theo phương thức làm sạch có thể chia làm 2 loại: loại làm sạch
bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới.
1.3.1.2. Thiết bị nghiền rác
Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh
nhỏ lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm.
Trong thực tế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác đã gây nhiều khó khăn
cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn lên như làm tắc nghẽn hệ
thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối
khí và dính bám vào các tuabin…), do vậy phải cân nhắc trước khi dùng.
1.3.1.3. Bể điều hòa
Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu
lượng và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả các công trình xử lý sau, đảm
bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này.
Có 2 loại bể điều hòa: là bể điều hòa lưu lượng và bể điều hòa lưu
lượng & chất lượng

11


Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay
ngoài dòng thải xử lý. Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng
kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương
án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó.
1.3.1.4. Bể lắng cát
Bể lắng cát tách ra khỏi nước thải các chất bẩn vô cơ có trọng lượng
riêng lớn (như xỉ than, cát…). Chúng không có lợi đối với quá trình làm

trong, xử lý sinh hóa nước thải và xử lý cặn bã cũng như không có lợi đối với
các công trình thiết bị công nghệ trên trạm xử lý. Cát từ bể lắng cát đưa đi
phơi khô ở trên sân phơi và sau đó thường được sử dụng lại cho những mục
đích xây dựng.
1.3.1.5. Bể lắng
Bể lắng tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng khác với trọng lượng
riêng của nước thải. Chất lơ lửng nặng sẽ từ từ lắng xuống đáy, các chất lơ
lửng nhẹ sẽ nổi lên bề mặt. Cặn lắng và bọt nổi nhờ các thiết bị cơ học thu
gom và vận chuyển lên công trình xử lý cặn.
1.3.1.6. Bể vớt dầu mỡ
Bể vớt dầu mỡ thường áp dụng khi xử lý nước thải chứa dầu mỡ (nước
thải công nghiệp). Đối với nước thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không
cao thì việc vớt dầu mỡ thường thực hiện ngay ở bể lẳng nhờ thiết bị gạt nổi.
1.3.1.7. Bể lọc
Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ
bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ
yếu cho 1 số loại nước thải công nghiệp.
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải
được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD. Hiệu quả xử lý có thể đạt
tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30 – 35% theo BOD bằng biện pháp
làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học. Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì

12


sau khi xử lý cơ học nước thải được khử trùng và xả vào nguồn, nhưng
thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho qua xử lý
hóa học và sinh học.
1.3.2. Phương pháp xử lý hóa học
Là phương pháp sử dụng các tác nhân hóa học để loại bỏ hoặc chuyển

hóa (làm thay đổi bản chất) chất ô nhiễm trong nước thải.
Công đoạn xử lý hóa học thường gắn liền với công đoạn xử lý lý học
hoặc sinh học
Đây là phương pháp sử dụng thực tế tuy nhiên phương pháp này có hai
bất lợi đó là: hạn chế phạm vi ứng dụng (vì có thể tạo ra chất ô nhiễm thứ
cấp) và giá thành xử lý cao (hóa chất và năng lượng)
Các phương pháp xử lý hóa học bao gồm:
1.3.2.1. Phương pháp trung hòa
Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa axit hoặc kiềm về trạng thái
trung tính hoặc pH = 6,5 – 8,5. Phương pháp trung hòa thường được dùng
trước công đoạn xử lý sinh học (vì ở độ pH trung tính thường là điều kiện tối
ưu cho các quá trình phân hủy chất ô nhiễm) hay công đoạn cuối cùng trước
khi xả thải vào nguồn tiếp nhận.
Mục tiêu của phương pháp trung hòa: dùng tác nhân hóa học để khử
axit (hoặc kiềm) của nước thải, đưa nước thải về khoảng trung tính (pH = 6,5
- 8,5)
Nguyên lý: Bản chất của phương pháp trung hòa là phản ứng hóa học
giữa axit và kiềm hoặc giữa muối với axit hoặc kiềm trong nước thải. Chất
được chọn để thực hiện phản ứng gọi là tác nhân trung hòa hóa học. Các tác
nhân trung hòa thường được dùng để xử lý chất thải:
- Chất thải chứa axit: NaOH, KOH, Na 2CO3, NH4OH, CaCO3, MgCO3,
xi măng, vôi..
- Chất thải chứa kiềm: H2SO4, HNO3, các muối axit.

13


- Tách kim loại nặng (Zn, Ni, Cu, Fe, Pb…): CaO, CaOH, Na 2CO3,
NaOH.
Phương pháp này có thể được thực hiện bằng nhiều cách: Trộn lẫn

nước thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hóa học, lọc nước
qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa, hấp thụ khí chứa axit bằng nước
thải chứa kiềm…
1.3.2.2. Phương pháp khử trùng
Quá trình khử trùng là quá trình tiêu hủy các vi sinh vật gây bệnh. Khác
với quá trình tiệt trùng là quá trình tiêu hủy toàn bộ vi sinh vật có trong nước
hoặc nước thải, quá trình khử trùng chỉ tiêu diệt một cách có chọn lọc những
vi sinh vật gây bệnh. Trong lĩnh vực xử lý nước thải, ba nhóm vi sinh vật gây
bệnh quan trọng nhất là vi khuẩn (bacteria), vi trùng (virus), và nang bào
(amoebic cyst). Những loại bệnh do vi khuẩn lan truyền qua môi trường nước
bao gồm bệnh thương hàn, bệnh dịch tả, bệnh phó thương hàn, bệnh kiết lị.
Những bệnh do vi trùng lan truyền qua môi trường nước bao gồm bại liệt,
viêm gan siêu vi.
Quá trình khử trùng được thực hiện bằng hầu hết các hóa chất, tác nhân
vật lý, phương pháp cơ học và phương pháp bức xạ.
Đối với phương pháp hóa học, các tác nhân hóa học dùng làm chất khử
trùng bao gồm: Clo và các hợp chất của clo, brom, iot, Ozone, phenol và các hợp
chất của phenol, rượu, các kim loại nặng và những hợp chất tương ứng, màu, xà
phòng và chất tẩy rửa, các hợp chất ammonium, H2O2, các hợp chất axit và kiềm
Trong những chất này những chất khử thông dụng nhất là các hợp chất
hóa học có tính oxy hóa và clo là một trong những tác nhân được sử dụng
nhiều nhất. Brom và iot cũng được sử dụng trong khử trùng nước thải. Ozone
là tác nhân có hiệu quả cao và ngày càng được sử dụng nhiều. Nước có độ
axit và độ kiềm cao cũng được sử dụng để tiêu hủy vi sinh vật gây bệnh vì
nước có pH lớn hơn 11 hoặc nhỏ hơn 3 thì độc đối với vi khuẩn.

14


1.3.2.3. Phương pháp oxy hóa khử

Là phương pháp sử dụng tác nhân hóa học để oxy hóa hoặc khử các
chất độc hòa tan trong nước thải, chuyển chúng thành dạng không độc và tách
ra khỏi nước.
Phương pháp này thường dùng để xử lý cyanua, các hợp chất có chứa
lưu huỳnh, các hợp chất hữu cơ, phenol, thuốc trừ sâu…trong nước thải.
Các chất oxy hóa thường được sử dụng là:
- Các chất oxy hóa dạng khí: Cl2, O2, O3…
- Các chất oxy hóa dạng lỏng: H2O2, KMnO4, NaClO…
1.3.2.4. Phương pháp kết tủa hóa học
Là phương pháp sử dụng hóa chất để biến đổi trạng thái vật lý của các
chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan sang trạng thái kết tủa để loại bỏ chúng ra
khỏi nước thải.
Các chất gây kết tủa thường dùng là: Al2(SO4)3.nH2O; FeCl3; FeSO4;
Fe2(SO4)3.3H2O; Fe2(SO4)3.7H2O; Ca(OH)2
1.3.3. Phương pháp hóa lý
Phương pháp hóa lý được sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng
phân tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan.Trong dây truyền công nghệ xử lý,
công đoạn xử lý hóa lý thường được áp dụng sau công đoạn xử lý cơ học.
Phương pháp xử lý hóa lý bao gồm: phương pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích
ly, chưng cất, cô đặc, lọc ngược…
1.3.3.1. Phương pháp tuyển nổi
Tuyển nổi loại bỏ các tạp chất bẩn ra khỏi nước bằng cách tạo cho
chúng khả năng dễ nổi lên mặt nước. Muốn vậy người ta cho vào nước chất
tuyển nổi hoặc tác nhân tuyển nổi để thu hút và kéo các chất bẩn nổi lên mặt
nước, sau đó loại hỗn hợp chất bẩn và chất tuyển nổi ra khỏi nước. Khi tuyển
nổi người ta thường dùng các bọt khí nhỏ li ti phân tán và bão hòa trong nước.
Những hạt chất bẩn chứa trong nước (dầu, sợi giấy, cellulozo, len …) sẽ dính

15