Bài giảng kỹ thuật xử lý chất thải

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.57 MB, 124 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

PHÍ THỊ HẢI NINH

Bài giảng

KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2></div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

LỜI NĨI ĐẦU

Mơn học “Kỹ thuật xử lý chất thải” được đưa vào chương trình đào tạo
ngành Khoa học môi trường, trường Đại học Lâm nghiệp từ năm 2010 với mục
đích là cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản và chuyên sâu về kỹ
thuật xử lýnhư xây dựng mơ hình và tính tốn thiết kế cơng trình xử lý một số
loại chất thải phát sinh trong hoạt động sống và sản xuất của con người. Bài
giảng “Kỹ thuật xử lý chất thải” đã được xây dựng dựa trên sự tổng hợp và chọn 
lọc của các tài liệu có liên quan như: Ơ nhiễm khơng khí và xử lý khí thải tập 1,
2 và 3 (Trần Ngọc Chấn), Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải (Trinh
Xuân Lai), Quản lý và xử lý chất thải rắn (Nguyễn Văn Phước)…Bài giảng này
sẽ thường xuyên đượccập nhật, bổ sung và chỉnh sửa dựa trên các nghiên cứu
thực tiễn và nguồn tài liệu phong phú ở trong và ngoài nước, cũng như từ những
kinh nghiệm giảng dạy của tác giả.

Kết cấu bài giảng gồm 3 chương:
- Chương 1: Kỹ thuật xử lý khí thải
- Chương 2: Kỹ thuật xử lý nước thải
- Chương 3: Kỹ thuật xử lý chất thải rắn

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Tác nhân gây ô nhiễm khơng khí và nguồn gốc phát sinh………13

Bảng 1.2. Vận tốc ngang tối đa cho phép trong buồn lắng của dịng khí thải………39

Bảng 2.1. Các q trình và phương pháp xử lý nước thải………..47

Bảng 2.2. Thành phần hố học điển hình của nước thải sinh hoạt và mức độ ô nhiễm………52

Bảng 2.3. Lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt thành phố tính theo g/người/ngày…….54

Bảng 2.4. Ơ nhiễm nước thải từ q trình rửa chai bia………..58

Bảng 2.5. Đặc điểm nước thải của nhà máy sản xuất bột ngọt Biên Hoà………61

Bảng 2.6. Đặc điểm thành phần trong nước thải của nhà máy sản xuất đường từ củ cải……63

Bảng 2.7. Nước thải qua hệ thống xử lý ở xí nghiệp giết mổ động vật Oberding, Đức……….66

Bảng 2.8. Thành phần nước thải của nhà máy giấy Platting……….68

Bảng 2.9. Đặc tính nước thải thuộc da………...70

Bảng 2.10. Các chất ơ nhiễm và đặc tính nước thải dệt nhuộm……….72

Bảng 2.11. Đặc tính nước thải tại một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam………73

Bảng 2.12. Xác định hệ số a………..81

Bảng 2.13. Tải trọng bề mặt của bể lắng cát theo kích thước hạt đối với nước thải đô thị ở 
150………...84

Bảng 2.14. Các giá trị đặc trưng của các hệ số động học trong q trình xử lý nước thải đơ 
thị quy mô vừa và nhỏ……….91

Bảng 2.15. Giá trị điển hình của các thơng số thiết kế bể aerotank………..91

Bảng 2.16. Thông số thiết kế bể UASB của một số nguồn nước thải………97

Bảng 3.1. Xác định quy mô bãi chôn lấp theo quy mô đô thị và khu cơng nghiệp…………...113

Bảng 3.2. Khoảng cách thích hợp tới bãi chơn………...114

Bảng 3.3. Xác định diện tích ơ chơn lấp rác theo quy mô của đô thị và khu công nghiệp….115 
Bảng 3.4. Tần suất ngập úng áp dụng để thiết kế hệ thống thoát nước mưa……….120

Bảng 3.5. Đặc tính của nước rỉ rác ở các bãi rác khác……….121

Bảng 3.6. Hệ số thoát nước bề mặt của một số loại đất và địa hình………...122

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ các biện pháp xử lý khí thải………..18

Hình 1.2. Buồng lắng bụi………...19

Hình 1.4. Lọc bụi kiểu túi (lọc bụi tay áo)………..20

Hình 1.5. Thiết bị tách bụi khơ cyclone………..20

Hình 1.6. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện (ESP)………..21

Hình 1.7. Thiết bị lọc bụi dựa vào lực qn tính………..21

Hình 1.8. Tháp rửa rỗng (hay buồng phun)………...22

Hình 1.9. Thiết bị Ventury……….23

Hình 1.10. Các loại đệm……….24

Hình 1.11. Tháp đệm hình trụ………...24

Hình 1.12. Tháp đĩa có ống chảy chuyền………...25

Hình 1.13. Thiết bị hấp phụ kiểu đứng………26

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên tắc xây dựng mơ hình xử lý khí thải……….29

Hình 1.15. Mơ hình xử lý khí thải tổng qt………..30

Hình 1.16. Mơ hình xử lý khí thải chứa bụi………31

Hình 1.17. Mơ hình xử lý khí thải chứa một lượng nhỏ bụi tinh………31

Hình 1.18. Mơ hình xử lý dịng thải chứa khí độc hại………..31

Hình 1.19. MHXL dịng thải chứa bụi và khí độc hại………..32

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Hình 1.21. Mơ hình xử lý khí thải đốt nhiện liệu 2………...32

Hình 1.23. Mơ hình xử lý khí thải do đốt nhiên liệu tại Tp Hồ Chí Minh……….33

Hình 1.24. Mơ hình xử lý khí thải tại nhà máy Hitachi………34

Hình 1.25. Mơ hình xử lý khí thải cơng nghiệp luyện kim………...34

Hình 1.26. Mơ hình xử lý khí HF và SO2………35

Hình 1.27. Mơ hình xử lý khí thải nhà máy xi-măng và vật liệu xây dựng………..…….35

Hình 1.28. Mơ hình xử lý khí thải cơng nghệ sơn mạ………...35

Hình 1.29. Mơ hình xử lý bụi gỗ………...36

Hình 1.30. Mơ hình xử lý khí thải tại nhà máy sản xuất thuốc lá………..36

Hình 1.31. Mơ hình xử lý bụi tại các xưởng dệt may………...36

Hình 1.32. Sơ đồ cấu tạo buồng………...38

Hình 1.33. Sơ đồ cấu tạo cyclone……….41

Hình 1.34. Kích thước và tiêu chuẩn của cyclone Starimand C.J……….41

Hình 2.1. Sơ đồ tổng qt cơng nghệ xử lý nước thải………..50

Hình 2.2. Mơ hình xử lý đối với nước thải chứa nhiều chất vơ cơ……….51

Hình 2.3. MHXL nước thải điển hình đối với nước thải chứa chất rắn lơ lửng và chất hữu 
cơ………51

Hình 2.4. Mơ hình xử lý nước thải có chứa kim loại nặng………..51

Hình 2.5. Mơ hình xử lý nước thải sinh hoạt………..53

Hình 2.6. Mối quan hệ giữa trạm xử lý nước thải với nguồn nước tiếp nhận……….55

Hình 2.7. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải thành phố……….56

Hình 2.8. Mơ hình xử lý nước thải ở nhà máy bia tại CHLB Đức……….59

Hình 2.9. Mơ hình xử lý nước thải của nhà máy bia Bavaria, Lieshout, Hà Lan………...60

Hình 2.10. Mơ hình xử lý nước thải ở nhà máy sản xuất mỳ chính………...61

Hình 2.11. Mơ hình xử lý nước thải ở nhà máy sản xuất mỳ chính………...62

Hình 2.12. MHXL nước thải bằng phương pháp lên men kỵ khí ở nhà máy Sỹdzucker AG… 64 
Hình 2.13. Mơ hình xử lý nước thải ở nhà máy giết ổ động vật ở Oberding, CHLB Đức……65

Hình 2.14. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải ở nhà máy giấy……….68

Hình 2.15. Mơ hình xử lý nước thải cơng nghiệp thuộc da……….71

Hình 2.16. Mơ hình xử lý nước thải dệt nhuộm……….74

Hình 2.17. Mơ hình xử lý nước thải chứa kim loại nặng……….77

Hình 2.18. Nguyên tắc thiết kế cơng trình xử lý nước thải………..78

Hình 2.19 . Sơ đồ cấu tạo song chắn rác………....79

Hình 2.20. Hình dáng các loại thanh chắn rác……….80

Hình 2.21. Sơ đồ cấu tạo bể lắng cát ngang………..83

Hình 2.22. Bể lắng cát ngang được có hệ thống bơm hút cát……….86

Hình 2.23. Bể lắng cát đứng hình……….88

Hình 2.24. Sơ đồ cơng nghệ bể aerotank………90

Hình 2.25. Sơ đồ làm việc của bể lắng đợt……….94

Hình 2.26. Cấu tạo bể UASB………96

Hình 3.1. Mơ hình xử lý rác thải sinh hoạt………..107

Hình 3.2. Mơ hình xử lý chất thải rắn………...108

Hình 3.3. Mơ hình cơng nghệ đốt rác thải trực tiếp ở Trung Quốc……….110

Hình 3.4. Mơ hình cơng nghệ thiêu đốt rác thải ở Nga……….111

Hình 3.5. Mặt cắt ngang ơ chơn lấp………..116

Hình 3.6. Cấu tạo lớp đáy bãi chơn lấp………117

Hình 3.7. Tầng thu gom nước rác………..118

Hình 3.8. Sơ đồ tuyến ống thu gom nước rác trong ô chơn lấp………...…118

Hình 3.9. Sơ đồ bố trí hệ thống thu gom khí………119

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

HẰNG SỐ HÓA – LÝ

Độ nhớt động học μ = 17.17x10-6 (Pa.s)
Gia tốc trọng trường g = 9,806 m s-2

Số Avogadro Ν = 6,022 x 1023 mol-1
Số Boltzmann k = 1,381 x 10-23 J K-1
Số Faraday F = 9,649 x 104 C mol-1
Số Planck h = 6,626 x 10-34 J s

ĐỔI ĐƠN VỊ

1 atm = 1,01325 x 105 Pa

= 1,013 bar

1cal = 4,184 joules (J)

1 lit = 10-3 m3

CHLB Cộng Hòa Liên Bang

CT Chất thải

CTR Chất thải rắn

ĐH Đại học

IUCN Hiệp hội quốc tế về bảo vệ

thiên nhiên

HC
KH-CN

Hữu cơ

Khoa học, cơng nghệ

KKON Khơng khí ơ nhiễm

KT Khí thải

MHXL Mơ hình xửlý

NM Nhà máy

ONMT
SCR

Ơ nhiễm mơi trường
Song chắn rác

TP
UNEP
WWF

Thành phố

Chương trình Mơi trường của

Liên Hợp Quốc

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

BÀI MỞ ĐẦU

1. Đối tượng, nhiệm vụ và vị trí của mơn học

Ơ nhiễm môi trường đã và đang là một trong những vấn đề nóng bỏng
được quan tâm trên tồn thế giới. Nguyên nhân của vấn đề này chủ yếu gây ra
bởi chất thải sinh ra từ quá trình sống và sản xuất của con người. Vì vậy, xử lý
chất thải là một trong những giải pháp cấp thiết để giải quyết vấn đề trên.

Môn “Kỹ thuật xử lý chất thải” được xây dựng dựa trên ứng dụng nguyên
lý khoa học và kỹ thuật để cải thiện chất lượng môi trường tự nhiên và khắc
phục những khu vực bị ô nhiễm. Đối tượng của môn học là sinh viên ngành
Khoa học môi trường, Khoa Quản lý Tài nguyên Rừng và Môi trường. Mục tiêu
của môn học là giúp sinh viên thấy được tầm quan trọng và ý nghĩa của hoạt
động xử lý chất thải, đồng thời cung cấp cho sinh viên những kiến thức và kỹ
năng cơ bản về nguyên lý, kỹ thuật và tính tốn các cơng trình xử lý khí thải,
nước thải và chất thải rắn phát sinh trong q trình sản xuất nơng nghiệp, cơng
nghiệp, giao thơng, sinh hoạt… của con người.

2. Tính cấp thiết và lịch sử của hoạt động xử lý chất thải

Môi trường là tập hợp tất cả yếu tố vật chất và phi vật chất của thế giới tự
nhiên và nhân tạo, có ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống của con người và sinh
vật. Theo Charles H.S.(1976), đối với xã hội lồi người, mơi trường có ba chức
năng cơ bản sau:

o Môi trường cung cấp không gian sống.

o Môi trường cung cấp tài nguyên thiên nhiên cần thiết cho các hoạt
động sống và sản xuất.

o Môi trường chứa đựng và cải biến chất thải do con người thải ra trong
cuộc sống và sản xuất

Chất lượng môi trường được hiểu theo nhiều cách khác nhau, cụ thể như:
+ Đảm bảo tốt các điều kiện đi lại, ăn ở, văn hoá - xã hội của con người.
+ Đầy đủ tiện nghi cho cuộc sống như: điện, nước, các khu vui chơi, giải
trí, làm việc,...

+ Chất lượng cuộc sống tốt cịn được hiểu là chất lượng các điều kiện tự
nhiên, kinh tế – xã hội bao quanh con người, ảnh hưởng đến sức khỏe, hoạt động
của từng con người và của cả cộng đồng.

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

khoa học và cơng nghệ, lồi người đang phải đối diện với nguy cơ suy giảm chất
lượng môi trường và những vấn đề về sức khỏe có liên quan tới ô nhiễm môi
trường. Các vấn đề môi trường trở nên đặc biệt nghiêm trọng từ sau Cuộc cách
mạng công nghiệp vào thế kỉ thứ 18. Nguyên nhân chủ yếu gây suy giảm chất
lượng môi trường là sự phát thải chất độc hại từ hoạt động sản xuất công nghiệp,
giao thông, khai khoáng, sinh hoạt… của con người.

Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng, chất hóa học và năng lượng (như
nhiệt, âm thanh…) sau khi được thải ra mơi trường, tùy vào đặc tính hóa lý và
điều kiện mơi trường bên ngồi mà chúng có sự biến đổi và có tác động khác
nhau tới các thành phần của môi trường. Nhiều hợp chất độc hại đã xâm nhập
vào cơ thể người và sinh vật thông qua chuỗi thức ăn. Phần lớn chúng là những
hợp chất, phân tử hoặc nguyên tử tồn tại lâu trong mơi trường và có độc tính cao
đối với con người và sinh vật. Ví dụ: lưu trình và ảnh hưởng của hợp chất chì
trong xăng đối với con người và môi trường:

Pb(C2H5)4 + O2PbCl2 + PbBr2 (trong khí
quyển)

Người Thực phẩm PbCl2, bBr2 (trong đất)

 Hiện nay, chất lượng mơi trường có một số biểu hiện suy giảm như sau:

 Tại các khu công nghiệp và đơ thị lớn, hàm lượng bụi và khí độc hại
như CO2, NOx, SO2, HC... trong khí quyển gia tăng, vượt quá tiêu chuẩn cho
phép. Trong lịch sử, nhân loại đã phải trải qua nhiều thảm họa về ơ nhiễm khơng
khí. Từ thế kỉ 20, hàng loạt thảm họa liên quan tới khí thải, rị rỉ khí… đã xảy ra
và gây thiệt hại lớn cho nhân loại. Hiện tượng “nghịch đảo nhiệt”xảy ra ở thung
lũng Manse, Bỉ (1930), Monongahela, Mỹ (1948). London, Anh (1952)… đã
làm rất nhiều người bị chết và bị ngộ độc. Vào tháng 8 – 1969, khơng khí bị tù
hãm lâu ngày đã che phủ một vùng rộng lớn nước Mỹ, từ Chicago và
Milwankee đến New Orleans và Philadelphia đã gây thiệt hại về người và tài
sản. Vụ rò MIC (metyl – iso – cyanate) tại cơng ty sản xuất phân bón ở Bhopal,
Ấn Độ vào năm 1984 đã làm trên 5,000 người bị chết, và trên 50,000 người bị
nhiễm độc trầm trọng. Vào năm 1992, 20 triệu dân thành phố Mexico đã phải
gánh chịu ô nhiễm môi trường do khí độc, bụi và mủi thải ra từ 2,5 triệu xe hơi
và khoảng 30 ngàn nhà máy, xí nghiệp (Đinh Xuân Thắng, 2007).

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

 Hàm lượng các khí nhà kính tăng nhanh ở các nước phát triển đã dẫn
tới sựgia tăng nhiệt độ trái đất. Điều này đã và đang gây ra các biến đổi sinh thái
quy mơ tồn cầu: băng tan, mực nước biển dâng cao, thiên tai xảy ra thường
xuyên và khốc liệt hơn, gia tăng dịch bệnh... Hậu quả lâu dài sẽ là đói nghèo và
diệt vong.

 Chất lượng nước mặt và nước ngầm ở nhiều nơi đã bị suy giảm nghiêm

trọng. Nguyên nhân chủ yếu là do nước thải từ các khu đô thị, các khu sản xuất
chưa được xử lý hoặc xử lý không triệt để đổ ra môi trường, làm nhiễm bẩn các
nơi tiếp nhận dòng thải. Các biểu hiện suy giảm chất lượng nguồn nước bao gồm:
hàm lượng kim loại nặng, hoá chất bảo vệ thực vật, phân bón hố học, chất dinh
dưỡng hữu cơ... và các chỉ tiêu hoá - lý khác đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép
nhiều lần. Ở nhiều nơi, thuỷ vực nước ngọt trở thành thuỷ vực chết do ô nhiễm
quá nặng.

 Nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các nước nghèo, đất nơng nghiệp bị
thối hố do phương thức canh tác không hợp lý, quá lạm dụng thuốc bảo vệ thực
vật, thiếu đầu tư thoả đáng vào việc cải tạo đất... Bên cạnh đó, xói mịn, rửa trơi,
mặn hố... và việc sử dụng đất khơng hợp lý vào các mục đích phi nơng nghiệp là
những nguyên nhân khác dẫn tới suy thoái nguồn tài nguyên quý hiếm này.

Để cải thiện chất lượng môi trường và bảo vệ sức khỏe con người, thế
giớiđã có nhiều nỗ lực tìm ra các giải pháp về xử lý và quản lý chất thải. Ví dụ,
vào nền văn minh Harappan cổ đại (cịn được gọi là nền Văn minh thời đại đồ
Đồng, 3000 – 1200 BC), các hệ thống cỗng rãnh thoát nước đã được xây dựng ở
nhiều thành phố. Đến thời La-mã, các hệ thống kênh, cống dẫn nước đã được
xây dựng để ngăn chăn hạn hán và để tạo nguồn nước cấp sạch cho các thành
phố lớn của Rome. Vào thế kỉ thứ 15, thành phố Bavaria của Đức đã sử dụng
luật về bảo vệ các nguồn nước cấp cho thành phố. Các hệ thống thoát nước và
kỹ thuật môi trường hiện đại đã được áp dụng để ngăn chặn dịch bệnh (như tiêu
chảy) tại các thành phố lớn của Anh, Pháp, Mỹ… từ giữa thế kỷ 19.

Vào năm 1991, Hiệp hội quốc tế về bảo vệ thiên nhiên (IUCN), Chương
trình mơi trường của Liên Hiệp Quốc (UNEP) và Quỹ quốc tế về bảo vệ thiên
nhiên (WWF), đã công bố chiến lược cho cuộc sống bền vứng - “Cứu lấy trái
đất”, trong đó nhấn mạnh ba mục tiêu chiến lược bảo vệ tồn cầu:

- Phải duy trì các quá trình sinh thái quan trọng của các hệ bảo đảm sự
sống;

- Phải bảo tồn tính đa dạng di truyền;

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Để thực hiện được các mục tiêu đó, lời kêu gọi về ngăn ngừa ô nhiễm môi
trường đã được đưa ra, cụ thể là:

“Tất cả các chính phủ cần phải ban hành ngun tắc phịng ngừa. Đó là
giảm hoặc nơi nào có điều kiện thì ngăn chặn việc thải bỏ bừa bãi chất thải
độc hại… Phải vận dụng các biện pháp kích thích bằng kinh tế và quy chế.
Tất cả các chính quyền thành phố, công xưởng, công nghiệp và nông dân đều
phải đóng góp cho cơng việc đó”…

“Việc thải ra các chất SOx, NOx, CO và các chất hydrocarbon phải được
giảm ở mức tối thiểu ở các nước có thu nhập cao. Bên cạnh đó, với các nước
đang công nghiệp hóa, tình trạng đó không được để tăng lên. Việc thải ra các
chất gây hiệu ứng nhà kính cần phải được hạn chế tối đa. Với các nước có thu 
nhập thấp cần phải cố gắng giảm thiểu ô nhiễm từ những nguồn mới”…

Cũng theo lời kêu gọi đó, vào cuối thế kỉ này, tất cả các chính phủ phải
ban hành “nguyên tắc phòng ngừa” và phải tuân thủ theo đúng quy định về cắt
giảm phát thải khí nhà kính, đặc biệt đối với các nước thu nhập cao để giảm
thiểu ô nhiễm môi trường, chống biến đổi khí hậu vàbảo vệ trái đất.

Từ nửa đầu thế kỉ 20 trở lại đây, nhận thức được tầm quan trọng của việc
xử lý chất thải trong phịng ngừa ơ nhiễm, cơng nghệ và kỹ thuật môi trường đã
được nghiên cứu và áp dụng sâu rộng trên khắp thế giới, nhằm cải thiện chất
lượng môi trường, giảm tải áp lực tới tài nguyên thiên nhiên và duy trì cân bằng
sinh thái.

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Chương 1

KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI

1.1. Khái niệm, nguồn gốc và đặc tính khí thải
1.1.1. Khái niệm và phân loại khí thải

Khơng khí là một trong những yếu tố cần thiết duy trì sự sống trên trái
đất. Trong điều kiện bình thường, khơng khí sạch chứa khoảng 78% N2 và 21%
O2. Tuy nhiên, ơ nhiễm khơng khí đã xuất hiện ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt
làở các khu đô thị, khu công nghiệp, khu khai thác mỏ và các nút giao thông.
Theo TCVN 5966 – 1995, sự ơ nhiễm khơng khí đuợc định nghĩa là:”Sự có mặt
của các chất trong khí quyển sinh ra từ hoạt động của con người hoặc từ các quá
trình tự nhiên và nếu nồng độ đủ lớn thời gian đủ dài, chúng sẽ ảnh hưởng tới sự
thoải mái, dễ chịu, sức khỏe hoặc lợi ích của người hoặc mơi trường”. Như vậy,
tác nhân chính gây suy giảm chất lượng và ô nhiễm môi trường không khí bao
gồm chủ yếu là các tác nhân tồn tại ở dạng khí, hơi dung mơi, sol và bụi, được
sinh ra từ các quá trình tự nhiên cũng như hoạt động sống và sản xuất của con
người, chúng làm thay đổi thành phần của khơng khí sạch; sự thay đổi đó làm
giảm tầm nhìn xa, gây mùi khó chịu hoặc gây bệnh cho con người và sinh vật.

- Các tác nhân dạng khí: là những chất ở điều kiện bình thường, chúng tồn
tại dưới dạng khí như: NOx, SOx, CO, CO2, H2S, NH3…

- Các tác nhân dạng hơi: là những chất ở điều kiện nhiệt độ và áp suất
bình thường chúng tồn tại ở dạng rắn hoặc lỏng, nhưng chúng dễ bay hơi ở nhiệt
độ cao. như: hơi benzene, hơi formal dehyde…

- Các tác nhân dạng sol khí: là tập hợp các phần tử chất lỏng hoặc chất rắn

ở thể rời rạc tồn tại ở trạng thái lơ lửng cùng khơng khí với khoảng thời gian
khơng hạn định. Kích thước nhỏ nhất của sol khí có thể chỉ bằng kích thước của
một phân tử và lớn nhất có thể tới vài μm. Hàm lượng của chúng trong khơng
khí nằm ở khoảng 10-5 – 10-2kg/m3.

- Các tác nhân dạng bụi: là tập hợp các phân tử chất rắn rời rạc tồn tại lơ
lửng trong không khí. Kích thước của bụi nằm trong khoảng từ kích thước
ngun tử đến kích thước nhìn thấy bằng mắt thường.

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

SO2, NOx.. được thải ra từ các ống khói của các lị đốt nhiên liệu hóa thạch. Chất
ơ nhiễm thứ cấp là những chất được tạo thành từ tác nhân ô nhiễm sơ cấp. Ví dụ:
H2SO4 là chất ơ nhiễm thứ cấp được sinh ra từ sự kết hơp giữa SO2 và nước.

Như vậy, khí thải tồn tại chủ yếu ở 2 dạng: dạng khí và dạng phân tử rời
rạc (bụi). Việc xác định dạng tồn tại của các tác nhân gây ơ nhiễm khơng khí và
sự biến đổi của chúng trong môi trườnglà rất cần thiết để lựa chọn biện pháp
công nghệ xử lý phù hợp và hiệu quả.

1.1.2. Nguồn gốc phát sinh khí thải

Các tác nhân gây ơ nhiễm khơng khí (khí thải) có nguồn gốc tự nhiên và
nhân tạo:

i) Nguồn gốc tự nhiên:

- Núi lửa: Dòng nham thạch phun trào từ miệng núi lửa thường có nhiệt
độ rất cao và mang theo nhiều khói, bụi, trovà khí như H2S, CH4,SO2, NOx…
gây ơ nhiễm khơng khí.

- Cháy rừng: Các đám cháy rừng do thời tiết khô hạn kéo dài, sét… đã

phát thải vào khí quyển nhiều bụi, khói và khí như COx, CO, NOx…

- Bão bụi: Hiện tượng bão cát, bão bụi diễn ra khá phổ biến trên sa mạc.
Những trận bão bụi thường cuốn một lượng lớn bụi rắn vào khí quyển, gây ơ
nhiễm bụi và giảm tầm nhìn, gây ảnh hưởng tới hoạt động đi lại, sản xuất của
con người.

- Sự bốc hơi từ đại dương: Quá trình bốc hơi trên mặt biển và đại dương
mang theo tinh thể muối, chủ yếu là muối Cl-. Hàng năm, quá trình này đưa vào
khí quyển khoảng 2.109 tấn. trong đó, một phần khơng nhỏ được mang vào đất
liền nhờ gió. Sương mù bốc hơi từ đại dương thường gây tác động tiêu cực tới
các cơng trình xây dựng (gây han gỉ vật liệu) và mùa màng.

- Quá trình phân hủy xác động – thực vật: Trong mơi trường xung quanh
có rất nhiều vi sinh vật như vi khuẩn, virus... Quá trình thối rữa xác động thực
vật và các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vậtở các khu vực đầm lầy, bãi rác, cống
rãnh… sản sinh ra các mùi hôi thối khó chịu, sản phẩm chủ yếu của quá trình
này là NH3, CH4, CO2, H2S.

- Nguyên nhân khác: Hoạt động sống của thực vật, bụi vũ trụ… cũng là
những nguồn phát thải khí bụi, gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí.

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

gây tác động tiêu cực tới sức khỏe và sự sống của con người và sinh vật.
ii) Nguồn gốc nhân tạo:

- Nguồn phát thải công nghiệp: đây là nguồn phát thải tác nhân gây ơ 
nhiễm khơng khí lớn nhất của con người. Các hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch
và sản xuất cơng nghiệp (ví dụ: luyện gang thép, chế biến dầu mỏ, sản xuất vật
liệu xây dựng, hóa chất, phân bón…) sản sinh ra lượng lớn bụikhí thải độc hại
như COx, CO, NOx…Bên cạnh đó, q trình thất thốt, rị rỉ, vận chuyển… cũng

phát sinh nhiều khí thải ra môi trường. Các ngành công nghiệp gây ô nhiễm mơi
trường khơng khí nghiêm trọng bao gồm: nhiệt điện, luyên gang thép, phân bón
và hóa chất, khai khoáng, sản xuất xi măng và nhiên vật liệu xây dựng…

- Nguồn phát thải từ hoạt động giao thông – vận tải: đây là nguồn gây ô 
nhiễm lớn tại các thành phố, khu đô thị và khu đơng dân cư. Q trình đốt nhiên
liệu động cơ tạo ra nhiều bụi và khí thải như COx, CO, NOx, SO2, Pb…

- Nguồn phát thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp: Trong sản xuất 
nông nghiệp, việc sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật độc
hạikhông đúng liều lượng là nguyên nhân gây ô nhiễm mơi trường khơng khí.
Ngồi ra, hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm cũng là một trong những nguồn
phát sinh khí thảitại các vùng nơng thơn.

- Nguồn phát thải từ hoạt động sống của con người: Hoạt động đun nấu, 
thắp sánghằng ngày của con người là một trong những nguồn gây ô nhiễm
khơng khí. Đây là nguồn gây ơ nhiễm nhỏ và cục bộ, nhưng gây nguy hiểm cho
sức khỏe của con người.

Ngoài ra, nguồn gốc phát sinh khí thải cịn được phân loại dựa theo khơng
gian. Theo tiêu chí này, nguồn thải bao gồm: nguồn cố định và nguồn di động.
Nguồn cố định bao gồm các nguồn phát thải từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa
thạch, từ các nhà máy, khu công nghiệp… Nguồn di động là nguồn phát thải từ
hoạt động giao thơng như khí thải của các phương tiện giao thông (xe, tàu hỏa,
máy bay…).

Như vậy, nguồn ô nhiễm nhân tạo là rất lớn và liên quan chủ yếu tới quá
trình đốt nhiên liệu hóa thạch (dầu, than đá, khí đốt). Một số tác nhân chính gây ơ
nhiễm mơi trường khơng khí và nguồn gốc của chúng được tổng hợp ở bảng 1.1.

Bảng 1.1. Tác nhân gây ơ nhiễm khơng khí và nguồn gốc phát sinh

STT Tác nhân ô

nhiễm Nguồn phát sinh

Bụi lơ lửng
(Suspendid 
particulate 
matter, SPM)

- Giao thông,
- Khai thác mỏ
- Xây dựng

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

2 Chlorine (Cl2) - Xưởng sản xuất hóa chất, thuốc trừ sâu, thuốc trừ
bệnh, nhựa…

3 Floride (F

-) - Sản xuất hóa chất, phân bón…
- Tinh chế nhơm

SO2 - Khai thác mỏ

-Đốt nhiên liệu hóa thạch

- Nhà máy nhiệt điện, nồi hơi, sản xuất acid H2SO4,
tinh chế quặng, tinh lọc dầu thô…

5 Chì (Pb) - Tinh chế quặng, sản xuất ac-quy, sản xuất điện…
- Giao thông

NOx (NO, NO2) - Giao thông,

- Đốt nhiên liệu hóa thạch

- Sản xuất điện, sản xuất acid HNO3, phân bón…
(Ngồi ra, NOx cịn là tác nhân ơ nhiễm thứ cấp, được
hình thành nhờ phản ứng hóa học xảy ra trong khí
quyển)

Peroxiacetyl
nitrates,

PANs(CH3COO
ONO2)

Là khí quang hóa (chất ô nhiễm thứ cấp) được hình
thành từ sự kết hơp giữa hợp chất hữu cơ đế bay hơi
(Violate orgainic compounds, VOCs) hoặc

acetaldehydes (CH3CHO) với O2trong điều kiện có
NO2 và hơi nước

Hydrocarbon + O2 + NO2 CxHyO3NO2
8

Formaldehyde
(hoặc metanol,
HCHO)

- Giao thông

- Sản xuất vật liệu cách điện, sơn, keo, đồ gỗ, máy
photocopy…

9 Carbon monoxide
(CO)

- Giao thông

- Đốt nhiên liệu hóa thạch
10

Hydrogen sulfide
(H2S)

- Khai thác than

- Tinh lọc dầu thô, sản xuất bột giấy và giấy, tinh
luyện kim loại, sản xuất cao su, hóa chất, phân bón…

Hydrocarbons
(HC)

- Giao thông

- Tinh lọc dầu thơ, sản xuất hóa chất hữu cơ, tinh
luyện kim loại…

12 Amonia (NH3) - Sản xuất hóa chất (acid HN3), phân bón…
- Cơng nghiệp làm lạnh

Ozone (O3) - Giao thông

- Đốt nhiên liệu hóa thạch

- Cơng nghệ tẩy trắng, khử trùng…
14 Hydro cyanide

(HCN)

- Sản xuất hóa chất, mạ kim loại, trích chiết kim
loại…

15 Arsen hydrua
(Asin, AsH3)

- Công nghiệp hàn mạ
16 Hydro flouro

(HF)

- Tinh lọc dầu mỏ, luyện nhơm…

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

1.1.3. Đặc tính của khí thải 
i) Đặc tính của khí:

Khí thải được sinh ra trong tự nhiên hoặc từ các hoạt động sống và sản
xuất của con người nên có đặc tính khác nhau. Việc xác định đặc tính của khí
thải có ý nghĩa quan trọng tới việc lựa chọn biện pháp công nghệ xử lý dịng
thải. Nhìn chung, khí thải có những đặc tính sau đây:

- Tính tan trong nước dung dịch kiềm hoặc dung môi hữu cơ: các khí oxit acid
như SOx, NOx, CO2… đều có khả năng tan tốt trong nước và các dung dịch kiềm.

- Tính cháy: các khí và hơi dung mơi hữu cơ đều có khả năng tạo phản
ứng cháy với oxi.

- Tính oxi hóa: khí thải như hợp chất hữu cơ dễ bay hơi: CO, NO, NO2,,
SO2… có tính oxi hóa mạnh (tạo phản ứng với oxi và nhiều chất oxi hóa khác).

- Tính khử: nhiều khí thải khơng bền ở nhiệt độ cao, như: H2S…
Ví dụ về đặc tính của một số loại khí thải:

- Khí SO2 là một trong những tác nhân gây ô nhiễm không khí. SO2 có
một số tính chất sau:

+ Là oxitacid. Do SO2 là một oxitacidmạnh nên có thể sử dụng các dung
dịch có tính kiềm để hấp thụ hoặc hấp phụ SO2.

+ Là chất vừa có tính khử vừa có tính oxi hố.

+ Có tính tan. Có thể sử dụng nước để hấp thụ và loại bỏ SO2 ra khỏi
dịng khí thải.

- Khí H2S là một trong những tác nhân gây ô nhiễm khơng khí. H2S có
những tính chất hóa – lý như sau:

+ Là acid yếu. Dựa vào đặc tính này, người ta có thể dùng các dung dịch
có tính kiềm để hấp thụ H2S.

+ Có thể hồ tan trong nước. Ta có thể sử dụng nước để hấp thụ H2S.
+ Có tính khử mạnh. Dựa vào tính chất này mà người ta sử dụng các dung
dịch có tính khử để hấp thụ H2S. Người ta cũng có thể dùng chất rắn để hấp thụ
và loại bỏ H2S ra khỏi dòng thí thải.

- Khí NO2 là một trong các tác nhân gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí.

Khí NO2 có những tính chất sau.

+ Có tính oxi hố. Người ta sử dụng tính chất này của NO2 để khử NO2 về N2.
+ Là oxitacid. Người ta áp dụng tính chất này để hấp thụ NO2 bằng các
dung dịch kiềm.

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

+ Có tính acid mạnh, Cl2 dễ dàng bị hấp thụ bằng các dung dịch kiềm
hoặc nước.

+ Là chất oxi hoá. Do đó ta có thể khử bằng SO2để tạo ra H2SO4 và HCl.
SO2 + Cl2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl

- Hơi benzen là một trong các tác nhân gây ơ nhiễm khơng khí. Đặc điểm 
của benzen như sau:

+ Là chất hữu cơ. Do đó có thể sử dụng than hoạt tính để hấp thụ benzen.
+ Có khả năng bị oxi hố. Benzen cháy tạo thành nước và khí carbonic.
ii) Đặc tính của bụi:

Bụi là một tập hợp bao gồm phần tử rời rạc ở pha rắn (bụi) và pha khí
(aerosol) được sinh ra trong quá trình nghiền, ngưng kết và các phản ứng hóa
học khác nhau. Bụi thường được phân loại theo đường kính kích thước của hạt
bụi, cụ thể như sau:

Bụi thô, cát bụi (grit): gồm các hạt phân tử rời rạc pha rắn có đường kính
hạt δ > 75 μm.

Bụi tinh: gồm các hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô, dao động
trong khoảng 5 ÷ 75 μm.

Khói (smoke): gồm các hạt vật chất được sinh ra trong quá trình đốt cháy
vật liệu hoặc q trình ngưng tụ, có kích thước trong khoảng 1 ÷ 5 μm.

Khói mịn (fume): là một dạng của khói nhưng kích thước hạt vật chất rất
nhỏ, δ < 1 μm.

Sương mù (fog): là những hạt chất lỏng có kích thước δ < 10 μm.

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Việc xác định đặc tính của bụi có ý nghĩa quan trọng cho việc đưa ra giải

pháp để loại bỏ chúng. Nhìn chung, bụi có các tính chất như sau:

- Tính phân tán (tính lắng): Phân tán là trạng thái tồn tại của bụi trong 
khơng khí. Độ phân tán của bụi phụ thuộc vào trọng lượng hạt bụi và sức cản
của không khí. Hạt bụi có kích thước và trọng lượng lớn hơn sức cản của khơng
khí sẽ rơi tự do với gia tốc trọng trường. Những hạt bụi có kích thước và trọng
lượng nhỏ sẽ tồn tại ở trạng thái lơ lửng trong khơng khí hoặc lắng rất chậm.
Vận tốc rơi của các phần tử giảm từ vùng nóng sang vùng lạnh.

- Tích điện: Dưới tác dụng của điện trường mạnh, các hạt bụi sẽ bị tích điện 
và bị cực điện trường hút với vận tốc khác nhau, tùy thuộc vào kích thước hạt bụi.
- Tính bám dính: các hạt bụi có kích thước và hình dạng khác nhau, nên 
chúng dễ dàng bị loại bỏ bởi các vật liệu lọc.

- Tính cháy nổ: các hạt bụi nhỏ, mịn có diện tích tiếp xúc với oxi lớn thì 
tính hóa học càng mạnh và càng dễ bốc cháy, dễ gây nổ.

1.2. Kỹ thuật xử lý khí thải
1.2.1. Nguyên tắc xử lý khí thải

Để kiểm soát hiệu quả nguồn phát thải và loại bỏ các tác nhân gây ơ
nhiễm khơng khí trong dịng thải, việc xử lý khí thải cần phải dựa vào các yếu tố
sau đây:

- Thành phần của các tác nhân trong dòng thải: để lựa chọn biện pháp 
công nghệ xử lý phù hợp và hiệu quả cần phải xác định thành phần tác nhân
trong dịng thải. Ví dụ: tại các nhà máy nhiệt điện, thành phần của dòng thải bao
gồm chủ yếu: bụi, SO2, NOx, CO, CO2. Như vậy, nhiệm vụ là phải lựa chọn
công nghệ nhằm loại bỏ bụi và một số khi oxit acid có trong dòng thải do hoạt
động sản xuất điện tạo ra.

- Lưu lượng của dòng thải và nồng độ các tác nhân ô nhiễm: xác định lưu 
lượng của dòng thải và nồng độ của các tác nhân là cơ sở đểtrả lời câu hỏi“có 
cần phải xử lý hay khơng” và để tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nếu có.

- Tính chất hóa – lý: dựa vào tính chất lý học (như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm) 
và tính chất hóa học (như tính acid, tính cháy, tính khử…) của dịng thải, người ta
lựa chọn các biện pháp công nghệ xử lý cụ thể. Ví dụ: đối với bụi, các biện pháp
xử lý: cho bụi thô (buồng lắng, cylone), bụi tinh (lọc bụi tĩnh điện, lọc bụi tay
áo…) và các biện pháp công nghệ xử lý kh thải: hấp thụ, hấp phụ, hoặc đốt…

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

Ngồi ra, xử lý khí thải cũng cần phải tuân thủ theo nguyên tắc về trình tự xử
lý như sau: xử lý bụi thô, bụi tinh trước và sau cùng là xử lý khí và hơi dung môi. 
1.2.2. Tổng quan về công nghệ xử lý khí thải

1.2.2.1. Tổng quan các biện pháp cơng nghệ xử lý khí thải

Tổng hợp các biện pháp cơng nghệ xử lý khí thải được thể hiện ở hình 1.1.

Hình 1.1. Sơ đồ cơng nghệ các biện pháp xử lý khí thải

Tháp rửa
rỗng
Cơng

nghệ xử
lý khí

thải

Cơng
nghệ xử

lý bụi

Cơng
nghệ xử

lý khí

Tách bụi
khơ

Tách bụi
dựa vào
trọng lực

Tách bụi
dựa vào lực

quán tính

Tách bụi
dựa vào lực

tĩnh điện

Lọc bụi

Thiết bị lọc

bụi ướt kiểu

Ventury

Oxi hóa
Tách bụi

ướt

Hấp thụ

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

a) Phương pháp tách bụi 
* Phương pháp tách bụi khô

Các phương pháp tách bụi khô là các phương pháp thu bụi dựa vào tính
chất vật lý của bụi và không sử dụng chất lỏng trong quá trình thu bụi. Các
phương pháp này bao gồm:

- Phương pháp thu bụi dựa vào trọng lực: Đây là kỹ thuật thu bụi đơn 
giản nhất nhưng hiệu quả thu bụi thấp nhất. Nguyên lý hoạt động là làm giảm
vận tốc của dịng khí bụi để hạt bụi có đủ thời gian rơi xuống đáy của thiết bị thu
bụi. Thiết bị tách bụi phổ biến dựa vào nguyên lý này là buồng lắng.

Buồng lắng là khơng gian hình hộp mà có tiết diện lớn hơn nhiều lần
đường ống dẫn khí ra và vào buồng lắng. Khi đó vận tốc của khí sẽ giảm xuống
rất nhỏ khi đi trong buồng lắng. Nhờ thế mà hạt bụi có đủ thời gian để rơi xuống
đáy của buồng lắng (hình 1.2).

Hình 1.2. Buồng lắng bụi

- Phương pháp tách bụi bằng vật liệu lọc: Nguyên lý hoạt động là cho 
dịng khí bụi đi qua lớp vật liệu lọc. Lớp vật liệu lọc thường là một mơi trường
xốp cho phép khơng khí đi qua nhưng giữ lại bụi trên và trong lớp vật liệu lọc.

Có hai kiểu lọc bụi thường dùng: là lọc bụi kiểu tấm (hình 1.3) và lọc bụi
kiểu ống tay áo hay còn gọi là lọc bụi kiểu túi (hình 1.4).

Dịng khí ra

Dịng khí
bụi vào

Khí bụi Khí sạch

Bụi

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

Hình 1.4. Lọc bụi kiểu túi (lọc bụi tay áo)

a) Khí bẩn đi từ trong ra; b) Khí bẩn đi từ ngoài vào

- Phương pháp lọc bụi dựa vào lực ly tâm: Thiết bị dùng lực ly tâm để 
tách bụi phổ biến nhất là cyclone.

Cấu tạo cyclone: hình 1.5.

Nguyên lý hoạt động: cho dịng khí tốc độ cao đi vào khơng gian hình trụ
theo hướng tiếp tuyến. Lực ly tâm làm cho hạt bụi chuyển động va chạm vào
thành và rơi xuống đáy, cịn khí thốt ra cửa trên của thiết bị.

Hình 1.5. Thiết bị tách bụi khơ cyclone

Lớp vật liệu lọc
Khí sạch ra

Khí bụi
vào

Bụi

Lớp vật liệu lọc
Khí bụi vào

Khí
sạch ra

Bụi

Giá đỡ
Giá đỡ

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

- Phương pháp thu bụi dựa vào lực tĩnh điện: Cấu tạo thiết bị: hình 1.6. 
Phương pháp này dựa vào nguyên tắc là ion hoá các hạt bụi trong dịng
khí bụi, mỗi hạt bụi hạt bụi sẽ được tích với một điện lượng nhất định. Sau đó,
dẫn dịng khí bụi qua trường điện từ mạnh. Các hạt bụi do bị tích điện nên bị giữ
lại, dịng khí sạch sẽ được dẫn ra ngồi.

(1) Tấm kim loại (cực dương) (2) Dây điện (cực âm)
Hình 1.6. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện (ESP)

- Phương pháp thu bụi bằng lực quán tính: Cấu tạo thiết bị: hình 1.7

Hình 1.7. Thiết bị lọc bụi dựa vào lực quán tính

Đây là phương pháp thu bụi hiệu quả hơn thiết bị thu bụi chỉ dựa vào lực
quán tính, thiết bị thu bụi này thường dùng để lọc tro lò hơi. Nguyên lý cơ bản
của phương pháp này là thay đổi hướng chuyển động của dịng khí một cách liên
tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều vật cản. Khi dịng khí thay đổi hướng chuyển động

-Khí bẩn Khí sạch

Bụi
(1)

(2)

Dịng khí
Dịng bụi

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

thì bụi do có sức qn tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu của mình và
va đập vào các vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất động năng rồi rơi xuống đáy
thiết bị.

* Phương pháp tách bụi ướt

Thiết bị tách bụi ướt dựa vào nguyên lý tiếp xúc giữa dịng khí mang bụi
với giọt chất lỏng, bụi trong dịng khí bị các giọt lỏng giữ lại và thải ra ngoài
dưới dạng bùn cặn. Phương pháp tách bụi kiểu này có thể là phương pháp lọc
bụi đơn giản nhưng hiệu quả. Chất lỏng được dùng trong thiết bị tách bụi ướt
thường là nước. Thiết bị tách bụi ướt khơng chỉ tách được bụi mà cịn hấp thụ
được cả khí và hơi độc có trong khói thải.Yêu cầu của thiết bị tách bụi ướt phải
tạo được bề mặt riêng của chất lỏng lớn để bụi dễ bị bắt vào, thiết bị cũng cần
phải có trở lực thấp, lượng chất lỏng cung cấp ít. Thiết bị tách bụi kiểu ướt
thường sử dụng là tháp rửa rỗng, thiết bị tách bụi ướt kiểu Ventury.

- Tháp rửa rỗng (buồng phun):

Nguyên lý làm việc của tháp rửa rỗng là chất lỏng phun từ trên xuống
dưới dạng các giọt nhỏ, khí thải chứa bụi từ dưới đi lên các hạt bụi bị các hạt
chất lỏng bắt rơi xuống đáy thiết bị và được dẫn ra ngoài, cịn khí sạch được
thốt ra ở cửa trên (hình 1.8).

Hình 1.8. Tháp rửa rỗng (hay buồng phun)

Nước

Khí vào

Khí ra

Xả cặn
(3)

(4)

(2)

(1)

Ghi chú:

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

- Thiết bị tách bụi ướt kiểu Ventury:

Cấu tạo thiết bị: Gồm một ống Ventury. Tại chỗ thắt có một dãy các vịi
phun nước. ống Ventury được nối với thiết bị tách giọt (hình 1.9).

Hình 1.9. Thiết bị Ventury

Nguyên tắc hoạt động: Dịng khí chuyển động từ trên xuống, vng góc
với dịng nước. Tại chỗ thắt tốc độ của nó tăng lên đột ngột, đạt đến 50 – 180
m/s. Cũng tại chỗ thắt có một dãy các lỗ phun nước để phun nước vào. Nước
được phun vào khi gặp dịng khí tốc độ cao, sẽ bị dịng khí xé thành từng giọt
mịn. Bụi trong dịng khí bị các giọt nước bắt. Khi qua khỏi chỗ thắt tốc độ dịng
khí giảm dần. Các giọtnước sẽ kết hợp với nhau thành giọt có kích thước to hơn.
Dịng khí chứa giọt nước được nối với thiết bị tách giọt. Khí sạch thốt ra ngồi.

Các giọt nước được tách ra tạo thành bùn và được đưa đi xử lý.

b) Phương pháp xử lý khi và hơi độc

Hiện nay, các biện pháp xử lý hơi và khí độc phổ biến bao gồm: hấp thụ,
hấp phụ và oxi hóa.

- Hấp thụ:

Hấp thụ là q trình hồ tan chất khí vào chất lỏng. Xử lý hơi và khí độc
bằng phương pháp hấp thụ là sử dụng dung dịch hoặc hỗn hợp lỏng để hấp thụ
các khí độc cịn khơng khí sạch được dẫn ra ngoài.Các thiết bị hấp thụ thường
được dùng là tháp đệm, tháp đĩa.

Vịi phun
nước vào

Khí chứa bụi
vào

Khí sạch và
giọt nước chứa

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

* Tháp đệm hình trụ:

Cấu tạo của đệm: tháp được đổ đầy đệm (hình 1.11). Các dạng đệm bao
gồm: đệm vòng (d =1-100mm); đệm cầu (d = 20 -100mm); đệm yên ngựa, đệm
xoắn; đệm lưới (Hình 1.10).

Nguyên lý hoạt động: Chất lỏng chảy từ trên xuống phân bố đều bề mặt

đệm. Khí thải từ dưới đi lên, phân tán trong lỏng. Các khí độc hại bị chất lỏng
hấp thụ cịn khí sạch thốt ra ngồi theo ống thốt trên.

Hình 1.10. Các loại đệm
a. Đệm vịng Rasiga 
b. Đệm cầu

c. Đệm yên ngựa

Hình 1.11. Tháp đệm hình trụ

a) c)

Dịng khí ra

Dịng thải lỏng
Dòng lỏng vào

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

* Tháp đĩa:

Cấu tạo: Tháp hình trụ bên trong có chứa nhiều đĩa. Trên đĩa có các lỗ
hoặc rãnh. Tiết diện lỗ chiếm 8 – 15% theo tiết diện đĩa. Đường kính lỗ từ 3 -

8mm (hình 1.12).

Hình 1.12. Tháp đĩa có ống chảy chuyền

Nguyên lý hoạt động: Chất lỏng chảy từ trên xuống qua các ống chảy
chuyền. Khí thải đi từ dưới lên qua các lỗ gặp chất lỏng trên bề mặt đĩa, khi đó
xảy ra q trình hấp thụ khí vào lỏng. Khí thải bị hấp thụ vào trong lỏng, khí
sạch được thốt ra ngồi theo cửa thốt khí trên.

- Hấp phụ

Hấp phụ là q trình giữ hơi hoặc khí độc trên bề mặt chất rắn. Xử lý khí
bằng hấp phụ là cho dịng khí thải đi qua chất hấp phụ, hơi hoặc khí độc bị giữ
trên bề mặt chất hấp phụ cịn khơng khí sạch thốt ra ngồi.

Cấu tạo: Thiết bị gồm phần hình trụ đứng (D=2-3m, H=2,2m và lớp vật
liệu hấp phụ 0,5 - 2m) (hình 1.13). Lớp vật liệu hấp phụ đặt trên một giá đỡ
bằng gang. Trên và dưới lớp vật liệu hấp phụ cần phủ một lớp lưới để cố định
lớp vật liệu và phân phối đều khí.

Nguyên lý làm việc: Khí đi từ dưới lên, nhờ lưới phân phối mà khí được
tiếp xúc đều trước khi vào lớp vật liệu hấp phụ. Khí qua lớp vật liệu hấp phụ, ở
đây xảy ra quá trình hấp phụ. Kết quả là khí thải được hấp phụ, khí sạch được
đưa ra ngồi.

Dịng khí vào

Dịng khí ra
Dịng lỏng vào

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

Hình 1.13. Thiết bị hấp phụ kiểu đứng

- Xử lý khí thải bằng phương pháp oxi hố: Là q trình oxi hố chất khí thải 
thành dạng khơng độc hoặc dạng ít độc hơn.

Có hai loại oxi hoá thường dùng là oxi hoá bằng cách đốt và oxi hoá bằng
vi sinh: oxi hoá bằng cách đốt là biện pháp đốt trực tiếp khí thải ở nhiệt độ cao và
có oxi, sản phẩm của quá trình đốt cháy này chủ yếu là CO2 và H2O; oxi hoá
bằng vi sinh là biện pháp cho hỗn hợp khí thải đi qua lớp vi sinh, tại đây vi sinh
vật oxi hóa khí độc để chuyển hố thành sinh khối và tạo ra CO2, H2O.

1.2.2.2. Phạm vi sử dụng của các thiết bị xử lý khí thải

Để chọn được các thiết bị xử lý khí phù hợp ta phải dựa vào đặc tính làm
việc của từng thiết bị.

* Đối với các thiết bị tách bụi, cần có những lưu ý sau:

- Buồng lắng bụi: Cần sử dụng cho trường hợp bụi thô, thành phần cỡ hạt 
trên 50m là chiếm chủ yếu. Thiết bị này được sử dụng như cấp lọc thô trước
các loại thiết bị tách bụi tinh đắt tiền khác.

- Cyclone: thường được sử dụng trong các trường hợp sau: 
- Bụi thô;

- Nồng độ bụi ban đầu cao > 20g/m3;

- Khơng địi hỏi hiệu quả lọc cao. Khi cần đạt hiệu quả lọc cao hơn ta nên
xử dụng Cyclone chùm.

- Chúng ta cũng cần biết rằng Cyclone làm việc chỉ hiệu quả khi lưu
(1) ống dẫn khí thải vào

(2) Lưới phân phối
(3) Vật liệu hấp phụ
(4) Lưới chắn trên
(5) Cửa khí ra
(6) Thân thiết bị

(1)
(4)

(3)

(6)

(2)

(5)

Dịng khí thải vào

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

lượng là ổn định. Trong trường hợp lưu lượng khí thải thấp hơn khoảng lưu
lượng làm việc của Cyclone đó thì hiệu quả lọc bụi của thiết bị thấp.

- Thiết bị lọc bụi ướt - scuber được sử dụng khi:

- Cần lọc sạch bụi mịn với hiệu quả lọc tương đối cao;

- Kết hợp giữa lọc bụi và khử khí độc trong phạm vi có thể, nhất là các

loại khí hơi có khả năng cháy được có mặt trong khí thải. Vì trong quá trình xử
lý bụi bằng thiết bị lọc bụi ướt có thể hấp thụ một lượng khí nhất định;

- Kết hợp làm nguội khí thải;

- Độ ẩm cao trong khí thải khi đi qua thiết bị lọc khơng ảnh hưởng tới các
cơng trình có liên quan.

- Thiết bị lọc bụi túi vải hoặc các loại lọc bụi tương tự sử dụng trong các 
trường hợp sau đây:

- Cần đạt hiệu quả lọc cao hoặc rất cao;
- Cần thu hồi bụi ở trạng thái khơ;

- Lưu lượng khí thải cần lọc khơng quá lớn;

- Nhiệt độ khí thải tương đối thấp nhưng phải cao hơn điểm sương. Nhiệt
độ khí thải phải tương đối thấp để không phá hỏng thiết bị lọc, nhưng không
được thấp hơn điểm sương vì các hạt sương làm tắc thiết bị lọc.

- Thiết bị lọc bụi tĩnh điện được sử dụng trong các trường hợp sau: 
- Cần lọc bụi tinh với hiệu quả lọc bụi rất cao;

- Lưu lượng khí thải cần lọc rất lớn. Vì với lưu lượng khí thải cần lọc lớn
thì thiết bị lọc bụi mới kinh tế;

- Cần thu hồi lượng bụi có giá trị sử dụng.

* Đối với khí và hơi độc hại, cần có những lưu ý sau:

- Thiết bị xử lý khí bằng phương pháp hấp thụsử dụng trong các trường 
hợp sau:

- Yêu cầu cần xử lý khí thải ở mức độ khác nhau;
- Muốn hồn nguyên khí thải;

- Xử lý khí thải ở nhiệt độ thấp;
- Kết hợp xử lý khí và xử lý bụi;

- Xử lý khí thải có khả năng hồ tan tốt.

- Thiết bị xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụđược sử dụng trong 
các trường hợp sau:

- Nồng độ khí thải cần xử lý thấp lưu lượng lớn;
- Muốn hồn ngun khí thải;

- Thiết bị xử lý khí thải bằng phương pháp ơxi hố sử dụng trong các 
trường hợp sau:

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

Khí thải có khả năng đốt được và có nồng độ khí thải lớn khi thải thẳng
vào khơng khí và q nhỏ để thu hồi.

Trong một số điều kiện khí thải có khả năng đốt nhưng do nhiều lý do mà
không thu hồi được (khí đồng hành từ giàn khoan cách xa bờ mà khơng thể dẫn
vào bờ).

Ơxy hố bằng phương pháp sinh học:

Dùng để xử lý khí có mùi hơi có nồng độ thấp (<1000ppm);

Dùng xử lý hợp chất hữu cơ bay hơi.

1.2.3. Mơ hình xử lý khí thải

1.2.3.1. Ngun tắc xây dựng mơ hình cơng nghệ xử lý khí thải

Để xử lý khí thải hiệu quả, việc xây dựng được một mơ hình cơng nghệ
cần được thực hiện theo một nguyên tắc nhất định (hình 1.14).

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

Hình 1.14. Sơ đồ ngun tắc xây dựng mơ hình xử lý khí thải

Các bước cụ thể để xây dựng một mơ hình cơng nghệ xử lý khí thải hiệu
quả bao gồm:

Điều
kiện

kỹ
thuật
công
nghệ.
Điều

kiện
kinh
tế.
Điều

kiện
pháp

lý.

Mơ hình cơng nghệ xử lý khí thải phù hợp

Thiết kế hệ
thống xử lý

khí thải.
+ Đặc điểm hoá, lý của
bụi?

+ Nhiệt độ khí thải?
+ Nồng độ bụi trong
mẫu khí?

+ Phân cấp cỡ hạt?
+ Hơi và khí độc sinh ra là

gì, nồng độ bao nhiêu, lưu
lượng?

+ Nhiệt độ khí thải?
+ Tính chất hố học và lý
Điều kiện kinh tế - xã

hội khí hậu và địa
hình của địa phương
đặt thiết bị xử lý,
không gian dành cho

hệ thỗng xử lý?

Yêu cầu xử lý của bên A

Điều tra

</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30>

1. Điều tra khảo sát hoạt động sản xuất: điều tra sản xuất cái gì, sản xuất
như thế nào; khí thải sinh ra ở đâu mục đích để phân tích q trình sản xuất…
Dựa trên phân tích q trình sản xuất, người lập mơ hình tính tốn được lưu
lượng thải là bao nhiêu, đặc điểm của khí thải (nhiệt độ, đặc tính của khí thải,
nồng độ ban đầu như thế nào), từ đó có số liệu để xây dựng mơ hình xử lý phù
hợp. Tuy nhiên, trong một số trường hợp ta không cần điều tra q trình sản
xuất ta cũng có được lưu lượng thải, đặc điểm của khí thải.

2. Khảo sát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa phương và điểm
nhận phát thải đểcung cấp thơng tin cho người lập mơ hình, nhằm đưa ra được
một hệ thống xử lý phù hợp. Ví dụ: điều tra về điều kiện thời tiết, không gian, vị
trí đặt hệ thống xử lý sẽ cung cấp cho người lập mơ hình lựa chọn hệ thống xử
lý hợp lýnhất (cồng kềnh hay gọn nhẹ).

3. Người xây dựng mơ hình cũng cần tìm hiểu những tài liệu về pháp lý
để biết được mức độ cần phải đạt được sau khi xử lý.

4. Người xây dựng mơ hình cũng cần phải biết khả năng tài chính dành
cho hệ thống xử lý là bao nhiêu, từ đó, lựa chọn các thiết bị xử lý hiệu quả về
mặt kinh tế và môi trường.

5. Các công nghệ có thể cung cấp được cho hệ thống là điều kiện cần cho
xây dựng một hệ thống. Biết được điều kiện cơng nghệ có thể đáp ứng được là
một nhân tố quan trọng để xây dựng hệ thống có tính khả thi.

6. Người lập mơ hình cũng cần biết những mơ hình thường dùng, ưu -
nhược điểm của chúng để có thể áp dụng xử lý khí thải với điều kiện tương tự,
nhằm giảm chi phí thiết kế.

Khi xây dựng mơ hình cũng như khi thiết kế các cơng trình xử lý khí thải,
thơng tin thu thập được càng nhiều thì việc thực hiện càng dễ dàng.

1.2.3.2. Mơ hình xử lý khí thải tổng qt

Khí thải thường chứa bụi và khí/hơi độc hại, mục đích của q trình xử
lý khí thải là tách chúng ra khỏi khơng khí sạch hoặc chuyển chúng thành
chất ít ơ nhiễm hơn. Xây dựng mơ hình xử lý khí thải là lập ra một quy trình
cơng nghệ để tách và loại bỏcác tác nhân độc hại trong dòng thải, mơ hình
tổng qt xử lý khí thải được nêu ở hình 1.15.

Hình 1.15. Mơ hình xử lý khí thải tổng qt

Ống
khói

Xử lý
khí

Xử lý
bụi thô

Xử lý
bụi tinh

</div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

Để q trình xử lý khí thải dễ dàng và đạt hiệu quả cao,quy trình xử lý
nên tuân theo nguyên tắc “đi từ xử lý bụi thơ đến xử lý bụi tinh, sau đó là xử lý 
khí”. Đây có thể là ngun tắc căn bản trong xử lý ơ nhiễm khơng khí, vì:

- Nếu dịng thải có chứa một hàm lượng bụi lớn mà chỉ áp dụng các thiết
bị xử lý bụi tinh,hệ thống đó hoạt động khơng hiệu quả và có thể gây hỏng các
thiết bị lọc bụi tinh.

- Nếu tiến hành xử lý khí trước, xử lý bụi sau thì hiệu quả xử lý thấp và gây
tốn kém. Ví dụ: nếu sử dụng chất lỏng để hấp thụ chất ơ nhiễm dạng khí thì sẽ 
cần một lượng chất lỏng nhiều hơn và hiệu quả hấp thụ sẽ thấp do tháp dễ bị tắc
bởi dịng thải lỏng có chứa bụi; nếu xử lý khí bằng hấp phụ thì bụi sẽ làm tắc các 
mao quản để hấp phụ khí, kết quả là khả năng hấp phụ của chất hấp phụ kém.

Tuy nhiên,mơ hình xử lý khí thải được xây dựng còn tuỳ thuộc vào đặc
điểm cụ thể của dòng thải, sao cho đảm bảo có lợi về mặt kinh tế và kỹ thuật.
Sau đây là một số mơ hình xử lý khí thải cụ thể:

 Dịng khí thải chỉ chứa bụi mà chứa ít hoặc khơng chứa chất khí ơ

nhiễm (hình 1.16):

Hình 1.16. Mơ hình xử lý khí thải chứa bụi

 Dịng thải chỉ chứa một lượng nhỏ bụi tinh (hình 1.17):

Hình 1.17. Mơ hình xử lý khí thải chứa một lượng nhỏ bụi tinh

 Dịng khí thải chỉ chứa chất khí ô nhiễm (hình 1.18):

Hình 1.18. Mô hình xử lý dịng thải chứa khí độc hại

Xử lý
bụi tinh
Chụp

thu bụi

ống khói
Xử lý

bụi
tinh
Xử lý

bụi thơ
Chụp

thu bụi ống khói

ống khói
Xử lý khí

và hơi
độc
Chụp

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32>

 Dịng khí thải có chứa bụi và chất khí độc hại (hình 1.19):

Hình 1.19. MHXL dịng thải chứa bụi và khí độc hại
1.2.3.3. Mơ hình xử lý khí thải các nguồn gây ơ nhiễm khác nhau

a) Hoạt động đốt nhiên liệu

- Khí ơ nhiễm gồm: CO2, CO, SO2, NOx, bụi, hiđro-cacbon (có lẫn các tạp
chất HCl, HF, furan, dioxin, nếu chất đốt là phế thải).

Từ đặc điểm dòng thải từ hoạt động đốt nhiên liệu, mơ hình tổng qt xử
lý khí thải đã được xây dựng và được mơ phỏng ở hình 1.20.

Hình 1.20. Mơ hình xử lý khí thải đốt nhiên liệu 1

Khí thải từ lò đốt được đưa qua thiết bị xử lý bụi thơ và sau đó qua thiết bị
xử lý bụi tinh để tách hết bụi trong khí thải. Sau khi tách được hết bụi trong khí
thải, dịng khí được dẫn qua thiết bị xử lý khí SO2, NOx.Tiếp đó, khí được dẫn
qua thiết bị hấp phụ để xử lý các chất hữu cơ trong khí thải như furan, đioxin…

Tuy nhiên, trong xử lý khí thải đốt nhiên liệu thực tế người ta thường gộp
các quá trình xử lý các chất khí thải với nhau để giảm kinh phí đầu tư cũng như
vận hành. Điều này được thể hiện ở hình 1.21 và 1.22.

Hình 1.21. Mơ hình xử lý khí thải đốt nhiện liệu 2

ống khói
Xử lý
khí và

hơi độc
Xử lý
bụi thô
Xử lý
bụi tinh
Chụp
thu bụi
Khí thải

từ lị đốt Xử lý

bụi
thơ
Xử lý
bụi
tinh
Xử lý
SO2
Xử lý
NOx

Hấp thụ các
hợp chất hữu
cơ như furan,

dioxin,
hidrocacbon.
Khí
thải
ra ống

khói

Cyclone ESP

Hấp thụ
bằng dung
dịch
Ca(OH)2
Hấp phụ
bằng than
hoạt tính
Khí thải

từ lị đốt
Trao đổi

nhiệt

Khí thải ra
ống khói

</div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

Sơ đồ mơ tả ở hình 1.21 cho thấy, khí thải từ buồng đốt được đưa qua
thiết bị trao đổi nhiệt để tận dụng nhiệt trong khí thải và nhằm tăng hiệu quả làm
việc của thiết bị hấp thụ phía sau. Tiếp đó, khí thải được đi qua thiết bị lọc bụi
bằng Cyclone để lọc bụi thô và thiết bị lọc bụi tĩnh điện (ESP) để lọc triệt để bụi
trong khí thải. Khí thải, sau khi lọc hết bụi, được đưa qua thiết bị hấp thụ SO2,
NOx bằng dung dịch Ca(OH)2 và qua thiết bị hấp thụ để loại bỏ khí và hơi độc
hại. Khí được đi qua thiết bị trao đổi nhiệt để tận dụng nhiệt trước khi phát thải
qua ống khói hoặc có thể thải trực tiếp qua ống khói.

Từ hình 1.22 có thể thấy, khí thải từ lị qua thiết bị trao đổi nhiệt, đến thiết
bị xử lý bụi ướt (tháp rửa rỗng). Sau đó, dịng khí thải được dẫn qua thiết bị hấp
thụ SO2, NOx, HCl, HF bằng Ca(OH)2. Dòng khí tiếp tục được dẫn qua thiết bị
hấp thụ bằng than hoạt tính để hấp thụ hết các khí thải hữu cơ như furan, dioxin,
hiđrocacbon. Khí thải được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt trước khi ra ống khói.

 Mơ hình xử lý khí thải đốt nhiên liệu tại một số nhà máy ở Việt Nam 
* Mơ hình xử lý khí thải do đốt nhiên liệu của các nhà máy Dệt Gia Định
(Tp Hồ Chí Minh), NM giấy Thanh Bình (Tp Hồ Chí Minh) như (hình 1.23).

Hình 1.23. Mơ hình xử lý khí thải do đốt nhiên liệu tại Tp Hồ Chí Minh

Xử lý bụi
ướt
(tháp rửa

rỗng)

Hấp thụ
bằng dung

dịch
Ca(OH)2

Hấp phụ
bằng than

hoạt tính

Khí thải

từ lị đốt
Trao đổi

nhiệt
Khí thải ra

ống khói Dung dịch Ca(OH)

Nước

Nước thải

Hình 1.22. Hệ thống xử lý khí thải từ đốt

Nước
Khí thải

Nước
thải

Khí
sạch
Nước

Tháp hấp thụ
hơi và khí độc
Lọc bụi

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34>

Sơ đồ nêu ở hình 1.23 cho thấy, hệ thống xử lý đơn giản, đầu tư ban đầu nhỏ
và đạt hiệu quả tương đối cao. Tuy nhiên, do dung dịch hấp thụ là nước nên
không hấp thụ được triệt để khí SO2, NOx, furan, dioxin, hiđrocacbon.Hiệu xuất
tách bụi đạt khoảng 80%, hiệu xuất tách khí SO2, và NOx cịn thấp, đạt khoảng
50%. Ngồi ra, hệ thống xử lý còn phát sinh chất thải thứ cấp, nước thải.

* Mơ hình xử lýthải đốt nhiên liệu của hãng Hitachi

Hình 1.24. Mơ hình xử lý khí thải tại nhà máy Hitachi

Hình 1.24 cho thấy,hệ thống xử lý là hiệu quả đối với bụi và khí oxit acid.
Tuy nhiên, hệ thống chưa công đoạn xử lý hơi và khí độc hại.

b) Cơng nghiệp mỏ và luyện kim

Thành phần khí thải trong cơng nghiệp luyện kim gồm: bụi, CO, SO2, HF,
H2, CH4…Tùy thuộc vào đặc điểm của từng hoạt động sản xuất, dịng thải có
chứa bụi và các loại khí khác nhau và do đó, hệ thống xử lý cũng khác nhau. Ví
dụ: Ngành sản xuất gang thì có chứa nhiều CO, SO2, bụi…trong khi đó, ngành
sản xuất nhơm thường chứa nhiều bụi, HF và một lượng nhỏ SO2, H2S… Nhìn
chung, các hệ thống khí thải trong cơng nghiệp mỏ và luyện kim được mơ tả ở
hình 1.25.

Hình 1.25. Mơ hình xử lý khí thải cơng nghiệp luyện kim

Lò

đốt ESP

Trao
đổi
nhiệt

Quạt Quạt ống khói

Tháp
hấp
thụ
SO2

Dung dịch
Ca(OH)2

Nước
thải

ống
khói
Thu

hồi

nhiệt

Xử lý
bụi

Xử lý

khí Quạt

</div>
(35)<div class='page_container' data-page=35>

* Mơ hình xử lý khí HF và SO2 trong ngành luyện nhơm (hình 1.26):

Hình 1.26. Mơ hình xử lý khí HF và SO2

c) Cơng nghiệp xi măng và vật liệu xây dựng

Trong công nghiệp sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng thành phần chủ
yếu trong dịng thải là bụi. Bụi thu hồi được có thể tái sử dụng trong q trình
sản xuất. Ngồi ra cịn có một số chất khí độc khác như SO2, CO, NOx. Mơ hình
tổng qt được nêu ở hình 1.27.

Hình 1.27. Mơ hình xử lý khí thải nhà máy xi-măng và vật liệu xây dựng

d) Công nghiệp sơn, mạ

Khí thải ngành cơng nghiệp mạ chủ yếu gồm hơi dung môi hữu cơ, hơi axit
HCl, NH3, và hàm lượng bụi nhỏ. Do vậy, hệ thốngchủ yếu tập trung xử lý khí và
hơi độc hại (hình 1.28). Tùy vào hàm lượng ít nhiều mà hệ thống xử lý có bao
gồm cơng đoạn xử lý bụi hay khơng.

Hình 1.28. Mơ hình xử lý khí thải cơng nghệ sơn mạ

Al2O3 sạch

AlF3, là xúc tác cho

q trình điện phân
nhơm

Quạt ống khói

Khí thải
chứa HF,

SO2

Hấp
phụ
HF

Túi
lọc
bụi

Tháp
hấp thụ

SO2

Xử lý
bụi

tinh

Xử
lý
khí

Quạt ống khói

Chụp
thu khí
ơ nhiễm

Xử lý
bụi
thơ

Hấp
thụ
khí

Hấp
phụ
khí

Quạt ống khói

Chụp
thu khí

</div>
(36)<div class='page_container' data-page=36>

e) Chế biến và sản xuất đồ gỗ

Khí thải của cơng nghiệp chế biến gỗ chứa chủ yếu là bụi và hơi dung môi.
Bụi thu được có thể tái sử dụng vào sản xuất, vì vậy ưu tiên sử dụng các biện
pháp xử lý bụi khô để thu hồi bụi.Ngoài ra, trong các phân xưởng chế biến gỗ
thường có hơi dung mơi hữu cơ (như formaldehyde, acetylen, toluene…), do đó,
việc làm thống phân xưởng bằng hệ thống quạt thơng gió và cây xanh là rất cần
thiết. Hệ thống xử lý bụi gỗ được nêu ở hình 1.29.

Hình 1.29. Mơ hình xử lý bụi gỗ

f) Sản xuất thuốc lá

Khí thải cơng nghiệp sản xuất thuốc lá chủ yếu là bụi và mùi thuốc lá. Mô
hình xử lý khí thải tại nhà máy sản xuất thuốc là được khái quát ở hình 1.30.

Hình 1.30. Mơ hình xử lý khí thải tại nhà máy sản xuất thuốc lá

g) Công nghiệp dệt may

Khí thải ngành cơng nghiệp may mặc chủ yếu là chứa bụi bơng có kích
thước nhỏ, do đó,biện pháp xử lý bụi hiệu quả được sử dụng là lọc bụi tĩnh điện,
lọc bụi tay áo (hình 1.31).

Hình 1.31. Mơ hình xử lý bụi tại các xưởng dệt may
1.2.4. Thiết kế cơng trình xử lý khí thải

1.2.4.1. Ngun tắc cơ bản trong thiết kế cơng trình xử lý khí thải

ống
khói

Xử lý

bụi gỗ
thơ

Quạt
Chụp thu

khí ơ
nhiễm

Xử lý
bụi tinh

Xử lý
bụi

Xử lý

mùi Quạt

ống
khói

Chụp thu
khí ơ
nhiễm

ống
khói

Thiết bị

xử lý bụi
tinh

Quạt

</div>
(37)<div class='page_container' data-page=37>

được thiết kế dựa vào các đặc tính hóa – lý của dịng thải và căn cứ vào quy trình
sản xuất, định mức sử dụng nguyên – nhiên vật liệu hoặc sử dụng thiết bị đo lưu
lượng để xác định lưu lượng của dòng thải, đây là cơ sở quan trọng để tính tốn
thiết kế các cơng trình xử lý.Ngồi ra, tính tốn thiết kế thiết bị xử lý cịn dựa vào
tiêu chuẩn, các kết quả thực nghiệm đã được công nhận, sự khuếch tán của chất ô
nhiễm trong khí quyển, định hướng phát triển và mở rộng hoạt động sản xuất của
doanh nghiệp, tiềm năng kinh tế và nguồn nhân lực của doanh nghiệp…

Các thiết bị xử lý khí thải phải đảm bảo hiệu quả về mặt kỹ thuật (hiệu
quả xử lý cao, dễ vận hành và bảo dưỡng), kinh tế (chi phí lắp đặt, vận hành và
bảo dưỡng là rẻ nhất) và thẩm mỹ (tạo vẻ đẹp cảnh quan).

1.2.4.2. Thu thập số liệu, tính tốn và thiết kế

a) Các thơng số cơ bản trong tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí thải
1. Độ nhớt động học của khơng khí:

Độ nhớt của một chất lưu là một đại lượng vật lý đặc trưng do ma sát nội tại
sinh ra giữa các phân tử khi chúng có sự chuyển động trượt lên nhau. Độ nhớt
động học của khí là thơng số đại diện cho độ ma sát của các phân tử khí và có độ
lớn phụ thuộc vào nhiệt độ, ký hiệu: μ vàđơn vị là: Pa.s hoặc N/m2.s

Độ nhớt động học của khơng khí ở toC được tính theo định luật Sutherland

(William Sutherland, 1893):

5
.
1
6
)
273
273
.(
387
387
.
10
.
17
,
17 t
t
o
t


 

 (pa.s) (1.1)

2. Khối lượng riêng:

Khối lượng riêng (khối lượng đơn vị) là khối lượng trên một thể tích nhất

định của một chất nào đó, ký hiệu là ρ, đơn vị là: kg/m3.

Khối lượng riêng của khơng khí phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ và được
xác định bằng công thức sau:

t
P


273
.
464
.
0



(kg/m3

) (1.2)

Trong đó: t: nhiệt độ (oC)
P: áp suất (mmHg)
3. Đường kính hạt bụi:

Bụi được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như: quá trình sản xuất
(nghiền, sàng, đảo trộn, vận chuyển trên băng tải…), giao thông và xây dựng.
Tùy vào nguồn gốc phát sinh mà bụi có độ lớn của hạt (đường kinh hạt) khác
nhau, và do đó, chúng có khối lượng riêng khác nhau.

</div>
(38)<div class='page_container' data-page=38>

hình cầu có thể tích bằng thể tích của hạt bụi.

Bài tập 1: Tính tốn độ nhớt và khối lượng riêng của khơng khí ở nhiệt độ 
40oC và áp suất 760 mmHg.

b) Tính tốn thiết kế thiết bị xử lý khí thải
1. Buồng lắng

* Cấu tạo của thiết bị được mô tả ở hình 1.32.

Hình 1.32. Sơ đồ cấu tạo buồng
a) Mặt cắt dọc; b) Sơ đồ không gian

* Nguyên lý hoạt động: Cho luồng khí chứa bụi đi qua buồng lắng có 
chiều dài L (m), chiều cao H (m) và chiều rộng W (m). Vận tốc chuyển động
ngang (u) của dịng khí bụi giảm xuống đột ngột khi vào trong khoang lắng, nhờ
đó hạt bụi có đủ thời gian để lắng xuống đáy của thiết bị với vận tốc giới hạn
(vgh).

* Tính tốn thiết kế buồng lắng để có thể loại bỏ hồn tồn bụi có đường 
kính hạt là δ (μm).

- Diện tích buồng lắng được xác định bằng công thức sau:

.
).
(

.
.







g
Q
F

b 

 (m2

) (1.3)

Trong đó: Q: lưu lượng khí thải cần xử lý, m3/s
F: thiết diện buồng lắng, m2

δ: đường kính hạt bụi, μm

</div>
(39)<div class='page_container' data-page=39>

ρ: khối lượng riêng của chất lưu (khơng khí), kg/m3
μ: Độ nhớt động lực của khơng khí, Pa.s

g: gia tốc trọng trường, m/s2

Tuy nhiên, do ρb>>> ρ nên công thức (1.3) được viết lại như sau:

2
.
.
.
.
18



g
Q
F
b

 (m2) (1.4)

Mặt khác, ta có: F = W.L (1.5)
Trong đó: W: chiều rộng làm việc của buồng lắng, m

L: chiều dài làm việc của buồng lắng, m
Từ (1.4) và (1.5) ta có:

W.L =
2
.
.
.
.
18




g
Q
b
(1.6)
- Xác định vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi: Giả sử hạt bụi chuyển
động ngang cùng với vận tốc của dòng khí thải, khi đó ta có vận tốc chuyển
động ngang của hạt bụi được tính bằng cơng thức sau đây:

WH
Q

u  (1.7) 

Wu
Q

H  (m) (1.8)
Trong đó: u: vận tộc chuyển động ngang của dịng khí thải, m/s

H: chiều cao làm việc của buồng lắng, m

Vận tốc chuyển động ngang của bụi (u) có thể chọn tùy thuộc vào tính
chất của bụi cần lọc, tham khảo bảng 1.2.

Bảng 1.2. Vận tốc ngang tối đa cho phép trong buồn lắng của dịng khí thải

STT Vật liệu bụi ρb (kg/m

) (µm) Umax (m/s)

1 Phoi nhôm 2720 335 4,3

2 Amiăng 2200 261 5,0

3 Vôi 2780 71 6,4

4 Tinh bột 1270 64 1,75

5 Bụi á kim từ lò nấu
thép

3020 117 5,6

6 Oxit chì 8260 14,7 7,6

7 Vụn sắt 6850 96 4,7

8 Dăm bào 1180 1370 4,0

9 Mùn cưa - 1400 6,6

Nguồn: Ơ nhiễm khơng khí và xử lý khí thải, tập 2, GS TS Trần Ngọc Chấn 
Như vậy, từ các cơng thức trên, ta có thể tính tốn được các kích thước và
thể tích làm việc của buồng lắng.

- Xác định hiệu suất làm việc của buồng lắng (η): hiệu suất tách bụi của

buồng lắng đối với hạt bụi có đường kính δ1 được xác định bằng cơng thức sau:

%
100
.
Hu
Lvgh



</div>
(40)<div class='page_container' data-page=40>

Ta có, vận tốc giới hạn (vgh) của hạt bụi được xác định bằng công thức sau:




18
.
).

( g 2

v b

gh



 (m/s) (1.10)
Thay công thức (1.8) và (1.10) và cơng thức (1.9), ta có:

%
100
.
.
18
.
).

( 21

u
Q

g

LW b  

   (1.11)

Ví dụ 1: Xác định kích thước buồng lắng bụi để lọc hồn tồn bụi có kích
thước hạt lớn hơn 50 μm có trong khói lị nung. Cho biết: lưu lượng dịng khí
thải là 5000 m3/h, nhiệt độ khói thải: 2000C, khối lượng riêng của bụi ρb = 1000
kg/m3, độ nhớt của khơng khí μ = 25,27. 10-6 Pa.s.

Giải:

- Diện tích buồng lắng:

F = W.L = 26,2

)
10
.
50
(
981
.
1000
.
3600
5000
.
10
.
72
,
25
.
18
.
.
.
.
18
2
6
6

2   





g
Q
b
m2
Chọn: L = 10 m  W = 2,62 m, chọn W = 3 m

Chọn vận tốc chuyển động ngang của bụi u = 0,3 m/s, khi đó chiều cao
của buồng lắng là:

Chọn H = 1,5 m

Như vậy, thể tích của buồng lắng là L.H.W = 10 m x 1,5 m x 3m = 45 m3
Bài tập 2: Xác định kích thước buồng lắng bụi để thu hồi hồn tồn bụi có 
kích thước hạt ≥ 60 μm trong khí thải của lị nung clinke. Cho biết dịng thải có
lưu lượng là 6000 m3/h, ở 1000C và khối lượng đơn vị của bụi là 1000 kg/m3. Xác
định hiệu suất tách bụi của buồng lắng đối với bụi có đường kính hạt là 20 μm.

2. Cyclone

*Cấu tạo thiết bị được mơ tả ở hình 1.33. Thiết bị gồm: 1 ống dẫn khí 
thải vào (1) theo phương tiếp tuyến với thành củathiết bị. Ống dẫn khí có cấu
tạo hình chữ nhật, có chiều rộng Wi và chiều cao H; thân hình trụ (2) có đường
kính Do và chiều dài của thân là H1; phễu hứng bụi (3) nằm ở phía dưới thân
thiết bị có chiều cao H2; ống xả (4) nằm bên dưới phễu hứng bụi, có đường
kính Dd. Ngồi ra, ở giữa thiết bị có ống xả bụi (5) có đường kính Dc và chiều
dài S. Thiết bị cịn bao gồm hệ thống van xả bụi an toàn (6).

</div>
(41)<div class='page_container' data-page=41>

Hình 1.33. Sơ đồ cấu tạo cyclone

Hình 1.34. Kích thước và tiêu chuẩn của cyclone Starimand C.J.

* Nguyên lý hoạt động: dưới tác dụng của lực ly tâm, hạt bụi va chạm với 
thành cyclone, bị giảm động năng và rơi xuống đáy của thiết bị.

* Tính tốn thiết kế cyclone:

- Xác định vận tốc giới hạt chuyển động tròn của hạt bụi:

r
v

v c b

gh






.
18

)
(

. 2



 (1.12)
Trong đó: vgh: vận tốc giới hạn chuyển động tròn của hạt bụi , m/s

</div>
(42)<div class='page_container' data-page=42>

ρb: khối lượng riên của bụi, kg/m
3

ρ: khối lượng riêng của chất lưu (khơng khí), kg/m3
r: bán kính của cyclone, r = ½ Do, m

Vận tốc chuyển động trong ống vào của cyclone (1), vi thường được lựa
chọn trong khoảng 18 – 20 m/s. Vận tốc chuyển động dài trong cyclone, vccó thể
được xác định dựa bào vi, thông thường, vc bằng 1,4 – 1,8 lần vi.

- Hiệu suất tách bụi của thiết bị:

ηδ = 100%

.
.
9
)
(
. 2





i
b
c
W
v

n 

(1.13)
Ví dụ 2: Tính hiệu suất tách bụi có đường kính hạt 3 μm của cyclone có
đường kính cửa vào là 0,2 m, lưu lượng khí thải là 1,44 m3/s, ở nhiệt độ 200oC,
khối lượng riêng của bụi là 2 g/cm3.

Đáp số: Kích thước của thân cyclone: Do=0,8 m, H = 0,4 m
vi = 18 m/s, vc = 12,8 m/s (vc = 1,4vi)

ηδ ≈ 3,9 %

Bài tập 3: Hãy tính hiệu suất tách làm việc của cyclone đối với bụi có 
kích thước hạt lần lượt: 0,1; 1; 2; 3; 4; 5; 6,5; 10; 15. Cho biết độ rộng của cửa
vào cyclone là 0,15 m, tốc độ chuyển động dài của hạt trên quỹ đạo tròn là 18,29
m/s và n = 5. Biết rằng khối lượng đơn vị của bụi là 2 g/cm3 và độ nhớt của khí
thải là 1,8x10-5 kg/m2.s. Lập bảng và nhận xét.

3. Ống khói

Sau khi được xử lý dịng thải được đưa vào bầu khí quyển thơng qua ống

khói. Kích thước ống khói sẽ được thiết kế dựa vào nồng độ giới hạn của chất
độc hại và lưu lượng dòng thải.

- Chiều cao hiệu quả của ống khói được xác định bằng cơng thức sau:
Hha =

max
.
.
235
.
C
u
M
a

(m) (1.14)
Trong đó: M: lượng chất thải tại miệng ống khói, mg/s

Cmzx: nồng độ giới hạn của chất độc hại cho phép trong vùng hơ hấp
u: vận tốc gió, m/s

a: hệ số tính đến sự thăng giáng của gió, a = 0.15 – 0.5
Ta có:

Hhq = H + ΔH

Trong đó: H: là chiều cao thực của ống khói, m

ΔH: là độ nâng cao của luồng khói do động năng ban đầu và

do chênh lệch nhiệt độ, m, được xác định bằng công thức sau:

]
)
(
.
.
.
10
.
68
,
2
5
,
1
[
. 3
S
a
S
S
T
T
T
D
P
u
D
V

H   

  (1.16)

Trong đó: Vs: vận tốc của dịng thải tại miệng ống khói, thơng thường
Vs = 10 m/s, rất ít trường hợp Vs> 30 m/s.

D: đường kính tại miệng ống khói, m

P: áp suất khí quyển, mbar (1atm = 1,013 bar)
Ts: nhiệt độ trong ống khói,

0
K
Ta: nhiệt độ của khí quyển,

o
K

</div>
(43)<div class='page_container' data-page=43>

Chương 2

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1. Khái niệm, nguồn gốc và đặc tính của nước thải
2.1.1 Khái niệm và nguồn gốc của nước thải

Nước là một dạng vật chấtđặc biệt và thiết yếu cho sự sống của con người
và sinh vật. Mọi sự sống trên trái đăt đều bắt nguồn từ nước. Trong tự nhiên,
nước sạch trong suốt, không có màu, khơng mùi và khơng có vị. Tuy nhiên,

nguồn nước trên trái đất đang có nguy cơ bị ơ nhiễm và suy thoái do nước thải
từ hoạt động sống và sản xuất của con người.Theo Tiêu chuẩn Việt Nam
5980-1995,”Nước thải là nước được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong
một q trình cơng nghệ và khơng cịn có giá trị trực tiếp đối với q trình đó
nữa”. Như vậy, nước thải có nguồn gốc từ các hoạt động của con người và tự
nhiên. Đối với nguồn gốc nhân tạo, nước thải được sinh ra từ hoạt động sống
(ăn, uống, tắm giặt…), sản xuất công nghiệp (sản xuất thực phẩm, giấy, hóa
chất…) và sản xuất nơng nghiệp (tưới tiêu, chăn nuôi…). Bên cạnh đó, nước
thải được sinh ra từ các quá trình tự nhiên như mưa, tuyết tan, lũ…

2.1.2. Phân loại nước thải

Để kiểm soát và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp, người ta
phân biệt 5 loại nước thải theo nguồn gốc phát sinh:

- Nước thải sinh hoạt: là nước thải được thải bỏ sau khi được sử dụng cho
các mục đích sinh hoạt của con người ở các khu dân cư, trung tâm thương mại –
giải trí, cơng sở, trường học, bệnh viện, các cơng trình cơng cộng… Nước thải sinh
hoạt có chứa chất thải (chất bài tiết) của con người và chứa chất thải ra từ hoạt
động ăn uống, tắm giặt… Chúng chứa nhiều hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy
sinh học, chất rắn vô cơ và vi sinh vật. Lượng nước thải sinh hoạt dao động mạnh,
tùy thuộc thời gian trong ngày, mức sống và thói quen của người dân ở từng khu
vực khác nhau. Thơng thường, lượng nước sinh hoạt được ước tính bằng 65 - 80%
lượng nước cấp.

</div>
(44)<div class='page_container' data-page=44>

nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm có hàm lượng chất hữu cơ dễ phân
hủy sinh học; nước thải nhà máy hóa chất chứa nhiều acid, muối…

- Nước thải nông nghiệp: là nước thải từ các hoạt động tưới tiêu và chăn
nuôi trong nông nghiệp. Nước thải nông nghiệp chứa chất thải của gia súc (phân

và nước tiểu), dư lượng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật… Hiên nay,
đây là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng ở nhiều vùng nông thôn Việt Nam.

- Nước thải đô thị: là nước thải trong các hệ thống cống chung của thành
phố. Nước thải đô thị bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất (hoặc có thể
bao gồm nước chảy tràn), trong đó khoảng 50% là nước thải sinh hoạt, 36% nước
thải sản xuất và 14% nước chảy tràn. Lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc vào
điều kiện khí hậu, mức sống và thói quen của dân và đặc thù loại hình sản xuất tại
khu đô thị.

- Nước chảy tràn: là nước có nguồn gốc từ nước mưa và có chứa chất bẩn
(như đất cát, dầu mỡ, cặn bã…) do quá trình chảy tràn trên mặt đất.

2.1.3. Đặc tính của nước thải

Đặc tính của nước thải phụ thuộc vào nguồn gốc phát sinh ra chúng. Việc
xác định tính chất vật lý và thành phần sinh hóa học của nước thải là cần thiết để
đánh giá, quản lý chất lượng môi trường nước và để lựa chọn công nghệ và thiết
kế công trình xử lý nước thải phù hợp và hiệu quả. Nhìn chung, nước thải có
những đặc tính điển hình sau đây:

- pH thấp hoặc cao: sự có mặt của các axit, muối axit, kiềm là nguyên
nhân làm cho pH của dòng thải cao hoặc thấp hơn 7.

- Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp: nước thải từ các khâu làm lạnh, thiết bị
trao đổi nhiệt làm nhiệt độ của nước cao hoặc thấp so với tiêu chuẩn đều ảnh
hưởng tới sự sống của các loài sinh vật thủy sinh trong nguồn nước tiếp nhận.

- Tổng chất rắn (TS): Hầu hết nước thải đều chứa chất rắn tan và khơng
tan. Sự có mặt của chúngtrong nước là nguyên nhân làm nước bị đục, có màu,

mùi vị khó chịu và làm giảm sự khuếch tán ánh sáng và oxy vào nước. Tổng
chất rắn bao gồm: chất rắn lơ lửng, keo và chất rắn hòa tan.

</div>
(45)<div class='page_container' data-page=45>

- Chứa chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học: sự có mặt của chất hữu cơ dễ
phân hủy sinh học là nguyên nhân dẫn tới sự suy giảm hàm lượng oxy hòa tan
trong nước và được phản ánh thơng qua nhu cầu sinh hóa (BOD – Biochemical
Oxygen Demand). Trong môi trường nước, thực vật và vi sinh vật hiếu khí sử
dụng oxy hịa tan cho q trình sinh hóa. Nhu cầu oxy sinh hóa càng cao chứng
tỏ dòng thải chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Việc xác định BOD
còn nhằm xác định hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải làm cơ sở để tính
tốn thiết kế thiết bị xử lý và xác định hiệu suất làm việc của một số cơng trình
xử lý.

- Chứa chất hữu cơ khó phân hủy sinh học:Nước thải của nhiều ngành sản
xuất chứa nhiều chất hữu cơ khó phân hủy sinh học và được phản ánh thông qua
chỉ số COD (Chemical Oxygen Demand). COD là lượng oxy cần thiết để oxy
hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thải để tạo thành CO2 và nước.

- Chứa chất dinh dưỡng nito và phot-pho: Nito và phot-pho là những
nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho các sinh vật sinh trưởng và phát triển, tuy
nhiên, sự có mặt của chất dinh dưỡng chứa nito và phot-pho phản ánh mức độ ô
nhiễm của nước thải. Nước thải chứa nhiều dinh dưỡng nito và phot-pho gây
phú dưỡng nguồn nước tiếp nhận và ảnh hưởng tới sự sống của các lồi thủy
sinh nơi đó.

- Chứa kim loại nặng: nước thải từ tại khu công nghiệp, khai thác mỏ…
thường chứa nhiều kim loại nặng –một trong những tác nhân gây bệnh hiểm
nghèo (như ung thư, tê liệt thần kinh…) cho con người. Việc xác định hàm
lượng kim loại nặng trong nước thải là rất cần thiết nhằm đưa ra biện pháp xử lý
phù hợp, tránh nguy cơ ô nhiễm nước mặt và nước ngầm do tác nhân này.

- Chứa hợp chất hữu cơ độc hại: nước thải của một số ngành công nghiệp
như cơng nghiệp hóa chất, phân bón… có chứa các hợp chất độc hại như
trihalogen-methan (THM), dioxin, các loại thuốc bảo vệ thực vật, phân bón hóa
học.... Hầu hết các hơp chất này đều tồn tại lâu trong môi trường và độc với sinh
vật và con người.

</div>
(46)<div class='page_container' data-page=46>

2.2. Kỹ thuật xử lý nước thải
2.2.1. Nguyên tắc xử lý nước thải

Nước thải là nguồn gây ô nhiễm lớn đối với các nguồn nước tự nhiên, vì
vậy, xử lý nước thải là việc làm cần thiết để bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm.
Để loại bỏ các tác nhân ô nhiễm hiệu quả về mặt kinh tế và kỹ thuật do một
doanh nghiệp thải ra, cần đảm bảo nguyên tắc: các biện pháp xử lý phải phù hợp
với lưu lượng, đặc tính sinh, hóa, lý của dịng thải và các điều kiện về kinh tế và
điều kiện tự nhiên của khu vực xung quanh.

- Thành phần của các tác nhân trong dòng thải: để lựa chọn biện pháp 
công nghệ xử lý phù hợp và hiệu quả cần phải xác định thành phần hố họccủa
dịng thải.

Ví dụ: thành phần của dòng thải tại các nhà máy chế biến thực phẩm chứa
chủ yếu: chất hữu cơ có nguồn gốc động – thực vật, chất rắn lơ lửng… Như vậy,
các biện pháp công nghệ được lựa chọn sao cho chúng có khả năng xử lý được
chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng trong dòng thải.

- Lưu lượng của dòng thải và nồng độ các tác nhân ô nhiễm: xác định 
lưu lượng của dòng thải và nồng độ của các tác nhân là cơ sở để trả lời câu hỏi
“có cần phải xử lý hay khơng” và để tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý cho 
phù hợp.

- Tính chất hóa – lý: dựa vào tính chất lý học (như nhiệt độ, độ đục, 
mùi…) và tính chất hóa học (như tính acid, kiềm…) của dịng thải, người ta lựa
chọn các biện pháp công nghệ xử lý cụ thể. Ví dụ: để xử lý chất keo và huyền
phù, có thể dùng biện pháp keo tụ hoặc tuyển nổi, xử lý chất hữu cơ trong nước
thải, có thể lựa chọn các biện sau sinh học hoặc hóa học…

- Các yếu tố khác như: việc lựa chọn biện pháp xử lý cụ thể, quy mơ các 
cơng trình xử lý… cịn phải dựa vào tiềm lực về cơng nghệ, tài chính, nhân lực,
điều kiện khí hậu, địa hình, diện tích mặt bằng… Bên cạnh đó, cần xem xét đặc
điểm của nguồn nước tiếp nhận, các mục đích sử dụng nguồn nước, tiêu chuẩn
chất lượng môi trường nước… nhằm đạt được mục đích cuối cùng là xử lý nước
thải và cải thiện chất lượng mơi trường nước.

Ngồi ra, để xử lý đạt hiệu quả, tiết kiệm và bảo vệ cơng trình, xử lý nước
thải phải tn thủ theo nguyên tắc về tiến trình như sau: hệ thống bắt đầu từ xử
lý chất rắn thô (như rác rưởi), nặng (như cát sỏi) đến xử lý chất lơ lửng, keo,
huyền phù, hòa tan và cuối cùng xử lý vi sinh vật.

</div>
(47)<div class='page_container' data-page=47>

 Nước thải có chứa những chất mịn, có trọng lượng nhỏ hơn trọng lượng

riêng của nước, hoặc các chất hoạt động bề mặt... sẽ được làm nổi lên mặt nước
nhờ các bọt khí - phương pháp này được gọi là “phương pháp tuyển nổi”.

 Nước thải có chứa những chất mịn, có trọng lượng riêng lớn hơn trọng

lượng riêng của nước sẽ được tập hợp lại thành các hạt có kích thước và trọng
lượng lớn hơn nhờ các hoá chất như phèn nhôm, phèn sắt và loại bỏ bằng biện
pháp lắng cơ học - phương pháp này được gọi là “phương pháp đông tụ - lắng”.

 Nước thải chứa nhiều kim loại nặng dễ hồ tan, có thể sử dụng phương

pháp trung hoà bằng kiềm, axit hay phương pháp oxi hố khử,...

 Nước thải có chứa các tạp chất rắn, các muối kim loại nặng và chất hữu

cơ, cần loại bỏ chất rắn lơ lửng và kim loại nặng sau đó sử dụng biện pháp sinh
học để xử lý chất hữu cơ.

2.2.2. Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải

Để loại bỏ hiệu quả các tác nhân ô nhiễm trong dòng thải, nước thải
được xử lý qua nhiều phương pháp, công đoạn khác nhau. Theo bản chất của
quá trình xử lý, các phương pháp công nghệ xử lý nước thải được phân loại
thành 3 nhóm: phương pháp xử lý cơ học, xử lý hóa học và xử lý sinh học
(Bảng 2.1). Theo giai đoạn, chúng được phân chia thành: xử lý bậc 1 (tiền xử
lý), xử lý bậc 2 và xử lý bậc 3. Theo mức độ xử lý, các phương pháp bao
gồm: xử lý sơ bộ, xử lý bậc 2 và xử lý triệt để.

Bảng 2.1. Các quá trình và phương pháp xử lý nước thải

Quy trình Các cơng đoạn có thể áp dụng Nhiệm vụ

Cơ học

Lắng cặn - Loại bỏ rác

- Tách rắn lơ
lửng

- Khử mầu, …
Lọc qua lưới lọc

Làm thoáng

Lọc qua lớp vật liệu lọc, màng lọc
Tuyển nổi, vớt bọt

Khử khí

Khuấy trộn, pha lỗng

Hố học

Clo hố - Thay đổi

thành phần hóa
học của nước
thải

- Loại bỏ thành
Ozon hoá

Trung hoà bằng axit hoặc kiềm
Keo tụ

</div>
(48)<div class='page_container' data-page=48>

Trao đổi ion phần độc hại…

Sinh học

- Xử lý hiếu khí: - Xử lý chất

hữu cơ, chất
dinh, mùi, vi
sinh vật gây
bệnh…
Bể aerotank

Bể lọc sinh học

Hồ hiếu khí, hồ oxi hóa

ổn định cặn trong mơi trường hiếu khí
- Xử lý kỵ khí:

Bể UASB
Bể lọc kỵ khí

Bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ
Hồ kỵ khí

ổn định cặn trong mơi trường kỵ khí, bể
methane

* Các phương pháp xử lý bảo gồm: xử lý cơ học, xử lý hóa học và xử lý
sinh học:

- Phương pháp xử lý cơ học: bao gồm những cơng trình xử lý có nhiệm vụ
loại bỏ các thành phần có kích thước và trọng lượng lớn có trong nước thải.
Những cơng trình này khơng làm thay đổi tính chất hóa học và sinh học của

nước thải, nhưng góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả xử lý cho các công
đoạn tiếp theo.

- Phương pháp xử lý hóa học: bao gồm những biện pháp xử lý nhằm loại
bỏ các tác nhân ô nhiễm hoặc thu hồi các chất quý bằng các phản ứng hóa học.
Những phản ứng có thể là phản ứng oxy hóa khử, phản ứng tạo kết tủa hoặc
phản ứng phân hủy…

- Phương pháp xử lý sinh học: là phương pháp sử dụng vi sinh vật để
chuyển hóa chất bẩn, chất độc hại thành. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ dạng
hòa tan, keo, lơ lửng… như nguồn dinh dưỡng cho quá trình sống của chúng.

* Các mức độ xử lý: xử lý sơ bộ, xử lý triệt để

- Xử lý sơ bộ: là mức độ xử lý ban đầu, bao gồm các cơng trình xử lý hóa
– lý để loại bỏthành phần gây ảnh hưởng tới cơng trình xử lý chính phía sau.

- Xử lý triệt để:là mức độ xử lý cao hơn nhằm loại bỏ tác nhân gây ô
nhiễm chủ yếu trong dòng thải như độc tố, vi khuẩn…

</div>
(49)<div class='page_container' data-page=49>

trơi nổi có kích thước và trọng lượng lớn trong dòng thải nhằm tạo điều kiện
thuận lợi cho giai đoạn xử lý kế tiếp, đồng thời để bảo vệ máy bơm và hệ thống
đường ống dẫn nước thải.

- Xử lý cấp II: đây là giai đoạn xử lý chủ yếu. Căn cứ vào nguồn gốc phát
sinh và đặc tính của dịng thải để lựa chọn các biện pháp hóa – lý và sinh học
phù hợp.

- Xử lý cấp III: là quá trình vi xử lý nhằm nâng cao chất lượng nước thải
đã được xử lý. Các cơng trình trong giai đoạn này có thể là trao đổi ion, hấp

phụ,tiệt trùng. Dòng thải qua xử lý bậc III có thể được tái sử dụng hoặc được xả
trực tiếp vào nguồn tiếp nhận có chất lượng nước tốt.

2.2.3. Mơ hình xử lý nước thải 
2.2.2.1 Mơ hình xử lý tổng quát

Xử lý nước thải nhằm loại bỏ hoặc hạn chế những thành phần gây ô nhiễm
có trong nước thải là việc làm cần thiết để bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm.
Do nước được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau nên nước thải ra cũng có
đặc điểm khác nhau, vì vậy, biện pháp xử lý cũng khác nhau. Việc lựa chọn các
phương pháp xử lý nước thải phụ thuộc vào đặc điểm, tính chất, lưu lượng nước
thải, vị trí xả thải, khả năng tự làm sạch nguồn nước, điều kiện tự nhiên,...

Quan hệ giữa yêu cầu vệ sinh khi xả nước thải vào nguồn nước với mức
độ xử lý nước thải được biểu diễn bằng biểu thức cân bằng chất:

Cnt Cng + nCcp

Trong đó: Cnt, Cng: nồng độ chất bẩn trong nước thải và nước sông khi
tiếp nhận nước thải,

Ccp: là nồng độ giới hạn cho phép của chất bẩn,
n: là số lần pha loãng của nước thải với sơng, hồ.
Khi đó, mức độ xử lý nước thải cần thiết E sẽ là:

E = 100 %

Trong đó: Cnt
0

là nồng độ chất bẩn trước khi xử lý.

Nhìn chung, tất cả các phương pháp và quá trình xử lý nước thải đều dựa
trên cơ sở các quá trình cơ học, hố học và sinh học (bảng 2.1). Tuỳ vào mức độ
xử lí, hệ thống xử lý hồn chỉnh có thể thêm một số cơng trình phụ trợ hoặc có
thể kết hợp các cơng trình của các phương pháp nêu trên theo đúng nguyên tắc
công nghệ xử lý (Hình 2.1).

Cnt0 - Cnt

</div>
(50)<div class='page_container' data-page=50>

Dòng
ra
Nước
thải
Song
chắn rác
Bể lắng
Bể tuyển
nổi
Tiêu huỷ
hiếu/kỵ
khí
Lọc sinh
học
Hoạt tính
bùn
Hồ ổn
định
Hồ thơng
khí

Tiếp xúc
kỵ khí
Loại bỏ
nitơ

Keo tụ và
lắng
Lọc
Diatomit
Lọc cát
Clo
hoá
Trao
đổi ion
Điện
thẩm tích
Lọc
Carbo
n
Trich ly
lỏng -lỏng
Làm lạnh
Bay hơi
Thẩm thấu
ngược

Tái thu hồi các chất
hoặc nước muối
Làm đặc
bùn

Chôn lấp
Sân phơi
cát
Ly tâm
Lọc chân
không
Đốt cháy
khô
Đốt cháy
ướt

Làm tăng nồng
độ chất rắn

Khử chất rắn
thô

Khử chất rắn
HC lơ lửng

Khử
nitơ

Khử
photpho

Khử chất rắn
lơ lửng mịn

Khử

trùng

Khử chất
HC hòa tan

</div>
(51)<div class='page_container' data-page=51>

Một số mơ hình xử lý nước thải điển hình:

- Mơ hình nước thải chứa nhiều chất vơ cơ ở dạng lơ lửng keo

Hình 2.2. Mơ hình xử lý đối với nước thải chứa nhiều chất vô cơ

- Mơ hình xử lý nước thải chứa nhiều chất rắn lơ lửng và chất hữu cơ

Hình 2.3. Mơ hình xử lý nước thải điển hình đối với nước thải chứa chất rắn
lơ lửng và chất hữu cơ

- Mơ hình xử lý nước thải chứa nhiều kim loại

Hình 2.4. Mơ hình xử lý nước thải có chứa kim loại nặng

Thùng
đơng tụ

Chất đơng tụ

Bể kết
tủa

Bùn
cặn

Thùng
tuyển nổi
Song

chắn rác

Lắng
bằng cát,

sỏi

Thùng
kết tủa

Bình làm
thống

khí

Thùng lắng
thơng thường
Tấm

chắn

Thiết bị
lọc chậm

Bể

kết
tủa

Bùn

Thùng pha
trộn

Thùng kết
tủa
Kiềm

Gạn lọc Bể trung

hoà

</div>
(52)<div class='page_container' data-page=52>

2.2.2.2. Mơ hình xử lý nước thải của một số nguồn khác nhau

Nước thải có nguồn gốc khác nhau thì có đặc tính khác nhau, do vậy quy
trình cơng nghệ xử lý chúng cũng có những đặc trưng riêng biệt. Dưới đây là một
số mơ hình xử lý nước thải từ các nguồn khác nhau.

a) Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt từ khu dân cư, thương mại, trường học, vui chơi giải trí,
bệnh viện. chứa đựng các chất bẩn và vi sinh vật được tạo ra trong quá trình sống
của con người. Đặc điểm cơ bản của nước thải là chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân
huỷ sinh học (như các hydratcacbon, protein, lipít,...), các chất khống dinh dưỡng
(như nitơ, photphat, magie,...), các chất rắn huyền phù và các vi sinh vật, trong đó
có nhiều vi sinh vật có khả năng lây nhiễm cao như các vi khuẩn đường ruột, trứng

của các ký sinh trùng,...Thành phần hóa học nói chung có trong nước thải sinh hoạt
và mức độ ô nhiễm được liệt kê trong bảng 2.2, xác định bởi Hiệp hội sức khoẻ
Cộng đồng Mỹ (The American Public Health Association ).

Bảng 2.2. Thành phần hố học điển hình của nước thải sinh hoạt
và mức độ ô nhiễm

Các chất

Mức độ ô nhiễm, mg/l

Nặng Nhẹ Trung

bình

Tổng chất rắn (TS- Total Solid) 1000 500 200

- Chất rắn hoà tan 700 350 120

- Chất rắn lơ lửng 300 150 80

Nhu cầu oxi sinh hoá -BOD5 300 200 100

Oxi hoà tan – DO 0 0 0

Tổng nitơ 85 50 25

- Hữu cơ 35 20 10

- Amoniac 50 30 15

- Nitrit 0,1 0,05 0

- Nitrat 0,4 0,2 0,1

Clorua 175 100 15

Kiềm (như CaCO3) 200 100 50

Chất béo 40 20 0

</div>
(53)<div class='page_container' data-page=53>

Nước thải sinh hoạt thường được xử lý tập trung theo cụm dân cư hoặc theo
từng khu vực. Để xử lý nước thải sinh hoạt, người ta thường sử dụng những quy
trình cơng nghệ sau:

 Xử lý bằng hệ thống ao hồ ổn định

Nước thải sinh hoạt được gom lại và được xử lý sơ bộ, rồi đưa vào các ao hồ
ổn đinh. Trình độ cơng nghệ của biện pháp xử lý này thấp, yêu cầu diện tích hồ và
dung tích lớn, hệ thống này có thể bao gồm 1 hoặc nhiều hồ nối tiếp nhau, thời
gian lưu nước dài ngày nhưng mang lại hiệu quả cao và giá thành rẻ.

Bản chất của biện pháp xử lý này là dựa vào các quá trình phân huỷ hiếu
khí ở nhiệt độ 15 - 350C. Oxi hồ tan rất ít, chất rắn lơ lửng lắng xuống đáy hồ
được các vi sinh vật yếm khí phân huỷ. Thời gian lưu nước khoảng 20 ngày và
hiệu suất làm sạch đối với các hợp chất dễ phân huỷ sinh học (BOD) là 80-90%.
Hồ có mặt thống càng rộng, càng tốt và chiều sâu tối thiểu là 2m, ví dụ như hồ
xử lý nước thải của thành phố Aukland (New Zealand) rộng tới 2km2. Trên mặt
hồ có thể thả bèo tây, trồng rau muống. Hằng ngày, nước thải được bổ sung vào
hồ một lượng bằng 1/20 -1/30 dung tích hồ và cũng có khoảng từng đó nước

được lấy ra từ hồ. Nước thải sau khi được xử lý bằng hệ thống ao hồ ổn định là
nước trong, khơng có mùi vị khó chịu, đạt tiêu chuẩn đổ ra sông hồ.

 Xử lý bằng hệ thống các bể kỵ khí và tuỳ nghi

Cho nước thải đi qua song chắn rác và bể lắng cát. Sau khi được đưa vào bể
điều hoà, nước thải được đưa sang bể kỵ khí và bể tuỳ nghi. Quy trình xử lý nước
thải bằng hệ thống các bể kỵ khí và tuỳ nghi được mơ tả ở hình 2.5.

Nước ra

Hình 2.5. Mơ hình xử lý nước thải sinh hoạt

Nhìn vào hình 2.5 ta thấy, hệ thống xử lý bao gồm các bể ổn định kỵ khí và
tuỳ nghi kết hợp với các bể lắng trước và sau xử lí. Hệ thống này đơn giản và điển
hình cho xử lý nước thải, nhưng địi hỏi có mặt bằng xây dựng tương đối rộng và
thời gian xử lý dài (vài tháng). Các bể được xây dựng theo đúng công suất thiết kế
và lưu lượng dòng thải.

Tại các bể kỵ khí, trong thời gian lưu nước, dưới đáy bể xuất hiện lớp bùn

Nước

thải

///

Bể lắng
cát

Bể lắng
đợt I

Bể kỵ khí
số 1

Bể kỵ khí
số 2

Bể tuỳ nghi
số 1
Bể tuỳ nghi

số 2
Bể lắng

</div>
(54)<div class='page_container' data-page=54>

và các vi si sinh vật kỵ khí hoạt động. Các bể kỵ khí nếu khơng xây kín thì có thể
thả bèo tây hoặc rau mau muống trên mặt.

Bể tuỳ nghi hoạt động trong điều kiện có mặt thống, ánh sáng mặt trời có thể
xuyên thấu đến một độ sâu nhất đinh. Trong bể có sự phần tầng hoạt động của vi
sinh vật, phần lớp bên trên có các vi sinh vật hiếu khí hoạt động, lớp bên dưới và
phần đáy có các vi sinh vật tuỳ nghi và kỵ khí hoạt động. Nước thải sau khi xử lý đạt
chỉ số BOD có thể đưa vào nguồn tiếp nhận.

Như vậy, quy trình cơng nghệ xử lý tương đối đơn giản.Cơ sở của quy trình
là biện pháp xử lý bằng ao hồ ổn định. Ngồi ra, người ta cịn dùng các quy trình
cơng nghệ bể hiếu khí kết hợp với bùn hoạt tính, thời gian xử lý tương đối ngắn
(khoảng 3 - 5 ngày) và mang lại hiệu quả cao (xử lý được 90 - 95% BOD).

b) Mơ hình xử lý nước thải thành phố

Nước thải thành phố (hay nước thải đô thị) thường gồm khoảng 50% nước
sinh hoạt, 14% các loại nước thấm và 36% nước thải sản xuất. Như vậy, thành
phần của nước thải thành phố bao gồm chất thải từ các khu dân cư, khu thương
mại, công nghiệp, nông nghiệp và các chất rửa trôi từ mặt đất hoặc từ sự rò rỉ của
các đường dẫn thải. Nồng độ chất bẩn trong nước thải thành phố tính theo đầu
người được liệt kê trong bảng 2.3.

Bảng 2.3. Lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt thành phố tính theo
g/người/ngày

STT Chất bẩn Theo

X.N.Stroganov

Theo
B.J.Arceivala,

1985

1 Hàm lượng cặn lơ lửng 35 - 50 70 -145

2 BOD5 30 – 50 45 - 54

3 Nitơ amon (NH+4) 7 - 8 6 - 12

4 Clorua (Cl-) 8,5 - 9 4 - 8

5 Photphat (PO3-4) 1,5 - 1,8 0,8 - 4,0

6 Kali (K+) 3,0 2 - 6

7 Sunfat (SO2-4) 1,8 - 4,4 -

8 Dầu mỡ - 10 - 30

</div>
(55)<div class='page_container' data-page=55>

C0nt

Cnt

Cng Ccp

Hình 2.6. Mối quan hệ giữa trạm xử lý nước thải với nguồn nước tiếp nhận

Mơ hình xử lý nước thải thành phố bao gồm các cơng trình sau đây:

- Song chắn rác: loại bỏ rác và các tạp chất lớn. Các tạp chất này được nghiền 
nhỏ và đưa vào bể xử lý cùng bùn cặn.

- Bể điều hoà: chứa đựng và điều hòa lưu lượng nước thải, tạo điều kiện cho 
các cơng trình phía sau làm việc ổn định và hiệu quả.

- Bể lắng cát: tách các tạp chất vô cơ lớn như cát, xỉ... nhằm giảm sự cố có thể 
xảy ra trong quá trình dây chuyền công nghệ vận hành như tắc máy bơm, tắc
đường ống, ăn mịn đường ống...

- Bể xử lý hố - lý: tách các hợp chất lơ lửng có kích thước nhỏ, khó xử lý bằng 
biện pháp cơ học. Dịng thải được đưa vào bể xử lý các chất hoá học như phèn để
đơng tụ, cung cấp bọt khí để keo bơng... để làm thay đổi kích thước và trọng lượng

của chúng.

- Bể lắng đợt I: tách các tạp chất rắn ra khỏi nước, đảm bảo cho các q trình 
xử lý sinh học phía sau diễn ra ổn định. Phần bùn cặn thu hồi được đưa vào bể
lên men kị khí CH4.

- Bể xử lý sinh học: các cơng trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự 
nhiên như cánh đồng lọc, cánh đồng sinh học... hay trong điều kiện nhân tạo như
bể aerotank, biophin dùng để loại bỏ các chất hữu cơ ở dạng tan, keo... có trong
nước thải.

</div>
(56)<div class='page_container' data-page=56>

Sơng

Hình 2.7. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thành phố

- Bể lắng đợt II: bùn ra được tạo thành trong quá trình xử lý sinh học nước 
thải. Một phần bùn được tách ra và đưa trở về bể xử lý sinh học (bùn hoạt tính tuần
hồn), nhằm bổ sung thêm vi khuẩn hiếu khí, giúp làm tăng khả năng phân huỷ chất
hữu cơ trong bể aerotank. Phần bùn dư được đưa vào bể xử lý kỵ khí CH4. Bùn thu
hồi ở bể methane được phơi khô làm phân bón hoặc đem đốt nếu có chứa nhiều độc
tố như kim loại nặng...

- Khâu khử trùng với các cơng trình như bể clorat, máng trộn... có tác dụng
triệt khuẩn trong nước thải, trong nhiều trường hợp cịn có tác dụng làm trong

Cặn bẩn

Chú thích:

Thành phần ra khỏi chu trình

Thành phần được quay vòng
tái sử dụng

Thành phần bổ sung vào chu
trình

Bể khử trùng

Bùn tuần hoàn
Nước thải

Khí
Xử lý hố -lý

Bùn
HT

Thu hồi
khí
CH
Bể lên

men kị
khí
CH4

Sân phơi cát
Song chắn rác

Bể điều

Bể lắng đợt I

Bể
Bể lắng cát

Bể lắng đợt
II

Rác nghiền nhỏ

Cát khô

Bùn dư

Nước thu hồi từ bể
lên men kị khí CH4

Hố chất

</div>
(57)<div class='page_container' data-page=57>

tưới cây hoặc có thể đổ ra sơng hồ.

- Khâu xử lý bùn cặn với các công trình như bể lên men kỵ khí me-tan, sân
phơi bùn, lò đốt bùn... để xử lý phần bùn thu được từ các bể xử lí. Phần bùn sạch
được tách ra, phơi khơ và làm phân bón, nếu có chứa các hoá chất độc hại như kim

loại nặng... thì đem đốt.

Lựa chọn các phương pháp và giai đoạn xử lý phải dựa trên yêu cầu về mức độ
xử lý nước thải cần thiết, lưu lượng nước thải, khả năng xử lý tập trung nước thải sinh
hoạt với nước sản xuất, các điều kiện địa phương, mục đích sử dụng nước thải,...
Trạm xử lý nước thải thường được bố trí cuối dịng chảy và cuối hướng gió để khơng
ảnh hưởng đến việc sử dụng nước và các hoạt động kinh tế - xã hội của người dân.

c) Công nghệ sản xuất bia

Bia là sản phẩm lên men được sản xuất lâu đời trên thế giới, có tác dụng giải
khát và tăng cướng sức lực cho cơ thể. Thành phần chủ yếu của bia bao gồm: 80 -
90% nước, 3 - 6% cồn, 0.3 – 0.4% H2CO3 và 5 - 10% là các chất tan (như gluxit,
các hợp chất chứa nitơ, axit hữu cơ, chất khống và vitamin). Ngun liệu chính để
sản xuất bia là malt đại mạch hoặc ngơ, gạo, lúa mì...; hoa Houblon; men và nước.
Trong đó, nước chiếm thành phần chủ yếu, nước dùng để sản xuất bia phải là nước
mềm, hàm lượng sắt, mangan càng thấp càng tốt và phải được khử trùng trước khi
đưa vào nấu và đường hố.

Trong cơng nghệ sản xuất bia, nước được sử dụng vào các mục đích:

- Một lượng nước lớn dùng cho quá trình rửa chai, lon, nguyên vật liệu, thiết
bị máy móc và sàn thao tác.

- Làm nguyên liệu pha trộn với tỉ lệ nhất định để nghiền ướt malt và gạo
(hay lúa mì, ngơ) và bổ sung tiếp trong q trình nấu - đường hố.

- Sản xuất hơi nước dùng cho quá trình nấu - đường hố, nấu hoa và thanh
trùng.

* Đặc tính và nguồn phát sinh nước thải của ngành công nghiệp sản xuất bia: 
- Nước thải ra từ công đoạn rửa nguyên vật liệu chứa chất rắn lơ lửng và
chất hữu cơ.

- Nước làm lạnh, nước ngưng: là nguồn nước thải ít hoặc khơng bị ơ nhiễm
và có khả năng tuần hoàn tái sử dụng.

- Nước thải từ bộ phận nấu - đường hoá, chủ yếu là nước thùng nấu, bể
chứa, sàn nhà... nên chứa bã malt, tinh bột, bã hoa, chất hữu cơ...

</div>
(58)<div class='page_container' data-page=58>

- Nước thải ra từ công đoạn rửa chai, lon, nguyên vật liệu cũng là dịng
thải bị ơ nhiễm lớn trong công nghệ sản xuất bia. Về nguyên lý, chai và lon
dùng để đóng bia được rửa qua các bước: rửa với nước nóng, bằng dung dịch
kiềm lỗng và nóng (1-3% NaOH), tiếp đó là rửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài
chai, phun kiềm nóng rửa bên trong và bên ngoài chai và cuối cùng được rửa
sạch bằng nước nóng và nước lạnh. Do đó, dịng thải từ cơng đoạn này có độ pH
cao, đây là nguyên nhân làm cho dòng thải chung của nhà máy mang tính kiềm.
Thành phần chất bẩn và mức độ ô nhiễm của nước thải ở công đoạn này được
mô tả trong bảng 2.4 (Korrespondenz Abwasser, Đức, 1997).

Bảng 2.4. Ô nhiễm nước thải từ q trình rửa chai bia

Thơng số

Hàm lượng, mg/l

Thấp Trung bình Cao

COD 810 2490 4480

BOD5 330 1723 3850

Nitơ NH4
+

2,05 4,0 6,15

P tổng 7,9 12,8 32,0

Cu 0,11 2,0 0,52

Zn 0,20 0,35 0,54

AOX

(Adsorbable
Organohalogens)

0,10 0,17 0,23

PH = 8,3 đến 11,2.

Nước tiêu thụ để rửa chai: 0,3 đến 0,5 lít/1chai

Nguồn: Korrespondenz Abwasser, Đức, 1997 
Trong nước thải có chứa kim loại do sử dụng loại nhãn dán chai có in bằng
các thuốc in có chứa kim loại và có chứa AOX - hợp chất của clo do q trình khử
trùng có dùng chất khử. Hiện nay, loại nhãn dán chai này bị cấm sử dụng ở nhiều
nước trên thế giới.

</div>
(59)<div class='page_container' data-page=59>

ở CHLB Đức thì lượng nước thải ra ít. Lưu lượng và đặc tính nước thải trong
công nghệ sản xuất bia biến đổi theo mùa và chu kỳ.

Để giảm lượng nước thải và nồng độ các chất gây ô nhiễm nước trong công
nghệ sản xuất bia, cần nghiên cứu, thăm dò các khả năng sau:

- Phân luồng dịng thải để có thể tuần hồn sử dụng các dịng ít ơ nhiễm như
nước làm lạnh, nước ngưng từ quá trình rửa thiết bị, sàn, chai, lon.

- Sử dụng các thiết bị rửa cao áp như phun tia hoặc rửa khô để giảm lượng
nước.

- Hạn chế rơi vãi nguyên vật liệu, men, hoa houblon và thu gom kịp thời bã
men, bã malt, bã hoa và bã lọc để hạn chế ô nhiễm trong dòng nước thải.

* Sơ đồ và nguyên lý làm việc của mơ hình cơng nghệ xử lý nước thải

Do đặc tính nước thải của nhà máy bia có chứa hàm lượng các chất hữu
cơ cao ở trạng thái hoà tan và trạng thái lơ lửng, trong đó chủ yếu là
hydratcarbon, protein và các axit hũu cơ, đây đều là những chất dễ phân huỷ
sinh học. Tỉ lệ BOD5/COD nằm trong khoảng từ 0.5 - 0.7, thích hợp với biện
pháp xử lý sinh học. Tuy nhiên, trong trường hợp thiếu chất dinh dưỡng vơ cơ
chứa Nitơ, photpho... cho q trình phát triển của vi sinh vật, cần phải bổ sung
kịp thời. Việc lựa chọn phương pháp xử lý hiếu khí, yếm khí hay kết hợp và
thiết bị sinh học để xử lý nước thải nhà máy bia phụ thuộc vào đặc tính nước
thải, lưu lượng nước thải, điều kiện kinh tế - xã hội và diện tích xây dựng cho
phép. Hình 2.8 và 2.9 là những ví dụ về hệ thống xử lý nước thải của nhà máy
bia bằng biện pháp sinh học.

Bùn sấy khơ

Hình 2.8. Mơhình xử lý nước thải ở nhà máy bia tại CHLB Đức

Nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý sinh học cần qua sàng, lọc để tách

Nước
ra
Nước

thải

Bùn dư

Bùn hồi lưu

Song
chắn rác

Bể hiếu

khí
(aerotank)
Tách dầu

mỡ và
lắng

Bể lắng

Bể chứa

</div>
(60)<div class='page_container' data-page=60>

khác. Đối với dịng thải rửa chai có giá trị pH cao, cần phải được trung hoà bằng
axit. Nước thải sản xuất hỗn hợp cần cho vào bể tách dầu trước khi xử lý tiếp theo.

Hình 2.9. Mơ hình xử lý nước thải của nhà máy bia Bavaria, Lieshout, Hà Lan

Nước thải từ bể axit hố được tuần hồn một phần về bể chứa, một mặt có tác
dụng tăng hiệu suất q trình axit hố, mặt khác ổn định pH của nước thải ở bể chứa.

d) Công nghệ sản xuất axit amin và các chế phẩm sinh học

Trong công nghiệp vi sinh hiện nay, sản xuất các axit amin nhiều nhất là axit
glutamic và muối của nó là mononatri glutamate (bột ngọt), sau đó là lizin,
triptophan. Các nhà máy sản xuất mỳ chính và lizin dùng nguyên liệu là bột sắn, rỉ
đường và các axit sulfuric, clohydric, canxi cabonat, natri clorua, than hoạt tính,
các muối khống (NH4)2SO4, KH2PO4, MgSO4 cũng có thể có ure hoặc nước
ammoniac... Nước thải ở các nhà máy bao gồm các nguồn:

- Nước làm mát máy móc, thiết bị;

- Nước thải ở phân xưởng chế biến tinh bột (từ củ sắn, củ mỳ), phân xưởng
đường hoá từ tinh bột bằng axit sunfuric hoặc axit clohydric và từ khâu xử lý rỉ
đường. Nước thải ở đây bị nhiễm bẩn bởi nồng độ các hydrat cacbon như tinh bột,
các loại đường (sacaroza, glucoza, dextrin), các mẩu sắn vụn, vẩn cặn rỉ đường,
than hoạt tính,...

- Nước thải từ phân xưởng hoàn thành phẩm rất giàu các chất hữu cơ và chất
khống. Vì nước ở đây thải ra có thể đã qua cô đặc, hấp phụ, kết tinh... nên nồng
độ các chất hữu cơ là rất cao;

- Nước rửa sàn và làm vệ sinh nói chung;

- Nước sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy.

Cũng giống như ở các nhà máy sản xuất bia, nước làm mát thiết bị thường ít
bẩn, có thể được tái sử dụng sau khi xử lý sơ bộ và hạ nhiệt độ. Riêng nước thải từ

Nước thải
vào

Bể chứa Bể acid

hóa

Bể yếm khí
UASB

Khí

Bể sục khí
(aerotank)
Bể ổn định

tiếp xúc

Bể lắng thứ
cấp

</div>
(61)<div class='page_container' data-page=61>

phân xưởng hồn thành sản phẩm có độ nhiễm bẩn chất hưu cơ cao, nên cần được
xử lý đặc biệt. Đặc điểm của nước thải của nhà máy sản xuất mỳ chính được nêu ở

bảng 2.7.

Yêu cầu nước thải sau khi xử lý đạt được các chỉ tiêu như sau: COD: 80
mgO2/l, BOD5: 40 mgO2/l, Ntổng số: 5 mg/l và SS: 50mg/l. Nước thải sau khi xử lý
phải loại được 95-97% các hợp chất hữu cơ, nước thải sau xử lý có thể đưa vào ao,
hồ. Bùn thu hồi được xử lý làm phân bón.

Chúng ta có thể chọn một quy trình cơng nghệ như quy trình bể hiếu khí
đơn, bể hiếu khí kết hợp với thổi khí, bể hiếu khí kết hợp với bùn hoạt tính và thổi
khí tích cực. Mơ hình cơng nghệ xử lý nước thải từ nhà máy sản xuất mononatri,
glutamate và lizin được thể hiện ở hình 2.5.

Bảng 2.5. Đặc điểm nước thải của nhà máy sản xuất bột ngọt Biên Hồ

Thơng số Nước thải

sinh hoạt

Nước thải
sản xuất

Nước thải
chung

Nhiệt độ, oC 30-35 30-35 -

BOD5, mgO2/l 220 1000 870

COD, mgO2/l 500 1700 1500

Ntổng số, mg/l 40 400 340

Ptổng số, mg/l 8 30 26

Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l 220 100 120

Tổng lượng muối hoà tan,
mg/l

500 1800 1583

Nguồn: Kế thừa từ Hoàng Kim Cơ và các cộng sự, 2001 
 Mơ hình xử lý bằng bể hiếu khí kết hợp với kỹ thuật bùn hoạt tính 
Sơ đồ cơng nghệ: hình 2.10

Nước

thải Bể điều 
hòa

Song chắn
rác

Lắng
1

Bể hiếu
khí
(aerotank)

Lắng
2

Nước sau
xử lý

</div>
(62)<div class='page_container' data-page=62>

Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

- Nước thải của các công đoạn sản xuất của nhà máy được tập trung ở bể
điều hoà, qua song chắn rác và sàng quay lọc để loại bỏ tạp chất thô. Bể điều hồ
có chức năng điều chỉnh pH và lưu lượng dòng chảy, đảm bảo nước lưu ở bể xử lý
sinh học và lắng có đủ thời gian để phân huỷ hết các chất bẩn. Do nước thải chứa
nhiều hàm lượng nitrat và phot-phat nên xử lý hiếu khí mang lại hiệu quả cao hơn.
Bể hiếu khí có thể chuyển sang chế độ thiếu khí bằng cách ngừng thổi khí từ trạm
khí nén, tạo điều kiện cho q trình khử nitrat và phot-phat, sau đó lại chuyển sang
chế độ làm việc hiếu khí. Trong q trình lắng, bùn sẽ lắng xuống đáy bể, vì vậy,
cần phải gạt bùn và đưa vào hệ thống bơm hồi lưu trở lại bể hiếu khí, lượng bùn
hồi lưu khoảng 30 - 70%.

Tỉ lệ hợp lý giữa ba thơng số BOD5 : N : P cho q trình phân huỷ sinh học
là 100:5:1. pH thích hợp cho quá trình khử N và P diễn ra thuận lợi là 7.2.

Nước thải sau khi xử lý trong và có màu sáng, nếu đủ tiêu chuẩn nước bình
thường thì có thể đưa vào sơng hồ. Nếu khơng đạt thì được đưa về hệ thống xử lý
lại từ đầu.

 Mơ hình cơng nghệ xử lý bằng biện pháp lọc sinh học kết hợp với bùn 
hoạt tính.

Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải sản xuất chế phẩm acid amin: được mô tả ở

hình 2.11.

Mơ hình xử lý nước thải ở nhà máy sản xuất mỳ chính

Song
chắn rác

Lắng
cặn

Bể
trunghồ

Lắng
1

Bể hiếu khí
aerotank

Lắng 2
Nước

thải

Khí
nén

Nước ra

phin lọc sinh học tải

lượng cao

Bùn hồi lưu

Bùn thừa

xử lý bùn

</div>
(63)<div class='page_container' data-page=63>

Nguyên lý làm việc của hệ thống:

Nước thải sau khi xử lý sơ bộ được bơm vào bể điều hoà và đồng thời điều
chỉnh pH. Tại bể điều hồ có trang bị bộ phận khuấy trộn kỵ khí để khử bớt các
chất dinh dưỡng dư, sau đó nước được bơm vào lọc sinh học tải lượng cao với vật
liệu lọc bằng plastic rồi qua bể thổi khí. Nước thải sau khi được làm sạch ở bể
phân huỷ hiếu khí được cho vào bể lắng trước khi cho chảy vào sông hồ. Bùn tạo
ra trong quá trình được bơm một phần được hồi lưu vào bể hiếu khí, một phần
được đưa sang bộ phận xử lý bùn.

e) Nhà máy sản xuất đường

Công nghiệp đường - bột gồm các nhà máy sản xuất đường, chế biến tinh
bột và sản xuất đường glucoza từ tinh bột. Nguyên liệu chính cho sản xuất là củ cải
đường và mía. Nguyên liệu sau thu mua được rửa sạch (với củ cải đường người ta
hấp nóng và thêm vơi bột), ép lấy dịch đường. Hàm lượng đường có trong mía là
7-12%. Dịch đường được cô chân không, lọc kết tinh, ly tâm.

Nước thải trong quá trình sản xuất đường chứa nhiều carbonhydrat và vơi
(làm pH nước thải có khi tới 11.5). Trong bùn lắng có bụi muội, vỏ mía, vỏ củ
cải, các mảnh vụn mía và củ cải, nhiều lignin và đất. Một phần bùn lắng được
sử dụng để chế biến phân vi sinh. Nước thải nhà máy sản xuất đường từ củ cải

Südzucker AG (CHLB Đức) có đặc tính như ở bảng 2.6.

Bảng 2.6. Đặc điểm thành phần trong nước thải của nhà máy sản xuất đường
từ củ cải

Các chỉ số, mg/l Nước rửa Nước thải từ các xưởng sản xuất

N –amin 20 20

N - hữu cơ 50 40

Sunfat 50 40

Clorit 250 2000

Phospho 0,1 1

Tổng carbon hữu cơ 4400 2000

Axit axetic 2370 870

Axit propionic 890 610

Axit butyric 860 870

Axit valeric - 850

Axit lactic 3300 29,4

</div>
(64)<div class='page_container' data-page=64>

Nước thải tại nhà máy được xử lý qua hai giai đoạn: xử lý sơ bộ và xử lý

sinh học.

 Xử lý sơ bộ: Loại bỏ tạp chất thô, điều chỉnh pH (ở khoảng 6,5) và lưu nước 
trong bể lắng. Bùn lấy ra từ bể lắng được phơi khơ làm phân bón. Nước thải qua bể
lắng có chứa nhiều hàm lượng các chất dễ bị oxy hố hố học, trong đó hàm lượng
canxi cao. Bể điều hoà và bể lắng được giữ ở điều kiện thiếu khí, đây được xem
như là giai đoạn tiền lên men methane ở giai đoạn sau.

 Xử lý kỵ khí: Hình 2.12mơ tả sơ đồ xử lý nước thải bằng phương pháp lên men 
kỵ khí, sinh ra một lượng lớn khí methane. Khí thu hồi được chuyển sang thùng
đựng trung gian, một phần được quay lại nồi lên men bằng máy nén khí qua đường
ống dẫn khí xuống tận đáy nồi để trộn đều bùn và nước. Khí thừa được tập trung
vào bình chứa khí, bên cạnh đó có thiết bị dẫn khí để đưa khí đến nơi sử dụng.

Hình 2.12. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp lên men kỵ khí
ở nhà máy Sỹdzucker AG

1 - Nước vào; 2 - Thiết bị trao đổi nhiệt; 3- Nồi phản ứng sinh khí metan; 4 - Bộ 
phần giải phóng khí; 5 - Bể lắng lọc; 6, 13 - Thu hồi bùn ngược dòng; 7 - Nước 
điều nhiệt ra; 8, 9 - Nước nóng; 10 - Bình chứa khí; 11 - Thiết bị phân phối khí; 12 
- Đường khí; 13 - Thu và hồi lưu bùn; 14 - Đường dẫn bùn thừa; 15 - Nước ra sau 
xử lí.

</div>
(65)<div class='page_container' data-page=65>

hai bể xử lý hiếu khí. Trong đó bể thứ nhất được sục khí kết hợp với khuấy trộn.
Thời gian lưu nước trong bể này khoảng 2 ngày.

Bể thứ hai được chia làm ba phần: hai phần chứa nước được sục khí kết hợp
với khuấy trộn; một phần được bổ sung nước làm mát thiết bị vào để cùng xử lý.
COD và BOD trong nước thải tiếp tục giảm, khí CO2 trong nồi lên men kết hợp
với Ca2+ tạo thành CaCO3. Mô hình cơng nghệ xử lý này là một thành công lớn

định hướng giải quyết vấn đề nước thải và thu khí methane (cung cấp năng lượng),
đóng vai trị lớn trong việc xử lý nước thải trong ngành công nghiệp hiện nay.

f) Các xí nghiệp giết mổ gia súc, gia cầm (lò mổ)

Sản phẩm của các xí nghiệp giết mổ động vật bao gồm có thit, mỡ và các
sản phẩm chế biến từ các nguyên liệu thô, cũng như một số phụ phẩm xương, nội
tạng, da, lông... của các loại gia súc như: trâu, bị, cừu,... và các lồi gia cầm như
ngan, vịt,...

Nước thải từ các lò mổ rất giàu các chất hữu cơ như protein, lipit, các axit
amin, các axit hữu cơ... thích hợp với việc xử lý bằng biện pháp sinh học. Nguồn
N-amin cao, nhưng các nguồn dinh dưỡng khác đặc biệt là nguồn photphat lại thấp,
vì vậy, trong quá trình xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học cần bổ sung thêm
nguồn dinh dưỡng. Nước thải từ các lò mổ bao gồm nước thải từ phân xưởng giết
mổ, chế biến, nước rửa thiết bị, nước vệ sinh, nước ngưng ở lị hơ,...

Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải của nhà máy giết mổ động vật ở
Oberding Munkhen, CHLB Đức được mô tả ở hình 2.13. Nhà máy sản xuất
khoảng 380 tấn sản phẩm mỗi tuần, và sử dụng biện pháp tách mỡ khô nên tải
lượng nước thải thấp.

Sơ đồ quy trình cơng nghệ:

Khí nén

Nước
thải

Tách mỡ

Hình 2.13. Mơ hình xử lý nước thải ở nhà máy giết ổ động vật ở Oberding,
CHLB Đức

Máy li
tâm

Bể hiếu
khí
Bể cân

bằng

Bể thiếu
khí
70%

30%

Bể
lắng

Bùn hồi
lưu

</div>
(66)<div class='page_container' data-page=66>

Ngun lý hoạt động: Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải lò mổ cũng giống 
như ở các xí nghiệp chế biến thực phẩm khác, đềubao gồm hai giai đoạn chính: xử lý
sơ bộ và xử lý sinh học.

- Xử lý sơ bộ: Nước thải của nhà máy được tập trung và đưa vào máy ly tâm

tách mỡ ra khỏi nước. Trước khi chuyển nước thải sang bể xử lý sinh học cần đưa
qua bể chứa và bổ sung thêm chất dinh dưỡng và muối khoáng cần thiết.

Xử lý bằng biện pháp sinh học: Nước thải từ bể chứa được phân phối vào hai 
bể hiếu khí và thiếu khí theo tỉ lệ 7: 3. Trong bể hiếu khí, nước thải được xử lý bằng
bùn hoạt tính, có cung cấp khí, tại đây xảy ra q trình nitrat hố, các amon bị oxy
hố thành nitrit và nitrat. Sau đó, nước thải từ bể hiếu khí được đưa quay trở lại bể
thiếu khí, mục đích là tạo điều kiện để xảy ra q trình phản nitrat nhằm chuyển hố
nitrat thành khí nitơ và các khí khác. Nước thải từ bể hiếu khí sau khi qua bể lắng có
thể đưa ra môi trường. Phần bùn thu được có thể sử dụng trực tiếp trong nông
nghiệp. So sánh với nước thải trước khi xử lí, kết quả được thể hiện ở bảng 2.7.

Bảng 2.7. Nước thải qua hệ thống xử lý ở xí nghiệp giết mổ động vật
Oberding, Đức

Chỉ tiêu Nước thải thô

(nước vào)

Nước thải xử lý
(nước ra)

PH 5,3 – 8,9 7,2 - 7,6

Độ dẫn điện, ms/cm 2,8 – 6,1 3,1 - 4,5

Clorit, mg/l 11 – 390 60 – 480

Chất rắn qua lọc, mg/l 160 – 580 <0,1

BOD5,mg/l 1800 – 7400 25 – 40

COD,mg/l 2400 – 9600 200 – 300

TOC, mg/l 1180 – 3400 90 – 130

Mỡ, mg/l 115 – 300 1 – 25

Axit hữu cơ, mg/l 1500 – 4000 9 – 300

Nitơ hữu cơ, mg/l 61 – 350 7 – 15

Nitơ amon, mg/l 230 – 1120 270 – 700

H2S, mg/l 0 – 20 0

Photpho tổng số, mg/l 1,6 - 5,3 0,2 - 0,9

Photpho vô cơ, mg/l 1,0 - 5,0 0,1 - 1,0

Độ cứng, mg CaCO3/l 35,6 – 125 89 – 195

Độ kiềm, mmol NaOH/l 30 – 70 43 – 60

Nguồn: Kế thừa từ Hoàng Kim Cơ và các cộng sự, 2001 
g) Công nghiệp giấy

</div>
(67)<div class='page_container' data-page=67>

nhau. Ngồi ngun liệu thơ nêu trên, các nhà máy sản xuất giấy thường xuyên sử
dụng các loại hóa chất, cụ thể như:

- Bột giấy cần tẩy trắng;
- Bột sufat để tẩy trắng;

- Chất màu và chất kết dính như cao lanh, nhựa tổng hợp...

- Nguyên liệu bổ sung như: phèn nhôm sufat và các hợp chất polymer amino...
- Cộng nghệ sản xuất giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều
nước. Tuỳ theo từng công nghệ sản xuất mà lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn
giấy dao động từ 200 - 500m3. Nước được dùng cho các công đoạn rửa nguyên vật
liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước. Trong các nhà máy giấy, hầu như tất cả
lượng nước đưa vào sử dụng được thải ra đều mang theo tạp chất, hoá chất, bột giấy
và các chất ơ nhiễm hữu cơ và vơ cơ. Các dịng thải chính của nhà máy bao gồm:

- Dịng thải rửa nguyên vật liệu có chứa chất hữu cơ, đất đá, vỏ cây, mảnh
gỗ vụn...

- Dòng thải của quá trình nấu và rửa sau nấu, chứa phần lớn chất hữu cơ
hoa tan, hoá chất nấu và một phần xơ sợi. Dòng thải từ bộ phận này có màu đen
nên được gọi là dịch đen, có tỉ lệ giữa chất hữu cơ và vơ cơ là 7:3. Thành phần
hữu cơ chủ yếu trong dịch đen là lignin hoà tan vào dịch kiềm, ngoài ra còn chứa
những sản phẩm phân huỷ hydratcacbon, axit hữu cơ. Thành phần vô cơ bao gồm
những chất nấu như NaSO4, NaOH, Na2S, Na2SO, Na2CO. ở những nhà máy lớn,
dòng thải này được xử lý để thu hồi tái sinh sử dụng lại kiềm bằng phương pháp
cô đặc - đốt cháy các chất hữu cơ - xút hố.

- Dịng thải từ cơng đoạn tẩy trắng của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng
phương pháp hoá học và bán hoá chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hoà tan và hợp
chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy trắng có độc tính cao. Dịng thải này
có màu sẫm, hàm lượng BOD và COD cao.

- Dịng thải từ q trình nghiền bột và xeo giấy có chứa nhiều xơ sợi mịn,
bột giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh.

- Dịng thải từ khâu rửa thiết bị, rửa sàn... có hàm lượng các chất lơ lửng và
các hoá chất rơi vãi (Dịng thải này khơng liên tục).

- Nước ngưng của q trình cơ đặc trong hệ thống xử lý thu hồi hoá chất từ dịch
đen. Mức độ ô nhiễm của nước ngưng phụ thuộc vào loại gỗ và công nghệ sản xuất.

</div>
(68)<div class='page_container' data-page=68>

nhiều cơ sở chỉ sản xuất bột giấy hoặc sản xuất giấy. Hình 2.14 giới thiệu hệ
thống xử lý nước thải của nhà máy sản xuất giấy ở Platting, CHLB Đức. Các chỉ
tiêu của nước thải ở nhà máy này được giới thiệu ở bảng 2.8.

Bảng 2.8. Thành phần nước thải của nhà máy giấy Platting

Chỉ tiêu Giá trị thực trung bình Thiết kế
Lưu lượng nước thải,

m3/h

204 270

Chất rắn qua lọc, mg/l 1000 – 3000 530

BOD5,mh/l 123 165

COD,mg/l 350 620

Nguồn 350 350

Nguồn: Kế thừa từ Hoàng Kim Cơ và các cộng sự, 2001

Hình 2.14. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải ở nhà máy giấy

1 - Bể chứa; 2 - Bể ổn định hoặc cân bằng; 3 - Bể trung hoà; 4 - Bể keo tụ và kết lắng; 5 
- Bể sục khí; 6 - Bể lắng; 7 - Lọc; 8 - Xử lý bùn lắng.

</div>
(69)<div class='page_container' data-page=69>

cao, nước ra đạt tiêu chuẩn không gây ô nhiễm nguồn nước.
h) Công nghiệp thuộc da

Thuộc da là ngành sản xuất gắn liền với ngành chăn nuôi gia súc và chế
biến thịt. Đây là một ngành sản xuất có cơng nghệ khá phức tạp, bao gồm nhiều
công đoạn khác nhau. Nguyên liệu chính sử dụng cho cơng nghiệp thuộc da là da
động vật như da bị, da trâu, da cứu...Ngồi ra, nước là một nguyên liệu thô quan
trọng trong quy trình sản xuất.

Hầu hết các cơng đoạn trong cơng nghệ thuộc da là q trình ướt (có sử dụng
đến nước). Lượng nước thải xấp xỉ bằng lượng nước tiêu thụ. Tải lượng và thành
phần của các chất gây ô nhiễm nước phụ thuộc vào lượng hoá chất sử dụng và lượng
chất được tách ra từ da. Nước thải của xí nghiệp thuộc da bao gồm nước thải từ:

Công đoạn bảo, da sống được rửa sạch trước khi ướp muối, nước thải từ
khâu này chứa tạp chất bẩn như máu, mỡ, phân động vật...

Nước rửa da trước khi đưa vào xử lí, da ngâm muối được rửa sạch để loại bỏ
muối và các tạp chất bám vào da, sau đó ngâm trong nước từ 8 đến 12h để hồi da
tươi. Trong q trình hồi da tươi, có thể bổ sung các chất tẩy như javen để tẩy mỡ
và điều chỉnh pH trong khoảng 7,5 - 8. Nước thải từ cơng đoạn này có màu vàng
lục, có chứa các protein tan như albumin... các chất bám vào da và có hàm lượng
muối cao. Bên cạnh đó, do nồng độ chất hữu cơ cao, độ pH thích hợp cho sự phát

triển của vi khuẩn nên nước thải từ công đoạn này bị thối rữa rất nhanh.

Nước thải của công đoạn ngâm vôi và khử lông mang tính kiềm cao do mơi
trường ngâm da trong vơi để khử lơng có độ pH thích hợp từ 11 - 12,5. Nước thải
của cơng đoạn này có chứa nhiều muối natri clorua, vôi và chất rắn lơ lửng như
lông vụn, chất hữu cơ...

Công đoạn khử vôi và làm mềm da sử dụng một lượng lớn nước kết hợp với
muối amoni để tách lượng vơi cịn bám trong da và làm mềm da bằng men tổng hợp
hay men vi sinh. Các men này tác động đến cấu trúc da, tạo độ mềm mại của da, nước
thải của công đoạn này mang tính kiềm, có chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao do
protein của da tan vào nước và hàm lượng nitơ ở dạng amon hay ammoniac.

</div>
(70)<div class='page_container' data-page=70>

Nước thải từ công đoạn ép nước, nhuộm, trung hoà, ăn dầu, hoàn thiện sản
phẩm thường là nhỏ và gián đoạn, do đó, chất lượng và lưu lượng nước thải ra ở công
đoạn này khơng ổn định. Nước thải chứa hố chất nhuộm, chất thuộc và lượng dầu
mỡ dư.

Nước thải từ khâu rửa thiết bị, sàn... có chứa nhiều chất rắn lơ lửng, dầu
mỡ...

`Nước thải từ cơ sở thuộc da nói chung có độ màu, chứa hàm lượng rắn tổng
số, chất rắn lơ lửng, hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ BOD cao... Ngoài ra,
nước thải thuộc da còn chứa sunfua, crom và dầu mỡ. Đặc tính nước thải của từng
cơng đoạn và của dịng thải chung được tóm tắt trong bảng 2.9.

Bảng 2.9. Đặc tính nước thải thuộc da

Cơng đoạn

Lượng nước
thải m3/tấn

da muối

pH TS, mg/l SS, mg/l BOD5, mg/l

Hồ tươi 2,5 – 4,0 7,5 – 8,0 8000 – 28000 2500 – 4000 1100 - 2500
Ngâm vôi 6,5 – 10,0 10,0 – 12,5 16000 – 45000 4500 – 6500 6000 - 9000
Khử vôi 7,0 – 8,0 3,0 – 9,0 1200 – 12000 200 – 1200 1000 - 2000
Thuộc tannin 2,0 – 4,0 5,0 – 6,8 8000 – 50000 5000 - 20000 6000 - 12000
Làm xốp 2,0 – 3,0 2,9 – 4,0 16000 – 45000 600 – 6000 600 - 2200
Thuộc crom 4,0 – 5,0 2,0 – 3,2 2400 – 12000 300 – 1000 800 - 12000

Dòng tổng 30 – 35 7,5 – 8,0 10000 – 25000 1200 – 6000 2000 – 3000
Nước thải thuộc da nếu không được xử lý sẽ gây tác động đến nguồn nước
tiếp nhận, do thành phần nước chứa hàm lượng chất hữu cơ cao làm giảm lượng
oxi hoà tan trong nước, gián tiếp ảnh hưởng đến đời sống của các loài thuỷ sinh
sống trong nước. Ngoài ra, nước thải chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng dạng vô
cơ, hữu cơ như vôi, lông, thịt... làm đục nguồn nước, giảm độ thấu quang của
nước, tăng các quá trình sa lắng. Các muối vơ cơ hồ tan làm tăng độ mặn của
nước, tăng áp suất thẩm thấu và độ cứng của nước. Hàm lượng Cr3+ dưtrong
nước thải gây độc hại cho người và động vật, đồng thời làm giảm hoạt động
phân huỷ chất hữu cơ của vi sinh vật. Nước chứa sunfua gây mùi, vị khó chịu và
gây độc cho cá. Do đó, việc xử lý nước thải tại nguồn là việc làm cần thiết và
mang lại hiệu quả cao trong bảo vệ môi trường.

</div>
(71)<div class='page_container' data-page=71>

mang lại hiệu quả cao. Để quá trình xử lý sinh học diễn ra được tốt hơn, cần phân
luồng và tiến hành xử lý sơ bộ cho dòng thải chứa crom (dạng tan) và sunfua trước
khi đưa vào trạm xử lý tập trung. Hệ thống xử lý nước thải được mơ tả ở hình 2.15.

* Khử sunfua:

Phương pháp khử sunfua đơn giản nhất là phương pháp oxi hoá. Các chất
oxi hoá được sử dụng là H2O2, NaOCl... Nhưng thơng dụng nhất vẫn là dùng O2
của khơng khí và có muối mangan II làm xúc tác. Phản ứng xảy ra như sau:

S2 - + 2O2 SO42 -
Thời gian thổi khí để khử sunfua thường từ 4 đến 6h.
* Khử Crom

Phương pháp khử crom thường dùng trong xử lý nước thải thuộc da là
phương pháp kết tủa. Hoá chất thường dùng là Na2CO3 hay MgO, mục đích làm
tăng độ pH lên tới 9 để xảy ra phản ứng kết tủa:

Cr3+ + OH - Cr(OH)3

Người ta cũng có thể dùng sữa vơi làm chất trợ kết tủa, trong trường hợp đó,
trong cặn thu được ngồi Cr(OH)3cịn có cặn vơi.

Cặn Cr(OH)3

Hình 2.15. Mơ hình xử lý nước thải cơng nghiệp thuộc da

Dịng A: dịng thải chứa sunfua; Dòng B: dòng thải chứa cromIII; Dòng C: các 
dòng thải khác. 1. Sàng chắn rác, lưới lọc; 2. Thiết bị oxi hoá; 3. Thiết bị kết tủa 
Cr(OH)3; 4. Thiết bị điều hoà; 5. Thiết bị pha hoá chất; 6. Thiết bị keo tụ; 7,9.

Thiết bị lắng; 8. Thiết bị bùn hoạt tính; 10. Hệ thống xử lý bùn thải 
2

4 6

Na2CO3
Mn2+
khơng khí

7 8 9

10
DịngA

Dịng B

Dịng C

khơng khí

Bùn thải

</div>
(72)<div class='page_container' data-page=72>

Như vậy, hệ thống xử lý nước thải thuộc da bao gồm song chắn rác để tách
các tạp chất như lơng, bạc nhạc... Dịng thải chứa Cr3+ và S2 - sau khi xử lý cục bộ
được đưa vào thiết bị điều hồ cùng các dịng thải khác. Dịng thải chung này được
đưa vào bể keo tụ và xử lý sinh học. Sau khi xử lý tại nhà máy, nước thải có thể
tiếp tục được đưa vào hệ thống xử lý cùng nước thải của thành phố.

i) Công nghiệp dệt nhuộm

Ngành dệt là ngành cơng nghiệp có dây truyền cơng nghệ phức tạp, áp dụng

nhiều loại hình cơng nghệ khác nhau. Đồng thời trong quá trình sản xuất sử dụng
các nguồn nguyên liệu, hoá chất khác nhau và cũng sản xuất ra nhiều mặt hàng có
mẫu mã, màu sắc, chủng loại khác nhau.

Nguyên liệu chính trong công nghệ dệt là sợi bông, sợi nhân tạo, các chất
hồ, các hoá chất rũ hồ, các loại thuốc nhuộm... trong đó, nước là một nguyên liệu
được sử dụng trong nhiều công đoạn sản xuất. Nước thải ra đều chứa một lượng
lớn các hố chất và chất bẩn. Đặc tính quan trọng nhất của nước thải từ các cơ sở
dệt nhuộm là sự dao động rất lớn về cả lưu lượng và tải lượng các chất ơ nhiễm, nó
thay đổi theo mùa,theo mặt hàng sản xuất và chất lượng sản phẩm. Nhìn chung,
các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải của công nghiệp dệt nhuộm bao gồm:
— Các tạp chất tách ra từ vải sợi như dầu mỡ, các hợp chất chứa nitơ, pectin, các
chất bụi bẩn bám vào sợi;

— Các hố chất sử dụng trong quy trình cơng nghệ như hồ tinh bột, axit sunfuric,
kiềm, javen... các loại thuốc nhuộm, các chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu...
Lượng hoá chất sử dụng đối với từng loại vải, từng loại màu thường khác nhau và
chủ yếu đi vào nước thải của từng công đoạn tương ứng. Bảng 2.10 thể hiện đặc
tính của nước thải và một số chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm.

Bảng 2.10. Các chất ô nhiễm và đặc tính nước thải dệt nhuộm

Cơng đoạn Chất ơ nhiễm trong nước thải Đặc tính của nước thải
Hồ sợi, giũ sợi Tinh bột, glucose, carboxy, metyl

cellulo, polyvinyl alcol, hựa, chất
béo và sáp

BOD cao

Nấu tẩy NaOH, chất sáp, dầu mỡ, tro,
soda, silicat natri, xơ sợi vụn

Có màu tối, độ kiềm
cao,, BOD cao

Tẩy trắng Hypoclorit, hợp chất chứa clo,
NaOH...

Độ kiềm cao, BOD
không lớn lắm

</div>
(73)<div class='page_container' data-page=73>

Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, axit axetic,
các muối kim loại...

Độ màu rất cao, BOD
khá cao, TS cao

In Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét,
muối kim loại, axit...

Độ màu cao, BOD cao
và có nhiều dầu mỡ
Hồn thiện Vết tinh bột, mỡ động vật, muối Kiềm nhẹ, BOD thấp

* Khảo sát tại một xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam cho thấy các kết quả về
lượng nước thải và đặc tính nước thải (bảng 2.11).

Bảng 2.11. Đặc tính nước thải tại một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam

Thành phần nước thải cơng nghiệp dệt đa dạng và có nồng độ cao. Nếu nước
thải chưa được xử lý đổ ra môi trường sẽ ảnh hưởng lớn đến nguồn nước tiếp nhận
như làm tăng độ pH, tăng hàm lượng chất rắn tổng số, tăng độ màu của nước...
Chọn phương án xử lý thích hợp phải dựa vào nhiều yếu tố như lượng nước thải,
đặc tính nước thải, tiêu chuẩn thải... Để đạt hiệu quả kinh tế cao cũng như hiệu suất
xử lý, cần có hệ thống phân luồng dịng chảy, đặc biệt đối với những cơ sở có năng
suất sản xuất hàng dệt nhuộm lớn. Dòng thải được phân luồng thành:

- Dịng ơ nhiễm nặng có chứa các dịch nhuộm vải, dịch hồ, nước giặt đầu
của mỗi công đoạn;

- Dịng ơ nhiễm vừa như nước giặt ở các giai đoạn trung gian;

- Dịng ơ nhiễm nhẹ như nước làm nguội, nước giặt ở giai đoạn cuối.

Về ngun tắc, các dịng thải này có thể áp dụng các phương pháp xử lý sau:
Xí nghiệp

Thơng số

Hàng
bông dệt

thoi

Hàng pha
dệt kim

Hàng pha

dệt kim Dệt len Sợi

Nước thải, m3/tấn

vải 394 264 280 114 236

pH 8 - 11 9 – 10 9 - 10 9 9 - 11

</div>
(74)<div class='page_container' data-page=74>

- Xử lý cơ học như: sàng, lọc, lắng để tách các tạp chất thô.

- Xử lý hố lý như trung hồ các dịng thải có tính kiềm, axit cao; đơng tụ để
khử màu, các hợp chất lơ lửng và các chất khó phân huỷ sinh học; phương pháp
oxy hoá, hấp thụ, điện hoá để khử màu thuốc nhuộm.

- Xử lý sinh học để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh
học như một số loại thuốc nhuộm, một phần hồ tinh bột và các tạp chất tách từ sợi.

Phương pháp màng có thể dùng để thu hồi các loại hồ tổng hợp, khử màu,
tách muối vô cơ...

Riêng đối với dịng thải ơ nhiễm nhẹ có thể xử lý sơ bộ hoặc có thể tuần
hoàn sử dụng lại cho sản xuất. Hình2.16 giới thiệu một quy trình cơng nghệ xử lý.

 Sơ đồ công nghệ

Xả thải 
Chú thích:

Hình 2.16. Mơ hình xử lý nước thải dệt nhuộm

* Nguyên lý hoạt động:

Nước thải được đưa qua bộ phận sàng lọc để loại bỏ các tạp chất thô và đặc
biệt chú ý tới vẩn bụi từ các loại sợi nếu không loại bỏ được từ khâu xử lý sơ bộ
này thì những giai đoạn xử lý phía sau sẽ gặp khó khăn. Nước thải chứa nhiều dầu
mỡ, cũng cần phải tách bỏ ở giai đoạn này.

Bể điều hồ có thể tích sao cho nước thải lưu ở trong bể khoảng 6 - 12h, để
có thể được làm đồng đều, trong tính tốn thiết kế cần tính tới thời gian lưu của
nước lâu hơn. Nước thải được trộn đều bằng cách sục khí.

Do đặc tính của nước thải có độ pH cao, nước thải sau khi điều hoà cần phải
trung hoà bằng axit như axit sunfuric, tao mơi trường thích hợp cho các quá trình

Bùn (tách
nước)

Khử màu Xử lý sinh học

Bể phản
ứng hóa –

lý
Nước vào Tách

dầu
mỡ

Bể
điều

hòa

Bể
trung

hịa

</div>
(75)<div class='page_container' data-page=75>

phía sau diễn ra được tốt hơn.

Trong trường hợp nước thải có chứa nhiều các chất lơ lửng dạng hoà tan,
keo, các chất có độc tính cao hoặc có độ màu lớn do thuốc nhuộm thì cần phải xử
lý bằng biện pháp hoá lý. Xử lý hoá lý có thể bao gồm:

- Oxy hố sunfit trong bình thổi khí, kiểm tra bằng sự có mặt của muối sắt
hoặc mangan.

- Làm keo tụ trong các bình phản ứng với liều lượng thích ứng với muối sắt
hoặc phèn nhôm được hỗ trợ bằng cách bổ sung thêm một polymer hữu cơ để keo
tụ tăng hiệu quả.

- Làm trong nước bằng cách tạo kết tủa lắng trong bể có máy bơm tuoc-bin
tuần hồn hoặc tuyển nổi.

Xử lý sinh học: tuỳ vào mức độ ô nhiễm và yêu cầu làm sạch nước thải ta có
thể sử dụng các biện pháp sau:

- Lọc sinh học: cho nước chảy thành tia qua lọc sinh học với hiệu quả làm
giảm khoảng 50 - 70%BOD5. Biện pháp này kết hợp với xử lý lý - hố thì hiệu quả
sẽ cao hơn.

- Kỹ thuật bùn hoạt tính: xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính trong các bể
hiếu khí có thể xử lý được 90 - 95% BOD5.

- Nước thải công nghiệp dệt - nhuộm được xử lý qua các công đoạn trên
đảm bảo chất lượng nước ra đạt các tiêu chuẩn hồ vào các nguồn nước.

k) Cơng nghiệp luyện kim

Kim loại và hợp chất của chúng là vật liệu quan trọng trong các ngành công
nghiệp như đóng tàu, cơ khí chính xác, quang học, điện tử...Trong quy trình sản
xuất, các sản phẩm được xử lý liên tục lần lượt qua các bể hoá học. Các sản phẩm
khi ra khỏi mỗi bể hoá học thường được ngâm với nước để loại bỏ vết tích của
dung dịch hoá học khỏi bề mặt kim loại, đây là nguyên nhân dẫn tới sự có mặt của
kim loại nặng trong nước thải. Nước thải trong ngành luyện kim và gia công kim
loại được sinh ra từ các nguồn như sau:

- Nước làm mát lò cao, khuôn đúc, máy nén, động cơ, máy cán... Nước này
thường ít ơ nhiễm, có thể tuần hồn sử dụng lại cho các mục đích dập lửa lị ở lị
cốc hoá, làm nguội xỉ than...

- Nước làm nguội xỉ, tạo hạt xỉ và làm nguội, làm sạch khí của lị cao thường
có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, ngoài ra con chứa amoni, cyanua, hợp chất lưu
huỳnh, phenol, kim loại năng...

</div>
(76)<div class='page_container' data-page=76>

nghệ luyện kim màu đều chứa các tạp chất đất, đá, sỏi và các muối vơ cơ hồ tan.
- Nước thải của công nghệ luyện kim màu bằng phương pháp thuỷ luyện kết
hợp với điện phân cũng như nước thải công nghệ xử lý bề mặt đều mang tính axit
và chứa kim loại nặng cũng như chất rắn lơ lửng.

- Nước thải công nghệ mạ, sơn... tạo bề mặt bảo vệ kim loại có chứa hàm
lượng kim loại nặng cao và thành phần của chất trợ dung như CN -, SO4

2-, dầu mỡ.
Như vậy, nước thải của ngành công nghiệp luyện kim nếu khơng được xử lý
thích hợp sẽ gây ơ nhiễm nguồn nước tiếp nhận và gây nguy hiểm đến sức khoẻ
con người.

Các phương pháp xử lý nước thải có chứa kim loại bao gồm:

- Phương pháp kết tủa hoá học: Phương pháp này dựa trên phản ứng hoá học
giữa chất đưa vào nước thải với kim loại cần tách, ở môi trường có pH thích hợp sẽ
tạo thành hợp chất kết tủa và được loại ra khỏi dòng thải bằng biện pháp lắng, lọc.

- Phương pháp trao đổi ion: Dựa trên nguyên tắc của phương pháp trao đổi
ion dùng ionit là nhựa hữu cơ tổng hợp, các chất cao phân tử có gốc hydrocacbon
và các nhóm chức trao đổi ion. Quá trình trao đổi ion được tiến hành trong các cột
cationit và anionit.

- Phương pháp điện hố: Dựa trên cơ sở của q trình oxy hoá khử để tách
kim loại trên các điện cực nhúng trong nước thải chứa kim loại nặng khi cho dòng
điện một chiều chạy qua. Bằng phương pháp này, cho phép tách các ion kim loại
nặng ra khỏi nước, khơng phải bổ sung hố chất, song biện pháp này thích hợp với
nước thải có hàm lượng kim loại cao (>1g/l) và chi phí điện năng khá lớn.

- Phương pháp sinh học: Dựa trên nguyên tắc một số loài thực vật, vi sinh vật
trong nước sử dụng kim loại như chất vi lượng trong quá trình phát triển sinh khối
như bèo tây, bèo tổ ong, tảo... Với phương pháp này nước thải có nồng độ kim loại

nặng thấp (< 60mg/l) và bổ sung đủ chất dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng cần
thiết khác cho sự phát triển của các loài thực vật như tảo, rong... Phương pháp này
cần có diện tích lớn và nước thải có lẫn nhiều kim loại thì hiệu quả xử lý kém.

</div>
(77)<div class='page_container' data-page=77>

được đưa qua bể lắng để tách chất kết tủa ở dạng bùn, khi cần thiết có thể bổ sung
chất trợ lắng hay chất tạo keo. Bùn được xử lý tách nước và có thể làm nguyên liệu
đầu vào cho các công nghệ sản xuất khác hoặc được xử lý đặc biệt tuỳ thuộc vào
đặc tính và thành phần của bùn.

Hình 2.17. Mơ hình xử lý nước thải chứa kim loại nặng
2.2.4. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải

2.2.3.1. Nguyên tắc cơ bản trong thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Để thiết kế hệ thống xử lý nước thải đảm bảo hiệu quả về mặt kinh tế và mơi
trường, an tồn và thẩm mỹ cần phải tiến hành điều tra khảo sát điều tra thực tế
(hình 2.18). Các thơng tin cân thu thập bao gồm: thông tin về hoặt động sản xuất
(sản phẩm, loại hình sản xuất, công nghệ, quy mô…), dòng thải (lưu lượng thải,
điểm xả thải, thời gian xả thải đặc tính dịng thải…), đặc điểm địa hình, điều kiện
khí hậu…Các cơng trình được tính tốn thiết kế dựa trên lưu lượng dịng thải, nồng
độ của các chất ơ nhiễm và các điều kiện khác như: diện tích, địa hình.

Ngồi ra, chúng cịn được thiết kế dựa vào kế hoạch phát triển hoặc quy
hoạch của đô thị, khu công nghiệp…; tiêu chuẩn xả thải; đặc điểm nguồn nước tiếp
nhận; và phải đảm bảo an tồn trong q trình vận hành và tạo vẻ đẹp cảnh quan.

Bể xử lý
bùn

Bể

lắng

Nước thải Bể điều
hòa lưu
lượng

Bể
phản

ứng
Hóa chất khử

Điều chỉnh
hóa chất

</div>
(78)<div class='page_container' data-page=78>

Hình 2.18. Ngun tắc thiết kế cơng trình xử lý nước thải
2.2.3.2. Thu thập số liệu, tính tốn và thiết kế

a) Các thơng số thiết kế cơ bản
1. Lưu lượng thải Q

Lưu lượng dịng thải là một thơng số quan trọng để tính tốn thiết kế các
cơng trình xử lý như song chắn rác, bể điều hòa, bể lắng cát, bể hiếu khí.... Có
nhiều cách xác định lưu lượng nước thải tại các khu dân cư, đô thị, khu công
nghiệp… Tuy nhiên, thông thường người ta dùng phương pháp đo lưu lượng tại
cửa xả trong 24 giờ, vào những ngày tiêu biểu của tháng và những tháng điển hình
của năm (Trịnh Xuân Lai, 2009). Đối với lưu lượng, có các giá trị sau: lưu lượng
trung bình, lưu lượng cực đại và lưu lượng cực tiểu. Lưu lượng trung bình dùng để
tính tốn năng lượng điện tiêu thụ, lượng hóa chất tiêu thụ, lượng bùn cặn cần xử
lý và lượng nước xả ra nguồn tiếp nhận. Lưu lượng cực đại (max) và cực tiểu (min)

được sử dụng để tính tốn mạng lưới thốt nước (kênh dẫn nước, đường ống…),
chọn và bố trí thiết bị như hệ thống van, máy bơm… và thiết kế các cơng trình xử
lý như mương dẫn nước, song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hòa…

2. Vận tốc dòng chảy

Vận tốc dòng chảy, thường được xác định bằng máy đo lưu tốc, là cở sở để
Qui mô khu vực sản xuất

Chất và lượng nước thải xả ra
theo thời gian

Tiêu chuẩn nước thải

Xây dựng sơ đồ quá trình xử lý Yêu cầu quy mơ thiết kế

Tính cân bằng chất rắn Tính tốn thủy lực
Thiết kế tổng qt mặt bằng các cơng trình
Tính toán kinh tế xây dựng, vận hành và bảo dưỡng

Chi phí cao/thấp?

Thiết kế chi tiết các hạng mục
Chấp nhận được

Quá tốn kém Đi

ều chỉnh

</div>
(79)<div class='page_container' data-page=79>

3. Thời gian lưu nước

Thời gian lưu nước là một trong những thông số được sử dụng để xác định
kích thước của các cơng trình như bể lắng, bể điều hòa.

4. Độ lớn thủy lực

Độ lớn thủy lực, hay còn gọi là tải trọng bề mặt của bể lắng, là tốc độ lắng
của các hạt cát trong nước thải. Đây là một thông số quan trọng để tính tốn thiết
kế các bể lắngcát, bể lắng sơ cấp và bể lắng thứ cấp.

b) Tính tốn thiết kế một số cơng trình xử lý nước thải
1. Song chắn rác

Song chắn rác là cơng trình tiền xử lý nước thải được đặt ở đầu hệ thốngcó
nhiệm vụ loại bỏ rác và thành phần có kích thước lớn như rau, túi nilon… nhằm
bảo vệ máy bơm, đường ống dẫn nước và đảm bảo cho các cơng trình và thiết bị
xử lý nước thải hoạt động ổn định, hiệu quả và bền. Có nhiều loại song chắn rác
khác nhau, tùy vào kích thước của giữa các thanh (khe hở, b) mà người ta phân
biệt song chắn rác thơ (b = 30 ÷ 100 mm), trung bình (10 ÷ 25 mm)và song chắn
rác tinh (b ≤ 10mm). Theo phương thức gom rác, song chắn rác được phân loại
thành: song chắn rác cơ giới (gom rác bằng tay) và song chắn rác cơ giới. Theo khả
năng di chuyển, song chắn rác có 2 loại: song chắn rác di động và cố định.

- Cấu tạo song chắn rác: được mơ tả ở hình 2.19.

Hình 2.19. Sơ đồ cấu tạo song chắn rác

Trong đó: h1 chiều cao cột nước, m

α: góc nghiêng của song chắn rác so với bặt bằng xây dựng
(thơng thường α = 45 ÷ 900)

Bs: bề rộng của song chắn rác, m

</div>
(80)<div class='page_container' data-page=80>

l1: chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn rác, m
l2: chiều dài đoạn kênh thu hẹp sau song chắn rác, m
ls: chiều dài đoạn kênh chứa song chắn rác, m

b: bề rộng khe hở, mm

s: bề rộng của thanh chắn rác, mm

Song chắn rác có nhiều hình dạng khác nhau (hình 2.20). Tùy vào từng hình
dạng mà thanh/song chắn rác có kích thướckhác nhau, hai loại thanh phổ biến:

- Thanh chắn rác hình trịn: s = 10 mm.

- Thanh chắn rác hình chữ nhật (dẹt): s = 8 mm.

Hình 2.20. Hình dáng các loại thanh chắn rác

- Xác định số khe hở, n:

v
h
b

k

q

n z

.
.

1
max

 (2.1)
Trong đó:

qmax; lưu lượng lớn nhất, m3/s

kz: hệ số tính đến sự thu hẹp của dòng chảy, chọn kz=1,05
h1: chiều cao cột nước trước song chắn rác, chọn h1= 0.7 m

v: vận tốc trung bình của nước thải giữa các khe, chọn: v = 0,6 – 1 m/s
- Xác định bề rộng của song chắn rác, Bs:

Bs = (n-1) . s + n . b (2.2.)
- Xác định chiều dài kênh mở rộng trước song chắn rác, l1:

l1 =



tg
B
BS k

2
)

( 

(φ = 15-200) (2.3)
- Xác định chiều dài thu hẹp l2: l2= ½ l1 (2.4)
Chiều dài tổng cộng kênh đặt song chắn rác: l = l1 + l2 + ls (2.5)
- Xác định chiều cao tổn thất áp lực qua song chắn rác, hs:

hs = ξ K

g
v

max (2.6)

</div>
(81)<div class='page_container' data-page=81>

ξ = β( 4/3 sinα (2.7)
Β: hệ số phụ thuộc vào hình dạng thanh chắn rác, cụ thể như sau:

Chiều cao tổng cộng (bề sâu xây dựng mương đặt song chắn rác):
h = h1 + hs + hbv (2.8)

Trong đó hbv: chiều cao bảo vệ, thường chọn hbv= 0,3 m.

- Xác định lượng rác được giữ lại trên song chắn rác: lượng rác W được tính
bằng công thức sau:

(2.9)
Trong đó: N: số người sử dụng dụng nước tại một khu dân cư hoặc số

người được quy đổi từ các ngành sản xuất

a: lượng rác tính trên đầu người trong năm, l/người/năm, được
xác định dựa vào khe hở của song chắn rác (b) (bảng 2.12)

Bảng 2.12. Xác định hệ số a

Khe hở SCR, mm 16 20 25 30 40 56 70 90 100

Lượng rác giữ lại,
l/người/năm

2 1,5 1,2 1,1

Chú thích: Tử số: là lượng rác giữa lại ở song chắn rác cơ giới 
Mẫu số: là lượng rác giữ lại ở song chắn rác thủ cơng.

Ví dụ 1: Tính tốn song chắn rác tinh để loại bỏ rác ra khỏi rác thải đơ thị với lưu 
lượng trung bình của nước thải là 0,2 m3/s.

Giải:
Ta có:qtb

= 0,2 m3/s  qsmzx = 2,56 . qtb
s

= 0,512 (m3/s)

Chọn song chắn rác làm bằng thép khơng rỉ có tiết diện vng và có bề rộng
s = 8 mm. Song chắn rác đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang là 600.

Chọn vận tốc nước qua khe hở của song chắn rác v = 1 m/s
Khoảng cách khe hở b = 8 mm

</div>
(82)<div class='page_container' data-page=82>

Thay vào công thức (2.1) ta được: n = 96 khe hở  số thanh chắn rác là 95
thanh.

Thay vào công thức (2.2) ta được Bs = (n – 1) . s + n.b = 1,53 m
Xác định chiều dài đoạn mở và đoạn thu: chọn Bk = 1 m và φ = 20

, thay
vào cơng thức (2.3) ta có: l1 ≈ 0,7 m  l2 = 0,35 m ≈ 0,4 m

Chọn ls = 1,5 m  tổng chiều dài kênh chứa song chăn rác: l = l1 + l2 + ls =
2,6 m

Xác định tổn thất áp lực qua song chắn rác: song chắn rác có tiết diện vng
 β = 2,42, thay vào công thức (2.7), ta được ξ = 2,1. Thay vào công thức (2.6), ta

được hs = 0.32 m, thay vào (2.8), ta được h = 0,7 + 0,32 + 0,3 = 1,32 m

Như vậy, các thông số kỹ thuật của song chắn rác được tóm tắt như sau:

STT Tên thông số Đơn vị Giá trị

1 Chiều dài mương, l m 2,6

2 Bề rộng song chắn rác, Bs m 1,53

3 Bề sâu tổng cộng mương đặt
SCR, h

M 1,32

4 Số khe hở, n Khe 96

5 Số thanh chắn rác Thanh 95

6 Kích thước khe hở, b mm 8

7 Bề ngang của thanh mm 8

Bài tập 1: Nước thải đơ thị có lưu lượng là 11.500 m3/ngày đêm. Tính tốn thiết
kế cấu tạo kênh và song chắn rác tinh:

- Kích thước thanh chắn rác, số lượng, tổn thất cột nước qua song chắn rác;
- Chiều dài, chiều rộng, chiều cao, đoạn mở, đoạn thu kênh chắn rác.

2. Bể lắng cát

Bể lắng cát có nhiệm vụ giữ lại những hạt cát, sạn, cặn có kích thước và
trọng lượng lớn hơn trọng lượng của nước. Có 2 loại bể lắng cát chính: bể lắng cát
ngang và bể lắng cát đứng.

* Bể lắng cát ngang:

</div>
(83)<div class='page_container' data-page=83>

thu giữ cặn. Cặn được cào về hố đặt ở đầu bể (hình 2.21) và được hút ra khỏi
hốtheo định kỳ.

Hình 2.21. Sơ đồ cấu tạo bể lắng cát ngang

Trong đó: 1 – song phân phối nước đều theo mặt cắt ngang

2 – mương thu hẹp để giữ vận tốc nước không đổi trong bể lắng cát
3 – thể tích vùng chứa cát

Các thông số cơ bản:
B: độ rộng bể, m
θ: góc thu hẹp của bể
L: chiều dài của bể, m

H: chiều cao công tác của bể, m
h1: chiều sâu chứa bùn của bể, m

h2: chiều cao từ mặt nước tới thành bể (cịn gọi là chiều cao bảo vệ), m.
Thơng thường chọn h2 = 0,3 m

b: chiều rộng của cửa tràn, m
ΔP: độ chênh áp, m

L1: khoảng cách đoạn thu, m
L2: khoảng cách đoạn mở, m
Tính tốn:

</div>
(84)<div class='page_container' data-page=84>

F = K.

o

U
Q

(m2) (2.10)

Trong đó: K: hệ số kinh nghiệm tính đến ảnh hưởng của dòng chảy rối cục
bộ trong bể làm cản trở tốc độ lắng của hạt, có giá trị phụ thuộc
vào độ lớn thủy lực

Q: lưu lượng nước thải lớn nhất, m3/s

Uo: độ lớn thủy lực của hạt cần giữ lại, m/s. Đối với nước đô thị
ở nhiệt độ 150C, tải trọng bề mặt của bể lắng được chọn theo bảng

Bảng 2.13. Tải trọng bề mặt của bể lắng cát theo kích thước hạt đối với nước
thải đô thị ở nhiệt độ 150

Đường kính hạt cát
(mm)

0,1 0,12 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5

Tải trọng bề mặt, U0

(mm/s)

5,12 7,37 11,5 18,7 24,2 28,3 34,5 40,7 51,6

Hệ số K 1,3 1,1

- Tỷ số chiều dài và chiều sâu của bể:

o

v
v
K
H

L

 (2.11)
Trong đó: H: chiều cao cơng tác của bể, m.

L: chiều dài hình chữ nhật của bể, m

v: vận tốc chuyển động của nước trong bể, m/s. Ứng với Qmax
v = 0,2 mm/s, ứng với Qmin = 0,15 mm/s.

- Chiều rộng của bể:

B = (m) (2.12)
- Chiều cao của vùng chứa cát:

h1 =
LB
Wc

(m) (2.13)
Trong đó, thể tích cát (Wc) trong hố thu được xác định bằng công thức:

Wc =

1000
. o

Tb q

Q

(m3) (2.14)
Qtb: lưu lượng nước thải trung bình tính theo ngày (m

/ngày đêm)

qo: lượng cát trong 1000 m3 nước thải, thường chọn qo = 0,15 m3/1000 m3
nước thải

</div>
(85)<div class='page_container' data-page=85>

 Chọn chiều cao công tác của bể lắng (H) theo chiều dài của bể và kiểm tra
lại theo thể tích của bể để thời gian lưu nước trong bể ứng với Qmax phải lớn
hơn 30s, có thể lên tới 90s và trung bình là 60s.

 Bể lắng cát trong các cơng trình xử lý nước thải có công suất ≥ 100
m3/ngày cần được thiết kế để có thể giữ lại được cát, cặn có kích thước hạt
≥0,2 mm, để thuận tiện cho việc xử lý cặn thu được. Ngồi ra, muốn cho cặn
hữu cơ khơng bị giữ lại trong bể lắng cát, vận tốc dòng chảy trong bể phải ổn
định trong khoảng 0,15 – 0,2 m/s. Để thực hiện được điều này, người ta xây
dựng cửa tràn kiểu máng có chiều rộng (b) xác định theo công thức (2.16).

b = 32

3
2
max
)
1
1
(
2
.
k
k
Q
Bv
g
m
v
B



(2.16)

Đáy cửa tràn có độ chênh với đáy bể lắng cát ΔP để tạo độ chênh áp đủ lớn
để đưa nước ra khỏi bể lắng cát với vận tốc không đổi.

ΔP =
3
2
3
1
min
1
1
. k
k
v
B
Q

 
(2.17)

Trong đó: Qmin và Qmax là lưu lượng tối thiểu và tối đa đi qua bể lắng cát,
khi đó tốc độ nước thảy (v) qua bể là không đổi.

k: hệ số được xác định dựa vào công thức:

(2.18)

m: hệ số lưu lượng của cửa tràn phụ thuộc vào góc thu hẹp giữa
bể lắng cát và máng nước.

- Khoảng cách đoạn mở L2 với góc mở là 20
0

L2 = 1,73 . (B-b) (m) (2.19)
- Khoảng cách đoạn thu L1: L1 = ½ L2 (m) (2.20)

</div>
(86)<div class='page_container' data-page=86>

Hình 2.22. Bể lắng cát ngang được có hệ thống bơm hút cát

Ví dụ 2: Tính tốn bể lắng cát cho nhà máy xử lý nước thải có công suất: Qmax =
0,15 m3/s, Qmin = 0,06 m

/s. Cho biết, cát sạn có kích thước hạt là 0,2 mm và dòng
chảy qua bể với vận tốc v = 0,2 m/s

Giải:

Đối với cát sạn có đường kính hạt d = 0,2 mm  Uo = 18,7 mm/s = 0,0187 m/s
- Diện tích mặt thống của bể lắng cát:

F=K. = 10,42 (m2)
- Tỷ số chiều dài và chiều rộng của bể là:

= 13,9

Chọn: chiều sâu công tác của bể H = 0,5 m Chiều dài của bể L = 7m
Chiều rộng của bể, B:

B = = 1,5 (m)

 chia bể thành 3 ngăn để tăng hiệu quả lắng cát, mỗi ngăn có bề rộng B’ = 0,5 m.
- Thể tích hố thu cát:

Ta có Qtb = ½ (Qmax + Qmin)  Qstb = 0,175 m3/s  Qngtb = 15.120 m3/ngày đêm

Wc =

Qtb . qo

</div>
(87)<div class='page_container' data-page=87>

 Wc = 2, 268 m
3
- Chiều cao hố chứa cặn:

 h1 = 0,2 m

- Chiều cao thực tế (chiều cao xây dựng) của bể: Htt = 0,5 + 0,2 + 0,3 = 1 m
- Chiều rộng của cửa tràn:

b = 32

3
2
max

)
1
1
(
2 k
k
Q
Bv
g
m
Bv



= 0,182 m
Chọn góc tới θ = 40o, cotgθ = 1 m = 0,350

Đáy cửa tràn có độ chênh với đáy của bể lắng cát: ΔP nhằm tạo độ chênh áp
để đưa nước ra khỏi bể với vận tốc không đổi, ta có:

ΔP =
3
2
3
1
min
1
1
k
k

Bv
Q

 

= 0,16 m

Như vậy, các thông số thiết kế bể lắng cát được tóm tắt như sau:

STT Các thơng số Đơn vị Giá trị

1 Chiều cao công tác của bể H m 0,5

2 Chiều cao bảo vệ, h2 m 0,3

3 Chiều cao hố thu cát, h1 m 0,2

4 Chiều cao xây dựng của bể, Htt m 1

5 Bề rộng tổng cộng của bể, B m 1,5

6 Số ngăn, n Ngăn 5

7 Chiều dài của bể, L m 7

8 Bề rộngcửa tràn, b m 0,182

9 Góc tới, θ Độ 45

10 Độ chênh giữa đáy bể và đáy cửa tràn,

ΔP

m 0,16

Bài tập 2: Nước thải có lưu lượng lớn nhất là 11.500 m3/ngày đêm và nhỏ
nhất 9.000 m3/ngày đêm, ở nhiệt độ 200C. Tính tốn cấu tạo bể lắng cát ngang để
loại bỏ các hạt có kích thước lớn hơn 0,2 mm ra khỏi nước thải. Các thông số thiết
kế cần xác định: chiều rộng, chiều dài, chiều cao, đoạn thu, đoạn mở, chiều rộng
cửa tràn, độ chênh của tràn.

* Bể lắng cát đứng:

Cấu tạo của bể lắn đứng: hình 2.23.

h1 =

</div>
(88)<div class='page_container' data-page=88>

Hình 2.23. Bể lắng cát đứng hình

(1) ống nước thải vào bể, (2) ống nước thải ra khỏi bể, (3) ống xả cặn

Nguyên lý hoạt động của bể lắng: Nước được đưa vào bể lắng cát đứng từ 
phía đáy bể, theo hướng tiếp tuyến với phần thành hình trụ của bể, cặn được dồn
vào tâm của bểvà lắng xuống đáy, nước chuyển động xoắn đi lên trên qua máng
trượt chảy ra khỏi bể. Tải trọng của nước thải trong bể lắng đứng thường được lấy
trong khoảng 110 – 130 m3/m2. Tốc độ nước chảy vào máng thu cỡ khoảng 0,4
m/s. Chiều cao phần hình trụ được xác định sao cho thời gian lưu nước trong bể ở
khoảng t = 2 ÷ 3,5 phút. Tốc độ nước dâng từ dưới lên (chuyển động tịnh tiến) vào
khoảng 3 ÷ 3,7 m/s.

Tính tốn thiết kế:

- Thiết diện ngang của hình trụ được xác định bởi công thức:

</div>
(89)<div class='page_container' data-page=89>

- Đường kính của bể lắng:

(m) (2.22)
(Nếu bể lắng có tiết diện là hình vng thì: %: 9 )

- Chiều cao cơng tác của bể: h1 = v. t (2.23)
Trong đó: v: vận tốc dòng chảy tịnh tiến trong bể, m/s

t: thời gian lưu nước trong bể, giây
- Chiều sâu tổng cộng của bể lắng đứng:

H = h1 + h2 + h3 + h4

Trong đó: h1: chiều cao công tác của bể, m

h2: chiều cao bảo vệ, m(thường chọn h3 = 0,3 m)
h3: chiều cao hố chứa cặn, m

h4: chiều cao của máng thốt nước, m

Bài tập 3: Tính tốn thiết kế bể lắng đứng (đường kính, chiều cao) để loại 
bỏ các hạt có kích thước lớn hơn 0,2 mm cho 1 nhà máy xử lý nước thải có công
suất lớn nhất đạt 11.500 m3/ngày đêm.

3. Bể aerotank

Cấu tạo bể aerotank: hình 2.24.

</div>
(90)<div class='page_container' data-page=90>

Hình 2.24. Sơ đồ cơng nghệ bể aerotank

(a) Bể aerotank kiểu truyền thống, (b) Bể aerotank kiểu cải tiến

Ngồi ra, cịn có kiểu bể aerotank có ngăn tiếp xúc, bể aerotank làm việc theo
mẻ kế tiếp và bể aerotank tải trọng cao.

Tính tốn thiết kế: 
a) Tính tốn kích thước bể:

Dung tích của bể có thể được xác định theo nhiều cách khác nhau như: theo tỷ
số khối lượng chất nền (BOD) và khối lượng bùn hoạt tính bể, theo tốc độ sử dụng
chất nền của 1 gam bùn hoạt tính, theo tải trọng của chất nền trong 1 đơn vị thể tích
của bể, hoặc tính theo tuổi bùn θc(Tuổi bùn được hiểu là thời gian lưu giữ của bùn

hoạt tính trong bể). Theo tuổi bùn, dung tích của bể được xác định như sau:
V =

)
.
1
.(

.
).
(

C
d

C
o

K
X

Y
S
S
Q







(m3) (2.24)
Trong đó:

Q: lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày đêm)

S0, S: hàm lượng BOD5 trong nước thải trước và sau khi ra khỏi bể lắng lần

II (mg/l)

X: nồng độ bùn hoạt tính (mg/l)

</div>
(91)<div class='page_container' data-page=91>

Y: hệ số sinh trưởng cực đại (mg bùn hoạt tính/ mg BOD5 tiêu thụ), xác định
theo bảng 2.14.

Bảng 2.14. Các giá trị đặc trưng của các hệ số động học trong q trình xử lý
nước thải đơ thị quy mô vừa và nhỏ

Hệ số Đơn vị đo Giá trị

Khoảng dao động Tiêu biểu

K ngày-1 2 – 10 4

Y Mg bùn hoạt tính/mg
BOD5

0,4 – 0,8 0,6

Kd ngày

-1

0,02 – 0,1 0.055

Bảng 2.15. Giá trị điển hình của các thông số thiết kế bể aerotank

Loại và

chức năng
của bể
θc
(Ngày) 
F/M (g 
BOD5/g

bùn 
hoạt 
tính)

Tải trọng trên
một đơn vị
thể tích (Rk kg

BOD5/m

3
/ngày 
đêm) 
Nồng độ
bùn hoạt
tính lơ
lửng
trong bể
X (mg/l) 
θ =
Q
V
(giờ)

Tỷ lệ
tuần
hồn
α=
Q
Qr

Bể có dịng
chảy đều

3 – 15 0,2 –

0,6

0,32 – 0,64 1000 –

3000

4 – 8 0,25 –

0,75
Khuấy trộn
hoàn
0,75 -
15
0,2 –
1,0

0,8 – 1,9 800 –

4000

3 – 5 0,25 –

1,0
Nạp nước

vào bể thứ
cấp

3 – 15 0,2 – 0,
5

0,64 – 0,96 1500 –

3500

3 – 5 0,25 –

0,75

Khử BOD5

kết hợp
nitrat hóa

8 – 20 0,1 –

0,5

0,08 – 0,32 1500 –

3000

6 – 15 0,5 – 1,5

Lưu ý:

 Chiều sâu làm việc của bể thường lấy từ 3 – 6 m (TCVN)

 Tỷ số chiều rộng và chiều sâu của mỗi hành lang được lấy trong
khoảng: 1:1 – 1:2 (Nếu bể aerotank được bố trí kiểu hành lang).

- Tính lượng bùn dư xả trong một ngày:
Năng suất sản sinh bùn hữu cơ do khử BOD:

yb =

C
d
K
Y



1 (2.25)

Lượng bùn hữu cơ sản sinh do khử BOD:
Px = yb . Q. (S0 –S). 10

-3

(kg/ngày) (2.26) 
Tổng lượng bùn có tính đến cả lượng vơ cơ và hữu cơ:

Pxl =
Px

</div>
(92)<div class='page_container' data-page=92>

Trong đó: z: độ tro của cặn, thường được lấy trong khoảng 0,2 – 0,3
Lượng bùn cặn dư hàng ngày phải xả đi, áp dụng cân bằng khối lượng:

Pxả = Pxl – Q. SSra

Trong đó: Qr: lưu lượng nước ra khỏi bể lắng 2
SSra: lượng SS có trong nước thải ra

- Xác định lượng bùn tuần hồn lại: Bùn hồn tính được tuần hồn từ bể lắng
2 có nhiệm vụ duy trì nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng trong bể aerotank.
Lượng bùn tuần hoàn được xác định bằng công thức sau:

α =

v
t

Q
Q

 Qt = Qv . α (2.28)
Trong đó: α: hệ số tuần hồn bùn hoạt tính (chọn từ bảng 2.15)

Qt: lưu lượng bùn hoạt tính tuần hồn (m
3

/giờ)
Qv: lưu lượng nước thải vào (m3/giờ)

- Xác định lượng bùn xả:
α = =
)
(
)
(
)
(
l
mg
X
l
mg
X
l
mg
X
t 

Xt = X + X/α

Qx =

t
ra

X
P

(2.29)

Trong đó: X: nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể aerotank (mg/l)
Xt: nồng độ bùn hoạt tính ở đấy bể lắng đợt 2 (mg/l)
- Thời gian lưu nước trong bể aerotank:

θ =
Q
V

(2.30)

- Xác định lượng oxy cần thiết:
OCo =

f
S
S
Q o
.
1000
)
.( 

- 1,42. Px +

1000
)
.(
.
57
,

4 Q No N

(kg O2/ngày) (2.31)
Trong đó:

OCo: lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20
0

C
Q: lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày)

S0: nồng độ BOD5 đầu vào (g/m
3

)
S: Nồng độ BOD5 đầu ra (g/m

3
)

f: hệ số chuyển đổi từ BOD5 sang COD hay BOD20 được xác định bằng tỷ số

giữa BOD5 và COD:

f =

</div>
(93)<div class='page_container' data-page=93>

yb: năng suất sản sinh bùn hữu cơ do khử BOD
θ: tuổi của bùn (ngày)

Kd: hệ số phân hủy nội bào (ngày
-1

)

1,42: hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD
No: tổng hàm lượng nito đầu vào (g/m3)
N: tổng lượng nito đầu ra (g/m3)

4,57: hệ số sử dụng oxy hóa NH4+ thành NO3-
-

Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
OCt = OCo. (

d
Sh
S
C
C
C



20 ) 

1
024
,
1
1
)
20

( T (2.32)

Trong đó:

β: hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, thông thường, β = 1
CSh: nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở nhiệt độ T (0C) và độ cao so với
mặt nước biển (mg/l), thông thường CSh ≈ 8,5 mg/l

CS20: nồng độ oxy hòa tan trong nước sạch ở 20
0

C, CS20 ≈ 8,5 mg/l

Cd: nồng độ oxy duy trì trong cơng trình (mg/l), thơng thường Cd = 1,5 – 2
(mg/l)

α: hệ số điều chỉnh lượng oxy hòa tan vào trong nước do ảnh hưởng của loại
thiết bị làm thốn, chất hoạt động bề mặt, cặn… thơng thường α = 0,6 – 0,94

T: nhiệt độ, 0C

b) Kiểm tra các thông số làm việc của bể:

- Nồng độ bùn hoạt tính: tỷ lệ giữa hàm lượng BOD của nước thải và bùn
hoạt tính trong bể được xác định bởi công thức sau:

X
S
M
F o
.

 (2.33)

- Xác định tốc độ sử dụng chất nền (BOD) của một gram bùn hoạt tính:
ρ =
X
S
So
.



(gBOD5/g bùn) (2.34)

- Tải trọng của chất nền (BOD) trên một đơn vị thể tích của bể:
L =

V
Q

So

(kgBOD5/m
3

.ngày) (2.35)

c) Thiết bị cung cấp oxy:

Để đảm bảo đủ lượng oxy cho vi sinh vật hoạt động (như tính tốn ở trên),
khi thiết kế bể aerotank cần bố trí các thiết bị làm thống. Các thiết bị làm thoáng
bao gồm:

</div>
(94)<div class='page_container' data-page=94>

- Thiết bị làm thoáng bề mặt kiểu tạo rulo
- Thiết bị làm thoáng bề mặt kiểu turbin.

Bải tập 4: Tính tốn thiết kế bể aerotank kiểu truyền thống. Cho biết: 
Thông số nước thải cần xử lý:

Lưu lượng dòng thải: Q = 5000 m3/ngày đêm
Lượng BOD5 vào S0 = 300 mg/l

Lượng COD vào = 500 mg/l

Hàm lượng cặn vào SSo = 200 mg/l
Hàm lượng Ntổng số = 50 mg/l

Hàm lượng Ptổng số = 6 mg/l
pH vào = 6 ÷ 8,5

Chất lượng nước cần đạt được:

BOD5 ra S = 15 mg/l, SS = 40 mg/l, pH = 6 ÷ 8,5
4. Bể lắng đợt II

Cấu tạo bể lắng đợt II: Bể lắng đợt II thường được thiết kế dạng trịn (bể 
lắng đứng) (hình 2.25) và dạng hình chữ nhật (bể lắng ngang).

Hình 2.25. Sơ đồ làm việc của bể lắng đợt

Nguyên lý làm việc: Nước thải sau khi được xử lý ở bể aerotank được đưa 
qua bể lắng II để làm trong nước nước. Bể lắng đợt II có nhiệm vụ loại bỏ cặn và
tuần hồn bùn hoạt tính cho bể aerotank.

Tính tốn thiết kế bể lắng đứng: 
- Thông số của nước thải đầu vào:
Q: lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/s)

</div>
(95)<div class='page_container' data-page=95>

Co: nồng độ cặn đầu vào (g/m
3

)

C: nồng độ cặn ở phần trên của bể. Đây là vùng lắng của bể nên nồng độ cặn
còn lại là rất nhỏ có thể coi C ≈ 0(g/m3)

CL: nồng độ cặn tại mặt cắt L (g/m3)

Ct: nồng độ cặn ở vùng đáy, hay nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn (g/m
3

)
VL: vận tốc lắng theo trọng lực của cặn (m/s)

Vt: vận tốc đi xuống do tuần hoàn (m/s), được xác định bởi công thức:
Vt =

S
Qt

(2.36)
S là diện tích bề mặt cắt ngang của bể (m2)

Vp: vận tốc đi xuống của cặn (m/s), được tính bằng:Vp = VL + Vt
Vd: vận tốc đi xuống của cặn tại đáy (m/s)

- Xác định tiết diện của bể lắng:

Phương trình cân bằng dịng cặn: Nếu không xem xét đến lượng cặn xả hằng
ngày, ta có phương trình cân bằng dịng cặn như sau:

G = (Q + Qt) C0 = S . Vp . CL = S . Vt . Ct (2.37)
 Thiết diện của bể lắng:

S =

t
t

o

t

V
C

C
Q

Q ).

( 

(2.38)
Trong đó: G: khối lượng cặn (g/s)

Q: lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/s)

- Xác định diện tích phần trung tâm của bể: fB = 10% S (2.39)
- Đường kính của bể tròn:



 F

D 4. (m) (2.40)

Trong đó: Tổng diện tích của bể: F = S + fB
- Đường kính buồng phân phối:

d =



b

f

.
4

(d = 25%D) (2.41)
- Tải trọng thủy lực:

a = (m3/m2.ngày) (2.42)

</div>
(96)<div class='page_container' data-page=96>

aL =
L
Q

(2.45)

- Tải trọng bùn:

b =

S
C

Q o

.
24

).
1
( 

(kg/m2.h) (2.46)
- Chiều cao của bể: H = h1 + h2 + h3 + h4 (2.47)
Trong đó: h1: chiều cao bảo vệ, m (0,3 – 0,5m)

h2: chiêu cao công tác của bể, m (2 – 6 m)

h3: chiều cao phần chóp đáy bể có độ dốc 2%, m
h4: chiều cao phần chứa bùn, m

- Thể tích phần chứa bùn: Vb = S . h4, m
3

(2.48)
- Thời gian lưu nước trong bể lắng:

T =

)
1
( 

Q
V

(2.49)
Trong đó: V: dung tích phần bể lắng, m3 (khơng tính phần lõi), V = H. S
 Bài tập 5: Tính tốn thiết kế bể aerotank và bể lắng đợt II để xử lý nước thải 
có lưu lượng Q = 1500 m3/ngày đêm, BOD5 = 250 mg/l. Cho biết, yêu cầu BOD5
đầu ra là 20 mg/l, hệ số tuần hoàn α = 0,75, nồng độ bùn hoạt tính trong bể X =
3000 g/m3, nồng độ cặn trong dịng tuần hồn Ct = 10.000 (g/m

), nồng độ cặn bay
hơi là 8.000 (g/m3), độ tro của bùn hoạt tính z = 0,2, thời gian lưu của bùn hoạt
tính trong bể θc = 10 ngày, cặn lơ lửng SSđầu ra = 22 mg/l có chứa 65% cặn hữu cơ
phân hủy BOD20 (BOD5 = 0,68 BOD20 hay BOD5 = 0,68 COD). Giả thiết lượng
bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào ≈ 0, hàm lượng N và P đủ để vi sinh vật hoạt
động, khơng có chất độc hại.

5. Bể UASB

Cấu tạo bể UASB: hình 2.26.

</div>
(97)<div class='page_container' data-page=97>

Chú thích: (1) bể điều hịa lưu lượng; (2) bộ phận đo và điều chỉnh pH; (3) định 
lượng chất dinh dưỡng; (4) ống dẫn và dàn ống phân phối nước thải vào bể; (5) 
thể tích vùng phản ứng yếm khí; (6) cửa tuần hồn lại cặn lắng; (7) tấm chắn kính; 
(8) cửa dẫn hỗn hợp bùn nước sau khi tách khí vào ngăn lắng; (9) thể tích vùng 
lắng; (10) máng thu; (11) ống dẫn khí methane; (12) ống dẫn nước sang bể xử lý 
hiếu khí; (13) bom chứa khí; (14) ống dẫn khí đốt; (15) ống xả bùn

Nguyên lý hoạt động: Nước thải, sau khi điều chỉnh pH, được dẫn vào hệ 
thống phân phối bảo đảm phân phối đều nước thải trên diện tích đấy bể. Nước thải
được đi từ dưới lên với vận tốc trong khoảng 0,6 – 0,9 m/h. Hỗn hợp bùn yếm khí
trong bể hấp thụ chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa
chúng thành khí (khoảng 50 – 80% là khí CH4 cịn lại là khí CO2 và một số khí
khác). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra
dịng tuần hồn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng, khi hạt cặn nổi lên trên va phải tấm
chắn (7) thì bị vỡ, khí thốt lên trên, cặn rơi xuống đáy bể. Hỗn hợp bùn nước đã
tách hết khí qua khi cửa (8) vào ngăn lắng. Nước thải trong ngăn lắng xuống đáy
qua cửa (6) tuần hồn lại vùng phản ứng yếm khí. Nước trong dân lên trên được
thu vào máng (10) và theo ống (12) dẫn sang bể làm sạch hiếu khí hoặc được đưa
ra hồ sinh học. Khí biogas được dàn ống (11) thu về bình chứa (13) rồi theo ống
dẫn khí đốt (14) đi ra ngồi.

Tính tốn thiết kế:

Thiết kế bể UASB được dựa vào các thông số: thời gian lưu T, vận tốc nước
lên v, hiệu suất xử lý cần đạt được E. Mỗi loại nước thải lại có thơng số khác nhau,
do đó, để thiết kế bể UASB cần phải tiến hành thực nghiệm hoặc kế thừa những
nghiên cứu về xử lý nước thải đó trước. Ví dụ: có thể lựa chọn vận tốc dâng của
nước trong bể ở khoảng 0,6 – 0,9 m/h. Thông số kỹ thuật khi thiết kế UASB thực
nghiệm được nêu ở bảng 2.16.

Bảng 2.16. Thông số thiết kế bể UASB của một số nguồn nước thải

Nguồn nước
thải

Hàm lượng
COD đầu

vào (mg/l)

Thời gian lưu
nước trong

bể (giờ)

Tải trọng
khử COD(kg 
COD/m3 ngày

đêm)

Hiệu quả
khử COD

(%) 
Nước thải sinh hoạt 500 – 800 4 - 10 4 - 10 70 – 75
Nhà máy rượu,

men rượu 20.000 5 - 10 14 - 15 60

Chế biến bột
khoai tây

4.500 –

7.000 5 – 10 8 – 9 75 – 80

Chế biến sữa 3.000 –

</div>
(98)<div class='page_container' data-page=98>

Nhà máy hóa
chất hữu cơ
tổng hợp

18.000 5 – 10 7 – 9 90

Chế biến rau và

hoa quả 8.300 5 – 10 18 55

Giấy các loại 7.700 5 – 10 12 80

Chế biến hải sản 2.300 –

3.000 5 – 10 8 - 10 75 - 80

- Xác định hiệu quả làm sạch E:
E =
v
r
v
S
S
S 
(2.50)

Trong đó: E: hiệu suất làm sạch của bể UASB, %
Sv: hàm lượng COD đầu vào, mg/l
Sr: hàm lượng COD đầu ra, mg/l

- Lượng S khử theo ngày:

G = Q (Sv – Sr) . 10
-3

(kg/ngày đêm) (2.51)

- Tải trọng COD của cả bể: phụ thuộc vào từng nguồn thải, thơng thường có
giá trị nằm trong khoảng 4 -18 kg COD/m3.ngày đêm.

- Dung tích xử lý yếm khí cần thiết
V =

a
G

(m3) (2.52)

- Tốc độ nước đi lên: v = 0,6 – 0,9 m/h
- Diện tích bể cần thiết:

F =
v
Q

(m2) (2.53)
- Chiều cao công tác của bể, H1:

H1 =
F

V

(m) (2.54)
- Chiều cao xây dựng của bể:

H = H1 + H2 + H3 (2.55)
Trong đó: H1: chiều cao công tác của bể, m

H2: chiều cao vùng lắng, m, chọn H2 = 1,2 – 2 m
H3: chiề cao bảo vệ, m, chọn H3 = 0,3 – 0,5 m
- Thời gian lưu nước T (ngày):

T = .24

ngày
Q
V
=
ngày
Q
F
H. .24

(2.56)

Lưu ý: Hầu hết các bể UASB được xây dựng bằng gạch, xi măng và vơi.
Trong lịng bể được phủ bitum chống thấm.

</div>
(99)<div class='page_container' data-page=99>

Chương 3

KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

3.1. Khái niệm, nguồn gốc và phân loại chất thải rắn
3.1.1. Khái niệm về chất thải rắn

Trong quá trình sống của con người và sinh vật, ln có nhưng vật chất ở
dạng rắn được sinh ra ngoài ý muốn của con người.Đây là một trong những tác
nhân gây ơ nhiễm mơi trường nghiêm trọng. Có nhiều khái niệm liên quan tới chất
thải rắn:

- Theo Luật Bảo vệ Môi trường (2005), chất thải rắn là chất thải ở thể rắn,
được thải ra từ các quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt và các hoạt
động khác của con người.

- Giáo sư Lê Quý An định nghĩa “chất thải rắn là chất thải ở thể rắn được
loại ra trong sinh hoạt, trong quá trình sản xuất và trong các hoạt động khác”.

Tuy nhiên, do chất thải rắn có thể chứa những thành phần có thể tái chế, tái
sử dụng được, nên người ta thường phân biệt rác thải và phế liệu:

- Rác thải là chất thải rắn được bỏ đi do mất giá trị sử dụng

- Phế liệu là sản phẩm, vật liệu bị loại ra từ quá trình sản xuất hoặc tiêu
dùng, được thu hồi để tái chế hoặc làm nguyên vật liệu cho quá trình sản xuất khác
(Nghị Định 59/2007 NĐ-CP).

Như vậy, chất thải rắn cũng có thể ở dạng thành phẩm hoặc bán thành phẩm
được tạo ra trong mọi hoạt động sản xuất, tiêu dùng của con người và hoạt động
sống của sinh vật.

Theo Nghị định 59/2007/NĐ – CP, một số khái niệm liên quan đến chất thải
rắn được nêu như sau:

 Quản lý chất thải rắn: là hoạt động kiểm soát sự phát sinh, giảm thiểu, thu gom, 
phân loại, lưu trữ, trung chuyển, vận chuyển, xử lý, tái chế, tiêu hủy và cuối cùng
là thải bỏ chất thải rắn;

o Thu gom chất thải rắn: là hoạt động tập hợp, phân loại và lưu giữ tạm thời
chất thải rắn ở các điềm phát thải tới địa điểm hoặc cơ sở được cơ quan nhà
nước có thẩm quyền chấp thuận trước khi chúng được chuyển tới cơ sở xử lý.
o Lưu giữ: là việc tập kết rác thải tại đia điểm/cơ sở trong một khoảng thời
gian nhất định đã được cơ quan có thẩm quyền chấp thuận.

</div>
(100)<div class='page_container' data-page=100>

o Địa điểm được cấp có thẩm quyền chấp thuận: là nơi lưu giữ, xử lý hoặc chôn
lấp các loại chất thải rắn đã được cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt.
o Xử lý chất thải rắn: là quá trình sử dụng các giải pháp công nghệ, kỹ thuật
làm giảm, loại bỏ, tiêu hủy các thành phần có hại hoặc khơng có ích (hồn
tồn khơng còn giá trị sử dụng); thu hồi, tái chế và tái sử dụng các thành phần
có íchtrong chất thải rắn.

o Cơ sở quản lý chất thải rắn: là cơ sở vật chất, dây chuyền công nghệ, trang
thiết bị được sử dụng cho hoạt động thu gom, vận chuyển, phân loại và xử lý
chất thải rắn

o Cơ sở xử lý chất thải rắn: là cơ sở vật chất bao gồm đất đai, nhà xưởng,
dây chuyền công nghệ, trang thiết bị và các cơng trình phụ trợ được sử dụng
cho hoạt dộng xử lý chất thải rắn.

o Khu liên hợp xử lý chất thải rắn: là tổ hợp một hoặc nhiều hạng mục cơng
trình xử lý, tái chế, tái sử dụng, chế biến và chôn lấp rác thải.

3.1.2. Phân loại và nguồnchất thải rắn

Trong mọi hoạt động sống của con người như từ lao động, sản xuất đến sinh
hoạt, vui chơi, giải trí, nghỉ ngơi… đều tạo ra chất thải rắn. Để thuận tiện cho việc
quản lý và xử lý, chất thải rắn được chia thành nhiều loại khác nhau. Chúng được
phân chia thành nhiều loại cụ thể theo các các tiêu chí như sau:

 Theo nguồn gốc phát sinh:Tùy vào nguồn gốc phát sinh mà chất thải rắn 
được phân chia thành:

- Chất thải rắn sinh hoạt (rác thải sinh hoat): là chất thải được phát sinh từ các
hoạt động sống của con người ở khu dân cư, trung tâm thương mại – giải trí,
cơng sở, bệnh viện, trường học… Chất thải này bao gồm: thực phẩm dư
thừa, bao bì…

- Chất thải cơng nghiệp và tiểu thủ công nghiệp: là chất thải được tạo ra từ các
hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp ở các khu công
nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, làng nghề… Chất thái công nghiệp phụ thuộc
vào đặc điểm của hoạt động sản xuất như nguyên liệu, sản phẩm, dây
chuyền công nghệ…

- Chất thải nông nghiệp: là chất thải phát sinh từ hoạt động sản xuất nông
nghiệp, chăn nuôi và chế biến nông phẩm. Chất thải này bao gồm: rác thải
có nguồn gốc động thực vật như phân vật ni, rơm rạ…

 Theo đăc tính, thành phần của rác

</div>
(101)<div class='page_container' data-page=101>

thải này chủ yếu được tạo ra trong hoạt động sống hằng ngày (điển hình là
ăn uống) của người và hoạt động sống của động – thực vật.

- Rác vô cơ: bao gồm những rác còn lại như thủy tinh, giấy, kim loại… chúng
được phát sinh trong hầu hết các hoạt động sản xuất và sống của con người.
 Theo khả năng tái chế:

- Rác tái chế: gồm những thành phần rác vẫn còn giá trị sử dụng, chúng có thể
được tái chế để tạo thành sản phẩm mới, như nhựa, kim loại, giấy… Việc
thu gom và tái sử dụng rác tái chế có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm tiêu
thụ tài nguyên thiên nhiên và giảm chi phí xử lý chất thải.

- Rác không tái chế: là những loại rác khơng cịn giá trị sử dụng. Những thành
phần rác này thường được xử lý sơ bộ như làm giảm thể tích trước khi đem
chơn lấp.

 Theo khả năng cháy:

- Các loại chất thải có nguồn gốc hữu cơ như nhựa, giấy, vải, lá cây… đều có
thể cháy. Chúng được đốt để sinh nhiệt, đồng thời để xử lý các thành phần
nguy hại (như vi sinh vật và mầm bệnh) và giảm thể tích rác đem đi chơn lấp.
- Hầu hết các loại rác vô cơ như thủy tinh, kim loại, tro, gạch… đều khơng có

khả năng cháy. Loại rác này thường được xử lý sơ bộ như làm giảm thể tích
trước khi đem chơn lấp.

 Theo mức độ nguy hại:

- Rác thải nguy hại: là chất thải rắn có chứa các chất hoặc hợp chất có một
những đặc tính sau đây: dễ cháy, dễ ăn mịn, dễ nổ, dễ bị oxy hóa, gây độc cho
con người và sinh vật, độc hại cho hệ sinh thái, và dễ lây nhiễm. Chất thải nguy
hại chủ yếu được phát sinh từ các cơ sở công nghiệp, làng nghề, y tế…

- Rác thải thông thường: bao gồm chất thải rắn khơng có một trong số những
đặc tính nêu trên. Chất thải thơng thường chủ yếu là rác thải sinh hoạt.
3.2. Kỹ thuật xử lý chất thải rắn

3.2.1. Nguyên tắc xử lý chất thải rắn

3.2.1.1. Nguyên tắc cơ bản trong xử lý chất thải rắn

</div>
(102)<div class='page_container' data-page=102>

sử dụng các thành phần có ích trong rác thải. Để lựa chọn giải pháp xử lý hiệu quả 
chất thải rắn, cần dựa vào:

- Đặc điểm, thành phần và tính chất của rác thải (như rác vô cơ, hữu cơ);
lượng rác phát sinh; khả năng tái chế, khả năng cháy và mức độ nguy hại;

- Điều kiện cụ thể của địa phương:

 Khí hậu, thủy văn, địa chất, thổ nhưỡng, địa hình…
 Diện tích mặt bằng, khơng gian trống…

 Phong tục tập quán...

- Giá trị kinh tế hay giá trị sử dụng của các vật liệu có trong rác thải;

- Tiềm lực kinh tế, trình độ KH – CNtái chế, xử lý rác thải và năng lực của
cán bộ, công nhân;

- Yêu cầu về mức độ kỹ thuật vệ sinh môi trường, tiêu chuẩn kỹ thuật của
công nghệ như vốn đầu tư ban đầu, chi phí vận hành, bảo dưỡng, tuổi thọ, độ tin
cậu của cơng nghệ…

Ngồi ra, việc xử lý chất thải rắn phải đảm bảo đạt được mục đích:

- Thu hồi tài nguyên: tận thu sản phẩm, vật liệu vẫn còn giá trị sử dụng nhằm
tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên;

- Sản xuất phân bón vi sinh, khí sinh học từ từ thành phần rác thải hữu cơ để
phục vụ đời sống;

- Loại bỏ những thành phần độc hại, nguy hiểm cho con người và sinh vật:
như mầm bệnh, vi sinh vật..

Như vậy, cần lưu ý trong quá trình xử lý chất thải rắn, cần phải đảm bảo
nguyên tắc: ‘Giảm thiểu – Tái sử dụng – Tái chế (3R) nhằm mục đích thu hồi tài 
nguyên, chuyển hóa năng lượng – Phần cịn lại khơng thể tái chế hay thu hồi mới 
dùng phương pháp chôn lấp’.

3.2.1.2. Các phương pháp xử lý chất thải rắn

Hiện nay, với những tiến bộ trong khoa học – công nghệ, chất thải rắn được
xử lý bằng nhiều biện pháp khác nhau, về cơ bản, sau khi được xử lý sơ bộ, có ba
phương pháp xử lý sau:

- Phương pháp chôn lấp;
- Phương pháp thiêu huỷ;

- Phương pháp xử lý bằng công nghệ sinh học;
a) Xử lý sơ bộ:

</div>
(103)<div class='page_container' data-page=103>

- Phân loại rác thải bằng cơ giới (sàng, quạt…) hoặc bằng thủ cơng.

- Giảm kích thước, thể tích bằng phương pháp cơ học như: nghiền, cắt, nén, ép…
- Giảm thể tích, kích thước bằng phương pháp hóa học như: hịa rắn, đốt…
b) Phương pháp chốn lấp

Chôn lấp là biện pháp xử lý chất thải rắn lâu đời nhất và được sử dụng rộng
rãi ở nhiều nơi trên thế giới. Biện pháp chôn lấp có thể bao gồm các khu xử lý rác
nội bộ (nơi mà nhà sản xuất xây dựng khu xử lý tại nơi sản xuất). Nhiều bãi chôn
lấp cũng được sử dụng cho các mục đích quản lý rác thải khác như lưu trữ tạm
thời, hợp nhất, chuyển giao hoặc chế biến vật liệu chất thải (phân loại, xử lý và
tái chế).

Có hai phương pháp chơn lấp chất thải rắn được sử dụng phổ biến:
 Phương pháp chốn lấp hoàn toàn

Đối với các loại chất thải ít độc hại như rác thải sinh hoạt thường được thu
gom, vận chuyển và chuyển đến các bãi chứa sau đó được đem đi chơn lấp. Tại các
bãi chôn lấp này, để đạt được các thông số về kĩ thuật, rác thải được nén để giảm
thể tích và hằng ngày được che phủ bởi các lớp đất. Đây là phương pháp đơn giản
nhất, rẻ tiền nhưng không hợp vệ sinh, dễ gây ô nhiễm các nguồn nước ngầm và
tốn diện tích đất bãi chứa và là nơi phát sinh và lan tràn bệnh dịch. Tuy nhiên, ở
các nước đang phát triển, các cộng đồng dân cư sống trong cảnh nghèo đói đã phải
sống dựa vào các bãi rác để tăng thu nhập. Phương pháp này phổ biến ở các nước
chưa phát triển, kinh tế còn khó khăn, thường áp dụng với đô thị nhỏ trong giai
đoạn trước mắt và yêu cầu địa điểm rộng, bãi rác cách xa đô thị.

Đối với các chất thải độc hại thì đáy bãi chơn lấp phải được xử lý bằng
đầm nén và trải các tấm lót bằng chất liệu đặc biệt có tác dụng chống thấm. Với
cách này khá tốn kém, một bãi chôn lấp như vậy chi phí có thể lên đến hàng
trăm tỉ đồng.

 Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh

Bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh là bãi dùng để chôn lấp các loại rác
thải khơng có khả năng tái chế, tái sử dụng đảm bảo không gây ơ nhiễm mơi
trường, an tồn, tin cậy, lâu dài. Bãi chôn lấp chất thải rắn có thể là bãi chơn lấp
rác thải thơng thường và bãi chôn lấp rác thải nguy hại.

</div>
(104)<div class='page_container' data-page=104>

chưa thấm hết được thu gom và đưa qua trạm xử lí. Khi bãi rác đầy, lấp đất và có
thể trồng cây trên đó. Phương pháp này khá đơn giản và rẻ tiền, tuy nhiên yêu cầu
diện tích rộng và xa khu dân cư.

Đối với rác thải nguy hại, chúng cần được xử lý sơ bộ trước khi đem chôn
lấp. Để xây dựng các bãi chôn lấp rác thải hợp vệ sinh, cần tiến hànhđánh giá tác
động môi trường, việc làm này nhằm mục đích đảm bảo tiêu chuẩn về mơi trường
cho phép đối với phương pháp chôn lấp.

b. Phương pháp thiêu đốt

Thiêu đốt rác thải là phương pháp xử lý rác ở nhiệtđộ cao và sản phẩm sau
đốt chủ yếu là tro, khói và nhiệt.Khí và khói bụi được làm sạch trước khi thải ra
ngồi khơng khí, cịn tro và chất rắn khơng cháy khác được đem chơn lấp.Xử lý rác
bằng phương pháp đốt có ý nghĩa quan trọng, có thể xử lý triệt để các thành phần
nguy hại trong rác, đồng thời, làm giảm tối đa thể tích rác trước khi đem chơn lấp.
Có hai biện pháp đốt:

 Đốt tự nhiên: đưa chất thải vào khu vực cách li với dân cư như trong thung lũng
giữa hai dãy núi (ở Pháp), để khơng bị ảnh hưởng bởi khói đốt. Phương pháp này
thích hợp với vị trí đốt rác cách khu dân cư ít nhất là 50 - 60 km.

 Lò thiêu huỷ: Rác trước khi đưa vào lò đốt được phân loại thành rác hữu cơ và
PVC để loại bỏ hoặc tái chế rác vô cơ rắn cịn lại đưa vào lị đốt duy trì ở nhiệt độ
cao, khoảng 900-1200 oC. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, trong điều kiện có oxy,
các chất độc hại bị oxy hóa thành chất khơng độc hoặc ít độc hại hơn. Phương
pháp dùng lò thiêu huỷ đạt hiệu suất xử lý tối ưu khi các vật liệu khó cháy trong
thành phần rác chiếm tỉ lệ không đáng kể. Bên cạnh đó, các lị đốt rác có hệ thống
rửa làm sạch khí trước khi thải ra mơi trường.Nhìn chung, dùng lò thiêu huỷ là
phương pháp xử lý rác thải hiệu quả nhưng chi phí cao.

c. Phương pháp sinh học

 Phương pháp khí sinh học: Nguyên lý của phương pháp này là phân huỷ chất
thải hữu cơ trong các bể kín nhờ các vi sinh vật (kỵ khí trong điều kiện ngập
nước). Sản phẩm chủ yếu tạo ra là khí metan, được sử dụng như một nguồn năng
lượng sạch. Phương pháp này chỉ thích hợp với xử lý chất thải giầu chất hữu cơ
như phân người, phân gia súc, chất thải nhà máy chế biến thực phẩm... Đứng đầu
về lĩnh vực này là Trung Quốc, Ấn Độ.

</div>
(105)<div class='page_container' data-page=105>

Phương trình của q trình hóa sinh này được biểu diễn như sau:


Phương pháp này được áp dụng trong các nhà máy xử lý rác thải. Nguyên lý
của phương pháp này là: rác được phân loại rác hữu cơ và vô cơ. Rác hữu cơ được
nghiền nhỏ, ủ háo khí với một tập hợp các men vi sinh vật tạo ra một loại phân vi
sinh dùng cho sản xuất nông nghiệp.

Phương pháp này phù hợp với đặc điểm thành phần của rác và khí hậu nước
ta với những ưu điểm nổi bật là: xử lý triệt để phế thải không gây ô nhiễm mơi
trường, nên có thể đặt gần thành phố để giảm chi phí vận chuyển. Tuy nhiên, với
phương pháp này địi hỏi vốn đầu tư lớn, thích hợp với những thành phố lớn hoặc

được sử dụng trong trường hợp yêu cầu vệ sinh cao.

Trong các phương pháp xử lý nêu trên, biện pháp chôn rác khơng địi hỏi
đầu tư nhiều nhưng cần diện tích rộng và dễ gây ơ nhiễm mơi trường đất và nước
và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người. Đốt rác là biện pháp xử lý
tương đối vệ sinh những cũng có nhược điểm là gây ơ nhiễm khơng khí, đầu tư xây
dựng và trang thiết bị tốn kém. Phương pháp len men xử lý rác thải bằng biện pháp
sinh học có ưu điểm là: rẻ tiền, phần mùn rác sau lên men có thể tận dụng làm
phân bón, nhưng nhược điểm là thời gian xử lý lâu hơn các biện pháp trên và chỉ
áp dụng được đối với rác thải hữu cơ.

3.2.2. Mô hình xử lý chất thải rắn

A. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp vi sinh
* Mô tả hệ thống cơng nghệ xử lí:

Biện pháp xử lý nhờ vi sinh vật thích hợp với rác thải sinh hoạt, do thành
phần rác chứa nhiều chất hữu cơ và không chứa chất độc hại. Hệ thống xử lý được
mô tả ở hình 3.1.

CHẤT HỮU CƠ:

Protein
Acid amin
Chất hữu cơ lỏng
Hydrate carbon
Cellulose
Lignin
Tro

+ O2 + Dinh dưỡng 

Chất
hữu cơ

không
phân

hủy
(mùn
hữu cơ)

+ Tế báo mới + CO2 + H2O + NO3 + SO42- + nhiệt

Tế bào chết
Vi sinh vật hiếu

</div>
(106)<div class='page_container' data-page=106>

* Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

- Sân tập kết rác có diện tích đủ rộng để chứa khối lượng rác thu gom hàng
ngày.

- Rác từ sân tập kết được chuyển qua bộ phận phân loại lần thứ nhất.

- Rác hữu cơ được băng chuyền đưa sang bộ phận phối trộn. Tại đây, rác
được bổ sung các chất cần thiết khác như rỉ đường, N, P, K, cấy vi sinh vật, điều
chỉnh độ ẩm và sau đó được băng chuyền hoặc xe chuyển vào bể ủ.

- Hệ thống bể ủ được xây kiên cố sàn bê tông, có mái che mưa, nắng, dưới
sàn có hệ thống đường ống dẫn khí. Thể tích bể ủ tuỳ thuộc vào rác cần xử lí, số bể

ủ phụ thuộc vào thời gian xử lý rác. Các bể ủ được hệ thống máy nén khí hoặc quạt
cung cấp khí. Q trình len men hiếu khí ở nhiệt độ cao làm rác nhanh chóng mất
mùi hơi, các vi sinh vật gây bệnh phần lớn bị chết, không gây ô nhiễm môi trường.

- Rác sau khi ủ lên men ở điều kiện có oxy được chuyển vào nhà ủ chín, tại
đây các q trình len men hiếu khí dần chuyển sang kỵ khí.

- Rác từ nhà ủ chín được băng chuyền đưa sang bộ phân phân loại lần thứ
hai. Rác qua máy sàng để loại bỏ các mảnh rác to, sau đó được phân loại tiếp bằng
hệ thống thổi khí để tách thuỷ tinh, gạch gói, nilon hoặc hệ thống nam châm để
tách kim loại. Mùn rác được đưa sang bộ phận thu hồi tận dung, tại đây mùn rác
được bổ sung thêm các chất dinh dưỡng vô cơ cần thiết và được sử dụng như
nguồn phân bón hữu cơ có chất lượng cao.

- Rác thải vơ cơ và những khống chất khơng bị phân huỷ sau khi ủ được
đem đến bãi chôn lấp hợp vệ sinh.

</div>
(107)<div class='page_container' data-page=107>

Hình 3.1. Mơ hình xử lý rác thải sinh hoạt
* Ưu điểm của phương pháp này:

- Là phương pháp công nghệ xử lý tiên tiến và được sử dụng rông rãi trên thế giới;
- Xử lý hiệu quả rác thải hữu cơ, tiêu diệt được các vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh;
- Khơng gây ơ nhiễm mơi trường nên có thể đặt gần thành phố, gần trục đường

giao thông để giảm chi phí vận chuyển;

- Chi phí đầu tư thấp, tiêu hao ít năng lượng, dễ vận hành, hiệu quả cao;
- Sản phẩm là phân hữu cơ sạch, là nguồn thu bổ sung vào vốn lưu động.
B. Xử lý rác thải bằng phương pháp chôn lấp theo công nghệ của Mỹ công
suất 10.000m3/ngày

* Mơ tả cơng nghệ xử lý rác thải: hình 3.2 
- Rác thải được tập kết tại bãi thu gom.

Rác thô

Phânloại
lần I

Đảo trộn rác

Rác vô cơ

Bã vơ cơ
Tái chế

Bể ủ hiếu
khí

Bể ủ chín

Phân loại
lần II
Bãi chơn

lấp

Mùn hữu cơ

Cung

cấp khí

Bổ sung N,
P, K
Rác hữu

cơ

</div>
(108)<div class='page_container' data-page=108>

- Tiến hành phân loại rác bằng các thiết bị chuyên dụng.

- Sau khi phân loại, rác hữu cơ được chuyển sang máy nghiền và tiến hành
nghiền thành mùn làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất phân hữu cơ, phân vi
sinh.

- Phần rác vô cơ không tái chế hoặc tái sử dụng được đưa sang bãi chôn lấp
được xử lý theo quy trình riêng.

* Nguyên tắc xử lý chất thải rắn

- Rác thải được phân thành hai loại chính: rác vô cơ và rác hữu cơ. Đối với
rác vô cơ và chất thải rắn khác được đưa vào bãi chôn lấp. Các chất thải hữu cơ
được xay nghiền và ủ làm phân bón.

- Các chất hữu cơ, vô cơ và PVC được phân loại bởi máy móc (nếu có điều
kiện) hoặc bởi lao động thủ công (để tiết kiệm giá thành). Những sản phẩm có thể
tái chế hoặc tái sử dụng được thu hồi. Các chất hữu cơ và PVC còn lại được một
thiết bị nghiền sơ bộ, sau đó chuyển qua máy nghiền tinh. Máy này có chức năng
phân loại PVC và rác hữu cơ, PVC được đưa tiếp ra bãi chơn lấp, cịn lại là rác hữu
cơ được nghiền nhỏ thành phân bón.

Hình 3.2. Mơ hình xử lý chất thải rắn
* Bãi chôn lấp:

 Vị trí

Vị trí của bãi chơn lấp được lựa chọn trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố sau:
- Vị trí so với các con sơng, hồ và suối;

- Vị trí so với các nguồn nước cấp;
Máy nghiền và

phân loại PVC

Mùn, phân bón

Các thiết bị
phân loại rác

Bãi tập kết rác
thải

Xe chuyên dụng

Bãi chôn lấp

Rác hữu cơ Rác vô

</div>
(109)<div class='page_container' data-page=109>

- Độ sâu so với mực nước ngầm;
- Loại đất, ưu tiên đất sét;

- Tránh xa các vùng nhạy cảm: động đất, núi lửa hoạt động, có khí ga dưới
lịng đất...

- Khả năng mở rộng về diện tích và quy mơ trong tương lai.

Không phải tất cả các điều kiện trên trong khu vực lựa chọn sẽ đạt mức độ
yêu cầu, tuy nhiên, nên lựa chọn trên cơ sở tiêu chuẩn tối ưu nhất.

 Hố chôn lấp

Hố chôn lấp được thiết kế như các ngăn, được đào sâu khoảng 5-10m, độ
sâu của hố phụ thuộc vào độ sâu của mực nước dưới đất. Độ nghiêng lớn nhất tới
đáy của bãi chôn lấp khoảng 30o. Đáy của ngăn bao quanh hoặc nghiêng để có thể
thu gom nước rác.

 Lớp lót dưới đáy bãi rác

Lớp lót này có tác dụng bảo vệ tồn bộ mơi trường nước dưới đáy bãi rác.
Lớp này có thể được làm trên cơ sở các loại đất không thấm như là lớp đất sét, các
vật liệu tổng hợp...

 Ngăn thấm lọc và vỏ bảo vệ

Các hệ thống thấm lọc thường được đặt trên đỉnh lớp lót của ngăn. Hệ thống
này thường kéo theo một hệ thống đường ống đã được khoan thủng để cho phép
vận chuyển nước đã lọc.

Vỏ bảo vệ được đặt giữa hai lớp lót và chất thải nhằm đảm bảo an tồn cho
lớp lót khỏi bị tác động của chất thải. Vỏ bảo vệ này có thể là đất hoặc các nguyên
liệu phù hợp khác.

 Các hoạt động quản lý tại bãi chôn lấp

- Che phủ: Thông thường chất thải được vận chuyển đến bãi đổ rác bằng xe
moóc hoặc xe tải. Sau đó chất thải được phân loại bằng thiết bị phân loại hoặc
công nhân và chuyển đến các khu vực như bãi chôn lấp, khu ủ rác,... Cuối mỗi
ngày, nhân viên có trách nhiệm sẽ tiến hành các công việc che phủ toàn bộ chất
thải bằng đất, các nguyên liệu thích hợp khác, với mục đích bảo vệ chất thải khỏi
bị ảnh hưởng bởi mưa, gió, động vật... Trong đó, sử dụng đất để che phủ có chi phí
thích hợp nhất và có thể che phủ được một bãi rác có diện tích rộng.

- Chơn lấp rác: sau khi hố rác đầy sẽ được bảo phủ lên một lớp bảo vệ, cách
li với mơi trường bên ngồi, thường sử dụng đất để phủ và sau đó trồng cây, cỏ...
Thảm thực vật này có tác dụng hạn chế xói mịn rất tốt.

</div>
(110)<div class='page_container' data-page=110>

nguồn nước tại vành đai của bãi chôn lấp. Sự giám sát này cho phép phát hiện và
xử lý kịp thời nếu nguồn nước bị nhiễm bẩn do sản phẩm từ bãi chôn lấp gây ra.

- Quản lý nước thu gom từ bãi rác: Nước thu gom từ bãi rác cần phải được
xử lý cẩn thận và có thể khai thác sử dụng được, tuy nhiên không được xả vào các
nguồn nước đang sử dụng cho sinh hoạt. Nên sử dụng nước này để tưới lên bãi
chôn lấp, tưới cây,...

- Thăm dị khí: Việc thăm dị khí được tiến hành tại bãi chôn lấp và được
kiểm tra theo các giai đoạn để xác định xem liệu khí metan có tồn tại khơng để kíp
thời khai thác, tránh xảy ra các sự cố tiềm tàng, đồng thời bổ sung nguồn năng lượng
sạch.

C. Hệ thống thiết bị thiêu huỷ trực tiếp chất thải sinh hoạt ở Trung Quốc
Thiết bị đốt rác do công ty Khoa học Công nghệ thương mại Hồng Cơ, Bắc

Kinh, Trung Quốc sản xuất dựa trên nguyên lý chất môi giới nhiệt độ cao, phương
pháp thiêu kết nhiệt hạch trực tiếp. Thiết bị được thiết kế chế tạo với kỹ thuật tiên
tiến, cac chỉ tiêu thải được Bộ môi trường quốc gia kiểm tra qua sự kiểm định của
chuyên gia và đều đạt các chỉ tiêu quy định của nhà nước. Thiết bị này có đặc điểm
là đầu tư ít, giá thành vận hành thấp, có hiệu qủa cao, phạm vi sử dụng rộng rãi và
là thiết bị xử lý rác thải sinh hoạt lý tưởng.

Đối tượng thiêu huỷ là rác thải sinh hoạt, rác đô thị, với các chỉ tiêu đặc
tính của rác là: hàm lượng nước< 40%; hàm lượng hữu cơ> 20%; hàm lượng bụi
đất <25%.

*Sơ đồ hệ thống vận hành công nghệ của thiết bị đốt rác sinh hoạt: hình 3.3.

Hình 3.3. Mơ hình cơng nghệ đốt rác thải trực tiếp ở Trung Quốc

Bể rác Cấp gió

Hệ thống
tải

Lị đốt thống Hệ

làm sạch

Dẫn
gió

ống
khói

Bể chứa
xỉ

Hệ thống
xử lý nước

Tái sử
dụng
Phân

</div>
(111)<div class='page_container' data-page=111>

*Một số ưu điểm của thiết bị:

- Phạm vi sử dụng lớn, đối với rác thải có các chỉ tiêu đặc tính nêu trên thì
khơng cần xử lý trước khi đốt.

- Thiết bị sử dụng phương pháp thiêu kết ở nhiệt độ cao nhiệt hạch, khu vực
có nhiệt độ cao có thể lên đến 1100-12000C, do đó khơng cần chất dẫn nhiệt, có
thể thiêu kết hồn tồn rác nguyên sinh và giảm dung lượng rác.

- Thao tác thuận tiện, thời gian sử dụng dài: quá trình thao tác cơ khí hố,
kết cấu thiệt bị đơn giản, thao tác sửa chữa duy tu thuận tiện, do đó giảm cường độ
lao đông và cải thiện môi trường làm việc.

- Các sản phẩm sau khi đốt vô hại và có thể tái sử dụng: các chất khí thải của
lò đốt được xử lý bằng biện pháp phun kiềm. Nước thải được xử lý và thu hồi tái
sử dụng. Xỉ than được sử dụng như là nguyên liệu cho ngành xây dựng như ép
thành viên gạch, làm phụ gia cho sản xuất xi măng...

D. Hệ thóng thiết bị thiêu huỷ chất thải rắn ECHUTO (Nga)

Thiết bị ECHUTO được sử dụng để thiêu huỷ các chất thải thải sinh hoạt từ
khu dân cư, vật phẩm y tế, các chất thải có nguồn gốc động vật...

*Sơ đồ cơng nghệ: hình 3.4

Hình 3.4. Mơ hình cơng nghệ thiêu đốt rác thải ở Nga

Ngăn
chứa rác

Than Tro

Buồng
đốt khí

Buồng
rửa khí
Hỗn hợp khí

600oC 600o

Khói

1100oC

Nước Khí sạch ra ngồi khí quyển

Nước vào hệ thống xử lý

nước

Rác
vào

</div>
(112)<div class='page_container' data-page=112>

*Nguyên lý làm việc

Khác với sự đốt cháy thông thường, rác được thiêu huỷ trong ECHUTO
bằng các công đoạn phân huỷ rác và đốt khói ở các ngăn riêng biệt với nhiệt độ
khác nhau. Quá trình thiêu huỷ rác trong thiết bị được thực hiện như sau:

- Rác chứa trong ngăn đựng riêng được phân huỷ ở nhiệt độ 6000C tạo thành
xỉ than và khí.

- Hỗn hợp khí thốt ra được dẫn sang buồng đốt khí ở nhiệt độ 11000C.
Nhiệt lượng sinh ra trong buồng đốt được dẫn sang ngăn chứa rác, phần khói khí
được đưa sang buồng rửa khí làm sạch rồi theo ống khói phát tán vào khơng khí.

- Than trong ngăn chứa rác được tiếp tục đốt ở 6000C thành tro, chế độ đốt
được điều chỉnh bằng cách cung cấp không khí vào. Khói bốc ra từ đây cũng được
dẫn qua buồng đốt để đốt cháy hết ở nhiệt độ cao và làm sạch ở bình rửa khí. Lượng
tro cịn lại có khối lượng bằng 5-12% khối lượng rác thải ban đầu. Tro này có thể
được sử dụng làm vật liệu xây dựng hoặc làm chất keo tụ trong xử lý nước thải.

- Nước từ buồng làm sạch khí có thể đưa vào hệ thống xử lý nước thải thông
thường.

* Ưu điểm của thiết bị

- Đốt cháy hoàn toàn rác hữu cơ, các sản phẩm chủ yếu là khí, tro khơng độc

hại đối với mơi trường.

- Tiêu thụ năng lượng ít, chi phí vận hành thấp.

- Kích thước nhỏ, khối lượng ít nên dễ lắp đặt và sử dụng.

- Thích hợp cho xử lý rác thải thành phố, nông thôn và bệnh viện.
3.2.3. Thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh

3.2.3.1. Nguyên tắc cơ bản trong thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn

</div>
(113)<div class='page_container' data-page=113>

3.2.3.2. Thu thập số liệu, tính tốn thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn

* Xác định quy mô bãi chôn lấp: Để xác định quy mô bãi chôn lấp cần dựa
vào số dân của khu đô thị/khu công nghiệp (bảng 3.1), khối lượng rác phát sinh, tỷ
lệ tăng trưởng dân số, xu hướng và định hướng phát triển kinh tế, sự biến động (gia
tăng hoặc giảm) về khối lượng rác thải…

Bảng 3.1. Xác định quy mô bãi chôn lấp theo quy mô đô thị và khu công nghiệp

Loại đô thị,
khu cơng

nghiệp
(1)

Dân số
(Nghìn 
người)

(2)

Khối lượng
chất thải
(1000 tấn/năm)

(3)

Thời gian sử
dụng
(Năm)

(4)

Quy mô

(5)
Đô thị cấp IV, V

và cụm CN nhỏ Dưới 100 Dưới 20 Dưới 5 Nhỏ

Đo thị cấp III,
IV, khu CN và
cụm CN

100 – 500 20 – 65 5 – 10 Vừa

Đô thị cấp I, II,
III, Khu CN,
khu chế xuất

500 – 1000 65 -200 10 – 15 Lớn

Đô thị cấp I, II,
khu chế xuất,
khu CN lớn

Trên 1000 Trên 200 15 – 30 Rất lớn

* Xác định loại bãi chôn lấp”

- Dựa vào đặc tính của chất thải, người ta chia ra làm hai loại bãi rác:

+ Bãi chôn lấp khô: được sử dụng để chôn lấp rác sinh hoạt, rác đường phố,
chất thải rắn công nghiệp không độc hại;

+ Bãi chôn lấp ướt: được sử dụng để chôn lấp chất thải dạng bùn nhão và rác
có độ ẩm trên 60%

- Dựa vào địa hình, địa chất cơng trình người ta chia bãi chôn lấp thành:
+ Bãi chôn lấp nổi: bãi chôn lấp nổi trên mặt đất, được xây dựng ở những
nơi có địa hình bằng phẳng, có độ dốc nhỏ. Bãi chơn lấp thường cao từ 10 – 15 m.
Xung quanh bãi chôn lấp xây dựng đường bao hoặc đắp đê nổi.

+ Bãi chơn lấp chìm: bãi chơn lấp dưới mặt đất, được xây dựng ở những nơi
đồi núi thấp, có khe núi, moong khai thác mỏ… Chiều cao của bãi chôn lấp cao
hơn mặt đất khoảng 1 – 2 m.

</div>
(114)<div class='page_container' data-page=114>

* Yêu cầu đất xây dựng và tổng mặt bằng

- Xác định khoảng cách từ bãi chơn lấp tới các cơng trình khác: bảng 3.1.
- Xác định tổng thể diện tích mặt bằng bãi chơn lấp

Bãi chơn lấp hợp vệ sinh có diện tích bằng tổng diện tích khu chơn lấp rác
thải, khu phụ trợ, khu xử lý nước rác và diện tích:

Sbcl = Scl + Spt + Sxlnt + Sgt

Trong đó: Sbcl: tổng diện tích cần thiết của bãi chơn lấp rác
Scl: diện tích khu chơn lấp chất thải

Spt: diện tích khu phụ trợ, thơng thường Spt = 20%Sbcl

Sxlnt: diện tích khu xử lý nước thải, thơng thường Sxlnt = 20%Sbcl
Sgt: diện tích giao thơng, thơng thường, Sgt = 10 – 15% Sbcl
Để tính tốn tổng diện tích của bãi chơn lấp ta thực hiện các trình tự như sau:

- Xác định được phần trăm diện tích khu chơn lấp;
- Xác định số năm vận hàng của bãi chôn lấp;

- Xác định khối lượng rác thải cần chôn lấp mỗi năm (cần xem xét tới lượng
rác tăng theo từng năm);

- Xác định tổng khối lượng rác cần chôn lấp của bãi chôn lấp;

- Xác định khối lượng riêng của rác thải khi nén như trong bãi chôn lấp;
- Xác định thể tích lớp đất che phủ hằng ngày lớp che phủ;

- Xác định tổng thể tích của rác thải khi chôn lấp V (m).

- Xác định chiều cao bãi chôn lấp, H (m). Thông thường, chọn chiều cao H
trong khoảng 10 – 15 m.

SCl =
H
V

(3.1)

- Xác định khoảng cách từ bãi chôn lấp tới các khu vực dân cư: Khoảng cách
từ bãi chôn lấp tới khu vực dân cư lân cận được xác định dựa vào bảng 3.2.

Bảng 3.2. Khoảng cách thích hợp tới bãi chôn

Đối tượng
cách ly

Đặc điểm và
quy mơ các

cơng trình

Khoảng cách tới bãi chơn lấp (m)
BCL vừa và

nhỏ BCL lớn BCL rất lớn

Đô thị Thành phố, thị

xã ≥ 3000 ≥ 5000 ≥ 15000

Sân bay, bến
cảng, các
khu công

Quy mô nhỏ đến

</div>
(115)<div class='page_container' data-page=115>

Thị trấn, thị
tứ, cụm dân
cư ở đồng
bằng và
trung du

> 15 hộ

Cuối hướng gió

chính ≥1000 ≥ 1000 ≥1000

Cụm dân cư
miền núi

≥ 15 hộ, cùng
khe núi (có dịng
chảy xuống)

≥ 3000 ≥ 5000 ≥5000

Công trình
khai thác

nước ngầm

Cơng suất <100

m3/ngày ≥50 ≥ 1000 ≥500

Công suất: 100 –

1000 m3/ngày ≥ 1000 ≥ 500 ≥ 5000

Công suất ≥

10000 m3/ngày ≥ 500 ≥ 1000 ≥ 5000

Đường giao

thông Quốc lộ, tỉnh lộ ≥100 ≥ 300 ≥ 500

Chú thích: khoảng cách tính từ vành đai các cơng trình tới hàng rào của bãi 
chôn lấp.

* Các phân khu của bãi chôn lấp:

Bãi chôn lấp gồm: khu chôn lấp và các phân khu như khu xử lý nước thải và
khu phụ trợ (nhà điều hành, nhà nghỉ cho công nhân viên, kho, xưởng, trạm điện…).
- Khu chôn lấp: là khu vực chôn lấp rác thải. Khu chôn lấp được chia thành nhiều
ô, gọi là ô chơn lấp, mỗi ơ thường được vận hành trong vịng 1 -3 năm. Diện tích
của ơ chơn lấp được xác định theo bảng 3.3.

Bảng 3.3. Xác định diện tích ơ chơn lấp rác theo quy mơ của đơ thị

và khu công nghiệp

STT Đối tượng phục vụ

Khối lượng chất
thải tiếp nhận

(tấn/năm)

Diện tích ơ chơn
lắp (m2)

1 Đô thị loại V Dưới 20.000 4.000 – 5.000

2 Đô thị loại IV, cụm CN và tiểu
thủ CN

20.000 – 65.000 5.000 – 10.000
3 Đô thị loại III, khu CN nhỏ 65.000 – 100.000 10.000 – 15.000
4 Đô thị loại II, khu CN vừa 100.000 – 200.000 15.000 – 25.000
5 Đô thị loại I, khu CN, khu chế

xuất

Trên 200.000 Trên 25.000

</div>
(116)<div class='page_container' data-page=116>

20% tổng diện tích của bãi chôn lấp. Xung quanh khu xử lý nước thải được trồng
cây xanh để giảm sự bốc mùi từ nước rác.

Khu phụ trợ khác: Một phần diện tích của bãi chôn lấp được sử dụng để xây

dựng nhà điều hành, nhà nghỉ cho nhân viên, kho, xưởng sửa chữa, trạm cân đo,
trạm điện… Diện tích của khu phụ trợ khơng q 20% tổng diện tích của bãi chơn
lấp. Các cơng trình này hầu hết được đặt ở đầu hướng gió.

* Giải pháp thiết kế cơng trình

Mặt cắt ngang của bãi chơn lấp có hình dạng và cấu tạo như hình 3.5.

Hình 3.5. Mặt cắt ngang ô chôn lấp

 Kết cấu thành, đáy và vách ngăn của các ô chôn lấp:

+ Kết cấu thành và đáy phải vững chắc, đủ khả năng chịu tải, đảm bảo an
tồn, khơng xảy ra sụt lún, sạt lở… trong quá trình vận hành, cũng như sau khi
đóng cửa.

+ Sức chịu tải của đáy ô chôn lấp phụ thuộc vào tải trọng của máy móc, thiết
bị vận hành, tải trọng chất thải trong bãi, tải trọng lớp phủ trung gian và lớp phủ bề
mặt. Tải trọng yêu cầu của đáy ô chôn lấp không nhỏ hơn 1 kg/cm2.

+ Đáy ô chôn lấp phải thiết kế đảm bảo độ dốc để dễ dàng cho việc thu gom
và tiêu thốt nước rác. Độ dốc ơ chơn lấp thiết kế theo độ dốc địa hình nhưng khơng
nhỏ hơn 1%. Khu gần ống thu gom nước rác phải có độ dốc thiết kế tối thiểu đạt 3%
(hình 3.5). Lớp đáy phải đảm bảo chống thấm. Thành và đáy ô chơn lấp được thiết
kế lớp chống thấm có hệ số thấm tối đa khoảng 10-7 cm/s, bề dày tối thiểu là 60 cm.

Rãnh thoát nước mưa

</div>
(117)<div class='page_container' data-page=117>

 Cấu tạo lớp đấy của bãi chơn lấp: Hình 3.6 a, b.

b)
Hình 3.6. Cấu tạo lớp đáy bãi chôn lấp

 Hệ thống thu gom nước rác: tầng thu nước rác, hệ thống thu gom nước rác
và hố thu nước rác.

+ Nước rác được sinh ra từ các nguồn: nước có sẵn trong rác, nước được tạo ra
trong quá trình phân hủy rác và các phản ứng hóa học, nước mưa ngấm vào rác…
+ Tầng thu nước rác gồm 2 lớp vật liệu trải đều trên toàn bộ bề mặt ô chôn lấp.
Tầng thu nước phải có độ dày đủ lớn để đặt ống thu gom nước rác, không nhỏ quá
30 cm (hình 3.7). Yêu cầu của mỗi lớp như sau:

</div>
(118)<div class='page_container' data-page=118>

Hình 3.7. Tầng thu gom nước rác

Hệ thống ống thu gom nước rác của mỗi ô chôn lấp được thiết kế theo yêu
cầu như sau:

- Có một hoặc nhiều tuyến ống chạy dọc theo hướng dốc của ô chôn lấp. Các
tuyến nhánh dẫn nước rác về tuyến chính. Khoảng cách của hai tuyến ống dẫn
nhánh khoảng từ 60 – 70 m. Tuyến chính dẫn nước rác về hố thu để bơm hoặc dẫn
thẳng xuống cơng trình xử lý nước rác. Sơ đồ bố trí hình 3.8.

- Trên mỗi tuyến ống, cứ 180 m – 200 m lại có một hố ga để thu gom cặn,
phòng chống tắc nghẽn. Hố ga thường xây bằng gạch có kích thước: 800mm x
800mm x 800mm. Đường kính ống thu gom nước rác về hố ga khơng nhỏ hơn 150
mm.

- Cấu tạo của mỗi ống phải đủ bền để chịu tải sức nặng của các tầng bên trên

và sự ăn mịn hóa học của nước rác.

- Độ dốc của ống tùy thuộc vào địa hình, nhưng khơng nhỏ hơn 1%.

</div>
(119)<div class='page_container' data-page=119>

 Hệ thống thu gom khí rác:

Bãi chơn lấp có lượng tiếp nhận dưới 50.000 tấn/năm có thể thốt tán khí rác
tại chỗ song phải đảm bảo chất lượng mơi trường khơng khí xung quanh theo tiêu
chuẩn TCVN 5938:1995. Hệ thống thu gom được bố trí hình mạng lưới dạng tam
giác đều, khoảng cách giữa các ống tiếp nhận khoảng 50 – 70 m (hình 3.9).

Hình 3.9. Sơ đồ bố trí hệ thống thu gom khí

+ Các ống thu gom khí rác được lắp đặt trong quá trình vận hành, ghép nối,
nâng dần độ cao theo độ cao vận hành của bãi rác. Phần ống nằm trong lớp đất phủ
bề mặt bãi chôn lấp và phần nhô cao trên mặt bãi chôn lấp phải sử dụng ống thép
tráng kẽm hoặc vật liệu có sức bề mặt cơ học và hóa học tương đương.

+ Độ cao cuối cùng của ống thu gom khí rác phải lớn hon bề mặt bãi tối
thiểu 2m.

+ Trường hợp phải dùng ống dẫn khí rác rác ra giếng thu khí, cần lưu ý độ
dốc của ống dẫn tối thiểu đạt 2% về phía giếng để thoát nước đọng.

+ Hệ thống thu gom khí rác nên sử dụng ống nhựa có đường kính ống tối
thiểu đạt 150 mm, lỗ đục cách đều suốt chiều dài của ống với diện tích lỗ chiếm
khoảng 15 – 20% diện tích bề mặt ống.

 Hệ thống thoát nước mưa:

Xung quanh bãi chơn lấp phải thiết hệ thống thốt nước mưa, không cho nước
mưa chảy tràn vào bãi chôn lấp:

</div>
(120)<div class='page_container' data-page=120>

Bảng 3.4. Tần suất ngập úng áp dụng để thiết kế hệ thống thoát nước mưa

STT Loại bãi chôn lấp Tần suất ngập úng để thiết kế
(năm)

1 Nhỏ 10

2 Vừa 15

3 Lớn 30

4 Rất lớn 30

- Đối với bãi chôn lấp nổi: sử dụng đê bao không thấm nước để ngăn nước
bên ngồi chảy vào bãi chơn lấp. Đê bao phải có độ cao lớn hơn mức nước lũ có
tần suất có nêu trong bảng 3.3, mặt đê rộng 3 -4 m, có vành đai cây xanh bao
quanh. Trong bãi chơn lấp có hệ thống thu gom nước mưa riêng và đổ vào hệ
thống thoát nước mưa.

 Hệ thống quan trắc nước ngầm:

+ Hệ thống giếng quan trắc nước ngầm được thiết kế nhằm quan trắc định
kỳ và giám sát chất lượng nước ngầm khu vực trong giai đoạn vận hành và giai
đoạn đầu sau khi đóng cửa bãi.

+ Chiều sâu giếng quan trắc nước ngầm phụ thuộc vào mực nước ngầm và
phải cho phép lấy mẫu nước ngầm có độ sâu tối thiểu 20 m.

+ Xung quanh giếng quan trắc cần phải có biển cảnh báo ‘Giếng quan trắc 
nước ngầm’.

+ Giếng quan trắc nước ngầm (hình 3.10) sử dụng ống nhựa đường kính ống
không nhỏ hơn 150 cm. Chiều dài ống phải đảm bảo chiều sâu, sâu hơn mặt dưới
của tần thu nước chính ít nhất là 1m. Phần thân giếng qua tầng thu nước chính có
đục lỗ, xung quanh chèn bằng cát vàng. Phần miệng giếng nhô cao hơn 0,5 m, có
lắp đậy ngăn nước và các vật khác vào giếng.

</div>
(121)<div class='page_container' data-page=121>

Hình 3.10. Giếng quan trắc nước ngầm

 Hệ thống xử lý nước rác:

Thành phần của nước rác là khác nhau tùy vào sự hình thành nước rác và
thời gian vận hành của bãi chôn lấp (bảng 3.6).

Bảng 3.5. Đặc tính của nước rỉ rác ở các bãi rác khác

Thành phần

Bãi rác mới vận hành (dưới 2 năm) Bãi rác lâu
năm (trên 10

năm) 
Dao động Trung bình

Nhu cầu oxy sinh hoá
BOD5, mg/l

2000 – 20000 10000 100 - 200

Nhu cầu oxy hóa học COD,
mg/l

3000 – 60000 18000 100 – 500

Tổng lượng carbon hữu cơ
TOC, mg/l

1500 – 20000 6000 80 - 160

Tổng chất rắn lơ lửng TSS,
mg/l

200 – 2000 500 100 - 400

Nito hữu cơ, mg/l 10 – 800 200 80 - 120

Amoniac, mg/l l 10 – 800 200 80 - 120

Tổng lượng phot-pho, mg/ 5 – 100 30 5 – 10

Phot-pho hưu cơ, mg/l 4 - 80 20 4 - 8

Độ kiềm theo CaCO3, mg/ 1000 – 10000 3000 200 - 1000

Canxi, mg/l 50 – 1500 250 50 - 200

Clorua, mg/l 200 – 3000 5000 100 -400

Tổng lượng sắt, mg/l 50 – 1200 60 20 -200

</div>
(122)<div class='page_container' data-page=122>

- Dự đoán lưu lượng nước rỉ rác: Giả thiết lớp đáy của bãi chơn lấp hồn
toàn chống thấm, lượng nước thải được tính dựa vào hệ sơ giữ nước của rác khi
nén, các số liệu về lượng mưa, lượng bốc hơi thông qua phương trình sau:

Q = M ( W1 – W2) + [P( 1- R) – E] Scl (3.1)
Trong đó: Q: lưu lượng nước rỉ rác (m3/ngày)

M: khối lượng rác trung bình ngày (tấn/ngày)
W1: độ ẩm của rác sau khi nén (%)

W2: độ ẩm của rác trước khi nén (%)

P: lượng mưa theo ngày, trong tháng lớn nhất (mm/ngày)
R: hệ số thoát nước bề mặt, lấy theo bảng 3.7

E: lượng nước bốc hơi (mm/ngày), thông thường lấy E = 5
mm/ngày

Scl: diện tích bãi chơn lấp (m2)

Bảng 3.6. Hệ số thoát nước bề mặt của một số loại đất và địa hình

STT Loại đất trên bề mặt Hệ số thoát nước bề mặt

1 Đất pha cát, độ dốc 0 – 2% 0,05 – 0,10

2 Đất pha cát, độ dốc 2 - 7% 0,1 – 0,15

3 Đất pha cát, độc dốc > 7% 0,15 – 0,20

4 Đất chặt, độ dốc 0-2% 0,13 – 0,17

5 Đất chặt, độ dốc 2 – 7% 0,18 – 0,22

6 Đất chặt, độ dốc > 7% 0,25 – 0,35

</div>
(123)<div class='page_container' data-page=123>

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

1. Trần Ngọc Chấn, Ô nhiễm khơng khí và xử lý khí thải, Nhà xuất bản Khoa 
học và Kỹ thuật, 2001.

2. Hoàng Kim Cơ, Trần Hữu Uyển, Lương Đức Phẩm, Lý Kim Bảng, Dương
Đức Hồng, Kỹ thuật Môi trường, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2001. 
3. Cù Huy Đấu, Trần Thị Hường, Quản lý chất thải rắn đô thị, Nhà xuất bản

Xây dựng, 2010.

4. Trịnh Lê Hùng, Kỹ thuật Môi trường, Nhà xuất bản Giáo dục, 1999

5. Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải, Nhà xuất 
bản Xây dựng, 2009.

6. Andre’ Lamouche, Công nghệ xử lý nước thải đô thị, Nhà xuất bản xây dựng, 
2006.

7. Nguyễn Xuân Nguyên, Nước thải và công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất bản 
Khoa học và Kỹ thuật, 2003.

8. Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Quang Huy, Công nghệ xử lý rác thải và chất 
thải rắn, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004.

9. Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp, Nhà xuất bản 
Khoa học và Kỹ thuật, 2001.

10. Đinh Xuân Thắng, Ơ nhiễm khơng khí, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành 
phố Hồ Chí Minh, 2007.

11. Trần Hiếu Nhuệ, Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải, Nhà xuất bản Xây dựng, 
1978.

12. Nguyễn Thị Thu Thủy, Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp, Nhà xuất 
bản Khoa học và Kỹ thuật, 2006.

13. Demetre Xanthoulis (Chủ biên) và nnk, Xử lý nước thải chi phí thấp, Hà Nội, 
2008.

Tài liệu tiếng Anh

1. Takashi Asano, et.al, Water Reuse: Issues, Technologies and Applications, 
McGraw Hill Higher Education, 2007.

2. Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse, 
Third Edition, McGraw Hill Higher Education, 1991.

3. Mackenzie L. Davis and Susan J. Masten, Principles of Environmental

Engineering and Science, Second Edition, McGraw-Hill Higher Education, 2009.

4. Robert Noyes, Unit operations in environmental engineering, Noyes 
Publishcations, 1994.

</div>
(124)<div class='page_container' data-page=124>

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ... 3

DANH MỤC BẢNG ... 4

DANH MỤC HÌNH ... 4

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ... 6

HẰNG SỐ HÓA – LÝ ... 6

ĐỔI ĐƠN VỊ ... 6

BÀI MỞ ĐẦU ... 7

Chương 1. KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI………...11

1.1. Khái niệm, nguồn gốc và đặc tính khí thải... 11

1.1.1. Khái niệm và phân loại khí thải ... 11

1.1.2. Nguồn gốc phát sinh khí thải ... 12

1.1.3. Đặc tính của khí thải ... 15

1.2. Kỹ thuật xử lý khí thải ... 17

1.2.1. Nguyên tắc xử lý khí thải ... 17

1.2.2. Tổng quan về công nghệ xử lý khí thải ... 18

1.2.3. Mơ hình xử lý khí thải ... 28

1.2.4. Thiết kế cơng trình xử lý khí thải ... 36

Chương 2. KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI..………44

2.1. Khái niệm, nguồn gốc và đặc tính của nước thải ... 43

2.1.2. Phân loại nước thải ... 43

2.1.3. Đặc tính của nước thải ... 44

2.2. Kỹ thuật xử lý nước thải ... 46

2.2.1. Nguyên tắc xử lý nước thải ... 46

2.2.2. Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải ... 47

2.2.3. Mơ hình xử lý nước thải ... 49

2.2.4. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải ... 77

Chương 3. KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ... 103

3.1. Khái niệm, nguồn gốc và phân loại chất thải rắn ... 99

3.1.1. Khái niệm về chất thải rắn ... 99

3.1.2. Phân loại và nguồn chất thải rắn ... 100

3.2. Kỹ thuật xử lý chất thải rắn ... 101

3.2.1. Nguyên tắc xử lý chất thải rắn ... 101

3.2.2. Mơ hình xử lý chất thải rắn ... 105

3.2.3. Thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh ... 112

</div>

Bài giảng kỹ thuật xử lý chất thải

<i>Bài giảng </i>

KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI



///

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về