nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng mbr (membrane bioreactor)

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Công nghệ MBR (Membrane BioReactor) là công nghệ kết hợp giữa hai quá trình
phân hủy chất hữu cơ và kỹ thuật tách sinh khối vi sinh vật bằng màng vi lọc. Quá trình
sinh học màng MBR (Membrane BioReactor) đã và đang được áp dụng rộng rãi trong
xử lý nước thải những năm gần đây do ưu điểm như tăng hiệu quả xử lý sinh học, lượng
bùn ít.
Mô hình nghiên cứu được thiết kế theo hệ thống đặt ngập và sử dụng 01 bể sinh học
màng MBR (Membrane BioReactor) với màng MF có kích thước 0,4 μm, 01 bể chứa
nước thải đầu vào và 01 bể chứa nước sau xử lý.
Đề tài được thực hiện từ tháng 9 năm 2017 đến tháng 12 năm 2017.
Mẫu nước thải nghiên cứu được lấy sau bể lắng 1 tại nhà máy xử lý nước thải thuộc
khu công nghiệp Xuyên Á (địa chỉ: Tỉnh lộ 824, ấp Tràm Lạc, xã Mỹ Hạnh Bắc, huyện
Đức Hòa, tỉnh Long An), được bổ sung phospho theo tỷ lệ COD: N: P = 150: 5: 1 để vi
sinh vật phát triển.
Mô hình được vận hành với các tải trọng lần lượt là 0,5; 0,7; 0,9; 1,1 và 1,3
kgCOD/m3.ngày tương ứng với thời gian lưu nước (HRT) lần lượt 15,5; 11,1; 8,6; 7,0
và 6,0 giờ. pH vào được điều chỉnh và duy trì trong khoảng từ 6,91 – 8,52 và nồng độ
COD trong khoảng 200 – 300 mg/l.
Kết quả vận hành thấy rằng, hiệu quả xử lý độ màu, COD tăng dần theo từng tải trọng,
cụ thể với hiệu suất xử lý độ màu là 74,78 ± 6,08% (tải trọng 1) tăng lên 76,23 ± 5,13%
(tải trọng 5); và hiệu suất xử lý COD là 81,28 ± 7,21% (tải trọng 1) tăng lên 89,88 ±
4,69% (tải trọng 5).


ABSTRACT
MBR (Membrane BioReactor) technology is a combination of two organic
decomposition processes and a microfiltration separation technique. MBR (Membrane
BioReactor) has been widely applied in wastewater treatment in recent years due to
advantages such as increased efficiency biological treatment, sludge less.
This study was carried from September 2017 to December 2017.
The research model was designed in a Internal system and used a MBR (Membrane

BioReactor) with a 0,4 μm MF membrane, sewage tank 01 input and 01 tank of treated
water.
Wastewater used in the study is taken after Sedimentation tank 1 at the Wastewater
treatment system in Xuyen A Industrial Park (Address: Provincial Road 824, Tram Lac
Village, My Hanh Bac Commune, Duc Hoa District, Long An Province), phosphorus is
added at the rate of COD: N: P = 150: 5: 1 to microorganisms found repeated.
The thesis is operated with a organic loading of respectively 0,5; 0,7; 0,9; 1,1 and 1,3
kgCOD/m3.day corresponding hydraulic retention time (HRT), respectively 15,5; 11,1;
8,6; 7,0 and 6,0 hours. pH is maintained in the range of 6,91 to 8,52 and the COD of
about 200 – 300 mg/l.
The results show that the performance operation handling colour of water, COD
increased with organic load. colour of water removal increase with increasing organic
loading rate, ranging from 74,78 ± 6,08% to 76,23 ± 5,13%, and COD removal increase
ranging from 81,28 ± 7,21% to 89,88 ± 4,69%.


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

MỤC LỤC
MỤC LỤC ....................................................................................................................... i
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................... VI
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................vii
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ............................................................................................ 1
1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................1

1.2.

MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ......................................................2

1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ......................................................................... 2
1.2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................... 2
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 2
1.3.

PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI .............................................................3

1.4.

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU...............................................................................3

1.5.

Ý NGHĨA VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI.............................................................3

1.5.1. Ý nghĩa khoa học .............................................................................................. 3
1.5.2. Tính mới của đề tài ........................................................................................... 3
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN .......................................................................................... 5
2.1.

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP ..............................................5

2.1.1. Tổng quan về nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung .......... 5
2.1.2. Tính chất nước thải công nghiệp ....................................................................... 5
2.1.2.1.

Tính chất vật lý .....................................................................................6

2.1.2.2.

Tính chất hóa học .................................................................................6

2.1.2.3.

Đặc điểm sinh vật, vi sinh vật và độc tính sinh thái .............................6

2.1.3. Đặc tính nước thải công nghiệp ........................................................................ 7
2.1.4. Thông số đặc trưng của nước thải khu công nghiệp ......................................... 7
2.1.4.1.

Các thông số vật lý ...............................................................................7

2.1.4.2.

Các thông số hóa học............................................................................8

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

i


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

2.1.4.3.

Các thông số vi sinh học.....................................................................10

2.1.5. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải KCN ................................... 10
2.1.5.1.

Phương pháp cơ học ...........................................................................10

2.1.5.2.

Phương pháp hóa – lý .........................................................................11

2.1.5.3.

Phương pháp sinh học ........................................................................12

2.1.6. Một số quy trình công nghê xử lý nước thải tập trung.................................... 13

2.2.

2.1.6.1.

Khu công nghiệp Tân Bình ................................................................13

2.1.6.2.

Khu công nghiệp Phước Đông – Bời Lời...........................................15

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KCN XUYÊN Á VÀ NHÀ MÁY XLNT ...............16

2.2.1. Giới thiệu chung về KCN Xuyên Á ................................................................ 16
2.2.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................16
2.2.1.2. Một số ngành điển hình trong KCN .......................................................16
2.2.2. Nhà máy XLNT công nghiệp tập trung .......................................................... 19
2.3.

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÀNG MBR ..................................21

2.3.1. Giới thiệu về màng MBR ................................................................................ 21
2.3.1.1.

Khái niệm màng .................................................................................21

2.3.1.2.

Phân loại màng ...................................................................................21

2.3.1.3.

Chế độ vận hành của màng.................................................................22

2.3.2. Giới thiệu về công nghệ sinh học màng MBR ................................................ 23
2.3.2.1.

Chế độ hoạt động của quá trình sinh học màng .................................23

2.3.2.2.

Nguyên lý hoạt động hệ thống MBR hiếu khí dạng đặt ngập ............24

2.3.2.3.

Hiện tượng bẩn màng trong MBR ......................................................25

2.3.2.4.
(CAS)

Những ưu điểm của công nghệ MBR so với công nghệ truyền thống
............................................................................................................26

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................ 29
3.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ....................................................................................29
3.1.1. Bùn hoạt tính sử dụng trong nghiên cứu ......................................................... 29
3.1.2. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 29
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

ii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

3.1.3. Màng MBR ..................................................................................................... 29
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...............................................................................30
3.3.

MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU..................................................................................32

3.3.1. Cấu tạo mô hình nghiên cứu ........................................................................... 32
3.3.2. Nguyên tắc hoạt động và vận hành mô hình ................................................... 33

3.4.

3.3.2.1.

Nguyên tắc hoạt động của mô hình nghiên cứu .................................33

3.3.2.2.

Vận hành mô hình nghiên cứu ...........................................................34

LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH .............................................................................35

3.4.1. Lấy mẫu ........................................................................................................... 35
3.4.2. Phương pháp phân tích .................................................................................... 36
3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu............................................................................... 37
3.4.3.1.

Tính toán số liệu .................................................................................38

3.4.3.2.

Xử lý số liệu .......................................................................................40

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................... 41
4.1. KẾT QUẢ pH ......................................................................................................41
4.2. KHẢ NĂNG XỬ LÝ ĐỘ MÀU .........................................................................42

4.2.1. Kết quả xử lý độ màu chưa qua khử trùng bằng Clo ...................................... 42
4.2.2. Kết quả xử lý độ màu qua khử trùng bằng Clo ............................................... 43
4.3. KẾT QUẢ XỬ LÝ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ ................................................47
4.3.1. Kết quả xử lý COD ......................................................................................... 47
4.3.2. Kết quả đo BOD5 ............................................................................................ 50
4.4. KẾT QUẢ XỬ LÝ TSS ......................................................................................51
4.5. TÍNH CHẤT CỦA BÙN .....................................................................................52
4.6. KHẢ NĂNG XỬ LÝ CÁC CHẤT DINH DƯỠNG ...........................................53
4.6.1. Kết quả nitơ ..................................................................................................... 53
4.6.2. Kết quả phospho.............................................................................................. 54
4.7. SO SÁNH HIỆU SUẤT XỬ LÝ ĐỘ MÀU, COD CỦA MÔ HÌNH MBR VÀ
MBBR ............................................................................................................................55
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

iii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 59
5.1.

KẾT LUẬN .........................................................................................................59

5.2.

KIẾN NGHỊ ........................................................................................................59

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 61
PHỤ LỤC

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

iv


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung KCN Tân Bình. .......................... 14
Hình 2.2 Quy trình công nghệ xử lý nước thải đang áp dụng tại KCN Phước Đông –
Bời Lời. ..........................................................................................................................15
Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ XLNT của nhà máy thuộc KCN Xuyên Á. ........................ 20
Hình 2.4 Phân loại màng lọc. ........................................................................................ 22
Hình 2.5 Lọc xuôi dòng (a) và lọc vuông góc (b). ........................................................ 23
Hình 2.6 Mô tả chế độ hoạt động MBR. Màng đặt ngập (a) và màng đặt ngoài (b). ... 23
Hình 2.7 Cơ chế lọc qua màng MBR. ........................................................................... 24
Hình 2.8 So sánh bùn hoạt tính thông thường (CAS) và trong MBR. .......................... 28
Hình 3.1 Module màng MF. .......................................................................................... 30
Hình 3.2 Sơ đồ nội dung nghiên cứu mô hình. ............................................................. 31
Hình 3.3 Mô hình nghiên cứu thực tế............................................................................ 32
Hình 3.4 Máy thổi khí. .................................................................................................. 33
Hình 3.5 Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của mô hình nghiên cứu.................................... 33
Hình 4.1 Biểu đồ biến thiên pH theo thời gian.............................................................. 41

Hình 4.2 Biểu đồ biến thiên độ màu chưa khử trùng bằng Clo theo thời gian. ............ 44
Hình 4.3 Biểu đồ biến thiên độ màu khử trùng bằng Clo theo thời gian. ..................... 45
Hình 4.4 Biểu đồ biến thiên COD theo thời gian. ......................................................... 49
Hình 4.5 Biểu đồ biến thiên BOD5 qua các tải trọng theo số lần lấy mẫu. ...................50
Hình 4.6 Biểu đồ biến thiên TSS trong thời gian vận hành mô hình. ........................... 51
Hình 4.7 Biểu đồ biến thiên nồng độ MLSS, MLVSS và tỷ lệ MLVSS/MLSS trong bể
MBR. ............................................................................................................................. 53
Hình 4.8 Biểu đồ biến thiên giá trị SVI trong bể MBR. ............................................... 55
Hình 4.9 Biểu đồ biến thiên giá trị nitơ. ........................................................................ 55
Hình 4.10 Biểu đồ biến thiên giá trị TP. ....................................................................... 55
Hình 4.11 Mô hình MBBR thực tế. ............................................................................... 55

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

v


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm ................................. 17
Bảng 2.2 Kết quả phân tích nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ........................ 18
Bảng 2.3 Nồng độ các chất ô nhiểm trong nước thải .................................................... 18
Bảng 2.4 Thành phần nước thải vào trạm xử lý và chất lượng nước thải đầu ra .......... 19
Bảng 2.5 Những thuận lợi và bất lợi của màng đặt ngập và đặt màng ngoài................ 25
Bảng 2.6 So sánh bùn hoạt tính thông thường (CAS) và trong MBR ........................... 27
Bảng 3.1 Các thông số ô nhiễm của nước thải .............................................................. 29

Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật màng MF ....................................................................30
Bảng 3.3 Kích thước của từng bể phản ứng .................................................................. 32
Bảng 3.4 Các thông số vận hành mô hình nghiên cứu .................................................. 35
Bảng 3.5 Tần suất và vị trí lấy mẫu ............................................................................... 35
Bảng 3.6 Các thông số và phương pháp phân tích ....................................................... 36
Bảng 4.1 Giá trị pH ở các tải trọng hữu cơ ................................................................... 41
Bảng 4.2 Giá trị độ màu ở các tải trọng hữu cơ ............................................................ 46
Bảng 4.3 Giá trị COD ở các tải trọng ............................................................................ 48
Bảng 4.4 Giá trị BOD ở các tải trọng ............................................................................ 50
Bảng 4.5 Thông số vận hành mô hình MBR và MBBR ............................................... 56
Bảng 4.6 So sánh hiệu quả xử lý COD mô hình MBR và MBBR ................................ 56
Bảng 4.7 So sánh hiệu quả xử lý độ màu chưa qua khử trùng mô hình MBR và MBBR
....................................................................................................................................... 57
Bảng 4.8 So sánh hiệu quả xử lý độ màu sau khi khử trùng mô hình MBR và MBBR58

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

vi


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

BTNMT

Bộ Tài Nguyên và Môi Trường

COD

Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

KCN

Khu công nghiệp

MBR

Màng sinh học (Membrane BioReactor)

MF

Màng vi lọc (Microfiltration)

MFI

Chỉ số nghẹt màng (Membrane Fouling Index)

MLSS

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Mixed Liquid Suspended Solid)

MLVSS

Hàm lượng chất rắn dễ bay hơi (Mixed Liquor Volatile
Supspended Solids)

OLR

Tải trọng hữu cơ (Orangic Loading Rate)

PAC

Chất keo tụ (Poly Aluminium Chloride)

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SVI

Chỉ số bùn lắng (Sludge Volume Index)

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TKN

Tổng Nitơ (Total Kjeldahl Nitrogen)

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

TNMT

Tài Nguyên Môi Trường

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

vii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

TP

Thành phố

TP

Tổng Phospho (Total Phosphorous)

TSS

Tổng rắn lơ lửng (Turbidity Suspendid Solids)

USD

Đồng Đô la Mỹ (United States dollar)

XLNT

Xử lý nước thải

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

viii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước ta đang trong thời kỳ thực hiện quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa. Vào
ngày 11/01/2007, Việt Nam chính thức là thành viên của Tổ chức Thương mại Quốc tế
- WTO với mục tiêu thu hút các nguồn lực, vốn đầu tư nước ngoài vào Việt Nam. Hướng
đi hiện nay là đầu tư phát triển các ngành công nghiệp mũi nhọn, các vùng kinh tế trọng
điểm, mở rộng và phát triển các khu công nghiệp, khu chế xuất và khu công nghệ cao.
Quá trình đó được thực hiện theo định hướng phát triển bền vững phải hài hòa giữa phát
triển và bảo vệ môi trường, bảo vệ các nguồn nước khỏi sự ô nhiễm do nước thải công
nghiệp. Tuy nhiên, vấn đề bảo vệ môi trường chưa được quan tâm đúng mức.
Ở nhiều khu công nghiệp, nước thải chưa qua xử lý đổ trực tiếp xuống sông hồ, gây
ô nhiễm ở mức độ đáng báo động. Nước thải khu công nghiệp không được xử lý triệt để
sẽ gây ảnh hưởng tới sức khỏe người dân và trên diện rộng sẽ ảnh hưởng chất lượng
nguồn nước mà dân sử dụng.

Việc xử lý nước thải công nghiệp tập trung còn gặp nhiều khó khăn do các công trình
hạ tầng kỹ thuật, nhất là lĩnh vực xử lý nước thải đòi hỏi đầu tư lớn nhưng lợi nhuận
dịch vụ này mang lại thấp. Nhiều nơi có nhà máy xử lý nước thải nhưng thực chất không
hoạt động vì thiếu kinh phí hoặc có các cơ sở sản xuất xử lý nhưng không đấu nối vào
hệ thống xử lý nước thải tập trung. Vì vậy, nhiều chỉ tiêu đều vượt tiêu chuẩn cho phép.
Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kết hợp màng lọc MBR đã
chứng tỏ các ưu thế vượt trội như kích thước công trình nhỏ, hiệu quả xử lý cao, vận
hành và quản lý dễ dàng. Công nghệ MBR là một phương pháp đầy hứa hẹn cho xử lý
nước thải bởi vì nó có khả năng xử lý nước thải đầu ra chất lượng cao đáp ứng được các
quy định chất lượng nước ngày càng nghiêm ngặt. Trong công nghệ MBR, bể lắng đợt
2 đã được thay thế bởi hệ thống màng vi lọc có thể đặt ngập trong bể phản ứng sinh học.
Hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm rất cao nhờ việc duy trì lượng sinh khối lớn trong bể
phản ứng sinh học.
Gần đây, hầu hết các nghiên cứu về MBR được tập trung vào các hoạt động ổn định
và xử lý nước thải khác nhau như xử lý nước uống, nước thải ngành công nghiệp thực
phẩm, nước thải ngành thuộc da,.... Kết quả thu được đã mở ra những hứa hẹn trong xử
lý nước thải ở Việt Nam tại thời điểm hiện tại cũng như trong tương lai gần.
Tuy nhiên cho đến nay, ở nước ta việc nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp tập
trung bằng phương pháp sinh học kết hợp lọc màng còn hạn chế do tính chất phức tạp
và rất khó xử lý của nước thải công nghiệp tập trung.
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

1


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

Đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung
bằng công nghệ sinh học màng MBR (Membrane Bioreactor)” nghiên cứu thành công
sẽ góp thêm tài liệu tham khảo và ứng dụng thực tế đối với quy trình xử lý nước thải nói
chung và đối với nước thải công nghiệp tập trung nói riêng, đồng thời đưa ra hướng ứng
dụng công nghệ mới góp phần vào công tác bảo vệ môi trường trong giai đoạn hiện nay.
1.2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.2.1.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp
tập trung bằng công nghệ MBR với các tải trọng chất ô nhiễm khác nhau: 0,5; 0,7; 0,9;
1,1; 1,3 kgCOD/m3.ngày.
1.2.2.

Nội dung nghiên cứu

 Tìm hiểu tổng quan về nước thải công nghiệp tập trung; về KCN Xuyên Á và nhà
máy XLNT;


Tìm hiểu tổng quan về công nghệ sinh học màng MBR;

 Thiết kế và lắp đặt mô hình MBR quy mô phòng thí nghiệm xử lý nước thải công
nghiệp tập trung;


Nghiên cứu quá trình thích nghi của vi sinh ở tải thích nghi: 0,5 kgCOD/m3.ngày;

 Nghiên cứu khả năng xử lý độ màu, pH, BOD5, COD, TSS, tổng nitơ, tổng

phospho, SVI, MLSS, MLVSS ở các tải trọng: 0,7; 0,9; 1,1 và 1,3 kgCOD/m3.ngày;
 Phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm để đánh giá hiệu suất của công nghệ
MBR trong xử lý nước thải công nghiệp tập trung.
1.2.3.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thực nghiệm: vận hành mô hình MBR quy mô phòng thí nghiệm ở tải
trọng thích nghi: 0,5 và các tải trọng 0,7; 0,9; 1,1; 1,3 kgCOD/m3.ngày.
Phương pháp phân tích mẫu
 Phân tích các chỉ tiêu đánh giá nước thải: độ màu, pH, BOD5, COD, TSS, tổng
nitơ, tổng phospho.


Phân tích các chỉ tiêu đánh giá bùn: MLSS, MLVSS, SVI.

Phương pháp xử lý số liệu: Phương pháp phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu. Từ số liệu
thực nghiệm, tính toán hiệu quả xử lý, tính trung bình, độ lệch chuẩn và vẽ đồ thị so
sánh hiệu quả xử lý dựa trên phần mềm excel.
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

2


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

1.3. PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

Thí nghiệm được tiến hành trên quy mô phòng thí nghiệm tại Phòng thí nghiệm của
khoa Môi trường – Đại học Tài Nguyên và Môi Trường TP. Hồ Chí Minh với nước thải
thực được lấy sau bể lắng 1 tại nhà máy xử lý nước thải thuộc KCN Xuyên Á (địa chỉ:
Tỉnh lộ 824, ấp Tràm Lạc, xã Mỹ Hạnh Bắc, huyện Đức Hòa, tỉnh Long An).
Đánh giá khả năng xử lý của hệ thống MBR qua 5 tải trọng là 0,5; 0,7; 0,9; 1,1 và 1,3
kgCOD/m3.ngày.
Mô hình được vận hành trong điều kiện bình thường: nhiệt độ ngoài trời.
Đề tài nghiên cứu được thực hiện từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2017.
1.4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Trong đồ án, mô hình nghiên cứu được thiết kế theo hệ thống đặt ngập và sử dụng 01
bể sinh học màng MBR với màng MF có kích thước 0,4 μm, 01 bể chứa nước thải đầu
vào và 01 bể chứa nước sau xử lý.
Đối tượng nghiên cứu là nước thải công nghiệp tập trung sau bể lắng 1 với COD nước
thải vào mô hình khoảng 200 - 300 mg/l.
Nước đầu vào cần bổ sung K2HPO4, với nồng độ thích hợp đảm bảo vi sinh vật thích
nghi và phát triển tốt nhưng phải đảm bảo tỷ lệ COD: N: P = 150: 5: 1.
1.5. Ý NGHĨA VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1.

Ý nghĩa khoa học

Về mặt khoa học, đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công
nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR (Membrane Bioreactor)” sẽ là
nghiên cứu quan trọng trong việc xử lý nước thải công nghiệp tập trung nói riêng và xử
lý nước thải nói chung tại Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học đáng tin cậy và có ý nghĩa thực tế
khi triển khai áp dụng công nghệ màng sinh học MBR, sẽ giúp chúng ta có nền tảng đề
xuất công nghệ hợp lý trong xử lý nước thải công nghiệp tập trung và đồng thời có giá
trị tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo.
1.5.2.

Tính mới của đề tài

Công nghệ MBR là công nghệ xử lý vi sinh nước thải bằng phương pháp lọc màng.
Đây là công nghệ đã được các chuyên gia trong nước, nước ngoài nghiên cứu và ứng
dụng vào công nghệ xử lý nước thải.

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

3


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

Công nghệ MBR là công nghệ mới, là công nghệ tiên tiến được nhiều quốc gia phát
triển áp dụng trong việc xử lý các dạng nước thải. Công nghệ xử lý nước thải bằng
phương pháp sinh học kết hợp màng vi lọc (MBR) đã chứng tỏ các ưu thế vượt trội như
kích thước công trình nhỏ, hiệu quả xử lý cao, vận hành và quản lý dễ dàng.
Công nghệ MBR hiếu khí dạng đặt ngập sử dụng các module màng lọc đặt chìm trong
bể xử lý sinh học được sử dụng phổ biến hơn. Khi công nghệ MBR lần đầu tiên xuất
hiện, một trong những ưu điểm chính là quy trình đơn giản bằng cách ngâm màng trong
bể sinh học để thay thế cho bể lắng thông thường. Khí được bơm ở dưới các module
màng để làm sạch các tấm màng và ngăn ngừa đáng kể quá trình tắc nghẽn của màng
lọc. Hoạt động của màng như một rào cản để loại bỏ hoàn toàn trong quá trình xử lý
nước thải thông thường.
Do đó, kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần xác định khả năng, hiệu quả xử lý ứng
dụng công nghệ màng sinh học hiếu khí (MBR).

Đồng thời, đề tài mở ra một hướng đi cụ thể cho việc xử lý nước thải dựa trên tiêu
chí công nghệ xử lý đơn giản, nhỏ gọn, dễ vận hành, phù hợp với điều kiện ở Việt Nam.
Đây là một đề tài hoàn toàn mới và có tính thực tiễn rất cao.

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

4


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2.1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
2.1.1.

Tổng quan về nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung

Trong môi trường kinh doanh sản xuất, các doanh nghiệp luôn chú trọng đến dây
chuyền thực hiện và quy trình vận hành của nhà máy. Bên cạnh việc sản xuất hàng hóa,
các nhà máy cũng thải ra một lượng lớn chất thải ra môi trường. Để bảo vệ môi trường
và điều kiện sống cho cư dân xung quanh khu vực sản xuất thì xử lý nước thải công
nghiệp là công việc cần thiết và mang tính bắt buộc đối với các doanh nghiệp. Các cơ
quan Nhà nước cũng có những quy định riêng cho việc xử lý nước thải công nghiệp để
đảm bảo môi trường xung quanh không bị tác động bởi các yếu tố tiêu cực.
Xử lý nước thải công nghiệp là một trong những nhiệm vụ cơ bản và quan trọng trong
công tác bảo vệ môi trường góp phần giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt.

Nguồn nước luôn phải được đảm bảo sạch để phục vụ cho nhu cầu của lượng lớn dân
cư trong sinh hoạt hàng ngày.
Với tính chất và thành phần phức tạp, nước thải công nghiệp chứa nhiều thành phần
nguy hại như các hợp chất hữu cơ, kim loại nặng,...
Trong công nghiệp, nước được dùng như một nguyên liệu thô phục vụ sản xuất và
mục đích lành mạnh. Nước thải từ các ngành công nghiệp khác nhau sẽ có lưu lượng và
tính chất khác nhau, là do các nguyên nhân:
 Các nguyên liệu cơ bản dùng để sản xuất giữa các ngành không giống nhau dẫn
đến việc sử dụng nước trong quá trình chế biến khác nhau;


Quy trình, công nghệ sản xuất;



Quy mô sản xuất;



Sự khác nhau về thời gian hoạt động, quá trình vận hành, phạm vi sản phẩm...
2.1.2.

Tính chất nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh từ quá trình công nghệ của cơ sở sản
xuất, dịch vụ công nghiệp, từ nhà máy xử lý nước thải tập trung có đấu nối nước thải
của cơ sở công nghiệp.
Nước thải bị ô nhiễm bởi các chất khác nhau. Theo WHO, các chất ô nhiễm hóa học
nước được phân loại như sau:


Chất hữu cơ không bền sinh học;

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

5


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)


Các muối vô cơ ít độc;



Các hợp chất gen sinh học;

Các chất độc đặc biệt bao gồm các kim loại nặng, các hợp chất tổng hợp hữu cơ
không phân hủy sinh học.


2.1.2.1. Tính chất vật lý
Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu màu sắc, mùi, nhiệt
độ và lưu lượng.
Màu thực của nước là màu tạo ra do các chất hòa tan hoặc ở dạng hạt keo. Màu bên
ngoài còn gọi là độ màu biểu kiến của nước, là màu do các chất lơ lửng trong nước tạo
nên. Trong thực tế, người ta chỉ xác định màu thực của nước, nghĩa là sau khi đã lọc bỏ

các chất không tan.
Trong nước thải, mùi xuất hiện do các khí sinh ra trong quá trình phân hủy các hợp
chất hữu cơ hay do một số chất được đưa thêm vào.
Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch ban đầu, do có sự gia
nhiệt vào nước từ các dụng cụ và máy móc sản xuất.
Lưu lượng là thể tích thực của nước thải, có đơn vị m3/ngày đêm. Lưu lượng nước
thải phụ thuộc vào: loại hình, công nghệ sản xuất, loại và thành phần nguyên vật liệu,
công suất nhà máy,… Công nghệ sản xuất ảnh hưởng lớn đến lượng nước tiêu thụ, lượng
nước thải tạo thành, chế độ xả thải và thành phần tính chất nước thải. Áp dụng công
nghệ tiên tiến và trang thiết bị càng hiện đại, lượng nước sử dụng sẽ giảm đi rất nhiều.
2.1.2.2. Tính chất hóa học
Tính chất hóa học của nước thải được thể hiện qua các một số thông số đặc trưng như
độ kiềm, nhu cầu oxy sinh hóa, nhu cầu oxy hóa học, các chất khí hòa tan, các hợp chất
nitơ,…
2.1.2.3. Đặc điểm sinh vật, vi sinh vật và độc tính sinh thái
Tế bào vi sinh vật hình thành từ chất hữu cơ, nên tập hợp vi sinh có thể coi là một
phần của tổng hợp chất hữu cơ trong nước thải. Phần này sống, hoạt động, tăng trưởng
để phân hủy phần hữu cơ còn lại của nước thải.
Vi sinh trong nước thải thường được phân biệt theo hình dạng. Vi sinh xử lý nước
thải có thể chia thành 3 nhóm: vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh.
Các chất và hữu cơ có độc tính cao thường là các chất bền vững, khó bị vi sinh phân
hủy. Một số có tác dụng tích lũy và tồn lưu lâu dài trong môi trường và trong cơ thể thủy
sinh vật nên gây ô nhiễm lâu dài, đồng thời tác hại đến hệ sinh thái nước, đó là chất
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

6


Đồ án tốt nghiệp

Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

policlophenol (PCP), policlobiphenyl (PCB), các hydrocacbon đa vòng ngưng tụ, hợp
chất dị vòng N hoặc O. Các chất này thường có trong nước thải công nghiệp và nguồn
nước các vùng nông, lâm nghiệp sử dụng nhiều thuốc trừ sâu, thuốc kích thích sinh
trưởng, diệt cỏ…
2.1.3.

Đặc tính nước thải công nghiệp

Nước thải của KCN gồm hai loại chính: nước thải sinh hoạt từ các khu văn phòng và
nước thải sản xuất từ các nhà máy sản xuất trong KCN.
Đặc tính nước thải sinh hoạt thường là ổn định so với nước thải sản xuất. Nước thải
sinh hoạt ô nhiễm chủ yếu bởi các thông số BOD5, COD, SS, tổng nitơ, tổng phospho,
dầu mỡ – chất béo. Trong khi đó các thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp chỉ xác
định được ở từng loại hình và công nghệ sản xuất cụ thể. Nếu không xử lý cục bộ mà
chảy chung vào đường cống thoát nước, các loại nước thải này sẽ gây ra hư hỏng đường
ống, cống thoát nước. Vì vậy, yêu cầu chung đối với các nhà máy, xí nghiệp trong các
KCN cần phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải để xử lý sơ bộ trước khi xả nước thải
vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN.
Nguồn nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt của các đơn vị trong
KCN chảy về hệ thống xử lý đạt quy chuẩn về môi trường trước khi thải ra môi trường
bao gồm:


Nước thải sản xuất từ các nhà máy;



Nước thải sinh hoạt từ các nhà máy;



Nước thải là nước mưa chảy tràn;



Nước thải từ công tác chữa cháy, rửa thiết bị, vệ sinh nhà xưởng.

Đặc điểm dễ nhận dạng của nước thải công nghiệp là thành phần gây ô nhiễm chính
trong dòng thải: vô cơ hay hữu cơ, hòa tan hay không hòa tan. Thành phần vô cơ hay
hữu cơ đòi hỏi các kỹ thuật xử lý khác nhau: các tạp chất vô cơ thường áp dụng các biện
pháp hóa học, hóa lý (kết tủa, keo tụ, lắng, hấp phụ, trao đổi ion, lọc màng,...) để xử lý,
trong khi phương pháp vi sinh là kỹ thuật chủ đạo để xử lý các thành phần hữu cơ. Tuy
nhiên, việc phân loại như trên chỉ mang tính chất tương đối, có rất nhiều kỹ thuật xử lý
áp dụng đồng thời nhiều phương pháp để tăng hiệu quả xử lý, để phù hợp với đối tượng
xử lý và mục tiêu cần đạt.
2.1.4.

Thông số đặc trưng của nước thải khu công nghiệp

2.1.4.1. Các thông số vật lý
Hàm lượng chất rắn lơ lửng
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

7

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

Các chất rắn lơ lửng trong nước có thể có bản chất là:
Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù;
Các chất hữu cơ không tan;
Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh,...).
Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá
trình xử lý.
Tổng hàm lượng các chất lơ lửng (SS): Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là
những chất rắn không tan trong nước. Hàm lượng các chất lơ lửng là lượng khô của phần
chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc rồi sấy
khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/l.
Hàm lượng các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi VSS là lượng mất đi khi nung lượng chất
rắn huyền phù (SS) ở 550oC cho đến khi khối lượng không đổi (thường được qui định
trong một khoảng thời gian nhất định).
Mùi
Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S (mùi trứng thối). Các hợp chất khác, như
indol, skatol,... được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu
hơn cả H2S.
Độ màu
Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do
các sản phẩm được tạo ra từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu
thông dụng là Pt – Co.
Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để
đánh giá trạng thái chung của nước thải.
2.1.4.2. Các thông số hóa học
Độ pH của nước
pH của nước thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý.

Nước thải công nghiệp có pH rất khác nhau phụ thuộc từng loại công nghiệp.
Các xí nghiệp sản xuất có thể thải ra nước thải có tính acid hoặc kiềm rất cao chẳng
những làm cho nguồn nước không còn hữu dụng đối với các hoạt động giải trí mà còn
làm ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vật.
Nguồn nước lân cận một số xí nghiệp có thể có pH thấp đến 2 hoặc cao đến 11; trong
khi cá chỉ có thể tồn tại trong môi trường có 4,5 < pH < 9,5. Hàm lượng NaOH cao
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

8


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

thường phát hiện trong nước thải ở các xí nghiệp sản xuất bột giặt, thuộc da, nhuộm vải
sợi… NaOH ở nồng độ 25 ppm đã có thể làm chết cá.
COD
Chỉ tiêu COD được dùng để xác định hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải sinh
hoạt và nước thải công nghiệp. COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa chất hữu cơ thành
CO2 và H2O dưới tác dụng của các chất oxy hóa mạnh.
Khi phân tích COD, các chất hữu cơ sẽ chuyển thành CO2 và H2O, ví dụ cả glucose
và lignin đều bị oxy hóa hoàn toàn. Do đó, giá trị COD lớn hơn BOD và có thể COD rất
lớn hơn nhiều so với BOD khi mẫu chứa đa phần những chất khó phân hủy sinh học, ví
dụ nước thải giấy có COD >> BOD do hàm lượng lignin cao.
Trong nhiều trường hợp, COD được dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ
thay cho BOD.
BOD
Nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ

trong một khoảng thời gian xác định và được ký hiệu bằng BOD được tính bằng mg/l.
Chỉ tiêu BOD phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải. BOD càng lớn thì nước
thải (hoặc nước nguồn) bị ô nhiễm càng cao và ngược lại.
BOD có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân huỷ
bằng các vi sinh vật.
Để chuẩn hóa các số liệu người ta thường báo cáo kết quả dưới dạng BOD5. Ngày
nay việc đo BOD được thực hiện bằng phương pháp chai đo BOD Oxitop: Đặt chai
trong tủ 20oC trong 5 ngày, BOD được đo tự động khi nhiệt độ đạt đến 20oC. Giá trị
BOD được ghi tự động sau mỗi 24h.
DO
Khả năng hòa tan của oxy vào nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả
năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn. Do đó, hàm lượng oxy
hòa tan là thông số đặc trưng cho mức độ ô nhiễm bản chất hữu cơ của nước mặt.
Nitơ và phospho
Nitơ và phospho là chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh
vật.
Các hợp chất chứa nitơ ở dạng hòa tan bao gồm cả nitơ hữu cơ và vô cơ.
Trong các loại nước thải phospho hiện diện chủ yếu các dạng phosphate. Các hợp
chất phosphate được chia thành phosphate vô cơ và hữu cơ.
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

9


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

Các chất hoạt động bề mặt

Là những chất hữu cơ gồm hai phần: kỵ nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các
chất đó trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử
dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành công nghiệp.
2.1.4.3. Các thông số vi sinh học
Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho
người. Một số các sinh vật gây bệnh có thể một thời gian khá dài trong nước và là nguy
cơ truyền bệnh tiềm tàng bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán. Vi khuẩn E.coli được chọn
làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của
nguồn nước.
2.1.5.

Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải KCN

Do đặc tính nước thải công nghiệp tập trung KCN chứa lượng chất hữu cơ lớn, tỷ số
COD/BOD dao động khoảng 0,5 – 0,7 nên biện pháp xử lý thường được áp dụng là các
công trình xử lý sinh học.
Trong nước thải còn chứa lượng cặn khá lớn, có đặc tính cơ học tương đối bền, do đó
cần được xử lý cơ học để loại bỏ cặn này.
Nước thải sau khu xử lý sinh học nếu trường hợp vẫn còn nồng độ các chất ô nhiễm
cao, đặc biệt là độ màu, với chỉ tiêu đạt loại A độ màu phải ≤ 20 Pt – Co rất khó xử lý.
Do đó cần có giai đoạn xử lý oxy hóa bậc cao.
2.1.5.1. Phương pháp cơ học
Song chắn rác và lưới lọc
Đây là bước xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình này loại bỏ tất cả các tạp chất có thể
gây sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như là tắc bơm, đường ống
hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi
cho cả hệ thống.
SCR và lưới chắn rác thường đặt vuông góc hoặc đặt nghiêng 60 ÷ 750 so với dòng
chảy. Các SCR được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn, thanh SCR có thể
có tiết diện tròn, vuông hoặc hỗn hợp, thông thường thanh hỗn hợp được sử dụng thông

dụng hơn, cạnh vuông góc ở phía sau và cạnh tròn ở phía trước hướng đối diện với dòng
chảy.
Bể điều hòa
Bể điều hòa thường được đặt ở vị trí trước bể lắng và sau SCR, được dùng để duy trì
sự ổn định của dòng thải vào gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

10


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

sự dao động của lưu lượng dòng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình
ở cuối dây chuyền xử lý; giảm bớt sự tác động của các chất bẩn trong nước thải; tiết
kiệm hóa chất để khử trùng nước thải; giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào các
công trình xử lý sinh học tiếp theo.
Bể tách dầu mỡ
Bể tách dầu mỡ được sử dụng để vớt bọt giúp loại bỏ dầu, mỡ và các chất hoạt động
bề mặt gây cản trở cho quá trình oxy hóa và khử màu,…
Bể lắng
Nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm
trong nước. Phân loại: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng Radian
(bể lắng li tâm, bể lắng hướng tâm).
Bể lắng đợt 1: nhiệm vụ loại bỏ cặn lắng lơ lửng để đảm bảo hàm lượng chất rắn lơ
lưởng trước khi vào bể aeroten (hoặc các bể hiếu khí) phải nhỏ hơn 150 mg/l. Thời gian
lắng không dưới 1,5 giờ. Lắng chất lơ lửng còn trong nước và cô đặc bùn hoạt tính đến
nồng độ nhất định ở phần cuối của bể để bơm. Cũng như cần xử lý ở mức độ cao có thể

ứng dụng các bể lọc, lọc cát,…
Bể lắng đợt 2: nhiệm vụ lắng các bông cặn có khả năng liên kết và có nồng độ lớn
trên 1000mg/l. Tốc độ lắng của bể phụ thuộc vào nồng độ cặn. Thời gian lắng và tải
trọng bùn trên một đơn vị diện tích bề mặt là những thông số quyết định. Đó là những
thông số và đặc tính của bùn hoạt tính ở bể aeroten dùng để thiết kế bể lắng đợt 2.
2.1.5.2. Phương pháp hóa – lý
Keo tụ, tạo bông
Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn lơ lững nhưng không thể tách được
các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước
quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng cần tăng kích
thước của.
Khử các hạt keo rắn bằng trọng lượng cần theo 2 bước: trung hòa điện tích của chúng
và liên kết chúng lại với nhau.
Tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi đựa 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 bề mặt nước,
sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phân tử dính ra khỏi nước.

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

11


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

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 lắng kém và nổi lên mặt nước. Tuyển nổi bọt nhằm tách

các chất lơ lửng không tan và một số chất keo hoặc hoà tan ra khỏi nước, kỹ thuật này
có thể dùng cho xử lý nước thải đô thị và nhiều lĩnh vực như chế biến dầu béo, thuộc
da, dệt, chế biến thịt,…
2.1.5.3. Phương pháp sinh học
Bản chất của phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học là phân hủy các
chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải bằng các vi sinh vật có lợi. Đây là phương pháp
đặc biệt hiệu quả trong việc ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước
thải, và một số chất vô cơ gây ô nhiễm khác như: H2S, Sunfit, Ammonia, Nitơ,…
Phương pháp xử lý sinh học có thể chia ra làm hai loại: xử lý hiếu khí và xử lý yếm
khí trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan.
Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí
Quá trình hiếu khí dựa trên nguyên tắc là vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu
cơ trong điều kiện có oxy hòa tan.
CHC + O2 + vi khuẩn  CO2 + NH3 + C5H7NO2 + các sản phẩm khác
Ngoài việc phân hủy các chất hữu cơ để tạo ra tế bào mới, vi sinh vật còn thực hiện
quá trình hô hấp nội sinh để tạo ra năng lượng.
C5H7NO2 + O2 + vi khuẩn  CO2 + H2O + NH3 + năng lượng
Các vi khuẩn trên còn gọi là bùn hoạt tính và chúng tự sinh ra khi thổi khí vào nước
thải. Về khối lượng, bùn hoạt tính được tính bằng khối lượng chất bay hơi có trong tổng
hàm lượng bùn (cặn khô), đôi khi còn gọi là sinh khối.
Quá trình sinh trưởng lơ lững hiếu khí: Đây là quá trình vi sinh vật phát triển và tăng
trưởng trong các bông cặn bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lững trong nước ở các bể xử lý
sinh học. Cần phải được làm thoáng để cung cấp đầy đủ oxy cho vi sinh vật tiến hành
phân giải chất hữu cơ và phát triển.
Quá trình sinh trưởng bám dính hiếu khí: Là quá trình xử lý sinh học trong đó quần
thể vi sinh vật hoạt động để chuyển hóa các chất hữu cơ và các thành phần khác trong
nước thải thành khí còn vỏ tế bào được dính bám vào một vài giá thể dạng tấm hay hạt
có tính trơ. Trong dòng nước thải có những vật rắn làm giá đỡ, các vi sinh vật sẽ dính
trên bề mặt. Trong số các vi sinh vật có những loài sinh ra các polysacarit có tính dính
như là các chất dẻo (polyme sinh học) tạo thành màng. Màng này sẽ dày lên theo thời

gian và đây chính là sinh khối vi sinh vật bám dính, có khả năng oxy hóa các chất hữu
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

12


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

cơ có trong nước thải khi chảy qua hoặc tiếp xúc, hấp phụ các chất bẩn lơ lửng có trong
nước thải hoặc giun sán…
Xử lý sinh học trong điều kiện kỵ khí
Phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí CH4 và CO2
trong điều kiện không có oxy.
CHO)nNS  CO2 + H2O + CH4 + NH4 + H2 + H2S + tế bào vi sinh vật + …
Tương tự như quá trình tăng trưởng bám dính hiếu khí. Các vi sinh vật được dính
bám vào giá thể dạng tấm hay hạt có tính trơ. Nước thải cũng được dẫn từ dưới đáy bể
lên, xuyên qua lớp vật liệu lọc. Hai quá trình phổ biến của phương pháp này là lọc kỵ
khí và lọc với lớp vật liệu trương nở. Được dùng để xử lý nước thải chứa các chất cacbon
hữu cơ, nitrat.
Ngoài ra, ta cũng có thể phối hợp cả hai quá trình: kỵ khí lơ lững và kỵ khí bám dính
vào cùng một công trình nhằm tăng cường khả năng xử lý.
Phương pháp xử lý kỵ khí thường sử dụng để xử lý sơ bộ nước thải có độ ô nhiễm
hữu cơ cao (COD > 1 – 3 g/l) trước khi sử dụng phương pháp hiếu khí. Điều này giúp
tiết kiệm được lượng oxy cần thiết phải cung cấp cho vi sinh vật hiếu khí nên giảm được
chi phí điện năng đối với thiết bị cấp khí.
Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùng của công nghệ xử lý nước thải nhằm loại
bỏ vi trùng và virus gây bệnh chứa trong nước thải trước khi xả vào nguồn nước.

2.1.6.

Một số quy trình công nghê xử lý nước thải tập trung

Hiện tại, có rất nhiều công nghệ khác nhau được áp dụng để xử lý nước thải công
nghiệp tập trung đạt tiêu chuẩn trước khi xả thải ra nguồn tiếp nhận ở Việt Nam. Dưới
đây là một số dây chuyền công nghệ xử lý đã được áp dụng tại trên thực tế.
2.1.6.1. Khu công nghiệp Tân Bình

SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

13


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

Giai đoạn 1
Nước thải vào
Song chắn rác

Thùng chứa

Bể gom

Công ty thu gom rác

Nuớc tuần hoàn

Lọc rác tinh
Bể tách dầu

Công ty thu gom bùn
Bể chứa

Nhà chứa bùn

Bể điều hòa 1
Bể SBR 1

Máy ép bùn

Bể SBR 2

Bể chứa

Sục khí

Bể khử trùng 1

Bể chứa nước sau xử lý

Nước thải ra

Giai đoạn 2
Bể điều hòa 2
Bể SBR 3

Bể SBR 4
Chú giải

Sục khí
Bể khử trùng 2

Nước tuần hoàn

Rác

Hóa chất

Dầu mỡ

Nước ép bùn

Khí

Nước thải

Khuấy

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tập trung KCN Tân Bình.
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

14


Đồ án tốt nghiệp

Nghiên cứu xử lý nước thải từ trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung bằng công nghệ sinh học màng MBR
(Membrane Bioreactor)

2.1.6.2. Khu công nghiệp Phước Đông – Bời Lời
Nước thải đầu vào
SCR thô
Bể đầu vào

Thuê đơn vị
có chức năng
mang đi xử lý

Rác

Lưới chắn rác tinh
Bể tách dầu mỡ
Bể tách cát

Bể độc tố
cao

Bể điều hòa
PAC, khử màu
Polyme (-)

Bể trung hòa
Bể keo tụ, tạo bông
Bể lắng hóa lý

Methanol

Bể kỵ khí
Bể thiếu khí

Mật rỉ, Soda

Bể hiếu khí

Tuần
hoàn
bùn
Tuần
hoàn
nước

Bể
chứa
bùn

Máy
ép
bùn

Bể lắng sinh học
Bể đệm
Bồn lọc áp lực

Chlorine

Bể khử trùng

Bể nước đầu ra
Hồ sinh thái

Chú thích:
Nước thải đi vào
Nước, bùn, cặn tuần
hoàn hoặc chuyển đến nơi
xử lý.
Hóa chất đưa vào hệ
thống.

Suối
Hình 2.2 Quy trình công nghệ xử lý nước thải đang áp dụng tại KCN Phước
Đông – Bời Lời.
SVTH: Võ Thị Cẩm Tiên
GVHD: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm

15