Nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng kỵ khí AnMBR xử lý nước thải và rác thải hữu cơ, ứng dụng điển hình tại trạm ra đa 33/Trung đoàn 294/Sư đoàn 367

Hóa học và Kỹ thuật môi trường

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MÀNG KỴ KHÍ AnMBR
XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ RÁC THẢI HỮU CƠ, ỨNG DỤNG
ĐIỂN HÌNH TẠI TRẠM RA ĐA 33/TRUNG ĐOÀN 294/ SƯ ĐOÀN 367
Bùi Hồng Hà*, Nguyễn Thành Trí
Tóm tắt: Hiện nay, các đơn vị đóng quân độc lập chưa có các hệ thống xử lý môi
trường đạt yêu cầu. Việc tìm ra một giải pháp công nghệ xử lý được chất thải cho
các đơn vị kết hợp thu hồi năng lượng sinh học để phục vụ đơn vị là cần thiết. Bài
viết này giới thiệu kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng kỵ khí đồng xử lý
nước thải sinh hoạt và rác thải hữu cơ tại Trạm ra đa 33/Trung đoàn 294/Sư đoàn
367 với công suất xử lý 5m3/ngày đêm.
Từ khóa: Đồng phân hủy; Thu hồi năng lượng; Tái sử dụng nước thải; Màng lọc sinh học kỵ khí.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đối với nước thải sinh hoạt, hầu hết ở các nước phát triển hiện nay đầu tư các nhà máy
xử lý nước thải sinh hoạt tập trung bằng phương pháp sinh học hiếu khí quy mô lớn để loại
bỏ tất cả thành phần hữu cơ và dinh dưỡng nhằm tạo ra chất lượng nước phù hợp cho xả
thải vào nguồn tiếp nhận. Nhưng với công nghệ xử lý hiếu khí này, tiêu thụ một lượng lớn
nguồn năng lượng bên ngoài (cụ thể là điện năng) để vận chuyển và xử lý nước thải, mà
nguồn năng lượng này phần lớn được sử dụng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch, là nguồn
nhiên liệu không thể tái tạo và ngày càng cạn kiệt. Thách thức trong tương lai là làm sao
tìm được cách tiếp cận mới cho hệ thống xử lý nước thải, ở đó kết hợp được các yếu tố: tái
sử dụng tài nguyên sẵn có trong dòng nước thải, vận hành hệ thống nước thải hợp tiêu
chuẩn vệ sinh cùng với chi phí hợp lý.
Bên cạnh nước thải, những dòng thải khác như chất thải rắn hữu cơ phát sinh từ hoạt
động sinh hoạt của con người như rác nhà bếp, rác sân vườn, rác chợ,… là nguồn năng
lượng sinh khối cần quan tâm. Hầu hết các loại chất thải rắn này được đưa đi chôn lấp hợp
vệ sinh. Tuy nhiên, ở những vùng chưa có hoặc không có hệ thống thu gom, như các khu
vực tách biệt với khu dân cư, chất thải rắn sinh hoạt thường được kết hợp với chất thải
khác mang đi đốt hoặc làm compost. Tại Việt Nam, chất thải rắn này ở các khu vực biệt

lập hầu như không được xử lý hoặc xử lý không đúng quy cách, giống như các đơn vị
đóng quân độc lập như đã trình bày ở trên.
Trạm ra đa 33/Trung đoàn 294/Sư đoàn 367 là một đơn vị đóng quân độc lập nằm trên
đỉnh Hồ Linh thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu – Phước Bửu, xã Bưng Riềng,
huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Lượng nước thải sinh hoạt hiện tại được đưa
vào các bể tự hoại 2 ngăn, sau đó nước được xả ra ngoài hoặc tự thấm vào đất, nước thải
nhà bếp được thu gom vào bể tự hoại riêng và được tái sử dụng làm nước tưới. Đây chỉ là
phương pháp xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt nên nồng độ các chất ô nhiễm trong nước
thải đầu ra chưa đạt tiêu chuẩn xả thải nước thải sinh hoạt (QCVN 14:2008/BTNMT). Về
lâu dài, nguồn nước thải chỉ được xử lý sơ bộ này sẽ gây ô nhiễm cho nguồn nước ngầm
và nước mặt tại khu vực. Nước thải nhà bếp tưới cây nhưng cây bị chết do ô nhiễm chất
hữu cơ và chất tẩy rửa. Ngoài ra, rau được tưới có thể nhiễm các mầm cao do trong nước
thải chưa được xử lý chứa nhiều vi rút gây bệnh. Chất thải rắn tại trạm bao gồm các loại:
rác thải sinh hoạt (rác thải sinh hoạt trực tiếp từ cán bộ chiến sỹ và rác thải nhà bếp), lá
cây,... Rác thải sinh hoạt gồm nhiều thành phần vô cơ: giấy, bao nilon,… và có thành phần
hữu cơ cao (chiếm 54% - 71.1%): cơm thừa, rau, củ quả, lá cây,… Rác thải nhà bếp chiếm
hơn 90% lượng rác thải tại trạm ra đa 33. Theo số liệu thực tế, 1 ngày trạm ra đa phát sinh
lượng rác thải nhà bếp khoảng 20kg/ngày. Trạm ra đa 33 xử lý chất thải rắn bằng một số

224 B. H. Hà, N. T. Trí, “Nghiên cứu ứng dụng … trạm ra đa 33/trung đoàn 294/ sư đoàn 367.”


Nghiên cứu khoa học công nghệ

phương pháp: đốt và chôn lấp (rác vô cơ, lá cây, vụn cây,…) không hợp vệ sinh tại các
rừng cây quanh doanh trại sau khi lấy một phần làm thức ăn cho gia súc (cơm thừa, rau,
củ, quả,…). Những phương pháp trạm đang áp dụng để xử lý lượng rác thải sinh hoạt chưa
hợp lý: chôn lấp không hợp vệ sinh, dùng làm thức ăn cho gia súc không phù hợp. Rác thải
nhà bếp có độ ẩm 80 – 90%, có chứa các chất hữu cơ: cacbon, nitơ,… và các chất vi lượng
khác. Đây nguồn sinh khối cần thiết cho quá trình tạo ra năng lượng sạch và phân bón có

giá trị và dinh dưỡng cho đất.
Sau khi nghiên cứu mô hình quy mô phòng thí nghiệm, ứng dụng dụng kết quả triển
khai thiết kế, chế tạo và vận hành thử nghiệm mô hình đồng phân hủy nước thải sinh hoạt
và chất thải rắn hữu cơ cho một đơn vị đóng quân độc lập nhằm hoàn thiện công nghệ,
nhân rộng mô hình. Chính vì vậy, Trạm ra đa 33 thuộc Trung đoàn 294/ Sư đoàn 367 có
đủ các yếu tố để lựa chọn là đơn vị áp dụng với quy mô pilot.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1. Rác thải sinh hoạt
Chất thải hữu cơ là thành phần chính của tổng lượng rác thải sinh hoạt. Tại hầu hết các
đô thị, khối lượng chất thải rắn sinh hoạt chiếm khoảng 60 - 70%, trong đó thành phần
chất hữu cơ chiếm khoảng hơn 60%. Ước tính mỗi ngày thải ra khoảng 0,72kg rác hữu
cơ.người-1.ngày-1 [2]. Nhóm thực hiện đã tiến hành phân loại rác thải tại Trạm ra đa 33
trong 3 ngày khảo sát, kết quả được thể hiện được thể hiện trong bảng 1.
Bảng 1. Thành phần rác thải tại Trạm ra đa 33.
Loại rác thải

Khối lượng
(n = 3)

Đơn vị

Tỉ trọng

1

Cơm và thức ăn thừa

42,0 ± 3,0

kg

86,78%

2

Rau thừa sơ chế

3,3 ± 0,5

kg

6,82%

3

Giấy

1,2 ± 0,2

kg

2,48%

4

Chai nhựa

1,4 ± 0,5

kg

2,89%

5

Túi nhựa

0,5 ± 0,1

kg

1,03%

48,4

kg

100,00%

STT

Tổng cộng

Theo kết quả khảo sát, phân loại rác thải cho thấy lượng rác thải hữu cơ chiếm hơn
80% tỉ trọng, phù hợp với việc kết hợp đồng phân hủy cùng nước thải sinh hoạt, làm tăng
nguồn cơ chất trong hỗn hợp.
2.1.2. Nước thải sinh hoạt
Nước thải là nước được thải ra sau khi đã sử dụng, hoặc được tạo ra trong một quá trình
công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó nữa [3]. Do đó, nước thải

mang các thành phần ô nhiễm gây hại đến sức khỏe của con người và môi trường [4, 5].
Nước sinh hoạt là một nhu cầu thường xuyên hàng ngày và không thể thiếu của con người.
Trong khu vực nội đô tại Việt Nam, tiêu chuẩn cấp nước cho 1 người là 200 L/ngày [6].
Nước thải sinh hoạt bao gồm chất thải của cơ thể người (phân và nước tiểu) cùng với nước
được sử dụng để xả nhà vệ sinh, nước thải cá nhân, giặt giũ, chuẩn bị thức ăn và làm sạch
dụng cụ nhà bếp [7]. Nước thải sinh hoạt của Trạm ra đa 33 được lấy trực tiếp từ các bể tự
hoại và bơm vào bể chứa nước thải đầu vào, sau đó được pha trộn theo tỉ lệ 5g rác thải trên
1 lít nước thải, mẫu được phân tích và có kết quả được thể hiện trong bảng 2.
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020

225


Hóa học và Kỹ thuật môi trường

Bảng 2. Tính chất nước thải sinh hoạt và hỗn hợp nước thải sau pha trộn.
Nước thải sinh hoạt
Nước thải sau pha
STT
Chỉ tiêu
Đơn vị
Giá trị (n=3)
Đơn vị
Giá trị (n=3)
1
pH
7,1 ± 0,5
7,3 ± 0,3
2
COD

mg/l
152 ± 51
mg/L
2093 ± 126
3
T-N
mg/l
113 ± 18
mg/L
188,41 ± 17,26
4
N-NH4+
mg/l
103,08 ± 11,8
mg/L
130,19 ± 7,85
5
TSS
mg/l
82 ± 23
mg/L
6,00 ± 0,30
6
T-P
mg/l
8,95 ± 1,25
mg/l
844 ± 52
2.1.3. Màng lọc sinh học kỵ khí
Về cấu tạo, công nghệ AnMBR cơ bản là tương tự công nghệ MBR, tuy nhiên, việc rửa

màng và tháo bùn phải sử dụng nước hoặc dùng chính khí sinh học của bể để tránh tiếp
xúc với không khí. So với công nghệ màng sinh học hiếu khí MBR thì công nghệ AnMBR
sẽ cho chi phí xử lý thấp hơn vì không cần sục khí oxy vào bể và việc tạo bùn thấp hơn bể
hiếu khí. Ngoài ra, khí thải nhà kính trong quá trình xử lý kỵ khí thấp hơn so với các công
nghệ hiếu khí và có thể thu hồi khí metan để sử dụng làm nguồn năng lượng sinh học.
Nhận định về công nghệ ta có thể đánh giá việc kết hợp bể sinh học kỵ khí và màng lọc
mang lại tính hiệu quả cao trong việc giữ lại bùn sinh học trong bể, tránh hiện tượng giảm
sinh khối do thất thoát bùn. Hơn nữa, việc kết hợp màng và phân huỷ kỵ khí cho thấy được
tiềm năng khi ứng dụng và triển khai xử lý với chất lượng nước sau xử lý cao, lượng bùn
thải thấp, yêu cầu năng lượng thấp. Màng lọc được sử dụng tại Trạm ra đa 33 có các thông
số kỹ thuật được trình bày trong bảng 3.
Bảng 3. Thông số kỹ thuật màng lọc UF.
STT
Thông số
Màng SMM-1010
1
Vật liệu
PVDF
2
Kích thước module
571x45x815 mm
3
Diện tích hữu ích
10 m2
4
Đường kính trong/ngoài sợi màng
0,6/1,2 mm
5
Kích thước lỗ màng
< 0,1µm

6
Thông lượng màng
100 – 500 L/h
7
Kiểu lọc
Outside/in
2.2. Thiết kế hệ thống đồng phân hủy qui mô pilot
Công nghệ được sử dụng điển hình tại Trạm ra đa 33 là đồng phân hủy kỵ khí kết hợp
màng lọc. Nước thải sinh hoạt được lấy từ bể chứa nước thải đầu vào, sau đó được pha
trộn với rác thải hữu cơ sau khi được xay nhuyễn bằng thiết bị nghiền rác. Hỗn hợp được
phối trộn theo tỉ lệ 5 kg rác thải hữu cơ với 1 m3 nước thải sinh hoạt. Sau đó, hỗn hợp trên
được bơm vào bể khuấy trộn kỵ khí hoàn toàn. Tại bể khuấy trộn kỵ khí hoàn toàn hỗn
hợp chất thải ban đầu và bùn kỵ khí được khuấy trộn liên tục nhờ cánh khuấy tạo ra môi
trường bùn kỵ khí lơ lửng, tăng khả năng tiếp xúc giữa bùn kỵ khí và hỗn hợp chất thải
đầu vào. Hỗn hợp sau đó sẽ tự chảy sang bể kỵ khí chứa màng UF. Tại đây, quá trình phân
huỷ kỵ khí được tiếp tiếp tục diễn ra và dòng thấm được hút ra khỏi bể bằng màng lọc UF
bằng bơm thông qua tín hiệu điều khiển của phao mực nước. Quá trình hút của màng được
kiểm soát qua đồng hồ đo áp suất chuyển màng. Để đảm bảo nồng độ bùn tại 2 bể tương
đương nhau, một bơm tuần hoàn sẽ hoạt động liên tục để tuần hoàn bùn từ bể kỵ khí chứa
màng UF quay về bể kỵ khí. Khí sinh học sinh ra từ bể kỵ khí chứa màng UF sẽ được nội
tuần hoàn bằng máy thổi khí chân không thổi vào sợi màng UF làm sạch các chất bám trên
thân sợi màng UF. Sơ đồ công nghệ được thể hiện trong hình 1.

226 B. H. Hà, N. T. Trí, “Nghiên cứu ứng dụng … trạm ra đa 33/trung đoàn 294/ sư đoàn 367.”


Nghiên cứu khoa học công nghệ

Hình 1. Sơ đồ công nghệ hệ thống đồng phân hủy quy mô pilot.
2.3. Tính toán hệ thống đồng phân hủy qui mô pilot

Dựa vào kết quả vận hành mô hình đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm, các thông
số thiết kế tối ưu được xác định như bảng 4.
Bảng 4. Thông số thiết kế tối ưu [8].
STT
Thông số
Giá trị
Đơn vị
Tối ưu
01
kd
0,025
g/g.ngày
0,02-0,04
02
Y
0,081
gVSS/gCOD
0,05-0,1
03
k
0,993
ngày-1
04
Ks
224,101
mg/L
200-500
Từ các thông số trên, nhóm nghiên cứu xác định các thông số thiết kế mô hình đồng
phân hủy quy mô pilot với các đặc điểm sau: Bể kỵ khí xáo trộn hoàn toàn được gia công
từ bồn Inox 304, và được gia cố bằng các vòng inox và chân bồn. Với chiều cao tổng cộng

là 3440 mm, thể tích mô hình là 5445 lít và thể tích hữu ích của bể là 5000 lít. Bên trên bể
xáo trộn có lắp đặt mô tơ khuấy và bộ cánh khuấy bằng inox có thể điều chỉnh tốc độ
khuấy. Bên cạnh được lắp đặt các van lấy mẫu để thuận tiện cho việc lấy mẫu nước. Bể
màng kỵ khí được gia công từ bồn Inox 304. Chiều cao tổng cộng của bể là 1510 mm,
chiều dài là 3280 mm và đường kính là 1360 mm. Thể tích mô hình 5445 lít, thể tích hữu
ích là 5000 lít.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp lấy mẫu
Mẫu nước thải sinh hoạt lấy từ bể tự hoại của Trạm ra đa 33 (I), mẫu nước thải đầu vào
sau khi pha chất thải rắn hữu cơ (II), mẫu nước thải và bùn sinh học của bể kỵ khí xáo trộn
hoàn toàn (III), mẫu nước thải và bùn sinh học của bể kỵ khí chứa màng MF (IV), mẫu
nước thải đầu ra (V), mẫu chất thải rắn (VI). Các mẫu nước thải được lưu trữ trong các
trường hợp: không thể phân tích mẫu, gửi mẫu đi trung tâm phân tích,... sẽ được lưu trữ
trong tủ trữ với nhiệt độ <40C.
2.4.2. Phương pháp đo các chỉ tiêu
Chỉ tiêu pH được đo 1 lần/phút bằng thiết bị đo online SC200, hoặc được đo lại bằng
thiết bị đo cầm tay. Khí sinh học được đo bằng thiết bị đo lưu lượng khí online, khí mêtan
được xác định bằng bình Marriott.

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020

227


Hóa học và Kỹ thuật môi trường

2.4.3. Phương pháp phân tích
Đối với các chỉ tiêu phân tích tại phòng thí nghiệm: COD (SMEWW 5220C), TSS
(SMEWW 2540D), TN (TCVN 6638 : 2000), NH4+ (TCVN 5988-1995), TP (TCVN 6202
: 2008), PO43- (SMEWW 4500PD).

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Sự biến thiên pH

8.5

pH

8.0
7.5
7.0
6.5
1

5

9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57
Đầu vào
Thời gian (ngày)

1000
800
600
400
200
0

100
80
60
40

20
0
1

3

5

7

9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Thời gian (ngày)
Đầu vào (mg/L)
Đầu ra (mg/L)
Hiệu quả xử lý (%)

Hiệu quả xử lý TSS
(%)

TSS (mg/l)

Hình 2. Sự biến thiên pH theo thời gian tại HRT = 48 giờ.
Hình 2 trình bày sự thay đổi giá trị pH đầu vào và đầu ra của hệ thống AnMBR tại thời
gian lưu nước 48 giờ. Trong hoạt động của bể AnMBR, pH là một thông số vận hành. pH
được đo hàng ngày trong nước thải đầu vào và đầu ra của bể AnMBR nhằm duy trì giá trị
pH thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật trong suốt quá trình xử lý. Sự biến thiên pH
được thể hiện trong hình 2.
Giá trị pH cao nhất của hỗn hợp nước thải đầu vào và nước thải đầu ra là 7,9 và 7,8.
Giá trị pH thấp nhất của hỗn hợp nước thải đầu vào và nước thải đầu ra là 6,8 và 6,7. Giá
trị pH đầu ra dao động trong khoảng 6,7 đến 7,8 là nằm trong giá trị cho phép của QCVN

14:2008/BTNMT.
3.2. Khả năng xử lý TSS
Hiệu quả loại bỏ TSS luôn > 90% (thấp nhất 92,34%, cao nhất 97,54%). Nồng độ TSS
đầu vào có giá trị trung bình 844 mg/L (nồng độ cao nhất đạt 948 mg/L và nồng độ thấp nhất
đạt 721 mg/L). TSS đầu ra thấp (cao nhất 66 mg/L, thấp nhất 38 mg/L). Kết quả này cho
thấy, khả năng loại bỏ TSS của mô hình cao do có sự kết hợp với công nghệ màng, kết quả
này cũng tương đồng với kết quả của mô hình đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm.
Khả năng xử lý TSS của mô hình pilot được thể hiện trong hình 3.

Hình 3. Hiệu quả xử lý TSS tại HRT = 48 giờ.

228 B. H. Hà, N. T. Trí, “Nghiên cứu ứng dụng … trạm ra đa 33/trung đoàn 294/ sư đoàn 367.”


Nghiên cứu khoa học công nghệ

3.3. Khả năng xử lý COD
Hiệu quả xử lý COD được thể hiện trong hình 4.

100

Hiệu quả xử lý
(%)

tCOD (mg/L)

3000
2000

50

1000

0
1

0
9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57
Thời gian (ngày)
Đầu vào (mg/L)
Đầu ra (mg/L)
Hiệu quả xử lý (%)
5

Hình 4. Hiệu quả xử lý COD tại HRT = 48 giờ.
Nồng độ COD của hỗn hợp đầu vào có giá trị cao hơn so với COD của nước thải được
lấy từ bể. Rác thải hữu cơ được pha trộn vào làm cho nồng độ COD tăng cao (Giá trị COD
của hỗn hợp đầu vào cao nhất 2300 mg/L và thấp nhất là 1807 mg/L). Tuy vậy, nước thải
đầu ra có giá trị COD thấp (cao nhất 182 mg/L, thấp nhất là 103 mg/L). Mô hình đạt hiệu
quả xử lý COD trên 90% (thấp nhất 90,48% và cao nhất 95,30%). COD được xử lý thông
qua quá trình chuyển hóa chất hữu cơ của vi sinh vật. Ngoài ra, màng lọc UF cũng góp
phần làm nồng độ COD đầu ra giảm mạnh do phần lớn COD tồn tại ở thể rắn (chất thải
hữu cơ) có kích thước lớn hơn kích thước lỗ màng được giữ lại trên bề mặt màng. Thời
gian lưu nước 48 giờ đã đạt hiệu quả xử lý COD tối ưu tại mô hình đồng phân hủy quy mô
phòng thí nghiệm, với thời gian lưu này, mô hình đồng phân hủy quy mô pilot cũng đạt kết
quả tương tự với mô hình đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm.
3.4. Khả năng xử lý Nitơ
Từ kết quả phân tích cho thấy, nitơ tồn tại trong hỗn hợp nước thải đầu vào bao gồm
nitơ hữu cơ và nitơ ammonia, sau quá trình kỵ khí, nitơ hữu cơ bị chuyển hóa thành nitơ
ammonia làm cho lượng ammonia tăng lên so với ban đầu. Nồng độ ammonia đầu vào có

giá trị trung bình là 130 mg/L, sau quá trình phản ứng kỵ khí, lượng ammonia này tăng lên
đến 167 mg/L. Khả năng xử lý ammonia được thể hiện trong hình 5.

NH4+ (mg/l)

250
200
150
100
50
0
1

5

9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57
Thời gian (ngày)
Đầu vào
Đầu ra

Hình 5. Khả năng xử lý Ammonia tại HRT 48 giờ.
Trong quá trình phân hủy kỵ khí, các vi sinh vật kỵ khí phân hủy hợp chất hữu cơ chứa
ni tơ sẽ tạo ra ammonia và một phần tham gia quá trình tổng hợp tế bào của vi sinh vật. Vì
vậy, sau quá trình kỵ khí, nồng độ ammoni trong bể sẽ tăng lên tùy thuộc và lượng hợp
chất hữu cơ chứa ni tơ ở đầu vào. Kết quả này cũng tương đồng với kết quả của mô hình
đồng phân hủy quy mô phòng thí nghiệm.

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020

229

Hóa học và Kỹ thuật môi trường

100

5

50

PO43-

10

0

0
1

5

9

13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57
Thời gian (ngày)

Hiệu quả xử lý (%)

3.5. Khả năng xử lý Photpho
Khả năng xử lý Photpho được thể hiện trong hình 6.

Đầu ra (mg/L)
Hiệu quả xử lý (%)
Hình 6. Hiệu quả xử lý phốt phát.
Hình 6 cho thấy lượng phốt phát trong hỗn hợp nước thải đầu vào tương đối thấp (cao nhất
6,47 mg/L, thấp nhất 5,48 mg/L). Nồng độ phốt phát đầu ra không giảm nhiều so với đầu vào
(cao nhất 4,86 mg/L và thấp nhất là 2,98 mg/L). Kết quả này cho thấy, trong điều kiện kỵ khí,
phốt phát chỉ bị giữ lại trong sinh khối, và được loại bỏ trong quá trình loại bỏ bùn dư.
3.6. Khả năng sinh khí sinh học
Sản lượng khí sinh học sinh ra trung bình 1,32 m3/ngày. Tỉ lệ thể tích khí sinh học trên
khối lượng COD xử lý trung bình là 0,13 m3/kgCODxử lý. Giá trị này cũng tương đương với
giá trị tại mô hình phòng thí nghiệm với cùng thời gian lưu nước là 48 giờ.

3

Lưu lượng khí sinh
Tỉ lệ khí trên khối lượng
COD xử lý (m3/kg)

Lưu lượng khí (m3/ngày)

Đầu vào (mg/L)

2.5

2
1.5
1
0.5
0

1 7 1319253137434955
Thời gian (ngày)

Tỉ lệ khí sinh học trên khối
lượng COD xử lý
0.300
0.250
0.200
0.150
0.100
0.050
0.000
1 7 1319253137434955
Thời gian (ngày)

Hình 7. Lưu lượng khí sinh học sinh ra và tỉ lệ với khối lượng COD xử lý.
4. KẾT LUẬN
Về mô hình đồng phân hủy quy mô pilot: Tác giả đã xây dựng được 1 mô hình thí
nghiệm đồng phân hủy chất thải rắn hữu cơ và nước thải sinh hoạt quy mô pilot. Kết quả
vận hành thí nghiệm được tóm tắt như sau: Giá trị pH cao nhất của hỗn hợp nước thải đầu
vào và nước thải đầu ra là 7,9 và 7,8. Giá trị pH thấp nhất của hỗn hợp nước thải đầu vào
và nước thải đầu ra là 6,8 và 6,7. Giá trị pH đầu ra dao động trong khoảng 6,7 đến 7,8.
Hiệu quả loại bỏ TSS luôn > 90% (thấp nhất 92,34%, cao nhất 97,54%). TSS đầu ra thấp
(cao nhất 66 mg/L, thấp nhất 38 mg/L). Kết quả này cho thấy khả năng loại bỏ TSS của
mô hình cao do có sự hiện diện của màng lọc. Nước thải đầu ra có giá trị COD thấp (cao
nhất 182 mg/L, thấp nhất là 103 mg/L). Mô hình đạt hiệu quả xử lý COD trên 90% (thấp
nhất 90,48% và cao nhất 95,30%). Nồng độ ammonia đầu vào có giá trị trung bình là 130

230 B. H. Hà, N. T. Trí, “Nghiên cứu ứng dụng … trạm ra đa 33/trung đoàn 294/ sư đoàn 367.”

Nghiên cứu khoa học công nghệ

mg/L, sau quá trình phản ứng kỵ khí, nồng độ ammonia này tăng lên đến 167 mg/L.
Lượng phốtphát trong hỗn hợp nước thải đầu vào tương đối thấp (cao nhất 6,47 mg/L, thấp
nhất 5,48 mg/L). Nồng độ phốt phát đầu ra không giảm nhiều so với đầu vào (cao nhất
4,86 mg/L và thấp nhất là 2,98 mg/L). Sản lượng khí sinh học sinh ra trung bình 1,32
m3/ngày. Tỉ lệ thể tích khí sinh học trên khối lượng COD xử lý trung bình là 0,13
m3/kgCODxử lý. Giá trị này cũng tương đương với giá trị tại mô hình phòng thí nghiệm với
cũng thời gian lưu nước là 48 giờ.
Nhìn chung, phần lớn các chỉ tiêu đều đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
sinh hoạt – QCVN 14:2008/BTNMT, trừ chỉ tiêu Amoni. Quá trình đồng phân hủy kỵ khí
không loại bỏ được NH4+, đây vừa là nhược điểm vừa là ưu điểm. Nhược điểm là nước
thải đầu ra sau xử lý chưa đạt QCVN 14:2008/BTMNT, cột B. Nhưng ưu điểm là lượng
chất dinh dưỡng cao trong nước thải đầu ra có thể tận dụng bằng cách sử dụng nước thải
đầu ra làm nước tưới tiêu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. H. D. a. B.-T. P., "What a Waste a Global Review of Solid Waste Management,"
Urban Development & Local Goverment Unit World Bank, 2012.
[2]. Bộ Tài nguyên và môi trường, "Báo cáo môi trường quốc gia - Chất thải rắn," Bộ
Tài nguyên và môi trường, Hà Nội, 2011.
[3]. Tilley, E., Ulrich, L., Lüthi, C., Reymond, Ph., Zurbrügg, C., “Compendium of
Sanitation Systems and Technologies” – (2nd Revised Edition), Duebendorf,
Switzerland: Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag).
[4]. K. A. M. H. A. L. Eva Eriksson, "Characteristics of grey wastewater,"
UrbanWater, vol. 4, pp. 85-104, 2001.
[5]. Amir , Ronald L. Droste , "Pollution loads in urban runoff and sanitary
wastewater," Science of the Total Environment, vol. 327, pp. 175-184, 2003.
[6]. “TCXDVN 33:2006 - Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Tiêu
chuẩn thiết kế”, Hà Nội: Bộ Xây dựng, 2006.

[7]. D. Mara, “Domestic wastewater treatment in developing countries”, London:
Earthscan , 2004.
[8]. Bùi Hồng Hà. “Nghiên cứu đồng phân hủy nước thải sinh hoạt và rác thải hữu cơ
bằng công nghệ màng kỵ khí (AnMBR) cho các đơn vị đóng quân độc lập”, 2018.
ABSTRACT
RESEARCH ON ANAEROBIC MEMBRANE BIOREACTOR FOR
DOMESTIC WASTEWATER AND ORGANIC WASTE TREATMENT,
APPLICATION IN RADAR STATION 33/REGIMENT 294/DIVISION 367
Currently, independent military units do not have qualified environmental
treatment systems. It is necessary to find a technological solution that can treat
wastewater, combine with bio-energy recovery to serve the unit. In this article, the
research results of the application of anaerobic membrane technology to treat
domestic wastewater and organic waste at radar station 33/ Regiment 294/ Division
367, with a processing capacity of 5m3/day are introduced.
Keywords: Co-digestion; Energy recovery; Waste water reuse; Anaerobic membrane bioreactor.

Nhận bài ngày 24 tháng 7 năm 2020
Hoàn thiện ngày 20 tháng 8 năm 2020
Chấp nhận đăng ngày 24 tháng 8 năm 2020
Địa chỉ: Viện Nhiệt đới môi trường (ITE)/Viện KH-CN quân sự.
*Email:

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020

231