NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ UNITANK THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU TÁI ĐỊNH CƯ HÒA LỢI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ UNITANK THIẾT
KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU TÁI
ĐỊNH CƯ HÒA LỢI

Tác giả
THI QUỐC VƯƠNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ
sư ngành Kỹ Thuật Môi Trường

Giáo viên hướng dẫn:
Ths. Lê Tấn Thanh Lâm

Tháng 07 năm 2009

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

1


CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề

Khi xã hội phát triển, nhu cầu sinh hoạt của con người cũng phát triển, kéo theo
nó là sự bùng nổ về ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt gây ra. Đặt biệt nước
ngầm bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi lượng nước thải này.
Khi kinh tế chưa phát triển, mối quan tâm về môi trường chưa lớn. Trong hiện
tại, trước mối đe dọa bức bách về môi trường, chúng ta không thể làm ngơ trước những

mối nguy hại mà môi trường bị ô nhiễm gây ra.
Có nhiều công nghệ được áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt như phương
pháp xử lý cơ học, phương pháp xử lý hóa lý, phương pháp xử lý sinh học… Do vậy
chúng cần xác định một phương pháp hiệu quả và đem lại nhiều lợi ích để xử lý nước
thải sinh hoạt.
Khu tái định cư Hòa Lợi là một phần của quy hoạch khu đô thị mới Bình
Dương, và đây sẽ là khu dân cư hiện đại. Do đó, hệ thống xử lý nước thải sẽ là một
phần quyết định tới chất lượng cuộc sống đô thị cũng như việc cải thiện mức độ tiện
nghi cho cuộc sống.
Trước những thực tiễn như trên mà đề tài “Nghiên cứu hiệu quả xử lý của bể
Unitank đối với nước thải sinh hoạt và ứng dụng bể Unitank thiết kế hệ thống xử
lý nước thải sinh hoạt khu dân cư Hòa Lợi” được thực hiện.
1.2.

Mục đích

Nghiên cứu hiệu quả xử lý của bể Unitank đối với nước thải sinh hoạt và ứng dụng
bể Unitank thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư Hòa Lợi theo loại B,
QCVN 14:2008 với công suất 4000m3/ngày.
1.3.

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý của Unitank đối với nước thải sinh hoạt,
xác định các thông số tối ưu cho thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.
Ứng dụng kết quả nghiên cứu từ đó thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
cho khu tái định cư Hòa Lợi theo loại B, QCVN 14:2008 với công suất 4000m3/ngày.
Tính toán kinh tế đối với hệ thống thiết kế.

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm

SVTH: Thi Quốc Vương

2


1.4.

Nội dung nghiên cứu

1.4.1. Thiết kế mô hình
Dựa vào lý thuyết thiết kế bể sinh học hiếu khí để thiết kế cho mô hình. Hoạt
động của bể Unitank là hoạt động kết hợp của bể SBR (sequenced batch reactor) và bể
Aerotank dạng khuấy trộn hoàn toàn (completed mixed).
1.4.2. Vận hành mô hình
Nuôi cấy bùn hoạt tính.
Kiểm nghiệm lựa chọn các thông số tối ưu cho mô hình.
1.4.3. Phân tích các chỉ tiêu, thông số
Phân tích các chỉ tiêu thông số COD, BOD, SS của nước thải sinh hoạt để đánh
giá, nhận định đề đưa ra những lựa chọn hợp lý trong thiết kế mô hình và thiết kế hệ
thống xử lý nước thải sinh hoạt.
1.4.4. Xác định bộ thông số tối ưu
Xác định bộ thông số tối ưu với các thông số quan tâm như: COD, BOD, SS.
1.4.5. Tính toán thiết kế
Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải sinh hoạt và tính hiệu quả kinh
tế dựa trên hiệu quả xử lý.
1.5.

Phương pháp nghiên cứu

1.5.1 Phương pháp tìm kiếm thông tin

Tìm kiếm thông tin
.

trên

mạng

internet

thông

qua

trang

web:

Tìm kiếm thông tin trên các tài liệu chuyên ngành trong các thư viện.
Tìm kiếm thông tin thông qua sự thảo luận trao đổi với bạn bè và giáo viên
hướng dẫn.
1.5.2. Phương pháp khảo sát thực tế
Khảo sát thực địa tại địa bàn nghiên cứu.
Dựa vào bản đồ quy hoạch của địa bàn nghiên cứu để xác định các thông số cần
thiết cho quá trình nghiên cứu.
1.5.3. Phương pháp thí nghiệm
Phân tích chỉ tiêu COD theo TCVN 4565 – 88.
Phân tích chỉ tiêu BOD5 theo TCVN 6001 - 1995 (ISO 5815 - 1989).
Phân tích chỉ tiêu SS theo TCVN 6625 - 2000 (ISO 11923 - 1997).
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

3


1.6.

Phạm vi nghiên cứu

1.6.1. Không gian
Lấy mẫu nước thải tại khu lưu trú công nhân Nissei.
Đặt mô hình tại phòng thí nghiệm khoa Công nghệ môi trường, trường đại học
Nông Lâm.
Công tác phân tích mẫu được thực hiện tại Trung tâm công nghệ và quản lý môi
trường & tài nguyên – Trường Đại học Nông Lâm.
1.6.2. Thời gian
Thời gian vận hành mô hình và phân tích mẫu từ ngày 01/03/2009 đến
01/05/2009.
1.6.3. Đối tượng
Mô hình Unitank.
Lấy mẫu nước thải tại khu lưu trú công nhân Nissei.
1.7.

Ý nghĩa đề tài

Giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt gây ra cho môi trường khi không
được xử lý.
Kiểm chứng công nghệ Unitank về khả năng xử lý nước thải sinh hoạt và khả
năng áp dụng vào thực tiễn của công nghệ này.
Giải quyết vấn đề môi trường, xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư sắp
được xây dựng (Hòa Lợi).

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

4


CHƯƠNG 2. HIỆN TRẠNG VÀ TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
2.1.

Tổng quan địa bàn nghiên cứu
Tên dự án: Dự án đầu tư xây dựng kết cấu hạ tầng khu tái định cư Hòa Lợi.

Tên chủ đầu tư: Công ty Đầu tư và Phát triển Công nghiệp (BECAMEX IDC
CORP)
Trụ sở: 230 đại lộ Bình Dương, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh
Bình Dương.
Điện thoại liên lạc: 0650 - 3822655

Fax: 0650 - 3822713

Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số: 4606000003 do Sở Kế hoạch & Đầu
tư Tỉnh Bình Dương cấp, đăng ký lần đầu ngày 07 tháng 03 năm 2006, đăng ký thay
đổi lần thứ 1 ngày 08 tháng 05 năm 2006.
Đại diện: Nguyễn Văn Hùng

Chức vụ: Tổng giám đốc.

Vị trí dự án:
Khu tái định cư Hòa Lợi có tổng diện tích 1.411.005 ha thuộc xã Hòa Lợi,

huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương là một phần trong Khu liên hợp Công nghiệp - Dịch
vụ và Đô thị Bình Dương. Khu đất quy hoạch tiếp giáp với các khu vực lân cận như
sau:
- Phía Bắc: giáp một phần đất nông nghiệp hiện hữu thuộc xã Hòa Lợi, huyện
Bến Cát; phần phía Đông Bắc thuộc khu liên hợp đang được quy hoạch thành khu dân
cư Hòa Lợi.
- Phía Nam: giáp đường NT9 và đường tạo lực 5, đối diện là khu đô thị mới
thuộc khu liên hợp.
- Phía Đông: giáp khu công nghiệp Việt Nam - Singapore II.
- Phía Tây: giáp đất dân thuộc xã Hòa Lợi.
Quy mô của dự án:
- Tổng diện tích toàn khu: 1.411.005 m2.
- Mật độ xây dựng bình quân toàn khu: khoảng 45%.
- Diện tích đất ở: 729.453 m2.
- Dự kiến số dân: 25.220 người. Dự kiến số hộ dân: 6.000 hộ dân.
Nhu cầu cấp nước:

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

5


Hệ số dùng nước không điều hòa ngày Kngày = 1,3. Chỉ tiêu và nhu cầu dùng
nước được trình bày trong bảng 2.1 như sau:
Bảng 2.1. Nhu cầu dùng nước
STT

Mục đích dùng

Lưu lượng (m3)

Tiêu chuẩn

01

Cấp nước sinh hoạt

180 l/người/ngày

180 (l/người/ngày) x 25.220
(người) ~ 4.540

02

Cấp nước công trình
công cộng, thương
mại - dịch vụ

Bằng 15% nhu
cầu sinh hoạt

4.540 x 0,15 = 681

03

Cấp nước tưới cây,
rửa đường

Bằng 10% nhu

cầu sinh hoạt

4.540 x 0,10 = 454

04

Dự phòng và tổn
thất

Bằng 20% nhu
cầu dùng nước

(4.540+681+454)x0,2= 1.135

Tổng cộng

6.810
Nguồn: Công ty Đầu tư và Phát triển Công nghiệp, 2008

Lưu lượng nước thải sinh hoạt:
Hệ thống thoát nước mưa sẽ được tách riêng hệ thống thoát nước thải.
Theo như bảng 2.1 Nhu cầu dùng nước thì tổng nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt
cần được xử lý là:
- Nước sinh hoạt : 4.540 m3/ngày.

- Cấp nước dịch vụ: 681 m3/ngày.

Tổng nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt cần được xử lý là:
4.540 +681 = m3/ngày = 5.221 m3/ngày.
Nước thải bằng 80% lượng nước cấp: Qthải = 5.221 x 0.8 ≈ 4.000 m3/ngày

Nước thải sau khi qua bể tự hoại sẽ được thu gom và được xử lý tại trạm xử lý
tập trung khu xử lý nước thải.
2.2.

Tổng quan về nước thải sinh hoạt
Thành phần, nồng độ

Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt (nước thải từ nhà vệ sinh, giặt giũ, tắm
giặt, quá trình chuẩn bị bữa ăn) là có hàm lượng các chất hữu cơ cao, dễ bị phân hủy

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

6


sinh học (như carbohydrat, protein, mỡ…), các chất dinh dưỡng (phosphat, nitơ), vi
trùng, chất rắn và mùi.
Theo thống kê của nhiều quốc gia đang phát triển, tải lượng các chất ô nhiễm do
mỗi người hàng ngày đưa vào môi trường (nếu không xử lý) có nồng độ các chất ô
nhiễm trong nước thải như trong bảng 2.3.
Bảng 2.2. Ước tính nồng độ và tải lượng chất ô nhiễm cho khu vực thiết kế.
Tính cho dự án
Chất ô nhiễm

Theo thống kê
(g/người.ngày)

Tổng tải lượng
(kg/ngày)

Nồng độ (mg/l)

QCVN
14:2008
(loại B)

BOD5

45 – 54

1.134,9– 1.361,8

271,7 - 326,0

50

COD

72 – 102

1.815,8 - 2.572,4

434,7 - 615,8

-

Chất rắn lơ lửng

70 – 145

1.765,4 - 3.656,9

422,6 - 875,5

100

Dầu mỡ

10 – 30

252,2 - 756,6

60,3 - 181,1

20

Tổng Nitơ

6 – 12

151,3 - 302,6

36,2 - 72,4

-

Amôni

2,4 - 4,8

60,5 - 121,1

14,5 - 28,9

-

Tổng phospho

0,8 - 4,0

20,2 - 100,8

4,8 - 24,1

10

Nguồn: Công ty Đầu tư và Phát triển Công nghiệp, 2008
Bảng 2.3. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Chất ô nhiễm

Theo thống kê
(g/người.ngày)

BOD5

45 – 54

COD

72 – 102

Chất rắn lơ lửng

70 – 145

Dầu mỡ

10 – 30

Tổng Nitơ

6 – 12

Amôni

2,4 - 4,8

Tổng phospho

0,8 - 4,0
Nguồn: WHO, 1993

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

7


2.3.

Các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt

2.3.1. Phương pháp xử lý cơ học
Phương pháp xử lý cơ học được sử dụng để tách các chất không hoà tan và một
phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải.
Trong nước thải sinh hoạt thường có các tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo
như thức ăn thừa, xương cá, cỏ, bao bì,… ngoài ra còn có các loại hạt lơ lửng ở dạng
huyền phù rất khó lắng. Tuỳ theo kích cỡ các hạt huyền phù được chia thành các hạt
chất lơ lửng có thể lắng được, hạt chất rắn keo được khử bằng đông tụ.
Các loại tạp chất trên dùng các phương pháp xử lý cơ học là thích hợp (trừ hạt
dạng chất rắn keo).
Lắng
Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng
riêng của nước. Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ
hơn sẽ nổi lên mặt nước. Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẫn lắng
và nổi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn.
Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1 trước
công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học.
Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắng như: bể
lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục.
Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bể
lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số loại bể lắng khác.
Bể lắng cát
Dựa vào nguyên lý trọng lực, dòng nước thải được cho chảy qua “bẫy cát”. Bẫy
cát là các loại bể, hố, giếng... cho nước thải chảy vào theo nhiều cách khác nhau. Nước
qua bể lắng dưới tác dụng của trọng lực, cát nặng sẽ lắng xuống đáy và kéo theo một
phần chất đông tụ.
Bể lắng đứng
Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chử nhật trên mặt bằng. Bể lắng đứng

thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m3/ngày đêm. Nước thải
được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng. Vận
tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng. Nước trong
được tập trung vào máng thu phía trên. Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp
cụt phía dưới.

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

8


Bể lắng ngang
Bể lắng ngang có hình dạng chử nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng và
chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m. Bể lắng ngang dùng cho các trạm xử
lý có công suất lớn hơn 15.000 m3/ ngày đêm. Trong bể lắng nước thải chuyển động
theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể và được dẫn tới các công trình xử lý tiếp
theo, vận tốc dòng chảy trong vùng công tác của bể không được vượt quá 40 mm/s. Bể
lắng ngang có hố thu cặn ở đầu bể và nước trong được thu vào ở máng cuối bể.
Bể lắng ly tâm
Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng, đường kính bể từ 16 đến 40 m
(có trường hợp tới 60m), chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường kính bể. Bể lắng ly
tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ngày đêm. Trong bể
lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể. Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn
được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay
hợp với trục 1 góc 450. Đáy bể thường làm với độ dốc I = 0,02 – 0,05. Dàn quay với
tốc độ 2 - 3 vòng trong 1 giờ. Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể
phía trên.
Lọc
Lọc được dùng trong xử lý nước thải để tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi

nước mà bể lắng không lắng được. Trong các loại phin lọc thường có loại phin lọc
dùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc dạng hạt. Vật liệu lọc dạng tấm có thể làm bằng tấm
thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không rỉ và các loại vải khác nhau, tấm lọc cần có
trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị trươn nở và bị phá hoại ở điều kiện lọc.
Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than gầy (anthracit), than cốc, sỏi, đá nghiền,
thậm chí cả than nâu, than bùn hay than gỗ. Trong xử lý nước thải thường dùng thiết bị
lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở. Ngoài ra còn dùng các loại lọc ép khung bản, lọc
quay chân không, các máy vi lọc hiện đại. Đặc biệt là đã cải tiến các thiết bị lọc trước
đây thuần tuý là lọc cơ học thành lọc sinh học, trong đó vai trò của màng sinh học
được phát huy nhiều hơn.
Bể tuyển nổi
Bể tuyển nổi thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước
thải công nghiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ. Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng
dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất
nổi.
Song chắn rác
Nhằm giữ lại các vật thô như giẻ, giấy, rác… ở trước song chắn rác. Các thanh
chắn rác được làm bằng sắt tròn hoặc vuông(sắt tròn được = 8 – 10 mm) thanh nọ cách
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

9


thanh kia 1 khoảng 60 – 100 mm để chắn vật thô và 10 – 25 mm để chắn vật nhỏ hơn,
đặt nghiêng theo dòng chảy 1 góc 60 - 750. Vận tốc dòng chảy thường lấy 0,8 - 1 m/s
để tránh lắng cát.
2.3.2 Phương pháp xử lý hóa học
Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hoà, oxy
hoá và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương

pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và
trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử
lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý
nước thải lần cuối để thải vào nguồn.
Trung hoà
Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng
thái trung tính với pH khoảng 6,5 - 8,5. Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều
cách: trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm; bổ sung thêm các tác nhân hoá học;
lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hoà; hấp phụ nước thải chứa axit bằng
nước thải chứa kiềm.
Phương pháp oxy hoá khử
Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong nước
thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải. Quá trình này tiêu tốn
một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùng
trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẫn trong nước thải không thể
tách bằng những phương pháp khác. Thường sử dụng các chất oxy hoá như: Clo khí và
lỏng, nước Javen NaOCl, Kalipermanganat KMnO4, Hypo Chloric Canxi Ca(ClO)2,
H2O2, Ozon …
Keo tụ
Dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ (phèn)
và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo có trong nước thải
thành những bông có kích thước lớn hơn, trong quá trình lắng cơ học chỉ lắng được các
hạt chất rắn huyền phù có kích thước > 10-2 mm, còn các hạt nhỏ ở dạng keo không thể
lắng được. Ta có thể làm tăng kích thước các hạt nhờ tác dụng tương hổ giữa các hạt
phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để có thể lắng được. Muốn vậy cần trước hết là
trung hoà điện tích giữa chúng, tiếp theo là liên kết chúng lại với nhau. Quá trình trung
hoà điện tích các hạt là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông cặn lớn từ
các hạt nhỏ là quá trình keo tụ.
Ozon hoá

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

10


Là phương pháp xử lý nước thải có chứa chất hữu cơ dạng hoà tan và dạng keo
bằng Ozon. Ozon dễ dàng nhường Oxi nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ.
Phương pháp điện hoá học
Thực chất là phá hủy các tạp chất độc hại có trong nước thải bằng cách Oxi hoá
điện hoá trên cực anot hoặc dùng để phục hồi các chất quý. Thông thường hai nhiệm
vụ phân hủy chất độc hại và thu hồi chất quý được thực hiện đồng thời.
Khử trùng nước thải
Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt. Khi
xử lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank) số lượng vi
khuẩn giảm xuống còn 5%, trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1 - 2%. Nhưng
để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng Chlor hoá, Ozon
hoá, điện phân, tia cực tím …
Phương pháp Chlor hoá
Chlor được cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Chlorua vôi. Lượng Chlor
hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sau
xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn. Chlor phải được trộn đều với nước
và để đảm bảo hiệu quả khử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước và hoá chất là 30 phút
trước khi nước thải ra nguồn. Hệ thống Chlor hoá nước thải Chlor hơi bao gồm thiết bị
Chlorato, máng trộn và bể tiếp xúc. Chlorato phục vụ cho mục đích chuyển Chlor hơi
thành dung dịch Chlor trước khi hoà trộn với nước thải và được chia thành 2 nhóm:
nhóm chân không và nhóm áp lực. Chlor hơi được vận chuyển về trạm xử lý nước thải
dưới dạng hơi nén trong banlon chịu áp. Trong trạm xử lý cần phải có kho cất giữ các
banlon này. Phương pháp dùng Chlor hơi ít được dùng phổ biến.
Phương pháp Chlor hoá nước thải bằng Chlorua vôi

Áp dụng cho trạm nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngày đêm. Các công
trình và thiết bị dùng trong dây chuyền này là các thùng hoà trộn, chuẩn bị dung dịch
Chlorua vôi, thiết bị định lượng máng trộn và bể tiếp xúc.
Với Chlorua vôi được hoà trộn sơ bộ tại thùng hoà trộn cho đến dung dịch 10 15% sau đó chuyển qua thùng dung dịch. Bơm định lượng sẽ đưa dung dịch Chlorua
vôi với liều lượng nhất định đi hoà trộn vào nước thải. Trong các thùng trộn dung dịch,
Chlorua vôi được khuấy trộn với nước cấp bằng các cánh khuấy gắn với trục động cơ
điện.
Phương pháp Ozon hoá
Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoá bằng
Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước. Bằng Ozon hoá có
thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, thuốc nhuộm … Sau quá
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

11


trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99. Ngoài ra, Ozon còn oxy hoá
các hợp chất Nitơ, Photpho… Nhược điểm chính của phương pháp này là giá thành
cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp.
2.3.3. Phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp xử lý sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật
để phân hủy các chất bẫn hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các hợp
chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong
quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng
và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu
cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá. Phương pháp xử lý sinh học có thể
thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí
(không có oxy).
Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại

nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phương pháp này
thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải.
Quá trình xử lý sinh học gồm các bước :
- Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan
thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh.
- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ
trong nước thải.
- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng.
Để tách các chất bẫn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên,
người ta xử lý nước thải trong ao, hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh
đồng lọc…).
Hồ sinh vật
Là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo còn gọi là hồ oxy hoá, hồ ổn
định nước thải,… là hồ để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Trong hồ sinh
vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ như vi khuẩn, tảo và các loại
thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt. Vi sinh vật sử
dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để
oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ
sự phân hủy, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để hồ hoạt động bình thường cần
phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60oC.
Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại: hồ hiếu
khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí.
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

12


Hồ sinh vật hiếu khí
Quá trình xử lý nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp

qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các
hệ thống thiết bị cấp khí. Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn từ 0,5 - 1,5m.
Hồ sinh vật tuỳ tiện
Có độ sâu từ 1,5 – 2,5 m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có
thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẫn hữu cơ.
Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối
với sự chuyển hoá các chất.
Hồ sinh vật yếm khí
Có độ sâu trên 3 m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí
bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc. Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng
hoá sinh học để phân hủy và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất
đơn giản dễ xử lý. Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70%. Tuy nhiên nước
thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý
nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc.
Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc
Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước
thải. Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời,
không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và
giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân hủy chúng thành các
chất đơn giản để cây trồng hấp thụ. Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần được
cây trồng sử dụng. Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho
nước nguồn.
Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu
rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật. Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau:
phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt
bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc.
Quá trinh oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánh
đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều. Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi
sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2. Để đảm

bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện
pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo. Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có
thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit……
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

13


Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bể lọc sinh
học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau :
Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu kỳ tưới
đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc. Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thu nước
và được dẫn ra khỏi bể. Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể.
Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá … đường kính
trung bình 20 – 30 mm. Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vật liệu
lọc/ngày đêm). Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 – 2 m. Hiệu quả xử lý nước thải theo
tiêu chuẩn BOD đạt 90%. Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1000
m3/ngày đêm.
Bể lọc sinh học cao tải
Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt,
nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực. Bể có tải trọng 10 – 20 m3
nước thải/1 m2 bề mặt bể /ngày đêm. Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn
người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch. Bể được thiết kế cho
các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngày đêm.
Bể hiếu khí có bùn hoạt tính – Bể Aerotank
Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để
trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh
vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng

vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành
các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền
(BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ
không hoà tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian
lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm
giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng
xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng
độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công
trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp
khí đầy đủ và liên tục.
Bể UASB
Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đó,
sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bông bùn) và các chất bẫn
hữu cơ được tiêu thụ ở đó. Các bọt khí mêtan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng
các chụp khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

14


lỏng và rắn. Pha lỏng được dẫn ra khỏi bể, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn.
Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành bể UASB.
Quá trình xử lý sinh học kỵ khí - Bể UASB
Quá trình xử lý sinh học kỵ khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật trong điều
kiện không có oxy để chuyển hoá các hợp chất hữu cơ thành Metan và các sản phẩm
hữu cơ khác.
Quá trình này thường được ứng dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải
công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao. Quá trình chuyển hoá chất hữu cơ trong nước
thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo 3 giai đoạn:

Một nhóm vi sinh tự nhiên có trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ
phức tạp và lypit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như Monosacarit,
amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động.
Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các
axit hữu cơ thường là axit acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit gọi là nhóm axit
focmon.
Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hoá hydro và axit acetic thành khí metan và
cacbonic. Nhóm vi khuẩn này gọi là mêtan focmơ, chúng có rất nhiều trong dạ dày của
động vật nhai lại (trâu, bò…) vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn metan focmơ là
tiêu thụ hydro và axit acetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí
chất thải được thực hiện khi khí mêtan và cacbonic thoát ra khỏi hỗn hợp.

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

15


CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1.

Vật liệu nghiên cứu

3.1.1 Giới thiệu công nghệ Unitank
Hoạt động của Unitank là hoạt động kết hợp của SBR (sequenced batch reactor)
và bể aerotank dạng khuấy trộn hoàn toàn (completed mixed).
Quá trình hoạt động của unitank
Chu kì Unitank hoạt động như sau: gồm hai pha chính và hai pha phụ
+ Pha chính thứ nhất: Nước thải được đưa vào ngăn bên trái ngoài cùng (ngăn
A) lúc này đang được sục khí. Nước thải mới được đưa vào được trộn lẫn với bùn hoạt

tính. Các hợp chất hữu cơ, tác nhân gây bẫn cho nước bị hấp phụ và bị phá vỡ một
phần bởi bùn hoạt tính (quá trình tích luỹ). Từ ngăn A hỗn hợp bùn nước liên tục chảy
vào ngăn B cũng đang được sục khí. Tại đây vi sinh tiếp tục phá hủy các chất hữu cơ
đã được đưa vào và được hấp phụ ở ngăn A (quá trình tái sinh). Cuối cùng, hỗn hợp
bùn nước được chuyển sang ngăn C. lúc này ngăn C không sục khí cũng không khuấy
trộn mà đóng vai trò như một bể lắng, tạo điều kiện yên tĩnh cho bùn sa lắng dưới tác
dụng của trọng lực. Từ ngăn C, nước thải đã được trào qua máng răng cưa vào kênh
nước sạch, bùn dư cũng lấy ở đây, tại ngăn C.
+ Pha phụ thứ nhất: Hết pha chính thứ nhất là đến pha phụ thứ nhất kéo dài
trong một giờ. Trong suốt thời gian pha phụ thứ nhất, chức năng ngăn A thay đổi. Hệ
thống sục khí của ngăn A ngưng hoạt động để bùn trong ngăn này có thể lắng được
dưới tác dụng của trọng lực để chuẩn bị cho pha chính thứ hai (khi đầu ra sẽ được lấy
từ ngăn này). Ngăn B vẫn được sục khí như ở pha trước cũng như ngăn C vẫn đóng vai
trò làm bể lắng và dòng ra lấy tại đây. Trong pha phụ, nước thải được đưa vào ngăn
giữa (ngăn B) và tại đây vi sinh vật thực hiện chức năng oxy hoá và phân hủy các chất
hữu cơ gây bẫn. Sau đó, hỗn hợp nước thải và bùn được chuyển sang ngăn C và được
lắng tại đây. Từ ngăn C, nước thải đã được xử lý trào qua máng răng cưa vào kênh
nước sạch, bùn dư cũng được lấy từ đây.
+ Pha chính thứ hai: Tương tự pha chính thứ nhất, duy chỉ có đổi chiều ngược
lại. Nước thải được đua vào ngăn C dang sục khí. Nước thải mới vào được trộn lẩn với
bùn hoạt tính. Các hợp chất hữu cơ bị hấp phụ và bị phà vỡ. Từ ngăn C hỗn hợp bùn
nước sẽ liên tục chảy vào ngăn B cũng đang đang được sục khí. Tại đây vi sinh vật sử
dụng nguồn oxy được cấp vào để oxy hoá và tiếp tục phân hủy chất hữu cơ. Cuối cùng,
hỗn hợp bùn nước được đưa sang ngăn A không sục khí không khuấy trộn đóng vai trò
là lắng bùn dưới tác dụng của trọng lực. Từ ngăn A, nước thải đã được xử lý qua máng
răng cưa vào kênh nước sạch. Bùn dư cũng được lấy ra tại đây.
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

16

+ Pha phụ thứ hai: Hết pha chính thứ hai là đến pha phụ thứ hai kéo dài trong
một giờ.Tương tự trong pha phụ thứ nhất nhưng trong pha này, ngăn C ngưng hoạt
động để bùn lắng xuống để chuẩn bị cho pha chính thứ nhất. Còn ngăn A đóng vai trò
làm bể lắng và dòng ra được lấy tại đây. Sau khi pha phụ thứ hai kết thúc cũng là lúc
kết thúc một chu kì và bắt đầu một chu kì mới với pha chính thứ nhất, nước thải được
đưa vào ngăn A

Hình 3.1. Bể unitank
3.1.2 Ưu nhược điểm của Unitank
Ưu điểm của unitank
+ Tiết kiệm diện tích
+ Có thể linh động đối với các nồng độ nước thải khác nhau
+ Dễ dàng mở rộng, tăng công suất do cấu tạo có dạng module.
+ Do quá trình xử lý và lắng trong cùng 1 bể nên tiết kiệm được chi phí
+ Quá trình lắng tại chỗ nên ko cần hút bùn ra, nên có thể điều chỉnh được nồng
độ sinh khối cho lần hoạt động lần sau.
+ Quá trình sục khí và lắng từng mẻ của unitank sẽ có ưu điểm là dễ dàng điều
chỉnh được quá trình xử lý và đặc biệt là có khả năng khử nitơ.
Nhược điểm chính của Unitank
+Vận hành khó, do phải khống chế nhiều thông số.
+Đòi hỏi người vận hành phải có kiến thức chuyên môn.
+Thiết bị (van, bơm,...) nhiều nên tốn kém trong đầu tư

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

17

3.2. Mô hình
3.2.1. Bản vẽ thiết kế

Hình 3.2. Mô hình Unitank

Hình 3.3. Hình chiếu bằng

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

18


Hình 3.4. Hình chiếu cạnh

Hình 3.5. Mặt cắt A - A, B - B

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

19


Hình3.6. Mặt cắt C - C, D - D
3.2.2. Thông số thiết kế
Bảng 3.1. Thông số thiết kế mô hình
STT

CHI TIẾT

QUY CÁCH

SỐ
LƯỢNG

VẬT LIỆU

1

Đáy

400 x 400 (mm)

1

kính 5 mm

2

Vách dài

400 x 300 (mm)

2

kính 5 mm

3

Vách ngắn

200 x 300 (mm)

4

kính 5 mm

4

Vách chắn

200 x 250 (mm)

2

kính 5 mm

5

Máng thu nước

200 x 50 (mm)

2

kính 5 mm

6

Vách chắn bùn

200 x 150 (mm)

2

kính 5 mm

7

Van 2 chiều

Ø13 (mm)

2

đồng

8

Cục sục khí

3

đá

9

Thể tích mỗi ngăn

200 x 200 x 250 (mm)

-

-

10

Tổng thể tích

30 (lít)

-

-

11

Chiều cao an toàn

50 (mm)

-

-

12

Ống cấp khí

2 mét

3

13

Máy cấp khí

220V - 108 W

1

-

14

Máy bơm định lượng

220V - 1,5at

1

-

15

Ống cấp nước, thu
nước

1 mét

4

PE

16

Thùng chứa nước

160 lít

1

PVC

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

-

20

PE

GHI
CHÚ


3.2.3. Phương pháp vận hành mô hình
Do chỉ là mô hình nên không đủ điều kiện vận hành tự động nên phải vận hành

thủ công.
Giai đoạn đầu cần thêm pha làm đầy, ở pha này van sục khí ở ngăn A và B mở,
van xả nước ở ngăn C mở. Pha này chỉ thực hiện một lần duy nhất trong lần đầu tiên
vận hành mô hình. Tiến hành cấy bùn hoạt tính trong giai đoạn này. Pha này kết thúc
khi nước bắt đầu chảy ra từ van xả nước của ngăn C. Kết thúc pha này, mô hình vận
hành theo pha chính thứ nhất.
+ Pha chính thứ nhất: Mở van sục khí ở ngăn A và B, ngắt van xả nước ở ngăn
A. Nước thải được đưa vào ngăn A, lúc này đang được sục khí. Nước thải mới được
đưa vào được trộn lẫn với bùn hoạt tính. Từ ngăn A hỗn hợp bùn nước liên tục chảy
vào ngăn B cũng đang được sục khí. Van thu nước ở ngăn C mở, trong 10 phút đầu,
lượng nước thu được có lẫn bùn ở máng răng cưa sẽ tuần hoàn lại vào ngăn A. Sau 10
phút này, nước thải đã được trào qua máng răng cưa vào kênh nước sạch.
+ Pha phụ thứ nhất: Ngắt van sục khí ngăn A, chuyến nạp nước từ ngăn A, nạp
nước vào ngăn B. Ngăn C vẫn hoạt động bình thường. Ngăn B vẫn được sục khí như ở
pha trước. Ngăn C vẫn đóng vai trò làm bể lắng và dòng ra lấy tại đây.
+ Pha chính thứ hai: Tương tự pha chính thứ nhất, duy chỉ có đổi chiều ngược
lại. Mở van sục khí ở ngăn C và B, ngắt van xả nước ở ngăn C. Nước thải được đưa
vào ngăn C, lúc này đang được sục khí. Nước thải mới được đưa vào được trộn lẫn với
bùn hoạt tính. Từ ngăn A hỗn hợp bùn nước liên tục chảy vào ngăn B cũng đang được
sục khí. Van thu nước ở ngăn A mở, trong 10 phút đầu, lượng nước thu được có lẫn
bùn ở máng răng cưa sẽ tuần hoàn lại vào ngăn C. Sau 10 phút này, nước thải đã được
trào qua máng răng cưa vào kênh nước sạch.
+ Pha phụ thứ hai: Cũng tương tự như pha phụ thứ nhất nhưng đảo chiều ngược
lại. Ngắt van sục khí ngăn C. Chuyển nạp nước từ ngăn C, nạp nước vào ngăn B. Ngăn
A vẫn hoạt động bình thường. Ngăn B vẫn được sục khí như ở pha trước. Ngăn A vẫn
đóng vai trò làm bể lắng và dòng ra lấy tại đây.
Hết pha này lại bắt đầu một chu kỳ làm việc mới với 4 pha lặp lại như trên, lưu
ý không lặp lại pha làm đầy.
3.3.

Bố trí thí nghiệm.

3.3.1. Thí nghiệm 1. Mức độ chịu tải
Tiến hành chạy mô hình với thông số thời gian lưu là 12 giờ, thay đổi tải lượng
từ thấp đến cao: 150 mg COD/l, 200 mg COD/l, 250 mg COD/l, 300 mg COD/l, 350
mg COD/l, 400 mg COD/l, 450 mg COD/l.
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

21


3.3.2. Thí nghiệm 2. Thời gian lưu tối ưu
Trong thí nghiệm này, nồng độ chọn để vận hành mô hình là nồng độ của COD
cao nhất tương đương 420 – 450 mgCOD/l. Chọn thời gian lưu nước trong 2 ngăn sục
khí và ngăn lắng lần lượt là 5h, 6h, 7h, 8h, 9h, 10h, 11h, 12h. Phân tích mẫu nước thải
đầu vào và ra để tính và so sánh hiệu suất xử lý. Lựa chọn thời gian lưu tối ưu.
3.3.3. Thí nghiệm 3. Hiệu suất xử lý của bể Unitank
Từ kết quả của 2 thí nghiệm về mức chịu tải và thời gian lưu tối ưu ta chọn
thông số tối ưu của 2 điều kiện trên và tiến hành chạy mô hình với nước thải sinh hoạt.
3.3.4. Thí nghiệm kiểm tra các thông số COD, BOD, SS
™

Phân tích COD
a. Dụng cụ và thiết bị
-

Pipet 25mL

-

Ống đong 100mL

-

Buret 25mL

-

Ống nghiệm có nút vặn

-

Hệ thống chưng cất hoàn lưu

-

Bình tam giác 125mL, 50mL

-

Tủ sấy có điều chỉnh nhiệt độ (150oC)

b. Hoá chất
Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,0167M: Hoà tan 4,913g K2Cr2O7 (đã sấy ở 105oC
trong 2h) trong 500mL nước cất), thêm vào 167mL H2SO4 đậm đặc và 33,3g HgSO4
khuấy tan, để nguội đến nhiệt độ phòng, định mức thành 1L.
Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,0417M: Hoà tan 12,259g K2Cr2O7 (đã sấy ở 105oC
trong 2h) trong nước cất và định mức thành 1L.
Acid sulfuric reagent: Cân 5,5g Ag2SO4 trong 1Kg H2SO4 đậm đặc (d = 1,84),

để 1 ÷ 2 ngày để hòa tan hoàn toàn.
Chỉ thị màu Ferroin: Hoà tan hoàn toàn 1,10 ÷ 1,485g pheanthroline
monohydrate và thêm 0,695g FeSO4.7H2O trong nước cất và định mức thành 100mL
(khi hai chất này trộn lẫn vào nhau thì dung dịch chỉ thị sẽ tan hoàn toàn và có màu
đỏ).
Dung dịch FAS 0,1M: Hoà tan 39,2g FAS trong một lít nước cất, thêm vào
20mL H2SO4 đậm đặc, để nguội và định mức thành 1L.
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

22


c. Quy trình thí nghiệm
Bước 1: Rửa sạch ống nghiệm có nút vặn kín trước khi sử dụng.
Bước 2: Chọn thể tích mẫu và thể tích hoá chất sử dụng tương ứng như sau:
K2Cr2O7

Tổng thể
tích

Ống nghiệm
(đường kính x
dài) (mm)

(mL)

16 x 100

2,5

1,5

3,5

7,5

20 x 150

5,0

3,0

7,0

15,0

25 x 150

10,0

6,0

14,0

30,0

Ống chuẩn
10mL

2,5

1,5

3,5

7,5

Mẫu

H2SO4 Reagent

0,0167M

(mL)

(mL)

(mL)

Bước 3: Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm dung dịch K2Cr2O7 0,0167M vào. Sau
đó tiếp tục cho H2SO4 reagent vào bằng cách cho acid chảy từ từ dọc theo thành ống.
Đậy nút vặn ngay, lắc kỹ nhiều lần.
Bước 4: Đem sấy ở nhiệt độ 150oC trong 2h.
Bước 5: Lấy ống nghiệm ra, để nguội đến nhiệt độ phòng. Sau đó đổ dung dịch
trong ống nghiệm vào bình tam giác 100mL, thêm vài giọt chỉ thị ferroin và định phân
bằng FAS 0,1M. Dứt điểm khi mẫu chuyển từ màu xanh lá sang màu nâu đỏ.
d. Tính toán kết quả
COD (mg O2/L) =

( A − B) M × 800
V

Trong đó:
A: Thể tích FAS dùng định phân mẫu trắng B, mL
B: Thể tích FAS dùng định phân mẫu cần xác định, mL
M: Nồng độ mol của FAS
V: Thể tích mẫu, mL
™

Phân tích BOD
a. Dụng cụ và thiết bị
-

Tủ định ôn BOD ở nhiệt độ 20oC ± 1oC

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

23


-

Chai BOD 300mL

-

Ống đong 100mL

-

Bình tam giác 500mL

-

Beaker 500mL

-

Buret

-

Pipet

-

Máy khuấy từ

b. Hoá chất
Dung dịch đệm phosphate: Hoà tan 8,5g KH2PO4; 21,75g K2HPO4; 33,4g
NaHPO4 và 1,7g NH4Cl trong 500mL nước cất và định mức thành 1L.
Dung dịch MgSO4: Hoà tan 22,5g MgSO4.7H2O trong nước cất, định mức thành
1L.
Dung dịch CaCl2: Hoà tan 27,5g CaCl2 trong nước cất, định mức thành 1L.
Dung dịch FeCl3: Hoà tan 0,225g FeCl3.6H2O trong nước cất, định mức thành
1L.
Dung dịch H2SO4 1N và NaOH 1N
Dung dịch Na2SO3: Hoà tan 1,575g Na2SO3 trong 1L nước cất.

Dung dịch acid glutamic – glucose: Sấy glucose và acid glutamic ở nhiệt độ
103 C trong 1h. Hoà tan 150mg glucose và 150mg acid glutamic trong 1L nước cất.
o

Dung dịch ammonoum chroride: Hoà tan 1,15g NH4Cl trong nước cất, chỉnh PH
= 7,2 bằng NaOH và pha loãng thành 1L.
c. Quy trình thí nghiệm
•

Chuẩn bị nước pha loãng

Nước pha loãng được chuẩn bị bằng cách thêm mỗi 1 mL các dung dịch đệm
phosphate, MgSO4, CaCl2, FeCl3, cho mỗi lít nước cất bão hòa oxi và giữ ở nhiệt độ
20oC ± 1oC (nước pha loãng được sục khí hơn 2h).
•

Xử lý mẫu

Bước 1: Trung hoà mẫu đến PH = 6,8 – 7,5 bằng NaOH hoặc H2SO4 (nếu mẫu
có tính kiềm hoặc acid).
Bước 2: Pha loãng mẫu theo tỉ lệ
Bước 3: Cho mẫu vào mỗi chai bằng cách nhúng pipet xuống đáy chai, thả từ từ
mẫu vào chai cho đến khi đạt thể tích cần sử dụng, đậy nút chai lại (tránh bọt khí). Một
GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

24


chai đậy kín để ủ 5 ngày (DO5) ở 20oC, niêm bằng một lớp nước mỏng ở miệng chai và

một chai định phân tức thì (DO).
™

Phân tích SS
a. Dụng cụ, thiết bị
-

Đĩa peptri

-

Giấy lọc sợi thủy tinh GF/C

-

Bộ lọc chân không

-

Bếp cách thủy

-

Bình hút ẩm

-

Tủ sấy ổn định nhiệt

-

Tủ nung ổn định nhiệt

-

Cân phân tích

-

Ống đong 50mL

b. Quy trình xác định
Buớc 1: Sấy giấy lọc GF/C trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 – 105oC khoảng 1h
Bước 2: Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm khoảng 30 phút.
Bước 3: Cân trọng lượng giấy lọc, P1 (mg)
Bước 4: Để giấy lọc lên hệ thống lọc hút chân không
Bước 5: Lấy 50mL nước lọc qua giấy lọc trên
Bước 6: Sấy giấy lọc đã lọc trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 – 105oC khoảng 1h
Bước 7: Lấy ra, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng khoảng 30 phút.
Bước 8: Cân trọng lượng giấy lọc, P2 (mg).
c. Tính toán kết quả
SS (mg/l) =

( P2 − P1 )1000
V

Trong đó:
V: Thể tích mẫu (ml)
P1: Trọng lượng giấy lọc trước khi lọc (mg)
P2:Trọng lượng giấy lọc sau khi lọc (mg)

GVHD: Th.S Lê Tấn Thanh Lâm
SVTH: Thi Quốc Vương

25