Nghiên cứu xử lý phân bùn bể tự hoại bằng phương pháp sinh học trong điều kiện Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Hoàng Lê Phƣơng

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHÂN BÙN BỂ TỰ HOẠI BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM

Chuyên ngành: Công nghệ môi trƣờng chất thải rắn
Mã số: 62.52.03.20-1

Hà Nội- Năm 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Hoàng Lê Phƣơng

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHÂN BÙN BỂ TỰ HOẠI BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM

Chuyên ngành: Công nghệ môi trƣờng chất thải rắn
Mã số: 62.52.03.20-1
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
1. GS.TS. Nguyễn Thị Kim Thái
2. PGS.TS. Lều Thọ Bách

Hà Nội- Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án Tiến sĩ khoa học “Nghiên cứu xử lý phân bùn bể tự
hoại bằng phương pháp sinh học trong điều kiện Việt Nam” là công trình do tôi
nghiên cứu và thực hiện. Các kết quả, số liệu của luận án hoàn toàn trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tác giả luận án

Hoàng Lê Phƣơng


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Xây
Dựng nơi Tôi học tập, Khoa Đào tạo Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật Môi trường, Bộ
môn Công nghệ và Quản lý Môi trường của Trường đã giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, sự kính trọng nhất đến GS.TS. Nguyễn
Thị Kim Thái và PGS.TS. Lều Thọ Bách đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ
và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất trong thời gian tôi hoàn thành luận án. Tôi cũng
xin chân thành cảm ơn các thầy, các nhà khoa học, chyên gia đã có những ý kiến
đóng góp cho luận án trong quá trình thực hiện.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo Trường Đại học Kỹ thuật Công
Nghiệp Thái Nguyên nơi tôi công tác đã hỗ trợ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận án.
Cuối cùng, Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên, chia sẻ của gia
đình, bạn bè và đồng nghiệp trong quá trình thực hiện nghiên cứu.
Tác giả luận án

Hoàng Lê Phƣơng

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................i
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. ii
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................iv
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ........................................................1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ......................................3
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ........................3
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ...........................................3
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN .............................5
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN BÙN BỂ TỰ HOẠI VÀ CHẤT THẢI
RẮN HỮU CƠ TỪ CHỢ ..........................................................................................7
1.1. Tổng quan về phân bùn bể tự hoại..................................................................................... 7
1.1.1. Sự hình thành phân bùn bể tự hoại............................................................................. 7
1.1.2. Khối lượng, thành phần và tính chất phân bùn ......................................................... 7
1.2. Tổng quan về quản lý và xử lý phân bùn bể tự hoại....................................................... 11
1.2.1. Quản lý và xử lý phân bùn tại các đô thị trên thế giới............................................ 11
1.2.2. Quản lý và xử lý phân bùn tại Việt Nam ................................................................. 16
1.3. Tổng quan về chất thải hữu cơ từ chợ ............................................................................. 23
1.4. Đánh giá lựa chọn nghiên cứu phương pháp xử lý phân bùn bể tự hoại thích hợp với
điều kiện Việt Nam .............................................................................................................. 24
1.4.1. Các yếu tố tác động đến việc lựa chọn công nghệ xử lý ........................................ 24
1.4.2. Đánh giá lựa chọn phương pháp sinh học xử lý phân bùn bể tự hoại .................. 27


1.5. Một số nghiên cứu có liên quan đến phân bùn bể tự hoại và công nghệ kỵ khí ........... 34
1.5.1. Một số nghiên cứu trên thế giới................................................................................ 34
1.5.2. Một số nghiên cứu tại Việt Nam .............................................................................. 36

Kết luận chƣơng 1 ...................................................................................................39
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SINH HỌC
KỲ KHÍ CHẤT HỮU CƠ THU KHÍ SINH HỌC ...............................................41
2.1. Cơ sở lý thuyết cơ bản về quá trình chuyển hóa sinh học kỵ khí chất hữu cơ.............. 41
2.1.1. Khái niệm quá trình chuyển hóa sinh học kỵ khí ................................................. 41
2.1.2. Cơ chế quá trình chuyển hóa sinh học kỵ khí chất hữu cơ .................................... 41
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa sinh học kỵ khí chất hữu cơ ... 45
2.1.4. Thiết lập cân bằng vật chất và phân tích động học quá trình phân hủy kỵ khí chất
thải rắn hữu cơ ...................................................................................................................... 52
2.2. Khả năng áp dụng quá trình chuyển hóa sinh học kỵ khí trong xử lý chất thải............ 59
2.3. Các phương pháp phân hủy kỵ khí chất thải rắn hữu cơ ................................................ 61
2.3.1. Phương pháp phân hủy kỵ khí phân loại theo môi trường phản ứng ................... 61
2.3.2. Phương pháp phân hủy kỵ khí phân loại theo chế độ làm việc ............................. 62
2.4. Lựa chọn hướng nghiên cứu xử lý kỵ khí phân bùn bể tự hoại ..................................... 63
Kết luận chƣơng 2 ...................................................................................................64
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................66
3.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................................... 66
3.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm............................................................................ 66
3.2.1. Thực nghiệm khảo sát đặc tính phân bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ từ chợ 66
3.2.2. Thực nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn thích hợp giữa phân bùn bể tự hoại và chất
thải hữu cơ trong phòng thí nghiệm ................................................................................... 67
3.2.3. Thực nghiệm đánh giá hiệu quả quá trình và xác định liều lượng nạp thích hợp
trên mô hình hiện trường ............................................................................ 71_Toc508886815
3.2.4. Phân tích mẫu thực nghiệm và xử lý số liệu ........................................................... 77
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN .................................80


4.1. Đánh giá khả năng xử lý kỵ khí phân bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ từ chợ tại khu
vực miền Bắc Việt Nam ...................................................................................................... 80
4.1.1. Đặc tính phân bùn bể tự hoại .................................................................................... 80

4.1.2. Đặc tính chất thải rắn hữu cơ từ chợ ........................................................................ 83
4.2. Xác định tỷ lệ phối trộn thích hợp trên mô hình phòng thí nghiệm .............................. 84
4.2.1. Xác định tỷ lệ phối trộn đợt thí nghiệm 1................................................................ 84
4.2.2. Xác định tỷ lệ phối trộn thích hợp đợt thí nghiệm 2 và 3 ...................................... 90
4.2.3. Phân tích động học đối với mô hình phòng thí nghiệm ......................................... 98
4.3. Đánh giá hiệu quả quá trình và xác định liều lượng nạp thích hợp trên mô hình hiện
trường .................................................................................................................................. 102
4.3.1. Kết quả nghiên cứu tại các đợt thí nghiệm 4, 5, 6 trong điều kiện mùa đông . 102
4.3.2. Kết quả nghiên cứu đợt thí nghiệm 7 trong điều kiện môi trường mùa hè ........ 113
4.4. Cân bằng vật chất và phân tích động học đối với mô hình hiện trường...................... 120
4.4.1. Cân bằng hàm lượng chất rắn bay hơi ................................................................... 121
4.4.2. Phân tích động học quá trình phân hủy kỵ khí hỗn hợp phân bùn bể tự hoại và
chất thải hữu cơ trong quá trình nạp liệu.......................................................................... 122
Kết luận chƣơng 4 .................................................................................................125
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................126
1. KẾT LUẬN........................................................................................................................ 126
2. KIẾN NGHỊ ....................................................................................................................... 127
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........................................................................................128
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ I
PHỤ LỤC


i

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

AIT

Asian Institute of Technology

Viện nghiên cứu Châu Á

BOD

Biological Oxygen Demand

Nhu cầu oxy sinh học

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học

OLR

Organic Loading Rate

Tải lượng hữu cơ

PB

Faecal Sludge

Phân bùn

QCVN

-

Quy chuẩn Việt Nam

RC

-

Chất thải hữu cơ từ chợ

SS

Suspended Solid

Chất rắn lơ lửng

TKN

Total Kjeldahn Nitro

Tổng nitơ Kjeldahl

TNHH

-

Trách nhiệm hữu hạn

TS

Total Solid

Tổng chất rắn

TP

Total Phosphorus

Tổng phôtpho

TVS

Total Volatile Solid

Tổng chất rắn bay hơi

UBND

-

Ủy ban nhân dân

UBNDTP

-

Ủy ban nhân dân thành phố

URENCO

-

Công ty môi trường đô thị

VFA

Volatile Fatty Acid

Axit béo bay hơi

VS

Volatile Solid

Chất rắn bay hơi

WHO

World Health Organization

Tổ chức y tế thế giới


ii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Khối lượng phân bùn bể tự hoại phát sinh theo đầu người ở những nước khác
nhau .............................................................................................................................8
Bảng 1.2. Thành phần một số chất trong sản phẩm bài tiết của con người .......................8
Bảng 1.3. Đặc điểm phân bùn từ các hệ thống vệ sinh tại chỗ so với nước thải sinh
hoạt ..............................................................................................................................9
Bảng 1.4. Thành phần phân bùn bể tự hoại tại một số đô thị của Việt Nam ............10
Bảng 1.5. Sản phẩm thu được từ các loại hình công nghệ xử lý phân bùn [71] .......25
Bảng 1.6. Đánh giá tổng thể một số phương pháp sinh học xử lý phân bùn bể tự hoại
trong điều kiện Việt Nam ..........................................................................................28
Bảng 2.1. Quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian lưu chất thải [98] ..............................45
Bảng 2.2. Ảnh hưởng của ammoni tự do đến quá trình kỵ khí [45] .........................51
Bảng 2.3. Các loại chất thải thích hợp với quá trình chuyển hóa kỵ khí [100] ........59
Bảng 2.4. Đặc điểm một số loại chất thải hữu cơ cho quá trình phân hủy kỵ khí [98] ....60
Bảng 2.5. Ưu nhược điểm của xử lý kỵ khí chất thải [11], [98] ...............................61
Bảng 3.1. Khối lượng nguyên liệu nạp vào các bình phản ứng trong phòng............70
thí nghiệm..................................................................................................................70
Bảng 3.2. Khối lượng nguyên liệu được nạp ban đầu vào bể phản ứng trên mô hình
hiện trường ................................................................................................................75
Bảng 3.5. Phương pháp, thiết bị và hóa chất phân tích .............................................78
Bảng 4.1. Đặc tính của phân bùn bể tự hoại tại đợt khảo sát ban đầu ......................80
Bảng 4.2. Đặc tính phân bùn bể tự hoại tại các đợt thí nghiệm trong phòng ...........81
thí nghiệm..................................................................................................................81
Bảng 4.3. Đặc tính phân bùn bể tự hoại tại các đợt thí nghiệm trên mô hình ..........82
hiện trường ................................................................................................................82
Bảng 4.4. Thành phần cơ bản của chất thải hữu cơ tại các đợt thí nghiệm trong
phòng thí nghiệm.......................................................................................................83
Bảng 4.5. Thành phần cơ bản của chất thải hữu cơ tại các đợt thí nghiệm trên mô
hình hiện trường ........................................................................................................84
Bảng 4.6. Thành phần khí tại các bình phản ứng ......................................................88
Bảng 4.7. Hiệu suất chuyển hóa VS sau 40 ngày tại các bình phản ứng ..................89

iii

Bảng 4.8. Thành phần khí tại các bình phản ứng ở điều kiện mùa hè ......................96
và mùa đông ..............................................................................................................96
Bảng 4.9. Hiệu suất chuyển hóa VS sau 40 ngày tại các bình phản ứng trong ........97
điều kiện mùa hè và mùa đông ..................................................................................97
Bảng 4.10. Thông số động học mô hình Gompertz cải tiến của đợt thí nghiệm trong
phòng thí nghiệm.......................................................................................................99
Bảng 4.11. Thành phần khí tại 3 đợt thí nghiệm trên mô hình thực nghiệm ngoài
trời ...........................................................................................................................111
Bảng 4.12. Thành phần khí trên mô hình thực nghiệm ngoài trời trong điều kiện
mùa hè và mùa đông ...............................................................................................119
Bảng 4.13. Thông số động học mô hình Gompertz cải tiến của đợt thí nghiệm trên
mô hình hiện trường trong điều kiện mùa hè ..........................................................122


iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Quá trình hình thành phân bùn trong bể tự hoại [1].................................... 7
Hình 1.2. Sơ đồ các phương án xử lý phân bùn có chi phí thấp và vừa [25], [79] ... 13
Hình 1.3. Phân bùn bể tự hoại được chôn lấp tại thành phố Thái Nguyên. .............. 19
Hình 1.5. Sơ đồ công nghệ xử lý phân bùn tại Tràng Cát Hải Phòng [32] ............... 21
Hình 1.6. Sân phơi bùn tại bãi rác Khánh Sơn – Đà Nẵng [22] ................................ 22
Hình 2.1. Quá trình chuyển hóa sinh học kỵ khí chất hữu cơ [90] ........................... 42
Hình 2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ sinh khí ở ba chế độ lên men lạnh, lên
men ấm và lên men nóng [98] ................................................................................... 46
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên tắc cân bằng hàm lượng VS bể phản ứng kỵ khí ............... 53

Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý mô hình thí nghiệm trong phòng thí nghiệm ................. 68
Hình 3.2. Mô hình thí nghiệm trong phòng thí nghiệm ............................................ 69
Hình 3.3. Sơ đồ mô hình thực nghiệm hiện trường .................................................. 73
Hình 3.4. Mặt cắt đứng mô hình thực nghiệm hiện trường ...................................... 74
Hình 3.5. Bể biogas hình cầu bằng vật liệu composit ............................................... 76
Hình 3.6. Mô hình hiện trường đi vào hoạt động...................................................... 76
Hình 4.1. Sự thay đổi nhiệt độ tại các bình phản ứng ............................................... 85
Hình 4.2. Lượng khí sinh ra theo ngày tại các bình phản ứng .................................. 86
Hình 4.3. Lượng khí tích lũy tại các bình phản ứng ................................................. 87
Hình 4.4. Sự thay đổi nhiệt độ của các bình phản ứng trong điều kiện mùa hè ....... 91
Hình 4.5. Sự thay đổi nhiệt độ của các bình phản ứng trong điều kiện mùa đông ... 91
Hình 4.6. Lượng khí sinh ra theo ngày ở điều kiện nhiệt độ mùa hè ........................ 93
Hình 4.7. Lượng khí sinh ra theo ngày ở điều kiện nhiệt độ mùa đông ................... 93
Hình 4.8. Lượng khí tích lũy ở điều kiện nhiệt độ mùa hè ....................................... 93
Hình 4.9. Lượng khí tích lũy ở điều kiện nhiệt độ mùa đông ................................... 94
Hình 4.10. Hiệu suất sinh khí theo kết quả thí nghiệm và theo mô hình Gompertz ở
tỷ lệ PB:RC = 3:1 .................................................................................................... 100
Hình 4.11. Quan hệ tuyến tính giữa 1/t(ln(dy/dt)) và 1/t ........................................ 101
Hình 4.12. Sự thay đổi nhiệt độ ở 3 đợt thí nghiệm với 3 chế độ nạp liệu khác nhau
trên mô hình thực nghiệm ngoài trời trong điều kiện mùa đông ............................ 103


v

Hình 4.13. Sự thay đổi pH ở 3 đợt thí nghiệm với 3 chế độ nạp liệu khác nhau trên
mô hình thực nghiệm ngoài trời trong điều kiện mùa đông .................................... 105
Hình 4.14. Sự thay đổi độ kiềm ở 3 đợt thí nghiệm với 3 chế độ nạp liệu khác nhau
trên mô hình thực nghiệm ngoài trời trong điều kiện mùa đông ............................ 106
Hình 4.15. Sự thay đổi hàm lượng COD ở 3 đợt thí nghiệm với 3 chế độ nạp liệu
khác nhau trên mô hình thực nghiệm ngoài trời trong điều kiện mùa đông ........... 107

Hình 4.16. Lượng khí sinh ra theo ngày tại 3 đợt thí nghiệm trên mô hình thực
nghiệm ngoài trời trong điều kiện mùa đông .......................................................... 108
Hình 4.17. Lượng khí tích lũy tại 3 đợt thí nghiệm trên mô hình thực nghiệm ngoài
trời trong điều kiện mùa đông ................................................................................. 110
Hình 4.18. Sự thay đổi nhiệt độ ở đợt thí nghiệm 7 trên mô hình thực nghiệm ngoài
trời trong điều kiện mùa hè ..................................................................................... 114
Hình 4.19. Sự thay đổi pH trong nước đầu ra trên mô hình thực nghiệm ngoài trời
trong điều kiện mùa hè và mùa đông ...................................................................... 114
Hình 4.20. Sự thay đổi độ kiềm trên mô hình thực nghiệm ngoài trời trong điều kiện
mùa hè và mùa đông ............................................................................................... 115
Hình 4.21. Sự thay đổi hàm lượng COD trên mô hình thực nghiệm ngoài trời trong
điều kiện mùa hè và mùa đông ................................................................................ 116
Hình 4.22. Lượng khí sinh ra theo ngày trên mô hình thực nghiệm ngoài trời trong
điều kiện mùa hè và mùa đông ................................................................................ 117
Hình 4.23. Lượng khí tích lũy trên mô hình thực nghiệm ngoài trời trong điều kiện
mùa hè và mùa đông ............................................................................................... 118
Hình 4.24. Sơ đồ cân bằng hàm lượng VS trong bể phản ứng đợt thí nghiệm thứ 7
trên mô hình hiện trường trong điều kiện mùa hè ................................................... 121
Hình 4.25. Hiệu suất sinh khí từ thí nghiệm và tính toán từ mô hình Gompertz cải
tiến giai đoạn nạp liệu trên mô hình ngoài trời ....................................................... 123
Hình 4.26. Quan hệ tuyến tính giữa 1/t và 1/t.ln(dyt/dt) trong giai đoạn nạp liệu trên
mô hình ngoài trời ................................................................................................... 124


1

MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
Phân bùn bể tự hoại có nguồn gốc từ sản phẩm bài tiết của con người, do đó
nó có thể chứa một lượng lớn chất ô nhiễm và các sinh vật gây bệnh. Theo một số

nghiên cứu thành phần chất hữu cơ, tổng nitơ, tổng photpho, trứng giun sán trong
phân bùn bể tự hoại thường cao hơn trong nước thải gấp 10 lần hoặc hơn [71]. Do
đó nếu việc xử lý phân bùn không được thực hiện đúng cách sẽ gây ra những ảnh
hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Bên cạnh đó nếu bùn thải từ
các bể tự hoại không được thông hút thường xuyên và không qua xử lý sẽ dẫn đến
nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước và phát tán các bệnh truyền nhiễm trong cộng
đồng rất cao. Trên thế giới chỉ tại một số nước phát triển phân bùn được quản lý và
xử lý đúng mức còn tại hầu hết các nước có thu nhập thấp trong đó có Việt Nam
việc quản lý và xử lý phân bùn đang là vấn đề thách thức đối với các nhà quản lý đô
thị [25], [33], [55], [71].
Tại các đô thị của Việt Nam lượng phân bùn bể tự hoại phát sinh ngày càng
tăng do sự gia tăng tốc độ đô thị hóa nhanh chóng. Hiện chưa có số liệu thống kê rõ
ràng về lượng phân bùn bể tự hoại phát sinh, tuy nhiên theo ước tính tương đối
lượng phân bùn bể tự hoại phát sinh tại một số đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ
Chí Minh là 500m3/ngày, trong tương lai có thể lên đến 700 – 900m3/ngày [4], [34].
Mặc dù Việt Nam hiện có một vài đô thị có hệ thống xử lý phân bùn bể tự hoại với
phương pháp chủ yếu là tách nước khỏi bùn qua hệ thống bể lắng hoặc bãi lọc, phần
bùn khô được ủ hiếu khí phối trộn với chất thải rắn hữu cơ hoặc đưa đi chôn lấp [3],
[17], [30], [33], [65]. Thực tế cho thấy hầu hết các hệ thống xử lý này hoạt động
không hiệu quả hoặc không hết công suất, còn lại phần lớn phân bùn thu gom được
chôn lấp trực tiếp cùng chất thải rắn sinh hoạt tại các bãi chôn lấp hoặc được đổ bừa
bãi ra ngoài môi trường không có sự quản lý.
Xuất phát từ thực tế trên việc tìm kiếm lựa chọn phương pháp xử lý phân bùn
bể tự hoại phù hợp với điều kiện của Việt Nam là rất cần thiết. Trong phân bùn bể


2

tự hoại có hàm lượng chất hữu cơ cao do đó xu hướng xử lý được khuyến khích là
áp dụng xử lý bằng phương pháp sinh học điển hình là ủ sinh học hiếu khí và kỵ khí

kết hợp với chất thải rắn hữu cơ. Phương pháp ủ hiếu khí có ưu điểm là tạo ra được
chất dinh dưỡng cung cấp cho đất tuy nhiên có nhược điểm tiêu tốn năng lượng
trong quá trình cấp khí, cần diện tích lớn, phát sinh mùi và khoảng 40% - 50%
thành phần hữu cơ trong quá trình ủ hiếu khí chuyển hóa thành khí CO2, một trong
những khí gây gia tăng hiệu ứng nhà kính [12], [96]. Bên cạnh đó cần phải tách
nước đối với phân bùn bể tự hoại trước khi ủ mà việc tách nước đối với phân bùn từ
nhà vệ sinh công cộng gặp nhiều khó khăn. Một phương pháp sinh học khác trong
xử lý chất thải hữu cơ là xử lý kỵ khí, phương pháp này có thể áp dụng xử lý đối với
nhiều loại chất thải khác nhau, công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư thấp. Đồng thời
một lượng lớn chất hữu cơ chuyển thành khí metan được thu hồi như nguồn năng
lượng sinh học và lượng cặn không phân hủy có thể thu hồi sử dụng trong nông
nghiệp. Phân bùn bể tự hoại là chất thải có hàm lượng chất rắn (TS) thấp <5%, hàm
lượng chất bay hơi (VS) cao [25], [71] do đó rất thích hợp cho xử lý kỵ khí thu hồi
khí sinh học. Tuy nhiên phương pháp kỵ khí xử lý phân bùn bể tự hoại vẫn chưa
được áp dụng tại các đô thị của Việt Nam.
Đề tài luận án “Nghiên cứu xử lý phân bùn bể tự hoại bằng phƣơng pháp
sinh học trong điều kiện Việt Nam” tập trung đi sâu nghiên cứu áp dụng phương
pháp kỵ khí xử lý phân bùn bể tự hoại, đưa ra một số thông số vận hành chính trên
mô hình thực tế để mang lại hiệu quả cao nhất. Với kết quả đó đề tài đáp ứng được
nhu cầu trong xử lý phân bùn bể tự hoại cho các đô thị vừa và nhỏ của Việt Nam
hiện nay. Đặc biệt khi nhu cầu này đã được thể hiện rõ trong Nghị định số
80/2014/NĐ-CP ngày 6/8/2014 của Chính phủ về thoát nước và xử lý nước thải
trong đó điều 25 đã đưa ra yêu cầu thông hút định kỳ phân bùn bể tự hoại, nghiêm
cấm việc xả thẳng phân bùn bể tự hoại vào hệ thống thoát nước cũng như môi
trường xung quanh.


3

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

Mục tiêu chung: Nghiên cứu tính hiệu quả và khả thi của công nghệ phân
hủy sinh học kỵ khí trong điều kiện lên men ấm để xử lý phân bùn bể tự hoại phù
hợp áp dụng cho các đô thị vừa và nhỏ ở miền bắc Việt Nam.
Mục tiêu cụ thể:
- Xác định một số thông số vận hành trong xử lý phân bùn bể tự hoại bằng
phương pháp phân hủy kỵ khí trong điều kiện lên men ấm để đạt được hiệu quả thu
khí sinh học cao nhất.
- Xác định một số thông số động học điển hình nhằm tối ưu hóa công nghệ
xử lý kỵ khí phân bùn bể tự hoại.
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Phân bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ rau củ quả hỏng từ chợ
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Công nghệ xử lý phân bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ từ chợ bằng
phương pháp kỵ khí ấm trong điều kiện khí hậu miền Bắc Việt Nam.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Trên cơ sở các mục tiêu đề ra luận án đã áp dụng các phương pháp nghiên
cứu sau:
- Phương pháp tổng quan tài liệu: Thu thập các tài liệu và số liệu liên quan
đến công nghệ kỵ khí ấm, đến phân bùn bể tự hoại và chất thải rắn hữu cơ từ chợ đã
có trong và ngoài nước. Phân tích tổng quan, đánh giá và kế thừa các kết quả nghiên
cứu đã thực hiện.
- Phương pháp khảo sát thực tế: khảo sát thực tế hoạt động tại một số địa
điểm xử lý và đổ thải phân bùn bể tự hoại.


4

- Phương pháp nghiên cứu phân tích thực nghiệm: tiến hành chạy mô hình
thực nghiệm phân hủy kỵ khí kết hợp phân bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ từ

chợ trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường. Lấy mẫu phân tích theo tiêu
chuẩn hiện hành đồng thời theo dõi, đo đạc và kiểm soát các thông số trong quá
trình thực nghiệm. Phân tích, nhận xét kết quả thu được.
- Phương pháp phân tích thống kê: áp dụng phương pháp thống kê xử lý kết
quả thí nghiệm
- Phương pháp đối chiếu so sánh: đối chiếu so sánh các kết quả nghiên cứu
giữa các đợt thí nghiệm và đối chiếu, so sánh với các kết quả nghiên cứu trong và
ngoài nước ở cùng lĩnh vực nghiên cứu.
- Phương pháp cân bằng vật chất: tính toán thông qua quá trình chuyển hóa,
đánh giá hiệu quả của quá trình.
- Phương pháp phân tích tổng hợp: tổng hợp và xâu chuỗi các thông tin một
cách khoa học, nhất quán và có hệ thống.
5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
- Đánh giá khả năng xử lý phân bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ bằng
phương pháp phân hủy kỵ khí
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng và đề xuất một số thông số vận hành của
phương pháp phân hủy kỵ khí hỗn hợp phân bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ
thông qua mô hình nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và quy mô hiện trường
- Xây dựng mô hình động học của quá trình phân hủy kỵ khí hỗn hợp phân
bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ
6. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
- Luận án đã đề xuất được công nghệ xử lý phối trộn phân bùn bể tự hoại và
chất thải hữu cơ từ chợ bằng phương pháp kỵ khí trong điều kiện lên men ấm cho


5

hiệu quả thu khí sinh học cao và phù hợp với các đô thị vừa và nhỏ ở miền Bắc Việt
Nam.
- Là một trong những nghiên cứu đã xác định được một số thông số vận hành

quan trọng trong xử lý kỵ khí phân bùn bể tự hoại và chất thải hữu cơ từ chợ trong
điều kiện lên men ấm, cụ thể: Tỷ lệ phối trộn thích hợp giữa phân bùn bể tự hoại và
chất thải hữu cơ từ chợ là 3:1 về khối lượng; Liều lượng nạp hàng ngày là
1,5±0,1kgVS/m3.ngày (tương đương 13kg hỗn hợp nguyên liệu/m3.ngày).
- Luận án đã xác định được một số thông số động học theo mô hình
Gompertz cải tiến làm cơ sở cho việc tối ưu hóa quá trình. Theo đó nghiên cứu đã
đề

xuất

phương

trình

𝑦 = 549,67. 𝑒𝑥𝑝 −𝑒𝑥𝑝

động

29,81.𝑒
549,67

học

xác

25,57 − 𝑡 + 1

định

lượng

khí

phát

sinh:

và hằng số phân hủy chất hữu cơ

k = - 0,027.
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
Ý nghĩa khoa học:
Nội dung nghiên cứu của luận án góp phần bổ sung các kiến thức tham khảo
về phân hủy kỵ khí chất thải hữu cơ trong điều kiện lên men ấm áp dụng cho những
khu vực có mùa đông lạnh như miền Bắc Việt Nam.
Luận án đã xác định được một số thông số thiết kế và vận hành đối với công
trình xử lý phân bùn bể tự hoại phối trộn chất thải hữu cơ bằng phương pháp phân
hủy kỵ khí ấm thu hồi khí sinh học.
Ý nghĩa thực tiễn:
Các kết quả nghiên cứu của luận án là nguồn tài liệu tham khảo giúp các nhà
nghiên cứu, nhà quản lý có những định hướng, giải pháp trong việc xử lý phân bùn
bể tự hoại phù hợp với điều kiện của miền Bắc Việt Nam.


6

8. KẾT CẤU LUẬN ÁN
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, mục lục, tài liệu tham khảo, danh mục
công trình công bố và phụ lục, nội dung chính của luận án gồm 4 chương
Chương 1. Tổng quan về phân bùn bể tự hoại và chất thải rắn hữu cơ từ chợ

Chương 2. Cở sở lý luận nghiên cứu công nghệ sinh học kỵ khí chất hữu cơ
thu khí sinh học
Chương 3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Chương 4. Kết quả nghiên cứu và bàn luận


7

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN BÙN BỂ TỰ HOẠI VÀ CHẤT THẢI
RẮN HỮU CƠ TỪ CHỢ
1.1. Tổng quan về phân bùn bể tự hoại
1.1.1. Sự hình thành phân bùn bể tự hoại
“Phân bùn” được định nghĩa là hỗn hợp bùn, phân và chất lỏng được hình
thành trong các hệ thống vệ sinh tại chỗ, riêng lẻ như: xí đào, xí dội nước, xí công
cộng, xí nối với bể tự hoại [25], [55], [66].
Phân bùn được coi là một dạng của bùn cặn. Phân bùn bể tự hoại là một dạng
bùn cặn hình thành trong bể tự hoại. Khi bể tự hoại tiếp nhận các sản phẩm bài tiết
của con người quá trình lắng cặn tự nhiên diễn ra. Phần nước thải được xả vào hệ
thống cống thoát nước công cộng hoặc xả trực tiếp vào hệ thống kênh mương, sông
ngòi. Phần cặn lắng hữu cơ được chuyển hóa ở đáy của bể tự hoại nhờ quá trình
phân hủy yếm khí hình thành phân bùn bể tự hoại. Quá trình hình thành phân bùn
trong các bể tự hoại được thể hiện ở hình 1.1.
Phân vào

Nước ra
Lớp váng

Bùn cặn

Hình 1.1. Quá trình hình thành phân bùn trong bể tự hoại [1]

1.1.2. Khối lƣợng, thành phần và tính chất phân bùn
a. Khối lƣợng phân bùn
Trên thế giới cũng như tại Việt Nam cùng với tốc độ đô thị hóa là sự gia tăng
về dân số kéo theo đó là sự gia tăng các công trình vệ sinh tại chỗ, ước tính sẽ có
khoảng 5 tỷ người sử dụng hệ thống vệ sinh tại chỗ vào năm 2030 [71]. Do đó
lượng phân bùn phát sinh sẽ là rất lớn. Ở Việt Nam hiện chưa có con số thông kê cụ
thể về lượng phân bùn bể tự hoại phát sinh tại các đô thị. Tuy nhiên tại một số thành


8

phố lớn như Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh đã có những khảo sát, điều tra về
lượng phân bùn, tại hai thành phố này lượng phân bùn bể tự hoại phát sinh khoảng
500m3/ngày [33], [35].
Lượng phân bùn hình thành trong bể tự hoại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như
lượng người sử dụng và tần suất sử dụng nhà vệ sinh, thói quen sinh hoạt, ăn uống
của từng vùng, từng hộ gia đình. Ở những nơi có thói quen ăn thực phẩm chứa
nhiều chất xơ lượng phân tạo thành sẽ nhiều hơn những nơi ăn thực phẩm chứa
nhiều thịt, lượng phân bùn phát sinh ở một số nước được đưa ra ở bảng 1.1
Bảng 1.1. Khối lƣợng phân bùn bể tự hoại phát sinh theo đầu ngƣời ở những nƣớc
khác nhau
Nƣớc

TT

Khối lƣợng phân bùn ƣớt
(g/ngƣời/ngày)

1

Những nước có thu nhập cao

100 – 200

2

Những nước có thu nhập thấp vùng nông thôn

350

3

Những nước có thu nhập thấp vùng đô thị

250

4

Trung Quốc

315

5

Kenya

520

6

Thái Lan

120 - 400
Nguồn: Linda và cộng sự, 2014 [71]

b. Thành phần và tính chất phân bùn
Phân bùn bể tự hoại là sản phẩm của quá trình lên men các cặn rắn chất bài
tiết của con người trong bể tự hoại trong khi chất bài tiết của con người lại chứa rất
nhiều các chất dinh dưỡng (được thể hiện ở bảng 1.2) do đó trong phân bùn có chứa
một lượng lớn chất dinh dưỡng và các loại vi sinh vật.
Bảng 1.2. Thành phần một số chất trong sản phẩm bài tiết của con ngƣời
Thành phần
g/ngƣời/ngày đêm
Ni tơ

Nƣớc tiểu

Phân

Phân + Nƣớc tiểu

11,0

1,5

12,5


9

Thành phần

Nƣớc tiểu

Phân

Phân + Nƣớc tiểu

Phốt pho

1,0

0,5

1,5

Kali

2,5

1,0

3,5

Cacbon hữu cơ

6,6

21,4

30

g/ngƣời/ngày đêm

Nguồn: Nguyễn Thị Kim Thái và cộng sự, 2013 [25]
Các thông số thường được xem xét cho thành phần phân bùn bể tự hoại
thường bao gồm tổng lượng chất rắn (TS), hàm lượng COD, BOD, các chất dinh
dưỡng, tác nhân gây bệnh và kim loại nặng giống với các thông số của nước thải
sinh hoạt. Tuy nhiên đặc tính của phân bùn bể tự hoại rất khác so với nước thải sinh
hoạt và bùn từ các trạm xử lý nước thải. Theo kết quả một số nghiên cứu trên thế
giới sự khác nhau về thành phần của phân bùn bể tự hoại so với bùn nước thải sinh
hoạt được thể hiện ở bảng 1.3.
Bảng 1.3. Đặc điểm phân bùn từ các hệ thống vệ sinh tại chỗ so với nƣớc thải
sinh hoạt
Thông số

pH

Nguồn phân bùn
Nhà vệ sinh
Bể tự hoại
công cộng
1,5-12,6
-

-

52.500 mg/L

-

≥3,5%
68

12.000-35.000
mg/L
<3%
50 - 73

20.000 – 50.000
7.600
3.400

<10.000
840 – 2.600
1.000

500 – 2.500
20 - 229
-

2.000 – 5.000
-

150 – 1.200
0,2 - 21

2 - 168
-

Tổng chất rắn, TS
Tổng chất rắn bay
hơi, TVS (%TS)
COD (mg/L)
BOD (mg/L)
Tổng Nitơ Kjeldahl,
TKN(mg/L)
NH4-N(mg/L)
Nitrat (NO3-)
(mgN/L)

Bùn từ hệ
thống xử lý
nƣớc thải

<1%
-


10

Thông số

Tổng photpho,
TP(mgP/L)
Coliform
(cfu/100mL)
Trứng giun sán/L

Nguồn phân bùn

Nhà vệ sinh
Bể tự hoại
công cộng
450
150

Bùn từ hệ
thống xử lý
nƣớc thải
9 - 63

1x105

1x105

6,3x104
6,6x105

20.000 – 60.000

600 – 6.000
300 – 2.000
Nguồn: Linda và cộng sự, 2014 [71]

–

Các thông số ở bảng 1.3 cho thấy thành phần chất hữu cơ, chất rắn, NH4-N,
tổng photpho, trứng giun sán trong phân bùn bể tự hoại thường cao hơn trong bùn từ
hệ thống xử lý nước thải gấp 10 lần hoặc hơn. Không giống như bùn từ các trạm xử
lý nước thải, sự ổn định hữu cơ của phân bùn có giá trị rất khác nhau. Do trong thực

tế quá trình phân hủy phân bùn trong bể tự hoại chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố
như nhiệt độ, môi trường, thời gian lưu giữ và sự có mặt của các yếu tố ngăn cản
quá trình, ngoài ra công nghệ và mô hình nạo vét bể cũng là yếu tố ảnh hưởng đến
đặc tính của phân bùn bể tự hoại.
Tại Việt Nam theo một số kết quả nghiên cứu thành phần phân bùn bể tự
hoại tại một số đô thị được thể hiện ở bảng 1.4.
Bảng 1.4. Thành phần phân bùn bể tự hoại tại một số đô thị của Việt Nam
Đô thị

Đà Nẵng

Hà Nội

Thành phố Hồ Chí

Thông số

Minh

pH

6,9 – 7,2

7,3 – 8,2

7,18 – 7,81

TS, mg/L

4.300 – 32.000

-

-

SS, mg/L

-

1.750 – 73.200 38.000 – 50.000

VS, mg/L

2.860 – 22.400

COD, mgO2/L

12.600 – 79.500 2.550 – 64.400 38.359 – 47.843

TNK, mg/L

909 - 4700

Nguồn
khảo

tham Nguyễn

28.200 – 33.700
407,7 - 51800

1.133 – 1.811

Trần Văn

Nguyễn Trung Việt

Phương Thảo

Quang và cộng (2008) [35]

(2016) [29]

sự (2012) [22]


11

Như vậy có thể thấy hàm lượng chất ô nhiễm trong phân bùn bể tự hoại tại
các đô thị của Việt Nam còn khá cao. Mặc dù trong bể tự hoại xảy ra quá trình lắng
và phân hủy kỵ khí chất hữu cơ. Tuy nhiên hiệu quả xử lý BOD và chất rắn lơ lửng
của bể tự hoại thường đạt từ 0 đến 50%, tùy theo thiết kế bể tự hoại, dạng xả nước,
thói quen thông hút bùn, v.v. [17]. Nguyên nhân do tại Việt Nam việc thiết kế và
xây dựng bể tự hoại tại các hộ gia đình thường được thực hiện một cách tự phát, gần
như phụ thuộc hoàn toàn vào kinh nghiệm của người xây dựng do đó hiệu quả xử lý
của bể tự hoại không cao. Cùng với đó phân và nước tiểu đưa vào bể tự hoại có hàm
lượng amoni cao, lượng amoni này dễ chuyển hóa sang dạng ammoniac NH3 gây ức
chế hoạt động của vi sinh vật trong bể tự hoại làm giảm hiệu quả xử lý [1]. Hơn nữa
các đơn vị công ích thường thu gom cả phân bùn tươi từ các nhà vệ sinh công cộng
và phân bùn bể tự hoại đã được lưu giữ tại các hộ gia đình. Phân bùn tươi thu gom

từ các nhà vệ sinh công cộng có hàm lượng chất hữu cơ rất cao, theo kết quả tham
khảo ở bảng 1.3 hàm lượng COD từ 20.000 – 50.000 mg/L, BOD 7.600mg/L, TKN
3.400mg/L. Do đó phân bùn bể tự hoại tại các trạm tập kết xử lý là hỗn hợp hai loại
phân bùn này có thành phần chất hữu cơ cao. Theo kết quả một số nghiên cứu thể
hiện tại bảng 1.4 cho thấy trong phân bùn bể tự hoại tại các đô thị của Việt Nam có
hàm lượng VS cao dao động từ 2.860 – 33.700mg/L, COD dao động từ 2.550 –
79.500 mg/L. Theo nhiều tác giả chất thải có thành phần hữu cơ cao hoàn toàn có
thể xử lý bằng phương pháp sinh học [6], [7], [11], [17]. Như vậy với thành phần
chất hữu cơ cao như trên hoàn toàn có thể áp dụng phương pháp sinh học để giảm
thiểu, thu hồi một phần chất hữu cơ trong phân bùn bể tự hoại bên cạnh các công
trình xử lý phụ trợ khác trong toàn bộ hệ thống xử lý.
1.2. Tổng quan về quản lý và xử lý phân bùn bể tự hoại
1.2.1. Quản lý và xử lý phân bùn tại các đô thị trên thế giới
Tại đô thị của các nước phát triển như ở châu Âu và Bắc Mỹ phần lớn nhà vệ
sinh thường được đấu nối trực tiếp với hệ thống thoát nước và được đưa đến trạm
xử lý nước thải. Do tại các đô thị này có rất nhiều thuận lợi như: nguồn nước dồi
dào, sự phát triển của khoa học kỹ thuật và tiềm lực kinh tế lớn do đó cơ sở hạ tầng


12

được xây dựng với quy mô lớn cũng như các biện pháp xử lý nước thải rất hiệu quả.
Tuy nhiên lại yêu cầu chi phí lớn và công nghệ phức tạp [71].
Tại đô thị các nước đang phát triển như ở Châu Phi, Châu Á và Châu Mỹ
Latinh phần lớn các hộ gia đình sử dụng hệ thống vệ sinh tại chỗ điển hình là bể tự
hoại dẫn đến sự tích tụ phân bùn. Lượng phân bùn này cần phải được loại bỏ do đó
rất cần có hệ thống quản lý phân bùn bao gồm các hoạt động thông hút, thu gom,
vận chuyển và xử lý [55]. Tuy nhiên tại các nước đang phát triển hệ thống quản lý
phân bùn bể tự hoại thường chưa đầy đủ, hoạt động kém hiệu quả do gặp phải
những khó khăn như: Thiếu sự quan tâm của các cấp chính quyền và người dân,

thiếu khung pháp lý, vai trò của các đơn vị tư nhân chưa được đề cao, phí thông hút
chưa được tính toán một cách rõ ràng, việc tiếp cận thông hút phân bùn còn gặp
nhiều khó khăn do cơ sở hạ tầng yếu kém, hoạt động thông hút không được thực
hiện định kỳ, nhà máy xử lý phân bùn còn thiếu [95]. Tại các nước này phần lớn
lượng phân bùn thu gom được đổ ra sông, hồ, kênh, rạch hoặc sử dụng trực tiếp cho
nông nghiệp, chỉ lượng nhỏ phân bùn được đưa đến hệ thống xử lý. Do đó phân bùn
bể tự hoại đã đang gây ra những vấn đề ô nhiễm môi trường như: gây ô nhiễm
nguồn nước, ô nhiễm đất, phát tán vi sinh vật gây bệnh ảnh hưởng đến sức khỏe
cộng đồng [55], [67]. Hiện nay với lượng phân bùn bể tự hoại ngày càng gia tăng hệ
thống quản lý phân bùn bể tự hoại tại các nước đang phát triển được quan tâm hơn,
cùng với các dự án, nghiên cứu được thực hiện để đưa ra biện pháp quản lý và xử lý
phân bùn bể tự hoại một cách hiệu quả [71].
Việc áp dụng các biện pháp xử lý phân bùn bể tự hoại có chi phí lớn và công
nghệ phức tạp tại các nước đang phát triển là không khả thi; Nhiều chuyên gia cho
rằng tại các nước này nên áp dụng các phương pháp xử lý phân bùn có chi phi thấp
tức là chi phí đầu tư và vận hành thấp, đồng thời cũng tương thích với trình độ công
nghệ sẵn có trong nước. Tại các nước đang phát triển như Trung Quốc, Thái Lan,
Indonesia, Senegal, Ghana, Nam Phi phân bùn thường được xử lý bằng các phương
pháp có chi phí thấp. Các phương pháp đã được sử dụng gồm có bể lắng bùn hoạt
động gián đoạn, ao ổn định kỵ khí, sân phơi bùn, bãi lọc trồng cây, kết hợp ủ sinh


13

học với chất thải rắn hữu cơ. Công nghệ xử lý bùn có thể kết hợp hai hay nhiều
phương pháp xử lý khác nhau phụ thuộc vào điều kiện và mục tiêu xử lý của từng
vùng [25], [79]. Các phương pháp xử lý phân bùn bể tự hoại có chi phí thấp được
thể hiện tại hình 1.2.
Xử lý phối trộn compost với CTHC
Bãi lọc có trồng cây

Sân phơi bùn

PB

Nông nghiệp
Xử lý chất thải rắn
Xử lý phối trộn compost với CTHC
CTHC
Bãi lọc có trồng cây
Sân phơi bùn

Bể lắng – nén bùn
Hồ lắng
Phân hủy kỵ khí
Xử lý phối trộn với bùn cống rãnh
Xử lý phối trộn với nước thải

Xử lý phối trộn nước thải
Bể ổn định bùn
Cánh đồng ngập nước
Các kỹ thuật khác
Xử lý nƣớc thải

Nguồn nƣớc

Hình 1.2. Sơ đồ các phƣơng án xử lý phân bùn có chi phí thấp và vừa [25], [79]
Phương pháp xử lý phân bùn bể tự hoại tại một số nước trên thế giới như sau:
 Tại các nƣớc phát triển
Nhật Bản: Tại đây công nghệ SAN Tre-Cycling được áp dụng xử lý phân
bùn ở quy mô công nghiệp. Phân bùn được bơm vào các bể chứa và xử lý theo hai

hướng: Những chất thải không sử dụng được sẽ được phân loại và được đưa qua hệ
thống bể xử lý sinh học đảm bảo các tiêu chuẩn vệ sinh. Những chất thải có chứa
nhiều chất hữu cơ được trộn với rác hữu cơ đã được nghiền và phân loại. Hỗn hợp
này được đưa vào bể mêtan, khí sinh học được sử dụng làm năng lượng cho máy
phát điện. Cặn còn lại tiếp tục được xử lý hiếu khí trong bể thổi khí có bùn hoạt
tính. Bùn sau khi tách nước, xử lý phối trộn với rác thải hữu cơ để chế biến phân
compost. Phương pháp có ưu điểm có thể xử lý được các loại bùn hữu cơ tỷ trọng
cao gồm: Phân tươi từ các công trình vệ sinh, bùn Jokaso, bùn bể tự hoại, bùn cống.
Tuy nhiên có nhược điểm là yêu cầu kỹ thuật và chi phí vận hành cao [25].