THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU DÂN CƯ 100.000 NGƯỜI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG



Đồ án: KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO
KHU DÂN CƯ 100.000 NGƯỜI

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu
LỚP: DHKTMT10A
Nhóm thực hiện: Nhóm 6
1. Lê Thị Hà

14039631

2. Nguyễn Thị Hằng

14101901

TP.Hồ Chí Minh, ngày 29, tháng 04, năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô của
trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các Thầy Cô trong
Viện Khoa học Công Nghệ và Quản Lý Môi Trường của trường đã tạo điều kiện cho
em học tập tốt. Và em cũng xin chân thành cảm ơn Cô Trần Thị Ngọc Diệu đã nhiệt
tình hướng dẫn em hoàn thành tốt bài đồ án của nhóm.

Trong quá trình học tập, cũng như là trong quá trình làm đồ án, khó tránh khỏi
sai sót, rất mong các thầy, cô bỏ qua. Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh
nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót, em
rất mong nhận được ý kiến đóng góp thầy, cô để em học thêm được nhiều kinh
nghiệm để có thể hoàn thành tốt cho những đồ án tiếp theo.
Em xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Ngọc Diệu rất nhiều!


MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH

4


DANH MỤC BẢNG

5


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

CHƯƠNG 1:

MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề

Tốc độ đô thị hóa tăng nhanh đã đưa nền kinh tế nước ta phát triển lên tầm cao
mới. Tuy nhiên, đô thị hóa cũng là một thách thức lớn đối với đất nước. Sự gia tăng dân
số cùng với tốc độ phát triển của các ngành công nghiệp, thương mại, du lịch, dịch vụ đã
gây áp lực không nhỏ cho môi trường, đặc biệt là vấn đề nước thải. Để phát triển bền
vững chúng ta cần có giải pháp cần có những giải pháp, trong đó có giải pháp kỹ thuật
nhằm hạn chế, loại bỏ các chất ô nhiễm do hoạt động sống và sản xuất thải ra môi trường.
Một trong những giải pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường và chống ô nhiễm
nguồn nước là tổ chức thoát nước và xử lý nước thải trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.
Nước thải sinh hoạt thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến
nguồn nước mặt như: làm gia tăng mức độ phú dưỡng nguồn nước tiếp nhận do các chất
hữu cơ và photphat có trong nước thải. Khi quá trình phú dưỡng xảy ra sẽ làm giảm
lượng oxy hòa tan trong nước gây hiện tượng phân hủy yếm khí các hợp chất hữu cơ và
sinh ra khí độc hại như H2S, mercaptanes… gây các mùi hôi và làm cho nước nguồn tiếp
nhận có màu đen. Bên cạnh đó, các chất dầu mỡ gây ảnh hưởng đến quá trình tái tạo oxy
từ không khí và một số chất ô nhiễm đặc biệt như hóa chất, chất tẩy rửa (quá trình hoạt
động của nhà bếp) gây tác động tiêu cực đến hệ thủy sinh và qua dây truyền thực phẩm sẽ
gây hại cho người sử dụng do khả năng tích tụ sinh học cao của chúng.
Vấn đề đặt ra là phải thiết kế xây dựng một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
nhằm cải thiện tình trạng ô nhiễm của nước thải khi xả ra nguồn tiếp nhận.
Để tránh sự tập trung quá mức và tránh tình trạng “quá tải” cho Tp.Hồ Chí Minh,
đặc biệt là khu vực nội thành, thành phố thực hiện chiến lược phát triển kinh tế ra khu
vực ngoại thành và các vùng phụ cận.
Cần giờ có vị trí khá quan trọng với vị trí chiến lược khai thác giao thông thủy và
bộ, bằm cửu ngõ phía đông nam của thành phố, là cầu nối mở hướng phát triển của thành
phố với biển Đông và thế giới. Huyện Nhà Bè là một trong những vùng tâm điểm đầu
tiên được thành phố chú ý. Do vậy trong 5 năm trở lại đây, tình hình phát triển đô thị hóa
huyện Nhà Bè ngày càng cao, với sự góp mặt của đông đảo các đơn vị kinh tế của trung
Nhóm 6

Page 6

Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

ưng và thành phố. Một số các khu công nghiệp và các khu đô thị mới đã được hình thành
phát triển như: Khu công nghiệp Hiệp Phước – Nhà Bè với đô thị mới Phú Xuân –
Mương Chuối - 100.000 người.
Xã Phú Xuân được quy hoạch thành khu trung tâm huyện lỵ nên xã đã và sẽ được
đầu tư mạnh mẽ về cơ sở hạ tầng để xứng đáng với bộ mặt của một huyện đang phát
triển, Ngoài các công trình, trụ sở hành chính, nhiều khu dân cư hiện đại đang được hình
thành. Khu dân cư Phú Xuân – Cotec là một trong những khu trung cư hiện đại của
huyện được xây dựng để đáp ứng nhu cầu và các hoạt động sản xuất dịch vụ trong huyện
vẫn chưa được xử lý mà thải thẳng ra sông.
Để dóp phần vào việc bảo vệ môi trường chung và giảm bớt nỗi lo về hậu quả ô
nhiễm môi trường của nhân loại, đề tài “tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
khu dân cư Phú Xuân – Cotec huyện Nhà Bè” được lựa chọn.

1.2. Mục tiêu của đề tài
Phân tích vấn đề chung của nước thải.
Lựa chọn dây chuyền công nghệ phù hợp để xử lý.
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải đô thị cho khu dân cư Phú Xuân – cotec
huyện Nhà Bè - 100.000 người. Đảm bảo các yêu cầu về môi trường theo quy định của
Nhà nước.

1.3. Nội dung của đề tài
Tổng quan lý thuyết về các phương pháp xử lý nước thải nói chung và các công
nghệ xử lý nước thải đô thị nói riêng.
Tìm hiểu vị trí địa lý, tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội và môi trường tại huyện

Nhà Bè và của khu dân cư Phú Xuân.
Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng
gây ô nhiễm, nguồn xả thải.
Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải.
Dự đoán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải.
Nhóm 6

Page 7


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

1.4. Ý nghĩa thực tiễn
Góp phần cải thiện môi trường nước đô thị (giảm mùi hôi, ít gây ô nhiễm không
khí, giảm nạn ô nhiễm nước ngầm, nước mặt).
Bảo vệ sức khỏe cộng đồng, giảm thiểu các bệnh tật do ô nhiễm nguồn nước gây ra,
nhằm tạo môi trường thuận lợi cho phát triển kinh tế - xã hội một cách bền vững).

1.5. Phương pháp thực hiện
Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về nước thài sinh hoạt, tìm hiểu
thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác.
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải sinh
hoạt qua các tài liệu chuyên ngành.
Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm các công nghệ xử lý nước thải và lựa
chọn công nghệ xử lý phù hợp.
Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị
trong hệ thống xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý.
Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công trình

đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải.

1.6. Đối tượng và phạm vi đề tài
Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.
Giới hạn nghiên cứu:
Thời gian làm đề tài :02/2017 – 04/2017
Do kiến thức và thời gian có giới hạn nên đề tài chỉ dừng lại ở mức độ khảo sát, tìm
hiểu và thiết kế cho khu dân cư Phú Xuân huyện Nhà Bè chứ không thiết kế chung cho
các khu dân cư trong thành phố. Từ kết quả nghiên cứu của đề tài này có thể bổ sung,
chỉnh sửa và phát triển cho các khu dân cư khác trên địa bàn thành phố và toàn quốc.

Nhóm 6

Page 8


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

1.7. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn;
1.7.1. Ý nghĩa khoa học
Để góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại khu
dân cư Phú Xuân – Cotec huyện Nhà Bè. Từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi
trường, cải thiện nguồn nước ngày càng trong sạch hơn.
Giúp các nhà quản lý làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn.

1.7.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài sẽ được nghiên cứu và bổ sung để phát triển cho các khu dân cư trên địa bàn
thành phố và toàn quốc.

Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoát và ô nhiễm tài nguyên nước.

Nhóm 6

Page 9


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

CHƯƠNG 2:

TỔNG QUAN

2.1. Các nguồn phát sinh ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt( NTSH) là nước thải phát sinh từ những hoạt động thường ngày
của các cộng đồng người như các khu dân cư, khu đô thị, các khu du lịch vui chơi giải
trí…
NTSH phát sinh từ các hộ gia đình.

2.2. Tải lượng, thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt
NTSH gồm có hai loại :
Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.
Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rữa trôi,
kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt: Bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS), chất
hữu cơ hòa tan (BOD5/COD), các chất dinh dưỡng (Nito, Photpho), các vi trùng gây
bệnh (Ecoli, Colifom).
Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: Lưu lượng nước thải (tiêu

chuẩn thải nước: l/người/ngày); Đặc điểm của MLTN (có/không có bể tự hoại), Tải trọng
chất bẩn tính theo đầu người

Nhóm 6

Page 10


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Hình 2.1.Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt
(Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghệ - Lâm Minh Triết)

Bảng 2.1.Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt từ các ngôi
nhà hoặc cụm dân cư độc lập
Thông số

Tải

lượng

Nồng độ *, mg/l

g/người.ngày
Tổng chất rắn

115-117

680-1000

Các chất rắn dễ bay hơi

65-85

280-500

Cặn lơ lửng

35-50

200-290

Cặn lơ lửng dễ bay hơi

25-40

150-240

BOD5

35-50

200-290

COD

115-125

680-730

Tổng Nitơ

6-17

35-100

Nitơ Amoni

1-3

6-18

Tổng Photpho

3-5

18-29

1-4

6-24

Photphat(tính

theo

photpho)
Nhóm 6

Page 11


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Tổng Coliform
(Nguồn: Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa và nhỏ - Trần Đức Hạ)
Nồng độ tính khi tiêu chuẩn nước thải là 170 l/người.ngày
Số Colifom
Số Colifom/100m

Bảng 2.2.Tải lượng chất bẩn theo đầu người
Hệ số phát thải
Chỉ tiêu ô nhiễm

Các quốc gia gần gũi
Theo tiêu chuẩn Việt
với Việt Nam
Nam (TCXD 51-84)

Chất rắn lơ lửng (SS)

70 - 145

50 -55

NOS3 đã lắng

45 -54

25 - 30

NOS20 đã lắng

-

30 - 35

COD

72 - 102

-

N-NH4+

2.4 – 4.8

7

Phospho tổng số

0.8 – 4.0

1.7

Dầu mỡ

10-30

-

(Nguồn: Chương trình môn học kỹ thuật xử lý nước thải, Lâm Minh Triết)

Nhóm 6

Page 12


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

CHƯƠNG 3:

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

3.1. Phương pháp xử lý cơ học
Phương pháp xử lý cơ học được sử dụng dựa vào các lực vật lý như lực trọng
trường, lực ly tâm… để tách các chất không hòa tan, các hạt lơ lửng có kích thước đáng
kể ra khỏi nước thải, Phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả xử lý chất
lơ lửng tốt nên thường được áp dụng rộng rãi.
Các công trình thường được sử dụng chủ yếu như: Song lưới chắn rác, Thiết bị
nghiền rác, Bể điều hòa, Khuấy trộn, Lắng, Lắng cao tốc, Tuyển nổi, Lọc, Hòa tan khí,
Bay hơi và tách khí, Việc áp dụng các công trình này được tóm tắt dưới bảng sau:

Bảng 3.3. Áp dụng các công trình cơ họ trong xử lý nước

Công trình

Áp dụng

(1) Song chắn rác Tách các chất rắn có kích thước lớn hay nhỏ.
(2) Nghiền rác

Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn và đồng
nhất.

(3) Bể điều hòa

Điều hòa lưu lượng, tải trọng BOD và SS.

(4) Khuấy trộn

Khuấy trộn hóa chất hay khí vào trong nước thải nhưng vẫn
giữ cặn ở trạng thái lơ lửng.

(5) Lắng

Tạo các hạt cặn nhỏ thành các hạt có kích thước lớn hơn để
tách cặn bằng lắng trọng lực và nén bùn.

(6) Tuyển nổi

Tách các hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt cặn có tỷ trọng xấp
xỉ tỷ trọng nước, hoặc sử dụng để nén bùn sinh học.

(7) Lọc

Tách các hạt lơ lửng còn lại sau xử lý sinh học hoặc hóa học.

(8) Vận chuyển Bổ sung hoặc tách khí.
khí
(9) Bay hơi và

Bay hơi các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi ra khỏi nước thải.

bay khí

Nhóm 6

Page 13


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

3.2. Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý
Chủ yếu dựa vào các đặc tính hóa học, các phản ứng hóa học để xử lý nước thải.
Mặc dù hiệu quả xử lý cao nhưng do chi phí xử lý tốn kém và đặc biệt là có khả năng tạo
thành các sản phẩm phụ độc hại nên phương pháp này thường ít được sử dụng.

Bảng 3.4. Áp dụng các quá trình hóa học trong xử lý nước thải
Quá trình

Áp dụng

Trung hòa

Để trung hòa các nước thải có độ kiềm hoặc độ trung
acid cao.

Kết tủa

Tách photpho và nâng cao hiệu quả của việc tách cặn
lơ lửng ở bể lắng bậc 1.

Hấp phụ

Tách chất hữu cơ không được xử lý bằng phương pháp
hóa học thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học.
Cũng được dung để khử cholr của nước thải sau xử lý,
trước khi thải vào môi trường.

Khử trùng

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. Các Phương
pháp thường sử dụng là : Chlorine, Chlorine dioxide,
brrmide chlorine, ozone …

Khử trùng bằng
Chlorine

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh, Chlorine là
chất được sử dụng rộng rãi nhất.

Khử Chlorine

Tách lượng Clo dư còn lại sau quá trình Clo hóa.

Khử trùng bằng

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh.

Khử trùng bằng

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh.

ClO2

BrCl2
Khử trùng bằng

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh.

Ozone
Khử trùng bằng
Nhóm 6

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh.
Page 14


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

tia UV

3.3. Phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học thường được áp dụng xử lý nước thải sinh hoạt, Mục đích xử
lý nước thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ và tách các hạt keo không lắng, ổn
định( phân hủy) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động của vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí.
Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường là các chất khí như: CO2,
N2, CH4 ,H2S, các chất vô cơ như NH4+, PO43- và các tế bào mới.
Các quá trình xử lý sinh học được chia ra thành 5 nhóm chính:
Quá trình hiếu khí.
Quá trình thiếu khí.
Quá trình kỵ khí.
Thiếu khí và kỵ khí kết hợp.
Quá trình hồ sinh học.

Nhóm 6

Page 15


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Bảng 3.5. Bảng các phương pháp xử lý sinh học
Loại

Tên chung

Áp dụng

Quá trình bùn hoạt tính
Thông thường (dòng đẩy)
Xáo trộn hoàn toàn
Làm thoáng theo bậc
Oxi nguyên chất
Bể phản ứng hoạt động gián
đoạn
Ổn định tiếp xúc
Quá trình hiếu khí

Làm thoáng kéo dài

Sinh trưởng lơ lửng

Kênh oxy hóa
Bể sâu

Khử BOD chứa cacbon (nitrat
hóa)
Nitrat hóa
Khử BOD- chứa cacbon (nitrat
hóa).
Ổn định, khử BOD – chứa
cacbon.

Bể rộng – sâu
Nitrat hóa sinh trưởng lơ
lửng
Hồ làm thoáng

Phân hủy hiếu khí
Không khí thông thường
Oxi nguyên chất
Sinh trưởng
gắn kết

Bể lọc sinh học
Tháp tải – nhỏ giọt

Khử BOD chứa cacbon – nitrat
hóa

Kết hợp quá
trình sinh trưởng lơ
lửng và gắn kết

Cao tải

Khử BOD chứa cacbon

Lọc trên bề mặt xù xì
Đĩa tiếp xúc sinh học quay.
Bể phản ứng với khối vật liệu
Quá trình lọc sinh học hoạt
tính
Lọc nhỏ giọt – vật liệu rắn
tiếp xúc
Quá trình bùn hoạt tính
– lọc sinh học

Nhóm 6

Page 16

Khử BOD chứa cacbon – nitrat
hóaKhử BOD chứa cacbon –
nitrat hóa


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Quá trình lọc sinh học – bùn
hoạt tính nối tiếp nhiều bậc.
Quá trình trùng gian
anoxic
Sinh trưởng lơ lửng
Sinh trưởng gắn kết

Sinh trưởng lơ lửng khử
nitrat hóa.
Màng cố định khử nitrat hóa.
Lên men phân hủy kỵ khí
Tác động tiêu chuẩn một bậc

Quá trình kị khí
Sinh trưởng lơ lửng
Sinh trưởng gắn kết

Khử nitrat hóa

Cao tải một bậc

Ổn định, khử BOD chứa cacbon
Khử BOD chứa cacbon
Khử BOD chứa cacbon

Hai bậc
Quá trình tiếp xúc kị khí
Lớp bùn lơ lửng kị khí hưởng
lên (USAB)
Quá trình lọc kị khí

Ổn định chất thải và khử nitrat
hóa.
Ổn định chất thải – khử nitrat
hóa.

Quá trình kết hợp
hiếu khí – trung gian
Anoxic – kị khí

Quá trình một bậc hoặc
nhiều bậc, các quá trình có
tính chất khác nhau.

Khử BOD chứa cacbon – nitrat
hóa, khử nitrat hóa, khử
phosphor

Sinh trưởng lơ lửng

Quá trình một bậc hoặc
nhiều bậc

Khử BOD chứa cacbon – nitrat
hóa, khử nitrat hóa, khử
phospho

Hồ hiếu khí

Khử BOD chứa cacbon

Hồ bậc ba

Khử BOD chứa cacbon – nitrat
hóa

Kết hợp sinh trưởng
lơ lửng, sinh trưởng
gắn kết
Quá trình ở hồ

Hồ tùy tiện

Khử BOD chứa cacbon

Hồ kị khí

Khử BOD chứa cacbon (ổn định
chất thải – bùn)

Mỗi quá trình có thể phân chia ra phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện trong hệ
thống tăng trưởng lơ lửng ( suspended-growth system) hay hệ thống tăng trưởng bám
dính ( attached-growth system) hay hệ thống kết hợp.
Phương pháp này còn được sử dụng nhiều do rẻ tiền và sản phẩm phụ của quá trình
có thể tận dụng làm phân bón (bùn hoạt tính) hoặc tái sinh năng lượng (khí metan).
Nhóm 6

Page 17


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng biện pháp sinh học áp dụng hiện
nay

3.4. Công trình xử lý nước sinh học kỵ khí
Quá trình xử lý dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong công trình
nhờ sự lên men kỵ khí, Đối với các công trình qui mô nhỏ và vừa người ta thường dùng
công trình kết hợp giữa việc tách cặn lắng với sự phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ trong
pha rắn và pha lỏng. Các công trình thường được ứng dụng là: các loại bể tự hoại, giếng
thấm…
Bể tự hoại
Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bậc I (xử lý sơ bộ) đồng thời thực hiện hai
chức năng: lắng nước thải và lên men cặn lắng.
Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng được xây dựng bằng

gạch, bê tông cốt thép, hoặc chế tạo bằng vật liệu composite, Bể chia làm 2 hoặc 3 ngăn,
Do phần lớn cặn lắng trong ngăn thứ nhất nên dung tích ngăn này chiếm 50-70% dung
tích toàn bể.
Các ngăn bể tự hoại được chia làm hai phần: phần lắng nước thải (phía trên) và
phần lên men cặn lắng (phía dưới). Nước thải vào với thời gian lưu nước trong bể từ 1
đến 3 ngày, Do vận tốc trong bể bé nên phần lớn cặn lơ lửng được lắng lại, Hiệu quả lắng
cặn trong bể tự hoại cơ thể đạt từ 40-60% phụ thuộc vào nhiệt độ, chế độ quản lí và vận
hành bể. Qua thời gian từ 3-6 tháng, cặn lắng lên men yếm khí. Quá trình lên men chủ
yếu diễn ra trong giai đoạn đầu là lên men axit, Các chất khí tạo nên trong quá trình phân
giải (CH4, CO2, H2S…) nổi lên kéo theo các hạt cặn khác có thể làm cho nước thải
nhiễm bẩn trở lại và tạo nên một lớp váng nổi trên mặt nước.
Để dẫn nước thải vào và ra khỏi bể người ta phải nối ống bằng phụ kiện Tê với
đường kính tối thiểu là 100mm với một đầu ống đặt dưới lớp màng nổi, đầu kia được nhô
lên phía trên để tiện việc kiểm tra, tẩy rửa và không cho lớp cặn nổi trong bể chảy ra
đường ống. Cặn trong bể tự hoại được lấy theo định kì, Mỗi lần lấy phải để lại khoảng
20% lượng cặn đã lên men lại trong bể để làm giống men cho bùn cặn tươi mới lắng, tạo
điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy cặn.
Nhóm 6

Page 18


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Hình 3.2. Mô hình bể tự hoại
Giếng thấm:
Giếng thấm là công trình trong đó nước thải được xử lí bằng phương pháp lọc qua
lớp cát, sỏi và oxy hóa kỵ khí các chất hữu cơ được hấp phụ trên lớp cát sỏi đó, Nước thải

sau khi xử lí được thấm vào đất. Do thời gian nước lưu lại trong đất lâu nên các loại vi
khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt hầu hết.
Để đảm bảo cho giếng hoạt động bình thường, nước thải phải được xử lí bằng
phương pháp lắng trong bể tự hoại hoặc bể lắng hai vỏ.
Giếng thấm cũng chỉ được sử dụng khi mực nước ngầm trong đất sâu hơn 1,5m để
đảm bảo được hiệu quả thấm lọc cũng như không gây ô nhiễm nước dưới đất.

3.4.1. Công trình xử lí sinh học hiếu khí
Quá trình xử lí nước thải dựa trên sự oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải
nhờ oxy tự do hòa tan. Các công trình xử lí sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên
thường được tiến hành trong hồ (hồ hiếu khí, hồ kí khí) hoặc trong đất ngập nước,Tuy
Nhóm 6

Page 19


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

nhiên, các công trình này cần có diện tích mặt bằng lớn nên thường không được áp dụng
trong các trạm xử lí có mặt bằng giới hạn. Để khắc phục tình trạng thiếu mặt bằng thì có
các công trình xử lí sinh học hiếu khí nhân tạo được dựa trên nguyên tắc hoạt động của
bùn hoạt tính hoặc quá trình màng sinh vật, Các công trình thường dùng: bể aerotank,
kênh oxy hóa, bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học.

Bể Aerotank:
Bể Aerotank là loại bể sử dụng phương pháp bùn hoạt tính.
Nước thải sau khi xử lí sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan
cùng các chất lơ lửng đi vào Aerotank. Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và có thể

là các hợp chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan. Các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám
vào để cư trú, sinh sản và phát triển dần thành các hạt cặn bông, Các hạt này to dần và lơ
lửng trong nước. Chính vì vậy, xử lí nước thải Aerotank được gọi là quá trình xử lí sinh
trưởng lơ lửng của quần thể vi sinh vật. Các bông cặn này cũng chính là bông bùn hoạt
tính, Bùn hoạt tính là các bông cặn màu nâu sẫm, chứa các hợp chất hữu cơ hấp phụ từ
nước thải và là nơi cư trú cho các vi khuẩn cùng các vi sinh vật bậc thấp khác sống và
phát triển. Trong nước thải có các hợp chất hữu cơ hòa tan – loại chất dễ bị sinh vật phân
hủy nhất. Ngoài ra còn có loại hợp chất hữu cơ khó bị phân hủy hoặc loại hợp chất chưa
hòa tan hay khó hòa tan ở dạng keo – các dạng hợp chất này có cấu trúc phức tạp cần
được vi khuẩn tiết ra enzim ngoại bào, phân hủy thành những chất đơn giản hơn rồi sẽ
thẩm thấu qua màng tế bào và bị oxy hóa tiếp thành sản phẩm cung cấp vật liệu cho tế
bào hoặc sản phẩm cuối cùng là CO2 và nước. Các hợp chất hữu cơ ở dạng hòa keo hoặc
ở dạng các chất lơ lửng khó hòa tan là các hợp chất bị oxy hóa bằng vi sinh vật khó khăn
hoặc xảy ra chậm hơn.
Hiệu quả làm sạch của bể Aerotank phụ thuộc vào: đặc tính thủy lực của bể hay còn
gọi là hệ số sử dụng thể tích của bể, phương pháp nạp chất nền vào bể và thu hỗn hợp
bùn hoạt tính ra khỏi bể, kiểu dáng và đặc trưng của thiết bị làm thoáng nên khi thiết kế
phải kể đến ảnh hưởng trên để chọn kiểu dáng và kích thước bể cho phù hợp.
Các loại bể Aerotank truyền thống thường có hiệu suất xử lí cao. Tuy nhiên trong
quá trình hoạt động của bể cần thêm các bể lắng I (loại bớt chất bẩn trước khi vào bể) và
Nhóm 6

Page 20


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

lắng II (lắng cặn, bùn hoạt tính). Trong điều kiện hiện nay, diện tích đất càng ngày càng

hẹp, Vì thế càng giảm được thiết bị hay công trình xử lí là càng tốt. Để khắc phục tình
trạng trên thì có các bể đáp ứng được nhu cầu trên: Aerotank hoạt động từng mẻ, bể
Unitank.

Hình 3.3. Bể Aerotank
Công nghệ Unitank:
Unitank là công nghệ hiếu khí xử lí nước thải bằng bùn hoạt tính, quá trình xử lí
liên tục và hoạt động theo chu kì, Nhờ quá trình điều khiển linh hoạt cho phép thiết lập
chế độ xử lí phù hợp với nước thải đầu vào cũng như mở rộng chức năng loại bỏ Photpho
và Nitơ khi cần thiết, Việc thiết kế hệ thống Unitank dựa trên một loạt các nguyên tắc và
qui luật riêng, khác với các hệ thống xử lí nước thải bùn hoạt tính truyền thống.
Về cấu trúc, Unitank là một khối bể hình chữ nhật được chia làm 3 khoang thông
nhau qua bức tường chung. Hai khoang ngoài có thêm hệ thống máng răng cưa nhằm
thực hiện hai chức năng: vừa là bể sục khí để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ gây
bẩn, vừa là bể lắng II tách bùn ra khỏi nước đã xử lí. Hệ thống đường ống đưa nước thải
vào Unitank được thiết kế để đưa nước thải vào từng khoang tùy theo từng pha, Nước
Nhóm 6

Page 21


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

thải sau xử lí theo máng răng cưa ra ngoài bể chứa nước sạch, bùn sinh học dư cũng được
đưa ra khỏi hệ thống Unitank từ hai khoang ngoài, Cũng giống như hệ thống xử lí sinh
học khác, Unitank xử lí nước thải với dòng vào và dòng ra theo chu kì, mỗi chu kì gồm
hai pha chính và hai pha phụ.Thời gian của pha chính là ba giờ và thời gian của pha phụ
là một giờ (có thể điều chỉnh được). Thời gian của pha chính và pha phụ được tính toán

và chương trình hóa dựa vào lưu lượng, tính chất nước thải đầu vào và tiêu chuẩn chất
lượng nước thải xử lí đầu ra.
Toàn bộ hệ thống Unitank được điều khiển tự động bởi bộ PLC đã được máy tính
lập trình sẵn theo tính chất đặc trưng của nước thải và theo số liệu thực nghiệm, Chu trình
Unitank hoạt động như sau: gồm hai pha chính và hai pha phụ.

Hình 3.4. Sơ đồ hoạt động các pha của bể Unitank
3.4.2. Bể lọc sinh học hiếu khí
Bể lọc sinh học hiếu khí hoạt động dựa vào sự sinh trưởng dính bám của vi sinh vật.
Bể lọc sinh học ( hay còn gọi là bể biophin) thường phân biệt làm hai loại: bể biophin với
lớp vật liệu lọc không ngập nước ( bể biophin nhỏ giọt, bể biophin cao tải) và bể biophin
với lớp vật liệu lọc ngập trong nước.

Bể biophin nhỏ giọt:
Nhóm 6

Page 22


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Bể biophin nhỏ giọt dùng để xử lí sinh học nước thải hoàn toàn với hàm lượng nước
sau khi xử lí đạt tới 15mg/l ( hiệu suất xử lí có thể là 90% và có thể cao hơn nữa).
Trong bể lọc, các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị
thể tích lớn nhất trong điều kiện có thể, Nước thải được hệ thống phân phối phun thành
giọt đều khắp trên bề mặt lớp vật liệu. Nước sau khi chạm lớp vật liệu chia thành các hạt
nhỏ chảy thành màng mỏng qua khe lớp vật liệu đi xuống dưới, Trong thời gian chảy như
vậy nước thải tiếp xúc với lớp màng nhầy do gelatin do vi sinh vật tiết ra bám quanh vật

liệu lọc. Sau một thời gian màng nhầy gelatin tăng lên ngăn cản oxy của không khí không
vào trong lớp màng nhầy được. Do không có oxy, tại lớp trong của màng nhầy sát với bề
mặt cứng của vật liệu lọc, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí
cuối cùng là khí Metan và CO2 làm tróc lớp màng ra khỏi vật cứng rồi bị nước cuốn
xuống phía dưới, Trên mặt vật liệu lọc lại hình thành lớp màng mới, hiện tượng này được
lặp đi lặp lại tuần hoàn và nước thải làm sạch BOD và chất dinh dưỡng.
Để tránh hiện tượng tắc nghẽn trong hệ thống phun, trong khe rỗng lớp vật liệu ,
trước bể lọc phải thiết kế song chắn rác, lưới chắn, lắng đợt I.Nước sau bể lọc có nhiều
bùn lơ lửng do các màng sinh học tróc ra nên phải xử lí tiếp bằng lắng II, Yêu cầu chất
lượng nước thải trước khi vào bể biophin là hàm lượng BOD5 không quá 220mg/l
( TCXD-7957:2008) và hàm lượng chất lơ lửng cũng không quá 150mg/l, Vì cần có các
công trình trước đó nhằm làm giảm lượng chất bẩn để biophin làm việc có hiệu quả.
Vật liệu lọc tốt nhất là vật liệu có diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích
lớn, độ bền cao theo thời gian, giá rẻ và không bị tắc nghẽn, Có thể chọn vật liệu lọc là
than đá cục, đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong có kích thước trung bình 60-100mm. Nếu kích
thước vật liệu nhỏ sẽ giảm độ rỗng gây tắc nghẽn cục bộ, Nếu kích thước vật liệu lớn thì
diện tích mặt tiếp xúc bị giảm nhiều, làm giảm hiệu suất xử lí. Chiều cao lớp vật liệu
khoảng 1,5-2,5mm, Ngày nay, lớp vật liệu lọc thông thường được thay bằng những tấm
nhựa đúc lượn sóng, gấp nếp và các dạng khác nhau của quả cầu nhựa, Các loại này có
đặc điểm là nhẹ, dễ lắp đặt và tháo dỡ nên chiều cao bể tăng dẫn đến diện tích mặt bằng
của bể lọc.

Nhóm 6

Page 23


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Bể thường được sử dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn, từ 201000m3/ ngày

Hình 3.5. Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Bể sinh học hiếu khí FBR:
Phạm vi áp dụng của bể là BOD5 vào không quá 500mg/l
Trong bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập nước, nước thải vào bể lọc sẽ được
trộn đều với không khí cấp từ ngoài vào qua dàn ống phân phối, Hỗn hợp khí- nước thải
đi cùng chiều từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc, Trong lớp vật liệu lọc xảy ra quá trình khử
BOD5 và chuyển hóa NH4+ thành NO3-, lớp vật liệu lọc có khả năng giữ lại cặn lơ lửng.
Khi xử lý nước thải bằng quá trình sinh trưởng lơ lửng ( không có giá thể cho sinh
vật bám) thì nước thải qua xử lý đi ra ngoài, đã mang theo một lượng đáng kể vi sinh vật.
Phương pháp xử lý theo kiểu sinh trưởng kết bám (có giá thể) khắc phục được điều này,
Trước đây những vật liệu được sử dụng làm giá thể thường là các vật liệu trơ như cát, sỏi,
gốm, xỉ quặng hoặc chất dẻo. Tuy nhiên các vật liệu thường là đắt tiền, trọng lượng lớn,
chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy của nước thải qua xử lý.
Nhằm tìm kiếm một loại vật liệu làm giá thể có thể khắc phục được những điểm yếu
trên sơ dừa hay sợi nylon được đưa vào sử dụng.
Nhóm 6

Page 24


Đồ án Kỹ Thuật xử lý nước thải

GVHD: T.S Trần Thị Ngọc Diệu

Giá thể là những sợi nylon bện với nhau và được giữ cố định 2 đầu, Bể áp dụng quá
trình xử lý sinh trưởng bám dính, các loài vi sinh vật sống bám dính lên giá thể tạo thành
lớp màng vi sinh, lớp màng vi sinh này tập hợp thành quần thể sống trên đó. Chất hữu cơ

sẽ được xử lý bởi các vi sinh vật hiếu khí bám trên bề mặt giá thể với mật độ cao. Quá
trình xử lý sinh học với giá thể vật liệu Nylon có hiệu quả xử lý rất cao.

Hình 3.6. Vật liệu lọc sử dụng trong bể lọc sinh học hiếu khí
Bể sinh học quay (Rotating Biological Contactor):
Bể sinh học quay là các bể phản ứng màng cố định. Công nghệ này liên quan đến
việc cho phép nước thải tiếp xúc với một môi trường sinh học để tạo điều kiện thuận lợi
cho việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm. Thiết bị hỗ trợ cho sự phát triển của vi sinh vật là
các đĩa quay chậm và chìm một phần trong nước thải của bể phản ứng. Đĩa quay tiếp xúc
là một cột chuyển động có thể thực hiện các quá trình tách chất lỏng. Đĩa quay thường
được chế tạo với bề mặt lồi lõm hoặc gấp nếp, điều này vừa tăng diện tích bề mặt vừa
tăng độ cứng của đĩa
RBC đầu tiên được lắp đặt ở Tây Đức vào năm 1960, sau đó du nhập sang Mỹ. Ở
Mỹ và Canada 70% RBC được dùng để khử BOD của các hợp chất carbon, 25% dùng để
khử BOD của các hợp chất carbon kết hợp với nitrat hóa nước thải, 5% dùng để nitrat
hóa nước thải sau quá trình xử lý thứ cấp. Đến nay hệ thống RBC được ứng dụng rộng rãi
Nhóm 6

Page 25