Tổng quan về hệ thống xử lí nước rỉ rác

Mục lục

Lời mở đầu
Hiện nay quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa đã và đang từng bước làm
thay đổi dần hình ảnh của Việt Nam. Mọi mặt của đời sống đều được chú trọng,
mức sống của người dân được nâng cao. Tuy nhiên cùng với sự phát triển ngày càng
cao thì lượng chất thải rắn phát sinh cũng tăng dần, vấn đề môi trường ở các thành
phố lớn, các khu đô thị đang ngày càng xấu đi do các hoạt động sản xuất, sinh
hoạt… Điều này đã làm ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của con người.
Vấn đề môi trường ngày càng được quan tâm nên việc xử lí chất thải rắn sinh
hoạt là điều hết sức quan trọng. Một trong những biện pháp hiện đang sử dụng để
xử lí chất thải rắn là bãi chôn lấp. Bãi chôn lấp gây ra nhiều vấn đề về môi trường,
đặc biệt là nước rỉ rác với thành phần phức tạp; hàm lượng kim loại nặng cao; chứa
nhiều vi sinh vật gây bệnh; các chất hữu cơ gây ra COD, BOD cao; chứa nhiều chất
rắn lơ lửng; hàm lượng nito cao đặc biệt là nito dưới dạng NH 4+; chứa các hóa chất
độc hại như phenol.
Đa số bãi chôn lấp hiện nay đều là những bãi chôn lấp chưa hợp vệ sinh, đặc
biệt việc xử lí nước rỉ rác chưa được quan tâm đúng mực đã gây nên nhiều ảnh
hưởng xấu tới môi trường và cuộc sống của con người. Chỉ có những bãi chôn lấp
lớn là có hệ thống xử lí nước rỉ rác còn đa số các bãi chôn lấp nhỏ và vừa đặc biệt là
các bãi chôn lấp tự phát chưa xử lí nước rỉ rác hoặc công nghệ xử lí còn lạc hậu,
chưa đáp ứng được đầu ra. Dựa trên những lí luận và thực tiễn đó chúng em thực
hiện đề tài: “Tổng quan về hệ thống xử lí nước rỉ rác” nhằm tính toán thiết kế sơ
bộ cho một hệ thống xử lí nước rỉ rác để dòng thải sau xử lí đạt tiêu chuẩn thải loại
B1 theo QCVN 25: 2011/BTNMT cho nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn và
loại B theo QCVN 24:2009/BTNMT cho nước thải công nghiệp.


Chương I :Giới thiệu sơ bộ về nước rỉ rác từ bãi chôn lấp chất thải rắn
I. Chất thải rắn và bãi chôn lấp chất thải rắn
1. Chất thải rắn

Chất thải rắn (CTR) được hiểu là tất cả các chất thải phát sinh do các hoạt
động của con người và động vật tồn tại ở dạng rắn, được thải bỏ khi không còn hữu
dụng hay khi không sử dụng nữa.
Việc phân loại CTR có thể thực hiện theo: nhiều cách khác nhau như: theo
nguồn gốc phát sinh, theo tính chất độc hại của CTR. Với mỗi cách phân loại khác
nhau, sẽ có những đặc điểm khác nhau về lượng và thành phần CTR.
*Phân loại chất thải rắn theo nguồn gốc phát sinh:

Hình I.1. Phân loại chất thải rắn theo nguồn gốc phát sinh [1]
*Phân loại theo tính chất độc hại:
+CTR thông thường
+Chất thải nguy hại
Phát sinh CTR ở đô thị chủ yếu là CTR sinh hoạt chiếm khoảng 60- 70%
lượng CTR phát sinh, tiếp theo là CTR xây dựng, CTR công nghiệp, CTR y tế,...
CTR ở đô thị bao gồm:


Tổng lượng CTR sinh hoạt ở các đô thị phát sinh trên toàn quốc tăng trung
bình 10 ÷ 16 % mỗi năm. Tại hầu hết các đô thị, khối lượng CTR sinh hoạt chiếm
khoảng 60 - 70% tổng lượng CTR đô thị (một số đô thị tỷ lệ này lên đến 90%).
Bảng 1. CTR đô thị phát sinh các năm 2007 – 2010 [1]
Nội dung
2007
2008
2009
2010
Dân số đô thị (triệu người)
23,8
27,7
25,5

26,22
% dân số đô thị so với cả nước
28,20 28,99 29,74 30,2
Chỉ số phát sinh CTR đô thị (kg/người/ngày) 0,75
0,85
0,95
1,0
Tổng lượng CTR đô thị phát sinh (tấn/ngày) 17,682 20,849 24,225 26,224
CTR sinh hoạt đô thị phát sinh chủ yếu từ các hộ gia đình, các khu vực công
cộng (đường phố, chợ, các trung tâm thương mại, văn phòng, các cơ sở nghiên cứu,
trường học...). CTR sinh hoạt đô thị có tỷ lệ hữu cơ vào khoảng 54 - 77%, chất thải
có thể tái chế (thành phần nhựa và kim loại) chiếm khoảng 8 - 18%. [2]
Thành phần CTR sinh hoạt phụ thuộc vào mức sống ở một số đô thị. Mức
sống, thu nhập khác nhau giữa các đô thị đóng vai trò quyết định trong thành phần
CTR sinh hoạt.
Các phương pháp xử lý CTR đô thị hiện nay phổ biến là chôn lấp CTR không
có xử lý; chôn lấp CTR có phun chế phẩm EM, vôi bột; chôn lấp CTR có kỹ thuật
kiểm soát, xử lý ô nhiễm; sử dụng lò đốt; chế biến phân compost theo công nghệ
nước ngoài; chế biến CTR theo công nghệ Seraphin; đốt CTR thu năng lượng; đốt
CTR yếm khí thành than.
Chôn lấp CTR sinh hoạt là hình thức xử lý phổ biến tại các đô thị. Tỷ lệ CTR
được chôn lấp hiện chiếm khoảng 76 - 82% lượng CTR thu gom được (trong đó,
khoảng 50% được chôn lấp hợp vệ sinh và 50% chôn lấp không hợp vệ sinh).
Thống kê trên toàn quốc có 98 bãi chôn lấp chất thải tập trung ở các thành phố lớn
đang vận hành nhưng chỉ có 16 bãi được coi là hợp vệ sinh. Ở phần lớn các bãi
chôn lấp, việc chôn lấp rác được thực hiện hết sức sơ sài. Như vậy, cùng với lượng
CTR được tái chế, hiện ước tính có khoảng 60% CTR đô thị đã được xử lý bằng
phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh và tái chế trong các nhà máy xử lý CTR để tạo ra
phân compost, tái chế nhựa,...[1]
2. Bãi chôn lấp chất thải rắn.

Trong các phương pháp xử lý và tiêu hủy chất thải rắn, chôn lấp là phương
pháp phổ biến và đơn giản nhất. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi ở hầu hết
các nước trên thế giới. Về thực chất, chôn lấp là phương pháp lưu giữ chất thải
trong một bãi và có phủ đất lên trên.
Theo TCVN 6696-2009, định nghĩa bãi chôn lấp hợp vệ sinh: “Khu vực được
quy hoạch thiết kế, xây dựng để chôn lấp các chất thải phát sinh từ các khu dân cư,
đô thị và các khu công nghiệp. Bãi chôn lấp chất thải rắn bao gồm các ô chôn lấp


chất thải, vùng đệm và các công trình phụ trợ: trạm xử lý nước rác, khí thải, cung
cấp điện,...”
Các bãi chôn lấp hợp vệ sinh: chất thải được san lấp, phun chế phẩm EM và
vôi để khử mùi và khử trùng rồi được chôn từng lớp theo thiết kế. Khi ô chôn lấp
đầy sẽ được phủ bằng lớp phủ trên cùng. Ô chôn lấp có lớp lót cạnh, lót đáy để
nước rác không thấm ra môi trường. Nước thải, khí thải được thu gom xử lý trước
khi thải ra môi trường.
Bãi chôn lấp chất thải rắn có thể được phân loại theo nhiều hình thức khác
nhau:
* Theo loại chất thải được chôn lấp
Bãi chôn lấp rác sinh hoạt
Bãi chôn lấp chất thải công nghiệp
Bãi chôn lấp chất thải nguy hại
Bãi chôn lấp tro xỉ.
* Theo kích cỡ quy mô diện tích bãi chôn lấp
Bảng 2. Phân loại bãi chôn lấp theo quy mô bãi (theo TCXDVN 261:2001)
Dân số
Khối lượng chất thải Thời gian sử Diện tích
(1000 người)
(1000 tấn/năm)
dụng (năm)

bãi (ha)
Nhỏ
Dưới 1000
Dưới 20
Dưới 5
≤ 10
Vừa
100-500
20-65
Từ 5-10
10-30
Lớn
500-1000
65-200
Từ 10-15
30-50
Rất lớn
Trên 1000
Trên 200
Từ 15-30
≥50
* Theo kết cấu bãi chôn lấp được chia thành ba loại:
- Bãi chôn lấp nổi: Chất thải được chất cao lên mặt đất, bãi chôn lấp này thường
được áp dụng tại các vùng đất phẳng, chất thải được chất thành đống cao đến 15m
xung quanh bãi chôn lấp phải có hệ thống đê kè để cách ly chất thải, nước rác với
môi trường xung quanh.
- Bãi chôn lấp chìm: Chất thải được chôn lấp sâu dưới mặt đất và được cách ly với
môi trường ngoài thông qua hệ thống lót đáy và lớp phủ bên trên.
- Bãi chôn lấp nửa chìm nửa nổi: Một phần được chôn lấp sâu dưới đất, một phần
nổi lên trên mặt đất.

* Theo loại rác tiếp nhận:
-Bãi chôn lấp khô: là bãi chôn lấp các chất thải thông thường (rác sinh hoạt,
rác đường phố và rác công nghiệp)
-Bãi chôn lấp ướt: là bãi chôn lấp dùng để chôn lấp chất thải dưới dạng bùn
nhão (chất thải bùn nhão chiếm trên 60%)
II. Nước rỉ rác
1. Sự hình thành nước rỉ rác
Quy mô bãi


Nước rỉ rác (còn gọi là nước rác) là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn
lấp, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất ở dưới bãi chôn lấp.
Sự có mặt của nước trong bãi chôn lấp rác có cả mặt tích cực lẫn mặt tiêu cực
cho hoạt động của bãi rác. Nước rất cần cho một số quá trình hóa học và sinh học
xảy ra trong bãi chôn lấp để phân hủy rác. Mặt khác, nước có thể tạo ra xói mòn
trên tầng đất nén và những vấn đề lắng đọng trong dòng nước mặt chảy qua. Nước
rác có thể chảy vào các tầng nước ngầm và các dòng nước sạch và từ đó gây ô
nhiễm đến nguồn nước uống. Vì vậy vấn đề cần quan tâm khi thiết kế, xây dựng cho
hoạt động của một bãi chôn lấp là kiểm soát nước rác.
Nước rác được hình thành khi nước thấm vào ô chôn lấp. Nước có thể thấm
vào rác theo một số cách sau đây:
- Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy rác hữu cơ trong bãi chôn lấp;
- Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác;
- Nước có thể rỉ vào qua các cạnh (vách) của ô rác;
- Nước từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm xuống các ô chôn rác;
- Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp rác trước khi được phủ đất và
trước khi ô rác đóng lại);
- Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp sau khi ô rác đầy (ô rác được
đóng lại).
Nước có sẵn trong rác thải là nhỏ nhất. Nước từ những khu vực khác chảy qua

bãi chôn lấp cần phải thu gom bằng hệ thống thoát nước. Hệ thống thoát nước
không chỉ bảo vệ những khu vực chôn lấp rác khỏi bị xói mòn trong thời gian hoạt
động mà còn tiêu thoát lượng nước thừa ngấm vào ô rác và tạo ra nước rác. Nước
mưa là không có cách nào để ngăn chặn không cho chảy vào ô rác. Có thể hạn chế
được lượng nước mưa ngấm vào ô rác bằng cách trồng lại thảm thực vật sau khi bãi
đã đóng.
2. Thành phần và tính chất của nước rỉ rác trong bãi chôn lấp
Thành phần nước rác thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào tuổi của bãi chôn lấp,
loại rác, khí hậu. Mặt khác, độ dày, độ nén và lớp nguyên liệu phủ trên cùng của bãi
rác cũng tác động đến thành phần nước rác… Các thành phần chính trong nước rỉ
rác:
-Các hợp chất hữu cơ như: axit humic, axit fulvic, các hợp chất tananh, cách hợp
chất hữu cơ có nguồn gốc nhân tạo… được xác định dưới dạng: tổng cacbon hữu cơ
(TOC), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh học (BOD)…
-Các chất vô cơ: là các hợp chất của lưu huỳnh, photpho; các ion lớn như canxi,
magie, kali, sắt, bicacbonat, sunphat, clo…


-Các kim loại dạng vết như: kẽm, đồng, crom, niken, chì, cadimi…
-Các hợp phần vi sinh vật.
Thành phần và tính chất nước rỉ rác còn phụ thuộc vào các phản ứng lý, hóa,
sinh học xảy ra trong bãi chôn lấp. Các quá trình sinh hóa xảy ra trong bãi chôn lấp
chủ yếu là do hoạt động của các vi sinh vậy sử dụng các chất hữu cơ từ chất thải rắn
làm nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống của chúng. Thành phần của nước rỉ rác
trong bãi chôn lấp được thể hiện ở bảng 3.
Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải trong bãi chôn lấp được chia
thành các nhóm chủ yếu sau:
-Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 0 - 200C;
-Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 20 - 400C;
-Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh ở nhiệt độ 40 - 700C;

Bảng 3. Thành phần của nước rỉ rác trong bãi chôn lấp [3]
Giá trị, mg/l
Bãi chôn lấp hoạt động 2 năm

Bãi chôn lấp
hoạt động
Khoảng
Giá trị điển hình hơn 10 năm
BOD5
2.000 – 3.000
10.000
100 – 200
TOC (total organic carbon)
1.550 – 20.000
6.000
80 - 160
COD
3.000 – 60.000
18.000
100 – 500
TSS (total suspended solids)
200 – 2.000
500
100 – 400
N hữu cơ (organic nitrogen)
10 – 800
200
80 – 120
N amoniac (amonia nitrogen)
10 – 800

200
20 – 40
NO3 (nitrat)
5 – 40
25
5 – 10
Phospho tổng (total phosphorus)
5 – 100
30
5 – 10
Phospho ortho
4 - 80
20
4–8
Độ kiềm
1.000 – 10.000
3.000
200 – 1.000
pH
4.5 – 7.5
6
6,6 – 7.5
Độ cứng
300 – 10.000
3.500
200 – 500
Ca
200 – 3.000
1.000
100 – 400

Mg
50 – 1.500
250
50 – 200
K
200 – 1.000
300
50 – 400
Na
200 – 2.500
500
100 – 200
Cl200 – 3.000
500
100 – 400
2SO4
50 – 1.000
300
20 – 50
Fe tổng
50 – 1.200
60
20 - 200
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rỉ rác
- Thời gian chôn lấp: Tính chất nước rỉ rác thay đổi theo thời gian chôn lấp. Nhiều
nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rác giảm dần. Thành
phần của nước rỉ rác thay đổi tùy thuộc vào các giai đoạn khác nhau của quá trình
phân hủy sinh học đang diễn ra. Sau giai đoạn hiếu khí ngắn (vài tuần hoặc vài
tháng), thì giai đoạn phân hủy yếm khí tạo ra axit xảy ra và cuối cùng là quá trình
Thành phần

tạo ra khí metan. Trong giai đoạn axit, các hợp chất đơn giản được hình thành như
các axit dễ bay hơi, amino axit và một phần fulvic với nồng độ nhỏ. Trong giai đoạn
này, khi rác mới được chôn hoặc có thể kéo dài vài năm, nước rỉ rác có những đặc
điểm sau: Nồng độ các axit béo dễ bay hơi (VFA) cao; pH nghiêng về tính axit;
BOD cao; Tỷ lệ BOD/COD cao; Nồng độ NH4+ và nitơ hữu cơ cao; Vi sinh vật có
số lượng lớn; Nồng độ các chất vô cơ hòa tan và kim loại nặng cao.
Khi rác được chôn càng lâu, quá trình metan hóa xảy ra. Khi đó chất thải rắn trong
bãi chôn lấp được ổn định dần, nồng độ ô nhiễm cũng giảm dần theo thời gian. Giai
đoạn tạo thành khí metan có thể kéo dài đến 100 năm hoặc lâu hơn nữa. Đặc điểm
nước thải ở giai đoạn này: Nồng độ các axit béo dễ bay hơi thấp; pH trung tính
hoặc kềm; BOD thấp; Tỷ lệ BOD/COD thấp; Nồng độ NH4+; Vi sinh vật có số
lượng nhỏ; Nồng độ các chất vô cơ hòa tan và kim loại nặng thấp.
Theo thời gian chôn lấp đất thì các chất hữu cơ trong nước rỉ rác cũng có sự thay
đổi. Ban đầu, khi mới chôn lấp, nước rỉ rác chủ yếu là axit béo bay hơi. Các axit
thường là acetic, propionic, butyric. Tiếp theo đó là axit fulvic với nhiều cacboxyl
và nhân vòng thơm. Cả axit béo bay hơi và axit fulvic làm cho pH của nước rác
nghiêng về tính axit. Rác chôn lấp lâu thì thành phần chất hữu cơ trong nước rỉ rác
có sự biến đổi thể hiện ở sự giảm xuống của các axit béo bay hơi và sự tăng lên của
các axit fulvic và humic. Khi bãi rác đã đóng cửa trong thời gian dài thì hầu như
nước rỉ rác chỉ chứa một phần nhỏ các chất hữu cơ, mà thường là chất hữu cơ khó
phân hủy sinh học.
- Thành phần và các biện pháp xử lí sơ bộ chất thải rắn: Thành phần chất thải rắn là
yếu tố quan trọng tác động đến tính chất nước rỉ rác. Khi các phản ứng trong bãi
chôn lấp diễn ra thì chất thải rắn sẽ bị phân hủy. Do đó, chất thải rắn có những đặc
tính gì thì nước rỉ rác cũng có các đặc tính tương tự. Chẳng hạn như, chất thải có
chứa nhiều chất độc hại thì nước rác cũng chứa nhiều thành phần độc hại…
- Chiều sâu bãi chôn lấp: Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng bãi chôn lấp có chiều sâu
chôn lấp càng lớn thì nồng độ chất ô nhiễm càng cao so với các bãi chôn lấp khác

trong cùng điều kiện về lượng mưa và quá trình thấm. Bãi rác càng sâu thì cần
nhiều nước để đạt trạng thái bão hòa, cần nhiều thời gian để phân hủy. Do vậy, bãi
chôn lấp càng sâu thì thời gian tiếp xúc giữa nước và rác sẽ lớn hơn và khoảng cách
di chuyển của nước sẽ tăng. Từ đó quá trình phân hủy sẽ xảy ra hoàn toàn hơn nên
nước rỉ rác chứa một hàm lượng lớn các chất ô nhiễm.
- Độ ẩm rác và nhiệt độ: Độ ẩm thích hợp các phản ứng sinh học xảy ra tốt. Khi bãi
chôn lấp đạt trạng thái bão hòa, đạt tới khả năng giữ nước, thì độ ẩm trong rác là
không thay đổi nhiều. Độ ẩm là một trong những yếu tố quyết định thời gian nước rỉ
rác được hình thành là nhanh hay chậm sau khi rác được chôn lấp. Độ ẩm trong rác


cao thì nước rỉ rác sẽ hình thành nhanh hơn. Nhiệt độ có ảnh hưởng rất nhiều đến
tính chất nước rỉ rác. Khi nhiệt độ môi trường cao thì quá trình bay hơi sẽ xảy ra tốt
hơn làm giảm lưu lượng nước rác. Đồng thời, nhiệt độ càng cao thì các phản ứng
phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp càng diễn ra nhanh hơn làm cho nước rỉ
rác có nồng độ ô nhiễm cao hơn.
- Các quá trình thấm, chảy tràn, bay hơi: Độ dày và khả năng chống thấm của vật
liệu phủ có vai trò rất quan trọng trong ngăn ngừa nước thấm vào bãi chôn lấp làm
tăng nhanh thời gian tạo ra nước rỉ rác cũng như tăng lưu lượng và pha loãng các
chất ô nhiễm từ rác vào trong nước. Khi quá trình thấm xảy ra nhanh thì nước rỉ rác
sẽ có lưu lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm nhỏ. Quá trình bay hơi làm cô đặc
nước rác và tăng nồng độ ô nhiễm. Nhìn chung các quá trình thấm, chảy tràn, bay
hơi diễn ra rất phức tạp và phụ thuộc vào các điều kiện thời tiết, địa hình, vật liệu
phủ, thực vật phủ…
- Ảnh hưởng từ bùn cống rãnh và chất thải độc hại: Việc chôn lấp nước thải sinh
hoạt có ảnh hưởng lớn đến tính chất nước rỉ rác. Bùn sẽ làm tăng độ ẩm của rác và
do đó tăng khả năng tạo thành nước rỉ rác. Đồng thời chất dinh dưỡng và vi sinh vật
từ bùn được chôn lấp sẽ làm tăng khả năng phân hủy và ổn định chất thải rắn. Nhiều
nghiên cứu cho thấy rằng, việc chôn lấp chất thải rắn cùng với bùn làm hoạt tính
metan tăng lên, nước rỉ rác có pH thấp và BOD5 cao hơn.

Việc chôn lấp chất thải rắn đô thị với chất thải độc hại làm ảnh hưởng đến các quá
trình phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp do các chất ức chế như kim loại
nặng, các chất độc đối với vi sinh vật…Đồng thời, theo thời gian các chất độc hại sẽ
bị phân hủy, theo nước rỉ rác và khí thoát ra ngoài ảnh hưởng đến môi trường cũng
như các công trình sinh học xử lý nước rác.
4. Đặc trưng nước rỉ rác tại Việt Nam
Theo kết quả khảo sát của Trung tâm công nghệ và Quản lý môi trường
(CENTEMA) tại các ô chôn lấp cũ và mới của BCL Đông Thạnh (TP. Hồ Chí
Minh) trong giai đoạn 2001 đến 4/2002 (xem bảng 1.8) cho kết quả:
-Thành phần hữu cơ (BOD, COD) và Nitơ (T-N, NH3) rất cao với bãi chôn lấp mới;
-Thành phần (BOD, COD) và tỷ lệ BOD/COD của bãi cũ cũng giảm xuống rất
nhiều so với bãi mới, tuy nhiên các thành phần Nitơ giảm rất ít.
Bảng 4. Thành phần nước rác bãi chôn lấp Đông Thạnh (CENTENMA, 2002)
STT
1
2
3
4

Chỉ tiêu
pH
Độ kiềm, mg/l CaCO3
COD
BOD5

Nước rác cũ
7,9 – 8,2
1.079 – 2.507
735

Nước rác mới
6,0 – 7,3
12.500
38.533 – 65.333
33.571 – 56.250


5
6
7
8
9
10
11

N tổng
NH3 – N
NO2 – N
P tổng
Ca2+
Mg2+
Fe tổng

196 - 470
297 - 790
2,5 – 2,9
14,9 – 21,5
1.122 – 1.844
356 – 405
180 - 303

79 – 230
515 – 1.300
3,0 – 4,8
4,7 – 9,6
240 - 187
154 - 373
64 – 132

Kết quả đo đạc thành phần nước rác tại BCL Nam Sơn (Hà Nội) do Viện Công nghệ
Môi trường thực hiện năm 2002-2005 (xem bảng 5) cho thấy nồng độ các chất hữu
cơ (BOD, COD) và Nitơ (T-N) rất cao và khoảng biến động lớn, hàm lượng
photpho không cao.
Cũng trong nghiên cứu này khi theo dõi diễn biến của các chỉ tiêu: PH, TDS, COD,
BOD,và T-N từ 2002 – 2005 cho thấy nồng độ của nước rác chịu ảnh hưởng rất lớn
của lượng nước thâm nhập từ bên ngoài vào (chủ yếu là nước mưa). Các chỉ tiêu
(trừ PH) giảm xuống rõ rệt vào mùa mưa, mối quan hệ giữa lượng mưa và nồng độ
của nước rác là tỷ lệ nghịch.
Bảng 5. Thành phần nước rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn – Hà Nội (Viện Công
nghệ Môi trường, 2002-2005)
STT

Chỉ tiêu

1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12
13
14
15

Nhiệt độ
pH
Độ dẫn
TDS
TSS
COD
BOD5
Tổng N
Tổng P
Phenol
Ca2+
As
Pb
Cd
Hg

Đơn vị
o

C

µS /cm
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

Khoảng dao động
Min
Max
6,81
7,98
6,81
7,98
9875
26967
6913
19875
120
2240
1020
22783
459

12302
423
2253
6,51
24,8
0,01
0,48
81,9
650,2
0,001
0,003
0,05
0,086
0,01
0,025
0,0001
0,0009

Chương II: Phân tích, lựa chọn phương án xử lí nước rỉ rác
I. Giới thiệu một số công nghệ xử lí nước rỉ rác
1. Hệ thống xử lí nước rỉ rác áp dụng keo tụ- sinh học hiếu khí- hồ sinh học


Sơ đồ công nghệ xử lí nước thải áp dụng keo tụ- sinh học hiếu khí- hồ sinh học
được thể hiện trên hình II.1.
Nước thải
Song chắn rác
Bể điều hòa
Bể lắng 1
Phèn nhôm

Polime

Bể keo tụ

Bể lắng đứng
Bể sinh học hiếu khí
Bể lắng 2

Bể chứa bùn

Bể nén bùn

Máy ép bùn

Hồ sinh học
Nước
thảiSơsau
lí nghệ xử lí nước rỉ rác bằng keo tụHình
II.1.
đồxử
công
sinh học hiếu khí- hồ sinh học

Nước rác từ hệ thống thu gom đi qua song chắn rác trước khi đi vào bể điều hòa và
lắng sơ bộ. Tại đây, nước rác được điều chỉnh lưu lượng, pH và loại bỏ 1 phần lớn
cặn. Sau đó được dẫn sang bể phản ứng để thực hiện quá trình keo tụ nhằm loại bỏ
kim loại nặng, các hóa chất độc hại, Ca 2+,... và một phần SS, COD, BOD sao cho
nước đủ tiêu chuẩn xử lsi sinh học. Nước được dẫn qua bể aeroten để loại bỏ lượng
lướn COD, BOD, sau đó đưa qua bể lắng 2 để tách bùn hoạt tính và cặn. Cuối cùng
nước thải được chảy vào hệ thống hồ sinh học. Hệ thống hồ sinh học cáo tác dụng

rất lớn trong việc xử lí nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thải vào nguồn
tiếp nhận.
Hệ thống xử lí tương đối hoàn chỉnh với những ưu điểm như: vận hành đơn giản,
chi phí đầu tư không cao, tận dụng được các ao hồ tự nhiên, nước thải sau sử lí
không phải khử trùng. Bên cạnh đó, hệ thống cũng có các nhược điểm như: lượng
bùn thải tạo thành lớn, gặp khó khăn trong việc xử lí nước rác mới, chiểm diện tích
đất lớn.


Công nghệ này được áp dụng đối với xử lí nước rác cũ với BOD 5 1000÷ 2500
mg/l, COD 2500÷3500 mg/l, SS 200÷800 mg/l dòng nước thải ra đáp ứng QCVN
25:2009/BTNMT, cột B1.
2. Hệ thống xử lí nước rỉ rác áp dụng keo tụ- lọc sinh học
Sơ đồ công nghệ xử lí nước thải áp dụng keo tụ- lọc sinh học được thể hiện trên
hình II.2.
Nước thải
Song chắn rác
Bể điều hòa
Bể lắng 1
Phèn nhôm
Polime

Bể keo tụ

Bể lắng đứng
Bể lọc sinh học
Bể lắng 2

Bể chứa bùn

Máy ép bùn

Máy ép bùn

Bể khử trùng
Nước thải sau xử lí

Hình II.2. Sơ đồ công nghệ xử lí nước rỉ rác bằng keo tụ- lọc sinh học
Hệ thống hoạt động tương tự như phương án áp dụng keo tụ- sinh học hiếu khí- hồ
sinh học nhưng trong phương án này thay hệ thống aeroten bằng hệ thống lọc sinh
học, bể lọc sinh học có khả năng xử lí nitơ tổng tốt hơn nhiều so với hệ thống
aeroten, do đó ở đấy ta không sử dụng hồ sinh học. Nhưng nước thải ra ở đây phải
được khử trùng trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận.
Hệ thống có những ưu điểm như: hiệu suất xử lí cao đối với nước thải chứa hàm
lượng N, P lớn, không yêu cầu diện tích xây dựng lớn. Tuy nhiên, hệ thống vẫn còn
những nhược điểm như: lượng bùn thải tạo thành lớn, chi phí đầu tư cao, hệ thống
lọc sinh học dễ tắc nghẽn, sinh mùi khó chịu.


3. Hệ thống xử lí nước rỉ rác áp dụng keo tụ- oxi hóa nâng cao- MBR
Sơ đồ công nghệ xử lí nước rỉ rác áp dụng keo tụ- oxi hóa nâng cao- MBR được thể
hiện trên hình II.3.
Nước thải
Song chắn rác
Bể điều hòa
Bể lắng 1
Phèn nhôm
Polime

Bể keo tụ

Bể lắng đứng

Bể oxi hóa nâng cao
Hệ thống MBR

Bể chứa bùn

Máy ép bùn

Máy ép bùn

Nước thải sau xử lí

Hình II.3. Sơ đồ công nghệ xử lí nước rỉ rác áp dụng keo tụoxi hóa nâng cao- MBR
Hệ thống hoạt động tương tự các phương án trước ở giai đoạn xử lí keo tụ ban đầu.
Sau khi xử lí keo tụ, nước thải được xử lí oxi hóa nâng cao bằng phương pháp
fenton. Sau đó nước thải được đưa vào hệ thống MBR để xử lí triệt để các thành
phần ô nhiễm trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Công nghệ này có những ưu điểm như: chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn
cao,
không cần sử dụng bể lắng thứ cấp như công nghệ bùn hoạt tính truyền thống và các
công nghệ vi sinh khác, tiết kiệm diện tích, dễ quản lí. Tuy nhiên công nghệ này vẫn
có những nhược điểm như: chi phí đầu tư và vận hành cao, hệ thống MBR còn
nhiều hạn chế như: chưa làm chủ được công nghệ, sản phẩm màng, hóa chất rửa
màng còn hạn chế; đòi hỏi kĩ sư vận hành có kinh nghiệm và tay nghề; màng luôn
cần phải được kiểm tra và bảo dưỡng; có sự giới hạn các điều kiện hoạt động như
áp suất, nhiệt độ, pH; nhạy cảm với các hóa chất;


II. Phương án xử lí đề xuất cho công nghệ xử lí nước rỉ rác

Nước rỉ rác cần xử lí có lưu lượng Q=300 m 3/ngày với các thông đầu vào lựa chọn
được thể hiện trong bảng 6.
Bảng 6. Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra của nước rỉ rác
QCVN 24:
QCVN
2009/BTNMT
Chỉ tiêu
Đơn vị Giá trị đầu vào
25:2015/BTNMT
*
(Cột B**)
(Cột B1 )
pH
7,5 ÷ 8
5,5 ÷ 9
mg/
100
SS
500
l
mg/
COD
3000
100
l
mg/
BOD5
2000
100
l

mg/
NH4+
11
25
l
*) Cột B1 quy định nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước
thải của bãi chôn lấp chất thải rắn hoạt động trước ngày 1/1/2010 khi xả vào các
nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt trong QCVN
25:2015/BTNMT.
**) Cột B quy định nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước
thải công nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nước không dùng
cho mục đích cấp nước sinh hoạt QCVN 24: 2009/BTNMT.
Từ bảng 6 ta có thể thấy các thông số cần xử lí là SS, COD, BOD 5, NH4+. Sơ đồ
công nghệ để xuất được thể hiện trên hình II.4.
+Nước thải trước khi vào hệ thống xử lí được đi qua song chắn rác để loại bỏ các
vật có kích thước lớn. Sau đó đưa đến bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ
thành phần có trong nước thải, tại bể điều hòa nước thải được sục khí để ngăn ngừa
lắng cặn và làm giảm 1 phần BOD5.
+Nước thải có chứa kim loại nặng COD, SS cao nên cần được xử lí keo tụ trước khi
xử lí sinh học. Hóa chất keo tụ lựa chọn để sử dụng là phèn sắt Fe 2(SO4)3.2H2O do
có những ưu điểm như: có khoảng giá trị pH tối ưu (pH tối ưu = 5 ÷ 9) rộng hơn so
với các muối nhôm và phù hợp với pH của dòng thải do đó có thể bỏ qua công đoạn
trung hòa trước khi keo tụ; có độ bền và kích thước bông keo có khoảng giới hạn
rộng của thành phần muối; tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp. Việc tạo thành bông
keo diễn ra theo phản ứng: Fe 2(SO4)3 + 6H2O  2Fe(OH)3 + 3H2SO4 [16]. Nước thải
từ bể điều hòa được bơm tới bể trộn, tại đây nước thải và phèn sắt được đảo trộn
đều với nhau, đồng thời tại đây cũng bổ sung thêm NaOH để trung hòa H + sinh ra,
ổn định pH của nước thải. Nước thải từ bể trộn được đưa đến bể keo tụ để hoàn
thành nốt quá trình keo tụ, hình thành các bông keo lớn và thực hiện quá trình lắng,

để tăng hiệu quả xử lí, tại đây bổ sung thêm PAA. Bùn thải từ quá trình lắng được
đưa đến bể chứa bùn.
+Nước thải sau khi xử lí keo tụ có COD, BOD 5, SS không quá cao và phù hợp để
xử lí bằng phương pháp sinh học hiếu khí với bể aeroten, tại đây nước thải được sục
không khí để cung cấp oxi cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ đồng thời đảo trộn
đồng đều bùn và nước thải. Phương pháp này có những ưu điểm như: quy trình đã
được kiểm chứng, được sử dụng rộng rãi, thiết kế không phức tạp, vận hành đơn
giản, khả năng chịu sốc cao, chi phí xây dựng tương đối thấp. Nước thải từ bể
aeroten chảy sang bể lắng 2 để tách bùn hoạt tính đồng thời cô đặc bùn để tuần hoàn
một phần lại bể aeroten. Sau khi qua bể lắng 2 nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép để
thải ra nguồn tiếp nhận. Bùn thải sinh ra từ bể lắng 2 được đưa đến bể chứa bùn.
Cuối cùng nước thải được chảy vào hệ thống hồ sinh học. Hệ thống hồ sinh học có
tác dụng rất lớn trong việc xử lí nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thải vào
nguồn tiếp nhận.
+Hệ thống tạo ra bùn thải ở công đoạn keo tụ và xử lí sinh học do đó cần có biện
pháp thu hồi, xử lí thích hợp.


Nước thải
Song chắn rác
Bể điều hòa
Bể lắng 1
Phèn nhôm
Polime

Bể keo tụ

Bể lắng đứng
Bể sinh học hiếu khí

Bể lắng 2

Bể chứa bùn

Bể nén bùn

Máy ép bùn

Hồ sinh học
Nước thải sau xử lí

Hình II.4. Công nghệ xử lí nước rỉ rác đề xuất

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thông nước rỉ rác xử lí nước rỉ rác
I. Bể điều hòa
Bể điều hòa có chức năng ổn định lưu lượng, thành phần nước thải. Để đảm bảo
chức năng điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải, ta áp dụng hệ thống sục khí
cho bể điều hòa để ngăn ngừa lắng cặn đồng thời oxi hóa 1 phần các chất hữu cơ
giúp làm giảm BOD5.
*Kích thước bể điều hòa
Để xác định thể tích cần thiết của bể điều hòa có thể sử dụng phương pháp đồ
thị trên cơ sở thực nghiệm về quan hệ giữa thể tích tích lũy của lưu lượng nước thải
ở dòng vào theo thời gian. Trong thực tế bể điều hòa thường được thiết kế lớn hơn
thể tích tính toán từ 10÷20% do tính đến sự thay đổi lưu lượng lớn hơn khi tính
toán, lựa chọn hệ số an toàn k = 1,2 [15].
Theo [14], thời gian lưu nước trong bể điều hòa từ 4÷8 giờ, chọn thời gian lưu
nước trong bể điều hòa là t = 4 giờ.
Thể tích bể điều hòa: W = k × Qgiờ × t = 1,2×12,5 × 4 = 60 m3.

Chọn kích thước bể điều hòa L × B × H = 5 × 4 × 3 m.
Sự thay đổi thành phần các chất ô nhiễm sau bể điều hòa được thể hiện trên bảng
III.1.
Bảng 7. Sự thay đổi thành phần các chất ô nhiễm sau bể điều hòa
Thông số
COD
BOD5

Đơn
vị
mg/l
mg/l

Hiệu quả xử lí
(%)
5
10

Trước bể điều
hòa
4000
1700

Sau bể điều
hòa
3800
1530

II. Bể lắng I
 Tính toán bể lắng I

Theo [6] tải trọng bề mặt u vào giờ trung bình có khoảng dao động từ 31 – 50
m3/m2.ngay. Ta chọn u = 40 m3/m2.ngày
12,5tích
× 24hữu ích là:
=>
Diện
F =
= 7,5
c

40

m2 => chọn chiều dài bể là 3m và chiều rộng là 2,5m

Thời gian lắng cần thiết được xác định theo công thức
t=

L
3 × 24
L
3 × 24
=
= 0,5 t =
=
= 0,5
3,6 × u 3,6 × 40
3,6 × u 3,6 × 40

h

=> thể tích bể V = Q

×t

= 6,25

m 3 => chiều cao bể là H = 0,8 m
Chọn chiều cao vùng lắng là 0,5 m, chiều cao bảo vệ là 0,2m => tổng chiều cao bể
là 1,5m
III. Bể keo tụ
1.Tính toán ngăn phản ứng
*Tính thể tích ngăn phản ứng
Chọn thời gian lưu nước trong ngăn phản ứng là t = 4 phút Thể tích cần thiết của
ngăn là:

2. Tính toán ngăn tạo bông
Chọn thời gian lưu của nước thải t = 30 phút
Thể tích của ngăn là : V = 300/24 x 30/60 = 6,25 m3
Bể hình chữ nhật. Chọn kích thước bể là:


Chiều dài = 5m
Chiều rộng = 2,5m
Chiều cao = 0,5m + 0,2m
IV. Bể lắng đứng
Qúa trình lắng trong bể là quá trình lắng tự nhiên, có sự hấp thụ các ss trong dòng
thải.
Diện tích bể lắng : f = Q/vt

[6]

Trong đó : vt là vận tốc lắng của hạt. Chọn vt = 2,16m/h theo biểu đồ hiệu suất
lắng và thời gian lắng
f = 300/ (24 x 2,16) = 5,78 m2
Chọn bể lắng là bể lắng đứng hình trụ.
=> đường kính của bể là : D =2,72 m
Chọn đường kính bể là 3m =>f = 7m2
Diện tích ống trung tâm xác định như sau: ftt = Q/v1
V1 : Vận tốc nước trong ống trung tâm
Chọn vt = 27 m/h
 f = 300/ (27 x 24) = 0,13 m2
Chiều dài ống trung tâm: Ltt=vdt
vd : Vận tốc nước dâng trong ống trung tâm
Chọn vd= 1,8 m/h
t: Thời gian cần thiết của nước thải trong bể lắng
Chọn t = 20 phút Ltt = 1,8 x 20/60 = 0,6 m
Phần ống loe:
Đường kính lấy di= 1,35 dtt = 1,35 X 0,4 = 0,54 (m)
Chiều dài Hi = di= 0,54 (m)
Chọn góc nghiêng giữa mặt phẳng tấm chắn so với phương ngang là 17° do đó
khoảng cách từ đỉnh của tấm chắn đến canh tạo mặt phẳng ngang là:
h2 = tgl70x0.5dtc
dtc = 1,2 d1 => h2 = 0,1 m
Bể cặn tự chảy xuống đáy hồ chọn góc tạo bởi tường đáy bể và mặt phẳng ngang là
45°. Chọn đường kính đáy bể ngăn chứa bùn là d = lm => chiều cao ngăn chứa bùn
là:
hb = tg45° (D – d) /2 = tg45(3-1)/2 = 1 m


Vậy tổng chiều cao xây dựng của bể là:

H = h t t +h 1+h 2 + hb=1 + 0,1 + 0,54 + 0,6 = 2,24 (m)
Chọn chiều cao bể là 2,5m
V. Bể aeroten
Nhiệm vụ của bể aeroten: Bể aeroten sử dụng hệ thống sục khí xáo trộn hoàn
toàn có nhiệm vụ hòa tan oxy kết hợp với bùn hoạt tính giúp xử lý BOD 5, COD
trong nước thải. Lựa chọn xây dựng bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn, nước thải, bùn
hoạt tính, oxi hòa tan được khuấy trộn đều tức thời sao cho nồng độ các chất được
phân bố đều trong bể. Ưu điểm của công nghệ này là: pha loãng ngay tức thời nồng
độ các chất nhiễm bẩn; không xảy ra hiện tượng quá tại cục bộ; thích hợp cho việc
xử lí nước thải có tải trọng cao, cặn khó lắng [8].
Nước thải sau bể lắng đợt 1 được trộn đều với bùn hoạt tính ở ngay đầu bể
aeroten tạo thành hỗn hợp bùn hoạt tính rồi được đưa vào bể. Trong bể có thiết kế
hệ thống sục khí ở đáy bể đảm bảo khuấy trộn đều bùn hoạt tính với nước thải trong
toàn bộ thể tích bể, giữ cho bùn hoạt tính luôn ở trạng thái lơ lửng, cấp đủ lượng oxi
cần thiết cho các phản ứng sinh hóa diễn ra trong bể để đáp ứng mức độ xử lí yêu
cầu. Nước thải ra khỏi bể aeroten đi vào bể lắng 2 để tách bùn hoạt tính, chất rắn lơ
lửng làm cho nước đủ độ trong để xả ra nguồn tiếp nhận, đồng thời cô đặc bùn ở
đáy bể để tuần hoàn một phần lại bể aeroten. Bùn dư hàng ngày được xả ra ngoài
theo đường trích ra từ dòng tuần hoàn.
Các thông số đầu vào:
- Q = 300 (m3/ngày)
- SSv = 50 (mg/l)
- BODv = 2000 x(1-0.6) = 800 (mg/l)
- t0 = 250C.
- NH4+ = 11 (mg/l)
Lựa chọn thông số:
-

Độ tro của nước thải z = 0.3

-

Giá trị các thông số động học : Y = 0.6
Kd = 0,04 ngày -1

-

Hàm lượng sinh khối trong bể : X = 3500mg/l

Thông số đầu ra :
BODr = 50 mg/l
NH4ra+=1 mg/l
Khi đó hiệu suất khử BOD5 của bể aerotank là:


η=

BODv − BODr 800 − 50
=
= 93.75%
BODv
800

Hiệu suất khử NH4+ của bể aerotank là:
η=

+

NH 4 v − NH 4+r
NH

+
4v

=

11 − 1
= 90.9%
11

[5]

Thể tích bể aerotank là: W= t.Q
t: Thời gian lưu cần thiết để oxy hóa BOD hoặc NH4+
Q: Lưu lượng nước thải
* Tính toán bể theo điều kiện nitrat hóa
Thời gian cần thiết để Nitrat hóa là :
tN =

V N0 − N
=
Q ℘N X

[5]
N0 : Hàm lượng NH4+ đầu vào N0 = 11 mg/l
N Hàm lượng NH4+ đầu ra N = 1 mg/l
℘N

: tốc độ sử dụng NH4+ của vi khuẩn nitrat hóa theo đầu ra
℘N =

Ta có:

KN
KN + N

K=

Trong đó:

µN
YN

[5]

[5]

Tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn trong điều kiện ổn định :
µ N = µ N max (

N
DO
)(
)( e 0.098 (t −15) )[1 − 0.833(7.2 − pH ¦]
N + K N K o2 + DO

[5]
µ N max = 0.45

ngày-1 ë 150C

Lượng oxy hòa tan trong bể phải đảm bảo DO = 2mg/l
Chọn K0 = 1.2
K n = 10 0.051T −1.158 = 10 0.051 x 25−1.158 = 1.309

Chọn pH = 7.5


µ N = 0.45(

K=

11
2
)(
)(e 0.098 ( 25−15) )[1 − 0.833(7.2 − 7.5 ¦] = 0.837
11 + 1.309 1,2 + 2

µ N 0.837
=
= 3,35
YN
0.25

V× YN = 0,1 - 0,3. Chän YN = 0,25
⇒ ℘N =

3.35x1
= 1.45
1.309 + 1

Thời gian lưu của bùn là :
⇒

1

θ CN

= Yρ N − K dN

Chọn KdN = 0,04 ngày
⇒ θ CN =

1
= 3.58
0.22 x1.45 − 0.04

ngày
Tính XN : thành phần hoạt tính của vi khuẩn nitrat hóa trong bùn hoạt tính
XN = fNX
fN =

fN =

0.22( NH 4+v − NH 4+r )
0.6( BOD5v − BOD5 r ) + 0.22( NH 4+v − NH 4+r )

[5]

0.22(11 − 1)

= 0.005
0.6(800 − 50) + 0.22(11 − 1)

XN = fNX = 3500x0,005 = 17,5
⇒ tN =

V
11 − 1
=
= 0 .4
Q 17.5.x1.45

ngày = 9,6 h
Vậy thể tích bể Aerotank V = Q.t = 300 x 0,4 = 120 m3
*Tính thể tích theo điều kiện khử BOD5
Tốc độ oxy hóa BOD5 (mg/l) cho 1 mg/l bùn hoạt tính trong 1 ngày


1

θ CN

= Yρ − K d

[5]

Lấy thời gian lưu của bùn cũng chính là thời gian lưu của cùn khi khử NH4+
θ c = 4.15

ngày

Y=0.6
Kd= 0.055
⇒ρ=

1
1
(
+ 0.055) = 0.49
0.6 4.15

(mgBOD5/mg bùn.ngày)
Thời gian cần thiết khử BOD5 :
⇒ t BOD5 =

V BOD5v − BOD5 r
800 − 50
=
=
= 0.. 44
Q
ρX
0.49x3500

ngày

Thể tích bể aerotank là:
V = Q x t = 300 x 0,44 = 132 m3
Thể tích của bể khi nitrat hóa nhỏ hơn thể tích của bể khi khử BOD 5. Để đạt hiệu
quả xử lý tốt thì t chọn bể V=132m3 với thời gian lưu nước thải là t=0,44 ngày
Chọn aerotank hình chữ nhật V=132m3.

Cậy kích thước: Chiểu cao bể: 4m + 0,3m
Chiều dài bể: 9,5m
Chiều rộng bể: 3,5m
Tính toán lượng không khí cần thiết
Lượng oxy cần thiết để oxy hóa BOD5 và NH4+ là:
OC0 =

Q( BOD5v − BOD5 r )
4,57( N 0 − N )
− 1,42Px +
1000 f
1000

[5]
Trong đó: OCo: Lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20
(kg O2/ngày);
Q: Lưu lượng nước thải cần xử lí (m3/ngày);
f: Hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD. Theo [5] f = 0,45÷0,68,
chọn f = 0,65;


Px = Y × Q × ( S o − S ) × 10 −3

Px: Phần tế bào dư xả theo bùn dư,
Y: Hệ số sản lượng sinh khối, Y = 0,5 kgVSS/kgBOD5;
1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD;
N0: Tổng nitơ vào bể aeroren (mg/l). N0 = 37 (mg/l);
N: Tổng nitơ ra khỏi bể aeroten (mg/l). N= 20 (mg/l);
4,57: Hệ số sử dụng oxi khi oxi hóa NH4+ thành NO3-.
Px = 0.6 x 300(800-50)10-3 = 135

OC0 =

(kg/ngày);

300(800 − 50)
4,57(11 − 1)
− 1,42x135 +
= 217.44
1000 x0.55
1000

kg/ng
Cs
1
1
OC = OC0
x
x
T − 20
C s − C d 1024
α

[5]

Trong đó: β: Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước
thải lấy β=1;
Csh: Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ứng với nhiệt độ và độ cao so
với mặt biển tại nhà máy xử lí (mg/l);
CS20: Nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở nhiệt độ 20 (mg/l),
CS20=9,08 mg/l;

Cd: Nồng độ oxy cần duy trì trong công trình. Theo [5] Cd = 1,5÷2 mg/l,
chọn Cd= 2 (mg/l);
: Hệ số điều chỉnh lượng oxy thâm nhập vào nước thải do ảnh hưởng của
hàm lượng cặn, chất hoạt động bề mặt, loại thiết bị làm thoáng, hình dáng
và kích thước bể. Theo [5], α = 0,6÷0,94, chọn = 0,8;
T – nhiệt độ không khí tại trạm xử lý, chọn T=30.
⇒ OC = 217.44

9.08
1
1
x
x
= 310
25− 20
9.08 − 2 1.024
0.8

kg/ngày

Tính lượng không khí cần thiết:
Qk =

OC
f
OU

OU: Năng suất hòa tan oxy của thiết bị
OU = Ouxh
h: Chiều sâu của bể h = 4 m

f: Hệ số an toàn. f = 1,5 - 2. Chọn f = 1,8


Dùng hệ thống phân phối khí có bot khí kích thước trung bình là

α

=0,8 th× Ou = 7grO2/m3
⇒

OU= 7 x 4 = 28grO2/m3

⇒ Qk =

310x1000
1.8 = 19929
28

kg/ng®

Phân bố ống cấp khí : Chọn ống phân phối khí bố trí dọc bể
Diện tích bề mặt là : F = 3,5 x 9,5 = 33,27m2
Bố trí 2 dàn ống cấp khí khoảng cách đều nhàu. Trên ống chính có các ống nhánh
dài 1m đặt vuông góc với ống chính các 0,3m. Trên 1 nhánh khoan các lỗ D5 cách
nhau 10cm thành 1 hàng dọc
Dố lỗ trên 1 ống nhánh n1 = 10 lç
Số nhánh trên 1 dàn ống : n = 9,5/0,3 = 32 nh¸nh
Số lỗ trên dàn ống là : 10 x 32 = 320 lç
Diện tích 1 ống D5 là : flç = 19.62510-6 m2
Tổng diện tích lỗ trên 1 dàn ống

∑f

lo

= 320x19.625.10 −6 = 6.3 x10 −3

m2

Lưu lượng khí qua dàn ống là:
Q=

19929
= 0.23m 3 / s
24 x3600

Vận tốc khí qua lỗ là :
vk =

0.23
= 18m / s
6.3x10 − 3 x 2

VI. Bể lắng 2
Nhiệm vụ của bể lắng 2: để tách bùn hoạt tính, chất rắn lơ lửng làm cho nước đủ
độ trong để xả ra nguồn tiếp nhận, đồng thời cô đặc bùn ở đáy bể để tuần hoàn một
phần lại bể aeroten. Sau khi qua bể lắng 2, nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép để thải
vào nguồn tiếp nhận.
Lựa chọn sử dụng bể lắng theo phương bán kính, nước thải được dẫn vào bể theo
chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi ra ngoài. Cặn lắng

xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạt cặn quay tròn.
Diện tích bể lắng thứ cấp là:


Q × (1 + α ) × X
X t × VL
S=

[5]

Trong đó:
Xt – nồng độ cặn trong bùn tuần hoàn, Xt = 8000 (mg/l).
X – Nồng độ bùn hoạt tính trong bể, X = 3500 (mg/l).
α - hệ số tuần hoàn
Qt
X
3500
=
=
= 0,78
α = Q X t − X 8000 − 3500

VL – vận tốc nước đi xuống do dòng tuần hoàn tạo ra (m/s)
Với VL = Vmax × e-Kx. cl x10

−6

[5]

Trong đó:

CL = 0,5 x Ct = 4000(ml/l)
Vmax = 7m/h
K = 600 đối với 80 < SVI < 150 (ml/g)
VL = 7.e-600.4000.10

S=

−6

= 0,64 (m/h)

300(1 + 0.78)3500
24 x8000 x0.64

= 15,2 (m2)

+ Nếu kể kể buồng phân phối trung tâm:
S = 1,1 × 15,2 =16,72 (m2)
Do đó đường kính bể là D = 4,6 (m). Chọn D = 5 (m)
Diện tích bể là 19,6 m2
+ Đường kính buồng ống phân phối trung tâm:
d = 0,25 × D = 1,25 (m)

[5]

+ Diện tích đường ống phân phối trung tâm:
f = π × d2/4 =1,23 (m2)
[5]
+ Diện tích vùng lắng của bể:
SL = 19,6 - 1,23 = 18,37 (m2)

+ Tải trọng thủy lực:
300
Q
18.37
a = SL =
= 16,33 (m3/ m2 ngày)

[5]

+ Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể: V = 16,33/24 = 0,68 (m/h)


+ Máng thu nước đặt ở vòng tròn có d = 0,8 × D = 4 m
+ Chiều dài máng thu nước (chu vi)
L = π × d = 3,14 × 4 =12,57 (m)
+ Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài máng
300

Q
12.57
aL = L =

= 23,87 (m3/m2 ngày)

+ Tải trọng bùn:
(Q + Qt ) × C 0
24 × S L
b=
=

1,78 x300x3500x10 −3
24 x18.37

= 4,2 (kg/m2.h)

[5]

Xác định chiều cao bể
+ Chọn chiều cao bể: H = 5 m
+ Chiều cao dự trữ mặt thoáng h1 = 0,3 m
+ Chiều cao cột nước trong bể: 4,7 m gåm:
+ Chiều cao phần nước trong trong h2 = 2,5 m
+ Chiều cao phần chóp đáy bể có đọ dốc 30% về tâm
h3 = 0,3 × RbÓ = 1,5 m
+ Chiều cao phần chứa bùn cặn hình trụ:
h4 = H - h1 - h2 - h3 = 5 - 0,3 -1,5 - 2,5 = 0,7 (m)
+ Thể tích phần chứa bùn:
Vb = S × h4 = 19,6 × 0,7 = 13,72 (m3)
+ Nồng độ bùn trung bình trong bể:
C L + Ct
1,5C t
1,5 × 8000
2
2
Ctb =
= 2 =
= 6000 (mg/l)

+ Lượng bùn chứa trong bể lắng
Gb= Vb × Ctb = 6 × 13,72= 82,32 (kg)

+ Thời gian lưu nước trong bể lắng:
Thể tích bể lắng :
V = H × S = 4,7 × 19,6 = 92,12 m3
Lưu lượng nước đi vào bể lắng:
Ql = Q × (1+α) = 300 × 1,78 = 534 (m3/ngày)
92.12
V
534
Thời gian lắng: t = QL =
= 0,17 ngày = 4,2 h

[5]