Nghiên cứu tiền xử lý bùn bằng phương pháp siêu âm và phân hủy yếm khí bùn thải từ trạm xử lý nước thải sơn trà đà nẵng kết hợp thu hồi biogas

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN VIẾT THOÀN

NGHIÊN CỨU TIỀN XỬ LÝ BÙN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SIÊU ÂM VÀ PHÂN HỦY YẾM KHÍ BÙN THẢI TỪ TRẠM
XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠN TRÀ – ĐÀ NẴNG
KẾT HỢP THU HỒI BIOGAS

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Đà Nẵng – Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN VIẾT THOÀN

NGHIÊN CỨU TIỀN XỬ LÝ BÙN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SIÊU ÂM VÀ PHÂN HỦY YẾM KHÍ BÙN THẢI TỪ TRẠM
XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠN TRÀ – ĐÀ NẴNG
KẾT HỢP THU HỒI BIOGAS

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số: 60.52.03.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. TS. ĐỖ VĂN MẠNH

Đà Nẵng – Năm 2019



ii
NGHIÊN CỨU TIỀN XỬ LÝ BÙN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM
VÀ PHÂN HỦY YẾM KHÍ BÙN THẢI TỪ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SƠN TRÀ – ĐÀ NẴNG KẾT HỢP THU HỒI BIOGAS
Tóm tắt - Mục đích của nghiên cứu này là xác định thành phần, tính chất và lượng bùn phát
sinh từ quá trình xử lý nước thải của trạm xử lý (TXL) Sơn Trà; Và xác định khả năng phân
hủy của bùn; khảo sát ảnh hưởng siêu âm đến độ hòa tan chất hữu cơ trong bùn, hiệu suất
phân hủy và lượng biogas thu được từ quá trình phân hủy yếm khí; làm cơ sở cho đề xuất
giải pháp xử lý bùn tại nhà máy. Kết quả nghiên cứu cho thấy: bùn bể nén bùn của TXL Sơn
Trà chứa lượng lớn chất hữu cơ (CHC) dễ phân hủy sinh học, tỷ lệ chất hữu cơ và chất dinh
dưỡng (C:N:P) phù hợp cho quá trình xử lý bằng phương pháp phân hủy yếm khí. Thực hiện
siêu âm tiền xử lý bùn với mức năng lượng SE = 3.282 kJ/kg TS tại tần số 26 kHz và phân
hủy yếm khí ở chế độ lên men ấm 35oC cho thấy: Sản lượng khí sinh ra là 0,27 lít/g CHC,
cao hơn bùn đối chứng là 0,22 lít/g CHC. Ở chế độ vận hành liên tục: tải trọng 0,9
gCHC/lít.ngày hiệu suất phân hủy CHC là 35,18%, sản lượng khí thu được 306 ml/g CHC.
Thành phần CH4 trong biogas thu được từ 58-70,3 %. Áp dụng công nghệ tiền xử lý bùn
bằng siêu âm kết hợp với phân hủy yếm khí bùn thải của các TXLNT đô thị tại Đà Nẵng là
cần thiết hướng đến thu hồi tài nguyên và giảm phát thải khí nhà kính trong tương lai.
Từ khóa – Bùn thải, Phân hủy yếm khí, Tiền xử lý bùn, siêu âm, khí sinh học.

STUDY OF ULTRASONIC PRETREATMENT ON SLUDGE FROM SON

TRA MUNICIPAL WASTEWATER TREATMENT PLANTS, ANAEROBIC

DISGESTION AND BIOGAS RECOVERY
Abstract - The purpose of this study is to determine the composition, properties and amount
of sludge from Son Tra municipal wastewater treatment plant (MWTPs); And determine the
decomposition ability of sludge; effects of ultrasonic pre-treatment on solubilisation of
sludge; as a basis for proposing solutions for sludge treatment at the factory. Research results
show that: waste sludge from Son Tra MWTPs has high concentration of organic matter and
nutrients. The experimental conditions were fixed at specific ultrasonic energy (SE) of 3.282
kJ/kgTS, anaerobic sequencing batch reactor in warm fermentation mode of 35oC showed
that biogas yield of 0,27 l/gram(Organic matter), control sample of 0,22l/gram(Organic
matter). The parameter of optimal continuous process is at load of 0,9 g(Organic
matter)/l.day with biogas yield of 0,306l/gram(Organic matter) and CH4 of 58-70,3%.
Treating sludge from Son Tra MWTPs by ultrasonic pre-treatment with the anaerobic
process is necessary in the future to recover resources and reduce greenhouse gas emissions
in the future.
Keywords - Sludge, Anaerobic, Pretreatment on sludge, Ultrasonic, biogas.


iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 3

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..................................................................... 3
6. Cấu trúc của luận văn .................................................................................................. 4
Chương 1 - TỔNG QUAN ............................................................................................ 5
1.1. Bùn thải..................................................................................................................... 5
1.1.1. Khái niệm, nguồn gốc phát sinh ............................................................................ 5
1.1.2. Đặc điểm và tính chất [12,13] ............................................................................... 5
1.1.3. Các phương pháp xử lý bùn [15] ........................................................................... 6
1.2. Hiện trạng quản lý, xử lý bùn thải tại việt nam [14] .............................................. 10
1.2.1. Hiện trạng phát sinh............................................................................................. 10
1.2.1. Thu gom và xử lý................................................................................................. 10
1.2.3. Quản lý nhà nước về bùn thải từ HTTN và các cơng trình vệ sinh [2] ............... 11
1.2.4. Hiện trang quản lý và xử lý bùn thải tại Đà Nẵng [16] ....................................... 12
1.3. Tổng quan về nghiên cứu xử lý bùn tại Việt Nam và trên thế giới ........................ 13
1.3.1. Tổng quan về nghiên cứu xử lý bùn tại Việt Nam .............................................. 13
1.3.2. Tổng quan về nghiên cứu xử lý bùn trên thế giới ............................................... 15
1.4. Tổng quan về siêu âm ............................................................................................. 16
1.4.1. Khái niệm sóng siêu âm [17] ............................................................................... 16
1.2.2. Tổng quan thiết bị siêu âm [17] ........................................................................... 18
1.4.3. Nguyên lý tác động của sóng siêu âm [17] ......................................................... 19
1.5. Tổng quan về tiền xử lý bùn ................................................................................... 20
1.5.1. Tình hình nghiên cứu về tiền xử lý bùn tại Việt Nam ......................................... 22
1.5.2. Tổng quan về tiền xử lý bùn bằng phương pháp siêu âm.................................... 23


iv
1.6. Tổng quan về khí sinh học...................................................................................... 24
1.6.1. Biogas và quá trình sản xuất Biogas ................................................................... 24
1.6.2. Cơ sở sinh học của q trình lên men tạo khí sinh học [6] ................................. 25
1.7. Tổng quan trạm xử lý nước thải sơn trà. ................................................................ 26
1.7.1. Trạn xử lý nước thải Sơn Trà - Đà Nẵng [8] ....................................................... 26

1.7.2. Quy mô công suất, công nghệ xử lý [8] .............................................................. 26
Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 31
2.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ....................................................... 31
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 31
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 31
2.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 31
2.2.1. Nội dung 1: Khảo sát hiện trạng phát sinh, quản lý và tính chất thành phần bùn
thải của TXLNT Sơn Trà............................................................................................... 31
2.2.2. Nội dung 2: Xác định khả năng phân hủy yếm khí của bùn ............................... 32
2.2.3. Nội dung 3: Xác định thơng số của q trình tiền xử lý bùn bằng siêu âm ........ 33
2.2.4. Nội dung 4: Xác định hiệu suất phân hủy bùn sau tiền xử lý bằng siêu âm ....... 34
2.2.5. Nội dung 5. Xác định hiệu suất phân hủy bùn sau quá trình tiền xử lý bằng siêu
âm ở chế độ liên tục ....................................................................................................... 36
2.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 38
2.3.1. Phương pháp thống kê ......................................................................................... 38
2.3.2. Phương pháp quan trắc và phân tích ................................................................... 38
2.3.3. Phương pháp mơ hình .......................................................................................... 40
2.3.4. Phương pháp tính toán, xử lý số liệu và đánh giá kết quả................................... 40
Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 42
3.1. Thực trạng phát sinh, xử lý và tính chất, thành phần bùn thải trạm xử lý nước thải
Sơn Trà .......................................................................................................................... 42
3.1.1. Thực trạng phát sinh và xử lý bùn tại trạm xử lý nước thải Sơn Trà .................. 42
3.1.2. Thành phần và tính chất bùn phát sinh tại trạm xử lý Sơn Trà ........................... 48
3.2. Xác định khả năng phân hủy yếm khí của bùn....................................................... 49
3.3. Xác định ảnh hưởng của tiền xử lý siêu âm đến khả năng hòa tan bùn ở tần số 26
kHz................................................................................................................................. 52
3.4. Xác định thông số tốc độ phân hủy bùn sau siêu âm ở chế độ gián đoạn (lên men
ấm) ................................................................................................................................. 56
3.5. Xác định thông số tốc độ phân hủy bùn sau siêu âm ở chế độ liên tục .................. 59
3.6. Đề xuất phương án công nghệ xử lý bùn phát sinh tại trạm xử lý Sơn Trà ........... 65

v
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 69
1. Kết luận...................................................................................................................... 69
2. Kiến nghị ................................................................................................................... 71
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 72
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)


vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT

- Bộ Tài nguyên & Mơi trường

CH4

- Khí mêtan

CHC

- Chất hữu cơ

CO2

- Khí cacbonic (Carbon dioxit)

COD

- Nhu cầu ơxi hố học

H2S

- Khí Hydro sunfua

HRT

- Thời gian lưu thủy lực (Hydraulic Retention Time)

HTXL

- Hệ thống xử lý

HTXLNT - Hệ thống xử lý nước thải
NH3

- Khí Amoniac

N-NH4

- Amôni

P-PO4

- Phosphate

QCVN

- Quy chuẩn Việt Nam

SCR

- Song chắn rác

SS

- Chất rắn lơ lửng (Suspendex Solid)

TXLNT

- Trạm xử lý nước thải

UASB

- Bể bùn kỵ khí dịng chảy ngược (Upflow anaerobic sludge
blanket)

XLNT

- Xử lý nước thải


vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Bảng

Tên Bảng

Trang

1.1

Lượng bùn cặn phát sinh từ các cơng trình vệ sinh (bể tự hoại) và
bùn cặn phát sinh từ hệ thống thốt nước tại đơ thị trên cả nước
giai đoạn 2013 - 2016

10

1.2

Khối lượng phân bùn bể phốt phát sinh và thu gom trong năm
2007-2015

12

1.3

Khối lượng bùn cặn từ q trình thơng tắc và nạo vét HTTN
(2010-2014)

13

2.1

Các phương pháp phân tích được sử dụng trong quá trình nghiên
cứu

38

2.2

Một số thiết bị được sử dụng trong quá trình nghiên cứu

39

3.1

Lưu lượng nước thải thu gom về TXL Sơn Trà trong năm 2018

42

3.2

Thành phần tích chất bùn phát sinh tại trạm Sơn Trà

48

3.3

Tỷ lệ bùn kỵ khí: bùn thí nghiệm và tải trọng thể tích trong mơ
hình xác định khả năng phân hủy của bùn ở chế độ lên men ấm

50

3.4

Kết quả phân tích bùn trước và sau khi kết thúc thí nghiệm

50

3.5

Thơng số thực nghiệm và sản lượng khí sinh ra trên gam chất hữu
cơ được phân hủy

52

3.6

Tính chất thành phần bùn trước khi tiền xử lý bằng siêu âm

53

3.7

Thơng số thực nghiệm, sản lượng khí của q trình phân hủy yếm
khí bùn sau tiền xử lý bằng siêu âm và đối chứng

58

3.8

Thông số vận hành mơ hình phân hủy yếm khí liên tục

59

3.9

Kết quả phân tích bùn đầu vào và đầu ra mơ hình phân hủy vận
hành liên tục

60

3.10

Kết quả phân tích các thơng số của nước ra khỏi mơ hình

60


viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình vẽ

Tên hình vẽ

Trang

1.1

Sơ đồ phát sinh bùn thải từ hệ thống thu gom và xử lý nước thải

5

1.2

Cấu tạo sân phân phơi bùn

7

1.3

Máy tách nước bùn bằng phương pháp chân không

7

1.4

Máy tách nước bùn bằng phương pháp ly tâm

8

1.5

Máy ép bùn băng tải

8

1.6

Bể metan

9

1.7

Xe hút bùn bể phốt

11

1.8

Trạng thái của sóng siêu âm McClements (1995)

17

1.9

Biểu đồ thể hiện khoảng cách đối lập với biên độ sóng âm

18

1.10

Q trình hình thành, phát triển và vỡ bọt khí

20

1.11

Số lượng các bài báo gia tăng trong những năm gần đây về lĩnh
vực nghiên cứu tiền xử lý bùn để phân hủy bùn yếm khí

21

1.12

Các kỹ thuật tiền xử lý bùn thải tương ứng với các loại bùn

22

1.13

Các giai đoạn của q trình lên men kỵ khí sinh mêtan

25

1.14

Sơ đồ dây chuyền công nghệ Trạm xử lý nước thải Sơn Trà

27

2.1

Khảo sát, lấy mẫu bùn tại trạm xử lý nước thải Sơn Trà

31

2.2

Mơ hình thí nghiệm xác định khả năng phân hủy yếm khí của
bùn

32

2.3

Vận hành mơ hình xác định khả năng phân hủy yếm khí của bùn

33

2.4

Thiết bị siêu âm tiền xử lý bùn tại tần số 26kHz

33

2.5

Mô hình tiền xử lý bằng máy siêu âm và vận hành mơ hình

34

2.6

Thiết bị phân hủy bùn yếm khí AF-10-2

35

2.7

Vận hành mơ hình thiết bị phân hủy yếm khí AF-10-2

35

2.8

Bản vẽ thiết kế mơ hình phân hủy yếm khí 150 lít

36

2.9

Mơ hình phân hủy yếm khí 150 lít và vận hành mơ hình

37

2.10

Thiết bị đo lưu lượng biogas

39

2.11

Máy GC - FID

39

3.1

Biểu đồ lưu lượng nước trung bình đầu vào TXL Sơn Trà

43

ix
Số hiệu
hình vẽ

Tên hình vẽ

Trang

3.2

Khu vực tuyển nổi (a), máy ép bùn (b) tại TXL Sơn Trà

45

3.3

Bể aerotank (c), bể nén bùn(b) tại TXL Sơn Trà

46

3.4

Biểu đồ lượng bùn phát sinh và bùn đưa đi xử lý tại TXL Sơn
Trà

46

3.5

Bùn lỏng - sau bể nén (a) và bùn khô - sau máy ép bùn (b) tại
TXL Sơn Trà

48

3.6

Tổng lượng khí sinh ra ở các mơ hình phân hủy bùn 1000 ml

50

3.7

Ảnh hưởng của mức năng lượng siêu âm lên sự biến thiên nồng
độ chất hữu cơ hòa tan của bùn

53

3.8

Mẫu bùn trước và sau siêu âm ở thời gian 120 phút

54

3.9

Mối liên hệ giữa thời gian siêu âm và hàm lượng TS

55

3.10

Ảnh chụp SEM mẫu bùn trước siêu âm (a), bùn siêu âm 30 phút
(b), bùn siêu âm 60 phút (c), bùn siêu âm 120 phút (d)

56

3.11

Tổng lượng khí thu được tại mơ hình phân hủy bùn tiền xử lý
bằng siêu âm (ở tần số 26 kHz, mức năng lượng SE=3.282 kJ/kg
TS) và mơ hình đối chứng

57

3.12

Sự khác biệt giữa lượng khí sinh ra tại mơ hình AF-10-2 (ngày
thứ 5)

58

3.13

Thành phần CH4 trong khí biogas thu được: (a) mơ hình bùn tiền
xử lý siêu âm với SE = 3.282 kJ/kg TS, (b) mơ hình đối chứng

59

3.14

Bùn trước siêu âm (a), bùn sau siêu âm (b), bùn đầu ra (c), nước
ra (d)

61

3.15

Hiệu suất phân hủy chất hữu cơ theo tải trọng

62

3.16

Lượng khí thu được theo tải trọng vận hành

62

3.17

Sản lượng khí biogas thu được tính trên đơn vị

63

3.18

Thu biogas sinh ra tại mơ hình vận hành liên tục

64

3.19

Thành phần CH4 trong biogas thu được trong thời gian vận hành

64

3.20

Đốt kiểm nghiệm sự cháy của biogas thu được từ quá trình vận
hành

65

3.21

Sơ đồ quy trình phương án xử lý bùn tại TXL Sơn Trà

66


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thành phố Đà Nẵng là trung tâm kinh tế, khoa học, giáo dục và công nghệ của
khu vực Miền Trung - Tây Nguyên, là đô thị loại 1 trực thuộc Trung ương. Trong
những năm qua Thành phố đã có bước phát triển vượt bậc về tăng trưởng kinh tế và
xây dựng đô thị để trở thành một trong những đô thị hiện đại nhất ở Việt Nam. Đi kèm
với sự phát triển kinh tế xã hội, mở rộng không gian đô thị của thành phố là nguy cơ
gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là nước thải sinh hoạt [1]. Việc xây dựng các trạm

xử lý nước thải là điều kiện bắt buộc đối với thành phố để đảm bảo nước thải ra môi
trường đạt tiêu chuẩn cho phép. Tuy nhiên, càng nhiều các trạm xử lý nước thải được
xây dựng và hoạt động thì lượng bùn thải hữu cơ thải ra từ các trạm này càng nhiều,
việc xử lý lượng lớn bùn thải mỗi năm lại là yêu cầu rất cấp thiết.
Bùn thải đang sản sinh với khối lượng lớn trong các quá trình xử lý nước thải
(XLNT) bằng phương phương sinh học. Ngành XLNT đang phải đối mặt với những
vấn đề hạn chế chưa từng thấy về kinh tế và môi trường, do không chỉ ngày càng phải
tuân thủ nghiêm ngặt về những quy định xả thải, mà còn phải đối mặt với một lượng
lớn bùn thải sinh ra hàng ngày từ quá trình xử lý [2]. Và Trạm xử lý nước thải Sơn Trà
– Đà Nẵng là một trong số đó.
Bùn cặn phát sinh từ các q trình xử lý nước thải có độ ẩm cao, chứa nhiều chất
hữu cơ có thể phân hủy được bằng phương pháp sinh học. Ở Việt Nam, Bùn thải chủ
yếu được xử lý bằng ép loại nước, phơi khô, đổ bỏ hay chôn lấp, chỉ một lượng nhỏ
được làm phân bón. Việc đổ bỏ, chôn lấp bùn thải đã đang gây ô nhiễm môi trường,
lãng phí tài ngun mơi trường. Trước những thách thức ngày càng gia tăng về nhu
cầu năng lượng, nguồn dinh dưỡng cho nông nghiệp và ô nhiễm môi trường, hướng
tiếp cận xử lý bùn giàu hữu cơ bằng phương pháp phân hủy kỵ khí để thu hồi khí sinh
học sản xuất điện năng, nhiệt năng và tận thu các chất có ích khác ngày càng phổ biến
trên thế giới. Hướng đi này cần thiết được xem xét, cân nhắc khi ngày càng có nhiều
dự án thốt nước và xử lý nước thải được thực hiện ở Việt Nam [3].
Theo “Kế hoạch hành động quốc gia thực hiện Chương trình nghị sự 2030 vì sự
phát triển bền vững” của Thủ tướng Chính phủ ký ban hành ngày 10/05/2017 sẽ tăng
tỷ lệ năng lượng tái tạo trong tổng năng lượng tiêu thụ năng lượng sơ cấp của quốc gia
đạt 31% vào năm 2020, và 32,3% vào năm 2030 (mục tiêu 7.2 ) [4]. Tại Đà Nẵng,
chính sách khuyến khích hình thành và phát triển công nghiệp tái chế chất thải để tái
sử dụng, phấn đấu 50% chất thải thu gom được tái chế là một những mục tiêu thực
hiện đề án "Xây dựng Đà Nẵng - thành phố mơi trường" [5]. Chính vì vây, việc sử
dụng nguồn năng lượng tái tạo (biogas) có tiềm năng rất lớn và được xem là một trong

2
những nguồn năng lượng sạch; đang được nhà nước và chính quyền địa phương
khuyến khích đầu tư khai thác, sử dụng.
Trong lĩnh vực xử lý bùn thải, Giai đoạn tiền xử lý là giai đoạn rất quan trọng,
liên quan chặt chẽ đến hiệu suất phân hủy, hiệu suất tạo biogas và thời gian lưu của
tồn bộ q trình. Q trình phân hủy yếm khí liên quan tới hàng loạt các bước như
thủy phân, lên men axít, hình thành axít và mêtan. Rất nhiều nhà nghiên cứu đều cho
rằng quá trình thủy phân là một bước hạn chế trong phân hủy bùn yếm khí bởi vì cấu
trúc phức tạp của bơng bùn (như các hợp chất màng tế bào, polymer) và thành phần
rắn của thành tế bào, dẫn đến cần kéo dài thời gian xử lý, phần chất rắn hữu cơ dễ
phân hủy thấp và hiệu suất hình thành tạo biogas không như kỳ vọng. Để gia tăng tốc
độ thủy phân và nâng cao sản lượng biogas ở công đoạn sau, rất nhiều lựa chọn cho
quá trình tiền xử lý bùn như cơ học, nhiệt, hóa học, sinh học [6],[7].
Trên cơ sở đó, tác giả đề xuất đề tài: “Nghiên cứu tiền xử lý bùn bằng phương
pháp siêu âm và phân hủy yếm khí bùn thải từ trạm xử lý nước thải Sơn Trà –
Đà Nẵng kết hợp thu hồi Biogas” nhằm xác định các thơng số của q trình phân
hủy yếm khí bùn sau tiền xử lý bằng siêu âm, hiệu quả thu hồi biogas; làm cơ sở cho
các giải pháp xử lý bùn thải tại trạm xử lý nước thải Sơn Trà.
2. Mục tiêu nghiên cứu
a) Mục tiêu tổng qt
- Hồn thiện quy trình cơng nghệ xử lý bùn thải hữu cơ kết hợp thu hồi khí sinh
học phù hợp với điều kiện thực tế và khả năng nhân rộng.
- Hình thành và phát triển các mơ hình tái chế chất thải, tái sử dụng năng lượng,
hướng đến mục tiêu phát triển bền vững của thành phố Đà Nẵng, xây dựng Đà Nẵng –
Thành phố Môi trường.
b) Mục tiêu cụ thể
- Khảo sát về hiện trạng phát sinh, quản lý, thành phần và tính chất bùn tại Trạm
XLNT Sơn Trà.
- Khảo sát khả năng tác dụng của sóng siêu âm trong quá trình tiền xử lý bùn đến
hàm lượng hữu cơ hòa tan (SCOD) tại tần số 26 kHz với các mức năng lượng khác

nhau. Hiệu suất sinh biogas sau quá trình tiền xử lý bùn bằng siêu âm;
- Hồn thiện q trình phân hủy yếm khí bùn kết hợp tiền xử lý bùn bằng phương
pháp siêu âm tại trạm XLNT Sơn Trà; Các thơng số của q trình: khả năng phân hủy;
thời gian lưu; hiệu suất phân hủy chất hữu cơ; sản lượng CH4 thu được.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu
- Bùn phát sinh từ quá trình xử lý nước thải của trạm XLNT Sơn Trà;


3
- Mơ hình tiền xử lý bùn bằng siêu âm;
- Mơ hình phân hủy bùn bằng phương pháp yếm khí;
b) Phạm vi nghiên cứu
- Bùn sau bể nén bùn của trạm xử lý nước thải Sơn Trà - Đà Nẵng;
- Các thơng số của q trình cơng nghệ tiền xử lý bùn bằng phương pháp siêu
âm: mức năng lượng siêu âm; Sự thay đổi thông số (SCOD) và Hiệu suất sinh biogas
sau quá trình tiền xử lý bùn bằng siêu âm;
- Các thơng số của q trình phân hủy yếm khí bùn thải sau tiền xử lý bằng
phương pháp siêu âm: tốc độ phân hủy bùn; hiệu suất phân hủy chất hữu cơ; sản lượng
CH4 thu được.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thống kê, thu thập thông tin: thu thập các thông tin tư liệu liên
quan đến nội dung của đề tài: hiện trạng phát sinh, quản lý và xử lý bùn thải tại Việt
Nam và Đà Nẵng; Hiện trạng phát sinh và quản lý bùn tại Trạm XLNT Sơn Trà;…
- Phương pháp quan trắc và phân tích: khảo sát và lấy mẫu bùn tại Trạm XLNT
Sơn Trà, phân tích mẫu bùn trong phịng thí nghiệm.
- Phương pháp mơ hình: Xây dựng mơ hình tại phịng thí nghiệm và mơ hình vận
hành liên tục để xác định các thơng số q trình sinh hóa yếm khí; q trình tiền xử lý
bùn bằng phương pháp siêu âm;
- Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu đo đạc thực nghiệm được thống kê, tính

tốn, trình bày trong các Bảng biểu và vẽ đồ thị bằng phần mềm Microsoft Excel.
Toàn bộ kết quả thực nghiệm đều được lấy giá trị trung bình và có độ lặp lại 3 lần.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a) Ý nghĩa khoa học
Số liệu và kết quả có được có thể làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu và là
cơ sở tính tốn, thiết kế các cơng trình liên quan đến xử lý bùn thải tại các trạm XLNT
đô thị.
b) Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả đề tài là cơ sở thiết thực hỗ trợ cho việc tính tốn, thiết kế và vận hành
HTXL bùn tại trạm XLNT Sơn Trà đạt hiệu quả cao, thu hồi khí sinh học, giảm thiểu
tác động đến mơi trường.
- Góp phần giải quyết được vấn đề thực tế ở Đà Nẵng nói riêng và Việt Nam nói
chung trong xử lý bùn phát sinh từ các trạm xử lý nước thải đô thị.


4
6. Cấu trúc của luận văn
Luận văn có cấu trúc như sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN


5
Chương 1 - TỔNG QUAN
1.1. Bùn thải
1.1.1. Khái niệm, nguồn gốc phát sinh
Bùn thải là bùn hữu cơ hoặc vô cơ được nạo vét, thu gom từ các bể tự hoại, mạng
lưới thu gom và chuyển tải, hồ điều hòa, kênh mương, cửa thu, giếng thu nước mưa,

trạm bơm nước mưa, nước thải, cửa xả và nhà máy xử lý nước thải [11].
Được quy định rõ tại Điều 25 Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 6/8/2014 của
Chính phủ về thốt nước và xử lý nước thải. Theo đó, bùn thải được phân loại theo
nguồn gốc phát sinh, mức độ ô nhiễm và theo ngưỡng nguy hại đối với bùn thải từ quá
trình xử lý nước thải.
- Theo nguồn gốc bùn thải: Bùn thải từ hệ thống thoát nước (mạng lưới thoát
nước và nhà máy xử lý nước thải) và bùn thải từ bể tự hoại.
- Theo mức độ ô nhiễm của từng loại bùn thải;
- Theo ngưỡng nguy hại với bùn thải từ quá trình xử lý nước: Bùn thải nguy hại
và bùn thải không nguy hại (QCVN 50:2013/BTNMT).
Nước thải đen từ hộ gia
đình

Bể tự
hoại

Bùn bể phốt

Nước thải xám từ hộ gia
đình
Nước thải sản xuất từ các
cơ sở sản xuất và dịch vụ
Nước mưa và nước bề mặt

Rác, Bùn nạo
vét từ cống
thoát nước

Cống thoát
nước thành

phố

Giếng tách
nước thải

Kênh
hồ

Rác, Bùn từ
kênh hồ
Cặn

Trạm Xử lý
nước thải

Bùn, cặn thải

Hình 1.1: Sơ đồ phát sinh bùn thải từ hệ thống thu gom và xử lý nước thải
1.1.2. Đặc điểm và tính chất [12,13]
Thành phần của các loại bùn thải rất khác nhau, bùn thải từ mạng lưới thoát nước
và bùn nạo vét kênh rạch chứa chủ yếu là cát và đất trong khi bùn thải từ các trạm/ nhà
máy XLNT và từ bể tự hoại chứa chủ yếu là các chất hữu cơ dễ bị thối rữa, có các vi
khuẩn có thể gây độc cho mơi trường vì thế cần có biện pháp xử lý trước khi thải ra
nguồn tiếp nhận [14].
Thành phần, tính chất hóa lý của bùn cặn phát sinh từ nhà máy xử lý nước thải
phụ thuộc vào nước thải ban đầu và phương pháp xử lý nước thải:


6
- Cặn và rác giữ lại ở song chắn rác có kích thước lớn với số lượng thay đổi tùy

thuộc vào hiệu quả quản lý mạng lưới thu gom và vận chuyển. Cặn rác có độ ẩm 85 –
95 %, chứa 50 – 80 % chất hữu cơ, có mùi hơi thối, có khả năng phân hủy.
- Cát và cặn nặng kích thước lớn hơn 0,2mm có tỉ trọng cặn khô 2,65, độ ẩm cặn
khi đã ráo hết nước 14 – 35%, chứa 30 – 50 % chất hữu cơ.
- Cặn tươi: hình thành từ cơng trình lắng I, có mùi khó chịu, nguy hiểm về
phương diện vệ sinh vì chứa nhiều trứng giun sán, do đó hạn chế việc sử dụng. Song
nếu chúng được xử lý trong các bể phản ứng phân hủy thì sẽ làm mất mùi, dễ làm khô,
đảm bảo vệ sinh và bảo tồn được các thành phần phân bón rất có lợi cho cây trồng.
Thành phần chủ yếu: 80 – 85% hydratcacbon, các chất béo và protein, còn 15 – 20% là
lignin phức chất đất mùn. Độ ẩm cặn 92 – 98%.
- Bùn sinh học: hình thành từ quá trình xử lý bậc II (quá trình sinh học), được giữ
lại ở bể lắng II, thường ở dạng huyền phù chứa keo bơng vơ định hình, gồm các vi sinh
vật hiếu khí và những chất hữu cơ nhiễm bẩn có trong nước thải. Bùn hoạt tính sau
aerotank có độ ẩm cao 99,2 – 99,7%, màng sinh vật sau biofill có độ ẩm 96 – 96,5%.
1.1.3. Các phương pháp xử lý bùn [15]
Để xử lý, loại bỏ các loại cặn thường sử dụng các quá trình sinh hố yếm khí như
bể tự hoại, bể lắng hai vỏ và bể lên men mêtan. Bể lắng hai vỏ, bể mêtan có hai chức
năng chính là tách các chất khơng tan ở dạng lắng và lên men cặn lắng. Để loại bỏ
nước, giảm thể tích thường sử dụng các cơng trình như: bể nén cặn, sân phơi bùn, máy
ép bùn cặn...
a) Mục tiêu của xử lý bùn
Giảm khối lượng của hỗn hợp bùn bằng cách tách một phần hay phần lớn lượng
nước có trong hỗn hợp bùn cặn để giảm kích thước cơng trình xử lý và giảm thể tích
cặn phải vận chuyền tới nơi tiếp nhận.
Phân hủy các chất hữu cơ dễ bị thối rữa, chuyển chúng thành các chất hữu cơ ổn
định và các hợp chất vô cơ để dễ dàng tách nước và không gây tác động xấu đến môi
trường nơi tiếp nhận. Các phương pháp xử lý: làm khơ và phân hủy kỵ khí.
b) Phương pháp làm khô bùn
Làm khô cặn trên sân phơi bùn: Sân phơi bùn là một cơng trình có mặt bằng hình
chữ nhật dễ thấm nước, xung quanh xây bờ chắn. Sau khi đã làm khơ ở sân phơi bùn,

cặn có độ ẩm đạt dưới 75 %, thể tích giảm xuống 2 - 5 lần.
Công dụng của sân phơi bùn là giảm thể tích và khối lượng của cặn để sử dụng
làm phân bón. Ưu điểm của sân phơi bùn là tiết kiệm năng lượng do q trình làm khơ
bùn bằng q trình thấm và bốc hơi tự nhiên, chi phí đầu tư và vận hành thấp, tuy
nhiên sân phơi bùn không thuận lợi ở những vùng ít nắng, mưa nhiều, vì thế người ta
thường xây dựng sân phơi bùn có mái che bằng kính, nền bằng atphan bêtơng.


7

Hình 1.2: Cấu tạo sân phân phơi bùn
Ở Việt Nam có nhiệt đơ cao, nhưng lại có mưa nhiều và độ ẩm lớn, do đó việc sử
dụng sân phơi bùn trên nền đất tự nhiên cũng gặp khó khăn. Ở nước ngoài đối với
những vùng mưa nhiều, người ta thường xây dựng các sân phơi bùn có mái che bằng
kính (tải trọng lên tới 10 m3/m2.năm) hoặc các sân phơi trên nền atphan betong (tải
trọng đến 4 - 5 m3/m2.năm.
Làm khô bằng lọc chân không: Thiết bị lọc chân không là một khung trụ quay
bằng thép đặt nằm ngang, bên ngồi bọc tấm vải thơ thấm lọc. Trụ quay đặt ngập trong
thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính. Khi trụ quay và máy bơm chân không làm
việc cặn bị ép vào vải lọc với lớp dày khoảng 10 – 12cm. Khi mặt tiếp xúc với cặn ra
khỏi phần ngập thì dưới tác động của chân không nước được rút ra khỏi cặn. Nhờ bản
dao đặc biệt gần ở khung sườn ngoài sẽ cạo sạch lớp cặn ra khỏi bề mặt vải lọc.
Phương pháp này có ưu điểm giảm được độ ẩm cặn tới 78 – 80%, áp dụng tốt
cho các trạm xử lý nước thải công suất nhỏ. Tuy nhiên dây chuyền cơng nghệ phức tạp
vì cần nhiều cơng trình; công tác chuẩn bị cặn phức tạp do phải dùng hóa chất rửa cặn;
hóa chất đắt tiền và điều chế định lượng khó khăn.

Hình 1.3: Máy tách nước bùn bằng phương pháp chân không

8
Làm khô cặn bằng quay ly tâm: Đây là phương pháp dùng thiết bị quay ly tâm
trục ngang, có thiết bị xả cặn xoắn ốc. Dưới tác động của lực ly tâm các phần rắn của
cặn và đập vào thành tường của roto và được dồn lăn tới khe hở, đổ ra thùng chứa bên
ngoài. Nước bùn chảy qua khe hở của phía đối diện. Hiệu suất giữa pha rắn và độ ẩm
của cặn phụ thuộc vào đặc tính của cặn ban đầu.

Hình 1.4: Máy tách nước bùn bằng phương pháp ly tâm
Nhược điểm của thiết bị là nước bùn sau làm khơ có nồng độ chất hữu cơ cao và
phải tiếp tục xử lý; công suất giới hạn 13 m3/h, thích hợp với trạm xử lý cơng suất nhỏ
hơn 40.000 m3/ngày.
Làm khô cặn bằng lọc ép: Là phương pháp được sử dụng rộng rãi hơn cả bởi tính
đơn giản và hiệu quả của nó, đặc biệt là máy lọc ép bằng băng tải.
Nồng độ cặn sau khi làm khô trên máy lọc ép băng tải đạt được từ 15 – 25%.
Máy thường có chiều rộng băng từ 0,5 – 3,5 m
Tải trọng trên 1m rộng của băng tải từ 90 – 680 kg/m.giây tùy thuộc vào loại cặn
và loại máy. Lượng nước được lọc qua băng từ 1,6 – 6,3 l/m.giây.
Ưu điểm của máy lọc ép băng tải là bởi tính đơn giản và hiệu quả sau lọc, độ ẩm
cặn tới 70 - 75%, tuy nhiên nhược điểm của thiết bị là chi phí đầu từ ban đầu cao; khó
khăn cho cơng nhân trong vận hành, đặc biệt khâu lấy cặn.

Hình 1.5: Máy ép bùn băng tải


9
c) Phương pháp phân hủy kỵ khí
- Bể lắng 2 vỏ: Diện tích buồng tự hoại và chiều cao xây dựng lớn, không thuận
lợi tại những nơi mực nước ngầm cao, đất xấu. Quá trình phân hủy cặn diễn ra trong
điều kiện tự nhiên, nên chậm và khơng kiểm sốt được.
Bể lắng 2 vỏ thường được sử dụng trên những trạm xử lý nước thải cơng suất nhỏ

và trung bình (q < 10000 m3/ngày). Khuyết điểm chính của bể lắng 2 vỏ là dung tích
buồng tự hoại và chiều cao xây dựng lớn nên không thể xây dựng tại những nơi mực
nước ngầm cao và đất xấu. Mặt khác quá trình lên men của cặn diễn ra trong điều kiện
tự nhiên, nên chậm chạp và khơng kiểm sốt được. Vì vậy trong nhiều trường hợp cần
thiết phải xây dựng bể mêtan.
- Bể mêtan: Là kết quả của quá trình phát triển cơng nghệ xử lý cặn lắng, đó là
cơng trình thường có mặt bằng hình trịn hay hình chữ nhật, đáy hình nón hay hình
chóp đa giác và có nắp đậy kín. Ở trên cùng của nắp đậy làm chóp mũ để thu hơi khí.
Cặn trong bể mêtan được khuấy trộn đều và được sấy nóng nhờ những thiết bị
đặc biệt. Căn cứ vào nhiệt độ của quá trình phân hủy chất hữu cơ mà người ta phân
biệt thành quá trình lên men ấm (10 - 43 0C) và quá trình lên men nóng (>43 0C).
Trên các cơng trình xử lý hiện nay người ta thường cho lên men hỗn hợp cặn tươi
với bùn hoạt tính dư. Sự khống hóa trong q trình lên men có quan hệ mật thiết với
các sản phẩm phân hủy tách thành hơi khí và nước bùn.
Hiệu suất công tác của bể mêtan được đánh giá theo giá trị phân hủy các chất mà
đặc trưng hoặc là mức độ tách hơi khí Pr (%) hoặc là độ hao hụt các chất không tro
(hữu cơ) Pkt (%). Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới quá trình phân hủy các chất hữu
cơ là sức tải cặn. Sức tải cặn tính theo thể tích và theo các chất khơng tro.

Hình 1.6: Bể metan


10
Đối với những bể mêtan có dung tích đến 1000 m3 thì việc khuấy trộn ở trong bể
thực hiện bằng máy bơm cặn. Bể có dung tích 1000 - 4000 m3 máy thủy lực và đối với
những bể lớn hơn 4000m3 dùng thiết bị khuấy chân vịt. Công suất của thiết bị khuấy
trộn tính với thời gian 5 -10 giờ.
Đối với cơng nghệ kỵ khí trong phân hủy bùn cặn có nhiều ưu điểm như: Chi phí
đầu tư thấp; ít tốn kém năng lượng khi vận hành vì chỉ cần năng lượng khi xáo trộn;
lượng hóa chất bổ sung vào q trình khơng có; bùn kỵ khí có thể phục hồi hoạt động

sau một thời gian; sản phẩm cuối cùng là khí sinh học có thể tận dụng thu hồi. Tuy
nhiên hạn chế của cơng nghệ này đó là: Thời gian khởi động lâu; sinh ra mùi hơi khó
chịu; khơng giải quyết được nito, photpho; nhạy cảm với cơ chất độc.
1.2. Hiện trạng quản lý, xử lý bùn thải tại việt nam [14]
1.2.1. Hiện trạng phát sinh
Hiện nay, chưa có số liệu thống kê đầy đủ về phát sinh bùn thải trên phạm vi cả
nước, các số liệu về bùn thải thường tập trung liên quan đến bùn thải từ bể tự hoại và
bùn thải từ hệ thống thoát nước tại các đô thị.
Khối lượng bùn thải được dự báo ngày càng gia tăng cùng với mức tăng dân số và
các nhu cầu sinh hoạt của người dân. Hệ số phát sinh bùn cặn từ các cơng trình vệ sinh
(bể tự hoại) tại đô thị là 0,04 - 0,07m3/người.năm (QCVN 07:2016/BXD). Chỉ số phát
sinh bùn cặn từ hệ thống thoát nước tại các đô thị khoảng 0,146 - 0,365m3/người.năm.
Bảng 1.1: Lượng bùn cặn phát sinh từ các cơng trình vệ sinh (bể tự hoại) và bùn cặn phát
sinh từ hệ thống thốt nước tại đơ thị trên cả nước giai đoạn 2013 - 2016
TT

Năm

Lượng bùn cặn phát sinh
từ bể tự hoại (m3/năm)

Lượng bùn cặn phát sinh từ hệ
thống thoát nước (m3/năm)

1

2013

1.154.996 - 2.021.243

4.215.735 - 10.539.339

2

2014

1.201.416 - 2.102.478

4.385.168 - 10.962.921

3

2015

1.242.700 - 2.174.725

4.535.855 - 11.339.638

4

2016

1.279.440 - 2.239.020

4.669.956 - 11.674.890

Ghi chú: Lượng bùn cặn được ước tính từ số dân đơ thị và hệ số phát sinh.
1.2.1. Thu gom và xử lý
Hiện nay, bùn thải từ hoạt động nạo vét cống rãnh, kênh rạch và bùn bể tự hoại
được vận chuyển bằng xe chuyên dụng và xà lan (bùn nạo vét kênh rạch). Cơng tác

nạo vét bùn từ mạng lưới thốt nước nhiều đơ thị vừa và nhỏ vẫn cịn sử dụng phương
pháp thủ công, nhiều đô thị lớn bước đầu sử dụng cơ giới hóa. Phương pháp thủ cơng
có năng suất thấp, khơng an tồn và gây nguy hại đến sức khỏe cơng nhân thốt nước.
Phương thức xử lý bùn chủ yếu áp dụng tại các trạm XLNT đô thị Việt Nam là
khử nước và chở đi chơn lấp. Một số ít trạm xử lý có sản xuất phân vi sinh từ bùn sau


11
khi làm khô và ổn định bùn bằng sân phơi bùn (trạm XLNT Đà Lạt), sản xuất phân vi
sinh sau khi làm khơ bùn cơ học (trạm XLNT Bình Hưng, Tp.Hồ Chí Minh). Đầu ra
của sản phẩm phân vi sinh và ơ nhiễm khơng khí do mùi là các vấn đề nan giải của giải
pháp này.

Hình 1.7: Xe hút bùn bể phốt
Hiện nay pháp luật đã điều chỉnh và quy định tại nghị định số 80/2014/NĐ- CP.
Cụ thể, theo điều 25 quy định như sau: “Căn cứ để lựa chọn công nghệ xử lý bùn thải:
Xử lý tập trung, phân tán hoặc tại chỗ; Khối lượng bùn phát sinh; Các đặc tính của
bùn; Sự ổn định của cơng nghệ xử lý; Các yêu cầu về bảo vệ môi trường, hiệu quả
kinh tế - kỹ thuật; Khuyến khích áp dụng cơng nghệ tái sử dụng bùn, thân thiện với
môi trường và tiết kiệm năng lượng, thu hồi nhiệt”.
1.2.3. Quản lý nhà nước về bùn thải từ HTTN và các cơng trình vệ sinh [2]
Ở Việt Nam, các vấn đề liên quan đến bùn thải đã được quy định cụ thể trong
Luật Bảo vệ môi trường và một số văn bản quy phạm pháp luật liên quan. Trong thời
gian qua, một số văn bản quy phạm pháp luật đã được ban hành như Luật BVMT 2014
có hiệu lực từ 1/1/2015; các tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường bao gồm: QCVN 07:
2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCKTQG) về ngưỡng chất thải nguy
hại, trong đó có những quy định được áp dụng với bùn thải; QCVN 50:2013/BTNMT QCKTQG về ngưỡng nguy hại đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước; TCVN 5298 1995: Các yêu cầu chung đối với việc sử dụng nước thải và bùn lắng của chúng để tưới
và làm phân bón...
Đặc biệt, Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 6/8/2014 của Chính phủ về Thốt
nước và XLNT đã có một số điều quy định chi tiết về quản lý bùn thải từ HTTN; quản

lý bùn thải từ bể tự hoại cũng như các quy định về tái sử dụng bùn thải. Đây là văn bản
pháp lý quan trọng để quản lý lĩnh vực này.
Tuy nhiên, nhiều vấn đề còn thiếu cần phải được tiếp tục nghiên cứu để hồn
thiện là: Cụ thể hóa các tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý bùn thải; Các quy chuẩn kỹ
thuật liên quan trực tiếp đến bùn thải (kể cả sản phẩm được sản xuất, tái sử dụng bùn


12
thải…); Các cơ chế, chính sách ưu đãi, hỗ trợ...; Các chỉ tiêu và các định mức kinh tế,
kỹ thuật cho thu gom, vận chuyển, xử lý bùn thải; Đầu tư, tài chính (giá xử lý, chi phí
quản lý, khai thác, vận hành…).
1.2.4. Hiện trang quản lý và xử lý bùn thải tại Đà Nẵng [16]
a) Phân bùn bể phốt
Theo số liệu tổng hợp từ Công ty CP MTĐT Đà Nẵng, tổng khối lượng phân bùn
bể phốt được thu gom và xử lý qua các năm từ 2007 đến 2014 được tổng hợp và thể
hiện tại Bảng 1.2.
Bảng 1.2: Khối lượng bùn bể phốt phát sinh và thu gom trong năm 2007-2015
Năm
KL phát
sinh
(tấn/năm)
KL thu gom
(tấn/năm)

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

48.661 49.571 54.357 56.724 59.614 61.184 63.344 66.900 73.033

732

8.296 11.482 16.766 22.616 19.688 29.200 24.700 21.495

Các số liệu tổng hợp cho thấy, lượng phân bùn được thu gom và xử lý tăng lên
từ 2007 là 732 tấn đến năm 2015 là 21.495 tấn. Tuy nhiên, lượng phân bùn thu gom so
với lượng phát sinh còn chênh lệch khá lớn, chỉ chiếm khoảng 30-40% tổng lượng
phân bùn phát sinh hằng năm của thành phố. Việc thông hút phân bùn tại hộ gia đình
chỉ diễn ra khi các hộ dân có nhu cầu hoặc các trường hợp khi bể tự hoại bị tắc.
Phân bùn sau khi thu gom tại các hộ gia đình được vận chuyển bằng các xe bồn
kín đưa về khu xử lý chất thải Khánh Sơn để xử lý do Công ty CP MTĐT Đà Nẵng
quản lý. Công nghệ xử lý phân bùn bể phốt hiện nay tại Đà Nẵng là tách các chất rắn
từ pha lỏng, nước sau khi tách được đưa vào hệ thống xử lý nước rỉ và cặn được ổn
định và chơn lấp cùng với CTR sinh hoạt mà chưa có nhà máy xử lý quy mô lớn và
công nghệ phù hợp để giải quyết bùn thải phát sinh.
b) Bùn thải thoát nước

Hiện tại, bùn thải thoát nước của thành phố Đà Nẵng chủ yếu do Công ty
TN&XLNT Đà Nẵng thu gom, vận chuyển về khu xử lý CTR Khánh Sơn. Công tác
thu gom bùn cặn từ HTTN chưa triệt để, cịn phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng giao
khốn từ UBND thành phố. Bùn thải thoát nước được thu gom từ các nguồn chủ yếu
như: bùn nạo vét hệ thống cống, bùn thải từ các trạm XLNT đô thị và từ các trạm
XLNT công nghiệp.
- Bùn thải từ khơi thông, nạo vét HTTN: công tác nạo vét khơi thông HTTN đơ
thị do Cơng ty TN&XLNT thực hiện. Q trình nạo vét được triển khai chủ yếu tại các
hố ga và hệ thống cống thoát theo khối lượng được giao hằng năm, trừ một vài trường
hợp đặc biệt sẽ tiến hành nạo vét tại các điểm nóng, điểm ngập úng khi có sự cố xảy


13
ra. Các số liệu thống kê về lượng bùn cặn được nạo vét từ 2010 đến 2014 của Công ty
TN&XLNT Đà Nẵng được thể hiện tại Bảng 1.3.
Bảng 1.3: Khối lượng bùn cặn từ q trình thơng tắc và nạo vét HTTN (2010-2014)
Năm

2010

2011

2012

2013

2014

Bùn cặn từ HTTN
(tấn/năm)

5652

8243

4383

2807

2154

- Bùn thải từ TXLNT đô thị: Hiện nay, các trạm XLNT đô thị ở thành phố Đà
Nẵng hiện đang sử dụng công nghệ hồ kỵ khí dạng đơn giản trừ trạm XLNT Hịa
Xn, trạm XLNT Sơn Trà - Giai đoạn 1, trạm XLNT Phú Lộc - Giai đoạn 1 áp dụng
cơng nghệ hiếu khí (Aeroten theo mẻ dạng cải tiến). Bùn cặn từ quá trình xử lý được
đưa đến bể nén bùn sau đó được làm khô bằng máy ép bùn và vận chuyển lên bãi chôn
lấp chất thải Khánh Sơn để xử lý.
- Bùn thải từ TXLNT khu công nghiệp: Đà Nẵng các trạm XLNT tập trung tại các
KCN Hòa Khánh, Liên Chiểu, Hòa Cầm, An Đồn và DVTS Thọ Quang vẫn hoạt động
bình thường. Cơng nghệ xử lý đang được áp dụng tại các trạm XLNT là cơng nghệ
hiếu khí với các cơng trình chính: Bể Aerotank, SBR, Bể kỵ khí, Hồ kỵ khí, Hồ sinh
học,… Lượng bùn thải phát sinh phụ thuộc vào mỗi dây chuyền cơng nghệ xử lý, q
trình quản lý và vận hành,… Thực tế, tại các trạm XLNT cơng nghiệp, với lượng bùn
phát sinh rất ít nên đến thời điểm hiện tại, các đơn vị chưa hợp đồng thu gom và xử lý
với các đơn vị chức năng trong thành phố mà chỉ xử lý tạm thời bằng cách đắp kè, bón
cây hoặc lưu giữ trong bể chứa thuộc khuôn viên nhà máy. Công tác xử lý bùn thải do
Công ty CP MTĐT Đà Nẵng phụ trách. Toàn bộ lượng bùn thải từ HTTN được xử lý
bằng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh sau khi đã phun hóa chất khử trùng và dung
dịch chế phẩm EM (2,65 ml EM nguyên chất/1 tấn phế thải), sau đó dùng vật liệu phủ
bề mặt (vật liệu phủ bề mặt có thể được sử dụng là đất, cát hoặc phế thải xây dựng có

kích cỡ nhỏ). Trừ một vài trường hợp bùn thải từ các KCN sẽ qua bể lắng bùn trước
khi đưa vào các ô chôn lấp. Với phương pháp này, so với điều kiện hiện nay là tạm
đáp ứng được yêu cầu của thành phố. Tuy nhiên, các loại bùn thải chưa được phân loại
và đánh giá trước khi lựa chọn cơng nghệ xử lý. Bên cạnh đó, cơng nghệ này địi hỏi
diện tích đất chơn lấp lớn và không xử lý được triệt để các chất nguy hại trong bùn
thải. Vì vậy, trong tương lai cần thiết từng bước tăng cường công tác quản lý thu gom
bùn thải và thay thế bằng công nghệ mới phù hợp.
1.3. Tổng quan về nghiên cứu xử lý bùn tại Việt Nam và trên thế giới
1.3.1. Tổng quan về nghiên cứu xử lý bùn tại Việt Nam
Về công nghệ xử lý bùn thải, ở Việt Nam bước đầu đã áp dụng một số cơng nghệ
xử lý bùn thải chi phí thấp. Nhiều sản phẩm được sản xuất ra từ bùn thải ví dụ sử dụng
làm vật liệu xây dựng, sử dụng trong nơng nghiệp và trồng trọt (phân bón), ngồi ra


14
việc tái sử dụng bùn thải nhằm tiết kiệm năng lượng được tận thu từ quá trình xử lý
bùn thải cũng đang được quan tâm…. tuy nhiên việc lựa chọn công nghệ nào cho phù
hợp, các sản phẩm sản xuất từ bùn thải phải đáp ứng các yêu cầu gì, tuân thủ theo tiêu
chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật nào và chi phí xử lý là bao nhiêu hiện đang cịn để ngỏ..
Dưới đây là một số nghiên cứu, hướng phát triển cụ thể đã được công bố tại nước ta.
+ Xử lý sinh học kỵ khí kết hợp bùn và rác hữu cơ ở chế độ lên men nóng Kết
quả xử lý sinh học kỵ khí kết hợp bùn và rác hữu cơ ở chế độ lên men nóng 55oC được
thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học & Kỹ thuật Môi trường (Đại học
Xây dựng), Viện Kỹ thuật Nước thải (Đại học Kỹ thuật Tổng hợp Darmstadt) và Khoa
Kỹ thuật Môi trường (Đại học Tổng hợp Kitakyushu) đưa ra được xem là giải pháp
giúp tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trường đô thị. Kết quả bước đầu nghiên cứu của
nhóm cho thấy, với mơ hình này, tỷ lệ phân hủy chất hữu cơ đạt 80%, với 70% thành
phần khí sinh học thu được là biogas. Đáng chú ý là mầm bệnh bị tiêu diệt hết khi lưu
trong bể xử lý chỉ sau vài giờ...
+ Tái chế bùn thải sinh học thành nguyên liệu tạo ra chế phẩm vi sinh vật.

Thử nghiệm trên đối tượng bùn thải ở Việt Nam của nhóm các nhà nghiên cứu
thuộc Viện Công nghệ môi trường với kết quả bước đầu khá khả quan. Một số chủng
vi sinh vật hữu ích như Bacillus thuringiensis (dùng để sản xuất thuốc trừ sâu sinh
học), Rhizobium (vi khuẩn cố định đạm) đã được thử nghiệm và cho thấy có khả năng
phát triển tốt trên môi trường bùn thải của nhà máy bia (với nồng độ của bùn thải là 20
g MLSS/l). Mật độ tế bào và nồng độ độc tính delta-endotoxin của vi khuẩn Bacillus
thuringiensis khi nuôi trên môi trường bùn thải đạt lần lượt là 4,7×108 CFU/ml và 619
mg/l. Vi khuẩn Rhizobium cũng phát triển tốt trên môi trường bùn thải với mật độ tế
bào đạt 2,6×108 CFU/ml. Bên cạnh đó, nhóm các nhà khoa học cũng hợp tác nghiên
cứu và đánh giá khả năng ứng dụng của chất keo tụ sinh học dựa trên việc nuôi cấy
một số chủng vi sinh vật EPS (hợp chất polymer ngoại bào) trên môi trường bùn thải.
Đây là một hướng nghiên cứu mới và có khả năng ứng dụng nhiều trong xử lý nước
thải và ổn định bùn thải.
- Trung tâm Công nghệ và Quản lý Mơi trường (Cementa) Thành phố Hồ Chí
Minh đã xử lý theo hướng bùn thải được làm khô, tách riêng các thành phần vô cơ
(cát) và hữu cơ (bùn) bằng phương pháp thuỷ lực. Phần bùn sau khi được xử lý bằng vi
sinh vật để tách kim loại sẽ được dùng làm phân bón hữu cơ.
- Tận dụng bùn thải từ công nghệ chế biến nông sản thực phẩm và thuỷ hải sản
để sản xuất phân hữu cơ sinh học bằng phương pháp ủ men vi sinh của Viện Ứng dụng
Công nghệ tại thành phố Hồ Chí Minh. Quy trình cơng nghệ sản xuất phân hữu cơ từ
nguyên liệu bùn thải. Phân hữu cơ sinh học được sản xuất từ bùn thải bằng công nghệ
ủ men vi sinh và bổ sung khoáng chất đạt tiêu chuẩn chất lượng quy định đối với phân