Nghiên cứu đặc tính và khả năng sử dụng bùn thải đô thị hà nội làm phân bón

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM 
   
  
 
 

ĐẶNG THỊ HỒNG PHƯƠNG 
  
  
  

  
NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG
BÙN THẢI ĐÔ THỊ HÀ NỘI LÀM PHÂN BÓN 
  
  
 
 

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Thái Nguyên - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM 
   
  

ĐẶNG THỊ HỒNG PHƯƠNG 
 
  
 
 

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG
BÙN THẢI ĐÔ THỊ HÀ NỘI LÀM PHÂN BÓN 
  
  

Ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 9 44 03 01
 

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
  

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Nguyễn Mạnh Khải
2. GS. TS. Nguyễn Thế Đặng

  
 
 
 
 
 
 

Thái Nguyên - 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
 
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi, có sự hỗ trợ từ tập 
thể  hướng  dẫn  khoa  học  là  PGS.TS  Nguyễn  Mạnh  Khải  và  GS.TS  Nguyễn  Thế 
Đặng. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa 
từng được ai công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào trước đây. Nếu phát 
hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng.  
Tác giả luận án

Đặng Thị Hồng Phương


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn Ban Giám hiệu 
và các quý thầy, cô trong Khoa Môi trường, Bộ phận Sau Đại học - Phòng Đào tạo - 

Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã tạo nhiều điều kiện, quan tâm 
giúp đỡ, chỉ bảo tận tình trong quá trình thực hiện đề tài.  
Tôi  xin  gửi  lời  cảm  ơn  sâu  sắc  nhất  đến  PGS.TS.  Nguyễn  Mạnh  Khải  và 
GS.TS Nguyễn Thế Đặng đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng chuyên môn, truyền 
thụ những kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện luận án. 
Luận án được hoàn thành dưới sự tài trợ từ một phần kinh phí của đề tài Khoa 
học công nghệ cấp Đại học Quốc gia Hà Nội, mã số QG 17.21 do PGS.TS. Nguyễn 
Mạnh  Khải chủ trì và  đề tài QMT.12.03  do  PGS,TS.  Trần Văn Quy chủ trì  thông 
qua hỗ trợ thực hiện lấy mẫu, phân tích một số chỉ tiêu trong bùn thải. Tác giả chân 
thành cảm ơn sự tài trợ quý báu của đề tài nêu trên. 
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Đặng Văn Thành - Phòng thí nghiệm Hóa lý - 
Trường Đại học Y Dược - Đại học Thái Nguyên đã hỗ trợ, hướng dẫn và cho phép 
tôi thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. 
Phạm Văn Ngọc - Trung tâm thực hành và nghiên cứu ứng dụng - Trường Đại học 
Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã chia sẻ kinh nghiệm và giúp đỡ tôi các điều 
kiện thuận lợi nhất khi làm thực nghiệm tại xưởng phân hữu cơ. Đồng thời, tôi cũng 
xin  cảm  ơn  đến  hộ  gia  đình  ông  Vũ  Văn  Mạnh,  xã  Đông  Cao,  Phổ  Yên,  Thái 
Nguyên và nhà vườn Tùng Mến tại trường Đại học Nông Lâm đã đồng ý và giúp đỡ 
tôi trong quá trình bố trí các thí nghiệm thực nghiệm. Tôi cũng xin cảm ơn các bạn 
sinh viên khóa 44, 45 ngành khoa học môi trường, Trường Đại học Nông lâm Thái 
Nguyên đã tham gia thực hiện một số nghiên cứu trong luận án. 
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp 
đã quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án. 
Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện nhưng luận án không thể tránh 
khỏi những thiếu sót. Tác giả mong nhận được sự góp ý của quý thầy, cô và bạn bè. 
Tôi xin chân thành cảm ơn! 
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2017
Tác giả

Đặng Thị Hồng Phương

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i 
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii 
MỤC LỤC .................................................................................................................. iii 
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ............................................................... viii 
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... ix 
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... xii 
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1 
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 2 
2.1. Mục tiêu tổng quát ............................................................................................... 2 
2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................................... 2 
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 3 
4. Những đóng góp mới của đề tài .............................................................................. 3 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................. 4
1.1. Cơ sở lý luận về bùn thải đô thị ........................................................................... 4 
1.1.1. Khái niệm, nguồn phát sinh bùn thải đô thị ...................................................... 4 
1.1.2. Đặc điểm của bùn thải đô thị ............................................................................ 5 
1.1.2.2. Đặc điểm của bùn thải nạo vét từ mạng lưới thoát nước đô thị ..................... 8 
1.1.2.3. Đặc điểm của bùn thải từ các trạm XLNT tập trung .................................... 10 
1.1.3. Đặc điểm tồn tại trong bùn thải đô thị và độc tính của một số KLN .............. 11 
1.1.4. Khả năng và lợi ích thu được từ tái sử dụng bùn thải đô thị ........................... 13 
1.1.5. Thực trạng quản lý bùn thải đô thị tại Hà Nội ................................................ 15 
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý bùn thải đô thị ........................................ 20 
1.2.1. Tiền xử lý, tách nước ...................................................................................... 21 

1.2.2. Phương pháp loại bỏ KLN trong bùn thải đô thị ............................................ 21 
1.2.2.1. Loại bỏ các kim loại bằng dung dịch axit .................................................... 21 
1.2.2.2. Loại bỏ kim loại bằng các tác nhân tạo phức ............................................... 24 
1.2.3. Phương pháp chôn lấp ..................................................................................... 25 


iv

1.2.4. Phương pháp nhiệt .......................................................................................... 26 
1.2.5. Sử dụng trong cải tạo đất nông nghiệp ........................................................... 28 
1.3. Tổng quan về phương pháp ủ phân compost ..................................................... 30 
1.3.1. Định nghĩa ....................................................................................................... 30 
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình composting ............................................ 31 
1.3.2.1. Các yếu tố dinh dưỡng ................................................................................. 31 
1.3.2.2. Các yếu tố môi trường .................................................................................. 34 
1.3.2.3. Vi sinh vật trong ủ phân compost ................................................................ 37 
1.3.3. Các phương pháp ủ phân compost .................................................................. 38 
1.4. Một số nghiên cứu ủ phân compost từ bùn thải đô thị ứng dụng trong sản 
xuất nông nghiệp ....................................................................................................... 40 
1.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới ........................................................................... 40 
1.4.2. Trong nước ...................................................................................................... 41 
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 45
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 45 
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................... 45 
2.1.1.1. Bùn thải đô thị .............................................................................................. 45 
2.1.1.2. Vật liệu phối trộn ủ phân .............................................................................. 45 
2.1.1.3. Sản phẩm sau ủ phân .................................................................................... 46 
2.1.1.4. Cây trồng thử nghiệm hiệu lực phân HCBT ................................................ 46 
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 48 

2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 48 
2.2.1. Nội dung 1: Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội .................................................. 49 
2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu loại bỏ một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb, Cr) 
trong bùn thải ............................................................................................................ 49 
2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý KLN làm 
phân hữu cơ ............................................................................................................... 49 
2.2.4. Nội dung 4: Nghiên cứu thử nghiệm phân HCBT đối với cây trồng .............. 49 
2.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 49 


v

2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu ......................................................................... 49 
2.3.2. Phương pháp dự báo phát sinh lượng bùn thải đô thị Hà Nội ........................ 50 
2.3.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu ......................................... 51 
2.3.3.1. Vị trí lấy mẫu bùn ........................................................................................ 51 
2.3.3.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ...................................................... 54 
2.3.3.3. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm ................................................... 55 
2.3.4. Phương pháp thực nghiệm .............................................................................. 56 
2.3.4.1. Thí nghiệm chiết tách một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb, Cr) trong bùn 
thải của trạm XLNTSH Kim Liên bằng axit ............................................................. 56 
2.3.4.2. Thí nghiệm ủ phân HCBT ............................................................................ 57 
2.3.4.3. Thí nghiệm thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT đối với cây trồng .......... 61 
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................... 66 
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.............................. 67
3.1. Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội ......................................................................... 67 
3.1.1. Dự báo phát sinh số lượng các loại bùn thải đô thị Hà Nội ............................ 67 
3.1.1.1. Dự báo phát sinh số lượng bùn từ bể phốt ở đô thị Hà Nội ......................... 67 
3.1.1.2. Dự báo phát sinh bùn thải HTTN ................................................................. 69 
3.1.1.2. Dự báo phát sinh số lượng bùn thải từ các trạm XLNT tập trung ............... 70 

3.1.2. Đặc tính các loại bùn thải đô thị Hà Nội ......................................................... 72 
3.1.2.1. Một số tính chất lý học ................................................................................. 72 
3.1.2.2. Một số tính chất hóa học .............................................................................. 74 
3.1.2.3. Một số chỉ tiêu sinh học của bùn thải đô thị Hà Nội .................................... 84 
3.1.3. Đánh giá khả năng tái sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội cho mục đích nông nghiệp .. 85 
3.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN (Cu, Zn, Pb, Cr, Cd) trong bùn thải trạm 
XLNTSH bằng dung dịch axit .................................................................................. 87 
3.2.1. Đặc điểm các dạng KLN trong bùn thải một số trạm XLNT tập trung ở Hà Nội .. 87 
3.2.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN trong bùn thải của trạm XLNTSH Kim Liên 
bằng dung dịch axit ................................................................................................... 91 
3.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất loại bỏ KLN trong bùn thải 91 
3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu suất loại bỏ KLN............................. 94 


vi

3.2.2.3. Ảnh hưởng của số bậc chiết đến hiệu quả loại bỏ KLN trong bùn thải ....... 97 
3.2.3. Thành phần một số chất trong bùn thải sau quá trình chiết tách bằng axit ..... 99 
3.3. Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý KLN làm phân             
hữu cơ ...................................................................................................................... 100 
3.3.1. Biến động các yếu tố trong quá trình ủ phân ................................................ 100 
3.3.1.1. Nhiệt độ ...................................................................................................... 100 
3.3.1.2. Độ ẩm ......................................................................................................... 102 
3.3.1.3. Giá trị pH .................................................................................................... 103 
3.3.1.4. Sự thay đổi thể tích khối ủ ......................................................................... 104 
3.3.1.5. Hàm lượng các bon tổng số........................................................................ 107 
3.3.1.6. Hàm lượng đạm .......................................................................................... 109 
3.3.1.7. Tỷ lệ C/N .................................................................................................... 114 
3.3.1.8. Hàm lượng lân ............................................................................................ 117 
3.1.3.1.9. Hàm lượng kali tổng số (%) .................................................................... 120 

3.1.3.10. Biến động E.coli và Salmonella ............................................................... 121 
3.3.2. Hàm lượng một số kim loại nặng (As, Pb, Hg, Cd) sau 75 ngày ủ ............... 122 
3.3.3. Đánh giá chất lượng phân hữu cơ sản xuất từ bùn thải sau xử lý KLN ........ 123 
3.3.4. Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải sau xử lý KLN ......................... 124 
3.3.4.1. Quy trình sản xuất phân HCBT .................................................................. 124 
3.3.4.2. Chi phí sản xuất phân HCBT ..................................................................... 127 
3.4. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây trồng ....................................... 128 
3.4.1. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây rau cải bẹ ............................. 128 
3.4.1.1. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến thời gian qua các thời kỳ sinh 
trưởng của cây rau cải bẹ ........................................................................................ 128 
3.4.1.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của 
cây cải bẹ ................................................................................................................. 129 
3.4.1.3. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến năng suất, chất lượng và hiệu 
quả kinh tế của cây cải bẹ ....................................................................................... 133 
3.4.2. Thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT trên cây hoa xác pháo ...................... 137 


vii

3.4.2.1. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến các giai đoạn sinh trưởng của 
cây trong các công thức ........................................................................................... 137 
3.4.2.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng chiều cao cây ... 138 
3.4.2.3. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến động thái ra lá ..................... 139 
3.4.2.4. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng đường kính thân ...... 141 
3.4.2.5. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến khả năng phân cành ............ 142 
3.4.2.6. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến chất lượng hoa .................... 143 
3.4.2.7. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tỷ lệ hoa thương phẩm ........ 144 
3.4.2.8. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân bón HCBT trên cây hoa xác pháo ...... 145 
3.4.3. Một số tính chất đất trước và sau khi bón phân HCBT ................................ 146 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 148

1. Kết luận ............................................................................................................... 148 
2. Kiến nghị ............................................................................................................. 149 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........................................................................................ 150
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 151
I. Tiếng Việt ............................................................................................................ 151 
II. Tiếng Anh ........................................................................................................... 156 
PHỤ LỤC


viii

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

BTNMT  

: Bộ Tài nguyên Môi trường 

BNN&PTNT 

: Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn 

BXD 

: Bộ Xây dựng 

CEC 

: Dung tích trao đổi cation của đất  

     

 (Cation exchange capacity) 

Cs 

: Cộng sự 

CT 

: Công thức 

ĐVT 

: Đơn vị tính 

HCBT 

: Hữu cơ bùn thải 

HTTN 

: Hệ thống thoát nước 

KLN 

: Kim loại nặng 

LSD  

: Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa  

 

 (Least Significant Difference) 

OM 

: Chất hữu cơ của đất (Organic matter) 

QCVN 

: Quy chuẩn Việt Nam 

STT 

: Số thứ tự 

TCVN 

: Tiêu chuẩn Việt Nam 

TP 

: Thành phố 

URENCO 

: Công ty Môi trường Đô thị Hà Nội 

VCR 

: Tỷ số giữa tổng thu tăng do bón phân và chi phí phân 
bón tăng thêm 

XLNT 

: Xử lý nước thải 

XLNTSH 

: Xử lý nước thải sinh hoạt 

 
 


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Thành phần một số chất của bùn từ các công trình vệ sinh khác nhau ...... 6 
Bảng 1.2. Thành phần của bùn từ bể tự hoại .............................................................. 7 
Bảng 1.3. Thành phần cơ giới của các loại bùn cặn.................................................... 8 
Bảng 1.4. Thành phần hữu cơ, Nts và P2O5ts của bùn từ hệ thống thoát nước đô thị ....... 9 
Bảng 1.5. Thành phần kim loại nặng trong bùn cống thoát nước đô thị ..................... 9 
Bảng 1.6. Thành phần, tính chất của bùn cặn ở một số trạm XLNT ........................ 10 
Bảng 1.7. Dự kiến xây dựng các nhà máy XLNT tập trung cho khu vực đô thị trung 
tâm Hà Nội đến năm 2030 ........................................................................ 19 
Bảng 1.8. Hàm lượng N và tỷ lệ C/N trong một số chất thải .................................... 33 

Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu bùn thải đô thị trên địa bàn Hà Nội ................................... 52 
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích phòng thí nghiệm ....................... 55 
Bảng 2.3. Các công thức thí nghiệm ủ phân bón từ bùn thải .................................... 58 
Bảng 2.4. Một số tính chất của nguyên liệu trước khi ủ ........................................... 59 
Bảng 2.5. Tỉ lệ thành phần nguyên liệu ủ của các công thức thí nghiệm ................. 60 
Bảng 2.6. Các công thức thí nghiệm trồng cây cải bẹ .............................................. 62 
Bảng 2.7. Các công thức thí nghiệm trồng hoa xác pháo ......................................... 64 
Bảng 3.1. Hiện trạng phát sinh lượng bùn từ bể phốt ở các quận nội thành thành phố 
Hà Nội năm 2015 ...................................................................................... 67 
Bảng 3.2. Dự báo phát sinh khối lượng bùn từ bể phốt ở khu vực đô thị trung tâm 
Hà Nội năm 2020, 2030 ............................................................................ 68 
Bảng 3.3. Dự báo phát sinh số lượng bùn thải từ HTTN ở khu vực đô thị trung tâm 
thành phố Hà Nội năm 2020, 2030 ........................................................... 70 
Bảng 3.4. Lượng bùn phát sinh của các trạm XLNT Hà Nội ................................... 71 
Bảng 3.5. Dự báo lượng bùn phát sinh từ các trạm XLNT tập trung khu vực đô thị 
trung tâm thành phố Hà Nội đến năm 2030 ............................................. 72 
Bảng 3.6. Thành phần cấp hạt của bùn thải đô thị Hà Nội ....................................... 73 
Bảng 3.7. Hàm lượng một số KLN trong bùn thải đô thị Hà Nội ............................. 78 
Bảng 3.8. Mật độ một số vi sinh vật (VSV) trong mẫu bùn thải .............................. 85 


x

Bảng 3.9. Đặc điểm lý, hóa, sinh học của bùn thải tại bể chứa bùn trạm XLNTSH 
Kim Liên, Hà Nội ..................................................................................... 86 
Bảng 3.10. Hàm lượng các dạng KLN trong bùn thải .............................................. 88 
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến hiệu suất chiết KLN ............. 92 
Bảng 3.12. Hiệu suất loại bỏ KLN của các axit ở các nồng độ khác nhau ............... 95 
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu suất tách KLN ............................. 97 
Bảng 3.14. Thành phần một số chất trong bùn trước và sau khi loại bỏ KLN ......... 99 

Bảng 3.15. Diễn biến ẩm độ (%) của các công thức thí nghiệm theo thời gian ..... 102 
Bảng 3.16. Diễn biến giá trị pH của các công thức thí nghiệm theo thời gian ....... 104 
Bảng 3.17: Diễn biến % thể tích giữa các công thức theo thời gian ....................... 105 
Bảng 3.18. Diễn biến tổng các bon hữu cơ của các công thức ............................... 107 
Bảng 3.19. Diễn biến Nts của các công thức thí nghiệm theo thời gian .................. 109 
Bảng 3.20: Hàm lượng đạm NH4+ của các công thức theo thời gian ...................... 111 
Bảng 3.21. Hàm lượng đạm NO3- các công thức thí nghiệm theo thời gian ........... 113 
Bảng 3.22: Diễn biến tỉ lệ C/N các công thức thí nghiệm theo thời gian ............... 115 
Bảng 3.23: Diễn biến hàm lượng phốt pho tổng số theo thời gian ......................... 117 
Bảng 3.24. Hàm lượng lân dễ tiêu ngày 1 và ngày 75 của các công thức thí nghiệm ... 119 
Bảng 3.25. Hàm lượng kali tổng số của các công thức thí nghiệm ........................ 120 
Bảng 3.26. Mật độ E.coli và Salmonella ngày 1 và ngày 75 .................................. 122 
ở các công thức thí nghiệm ..................................................................................... 122 
Bảng 3.27. Hàm lượng một số KLN trong hỗn hợp sau 75 ngày ủ ........................ 123 
Bảng 3.28. Đặc tính lý hóa của phân HCBT sau 75 ngày ủ ................................... 124 
Bảng 3.29. Khái tính chi phí sản xuất 1 tấn phân hữu cơ bùn thải ......................... 128 
Bảng 3.30. Ảnh hưởng của liều lượng phân HCBT đến các thời kỳ sinh trưởng của 
cây rau cải bẹ .......................................................................................... 129 
Bảng 3.31. Ảnh hưởng của liều lượng phân HCBT tới động thái tăng trưởng chiều 
cao cây của cây cải bẹ ............................................................................ 130 
Bảng 3.32. Động thái ra lá của cây cải bẹ ở các công thức .................................... 131 
Bảng 3.33. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến sự tăng trưởng chiều dài và 
chiều rộng lá cây cải bẹ .......................................................................... 132 


xi

Bảng 3.34. Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất của cây cải bẹ Đông Dư ....... 133 
Bảng 3.35. Hàm lượng nitrat và KLN trong cây cải bẹ .......................................... 135 
Bảng 3.36. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến hiệu quả kinh tế trồng rau 

cải bẹ ....................................................................................................... 136 
Bảng 3.37. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến các giai đoạn sinh trưởng 
của cây hoa xác pháo .............................................................................. 137 
Bảng 3.38. Ảnh hưởng các công thức bón phân đến động thái tăng trưởng              
chiều cao cây .......................................................................................... 138 
Bảng 3.39. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến động thái ra lá ................ 140 
Bảng 3.40. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng                 
đường kính thân ...................................................................................... 141 
Bảng 3.41. Ảnh hưởng các công thức bón phân đến khả năng phân cành ............. 142 
Bảng 3.42. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến chất lượng hoa ............... 143 
Bảng 3.43. Ảnh hưởng của phân bón lá đến tỷ lệ hoa thương phẩm                         
của cây hoa xác pháo .............................................................................. 145 
Bảng 3.44. Hiệu quả kinh tế của các công thức bón phân đối với cây xác pháo .... 145 
Bảng 3.45. Ảnh hưởng của bón phân đến một số tính chất lý - hóa đất ................. 146 


xii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Sự hình thành bùn thải trên HTTN đô thị Hà Nội .................................... 16 
Hình 1.2. Sơ đồ quy trình tách KLN từ bùn thải ....................................................... 22 
Hình 1.3. Ủ compost bằng luống với thổi khí ........................................................... 39 
Hình 1.4. Ủ compost bằng phơi khô đánh luống ...................................................... 39 
Hình 1.5. Ủ compost trong các thiết bị chứa............................................................. 39 
Hình 2.1. Cây cải bẹ Đông Dư .................................................................................. 47 
Hình 2.2. Cây hoa xác pháo (Salvia splendens ker. Gawl) ....................................... 48 
Hình 2.3. Sơ đồ nội dung nghiên cứu ....................................................................... 48 
Hình 2.4. Vị trí lấy mẫu bùn từ trầm tích sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội ............. 53 
Hình 2.5. Vị trí lấy mẫu bùn thải từ HTTN và từ nhà máy XLNT trên địa bàn thành 

phố Hà Nội................................................................................................ 53 
Hình 2.6. Các thí nghiệm bố trí ủ với nấm Trichoderma spp. .................................. 58 
Hình 2.7. Các thí nghiệm bố trí ủ với EMIC và nấm Trichoderma spp. .................. 58 
Hình  3.1.  Biểu  đồ  tăng  trưởng  công  tác  nạo  vét  bùn  thải  từ  HTTN  của  Công  ty 
Thoát nước Hà Nội ................................................................................... 69 
Hình 3.2. Hàm lượng chất hữu cơ trong bùn thải đô thị Hà Nội .............................. 75 
Hình 3.3. Hàm lượng nitơ tổng số trong các mẫu bùn thải ....................................... 76 
Hình 3.4. Hàm lượng phốt pho tổng số trong bùn thải đô thị Hà Nội ...................... 77 
Hình 3.5. Hàm lượng Cu tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội ................. 79 
Hình 3.6. Hàm lượng Zn tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội .................. 80 
Hình 3.7. Hàm lượng Pb tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội .................. 82 
Hình 3.8. Hàm lượng Cd tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội ................. 83 
Hình 3.9. Hàm lượng Cr tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội .................. 83 
Hình 3.10. Thành phần các dạng KLN trong bùn thải 3 trạm XLNT ....................... 89 
Hình 3.11. Dạng tồn tại của từng KLN trong bùn thải 3 trạm XLNT ...................... 90 
Hình 3.12. Hiệu suất loại bỏ KLN ở các thời gian khác nhau .................................. 93 
Hình 3.13. Hiệu suất loại bỏ KLN của các axit ở nồng độ khác nhau ...................... 96 
Hình 3.14. Ảnh hưởng của số bậc chiết tách đến hiệu suất loại bỏ KLN của các axit .... 98 


xiii

Hình 3.15. Diễn biến nhiệt độ theo ngày của các thí nghiệm ................................. 100 
Hình 3.16: Phần trăm thể tích khối ủ sau 75 ngày .................................................. 106 
Hình 3.17: Tổng các bon của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ .................. 108 
Hình 3.18: Hàm lượng Nts của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ ................ 110 
Hình 3.19. Hàm lượng đạm NH4+ của các công thức sau 75 ngày ủ ...................... 112 
Hình 3.20. Hàm lượng NO3- của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ ............ 114 
Hình 3.21. Tỷ lệ C/N của các công thức sau 75 ngày ủ .......................................... 116 
Hình 3.22. Hàm lượng phốt pho tổng số của các công thức sau 75 ngày ủ ............ 118 

Hình 3.23. Hàm lượng lân dễ tiêu của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ .... 120 
Hình 3.24. Hàm lượng kali tổng số của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ .. 121 
Hình 3.25. Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ từ bùn thải đô thị ......................... 125 


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong các loại hình chất thải đô thị, bùn thải đô thị hiện được các nhà quản lý 
môi trường ngày càng quan tâm. Bùn thải đô thị phát sinh chủ yếu từ các hoạt động 
xử lý nước thải và nạo vét hệ thống thoát nước đô thị. Bùn thải đô thị có hàm lượng 
chất  dinh  dưỡng  như  nitơ,  phốt  pho  khá  cao  (Nguyễn  Việt  Anh,  2015)  [1].  Mặt 
khác, quá trình hình thành bùn thải cũng tích lũy nhiều chất gây ô nhiễm như kim 
loại nặng, vi sinh vật gây bệnh. 
Khối lượng bùn thải đô thị phát sinh ngày càng nhiều ở tất cả các quốc gia trên 
Thế giới. Đối với các nước châu Âu, lượng bùn thải khô trên một đầu người được 
thống kê từ quá trình xử lý nước sơ cấp và thứ cấp là khoảng 90 g/ngày/người. Ở 
Anh,  có  khoảng  30  triệu  tấn  bùn  thải  mỗi  năm  tương  đương  với  1,2  triệu  tấn  bùn 
khô mỗi năm (Ngo Dinh Binh và cs, 2007) [98]. Tại Việt Nam, cùng với tốc độ gia 
tăng dân số, mở rộng quy mô các đô thị, lượng bùn thải phát sinh ngày càng nhiều. 
Tính riêng cho thủ đô Hà Nội, lượng bùn từ bể phốt phát sinh hàng năm khoảng 500 
- 700 tấn/ngày (Hà Nội Urenco, 2014) [13], bùn thải từ hệ thống thoát nước đô thị 
được thu gom khoảng 120.000 - 150.000 tấn/năm (Quy hoạch chất thải rắn thủ đô 
Hà Nội, 2014) [44]. 
Bùn thải đô thị tại mỗi quốc gia, mỗi đô thị có những đặc tính  khác biệt tùy 
thuộc vào trình độ phát triển đô thị cũng như sự phát triển của hệ thống hạ tầng đô 
thị. Kết quả nghiên cứu của Inglezakis và cs (2014) [81] cho thấy điểm chung của 
các loại bùn thải đô thị là chúng có chứa thành phần dinh dưỡng cho cây trồng như 
nitơ, phốt pho khá cao. Theo tác giả Fuerhacker (2010) [72] các chất có nguồn gốc 

vô cơ gây ô nhiễm bùn thải đô thị chủ yếu là kim loại nặng (KLN)  như Zn, Cd, Pb, 
Cr, Cu, Ni và một số nguyên tố xạ hiếm khác. KLN được sử dụng nhiều trong các 
ngành công nghiệp như mạ, dệt nhuộm, sơn,  thuộc da,...v.v. KLN trong nước thải 
sinh  hoạt  thường  có  nguồn  gốc  từ  chất  giặt  tẩy,  phân  hay  sự  hòa  tan  từ  hệ  thống 
đường ống cấp nước sinh hoạt và thoát nước thải. Theo hệ thống thoát nước, KLN 
sẽ vận chuyển và tích tụ lại trong bùn thải tại mạng lưới thoát nước hay trong bùn 
thải tại các trạm xử lý nước thải. 


2

Theo Bala Subramanian (2010) [56] chi phí quản lý và xử lý bùn dao động 30 
- 40% chi phí tổng và chiếm 50% chi phí vận hành của một nhà máy xử lý nước thải 
tiêu biểu. Chi phí này sẽ là gánh nặng cho các hệ thống xử lý nước thải nếu không 
có các biện pháp xử lý bùn thải thay thế. Các biện pháp xử lý bùn thải có chi phí 
thấp, thân thiện với môi trường sẽ là lời giải cho bài toán xử lý một khối lượng lớn 
bùn thải đang hàng ngày phát sinh tại các đô thị (Chang và cs, 2002) [61]. Tại các 
nước  thuộc  Cộng  đồng  Chung  châu  Âu  có  trên  30%  sản  phẩm  bùn  thải  được  sử 
dụng  làm  nguồn  phân  bón  cho  cây  trồng  (Silveria,  2003)  [106].  Hiện  nay,  có 
khoảng 0,25 triệu tấn bùn thải (khối lượng khô) được sinh ra hàng năm ở Úc, trong 
đó khoảng 1/3 đến 1/2 lượng này được sử dụng trong nông nghiệp (Molloy và cs, 
2005) [97]. Theo Diaz và cs (1996) [68] việc sử dụng các loại bùn thải như một loại 
phân bón hay làm nguyên liệu sản xuất phân bón ở nhiều nước không còn xa lạ từ 
những năm 1990. 
Do vậy có thể nhận định rằng, hướng nghiên cứu nhằm sử dụng bùn thải đô thị 
làm phân bón cho  nông nghiệp  là hướng đi  đúng đắn. Tuy nhiên chất lượng phân 
bón cũng như công nghệ tái sử dụng bùn thải làm phân bón phụ thuộc rất nhiều vào 
đặc điểm, tính chất của bùn thải. Để đạt mục đích hài hòa giữa lợi ích tái sử dụng 
nguồn  dinh  dưỡng  nhưng  lại  hạn  chế  nguy  cơ  tích  lũy  kim  loại  nặng  và  các  chất 
nguy  hại  trong  bùn  thải  vào  môi  trường  thì  nhất  thiết  phải  có  những  nghiên  cứu, 

đánh  giá  phù  hợp  và  đề  xuất  các  công  nghệ  thân  thiện  với  môi  trường  nhằm  khai 
thác tối đa tài nguyên vật chất chứa trong bùn thải.  
Nhằm  góp  phần  vào  việc  hoàn  thiện  các  cơ  sở  dữ  liệu  đặc  tính  các  loại  bùn 
thải, phương pháp, quy trình xử lý bùn thải đô thị Việt Nam nói chung và bùn thải 
đô  thị  Hà  Nội  nói  riêng,  đề  tài  “Nghiên cứu đặc tính và khả năng sử dụng bùn
thải đô thị Hà Nội làm phân bón" đã được thực hiện. 
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá đặc tính và khả năng sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội làm phân bón. 
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá đặc điểm lý, hóa, sinh học và dự báo phát sinh khối lượng bùn thải 
đô thị Hà Nội. 


3

-  Đánh  giá  khả  năng  tách  chiết  một  số  kim  loại  nặng  (Zn,  Cu,  Pb,  Cr,  Cd) 
trong bùn thải trạm xử lý nước thải sinh hoạt bằng dung dịch axit.  
- Đánh giá khả năng ủ bùn thải đô thị sau xử lý kim loại nặng phối trộn với 
một số chất thải nông nghiệp (rơm, phân lợn) có bổ sung chế phẩm sinh học (EMIC 
và nấm Trichoderma spp.) làm phân bón hữu cơ. 
-  Đánh  giá  hiệu  lực  của  phân  hữu  cơ  bùn  thải  đối  với  cây  cải  bẹ  (Brassica
campestris L.) và cây xác pháo (Salvia splendens ker. Gawl). 
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học
- Bổ sung thêm tư liệu đánh giá chi tiết đặc tính lý, hóa học và khối lượng phát 
sinh bùn thải đô thị Hà Nội. 
-  Tìm  được  các  điều  kiện  thích  hợp  (về  thời  gian  ngâm  chiết,  nồng  độ  dung 
dịch axit, số lần chiết tách) để loại bỏ một số kim loại nặng trong bùn thải trạm xử 
lý nước thải sinh hoạt bằng dung dịch axit. 

- Đánh giá được khả năng khoáng hóa bùn thải sau xử lý kim loại nặng phối 
trộn  với  một  số  vật  liệu  hữu  cơ  (rơm,  phân  lợn)  và  chế  phẩm  sinh  học  (EMIC  và 
nấm Trichoderma spp.). 
Ý nghĩa thực tiễn
- Làm cơ sở tham khảo cho các nhà quản lý lập kế hoạch quản lý và xử lý các 
loại bùn thải đô thị Hà Nội. 
- Có thể tái sử dụng bùn thải đô thị theo hướng tận thu tài nguyên phục vụ làm 
phân bón nông nghiệp, giảm khối lượng bùn thải ra môi trường bên ngoài nhằm hài 
hòa giữa lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường. 
4. Những đóng góp mới của đề tài
- Đã đề xuất phương án chiết rút bằng dung dịch axit xitric để tiền xử lý kim 
loại nặng trong bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung làm cơ chất 
cho ủ phân compốt. 
- Đã đề xuất giải pháp sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải trạm xử lý nước thải 
sinh hoạt sau tiền xử lý kim loại nặng phối trộn với phụ phẩm nông nghiệp (rơm, 
phân lợn) và chế phẩm sinh học (EMIC, Trichoderma spp.).  


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở lý luận về bùn thải đô thị
1.1.1. Khái niệm, nguồn phát sinh bùn thải đô thị
Theo Nghị định 80/2014/NĐ-CP ngày 6/8/2014 của Chính phủ về thoát nước 
và xử lý nước thải “Bùn thải là bùn hữu cơ hoặc vô cơ được nạo vét, thu gom từ các 
bể  tự  hoại,  mạng  lưới  thu  gom  và  chuyển  tải,  hồ  điều  hòa,  kênh  mương,  cửa  thu, 
giếng thu nước mưa, trạm bơm nước mưa, nước thải, cửa xả và nhà máy xử lý nước 
thải”. Theo Fytili (2008) [73], bùn thải đô thị là sản phẩm của quá trình thoát nước 

đô thị. Bùn thải đô thị được sinh ra trong các công đoạn của quá trình thoát nước và 
xử lý nước thải. Do vậy, bùn thải đô thị gồm các loại sau: 
- Bùn thải từ bể phốt hay chất thải dạng bùn là hỗn hợp bùn, phân và chất lỏng 
hình thành từ các công trình vệ sinh tại chỗ. Bể tự hoại là công trình cơ bản trong hạ 
tầng vệ sinh môi trường đô thị của Việt Nam. 
-  Bùn  nạo  vét:  phát  sinh  từ  công  đoạn  nạo  vét  cống  rãnh,  sông  hồ,  ao  nằm 
trong hệ thống thoát nước đô thị. 
- Bùn từ trạm xử lý nước thải sinh hoạt (XLNTSH): là hỗn hợp các chất rắn, 
được tách, lắng, tích tụ và thải ra từ quá trình xử lý nước (QCVN 50:2013/BTNMT) 
[7]. Đối với loại hình bùn thải phát sinh từ công tác xử lý nước thải công nghiệp, 
tùy vào tính chất và chất lượng bùn thải có quy định và quản lý riêng, không nằm 
trong tập hợp bùn thải đô thị.
Thông thường khối lượng phát sinh các loại bùn bể phốt, bùn nạo vét, bùn xử 
lý nước thải đô thị phụ thuộc vào mô hình thoát nước, trình độ phát triển hạ tầng đô 
thị của mỗi quốc gia. Các quốc gia phát triển ở châu Âu thường sử dụng mô hình 
thoát nước và xử lý nước thải tập trung nên thành phần bùn thải đô thị chủ yếu phát 
sinh  từ  nguồn  bùn  xử  lý  nước  thải.  Fytili  và  cs  (2000)  [73]  ước  tính  tại  châu  Âu, 
trung bình một người dân đô thị thải ra 90 g bùn khô/ngày, khối lượng bùn thải đã 
tăng  lên  50%  và  xấp  xỉ  10  triệu  tấn  vào  năm  2005  sau  khi  có  Quy  định  số 
91/271/EEC quy định việc xử lý nước thải sinh hoạt ra đời. Theo Inglezakis và cs


5

(2014) [81] lượng bùn thải đô thị phát sinh ở các nước thành viên Liên minh Châu 
Âu (EU) ngày càng tăng trong đó Đức, Anh, Pháp, Tây Ban Nha và Italy là những 
nước thải ra nhiều bùn thải nhất. Theo Dominica (2006) [69] tại  Mỹ,  mỗi năm có 
khoảng 6,2 triệu tấn bùn khô được thải ra từ các nhà máy XLNT đô thị. 
Tại Việt Nam, các đô thị ngày càng được mở rộng về diện tích và quy mô dân 
số  không  ngừng  tăng,  lượng  bùn  thải  đô  thị  phát  sinh  vì  thế  ngày  càng  lớn.  Theo 

báo cáo của Công ty Thoát nước đô thị Thành phố Hồ Chí Minh năm 2015 [14], với 
chiều dài hệ thống cống trên 10.000 km, lượng bùn cống rãnh hàng năm được nạo 
vét  khoảng  400.000  m3,  lượng  bùn  cặn  nạo  vét  từ  kênh  rạch  là  1.750  m3/ngày, 
lượng bùn bể tự hoại thu gom khoảng 300 - 350 m3/ngày. Toàn thành phố phát sinh 
khoảng 3.000 - 4.000 m3 hay 5.000 - 6.000 tấn bùn thải/ngày. Riêng nhà máy xử lý 
nước  thải  sinh  hoạt  (XLNTSH)  Bình  Hưng  (thành  phố  Hồ  Chí  Minh)  phát  sinh 
khoảng  150  tấn  bùn/ngày.  Trong  tương  lai  khi  cả  12  nhà  máy  xử  lý  nước  thải 
(XLNT)  được  hoàn  thành  thì  tổng  khối  lượng  bùn  phát  sinh  là  hơn  850  tấn/ngày 
[14].  Trên  địa  bàn  thành  phố  Hà  Nội,  lượng  bùn  từ  bể  phốt  phát  sinh  hàng  năm 
khoảng  500  -  700  tấn/ngày  (Hà  Nội  Urenco,  2014)  [13],  bùn  thải  thoát  nước  thu 
gom khoảng 120.000 - 150.000 tấn/năm trong năm 2012 (Quy hoạch chất thải rắn 
thủ đô Hà Nội, 2014) [44]. Theo Nguyễn Việt Anh và cs (2014) [3] chỉ tính riêng 4 
trạm XLNT hiện nay ở Hà Nội (Kim Liên, Trúc Bạch, Bắc Thăng Long và Yên Sở), 
lượng bùn theo khối lượng khô thu được đã trên 10 tấn/ngày. Trong tương lai gần, 
khi các trạm xử lý nước thải theo quy hoạch thoát nước ở Hà Nội được xây dựng, 
hàm lượng bùn phát sinh cần phải xử lý sẽ lớn hơn nhiều, ước tính khoảng trên 350 
m3/ngày.đêm (Công ty thoát nước Hà Nội, 2012) [15]. Do vậy, cần thiết phải có giải 
pháp xử lý  phù hợp lượng bùn phát sinh  này trong bối cảnh thành  phố ngày  càng 
thiếu quỹ đất để chôn lấp, thải bùn. 
1.1.2. Đặc điểm của bùn thải đô thị
Bùn thải đô thị tại  mỗi quốc gia,  mỗi đô thị  có những đặc tính  khác biệt tùy 
thuộc vào trình độ phát triển đô thị cũng như sự phát triển của hệ thống hạ tầng đô 
thị. Đặc điểm của bùn thải từ các trạm XLNT còn phụ thuộc vào công nghệ xử lý 
nước  thải  được  áp  dụng  và  bùn  phát  sinh  từ  các  công  đoạn  xử  lý  nước  thải  khác 


6

nhau cũng có đặc điểm khác nhau. Các loại bùn thải có nguồn gốc phát sinh khác 
nhau thì có tính chất rất khác nhau. Kết quả nghiên cứu của Inglezakis và cs (2014) 

[81] cho thấy điểm chung của các loại bùn thải đô thị là chúng có chứa thành phần 
dinh dưỡng cho cây trồng như nitơ, phốt pho khá cao. Bên cạnh đó, cùng với nguồn 
gốc phát thải từ hoạt động của con người mà bùn thải đô thị thường tích lũy các chất 
gây ô nhiễm đặc trưng giống nhau. Theo tác giả Fuerhacker (2010) [72] các chất có 
nguồn gốc vô cơ gây ô nhiễm bùn thải đô thị chủ yếu là kim loại nặng như Zn, Cd, 
Pb, As, Cu, Ni và một số nguyên tố xạ hiếm khác. Các chất có nguồn gốc hữu cơ 
gây  ô  nhiễm  bùn  thải  đô  thị  chủ  yếu  là:  Polychlorinated  biphenyls  (PCBs), 
polychlorinated  dibenzodioxins/furans  (PCDD/Fs),  polyaromatic  hydrocacbons 
(PAHs) và các chất hoạt động bề mặt. Hàm lượng PCBs dao động trong khoảng 65157  mg/kg  chất  khô,  PCDD/Fs  trong  khoảng  330  -  4245  mg/kg  chất  khô  PAHs 
trong  khoảng  <  0,1  -  2000  mg/kg  chất  khô  (Cai  và  cs,  2007)  [60].  Tác  nhân  gây 
bệnh trong bùn thải chủ yếu là vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng. 
1.1.2.1. Đặc điểm của bùn thải phát sinh từ bể tự hoại
Bùn thải từ các bể tự hoại có thành phần hữu cơ thay đổi theo thời gian lưu giữ 
trong  bể.  Thời  gian  lưu  giữ  trong  bể  càng  lâu  thì  các  chất  hữu  cơ  trong  bể  càng 
giảm.  Theo  Nguyễn  Văn  Phước  (2009)  [40]  thành  phần  hữu  cơ,  nitơ  và  phốt  pho 
của bùn từ bể phốt trong các trường hợp có  thời gian lưu giữ khác nhau được thể 
hiện như ở Bảng 1.1. 
Bảng 1.1. Thành phần một số chất của bùn từ các công trình vệ sinh
khác nhau
ĐVT: % theo khối lượng khô
Loại bùn/cặn
Bùn lưu giữ trong bể tự hoại từ 1 - 3 năm 
Bùn lưu giữ trong bể tự hoại với thời gian > 
3 năm 
Phân tươi 

Chất hữu

Ni tơ

Phốt pho

71 - 81 

2,4 - 3,0 

2,9 - 2,7 

30,4 

0,97 

0,71 

85 - 88 

3,2 - 3,7 

2,8 - 2,6 

cơ

Nguồn: Nguyễn Văn Phước (2009) [40] 


7

Bùn bể tự hoại loãng, thường được lưu giữ vài năm. Khi so sánh với nước thải 
sinh  hoạt,  người  ta  cũng  thấy  rằng  thành  phần  hữu  cơ  và  chất  rắn,  NH4+  và  hàm 
lượng trứng giun sán đo được trong bùn thường cao hơn trong nước thải trên 10 lần 

(Bảng 1.2). 
Bảng 1.2. Thành phần của bùn từ bể tự hoại
Bùn từ nhà vệ sinh
Đặc điểm

công cộng hoặc xí

Nước thải sinh
Bùn từ bể tự hoại

hoạt

thùng
Đậm đặc, tươi, được 
Tính chất bùn 

lưu trữ vài ngày 
hoặc vài tuần 

Loãng, thường được 

 

lưu trữ vài năm 

COD (mg/L) 

20.000 - 50.000 

< 15.000 

500 - 2.500 

NH4+ (mg/L) 

2.000 - 5.000 

< 1.000 

30 - 70 

> 3,5 

< 3 

< 1 

> 30.000 

7.000 

200 - 700 

20.000 - 60.000 

4.000 

300 - 2.000 

TS (%) 

SS (mg/L) 
Số trứng giun sán/L 

Nguồn: Ingallinella A.M. và cs (2001) [80]
Khi so sánh với nước thải sinh hoạt (Bảng 1.2) thành phần chất hữu cơ và chất 
rắn, NH4-N và hàm lượng trứng giun đo được trong bùn bể tự hoại thường cao hơn 
trong nước thải gấp 10 lần hoặc nhiều hơn. 
Nghiên cứu của Nguyễn Việt Anh và cs (2015) [4] cho thấy giá trị COD của 
bùn bể tự hoại đô thị ở Việt Nam cao, từ 12.600 đến 79.500 mg/L, tỷ lệ VS/TS 63 - 
80%.  Hàm  lượng  nitơ  và  phốt  pho  trong  bùn  bể  tự  hoại  cao,  tương  ứng  là  1.147 
mg/L và 273 mg/L. Bùn từ bể tự hoại có khả năng phân hủy bằng phương pháp sinh 
học và bùn sau phân hủy có giá trị dinh dưỡng cao. Như vậy, bùn cặn hút từ các bể 
tự  hoại  có  chứa  nhiều  chất  hữu  cơ,  hàm  lượng  nitơ,  hàm  lượng  cặn  cao,  đặc  biệt 
chứa nhiều mầm bệnh. Loại bùn thải này cần được thu gom và xử lý triệt để bằng 
các  công  nghệ  thích  hợp,  tránh  làm  ô  nhiễm  môi  trường,  lây  lan  dịch  bệnh.  Các 
nghiên cứu về thành phần của bùn bể tự hoại các đô thị khu vực phía Bắc được các 
tác  giả  nghiên  cứu  nhiều  như  Nguyễn  Việt  Anh,  Nguyễn  Thị  Kim  Thái,  Nguyễn 
Thu Huyền (Đại học Xây dựng Hà Nội),… [29] triển khai từ năm 1998 đến nay. 


8

1.1.2.2. Đặc điểm của bùn thải nạo vét từ mạng lưới thoát nước đô thị
Hệ thống thoát nước đô thị tại Hà Nội chủ yếu là hệ thống thoát nước chung 
cho cả 3 loại nước thải là: nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất và nước mưa. Do 
đặc thù phát triển của Hà Nội, trong cống thoát nước chứa nhiều bùn thải lắng đọng, 
cản trở thu gom và tiêu thoát nước đô thị. Bùn thải phân bố không đều trên hệ thống 
thoát nước đô thị, từ các tuyến cống đến sông, mương và hồ. Thành phần bùn thải 
thay  đổi  theo  chiều  dài  cống,  thời  gian  mùa  mưa  và  cường  độ  trận  mưa.  Về  mùa 
khô, cống thoát nước tiếp nhận các loại nước thải và nước rửa đường, tưới cây. Do 

vậy, bùn thải chủ yếu tập trung vào đầu tuyến cống. Vào đầu mùa mưa, lượng bùn 
thải trong cống thoát nước tăng lên rõ rệt. Trong mùa mưa, bùn thải có hàm lượng 
hữu cơ cao và tập trung nhiều trên kênh  mương, ao hồ đô thị. Trong các loại bùn 
thải đô thị, bùn cặn trong mạng lưới thoát nước (cống, kênh mương và hồ) không 
tập trung, khó thu gom và thành phần phức tạp nhất. Bùn cặn hệ thống thoát nước 
có độ ẩm lớn, thành phần hữu cơ cao, nhiều vi khuẩn gây bệnh, trứng giun sán và có 
mùi hôi, khó chịu. Các loại bùn cặn này dễ gây ô nhiễm sông hồ, làm giảm sút oxy 
và  mất  cân  bằng  sinh  thải  trong  nguồn  nước  mặt.  Nghiên  cứu  của  Trần  Đức  Hạ 
(2014) [21] cho thấy, độ ẩm của bùn cặn cống thoát nước và sông mương khoảng 
75 - 92%, khi nạo vét để vận chuyển, độ ẩm còn lại khoảng 50 - 80%. Hàm lượng 
chất rắn trong bùn cống cao hơn nhiều so với bùn kênh mương. Kết quả phân tích 
thành phần các cấp hạt của một số loại bùn cặn hệ thống thoát nước của Khoa Môi 
trường,  Trường  Đại  học  Khoa  học  Tự  nhiên,  Đại  học  Quốc  gia  Hà  Nội  (trích  bởi 
Trần Đức Hạ, 2014) [21] được trình bày trong bảng 1.3 sau. 
Bảng 1.3. Thành phần cơ giới của các loại bùn cặn
Thành phần các cấp hạt (%)
TT

Mẫu

< 0,002 mm 

0,002 - 0,02 

0,02 - 0,2 

(mm) 

(mm) 

> 0,2 mm 

1  Bùn cống 

10 

19 

61 

10 

2  Bùn mương 

15 

27 

53 

5 

3  Bùn ao hồ 

21 

26 

51 

4 

(Nguồn: Trần Đức Hạ, 2014)


9

Thành phần hữu cơ, nitơ tổng số (Nts) và phốt pho tổng số (P2O5ts) của các loại 
bùn thải từ hệ thống thoát nước được nêu trong bảng 1.4.  
Bảng 1.4. Thành phần hữu cơ, Nts và P2O5ts của bùn từ hệ thống thoát nước đô thị

ĐVT: %
Loại bùn/cặn

Chất hữu cơ

Nitơ tổng số

Phốt pho tổng số

Bùn cống 

25 - 40 

1,4 - 2,0 

1,3 - 1,9 

Bùn mương 

45 - 65 

2,7 - 3,5 

2,1 - 3,3 

Bùn ao hồ 

55 - 75 

2,9 - 4,3 

2,6 - 3,8 

(Nguồn: Trần Đức Hạ, 2016) [22]
Một yếu tố đặc biệt quan trọng là thành phần các kim loại nặng trong bùn thải 
đô  thị.  Các  số  liệu  về  hàm  lượng  kim  loại  nặng  trong  bùn  thải  từ  hệ  thống  thoát 
nước ở một số đô thị của Việt Nam được trình bày trong bảng 1.5. 
Bảng 1.5. Thành phần kim loại nặng trong bùn cống thoát nước đô thị
ĐVT: mg/kg
Bùn

TP.

TP.

kênh

Hồ

Đà

Chí

Nẵng

TP.

Minh

[50]

Cần

TE
TT

Chỉ

trên

tiêu

sông
Tô
Lịch

Bùn
sông
Kim

Ngưu

[26]

QCVN

Thơ
[35]

[28]

03MT:2015
(Đất
nông

QCVN

QCVN

50:2013 43:2012
[7]

[10]

nghiệp)
[8]

[21]
1 

As 

4,72 

24,43 

12 

1,4 

0,01 

15 

40 

17 

2 

Hg 

1,68 

- 

0,021  0,11 

0,13 

- 

4 

0,5 

3 

Pb 

28,5 

73,7 

0,1 

14,7  26,72 

70 

300 

91,3 

4 

Cd 

- 

1,88 

- 

0,24 

1,5 

10 

3,5 

2,65 

 
Thành phần bùn cặn tại các lưu vực, khu vực sẽ khác nhau tùy thuộc vào đặc 
điểm của từng lưu vực, khu vực. Nhìn chung, hàm lượng KLN trong bùn thải từ các 
hệ thống thoát nước đô thị đều nằm dưới ngưỡng nguy hại đối với bùn từ quá trình 
xử lý nước (QCVN 50:2013/BTNMT) [7]. 


10

1.1.2.3. Đặc điểm của bùn thải từ các trạm XLNT tập trung
Quá  trình  xử  lý  nước  thải  (XLNT)  phát  sinh  các  loại  bùn  thải  tùy  thuộc  vào 
các công đoạn  xử lý khác nhau. Bảng 1.6 trình  bày kết quả phân tích  thành phần, 
tính chất của các loại bùn thải phát sinh từ các trạm XLNT tập trung. 
Bảng 1.6. Thành phần, tính chất của bùn cặn ở một số trạm XLNT

 

Ghi chú: *: Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Việt Anh (2015) [2] 
   

 **: Kết quả nghiên cứu của Viện Công nghệ Môi trường, (2011) [30] 

Theo  kết  quả  nghiên  cứu  của  Fytili  và  Zabaniotou  (2008)  [73]  bùn  thải  phát 
sinh trong giai đoạn xử lý sơ bộ (bùn sơ cấp) của các trạm xử lý nước thải đô thị tập 
trung tại châu Âu thường có các chỉ tiêu hóa lý như: pH trong khoảng 5,0 - 8, tổng 
chất rắn (TS) trong khoảng 2,0 - 8%, chất rắn bay hơi (VS) trong khoảng 60 - 80%, 
tổng nitơ trong khoảng 0,8 - 2,8%. Trong khi đó, bùn thải phát sinh từ giai đoạn xử 
lý sinh học (bùn thứ cấp) có đặc điểm hóa lý như: pH trong khoảng 6,5 - 8, TS trong 
khoảng 0,83 - 1,16%, VS trong khoảng 59 - 88%, tổng nitơ trong khoảng 2,4 - 5%, 
tổng phốt pho trong khoảng 2,8 - 11%. Theo Nguyễn Việt Anh và cs (2015) [2] bùn