Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty dệt nhuộm sài gòn công suất 2000m3ngày

Nội dung
Chương I.......................................................................................................... GIỚI THIỆU
3
I. Đặt vấn đề...............................................................................3
II. Nội dung của đề tài...............................................................3

Chương II. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP
DỆT 4
I. Tổng quan....................................................................................4
II. Quy trình công nghệ..................................................................4
1) Làm sạch nguyên liệu...................................................5
2) Chải...................................................................................5
3) Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi.........................................6
4) Hồ sợi dọc........................................................................6
5) Dệt vải.............................................................................6
6) Giũ hồ..............................................................................6
7) Nấu vải.............................................................................6
8) Làm bóng vải.................................................................6
9) Tẩy trắng..........................................................................6
10) Nhuộm vải và hoàn thiện........................................6

Chương III. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC
THẢI DỆT NHUỘM..................................................7
I. Phương pháp cơ học...................................................................7
1) Song chắn rác..................................................................7
2) Bể lắng cát.....................................................................7
3) Bể tách dầu mỡ............................................................7
4) Bể lọc cơ học....................................................................7
II. Phương pháp hóa học và hóa lý.........................................8
1) Phương pháp hoá học.....................................................8
2) Phương pháp hoá lý.......................................................8

III. Phương pháp sinh học..............................................................10
1) Các công trình xử lý sinh học nước thải trong điều
kiện tự nhiên.................................................................10
2) Các công trình xử lý sinh học nước thải trong điều
kiện nhân tạo................................................................12
IV. Phương pháp xử lý cặn........................................................16
3) Sân phơi bùn..................................................................16
Trang 1


4) Máy lọc cặn chân không............................................17
5) Máy lọc ép băng tải...................................................17
6) Máy ép cặn ly tâm.....................................................18
7) Bể Mêtan........................................................................18
V. Phương pháp khử trùng.........................................................18

Chương IV. ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI..........................20
I. Lựa chọn công nghệ..............................................................20
1) Cơ sở lựa chọn công nghệ..........................................20
2) Dề xuất dây chuyền công nghệ.............................21
II. Tính toán các công trình đơn vò............................................22
1) Song chắn rác................................................................23
2) Hầm tiếp nhận.............................................................25
3) Bể điều hoà..................................................................27
4) Bể keo tụ – tạo bông....................................................29
5) Bể lắng I.........................................................................33
6) Bể Aerotank.....................................................................37
7) Bể lắng II........................................................................47
8) Bể chứa bùn.................................................................52

9) Bể khử trùng................................................................53

Chương V................................................................................................. DỰ TOÁN CHI PHÍ
55

Trang 2


Chương I.
I.

GIỚI THIỆU

Đặt vấn đề

Ngày nay, vấn đề môi trường đang rất được quan tâm, đặc biệt là
vấn đề nước thải trong các quy trình sản xuất công nghiệp. Hầu hết
nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp chế biến, sản xuất khi xả ra
môi trường đều chưa đạt tiêu chuẩn cho phép đã dẫn đến chất
lượng môi trường ngày càng bò suy thoái nghiêm trọng, đặc biệt là
chất lượng nước. Riêng với ngành dệt nhuộm thì thành phần, yếu
tố được quan tâm nhiều nhất hàm lượng COD, BOD, độ màu…. Đặc
tính nước thải của mỗi loại hình dệt nhuộm thường khác nhau, nó
phụ thuộc vào công nghệ gia công, vào loại hoá chất sử dụng.
Đối với Công ty dệt nhuộm Sài Gòn là một trong những công ty
chuyên dệt và nhuộm màu cho sản phẩm để vụ cho nhu cầu thò
trường trong và ngoài nước, trong quy trình sản xuất phát sinh một
lượng nước thải lớn. Nước thải có hàm lượng COD, BOD 5, độ màu…
vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhưng chưa được xử lý tốt do chưa có
hệ thống xử lý nước thải. Trước tình hình đó công ty cần xây dựng

hệ thống xử lý nước thải trước khi thải vào nguồn tập trung. Do đó
đồ án “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty
dệt nhuộm Sài Gòn công suất 2000m 3/ngày” sẽ đề ra phương pháp xử lý nước
thải thích hợp cho cơng ty đển nhằm góp phần cùng công ty bảo vệ môi
trường nước nói riêng và môi trường nói chung.

II.

Nội dung của đề tài
Tổng quan về ngành công nghiệp cần xử lý nước thải: Tình hình
sản xuất và thành phần tính chất nước thải cũng như dự trù nguồn
phái thải trong dây chuyền sản xuất.
Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải hiện nay
Dây chuyền công nghệ hệ thống xử lý nước thải và thuyết minh
dây chuyền
Thuyết minh chi tiết các công trình đơn vò đã giao
Tính toán sơ bộ mạng lưới thu gom nước thải trong nhà máy
Tính toán đự đoán giá thành
Bản vẽ chi tiết các công trình đơn vò

Trang 3


Chương II.

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP
DỆT

I.

Tổng quan

Ngành dệt nhuộm là một trong những ngành công nghiệp có bề
dày truyền thống ở nước ta. Cùng với sự phát triển của đất nước,
ngành dệt nhuộm có nhiều thay đổi, ngày càng nhiều xí nghiệp nhà
máy ra đời, trong đó có xí nghiệp thuộc thành phần kinh tế ngoài
quốc doanh, liên doanh và 100% vốn đầu tư nước ngoài. Ngành công
nghiệp dệt nhuộm cũng là ngành đang phát triển nhanh chóng do có
sự đầu tư của trong và ngoài nước. Trong điều kiện nền kinh tế hiện
nay, dệt nhuộm công nghiệp chiếm vò trí quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân, đóng góp đáng kể vào ngân sách nhà nước nguồn giải
quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động. Dệt nhuộm là loại hình
công nghiệp đa dạng về chủng loại sản phẩm và có sự thay đổi về
nguyên liệu, đặc biệt là thuốc nhuộm
Nước thải công nghiệp dệt nhuộm gây ô nhiễm nghiêm trọng
đối với môi trường sống, các chỉ số như: pH, COD, BOD, độ màu,
nhiệt độ đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả thải vào nguồn,
hàm lượng chất hoạt động bề mặt đôi khi quá cao lên tới 10 – 12
mg/l, khi xả vào nguồn nước như sông, kênh rạch thì nó tạo màng nổi
trên bề mặt, ngăn cản sự khuếch tán oxy vào môi trường nước
gây nguy hại cho hoạt động thủy sinh vật.
Một điều quan trọng nữa là độ màu của nước thải khá cao, việc
xả liên tục vào nước đã làm cho độ màu tăng dần, dẫn đến hiện
trạng nguồn nước bò đục, chính các thuốc nhuộm thừa có khả năng
hấp thụ ánh sáng ngăn cản sự khuếch tán ánh sáng vào nước, do
vậy thực vật dần dần bò hủy diệt, sinh thái nguồn nước có thể bò
ảnh hưởng nghiêm trọng. Thêm vào đó, thành phần nước thải rất
đa dạng, một số các kim loại nặng tồn tại dưới dạng phẩm nhuộm,
các hoá chất phụ trợ cũng hết sức nguy hại, là độc tố tiêu diệt
thủy sinh vật và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người.

II.

Quy trình công nghệ

Trang 4


1) Làm sạch nguyên liệu
Nguyên liệu thường được đóng dưới dạng kiện bông thô chứa
các sợi bông có kích thước khác nhau cùng với các tạp chất tự
nhiên như bụi, đất, hạt … nguyên liệu bông thô được đánh ống, làm
sạch, trộn đều. Sau quá trình làm sạch bông thu dưới dạng các tấm
bông phẳng đều.

2) Chải
Trang 5


Các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô.

3) Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi
Tiếp tục kéo sợi thô tại các máy sợi con để giảm kích thước sợi,
tăng độ bền và quấn sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc dệt
vải. Sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để
chuẩn bò dệt vải. Tiếp tục mắc sợi là dồn các quả ống để chuẩn
bò cho công đọan hồ sợi.

4) Hồ sợi dọc
Hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hồ

bao quanh sợi, tăng độ bean, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể
tiến hành dệt vải. Hóa chất hồ sợi: tinh bột, keo động vật, chất
làm mềm, chất béo, PVA…

5) Dệt vải
Kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc để hình thành tấm vải mộc
.

6) Giũ hồ
Tách các thành phần của hồ bám lên trên vải mộc bằng enzym
hoặc axit. Vải sau khi giũ hồ được giặt bằng nước, xà phòng, xút,
chất họat động bề mặt rồi đưa sang nấu tẩ .

7) Nấu vải
Loạt trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của xơ
sợi như dầu mỡ, sáp… sau khi nấu vải có độ mao dẫn và khả năng
thấm ướt cao, hấp thụ hóa chất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại
và đẹp hơn. Vải được nấu trong dung dòch kiềm và các chất tẩy giặt
ở áp suất và nhiệt độ cao. Sau đó vải được giặt nhiều lần.

8) Làm bóng vải
Mục đích làm cho sợi cotton trương nở làm tăng kích thước các mao
quản giữa các mạch phân tử làm cho sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm
nước, sợi bóng và tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm.

9) Tẩy trắng
Tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn làm cho vải
có độ trắng đúng yêu cầu chất lượng. Các chất tẩy: NaOCl, H 2O2 và
các chất phụ trợ khác. Đối với các mặt hàng vải khác nhau đòi
hỏi các phẩm nhuộm và môi trường khác nhau.

10) Nhuộm vải và hoàn thiện
Mục đích tạo màu sắc khác nhau của vải. Để nhuộm vải người ta
thường sử dụng chủ yếu các lọai thuốc nhuộm tổng hợp cùng với
các hóa chất trợ nhuộm để tạo sự gắn màu của vải. Phần thuốc
nhuộm dư không gắn vào vải đi vào nước thải phụ thuộc vào nhiều

Trang 6


yếu tố như công nghệ nhuộm. Lọai vải cần nhuộm, độ màu yêu
cầu…

Trang 7


Chương III.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC
THẢI DỆT NHUỘM

Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính
chất rất khác nhau: từ các loại chất rắn không tan đến các loại khó
tan và những hợp chất tan trong nước. Xử lý nước thải là loại bỏ
các tạp chất đó, làm sạch lại và có thể đưa nước vào nguồn tiếp
nhận hoặc tái sử dụng. Để đạt được những mục đích đó, chúng ta
thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương
pháp xử lý thích hợp.
Thông thường các phương pháp xử lý nước thải như sau:

I.

Phương pháp cơ học

Trong nước thải thường chứa các loại tạp chất rắn có kích cỡ
khác nhau bò cuốn theo như rơm cỏ, mẫu gỗ, bao bì chất dẻo, giấy
giẻ, dầu mỡ nồi, cát sỏi, các vụn gạch ngói … 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 ra thành hạt chất rắn lơ lửng có
thể lắng được, hạt chất rắn keo được khử bằng keo tụ. Các loại tạp
chất trên dùng các phương pháp xử lý cơ học là thích hợp (trừ loại
hạt dạng rắn keo).
Một số công trình xử lý cơ học như sau:

1) Song chắn rác
Nhằm giữ lại các vật thô như rác, giẻ, giấy, vỏ hộp, mẫu đất
đá…ở trước song chắn rác. Song làm bằng sắt tròn hoặc vuông
(sắt tròn có  = 8 -10mm), thanh nọ cách thanh kia một khoảng bằng
60 – 100mm để chắn vật thô và 10 -25mm để chắn vật nhỏ hơn, đặt
nghiên theo dòng chảy một góc 60 0 -750. Vận tốc dòng chảy thường
lấy 0.8 – 1m/s để tránh lắng cát

2) 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: theo tiếp tuyến, theo dòng ngang, theo
dòng từ trên xuống và toả ra xung quanh… Nước qua bể lắng dưới
tác dụng của trọng lực, cát nặng sẽ lắng xuống đáy và kéo theo
một phần chất đông tụ. Cát lắng ở bẫy cát thường ít chất hữu cơ.
Sau khi được lấy ra khỏi bể lắng cát, sỏi được loại bỏ.

Các loại bể lắng thông dụng là bể lắng cát ngang. Thường thiết
kế hai ngăn: một ngăn cho nước qua, một ngăn cào cát sỏi lắng.
Hai ngăn này làm việc luân phiên.

3) Bể tách dầu mỡ
Nước thải một số ngành công nghiệp ăn uống, chế biến bơ sữa,
các lò mổ, xí nghiệp ép dầu… thường có lẫn dầu mỡ. Các chất

Trang 8


này thường nhẹ hơn nước và nổi lên trên mặt nước. Nước thải sau
xử lý không có lẫn dầu mỡ được phép cho vào các thuỷ vực.
Ngoài ra, nước thải chứa dầu mỡ khi vào xử lý sinh học sẽ làm bít
các lổ hỏng ở các vật liệu lọc, ở phin lọc sinh học và còn làm
hỏng các cấu trúc bùn hoạt tính trong bể aerotank…
Ngoài cách làm các gạt đơn giản bằng các tấm sợi trên mặt
nước, còn có thiết bò tách dầu mỡ đặt trước dây chuyền xử lý
nước thải.

4) Bể lọc cơ học
Lọc được dùng trong xử lý nước thải để tách các tạp chất phân
tán nhỏ khỏi nước mà bể lắng không làm được. Trong các loại phin
lọc thường có loại phin lọc dùng vật liệu lọc dạng tấm và loại hạt.
Vật liệu lọc dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc
lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng thau và các loại vải
khác nhau. Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học,
không bò trương nở và bò phá huỷ ở điều kiện lọc. Vật liệu lọc dạng
hạt là các thạch anh, than cốc, sỏi, đá nghiền, thậm chí có than nâu,
than bùn hay than gỗ. Đặc tính quan trọng của lớp vật liệu lọc là độ

xốp và bề mặt riêng. Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng
của áp suất thuỷ tónh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước
vách vật liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc

II.

Phương pháp hóa học và hóa lý
Phương pháp hoá học và hoá lý là phương pháp dùng các phẩm
hoá học, cơ chế vật lý để loại bỏ các thành phần lơ lửng, các tạp
chất hoà tan, kim loại nặng góp phần làm giảm COD, BOD.
Bao gồm hai phương pháp:

1) Phương pháp hoá học
a) Trung hoà
Phương pháp hoá học thường được áp dụng nhiều nhất là phương
pháp trung hoà. Nước thải thường có những giá trò pH khác nhau,
muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến
hành trung hoà và điều chỉnh pH về 6.6 -7.6.
Trung hoà bằng cách dùng các dung dòch axít hoặc muối axít, các
dung dòch kiềm hoặc oxít kiềm để trung hoà nước thải.
Một số hoá chất dùng để trung hoà: CaCO 3, CaO, Ca(OH)2, MgO,
Mg(OH)2, NaOH, H2SO4…

b) Phương pháp oxy hoá và khử
Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất oxy
hoá như clo ở dạng khí và hoá lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclotit
canxi và natri, pemanganat kali, bicromat kali, peoxythydro (H 2O2), oxy không
khí, ozon, pyroluit (MnO2)…

Trang 9

Trong quá trình oxy hoá, các chất độc hại trong nước thải được
chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước. 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 nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những
phương pháp khác.
Hoạt động của các chất oxy hoá được xác đònh bởi đại lượng thế
oxy hoá. Các chất được biết trong tự nhiên, flour là chất oxy hoá
mạnh nhất nhưng cũng chính vì vậy mà nó không được ứng dụng trong
thực tế.

2) Phương pháp hoá lý
c) Keo tụ
Quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù
có kích thước lớn hơn 10 -2mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không
thể lắng được. Ta có thể làm tăng kích cỡ của chúng nhờ tác dụng
tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để
có thể lắng được. Muốn vậy, trước hết cần trung hòa điện tích của
chúng, để liên kết chúng lại với nhau. Quá trình trung hòa điện tích
các hạt được gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các
bông lớn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ.
Các hạt lơ lửng trong nước đều mang điện tích âm hoặc dương. Các
hạt có nguồn gốc từ silic và các hợp chất hữu cơ mang điện tích âm,
các hạt hidroxit sắt và hidroxit nhôm mang điện tích dương. Khi thế điện
động của nước bò phá vỡ, các hạt mang điện tích này sẽ liên kết
lại với nhau thành các tổ hợp các phần tử, nguyên tử hay các ion tự
do. Các tổ hợp này chính là các hạt bông keo. Có hai loại bông keo:
loại kò nước và loại ưa nước. Loại ưa nước thường ngậm thêm các

phân tử nước cùng vi khuẩn, vi rút. Loại keo kò nước đóng vai trò
chủ yếu trong công nghệ xử lý nước nói chung và trong xử lý nước
thải nói riêng.
Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối
sắt, muối nhôm hoặc hỗn hợp của chúng.
Các muối sắt có ưu điểm hơn so với các muối nhôm trong việc
làm đông tụ các chất lơ lửng của nước vì:






Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp
Khoảng pH tác dụng rộng hơn
Tạo kích thước và độ bền bông keo lớn hơn
Có thể khử được mùi khi có H2S.

Nhưng muối sắt cũng có nhược điểm: chúng tạo thành phức hòa
tan làm cho nước có màu. Những chất kết lắng thành bùn và trong
bùn có chứa nhiều hợp chất khó tan. Việc sử dụng làm phân bón
cần phải xem xét, cân nhắc, vì bùn này có thể làm cho cây trồng
khó tiêu hóa.

d) Hấp phụ
Trang 10


Phương pháp hấp phụ dùng để loại hết các chất bẩn hoà tan
trong nước mà phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp

khác không loại bỏ được với hàm lượng nhỏ. Thông thường đây là
các hợp chất hoà tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi, vò và
mùi rất khó chòu.
Các chất hấp phụ thông thường là: than hoạt tính, đất sét hoạt
tính, silicagen, keo nhôm, một số chất tổng hợp khác và một số chất
thải trong sản xuất như xỉ tro, xỉ mạ sắt… trong số này than hoạt tính
được dùng phổ biến nhất. Các hydroxit kim loại ít được sử dụng để
hấp phụ các chất khác nhau trong nước thải vì năng lượng tác dụng
tương hỗ của chúng với các phân tử của nước rất lớn, đôi khi cao
hơn cả năng lượng hấp phụ. Lượng chất hấp phụ tuỳ thuộc vào khả
năng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn có trong
nước. Phương pháp này có thể hấp phụ 58 – 95% các chất hữu cơ và
màu. Các chất hữu cơ có thể hấp phụ được là phenol, alkybenzen,
sunfonit axit, thuốc nhuộm và các hợp chất thơm.

e) Tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi này dựa trên nguyên tắc: các phần tử
phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng
kết dính vào các bọt khí nổi lên trên mặt nước. Sau đó người ta
tách các bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước. Thực chất quá
trình này là quá trình tách bọt hoặc làm đặc bọt. Trong một số
trường hợp, quá trình này cũng được dùng để tách các chất hoà tan
như các chất hoạt động bề mặt.
Phương pháp tuyển nổi được dùng rộng rãi trong luyện kim, thu hồi
khoáng sản quý và cũng được dùng trong lónh vực xử lý nước thải.
Quá trình này được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ vào
trong nước thải. Các bọt khí dính các hạt lơ lửng và nổi lên trên mặt
nước, khi nổi lên các bọt khí tập hợp thành bông hạt đủ lớn rồi tạo
thành một lớp bọt chứa nhiều hạt bẩn.
Tuyển nổi có thể đặt ở giai đoạn xử lý sơ bộ (bậc I)trước khi xử

lý nước cơ bản (bậc II). Bể tuyển nổi có thể thay thế cho bể lắng,
trong dây chuyền xử lý nó có thể đứng trước hoặc sau bể lắng,
đồng thời có thể ở giai đoạn xử lý bổ sung (hay triệt để – bậc III)
sau xử lý cơ bản.
Có hai hình thức tuyển nổi với:

 Sục khí ở áp suất khí quyển gọi là tuyển nổi bằng
không khí.
 Bão hoà không khí ở áp suất khí quyển sau đó thoát
khí ra khỏi nước ở áp suất chân không gọi là tuyển
nổi chân không.

f) Trao đổi ion
Thực chất của phương pháp trao đổi ion là một quá trình trong đó
các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với các ion có cùng

Trang 11


điện tích trong dung dòch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là
ionit (chất trao đổi ion). Chúng hoàn toàn không tan trong nước.
Phương pháp này được dùng để làm sạch nước nói chung trong đó
có nước thải, loại ra khỏi nước các ion kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Pb,
Cd, Mn…cũng như các hợp chất chứa asen, photpho, xianua và các chất
phóng xạ. Phương pháp này được dùng phổ biến để làm mềm nước
loại ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước cứng. Các chất trao đổi ion có thể
là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc hỗn
hợp.

III.

Phương pháp sinh học
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng
sống và hoạt động của vi sinh vật có tác dụng phân hóa những
chất hữu cơ. Do kết quả của quá trình sinh hóa phức tạp mà những
chất bẩn hữu cơ được khoáng hóa và trở thành nước, những chất
vô cơ và những chất khí đơn giản.
Nhiệm vụ của các công trình kỹ thuật xử lý nước thải bằng
phương pháp sinh học là tạo điều kiện sống và hoạt động của các vi
sinh hay nói cách khác là đảm bảo điều kiện để các chất hữu cơ
phân hóa được nhanh chóng.
Các công trình xử lý sinh học có thể phân thành hai nhóm: các
công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên và các công trình
xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo.

1) Các công trình xử lý sinh học nước thải trong
điều kiện tự nhiên
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch
của đất và nguồn nước. Việc xử lý nước thải dựa trên các công
trình: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học.
Việc xử lý nước thải trên cánh đồng tưới, bãi lọc diễn ra do kết
quả tổ hợp của các quá trình hóa lý và sinh hóa phức tạp. Thực
chất là khi cho nước thải thấm qua lớp đất bề mặt thì cặn được giữ
lại ở đấy, nhờ có oxy và các vi khuẩn hiếu khí mà quá trình oxy hóa
được diễn ra. Như vậy việc có mặt của oxy không khí trong các mao
quản đất đá là điều kiện cần thiết cho quá trình xử lý nước thải.
Càng sâu xuống lớp đất phía dưới, lượng oxy càng ít và quá trình oxy
hóa giảm dần. Cuối cùng đến độ sâu mà ở đó chỉ diễn ra quá
trình khử nitrat. Thực tế cho thấy rằng, quá trình xử lý nước thải qua
lớp đất bề mặt diễn ra ở độ sâu tới 1,5m. Cho nên cánh đồng

tưới, bãi lọc thường xây dựng ở những nơi mực nước ngầm thấp hơn
1,5m tính đến mặt đất.
Nhiều nước trên thế giới phổ biến việc dùng các khu đất thuộc
nông trường, nông trại ở ngoại ô đô thò để xử lý nước thải. Việc
dùng nước thải đã xử lý sơ bộ để tưới cho cây trồng so với việc
dùng nước ao hồ, năng suất của mùa màng tăng lên 2 - 3 lần có
khi lên tới 4 lần. Chính vì vậy, khi lựa chọn phương pháp xử lý nước
thải và vò trí các công trình xử lý, trước tiên phải xét đến khả

Trang 12


năng sử dụng nước thải sau khi xử lý phục vụ cho lợi ích nông
nghiệp. Chỉ khi không có khả năng đó người ta mới dùng phương
pháp xử lý sinh hóa trong điều kiện nhân tạo. Như vậy xây dựng
cánh đồng tưới phải tuân theo hai mục đích:

 Vệ sinh tức là xử lý nước thải.
 Kinh tế nông nghiệp, tức là sử dụng nước thải để
tưới ẩm và sử dụng các chất dinh dưỡng có trong
chất thải để bón cho cây trồng.
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh và trứng giun
sán. Vì vậy khi xây dựng và quản lý các công trình trên phải tuân
theo những yêu cầu vệ sinh nhất đònh. Nếu khu đất chỉ dùng để xử
lý nước thải hoặc chứa nước thải khi cần thiết thì được gọi là bãi
lọc.
Xử lý nước thải ở hồ sinh học là lợi dụng quá trình tự làm sạch
của hồ. Lượng oxy cấp cho quá trình sinh hóa chủ yếu là do không khí
xâm nhập qua mặt hồ và do quá trình quang hợp của thực vật nước.

g) Hồ sinh vật
Hồ sinh học là hồ chứa dùng để xử lý nước thải bằng phương
pháp sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ. Trong
số những công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên thì hồ
sinh học được áp dụng rộng rãi hơn.
Ngoài ra, xử lý nước thải trong hồ sinh học còn đem lại những lợi
ích sau:

 Nuôi trồng thủy sản.
 Nguồn nước để tưới cho cây trồng.
 Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát
nước đô thò.
 Không đòi hỏi nhiều vốn đầu tư.
 Bảo trì vận hành đơn giản, không đòi hỏi có người
quản lý thường xuyên.
 Hầu hết các đô thò có nhiều ao hồ hay khu ruộng trũng
đều có thể tận dụng làm hồ sinh học mà không cần
xây dựng thêm
 Có nhiều điều kiện kết hợp mục đích xử lý nước thải
với việc nuôi trồng thuỷ sản và điều hoà nước mưa.

h) Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc

Trong nước thải sinh hoạt có chứa các thành phần chất dinh dưỡng
cho cây trồng như: đạm, lân, kali,… hàm lượng của chúng phụ thuộc
vào tiêu chuẩn thải nước. Những nguyên tố này chủ yếu ở dạng
hòa tan, một phần ở dạng lơ lửng.
Để tránh cho đất đai không bò dầu mỡ và các chất lơ lửng bòt kín
các mao quản thì nước thải trước khi đưa lên cánh đồng tưới, bãi lọc
cần phải được xử lý sơ bộ.

Cánh đồâng tưới và bãi lọc là những ô đất được san phẳng hoặc
dốc không đáng kể và được ngăn cách bằng những bờ đất. Nước

Trang 13


thải được phân phối vào những ô đất đó nhờ hệ thống mạng lưới
tưới. Mạng lưới tưới bao gồm: mương chính, mương phân phối và hệ
thống mạng lưới tưới trong các ô.
Việc xác đònh diện tích cánh đồng tưới còn phụ thuộc vào tiêu
chuẩn tưới. Tiêu chuẩn tưới chỉ có thể xác đònh được khi tính đến
tất cả các yếu tố khí hậu, thủy văn và kỹ thuật cây trồng. Trong
mọi trường hợp, điều kiện vệ sinh là yếu tố chủ đạo. Từ yêu cầu
về bón và độ ẩm đối với cây trồng, người ta đònh ra tiêu chuẩn
tưới và bón. Những số liệu xác đònh tiêu chuẩn tưới là những yêu
cầu về chất dinh dưỡng của cây trồng và hàm lượng các chất đó
ở trong nươc thải.

2) Các công trình xử lý sinh học nước thải trong
điều kiện nhân tạo
Các phương pháp sinh học xử lý nước thải trong điều kiện tự
nhiên là các phương pháp dựa vào khả năng tự làm sạch của các
nguồn nước ô nhiễm, nhờ vào hoạt động sống của sinh vật sống
trong những nguồn nước ô nhiễm đó. Những phương pháp này có
những ưu điểm sau:

 Đầu tư cho xử lý thấp.
 Dễ vận hành.

Đối với những loại nước thải không ô nhiễm nặng và chứa

nhiều chất hữu cơ đều có thể sử dụng cho mục đích trồng trọt và
chăn nuôi theo hướng tái sử dụng. Biện pháp này vừa có ý nghóa
làm sạch môi trường vừa có ý nghóa kinh tế rất cao.
Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhiều nhược điểm rất cơ bản.
Quá trình xử lý hay quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong
nước cần xử lý không được kiểm soát chặt chẽ, do đó sản phẩm
cuối cùng của các quá trình chuyển hóa rất khó kiểm soát. Chính vì
thế, các quá trình này thường gây ô nhiễm không khí khá cao. Thực
tế cho thấy việc kiểm soát ô nhiễm không khí từ các ao sinh học hay
các hồ sinh học là không dễ dàng, bởi vì mặt thoáng của chúng
quá rộng.
Hiệu suất xử lý theo phương pháp này không cao, do sự không ổn
đònh về số lượng và số loài vi sinh vật tự nhiên có trong nước ô
nhiễm và có trong nước thải.
Các yếu tố khác như nhiệt độ, pH cũng không đồng nhất trong
quá trình xử lý. Trong đó yếu tố nhiệt độ thay đổi không chỉ ở các
mùa trong năm mà còn thay đổi rất mạnh trong khoảng thời gian
ngày và đêm. Các yếu tố này ta hoàn toàn không kiểm soát được.
Do đó các quá trình sinh học trong xử lý nhanh hay chậm là khác
nhau. Sự mất ổn đònh làm cho hiệu suất xử lý kém. Chính vì những
nhược điểm trên đã dẫn tới tình trạng xử lý sinh học ở điều kiện tự
nhiên không phải lúc nào cũng cho kết quả như mong muốn.
Để giải quyết những nhược điểm nêu trên và phát huy hiệu quả
của phương pháp xử lý nước ô nhiễm hay nước thải, phương pháp

Trang 14


xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo được áp dụng ngày càng
nhiều ở tất cả các nước trên thế giới. Chúng thay dần các phương

pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên. Những ưu điểm của phương
pháp này cho phép các nhà đầu tư thiết kế và xây dựng trạm xử
lý nước ô nhiễm và nước thải ngay trong khu vực nhà máy, thậm chí
ngay trong khu dân cư.
Những ưu điểm chính của phương pháp sinh học xử lý nước ô
nhiễm và nước thải trong điều kiện nhân tạo như sau:

 Phương pháp sinh học xử lý nước ô nhiễm và nước thải
trong điều kiện nhân tạo thường chiếm diện tích rất nhỏ
vì toàn bộ các quá trình sinh học được thực hiện trong
các thiết bò lên men hay còn gọi là quá trình phản ứng
sinh học. Các thiết bò này thường có kích thước nhỏ,
gọn và hoàn toàn kín. Bề mặt tiếp xúc giữa pha lỏng
và pha khí thường nhỏ.
 Toàn bộ quá trình sinh học xảy ra trong thiết bò kín, do đó
ta hoàn toàn có thể kiểm soát được lượng khí thải phát
sinh. Đồng thời kiểm soát được hiện tượng ô nhiễm
không khí và hạn chế tối đa nguồn ô nhiễm này.

Chất lượng nước sau khi xử lý được đảm bảo theo các tiêu chuẩn
môi trường hiện hành và hoàn toàn ổn đònh trong suốt quá trình xử
lý, khi ta điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng ở mức độ ảnh hưởng
tối ưu.

i) Bể lọc sinh học - Biôphin
Bể Biôphin là một công trình xử lý sinh học nước thải trong điều
kiện nhân tạo nhờ các vi sinh vật hiếu khí dính bám. Quá trình xử lý
diễn ra khi cho nước thải tưới lên bề mặt của bể và thấm qua lớp
vật liệu lọc. Ở bề mặt của hạt vật liệu lọc và giữa các khe hở
giữa chúng, các cặn bẩn được giữ lại và tạo thành màng gọi là

màng vi sinh. Lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất bẩn hữu cơ
thâm nhập vào bể cùng với nước thải. Vi sinh hấp thụ chất hữu cơ
và nhờ có oxy mà quá trình oxy hóa được thực hiện. Những màng vi
sinh đã chết sẽ cùng với nước thải ra khỏi bể và được giữ lại ở
bể lắng đợt hai.
Vật liệu lọc của các loại bể này thường được dùng là than đá,
đá cục, sỏi, đá ong hoặc bằng các vật liệu tổng hợp, kích thước
trung bình vào khoảng 40 – 80mm, chiều cao của lớp vật liệu lọc có
thể từ 6 - 9m.

 Bể Biôphin nhỏ giọt
Biôphin nhỏ giọt dùng để xử lý sinh hóa nước thải hoàn toàn
với hàm lượng BOD của nước sau khi xử lý đạt 15mg/l. Đặc điểm
riêng của bể Biôphin nhỏ giọt là kích thước của hạt vật liệu lọc
không lớn hơn 25 - 30mm và tải trọng tưới nước nhỏ. Bể Biôphin nhỏ
giọt thường được sử dụng trong trường hợp lưu lượng nhỏ từ 20 –1.000
m3/ngày.đêm, hiệu suất xử lý cao, có thể đạt tới 90% hay cao hơn
thế.

Trang 15


 Bể Biôphin cao tải
Bể Biôphin cao tải khác với bể Biôphin nhỏ giọt ở chỗ bể
Biôphin cao tải có chiều cao công tác và tải trọng tưới nước cao hơn.
Vật liệu lọc có kích thước từ 40 - 60mm, vì vậy giữa các hạt có
khe hở lớn. Nếu ở bể biôphin nhỏ giọt là thoáng gió tự nhiên thì ở
bể Biôphin cao tải là thoáng gió nhân tạo. Như vậy sự trao đổi
không khí xảy ra ở trong thân bể với cường độ cao hơn. Nhờ có tốc
độ lọc lớn và sự trao đổi không khí nhanh mà quá trình oxy hóa các

chất hữu cơ xảy ra với tốc độ cao. Để các màng vi sinh tích động lại
không làm tắc nghẽn các khe hở giữa các hạt vật liệu lọc thì phải
thường xuyên rửa bể.
Nếu hàm lượng BOD cao hơn mức quy đònh thì phải cần pha loãng
với nước sông hoặc với nước đã được xử lý. Tùy theo mức độ yêu
cầu xử lý mà bể Biôphin cao tải có thể thiết kế với sơ đồ một
bậc hoặc hai bậc. Bể Biôphin một bậc thường dùng để xử lý nước
thải bằng phương pháp sinh học không hoàn toàn.
Bể Biôphin cao tải hai bậc được áp dụng trong những trường hợp
khi mức độ yêu cầu xử lý đòi hỏi cao mà sơ đồ một bậc không
thực hiện được

j) Quá trình bùn hoạt tính (aerotank)
Ở các trạm xử lý nước thải, người ta thường xây dựng các bể
Aerotankbằng bê tông cốt thép theo hình khối chữ nhật hay hình trụ.
Trong đó hình khối chữ nhật được sử dụng rộng rãi hơn.
Quá trình chuyển hóa vật chất trong bể Aerotank khi cho nước thải
vào hoàn toàn do hoạt động sống của nhiều loại vi sinh vật khác
nhau. Các vi sinh vật trong bể Aerotank tồn tại ở dạng huyền phù. Các
huyền phù vi sinh vật có xu hướng lắng đọng xuống đáy, do đó việc
khuấy trộn các dung dòch trong bể Aerotank là điều kiện rất cần
thiết.
Trong xử lý hiếu khí, người ta thường dùng các hệ thống cánh
khuấy hay hệ thống thổi khí. Khi không khí vào bể Aerotank, gây ra
những tác động chủ yếu sau:

 Cung cấp oxy cho tế bào vi sinh vật.
 Làm xáo trộn dung dòch, tăng khả năng tiếp xúc giữa
vật chất và tế bào vi sinh vật.
 Phá vỡ tế bào vây của sản phẩm trao đổi chất xung

quanh tế bào vi sinh vật, giúp cho cơ chất thẩm thấu từ
ngoài tế bào vào trong tế bào và quá trình vận
chuyển các chất từ trong tế bào ra ngoài tế bào nhanh
hơn.
 Tăng nhanh quá trình sinh sản của vi khuẩn.
 Tăng nhanh sự thoát nhiệt.
 Vi sinh vật trong các bể Aerotank chủ yếu là các vi sinh
vật hiếu khí, vì thế trong quá trình vận hành bể Aerotank,
bắt buộc phải cung cấp oxy cho chúng hoạt động. Oxy
cần thiết cho quá trình tăng trưởng tế bào và tiến
Trang 16


hành các quá trình oxy hóa sinh học.
 Thời gian đầu vi sinh vật sử dụng oxy rất ít có sẵn trong
bể Aerotank, lượng oxy này sẽ nhanh chóng bò tiêu thụ
hết. Do đó ta phải cung cấp oxy từ bên ngoài vào.
Khi cung cấp khí vào bể Aerotank, không khí cần phải được cung cấp
đầy đủ và đều khắp bể Aerotank để làm tăng hiệu quả xử lý.
Khi có mặt oxy trong bể Aerotank sẽ xảy ra quá trình oxy hóa. Các
quá trình oxy hóa trong bể Aerotank thường trải qua ba giai đoạn:

 Giai đoạn thứ nhất
Tốc độ oxy hóa sẽ bằng tốc độ tiêu thụ oxy, khi đó bùn hoạt tính
được hình thành và phát triển. Vi sinh vật thích nghi với điều kiện mới
và tăng nhanh khối lượng, đồng thời nhu cầu về oxy tăng dần.

 Giai đoạn thứ hai
Ở giai đoạn này khối lượng vi sinh vật đạt được mức độ tối đa và
dần tới mức ổn đònh. Khi đó nhu cầu oxy cũng đạt tới mức ổn đònh.

Trong giai đoạn này, các chất hữu cơ được phân hủy mạnh nhất.

 Giai đoạn thứ ba
Nhu cầu về oxy trong giai đoạn này bắt đầu giảm. Sau đó nhu cầu
về oxy bắt đầu tăng, do ở giai đoạn này quá trình nitrat hóa mới xảy
ra. Cuối giai đoạn này, lượng oxy cần thiết mới bắt đầu giảm dần cho
tới cuối.
Một số bể Aerotank thường gặp :

 Bể Aerotank tải trọng thấp

Đây là loại Aerotank được ứng dụng vào xử lý nước
thải từ rất lâu và nhiều nước trên thế giới. Loại bể này
thường được thiết kế đơn giản, dễ vận hành. Bể Aerotank
truyền thống được sử dụng để xử lý nước thải có BOD <
400mg/l, lượng không khí cấp trung bình bằng 20 – 30% nước
thải trong bể Aerotank. Hiệu suất xử lý BOD đạt từ 80 –
95%. Loại bể Aerotank này thường chỉ áp dụng cho nước
thải ô nhiễm nhẹ.
 Bể Aerotank tải trọng cao một bậc
Trong trường hợp nước ô nhiễm có BOD cao, chúng ta phải thiết kế
hệ thống thổi khí liên tục vào bể Aerotank. Ở đây không khí được
thổi vào liên tục trong khoảng thời gian 6 – 8 giờ. Nhờ đó khả năng
oxy hóa vật chất xảy ra rất nhanh. Hệ thống cung cấp khí được phân
phối theo suốt chiều dài của bể. Trong thời gian cuối của quá trình,
nên hạ thấp mức độ nén khí để quá trình nitrat hóa và khử nitrat
hóa tiến triển mạnh, làm giảm lượng nitơ có trong nước thải.

 Bể Aerotank tải trọng cao nhiều bậc

Trang 17


Khi thiết kế bể Aerotank nhiều ngăn, các quá trình sinh hóa được
tiến hành ở nhiều ngăn hoặc ở nhiều bể Aerotank. Ở bể Aerotank
nhiều bậc nằm ngang, không khí được phân phối đều khắp theo chiều
dài của bể.
Ở bể Aerotank nhiều bậc đứng, người ta chỉ phân phối khí ở
ngăn đầu, từ đó không khí sẽ theo dòng chảy và chuyển đến
những ngăn sau. Như vậy, càng về sau lượng oxy càng giảm. Ưu điểm
của bể này là ở ngăn đầu BOD giảm rất nhanh. Điều đó cho thấy
là quá trình chuyển hóa chính, còn những ngăn sau là quá trình khử
nitrat. Kiểu bể này thích hợp cho những loại nước thải có BOD >
500mg/l, chất rắn trong bể < 150mg/l, pH = 6.5 – 9.0, nhiệt độ không khí
không nhỏ hơn 60C và không cao quá 300C.

 Bể Aerotank tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn
Bể Aerotank xen kẽ bể lắng bùn nhằm tăng thêm việc khử BOD
và đặc biệt là khử nitrat. Nhờ việc thiết kế tách rời những bể
Aerotank mà việc điều khiển chế độ thổi khí và quá trình kiểm soát
được dễ dàng hơn.
Bùn hoạt tính tuần hoàn khi xử lý nước thải thường có độ tuổi 3
– 7 ngày và có khả năng chứa tải trọng BOD không nhỏ hơn 0,5kg
tính trên 1kg chất hữu cơ trong ngày, hiệu suất xử lý BOD đạt tới 70 –
75%.

 Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh
Trong bể Aerotank có bố trí các máy khuấy trộn bề mặt và được
lắp đặt ở nhiều vò trí có khoảng cách đều trong toàn bộ bề mặt
bể. Do đó oxy, các chất hòa tan, huyền phù vi sinh vật sẽ được phân

phối đều trong bể. Những bể theo kiểu này thường có diện tích
rộng, do đó mức độ pha loãng ngay từ đầu rất cao

k) Lọc sinh học tiếp xúc dạng trống quay (RBC)
RBC gồm một loại đóa tròn xếp liền nhau bằng polystylen hay PVC.
Những đóa này được nhúng chìm trong nước thải và quay từ từ. Trong
khi vận hành, sinh vật tăng trưởng sẽ dính bám vào bề mặt đóa và
tạo thành một lớp màng nhầy trên toàn bộ bề mặt ướt của đóa.
Đóa quay làm cho sinh khối luôn tiếp xúc với chất hữu cơ trong
nước thải và với không khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi
oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Sự quay cũng là cơ
chế tách những chất rắn dư thừa bằng sức trượt và duy trì chất rắn
bò rửa trôi trong huyền phù, do vậy thực hiện quá trình làm sạch. RBC
có thể được sử dụng như công trình xử lý thứ cấp, và có thể được
vận hành cho những công trình nitrate hoá và khử nitrate liên tục theo
mùa.

l) Mương oxy hóa
Mương oxy hoá là loại công trình xử lý nước thải bằng phương
pháp sinh học tuần hoàn. Thời gian làm thoáng kéo dài từ 1 -3 ngày.
Có thể dùng để xử lý nước thải với nồng độ BOD 20 = 1000 – 1500
mg/l và đối với nước thải sinh hoạt thì không cần qua lắng mà chỉ

Trang 18


cần qua song chắn rác với khe hở mắt lưới 8mm. Sức chứa tính theo
bùn hoạt tính vào khoảng 200gr BOD 5/(kg.ngày đêm). Một phần bùn
hoạt tính được khoáng hoá ngay trong mương. Khi tải trọng bùn khoảng
50gr BOD5/(kg.ngày đêm), thì thực tế bùn hoạt tính được khoáng hoá

hoàn toàn. Do đó số lượng bùn hoạt tính giảm khoảng 2.8 lần, tức
còn khoảng 30gr chất khô tính cho một người trong một ngày.
Mương oxy hoá hoàn toàn có hình dạng chữ nhật hoặc hình tròn,
đáy và bờ thường được gia cố, chiều sâu công tác từ 0.7 đến 1m,
tốc độ chuyển động của nước ở trong mương không nhỏ hơn 0.3m/s,
thể tích công tác khoảng 0.3m 3/ người, làm thoáng bằng cơ học.

IV.

Phương pháp xử lý cặn
Bùn cặn của nước thải trong nhà máy xử lý là hỗn hợp của
nước và cặn lắng có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân
huỷ, dễ bò thoái rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho
môi trường vì thế cần có biện pháp xử lý trước khi thải ra nguồn
tiếp nhận.
Mục đích của quá trình xử lý bùn cặn là:

 Giảm khối lượng của hỗn hợp bùn cặn bằng cách gạt
một phần hay phần lớn lượng nước có trong hỗn hợp để
giảm kích thước thiết bò xử lý và giảm trọng lượng phải
vận chuyển đến nơi tiếp nhận.
 Phân huỷ các chất hữu cơ dễ bò thối rữa, chuyển chúng
thành các hợp chất hữu cơ ổn đònh và các hợp chất vô cơ
để dễ dàng tách nước ra khỏi bùn cặn và không gây tác
động xấu đến môi trường của nơi tiếp nhận.

3) Sân phơi bùn
Điều kiện áp dụng: nơi có đất rộng, cách xa khu dân cư, mực
nước ngầm thấp dưới mặt đất >1m, có sẵn lao động phổ thông để
xúc bùn khô từ sân phơi bùn lên xe tải.

Cấu tạo: sân phơi bùn chia thành nhiều ô, kích thước mỗi ô phụ
thuộc vào cách bố trí đường xe vận chuyển bùn ra khỏi sân phơi và
độ xa khi xúc bùn từ ô phơi lên xe. Đáy và thành ô phơi bùn
thường làm bằng bê tông cốt thép hay xây gạch đảm bảo cách ly
hoàn toàn dung dòch bùn với môi trường xung quanh. Trên đáy ô phơi
đổ một lớp sỏi cỡ hạt 8 -10mm, dày 200mm, trong lớp sỏi đặt hệ
thống khoan lỗ D8 - D10 mm hình xương cá để rút nước về hhố thu,
đáy sân phơi bùn phải cao hơn mực nước ngầm để dễ thu nước.
Trên lớp sỏi và lớp cát lọc cỡ hạt 0.5 – 2mm, dày 150 – 200mm.
Làm khô bùn trên sân phơi xảy ra theo hai giai đoạn, giai đoạn 1: lọc
hết nước qua lớp cát, sỏi; giai đoạn 2: làm khô bằng cách bốc hơi
nước tự nhiên trên bề mặt rộng. Cặn đã xử lý ổn đònh có chu kỳ
phơi khô ngắn hơn cặn chưa xử lý ổn đònh.
Sân phơi bùn có thể có mái che hay không có mái che, nếu
không có mái che về mùa mưa sân phơi không làm việc được.
Các chỉ tiêu thiết kế: đạt nồng độ cặn 25%( độ ẩm 75%)

Trang 19


 Chiều dày bùn 8 cm : thời gian phơi là 3 tuần
 Chiều dày bùn 10 cm : thời gian phơi là 4 tuần
 Chiều dày bùn 12 cm : thời gian phơi là 6 tuần

4) Máy lọc cặn chân không
Máy lọc cặn chân không là thiết bò làm khô bùn có thể giảm
độ ẩm của bùn từ 99% xuống 70 - 85% tuỳ thuộc vào tính chất của
cặn và tốc độ quay của máy( thời gian làm khô). Loại thiết bò này
thường được áp dụng nhiều trong thời gian trước, mười năm gần đây
do có nhiều loại thiết bò có hiệu suất cao hơn, chi phí đầu tư và chi phí

quản lý rẻ hơn nhiều lần, lại có quá trình vận hành đơn giản hơn,
nên thiết bò lọc chân không đã không được sử dụng.
Thiết bò lọc cặn chân không gồm trống lọc hình trụ đặt nằm
ngang, vành ngoài bọc vải lọc bằng sợi nilông hoặc sợi thép không
rỉ, mắc lưới 80 – 100 micromet. Trống lọc đặt ngập trong thùng chứa
cặn 1/4 đến 1/3 đường kính. Khi lọc trống quay quanh trục nằm ngang,
bên trong trống lọc được đặt máy bơm chân không từ 300 – 650mmHg.
Bên ngoài trống là áp lực khí trời, bên trong là chân không nên
nước đi qua vải lọc vào phía trong còn cặn được giữ lại trên mặt
trống, cặn được làm khô đến độ ẩm 70 -80%.
Chỉ tiêu thiết kế là năng suất làm khô cặn đến 75% là 17kg
cặn / m2 bề mặt trống trong một giờ.

5) Máy lọc ép băng tải
Máy làm khô cân bằng lọc ép trên băng tải được dùng phổ
biến nhất hiện nay vì quản lý đơn giản, ít tốn điện, hiệu suất làm
khô cặn chấp nhận được.
Nguyên tắc hoạt động: Hệ thống lọc ép cặn trên băng tải gồm
máy bơm bùn từ bể cô đặc đến thùng hoà trộn hoá chất keo tụ
(nếu cần) và đònh lượng cặn, thùng này đặt trên đầu vào của
băng tải, hệ thống băng tải và trục ép, thùng đựng và xe vận
chuyển cặn khô, bơm nước sạch để rửa băng tải, thùng thu nước lọc
và bơm nước lọc về đầu khu xử lý.đầu tiên cặn từ thùng đònh lượg
và phân phối đi vào đoạn đầu của băng tải ở đoạn này nước được
lọc qua băng tải theo nguyên tắc lọc trọng lực, đi qua cần gạt để san
đều cặn tên toàn chiều rộng băng, rồi đi qua trục ép và có lực ép
tăng dần. Hiệu suất làm khô cặn phụ thuộc vào nhiều thông số
như: đặc tính của cặn, cặn có trộn với hoá chất keo tụ hay không,
độ rỗng của băng lọc, tốc độ di chuyển và lực nén của băng tải.
Nồng độ cặn sau khi làm khô trên máy lọc ép băng tải đạt được từ

15 – 25%.
Chỉ tiêu thiết kế : Máy ép bùn băng tải có trên thò trường có
chiều rộâng băng từ 0.5 -3.5m, phổ biến là loại máy có chiều rộng
băng 1.0m, 1.5m và 2m.
Tải trọng cặn trên 1m rộng của băng tải dao động từ 90 -680 kg/m
chiều rộâng băng.h, tuỳ thuộc vào loại cặn và loại máy. Lượng nước

Trang 20


lọc qua băng từ 1.6 -6.3l/m rộng. giây. Máy lọc ép băng tải nên đặt
nơi rộng, thoáng gió đề phòng nồng độ H 2S quá mức cho phép.

6) Máy ép cặn ly tâm
Làm khô cặn theo nguyên tắc lắng và ép cặn bằng lực ly tâm.
Dung dòch cặn được bơm vào máy theo ống cố đònh đặt ở dọc tâm
máy, nằm trong lõi của trục bánh vít chuyển động chậm và ngược
chiều với thùng quay để dồn cặn khô đến cửa xả cặn. Cặn đi ra
khỏi đầu ống đặt ở cuối thùng quay, cặn chòu tác động của lực ly
tâm dính vào mặt trong thùng, nước trào ra được tháo qua lỗ đặt ở
cuối thùng quay.Các thông số thiết kế: lưu lượng cấp vào q, đặc tính
và nồng độ cặn P, nhiệt độ t, vận tốc quay của thùng ly tâm và
vận tốc quay ngược chiều của trục vít dồn cặn w.
Máy ép cặn ly tâm đang được dùng phổ biến ở các nhà máy xử
lý nước thải vì: vốn đầu tư ít, chi phí quảnlý thấp, tuy có tốn diệân
tích hơn các loại máy khác, hệ thống kín không có mùi, chiếm ít
diệân tích, không phải thường xuyên theo dõi.
Nhược điểm: tốn điện hơn các máy ép băng tải, lượng cặn còn
trong nước lọc cao hơn băng tải.

7) Bể Mêtan
Bể lắng hai vỏ sử dụng trên những trạm xử lý nhỏ và trung bình
(q <1000 m3/ngày đêm). Nhược điểm chính của bể lắng hai vỏ là dung
tích buồng tự hoại và chiều cao xây dựng lớn, nên không thể xây
dựng ở những nơi mực nước ngầm cao và đất xấu. Mặt khác, quá
trình lên men của cặn diễn ra trong điều kiện tự nhiên nên chậm
chạp và không kiểm tra điều chỉnh được. Vì vậy trong nhiều trường
hợp cần thiết phải xây dựng bể mêtan.
Bể mêtan là kết quả của quá trình phát triển các công trình xử
lý cặn. Đó là công trình thường có mặt bằng hình tròn hay hình chữ
nhật, đáy hình nón hay hình chóp đa giác và có nắp đậy kín. trên
cùng của nắp đậy làm chóp mũ để thu hơi khí. Cặn ở trong bể
mêtan được khuấy trộn đều và sấy nóng nhờ thiết bò đặc biệt.
Căn cứ vào nhiệt độ của quá trình lên men mà người ta phân biệt
là quá trình lên men ấm (10 - 430C) và quá trình lên men nóng (>430C).

V.

Phương pháp khử trùng
Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa
khoảng 105 – 106 vi khuẩn trong 1ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong
nước thải không phải là vi trùng gây bệnh, nhưng không loại trừ
khả năng tồn tại một vài loàivi khuẩn gây bệnh nào trong nước
thải ra nguồn nước cấp, hồ bơi, hồ nuôi cá thì khả năng truyền
bệnh sẽ rất cao, do đó phải có biện pháp tiệt trùng nước thải
trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Các biện pháp tiệt trùng nước
thải phổ biến nhất hiện nay là:

 Dùng clo hơi qua thiết bò đònh lượng clo.

Trang 21


 Dùng hypocorit canxi dạng bột -Ca(ClO) 2 hoà tan trong thùng
dung dòch 3 – 5% rồi đònh lượng vào bể tiếp xúc.
 Dùng hypocorit natri, nước zavel NaClO
 Dùng ozon, ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo
ozon đặt trong nhà máy xử lý nước thải. Ozon sản xuất ra
được dẫn ngay vào bể hoà tan và tiếp xúc.
Từ trước đến nay, khi tiệt trùng nước thải hay dùng clo hơi và các
hợp chất của clo vì clo là hoá chất được các ngành công nghiệp
dùng nhiều, có sẵn trên thò trường, giá thành chấp nhận được, hiệu
quả khử trùng cao. Nhưng hiện nay, các nhà khoa học đang khuyến
cáo hạn chế dùng clo để tiệt trùng nước thải vì:

 Lượng clo dư 0.5mg/l trong nước thải để đảm bảo sự an
toàn và ổn đònh cho quá trình tiệt trùng sẽ gây hại đến cá
và các vi sinh vật có ích khác.
 Clo kết hợp với hydrocacbon thành hợp chất có hại cho môi
trường sống.
Trong xử lý nươc thải, công đoạn khử khuẩn thường được đặt ở
cuối quá trình, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bò đổ vào
nguồn tiếp nhận.

Trang 22


Chương IV.

ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

I.

Lựa chọn công nghệ

1) Cơ sở lựa chọn công nghệ
 Việc lựa chọn chọn công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản
sau đây
 Công suất của trạm xử lý
 Thành phần và đặc tính của nước thải
 Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận
tương ứng
 Phương pháp sử dụng cặn
 Khả năng tận dụng các công trình có sẳn
 Điều kiện mặt bằng và đặc điểm đòa chất thủy văn
khu vực xây dựng
 Khả năng đáp ứng thiết bò cho hệ thống xử lý
 Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì
 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác
 Nước thải trước xử lý
Các thông số thiết kế
STT
Thông số
Đơn vò
Giá trò
3
1
Q
m / ngày

2000
2
pH
10
3
COD
mg/l
1300
4
BOD5
mg/l
700
5
SS
mg/l
500
6
Tổng nitơ
mg/l
1.75
 Nước thải sau xử lý: Đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-2005 (loại
B)
ST Thông số
Đơn
TCVN 5945 -2005
T

vò

1

2
3
4
5

pH
COD
BOD5
SS
Dầu

6
7

khoáng
Tổng photpho
Sắt

mỡ

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

(loại B)
5.5 – 9
100

50
100
1
6
5

2) Dề xuất dây chuyền công nghệ

Trang 23


a) Sơ đồ dây chuyền công nghệ

b) Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước thải từ quá trình dệt nhuộm theo mương chảy dẫn tự nhiên
về hầm bơm tiếp nhận. Trước khi vào hầm bơm tiếp nhận nước thải
được chảy qua song chắn rác để loại bỏ rác và chất rắn lơ lửng có

Trang 24


kích thước lớn. Sau đó nước thải từ hầm bơm tiếp nhận được bơm
lên bể điều hoà. Tại đây nước thải được ổn đònh lưu lượng và nồng
độ chất ô nhiễm trong nước. Để hoà trộn nước thải trong bể điều
hoà ta dùng hệ thống thổi khí thông qua các ống phân phối khí đặt
chìm trong đáy bể.
Nước thải sau khi điều hoà xong được bơm sang bể phản ứng, keo
tụ tạo bông. Đồng thời với quá trình này là dung dòch chất keo tụ tạo
bông phèn (Al2(SO4)3.18H20) và dung dòch PAC 30% được châm vào với
liều lượng nhất đònh từ các thiết bò pha chế thông qua bơm đònh

lượng. đây nước thải được điều chỉnh pH về khoảng 6.5 – 7.0 tạo
điều kiện tốt cho quá trình keo tụ và lắng.
Sau khi thực hiện quá trình trung hoà và keo tụ tạo bông, nước thải
được đưa sang bể lắng đợt I. Tại đây xảy ra quá trình lắng, những hạt
cặn có trọng lượng lớn hơn lực đẩy của nước sẽ lắng xuống đáy
bể. Ngược lại những chất có trọng lượng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên.
Cặn lắng dưới đáy bể được bơm ra sân phơi bùn theo một chu kỳ
nhất đònh.
Nước thải sau khi qua bể lắng I sẽ tự chảy sang bể lọc sinh học
thông qua giàn phân phối nước, tạo ra lực quay giàn phân phối sẽ
phân phối đều nước khắp bề mặt lớp vật liệu lọc. Các vi sinh vật
sống trên các vật liệu lọc sẽ oxy hoá các chất hữu cơ có trong
nước thải. Nước thải sau khi qua bể lọc sinh học được dẫn đến bể
lắng II, tại đây bùn không tuần hoàn lại mà được bơm đến sân phơi
bùn. Phần nước trong theo ống dẫn nước ra bể chứa rồi đưa ra nguồn
tập trung của khu chế xuất.
Lượng bùn xả ra từ bể lắng I và bể lắng II được dẫn đến sân
phơi bùn. Sau khi độ ẩm của bùn giảøm tới 5% sẽ được thu gom để
vận chuyển đi nơi khác.

II.

Tính toán các công trình đơn vò
Các thông số tính toán











Lưu lượng Q = 2000m3/ngày đêm
Hàm lượng COD = 1300 mg/l
Hàm lượng BOD5 = 700 mg/l
Chất rắn lơ lửng SS = 500 mg/l
Dầu mỡ khoáng = 3.8 mg/l
N = 3.5
P = 1.5
Độ màu = 54.9 Co-Pt

Lưu lượng nước thải trung bình giờ:

Qtbh 

Q 2000

 83.333(m3 / h)
24
24

Lưu lượng nước thải trung bình giờ lớn nhất:
h
Qmax
 Qtbh �K h  83.333 �2  166.666( m3 / h)

Trong đó: Kh là hệ số vượt tải (1.5 –3.5), chọn Kh = 2

Trang 25