Nghiên cứu đặc điểm ô nhiễm và công nghệ xử lý nước thải của một số cơ sở sản xuất nước mắm ở hải phòng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
ẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------

rần

Ử

n

n

ỘT SỐ Ơ

Ạ

HÀ NỘI – 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
ẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------

rần

Ử

n

n

ỘT SỐ Ơ

huy n ng nh
thu t
số 60520320

i tr ờng

Ạ
Ờ

Ớ

GVHD 1: Ts. guy n Th
GVHD 2: PGS.Ts. guy n

HÀ NỘI – 2018

Ọ
im ung
nh h i


O

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn của người hướng dẫn khoa học.
Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
ọc viên

Tr n

nh

ng


L IC

Ơ

Lời đ u ti n, t i xin b y tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ts
Dung và PGS.Ts

guy n

nh

guy n Th

im

h i, ng ời đ t n t nh h ớng dẫn, t o mọi điều

kiện thu n lợi v lu n gi i đáp các thắc mắc v đóng góp các ý kiến quý báu giúp
t i, đồng thời cho phép t i đ ợc sử dụng một ph n số liệu trong đề t i cấp th nh
phố “

ghi n cứu xây dựng m h nh ứng dụng c ng nghệ b i lọc trồng cây để xử

lý n ớc th i th i mắm t i

i Phòng” do Ts

guy n Th

im ung l m ch nhiệm

đề t i để t i có thể ho n th nh lu n v n n y Xin cám ơn Th y Đ ng hinh
dân l p

i Phòng, ng ời đ c ng th m gi v h trợ khi thực hiện đề t i

Tôi xin chân th nh c m ơn sự t n t nh gi ng d y, chỉ b o c
ho

i, Đ

các th y c

i tr ờng, Tr ờng Đ i học ho học Tự nhi n, Đ i học Quốc gi
m ơn các đồng nghiệp dự án Đất ng p n ớc v l nh đ o ục

ội
o tồn đ

d ng sinh học đ t o điều kiện cho t i có thể ho n th nh lu n v n n y Tuy có nhiều
cố gắng nh ng thời gi n v kiến thức có h n n n kh ng thể tránh khỏi những thiếu
sót, khiếm khuyết Rất mong nh n đ ợc sự góp ý, chỉnh sử c

quý th y c

V cuối c ng, t i cũng xin gửi lời c m ơn chân th nh đến những ng ời thân
trong gi đ nh v b n bè đ lu n cổ vũ v động vi n t i trong những lúc khó kh n
để có thể v ợt qu v ho n th nh tốt lu n v n n y
Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2018
ọc viên

Tr n

nh

ng


ẦU ....................................................................................................................1

M

Ơ

.....................................................................................3

1.1. Tình hình nghiên cứu về công nghệ sản xuất nước mắm và nước thải từ
sản xuất nước mắm ...................................................................................................3
ước mắm và c n n
c i m c un c

ệ sản uất nước mắm ..............................................3

nước t ải sản uất nước mắm ....................................5

1.2. Tổng quan về c c p ư n p

p ư c sử

n tron qu tr n

ử lý nước

thải sản xuất nước mắm. ..........................................................................................5
1.2.1. Xử lý nước thải bằn p ư n p

pc

ọc...................................................6

1.2.2. Xử lý nước thải bằn p ư n p

p ó

ọc ................................................7

1.2.3. Xử lý nước thải bằn p ư n p

p sin

ọc ...............................................8

1.2.3.1. B phản ứng sinh học – Aerotank...............................................................8
1.2.3.2. B lọc sinh học ..............................................................................................9
1.2.3.3. Quá trình xử lý nước thải bằn p ư n p
ổn qu n về
c

i lọc tr n c

làm s c nước t ải tron

n lo i c c
1.3.3.
iệt

n

tron

n

i lọc tr n c

i lọc tr n c

tron

p sin

ọc kị khí ................9

ử lý nước t ải ....................................9
i lọc tr n c

....................................10

ử lý nước t ải ...............................11

ử lý m t s lo i nước t ải trên t

iới và t i

m...................................................................................................................16

1.3.3.1. Trên th giới................................................................................................16
1.3.3.2.
4

Việt Nam. ................................................................................................18
n

i sự phù h p với việc xử lý nước thải nước mắm bằng công nghệ

bãi lọc tr n c
Ơ

......................................................................................................20
Ố

Ợ

Ơ

.......................21


2.1.

i tư ng và ph m vi nghiên cứu ...................................................................21
i tư ng n

2.1.1.

iên cứu....................................................................................21

2.1.2. Ph m vi nghiên cứu .......................................................................................21
ư n p

pn

iên cứu.................................................................................22

ư n p

p

ảo sát thực ịa ...................................................................22

ư n p

p xây dựng mô hình thí nghiệm ..............................................22

2.3.2.1 Xây dựng mô hình bãi lọc quy mô 6m3/ngày ............................................22
2.3.2.2. B trí vật liệu, ường ng cấp, t u nước..................................................23
2.3.2.3. Thi t bị và ph tùng ph tr bãi lọc.........................................................24
2.3.2.4. Vận hành thử nghiệm mô hình bãi lọc ngầm dòng chả

ứng 6m3/ngày

...................................................................................................................................24

2.3.4

ư n p

pp

n tíc tron p òn t í n

ư n p

p ử lý s liệu ............................................................................ 27

Ơ

iệm ....................................... 27

..............................................................28

3.1. Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất nước mắm ......................................28
3.1.1. Quy trình công nghệ sản xuất nước mắm t i Công ty CPCBDVTS – Cát

Hải .............................................................................................................................28
3.1.2. Quy trình công nghệ sản xuất nước mắm t i c n t
3.2. Nghiên cứu
c

c i m ô nhiễm c

c tính hoá lý c

u n

ải30

nước t ải n àn sản xuất nước mắm ..33

nước t ải sản uất nước mắm c a Công ty

CPCBDVTS – Cát Hải ............................................................................................33
c

c tín nước t ải sản uất nước mắm c

n t

u n

ải

...................................................................................................................................34
3.3. Xây dựng mô hình bãi lọc tr ng cây xử lý nước thải sản xuất nước mắm t i

Công ty CPCBDVTS – Cát Hải. ............................................................................35


ề xuất công nghệ xử lý nước thải sản xuất mắm .....................................35
3.3.2. Xây dựng mô hình bãi lọc tr ng cây xử lý nước thải mắm .......................37
u t ản

3.3.3. Nghiên cứu m t s
3.3.3.1. K t quả n

ư n tới iệu suất ử lý c

ư ng c a BOD5 tron nước t ải ầu vào

i lọc .......38
i lọc

n chất

lư n nước thải ầu ra ...........................................................................................38
n

ư ng c

moni tron nước thải ầu vào bãi lọc

n chất lư ng

nước thải ầu ra ......................................................................................................39
n

ư ng c a

m n tron nước thải ầu vào bãi lọc

n chất lư ng

nước thải ầu ra ......................................................................................................40
4

t quả ản

ư ng c

t c

òn tron nước thải ầu vào bãi lọc

n chất lư n nước thải ầu ra ............................................................................ 42
4

c iều iện vận àn

i lọc .......................................................................47

3.5. K t quả thử nghiệm vận hành mô hình bãi lọc tr ng cây sậy dòng chảy
ứn lưu lư ng 6m3/n à

êm ...............................................................................48

3.5.1 Chất lư n nước thải ầu vào bãi lọc ..........................................................48
n

i c ất lư n nước t ải ầu r

ử lý s u

i lọc .............................49

.........................................................................51
O ......................................................................................53
.................................................................................................................56


DANH M C CÁC TỪ VI T T T

BLNN

: Bãi lọc nằm ngang

LTĐ

: Bãi lọc thẳng đứng

BTNMT

: Bộ t i nguy n

CPCBDVTS

: ổ ph n chế biến d ch vụ th y s n

HTBL

: Hệ thống bãi lọc

NCKH

: Nghiên cứu khoa học

PTN

: Phòng thí nghiệm

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH

Trách nhiệm hữu h n

VSV

: Vi sinh v t

XLNT

: Xử lý n ớc th i

i tr ờng


n m c

n

nh

Phân lo i các hệ đất ng p n ớc nhân t o trong xử lý n ớc th i ...................12

nh

i lọc trồng cây dòng ch y m t ................................................................13

nh : Sơ đồ bãi lọc ng m trồng cây dòng ch y ngang .........................................14
nh : Sơ đồ hệ thống bãi lọc ng m trồng cây dòng ch y đứng ............................15
nh

Phân bố các lớp v t liệu trong bãi lọc ng m dòng ch y đứng công suất 6

m3/ngày......................................................................................................................24
nh

Quy tr nh c ng nghệ s n xuất n ớc mắm t i Công ty CPCBDVTS – Cát H i

...................................................................................................................................28
nh

Quy trình công nghệ s n xuất n ớc mắm t i c ng ty T

Qu ng

i..........30

nh

Quy tr nh c ng nghệ xử lý n ớc th i mắm bằng công nghệ bãi lọc trồng cây

kết hợp ph ơng pháp hiếu khí ...................................................................................37
nh

Ảnh h ởng c a BOD5 đến chất l ợng n ớc đ u r ......................................39

nh

Ảnh h ởng c a amoni đến chất l ợng n ớc đ u r ....................................40

nh

Ảnh h ởng c

độ m n trong n ớc th i đ u vào bãi lọc đến chất l ợng

n ớc đ u r ................................................................................................................42
nh

Ảnh h ởng c

tốc độ dòng tới chất l ợng n ớc đ u r

nh

Ảnh h ởng c

tốc độ dòng đến chất l ợng n ớc đ u r

nh

Ảnh h ởng c

tốc độ dòng tới chất l ợng n ớc đ u r

nh

Ảnh h ởng c a tốc độ dòng đến chất l ợng n ớc đ u r

mẫu
mẫu
mẫu
mẫu

..............43
............44
..............45
............46

n m c ản
ng

ơ chế lo i bỏ chất ô nhi m trong bãi lọc trồng cây ..................................11

ng

ho ng biến động tính chất n ớc th i Công ty CPCBDVTS – Cát H i .....33

ng

ho ng biến động tính chất n ớc th i

ng ty T

Qu ng

i ............34

ng

Kết qu chất l ợng n ớc n ớc th i sau khi qua xử lý hiếu khí ........................36

ng

Kết qu

ng

Ảnh h ởng c

tốc độ dòng tới chất l ợng n ớc đ u r

mẫu

...............43

ng

Ảnh h ởng c

tốc độ dòng tới chất l ợng n ớc đ u r

mẫu

.................44

ng

Ảnh h ởng c

tốc độ dòng tới chất l ợng n ớc đ u r

mẫu

...............45

ng

Ảnh h ởng c a tốc độ dòng đến chất l ợng n ớc đ u r

nh h ởng độ m n đến chất l ợng n ớc đ u r ..............................41

mẫu

..............46

ng

Chất l ợng n ớc th i đ u vào bãi lọc c

đợt thí nghiệm 7- 8/2017 .....48

ng

hất l ợng n ớc th i đ u ra bãi lọc c

đợt thí nghiệm 7- 8/2017 .......49


ẦU

M

S n xuất mắm là một ngành chế biến thực phẩm khá phổ biến ở n ớc t Đây
là ngành nghề truyền thống hiện đ ng đ ợc cơ giới hóa, phát triển m nh mẽ. Trong
quá tr nh s n xuất, n ớc th i b nhi m bẩn cùng nồng độ muối khá cao sẽ nh
h ởng nghiêm trọng đến đời sống và sự phát triển c a các vi sinh v t và các cây

th y sinh trong n ớc cũng nh

nh h ởng đến m i tr ờng v các động v t sống

xung quanh. Đ c biệt là ở các vùng ven sông, ven biển ch

đ ợc quan tâm.

Hiện nay có rất nhiều công nghệ xử lý n ớc th i còn sử dụng nhiều n ng
l ợng và hóa chất để xử lý các chất ô nhi m m ch

qu n tâm tới sự phát triển bền

vững c a hệ sinh thái, tình tr ng đó nh h ởng không nhỏ đến quá trình phát triển
bền vững c a các quốc gia trong quá trình thực hiện công nghiệp hóa và hiện đ i
hóa.V v y, vấn đề nghien cứu xử lý nuớc th i s n xuất nuớc mắm l mọt yeu c u cấp
thiết
Bãi lọc trồng cây (Constructed wetland) những n m g n đây đ đ ợc biết đến trên
thế giới nh một gi i pháp công nghệ xử lý n ớc th i mức độ xử lý cấp trong điều kiện
tự nhi n, đ t hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn đ nh, đồng thời góp ph n l m t ng giá tr
đ d ng sinh học, c i t o c nh qu n m i tr ờng c

đ ph ơng

Đề t i “Nghiên cứu các đặc điểm ô nhiễm và công nghệ xử lý nước thải sản
của một số cơ sở sản xuất nước mắm ở Hải Phòng” với mục đích sử dụng công nghệ
sinh học hiếu khí kết hợp b i lọc trồng cây để nâng cao hiệu qu xử lý n ớc th i trong
ngành s n xuất n ớc mắm thân thiện với m i tr ờng nhằm góp một ph n vào công cuộc
gi m thiểu ô nhi m t i đ ph ơng
M c tiêu nghiên cứu:

Xác đ nh các đ c điểm ô nhi m n ớc th i trong quá trình s n xuất n ớc mắm.
2. Xây dựng mô hình bãi lọc trồng cây xử lý n ớc th i s n xuất n ớc mắm sau khi qua
xử lý sơ bộ bằng ph ơng pháp sinh học hiếu khí.
N i dung nghiên cứu :
1


1. Kh o sát công nghệ s n xuất n ớc mắm t i các cơ sở s n xuất.
2. Nghiên cứu các đ c điểm ô nhi m n ớc th i trong quá trình s n xuất n ớc mắm.
3. Xây dựng mô hình bãi lọc trồng cây dòng ch y đứng xử lý n ớc th i s n xuất mắm
quy mô 6m3/ng y đ m, xác đ nh một số điều kiện v n hành bãi lọc.
4. Đánh giá hiệu qu xử lý bãi lọc trồng cây dòng ch y đứng xử lý n ớc th i s n xuất
mắm quy mô 6m3/ng y đ m với các điều kiện v n hành.

2


Ơ

QUAN

1.1. Tình hình nghiên cứu về công nghệ sản xuất nước mắm và nước thải từ
sản xuất nước mắm
1.

ước mắm và c n n

ệ sản uất nước mắm

ớc mắm theo cách hiểu th ng th ờng là chất n ớc rỉ từ cá, tôm và một số

động v t n ớc khác đ ợc ớp muối lâu ng y

ó đ ợc sử dụng rộng rãi trong ẩm

thực c a các quốc gi Đ ng

m v Thái L n, để l m n ớc chấm

m Á nh Việt

ho c gia v chế biến các món n T i miền nam Trung Quốc, n ớc mắm cũng đ ợc
sử dụng, nh ng chỉ d ng để làm d u hay gia v trong các món súp và th t h m.
Tr n ph ơng diện khoa học, n ớc mắm là h n hợp muối với các xit min đ ợc
chuyển biến từ protein trong th t cá qua một quá trình thuỷ phân có tác nhân là các
hệ enzyme có sẵn trong ruột cá cùng với một lo i vi khuẩn kỵ khí ch u m n.
Có thể nói Việt Nam từ thời x x

đ l xứ sở c a các lo i mắm. Từ mắm nêm,

mắm phệt, mắm ruốc, mắm t m đến các lo i mắm lóc, mắm s t, khô mắm, khô m n
vv

cho đến lo i mắm đ c biệt là mắm n ớc th ờng đ ợc gọi l n ớc mắm

ớc

mắm có thể làm từ cá sống, cá khô; ho c từ c các lo i sò hến, tôm cua ho c trái cây
nh qu điều khi l m n ớc mắm chay. Một số lo i n ớc mắm đ ợc làm từ cá
nguyên con, một số khác thì chỉ đ ợc từ tiết hay nội t ng cá. Một số lo i n ớc mắm
chỉ có cá và muối, một số khác có thể có th m d ợc th o và gia v

ớc mắm lên

men ngắn ng y có m i t nh đ c tr ng c a cá. Quá trình lên men dài ngày sẽ gi m
đ ợc mùi tanh và t o r h ơng v mùi qu h ch v béo hơn

ớc mắm có thể đ ợc

s n xuất theo ph ơng pháp cổ truyền ho c hiện đ i Đối với s n xuất mắm theo
ph ơng pháp cổ truyền, n ớc mắm đ ợc lên men từ cá và muối, có thể có thêm
n ớc, không sử dụng bất kỳ lo i hóa chất nào. Quá trình lên men di n ra trong thời
gian lâu dài, từ 3 – 6 tháng, th m chí lên tới 12 tháng. Quá trình phân gi i cá di n ra
d ới tác dụng c a các enzim và vi sinh v t tự nhiên có trong ruột cá. Tiêu chí truyền
thống để đánh giá chất l ợng n ớc mắm nguyên chất l độ đ m - đ m t o nên
h ơng v ngòn ngọt đằng sau v m n c a muối. Nếu muối có nhiều t p th n ớc
3


mắm th ờng có v chát, v khé

n n ớc mắm ngon tr ớc hết ph i có v m n

không chát kèm theo h u v đ m c o, s u đó ph i có m i đ c tr ng m kh ng t nh,
không thối

ó

ph ơng pháp s n xuất n ớc mắm cổ truyền:

- Ph ơng pháp đánh khuấy cá ch ợp đ ợc cho muối nhiều l n, bổ sung th m n ớc

v đánh khuấy, phơi nắng liên tục.
- Ph ơng pháp g i nén cá ch ợp đ ợc cho muối một l n ho c nhiều l n, không cho
th m n ớc, gài nén ch t, phơi nắng v kh ng đánh khuấy.
- Ph ơng pháp h n hợp gi i đo n đ u l m theo ph ơng pháp g i nén, gi i đo n sau
thực hiện theo ph ơng pháp đánh khuấy. ác ph ơng pháp s n xuất n ớc mắm
không truyền thống n ớc mắm ngắn ngày):
go i r , ng ời t còn s n xuất n ớc mắm bằng ph ơng pháp hó học. Cơ
chế c

ph ơng pháp n y l d ng hó chất để th y phân th t cá thành dung d ch

cid min, ng ời t th ờng sử dụng acid chlohydric.
-

u điểm: thời gian s n xuất ngắn, màu sắc c a s n phẩm đẹp, đ m thối ít, sự tổn

thất acid amin thấp.
-

h ợc điểm: mùi v đ c tr ng c

n ớc mắm còn h n chế, tồn đọng độc tố

3MCPD trong s n phẩm do quá trình chế biến do sử dụng HCl nhiệt độ cao trong
quá trình s n xuất lâu dài.
+ Ph ơng pháp sử dụng prote se để th y phân: nguyên lý là sử dụng các lo i
prote se để th y phân protein c a cá thành dung d ch cid min, s u đó đem lọc
trong, điều chỉnh chất l ợng cho đ t yêu c u rồi đóng ch i, b nh,

r các lo i thành

phẩm.
-

u điểm: thời gian chế biến ngắn, l ợng mắm cốt thu đ ợc nhiều, ít độc h i.

- h ợc điểm: s n phẩm có mùi v và màu sắc kém hơn n ớc mắm s n xuất
theo ph ơng pháp truyền thống, để c i thiện mùi v ng ời ta cho ch y qu ch ợp tốt
để lấy h ơng v n ớc mắm, chi phí s n xuất cao.
h v y, các ph ơng pháp chế biến n ớc mắm không truyền thống ch yếu là

4


để th y phân protein th t cá một cách nhanh chóng t o ra acid min, còn h ơng v
c a s n phẩm không bằng n ớc mắm s n xuất theo ph ơng pháp truyền thống.
Muốn t o th nh n ớc mắm có h ơng v nh n ớc mắm truyền thống ph i cho d ch
th y phân ch y qu ch ợp tốt ho c ph đấu với n ớc mắm cốt s n xuất theo ph ơng
pháp truyền thống Trong các ph ơng pháp s n xuất n ớc mắm không truyền thống
th ph ơng pháp bổ sung enzym protease từ b n ngo i để rút ngắn thời gian s n
xuất n ớc mắm có nhiều u điểm hơn
1.1.2.

c i m c un c

nước t ải sản uất nước mắm

Trong c ng đo n s n xuất v quá tr nh thu mu , v n chuyển v

ớp cá, đồng

thời do đ c th về lo i h nh s n xuất, kinh do nh các m t h ng n ớc mắm n n
th ờng phát sinh m i từ quá tr nh , l n men trong c ng đo n l m mắm Đ c biệt,
trong ho t động sơ chế nguy n liệu, vệ sinh dụng cụ chứ v thiết b s n xuất c
các cơ sở đ th i r m i tr ờng một l ợng n ớc th i lớn Gắn liền với quá trình phát
triển này thì nhu c u xử lý n ớc th i s n xuất cũng ng y c ng t ng m nh. Xây dựng
hệ thống xử lý n ớc th i s n xuất n ớc mắm phù hợp, đ t tiêu chuẩn luôn là một
trong những mối qu n tâm đ u tiên c a các doanh nghiệp tr ớc khi đẩy m nh s n
xuất

ớc th i c a các nhà máy s n xuất n ớc mắm bắt nguồn từ ho t động sơ chế,

làm s ch nguyên liệu, vệ sinh các thùng chứ , l ợng n ớc mắm d , tồn đọng hay
nguồn n ớc th i sinh ho t c
h m l ợng

,

c ng nhân…

o đó đ c tr ng c a nguồn th i này là

c o, độ màu và chứa nhiều muối. Nếu không xây dựng hệ

thống xử lý n ớc th i và x trực tiếp ra nguồn tiếp nh n th đây sẽ là nguyên nhân
gây ra nhiều tác động xấu nh h ởng đến m i tr ờng nh

gi m l ợng oxy hòa tan,

lan truyền nhiều m m mống gây bệnh, ô nhi m m i tr ờng sống c

con ng ời và

các loài sinh v t khác…
1.2. Tổng quan về c c p ư n p

p ư c sử

n tron qu tr n xử lý nước

thải sản xuất nước mắm.
Để xử lý n ớc th i này không thể sử dụng một ph ơng pháp m ph i sử
dụng kết hợp nhiều ph ơng pháp
5


Trong một qui trình công nghệ xử n ớc th i bao gồm nhiều công trình và thiết b
ho t động nối tiếp theo đ c tính k thu t có thể chia làm bốn lo i cơ học, hóa học
và sinh học và xử lý b c cao
Trong m i qui trình công nghệ kể trên, có rất nhiều ph ơng án chọn công trình và
thiết b theo cách sắp xếp khác nhau để thực hiện qui trình xử lý có hiệu qu .
1.2.1. Xử lý nước thải bằng p ư n p
Mục đích chính c

pc

ọc

ph ơng pháp n y l tách các chất rắn lơ lửng, các chất

d lắng có kích th ớc lớn ra khỏi n ớc th i. Rác, c n lơ lửng có kích th ớc lớn
đ ợc bằng song chắn rác. C n v cơ cát, s n

đ ợc tách ra bằng bể lắng cát, c n

lơ lửng có kích th ớc lớn đ ợc xử lý bằng bể lắng đứng ho c bể lắng ngang. Xử lý
n ớc th i bằng biện pháp cơ học l b ớc xử lý cơ b n đ u tiên cho quá trình xử lý
sinh học

.

ong ch n rác
Th ờng đ ợc lắp đ t tr ớc bơm n ớc th i để b o vệ bơm kh ng b tắc nghẽn, đồng
thời l m t ng hiệu qu sử dụng c

máy bơm Song chắn rác có hai lo i chính là

song chắn rác thô và song chắn rác tinh. Tuỳ thuộc vào yêu cẩu xử lý m ng ời
ng ời ta bố trí song chắn rác cho phù hợp Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp
lực c a dòng ch y ng ời t th ờng xuyên làm s ch song chắn rác bằng cách cào rác
th công ho c bằng cơ giới.

.

Bể điều hòa:
Chức n ng chính c a bể điều hòa :
- Điều chỉnh sự biến thiên về l u l ợng và thành ph n c

n ớc th i theo từng giờ

trong ngày.
- Tiết kiệm hóa chất để trung hò n ớc th i.
- Làm gi m v ng n c n l ợng n ớc có nồng độ các chất độc h i c o đi trực tiếp
vào các công trình xử lý sinh học.
- Giữ ổn đ nh l u l ợng n ớc đi v o các c ng trình xử lý tiếp sau.

6


Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà bể điều hòa có thể đ t sau chắn rác, tr ớc tr m
bơm, bơm l n bể lắng đợt một ho c đ t sau bể lắng cát tr ớc bể lắng 1
Bể lắng sơ bộ:
Có chức n ng

lo i bỏ các chất có thể lắng đ ợc, (2) tách d u ho c các chất nổi

khác, (3) gi m t i trọng hữu cơ cho c ng tr nh xử lý sinh học phía sau. Bể lắng sơ
bộ nếu v n hành tốt có thể lo i bỏ 50 - 70% SS, và 25-40 % BOD5. Hai thông số
thiết kế quan trọng ch yếu c a bể lắng là t i trọng bề m t và thời gi n l u n ớc
(1.5 - 2.5h

go i r , ng ời ta còn tách các h t lơ lửng bằng cách tiến hành quá

trình lắng chúng d ới tác dụng c a các lực li tâm trong các xiclon th y lực ho c
máy li tâm. Bùn lắng ở các bể lắng n y đ ợc gọi l b n t ơi có tỉ trọng 1.03 - 1.05,
h m l ợng chất rắn 4 - 12%.
1.2.2. Xử lý nước thải bằn p ư n p

p ó

ọc

Xử lý hóa học là quá trình dùng một số hóa chất và bể ph n ứng nhằm nâng cao
chất l ợng n ớc th i để đáp ứng hiệu qu xử lý c

các c ng đo n sau.

Trung hòa:
Bể trung hòa sử dụng để trung hò n ớc th i, khuấy trộn n ớc th i có tính axit với
n ớc th i có chứa kiềm, ho c sử dụng các hóa chất có tính xit, b zơ để trung hòa.
Keo tụ - tạo bông – l ng:
Để tách các h t rắn một cách hiệu qu bằng ph ơng pháp lắng, c n t ng kích th ớc
c a chúng nhờ sự tác động t ơng h giữa các h t phân tán liên kết thành t p hợp
các h t, nhằm l m t ng v n tốc lắng c a chúng. Việc khử các h t keo rắn bằng trọng
l ợng đòi hỏi tr ớc hết c n trung hò điện tích, thứ đến là liên kết chúng với nhau.
Quá tr nh trung hò điện tích đ ợc gọi l quá tr nh đ ng tụ còn quá trình t o thành
các bông lớn hơn từ các h t nhỏ gọi là quá trình keo tụ. Hóa chất sử dụng trong quá
trình keo tụ ch yếu là phèn nhôm, phèn sắt, PAC.
Khử trùng:
Khử trùng (disinfection) khác với quá trình tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt
trùng sẽ tiêu diệt hoàn toàn vi sinh v t còn quá trình khử trùng chỉ tiêu diệt một
ph n vi sinh v t.
7


Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hóa chất, sử dụng các quá tr nh cơ lý.
Các hóa chất đ ợc sử dụng ch yếu cho quá trình khử trùng là clo, hợp chất clo,
ozon, permanganat, b c,

, hipoclorit,… ác yếu tố nh h ởng đến quá trình

khử trùng là kh n ng diệt khuẩn c a hóa chất khử trùng, quá trình tiếp xúc, thời
gian tiếp xúc, p , đ c điểm c a vi sinh v t,…
1.2.3. Xử lý nước thải bằn p ư n p

p sin

ọc

Quá trình xử lý sinh học th ờng theo sau quá trình xử lý cơ học ho c hóa lý
để lo i bỏ các chất hữu cơ trong n ớc th i nhờ ho t động sống c a vi sinh v t, ch
yếu là vi khuẩn d d ỡng ho i sinh, có trong n ớc th i. Quá trình ho t động c a
chúng cho kết qu là các chất hữu cơ gây nhi m đ ợc khoáng hóa và trở thành các
chất v cơ, các chất khí đơn gi n v n ớc. Do v y, điều kiện đ u tiên và vô cùng
quan trọng là n ớc th i ph i l m i tr ờng sống c a qu n thể vi sinh v t phân h y
các chất hữu cơ có trong n ớc th i. Tùy thuộc v o điều kiện khu vực xây dựng hệ
thống xử lý n ớc th i cũng nh điều kiện tài chính mà ta có thể áp dụng công trình
xử lý sinh học tự nhiên (ao, hồ sinh học) ho c các công trình xử lý sinh học nhân
t o.
1.2.3.1. B phản ứng sinh học – Aerotank
ớc th i sau khi đ ợc xử lý sơ bộ còn chứa ph n lớn các chất hữu cơ ở
d ng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi v o erot nk

ác chất lơ lửng l m nơi vi

khuẩn bám v o để c trú v sinh s n, d n thành các bông c n. Các h t c n to d n và
lơ lửng trong n ớc . Chính vì v y quá trình này còn gọi là quá trình xử lý với sinh
tr ởng lơ lửng c a qu n thể vi sinh v t. Các h t bông c n n y cũng chính l b n
ho t tính. H n hợp n ớc th i và bùn ho t tính đ ợc lắng ở bể lắng thứ cấp.
Để đ m b o hiệu qu xử lý cao cho bể aerotank, c n ph i đ m b o nhu c u dinh

d ỡng cho vi sinh v t phát triển tối u trong bể erot nk, h m l ợng BOD, N, P
trong n ớc th i c n đ m b o theo tỉ lệ BOD5 : N : P là 100 : 5 : 1. Ho t động c a
aerotank có t i trọng thích hợp trong kho ng 0,3 - 0,6 kgBOD5/m3.ngày, hàm
l ợng MLSS từ 1500-3000mg/L, thời gi n l u n ớc 4 – 8 h, tỉ số F/M = 0,2 - 0,4,
thời gi n l u b n

– 15 ngày
8


1.2.3.2. B lọc sinh học
Nguyên lý chung c a bể lọc sinh học là dựa trên quá trình ho t động c a vi
sinh v t ở màng sinh học, oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong n ớc. Các màng
sinh học, là t p hợp các vi sinh v t (ch yếu là vi khuẩn) hiếu khí, k khí và k khí
tùy tiện. Các vi khuẩn hiếu khí t p trung ở ph n lớp ngoài c a màng sinh học. Ở đây
chúng phát triển và gắn với giá mang là các v t liệu lọc đ ợc gọi l sinh tr ởng gắn
kết h y sinh tr ởng dính bám).
Trong quá trình làm việc, các v t liệu lọc tiếp xúc với n ớc ch y từ trên xuống, sau
đó n ớc th i đ đ ợc làm s ch thu gom x vào bể lắng 2. Chất hữu cơ nhi m bẩn
trong n ớc th i b oxy hóa bởi qu n thể vi sinh v t ở màng sinh học. Màng này
th ờng có chiều dày kho ng 0,1 – 0,4 mm.
1.2.3.3. Quá trình xử lý nước thải bằn p ư n p

p sin

ọc kị khí

Quá trình phân h y các chất hữu cơ trong điều kiện k khí do qu n thể vi sinh
v t (ch yếu là vi khuẩn) ho t động không c n có m t c a oxi không khí, s n phẩm
cuối cùng là h n hợp khí có CH4, CO2, N2, H2,… Trong đó

4

chiếm tới 65%. Vì

v y, quá trình này còn gọi là lên men metan và qu n thể sinh v t đ ợc gọi chung là
các men vi sinh v t metan. Thời gi n l u c a h n hợp n p tối u từ 10 – 60 ngày
1.3. ổn qu n về

i lọc tr n c

tron

ử lý nước t ải

ác hệ thống đất ng p n ớc nhân t o h y b i lọc trồng cây l các hệ thống đ
đ ợc thiết kế và xây dựng để sử dụng các quy trình tự nhi n li n qu n đến th m
thực v t, đất và các cụm vi khuẩn để h trợ xử lý n ớc th i

húng đ ợc thiết kế để

t n dụng lợi thế c a nhiều quá trình x y ra ở v ng đất ng p n ớc tự nhi n, nh ng
trong một m i tr ờng đ ợc kiểm soát nhiều hơn[23].
chọn kh thi để lo i bỏ các chất dinh d ỡng v

i lọc trồng cây l một lự

nhi m khác nh u từ n ớc th i, v

đ đ ợc sử dụng để xử lý các lo i n ớc th i khác nh u trong nhiều th p kỷ

trồng cây h y đất ng p n ớc nhân t o đ ợc sử dụng nh một ph n c

i lọc

hệ thống xử

lý n ớc th i phi t p trung v l một c ng nghệ thân thiện với m i tr ờng, chi phí
thấp, d qu n lý với các y u c u v n h nh thấp 17], đ ợc sử dụng để xử lý n ớc
th i ô nhi m hữu cơ, các chất dinh d ỡng và kim lo i n ng[19]. Bãi lọc trồng cây
9


đ ợc xây dựng để có thể sử dụng cho xử lý nhiều lo i n ớc th i nh n ớc th i đ
th , n ớc th i chế biến th y s n, n ớc th i c ng nghiệp nh các nh máy lọc d u,
n ớc th i từ các nh máy giấy, bột giấy v dệt[17]. Các nghiên cứu trên thế giới cho
thấy, bãi lọc trồng cây ho t động tốt hơn so với đất ng p n ớc tự nhiên cùng diện
tích, nhờ đáy c a bãi lọc trồng cây có độ dốc hợp lý và chế độ th y lực đ ợc kiểm
soát Độ tin c y trong ho t động c a bãi lọc trồng cây cũng đ ợc nâng cao do thực
v t và những thành ph n khác trong bãi lọc trồng cây có thể qu n lý đ ợc nh mong
muốn. Chính vì v y, bãi lọc trồng cây rất thích hợp cho việc xử lý n ớc th i t i các
khu vực dân sinh, khu công nghiệp, các làng nghề nơi có qu đất rộng. Việc phát
triển bãi lọc trồng cây cũng có ý nghĩ b đắp và phục hồi các khu vực đất ng p
n ớc b mất đi do nhu c u đ th hóa và phát triển xây dựng (Nguy n Việt Anh,
2010).
1.3.1.

c

làm s c nước t ải tron

i lọc tr n c

Bãi lọc trồng cây để xử lý n ớc th i đ ợc thiết kế xây dựng, v n hành dựa trên
mô hình các hệ sinh thái tự nhi n Trong các b i lọc, phân h y sinh học đóng v i trò
lớn nhất trong việc lo i bỏ các chất hữu cơ d ng hò t n h y d ng keo, có kh n ng
phân h y sinh học

trong n ớc th i

đ ợc lo i bỏ nhờ quá tr nh lắng

còn l i c ng các chất rắn lắng sẽ

b i lọc ng m trồng cây v b i lọc trồng cây

ng p n ớc về cơ b n nh bể lọc sinh học

10


ng 1: ơ chế lo i bỏ chất ô nhi m trong bãi lọc trồng cây [12]
Các chất ô nhi m

ơ chế lo i bỏ

Chất r n lơ lửng

-

Quá tr nh lắng

Quá tr nh lọc

Chất hữu cơ hòa tan

-

Quá trình phân h y vi sinh v t hiếu khí

-

Quá trình phân h y vi sinh v t k khí

-

Hấp thu bởi thực v t th y sinh và vi sinh v t

-

Quá tr nh v cơ hó - tích tụ trong tr m tích d ới d ng
muối v cơ

Nitơ

-

Quá tr nh moni hó v nitr t hó bởi VSV
Quá tr nh đề nitr t hó
ấp thu bởi thực v t th y sinh
Sự tích tụ trong tr m tích d ới d ng muối v cơ

Kim loại

-

Quá trình hấp phụ v tr o đổi ion

-

Quá trình t o phức

-

Hấp thu bởi thực v t th y sinh

-

Quá trình oxy hóa khử bởi vi sinh v t

-

Kết t a

-

Quá trình lắng

-

Quá trình lọc

-

Tự tiêu h y

-

Bức x tử ngo i (hệ thống dòng ch y bề m t)

-

ới tác động c a các chất kháng khuẩn tiết ra từ r
c a thực v t th y sinh

Phốt pho

Mầm bệnh

Vùng xử lý trong bãi lọc trồng cây t p trung ch yếu ở vùng r và thân r c a
thực v t th y sinh đ ợc sử dụng [12].
1.3.2.

n lo i c c

i lọc tr n c

tron

ử lý nước t ải

i lọc trồng cây h y hệ đất ngâp n ớc đ ợc phân lo i theo các tiêu chí khác

nh u nh ng h i ti u chí qu n trọng nhất là chế độ dòng ch y (bề m t v d ới bề
11


m t v kiểu t ng tr ởng thực vât. Các lo i đất ng p n ớc khác nh u có thể đ ợc
kết hợp với nh u đ ợc goi là hệ thống kết hợp để phát huy tối đ những u điểm
c a m i hệ[23].

nh 1 Phân lo i các hệ đất ng p n ớc nhân t o trong xử lý n ớc th i
n cứ v o đ c điểm dòng n ớc ch y trong hệ thống xử lý bãi lọc trồng cây
đ ợc chia thành hai lo i chính: dòng ch y bề m t và dòng ch y ng m (gồm dòng
ch y ngang và dòng ch y đứng Đất ng p n ớc với dòng ch y bề m t còn gọi là
đất ng p n ớc nhân t o dòng ch y tràn trên bề m t-Free water surface constructed
wetlands - FWS CW) bao gồm các l u vực ho c các k nh, với đất ho c các vât
liệu khác thích hợp cho thực vât có r (nếu có) và mực n ớc ch y qua hệ t ơng đối
nông, vân tốc dòng ch y nhỏ, và có thân cây v lá cây điều tiết l u l ợng n ớc,
nhất là các kênh dài, hẹp, đ m b o điều kiện dòng ch y không b xáo trộn.

ớc

dòng vào hệ thống chất ô nhi m đ ợc ch y ch m và tr i r tr n v ng n ớc nông
rộng có trồng cây nửa ng p n ớc. Các h t rắn b giữ và lắng xuống do v n tốc
dòng ch y thấp. Các thể rắn chứa chất hữu cơ có thể phân h y sinh học đ ợc xác
đ nh nh

, tổng itơ v tổng photpho. Có rất ít kim lo i và các chất hữu cơ khó

12

phân h y khác. Những chất ô nhi m kh ng t n n y đi v o chu tr nh sinh đ a hóa trong
cột n ớc v đất trên m t c

v ng đất ng p n ớc Đ ng Đ nh im,

]

nh 2: Bãi lọc trồng cây dòng ch y m t (Nguồn: Gauss, 2008) [14]
Bãi lọc trồng cây có dòng chảy ngầm (Subsurface flow wetland)
Theo Ronald và Geobanoglus (1998), hệ thống dòng ch y ng m cấp n ớc
th i vào v t liệu kh ng phơi r ánh sáng

ệ thống n y đ ợc gọi là bãi lọc ng m

trồng cây (Vegetated submerged bed – VSB), hệ thống xử lý bằng bãi s y lọc ng m,
hệ lọc với cây, đá sỏi và vi sinh v t
gốc từ châu

i lọc trồng cây dòng ch y ng m có nguồn

u v ng y n y đ ợc ứng dụng tr n to n thế giới

ệ thống n y có u

điểm hơn so với b i lọc dòng ch y bề m t l hiệu suất xử lý tr n m i đơn v c o hơn
v do giữ n ớc ho n to n b n d ới bề m t v t liệu lọc n n tránh đ ợc m i v mu i
offm nn v cs,


]

i lọc ng m dòng ch y ng ng

orizont l subsurf ce flow – HSF)

i lọc đ ợc gọi là dòng ch y ng ng v n ớc th i đ ợc cho vào và ch y
ch m qu m i tr ờng xốp d ới bề m t c
13

lớp nền theo một đ ờng ng ng cho đến


khu vực đ u r , nơi thu gom n ớc Trong quá tr nh đi qu , n ớc th i sẽ tiếp xúc với
một m ng l ới các khu hiếu khí, k khí v v ng hiếu khí h n chế c nh v ng r
hất

nhi m đ ợc lo i bỏ bằng cách phân

h y sinh học, hó học v các quá tr nh v t lý

] Hợp chất hữu cơ đ ợc phân h y

(Brix, 1987b, Cooper và cộng sự,

tốt do sự ho t động c a vi sinh v t trong điều kiện thiếu ôxy/kỵ khí vì nồng độ oxy
hòa tan trong lớp lọc rất ít[22]. Chất rắn lơ lửng đ ợc giữ l i bằng cách lọc và lắng
và hiệu suất xử lý th ờng rất cao. Quá trình khử l cơ chế chính lo i bỏ nitơ trong
HF CWS, tuy nhiên việc gi m amoni b h n chế vì t i lớp v t liệu lọc b thiếu oxy
trong điều kiện ng p n ớc lâu dài [21]

nh 3: Sơ đồ bãi lọc ng m trồng cây dòng ch y ngang (HSF)
òng n ớc th i đi v o;
4. V t liệu nền (sỏi, đá, cát ;

V ng phân tán;

Thực v t; 6. Ống thu gom; 7.Vùng thu gom;

8. Bể chứ n ớc r ;


Lớp chống thấm;

òng n ớc đ xử lý

i lọc ng m dòng ch y đứng (Vertical subsurface flow - VSF):
ớc th i đ ợc đ

v o hệ thống qua ống dẫn trên bề m t v s u đó, lắng

đọng và thoát theo chiều thẳng đứng bằng lực hấp dẫn qu m i tr ờng xốp,ở đáy
bãi có ống thu n ớc đ xử lý để đ

r ngo i

]

u điểm chính c

hệ thống b i

lọc dòng ch y đứng l kh n ng truyền oxi c o hơn do chế độ cung cấp tức thời l m
ng p bề m t nền, hơn nữ c n sử dụng diện tích nhỏ hơn so với b i lọc dòng ch y
14


ng ng, điều n y đồng nghĩ với chi phí xây dựng sẽ thấp hơn Vym z l v cộng sự,
1998, Cooper, 1999).
Hệ thống VF th ng th ờng đ ợc cấu t o từ hệ thống cát và sỏi c ở d ới đáy
bể và trên m t bể cùng hệ thực v t

ớc th i c n xử lý sẽ thẩm thấu từ phía trên

xuống d ới v đ ợc t p trung vào hệ thống hố g thoát n ớc đ đ ợc xử lý.
Hệ thống VF đ ợc cấp n ớc th i liên tục trên một diện tích bề m t không
nhỏ, n ớc th i thấm d n xuống d ới thâm nh p vào khu vực xử lý c a bể v n ớc
sau xử lý sẽ đ ợc thu gom vào hệ thống g thoát n ớc. Tất c các hệ thống VSF đều
lo i bỏ tốt các chất ô nhi m, bao gồm COD, BOD5, SS. Kh n ng lo i trừ các hợp
chất nitơ v photpho thấp hơn các chất ô nhi m kể tr n, th ờng đ ợc sử dụng để xử
lý b c s u khi đ qu xử lý l n

Ống phân phối
n ớc
Sỏi
Cát

Ống thoát n ớc

Lớp lót chống
thấm

nh 4: Sơ đồ hệ thống bãi lọc ng m trồng cây dòng ch y đứng (VSF)[14].
ệ thống dòng ch y thẳng đứng có kh n ng v n chuyển oxy lớn hơn nhiều,
dẫn đến t ng quá tr nh nitr t hó , diện tích nhỏ hơn đáng kể so với hệ thống dòng
ch y ng ng, có thể lo i bỏ hiệu qu BOD5, COD và các m m bệnh[24]. Sự khác
biệt cơ b n giữa VF-CW và HF-CW không ph i bởi nguyên tắc thiết kế v h ớng
dòng ch y mà là bởi điều kiện hiếu khí. Ôxi thâm nh p vào bãi lọc không chỉ qua
bộ r thực v t m còn do cách bơm n ớc th i, m i l n bơm n ớc sẽ chiếm ch
không gian trống trong chất nền đẩy kh ng khí cũ đi r khi n ớc ch y xuống bởi
15