Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho thị trấn vân đình ứng hòa hà nội

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quãng thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp, các thầy cô đã
luôn tạo mọi điều kiện, hướng dẫn chỉ bảo cho chúng em với sự tận tụy và nhiệt
huyết của mình. Những điều đó là động lực để em không ngừng học hỏi, phấn
đấu, trau dồi kiến thức để tiến bộ hơn.
Việc thực hiện đề tài khóa luận là cơ hội giúp em vận dụng, tổng hợp kiến
thức mà em đã được học trong thời gian qua dưới sự giảng dạy của thầy cô. Hơn
nữa, đề tài cũng giúp em hiểu được phần nào công việc của người cử nhân môi
trường trong tương lai. Tuy nhiên với kiến thức cịn hạn hẹp nên khơng tránh khỏi
những thiếu sót, kính mong các thầy cơ góp ý, sửa chữa để em có thể hồn thiện
tốt hơn.
Bên cạnh đó, để hồn thành tốt bài khóa luận này, em đã nỗ lực hết sức và
nhận được sự giúp đỡ của mọi người, đặc biệt là cô Nguyễn Thị Ngọc Bích và cơ
Trần Thị Hương. Cơ đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo những sai sót và những kinh
nghiệm quý báu trong thực tiễn để giúp em hoàn thành tốt đề tài này.
Do đó, lời cảm ơn đầu tiên em xin chân thành gửi đến cơ Nguyễn Thị Ngọc
Bích, cơ Trần Thị Hương. Kế đến, em xin cảm ơn đến các thầy cô trong khoa
Quản lý rừng và Môi trường nói riêng và tồn thể thầy cơ Trường Đại học Lâm
nghiệp nói chung đã truyền đạt kiến thức cho em để em có thể hồn thành đồ án
của mình một cách tốt nhất.
Một lần nữa em xin chân thành cám ơn!
Ngày 18 tháng 5 năm 2017
Sinh viên
Trần Thành Đạt


MỤC LỤC
LỞI CẢM ƠN
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH

TĨM TẮT KHĨA LUẬN
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................. 2
1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt .................................................................. 2
1.1.1. Khái niệm nước thải sinh hoạt .................................................................... 2
1.1.2. Phân loại và thành phần nước thải sinh hoạt............................................... 2
1.2. Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt ................................. 6
1.2.1. Phương pháp cơ học .................................................................................... 6
1.2.2. Phương pháp hóa lý ..................................................................................... 8
1.2.3. Phương pháp hóa học ................................................................................ 10
1.2.4. Phương pháp sinh học ............................................................................... 11
CHƯƠNG 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 16
2.1. Mục tiêu........................................................................................................ 16
2.1.1. Mục tiêu chung .......................................................................................... 16
2.1.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................................... 16
2.2. Nội dung ....................................................................................................... 16
2.3. Phương pháp................................................................................................. 16
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu .................................................................... 16
2.3.2. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................ 16
2.3.3. Phương pháp tổng hợp và phân tích số liệu .............................................. 20
CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................. 21
3.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 21
3.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 21
3.1.2. Địa hình ..................................................................................................... 21
3.1.3. Đất đai, thổ nhưỡng ................................................................................... 21
3.1.4. Khí hậu ...................................................................................................... 21


3.1.5. Thủy văn .................................................................................................... 22
3.2. Điều kiện kinh tế, xã hội .............................................................................. 22

3.2.1. Dân số ........................................................................................................ 22
3.2.2. Điều kiện kinh tế ....................................................................................... 22
3.2.3. Cơ sở hạ tầng ............................................................................................. 23
3.2.4. Quy hoạch phát triển ................................................................................. 23
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 26
4.1. Hiện trạng nước thải sinh hoạt tại thị trấn Vân Đình ................................... 26
4.1.1. Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt ......................................................... 26
4.1.2. Đặc tính nước thải sinh hoạt ..................................................................... 26
4.2. Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp với thị trấn Vân Đình .......... 28
4.2.1. Phương án 1 ............................................................................................... 29
4.2.2. Phương án 2 ............................................................................................... 31
4.2.3. Lựa chọn phương án.................................................................................. 32
4.3. Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải ................................................. 34
4.3.1. Xác định thông số đầu vào ........................................................................ 34
4.3.2. Xác định thơng số tính tốn ...................................................................... 34
4.3.3. Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải ............................................... 35
4.3.4. Tính tốn các cơng trình đơn vị ................................................................ 36
4.3.5. Các hạng mục xây dựng ............................................................................ 58
4.3.6. Chi phí quản lý và vận hành ...................................................................... 60
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ .................................... 63
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 63
5.2. Tồn tại........................................................................................................... 63
5.3. Kiến nghị ...................................................................................................... 63
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 65


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD5

Nhu cầu oxy sinh hóa

BTNMT

Bộ Tài ngun và Mơi trường

COD

Nhu cầu oxy hóa học

ISO

Tổ chức Quốc tế về tiêu chuẩn hoá

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCTK

Tổng cục thống kê

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TSS

Tổng chát rắn lơ lửng

UBND

Ủy ban Nhân dân

VACNE

Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt ........................... 3
Bảng 3.1: Cơ cấu quy hoạch sử dụng đất thị trấn Vân Đình .............................. 24
Bảng 4.1: Đặc tính nước thải sinh hoạt tại thị trấn Vân Đình............................. 26
Bảng 4.2: Bảng so sánh bể Aerotank với bể SBR............................................... 33
Bảng 4.3: Hệ số không điều hịa chung............................................................... 35
Bảng 4.4: Các thơng số thiết kế mương và song chắn rác .................................. 38
Bảng 4.5: Các thông số bể thu gom .................................................................... 39
Bảng 4.6: Thông số thiết kế và kích thước bể điều hịa ...................................... 41
Bảng 4.7: Thơng số thiết kế và kích thước ngăn trộn ......................................... 43
Bảng 4.8: Thơng số thiết kế và kích thước ngăn tạo bơng.................................. 44
Bảng 4.9: Thơng số thiết kế và kích thước bể lắng 1 .......................................... 46
Bảng 4.10: Các thông số đầu vào bể aerotank .................................................... 47
Bảng 4.11: Bảng thông số thiết kế bể aerotank................................................... 47
Bảng 4.12: Tổng hợp tính tốn bể aerotank ........................................................ 53
Bảng 4.13: Tổng hợp thơng số tính tốn bể lắng 2 ............................................. 56
Bảng 4.14: Tổng hợp thông số bể khử trùng....................................................... 57
Bảng 4.15. Chi phí hạng mục xây dựng .............................................................. 58
Bảng 4.16. Chi phí hạng mục thiết bị.................................................................. 59
Bảng 4.17. Tổng hợp chi phí xây dựng và thiết bị .............................................. 60
Bảng 4.18: Công suất tiêu thụ điện trong 1 ngày ................................................ 61

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt .................................... 3
Hình 1.2: Tỷ lệ giữa các vùng về tổng lượng các chất ô nhiễm trong nước thải
sinh hoạt ................................................................................................................ 4
Hình 1.3. Sơ đồ quá trình hoạt động bể aerotank................................................ 14
Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1 ................................... 29
Hình 4.2: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải phương án 2 ................................... 31


TĨM TẮT KHĨA LUẬN
1. Tên khóa luận: “Tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho thị trấn
Vân Đình, Ứng Hịa, Hà Nội”
2. Sinh viên thực hiện: Trần Thành Đạt
3. Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Ngọc Bích, Th.S Trần Thị Hương
4. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung
Đề tài góp phần nâng cao hiệu quả xử lý nguồn nước thải sinh hoạt tại thị
trấn Vân Đình.
Mục tiêu cụ thể
 Lựa chọn được công nghệ xử lý nước thải phù hợp.
 Thiết kế được hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho thị trấn Vân Đình đảm
bảo các yêu cầu về môi trường theo quy định của nhà nước.
5. Nội dung nghiên cứu
 Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu.
 Tính tốn, thiết kệ hệ thống xử lý nước thải cho thị trấn.
6. Kết quả nghiên cứu
 Đặc tính nước thải khu vực nghiên cứu
Với khu vực nghiên cứu, hằng ngày thị trấn thải ra trung bình 2200 m3/ngày
nước thải. Nước thải có màu xám đen, mùi hơi khó chịu, chứa hàm lượng chất
hữu cơ và chất rắn lơ lửng cao.

 Thơng số thiết kế các cơng trình cho nhà máy


Mương và song chắn rác
Tên thông số

STT

Số liệu

Đơn vị

1

Chiều dài mương (L)

1,7

m

2

Chiều rộng mương (Bs)

0,7

m

3

Chiều cao mương (H)

m

0,5

4

Số song chắn

Thanh

24

5

Kích thước khe hở (b)

m

0,02

6

Bề dày thanh song chắn (s)

m

0,008

Số liệu

Đơn vị

Bể thu gom
Thông số

TT
1

Chiều dài bể (L)

m

4

2

Chiều rộng bể (B)

m

3

3

Chiều cao bể (H)

m

2,5

Bể điều hịa
Thơng số

STT

Kí hiệu

Đơn vị

Số liệu

1

Chiều dài bể

L

m

13

2

Chiều rộng bể

B

m

10

3

Chiều cao

H

m

4,5

4

Đường kính ống phân phối khí nhánh

d

cm

7

5

Đường kính ống phân phối khí chính

D

cm

20

Bể trộn
Thơng số

STT
1

Kích thước bể

2

Máy khuấy

Số liệu

Đường kính, D (m)

1,4

Chiều cao, H (m)

1,2

Số lượng (chiếc)

1

Cơng suất (W)

408


Bể tạo bông
Thông số

STT

Đơn vị

Số liệu

1

Chiều dài (L)

m

9,4

2

Chiều rộng (B)

m

2,5

3

Chiều cao (H)

m

2,5

4

Đường kính ống dẫn nước (D)

m

0,45

Bể lắng 1
Thơng số

STT

Đơn vị

Số liệu

1

Chiều dài (L)

m

14

2

Chiều rộng (B)

m

3,5

3

Chiều cao (H)

m

3,5

Bể aerotank
Thơng số

STT

Kí hiệu

Đơn vị

Số liệu

1

Chiều dài

L

m

7

2

Chiều rộng

B

m

6

3

Chiều cao

H

m

4

4

Số đĩa khuếch tán khí

Chiếc

64

5

Đường kính ống dẫn khí chính

D

mm

130

6

Đường kính ống nhánh dẫn khí

dn

mm

65

7

Đường kính ống dẫn nước thải

Dnt

mm

200


Bể lắng 2
Thơng số

STT

Kí hiệu

Đơn vị

Số liệu

1

Đường kính bể

D

m

6,5

2

Đường kính ống trung tâm

Dtt

m

1

3

Chiều cao bể

H

m

4,5

4

Chiều cao vùng lắng

htt

m

3,6

5

Chiều cao ống trung tâm

h

m

2,2

6

Đường kính máng thu nước

Dm

m

5,2

7

Chiều dài máng thu

Lm

m

16

Bể khử trùng

Thơng số

STT

Kí hiệu

Đơn vị

Số liệu

1

Chiều dài bể

L

m

6

2

Chiều rộng bể

B

m

3

3

Chiều cao bể

H

m

2,5

4

Lưu lượng clo

Y

Kg/h

0,26

5

Số ngăn

n

Ngăn

3

ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam (VACNE), nước thải
sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một ngun
nhân chính gây nên tình trạng ơ nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày
càng xấu đi. Ước tính, hiện chỉ có khoảng 6% lượng nước thải đô thị được xử lý.
Do đặc điểm điều kiện tự nhiên và tình hình phát triển kinh tế - xã hội thuận lợi,
tổng số dân khu vực miền Bắc lên đến 31,3 triệu người (chiếm 35,6% dân số cả
nước), trong đó dân số thành thị chiếm gần 8,1 triệu người (TCTK, 2012). Tỷ lệ
gia tăng dân số hàng năm vào khoảng 1%, dân số thành thị tăng nhanh gấp 3 lần
mức tăng dân số cả nước. Bên cạnh đó, khơng chỉ ở thành thị, mà ngay cả khu
vực nông thôn, lượng nước thải sinh hoạt cũng chiếm tỷ lệ rất lớn và tăng nhanh
qua các năm.
Hiện tại, thị trấn Vân Đình đang phát triển rất nhanh chóng về nhiều mặt
kéo theo các vấn đề môi trường cần giải quyết. Theo quy hoạch chung, thị trấn
Vân Đình sẽ là đơ thị loại V, trung tâm chính trị, hành chính, văn hóa - xã hội,
giáo dục đào tạo, khoa học kỹ thuật, kinh tế, thương mại, dịch vụ của huyện Ứng
Hòa, đồng thời là một trong chuỗi đô thị thị trấn của thành phố Hà Nội. Vì vậy,
đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho thị trấn Vân Đình - Ứng
Hịa – Hà Nội” được đặt ra với mục tiêu xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải,
nâng cao chất lượng nước, đạt tiêu chuẩn xả thải, làm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1.1.1. Khái niệm nước thải sinh hoạt
Theo QCVN 14:2008/BTNMT, “Nước thải sinh hoạt là nước được thải ra

từ các hoạt động sinh hoạt của con người như: ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá
nhân...”. Nguồn nước tiếp nhận nước thải là nguồn nước mặt hoặc vùng nước biển
ven bờ, có mục đích sử dụng xác định, nơi mà nước thải sinh hoạt thải vào.
Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn
bã hữu cơ, các chất hữu cơ hịa tan (thơng qua các chỉ tiêu BOD5, COD), các chất
dinh dưỡng (Nitơ, Phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, coliform…); Mức độ
ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: lưu lượng nước thải, tải trọng chất
bẩn tính theo đầu người; Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào:
mức sống, điều kiện sống, tập quán sống và điều kiện khí hậu.
1.1.2. Phân loại và thành phần nước thải sinh hoạt
1.1.2.1. Phân loại
Nước thải sinh hoạt được chia làm 2 loại:
 Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ
yếu là các chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng.
 Nước xám là nước phát sinh từ các quá trình : rửa, tắm, giặt, với thành phần
các chất ô nhiễm không đáng kể.
1.1.2.2. Thành phần
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngồi
ra cịn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Ở
những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh họat khơng
được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng. Mức độ tác hại phụ thuộc vào loại chất ô nhiễm, nồng độ của chúng và hiệu
quả xử lý các chất đặc biệt này. Đặc điểm quan trọng của nước thải sinh hoạt là
thành phần của chúng tương đối ổn định. Các thành phần này bao gồm: 52% chất
2


hữu cơ, 48% các chất vơ cơ. Ngồi ra nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều vi sinh
vật gây bệnh và các độc tố của chúng, phần lớn vi sinh vật trong nước thải là virút, vi khuẩn gây bệnh tả, kiết lỵ và thương hàn.
Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt được trình bày trong hình

1.1 [10]
Nước thải sinh hoạt

99,9% nước

0,1% các chất rắn

50 – 70% chất hữu cơ

25%
cacbonhydrat

65%
Protein

Cát

Muối

Kim loại

10%
chất béo

Hình 1.1: Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt
Bảng 1.1: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Thông số

Mức độ ô nhiễm

Đơn vị

Nặng

Trung bình

Nhẹ

Chất rắn lơ lửng (TSS)

mg/l

350

220

100

Chất rắn hịa tan (TDS)

mg/l

850

500

250

BOD5

mg/l

400

220

110

Amoniac

mg/l

50

30

10

Nitrit

mg/l

0,4

0,2

0

Tổng N

mg/l

85

40

20

Tổng P

mg/l

15

8

4

Dầu mỡ

mg/l

150

100

50

Sunfat

mg/l

50

30

20

MPN/100ml

107 – 109

107 – 108

106 – 107

Coliform

(Nguồn: Lâm Minh Triết, 2010)

3


Nước thải sinh hoạt ở các vùng khác nhau sẽ có đặc tính khác nhau phụ
thuộc vào điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của từng vùng.

Hình 1.2: Tỷ lệ giữa các vùng về tổng lượng các chất ô nhiễm trong nước
thải sinh hoạt
(Nguồn: Tổng cục môi trường, 2012)
Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại

trong nước thải gây ra.
 COD, BOD: sự khống hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và
gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi
trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong
q trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3,CH4… làm cho
nước có mùi hơi thối và làm giảm pH của môi trường.
 SS: lắng động ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
 Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến
đời sống thủy sinh vật nước.
 N, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong
nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa (sự phát triển bùng phát của các
loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và

4


diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do q trình
hơ hấp của tảo thải ra)
 Màu: mất mỹ quan.
 Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
 Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu
chảy, ngộ độc thức ăn…
Hậu quả chung của tình trạng ơ nhiễm nước là tỉ lệ người mắc các bệnh cấp
và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư…
ngày càng tăng. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc
nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt. Ngoài ra ô
nhiễm nguồn nước còn gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các
hộ nuôi trồng thủy sản.
Các nghiên cứu khoa học cũng cho thấy, khi sử dụng nước nhiễm asen để
ăn uống, con người có thể mắc bệnh ung thư trong đó thường gặp là ung thư da.

Ngồi ra, asen cịn gây nhiễm độc hệ thống tuần hồn khi uống phải nguồn nước
có hàm lượng asen 0,1mg/l. Vì vậy, cần phải xử lý nước nhiễm asen trước khi
dùng cho sinh hoạt và ăn uống.
Người nhiễm chì lâu ngày có thể mắc bệnh thận, thần kinh, nhiễm Amoni,
Nitrat, Nitrit gây mắc bệnh xanh da, thiếu máu, có thể gây ung thư. Metyl tertbutyl ete (MTBE) là chất phụ gia phổ biến trong khai thác dầu lửa có khả năng
gây ung thư rất cao. Nhiễm Natri (Na) gây bệnh cao huyết áp, bệnh tim mạch, lưu
huỳnh gây bệnh về đường tiêu hoá, Kali, Cadimi gây bệnh thoái hoá cột sống, đau
lưng. Hợp chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cơn trùng, diệt cỏ, thuốc kích
thích tăng trưởng, thuốc bảo quản thực phẩm, phốt pho... gây ngộ độc, viêm gan,
nôn mửa.
Tiếp xúc lâu dài sẽ gây ung thư nghiêm trọng các cơ quan nội tạng. Chất
tẩy trắng Xenon peroxide, sodium percarbonate gây viêm đường hô hấp, oxalate
kết hợp với calcium tạo ra calcium oxalate gây đau thận, sỏi mật. Vi khuẩn, ký
5


sinh trùng các loại là nguyên nhân gây các bệnh đường tiêu hóa, nhiễm giun, sán.
Kim loại nặng các loại: Titan, Sắt, chì, cadimi, asen, thuỷ ngân, kẽm gây đau thần
kinh, thận, hệ bài tiết, viêm xương, thiếu máu.
1.2. Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
1.2.1. Phương pháp cơ học
1.2.1.1. Song chắn rác, lưới lọc rác
Song chắn rác: Để chắn giữ rác bẩn, thô (giấy, rác thải...) dùng song chắn
rác.
Song chắn rác là cơng trình xử lý sơ bộ để chuẩn bị điều kiện cho việc xử
lý nước thải sau đó. Trường hợp ở trạm bơm chính đã đặt song chắn rác với kích
thước 16 mm thì khơng nhất thiết phải đặt nó ở trên trạm xử lý nữa ( đối với trạm
có cơng suất nhỏ).
Song chắn rác gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau ở trên mương dẫn
nước. Khoảng cách giữa cách đan gọi là khe hở (mắt lưới).

Lưới lọc rác: Khử các chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản
phẩm có giá trị [7].
1.2.1.2. Bể lắng cát
Trong thành phần cặn lắng nước thải thường có cát với độ lớn thủy lực 
= 18 mm/s. Đây là các phần tử vô cơ có kích thước và tỷ trọng lớn. Mặc dù không
độc hại nhưng chúng cản trở hoạt động của các cơng trình xử lý nước thải như
tích tụ trong bể lắng, bể mêtan,… làm giảm dung tích và cơng tác cơng trình, gây
khó khăn cho việc xả bùn cặn, phá hủy q trình cơng nghệ của trạm xử lý nước
thải. Để đảm bảo cho các cơng trình xử lý sinh học nước thải sinh học, nước thải
ổn định họat động cần phải có các cơng trình và thiết bị phía trước.
Nhiệm vụ: Loại bỏ các cặn vô cơ lớn như cát, sỏi…có kích thước hạt nhỏ
hơn 0,2 mm; Bảo vệ các trang thiết bị động (bơm) tránh mài mòn; Giảm cặn lắng
trong ống, mương dẫn và bể phân hủy.

6


Có thể chia làm 3 loại: bể lắng cát ngang, bể lắng cát thổi cơ khí và bể lắng
cát tiếp tuyến. Các loại bể lắng cát chuyển động quay có hiệu quả lắng cát cao và
hàm lượng chất hữu cơ có trong cát thấp. Do cấu tạo đơn giản, bể lắng cát ngang
được sử dụng rộng rãi hơn cả. Tuy nhiên trong điều kiện cần thiết phải kết hợp
các công trình xử lý nước thải, người ta có thể dùng bể lắng cát đứng, bể lắng cát
tiếp tuyến hoặc thiết bị xyclon hở một tầng hoặc xyclon thủy lực.
Cát lưu giữ trong bể từ 2 đến 5 ngày. Các loại bể lắng cát thường dùng
cho các trạm xử lý nước thải công suất trên 100 m3/ngày. Từ bể lắng cát, cát được
chuyển ra sân phơi để làm khô bằng biện pháp trọng lực trong điều kiện tự nhiên
[7].
1.2.1.3. Bể tách dầu mỡ
Bể tách dầu mỡ dùng để tách và thu các loại mỡ động thực vật, các loại
dầu… có trong nước thải. Đối với nước thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ

khơng cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi.
Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các vật liệu lọc có trong bể sinh học…và
chúng sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính có trong bể aerotank và thường được đặt
trước cửa xả vào cống chung hoặc trước bể điều hòa.
Bể tách dầu mỡ thường được bố trí trong các bếp ăn của khách sạn, trường
học, bệnh viện… xây bằng gạch, bê tông cốt thép, thép, nhựa composite… và bố
trí bên trong nhà, gần các thiết bị thốt nước hoặc ngồi sân gần khu vực bếp ăn
để tách dầu mỡ trước khi xả vào hệ thống thoát nước bên ngoài cùng với các loại
nước thải khác.
1.2.1.4. Bể điều hòa.
Thường được đặt sau bể lắng cát và trước bể lắng đợt 1. Khi lưu lượng và
hàm lượng chất bẩn thay đổi nhiều giờ, bể điều hòa cần thiết xây dựng để điều
hòa nồng độ và lưu lượng nước thải. Bể điều hịa được tiến hành sục khí hay khuấy
trộn cơ khí để ngăn cản q trình lắng của hạt rắn, các chất có khả năng tự phân
hủy và xóa trộn đều khối tích nước.

7


Có 3 loại bể điều hịa:
 Bể điều hịa lưu lượng
 Bể điều hòa nồng độ
 Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ
1.2.1.5. Bể lọc
Bể lọc dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải với
kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu
lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc
thường làm việc với hai chế độ: lọc và rửa lọc.
Quá trình này chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng
và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm có trong nước thải.

Có thể phân loại bể lọc như sau:
 Lọc qua vách lọc
 Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt
 Thiết bị lọc chậm
1.2.2. Phương pháp hóa lý
Cơ sở của phương pháp hóa lý là các phản ứng hóa học diễn ra giữa các
chất ơ nhiễm và các chất thêm vào. Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng
phương pháp hóa lý là áp dụng các q trình vật lý và hóa học để biến đổi các
chất bẩn, chất ô nhiễm thành chất khác dưới dạng cặn hoặc hịa tan nhưng khơng
độc hại hay gây ơ nhiễm mơi trường.
Giai đoạn xử lý hóa lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng
với các phương pháp khác trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh.
1.2.2.1. Phương pháp kết tủa tạo bơng
Q tình lắng chỉ có thể tách được các hạt chất rắn ở huyền phù chung
nhưng không thể tách các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là
chất rắn có kích thước q nhỏ. Để tách các hạt chất rắn bằng phương pháp lắng
cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán
liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng.
8


Việc khử các hạt keo rắn bằng phương pháp lắng trọng lượng địi hỏi trước
hết cần trung hịa điện tích của chúng, tiếp đến là liên kết chúng lại với nhau. Q
trình trung hịa điện tích thường gọi là q trình đơng tụ và q trình tạo thành
bơng lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ.
1.2.2.2. Phương pháp tuyển nổi
Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ
các tạp chất khơng tan và khó lắng, có khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Trong
nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt
động bề mặt.

Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng được
áp dụng trong trường hợp q trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện. Q
trình này được thực hiện nhờ bọt khí tạo ra trong khối chất lỏng khi cho khơng
khí vào. Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới
tác dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước
ban đầu. Các bọt khí bám vào các hạt hoặc được giữ lại trong cấu trúc hạt tạo nên
lực đẩy đối với các hạt. Khơng khí được đưa vào nước với áp lực từ 1.75 – 3.5
kg/cm2, sau đó nước thải dư thừa khơng khí được đưa sang bể làm thống, tại đó
các bọt khí đi lên làm cho các chất rắn lơ lửng nổi lên mặt nước và được loại bỏ.
Hiệu quả quá trình tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong bóng khí.
Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15–30.10-3mm.
1.2.2.3. Phương pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải
khỏi các chất hữu cơ hòa tan và một số kim loại sau khi xử lý sinh học cũng như
xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó.
Những chất này khơng phân thủy phân bằng con đường sinh học và có độc tính
cao.
Q trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn: Di chuyển chất cần hấp phụ từ nước
thải tới bề mặt hạt hấp phụ (vùng khuếch tán ngồi); Thực hiện q trình hấp phụ;
Di chuyển chất bên trong hạt chất hấp phụ (vùng khuyếch tán trong)
9


Các chất hấp phụ thường dùng: than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một
số chất thải của sản xuất như tro, xỉ, mạ sắt…
1.2.2.4. Phương pháp trao đổi ion
Trao đổi ion là q trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi
với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi
là ionit (chất trao đổi ion), chúng hồn tồn khơng tan trong nước. Phương pháp
trao đổi ion thường được ứng dụng để loại bỏ các kim loại: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb,

Hg…; các hợp chất của asen, photpho, cyanua và các chất phóng xạ. Một số hạt
trao đổi ion để xử lý nước: hạt nhựa Jacobi, hạt Rexinex, hạt nhựa Ianxess…
1.2.3. Phương pháp hóa học
Các phương pháp hố học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hồ,
oxy hố - khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là
phương pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hố học để khử các chất
hồ tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đơi khi các phương pháp này
được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một
phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn.
1.2.3.1. Phương pháp trung hòa
Phương pháp trung hòa chủ yếu được dùng trong nước thải cơng nghiệp có
chứa kiềm hoặc axit. Để tránh hiện tượng nước thải gây ô nhiễm cho mơi trường
xung quanh thì người ta phải trung hịa nước thải, với mục đích là làm lắng các
muối của kim loại nặng xuống và tách ra khỏi nước thải.
Q trình trung hịa trước hết phải tính đến khả năng trung hòa lẫn nhau
giữa các loại nước thải chứa axit hay kiềm hay khả năng dự trự kiềm của nước
thải sinh hoạt và nước sông. Trong thực tế, nếu hỗn hợp nước thải có pH = 6,5 –
8,5 thì nước đó được coi là trung hịa.
Trung hịa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: Trộn lẫn
nước thải axit với nước thải kiềm; Bổ sung các tác nhân hố học; Lọc nước axit
qua vật liệu có tác nhân trung hồ; Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ
amoniac bằng nước axit....
10


Việc lựa chọn phương pháp trung hồ cịn tuỳ thuộc vào thể tích và nồng
độ nước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẳn có và giá thành của các tác nhân
hố học. Trong q trình trung hồ, một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng
bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và
lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình.

1.2.3.2. Phương pháp oxy hóa – khử
Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong
nước thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải. Xử lý nước
thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, chủ yếu là chất hữu cơ khó phân hủy. Q
trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hố học, do đó q trình oxy hoá
hoá học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn
trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác. Thường sử dụng
các chất oxy hố như: Clo khí và lỏng, nước Javen NaOCl, Kalipermanganat
KMnO4, Hypocloric Canxi Ca(ClO)2, H2O2, Ozon, UV.
1.2.4. Phương pháp sinh học
Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của
vi sinh vật. Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hóa hoặc khử các hợp
chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí: q trình xử lý nước
thải được dựa trên sự oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ oxy tự do
hòa tan. Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo cơng trình, thì đó là q
trình sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo. Ngược lại, nếu oxy được vận
chuyển và hòa tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đó là q trình xử lý
sinh học hiếu khi trong điều kiện tự nhiên.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí: q trình xử lý được
dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong cơng trình nhờ sự lên men
kỵ khí. Đối với các hệ thống thốt nước quy mơ vừa và nhỏ, người ta thường dùng
các cơng trình kết hợp với việc tách cặn lắng với phân hủy yếm khí các chất hữu
cơ trong pha rắn và pha lỏng [10].
11


1.2.4.1. Xử lý nước trong điều kiện tự nhiên
1.2.4.1.1. Cánh đồng tưới
Các cơng trình xử lý nước thải trong đất là những vùng đất quy hoạch tưới

nước thải định kỳ gọi là cánh đồng tưới. Cánh đồng tưới được tính tốn thiết kế
dựa vào khả năng giữ lại, chuyển hóa chất bẩn trong đất. Khi lọc qua đất, các chất
lơ lửng và keo sẽ được giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất đó tạo nên lớp màng
gồm vơ số vi sinh vật có khả năng hấp phục và oxy hóa các chất hữu cơ có trong
nước thải. Hiệu suất xử lý nước thải trong cánh đồng ngập nước phụ thuộc vào
các yếu tố như loại đất, độ ẩm của đất, mực nước ngầm, tải trọng, chế độ tưới,
phương pháp tưới, nhiệt độ và thành phần tính chất nước thải. Đồng thời, nó cịn
phụ thuộc vào các loại cây trồng ở trên bề mặt. Trên cánh đồng tưới ngập nước
có thể trồng nhiều loại cây, song chủ yếu là loại cây không thân gỗ.
1.2.4.1.2. Ao sinh học
Ao sinh học là dãy ao gồm nhiều bậc, qua đó nước thải chảy với vận tốc
nhỏ, được lắng trong và xử lý sinh học. Các ao được ứng dụng xử lý sinh học và
xử lý bổ sung trong tổ hợp các cơng trình xử lý khác. Ao được chia ra với sự thơng
khí tự nhiên và nhân tạo. Vi khuẩn sử dụng oxy sinh ra từ rong, rêu, tảo trong quá
trình quang hợp cũng như oxy từ khơng khí để oxy hóa các chất ơ nhiễm. Để ao
sinh học hoạt động bình thường cần pH và nhiệt độ tối ưu .
1.2.4.1.3. Hồ sinh học
Hồ sinh học là các thủy vực tự nhiên hoặc nhân tạo, khơng lớn mà ở đấy
diễn ra q trình chuyển hóa các chất bẩn. Q trình này diễn ra tương tự như q
trình tự làm sạch trong nước sơng hồ tự nhiền với vai trò chủ yếu là các vi khuẩn
và tảo…
Theo bản chất quá trình xử lý nước thải và điều kiện cung cấp oxy, người
ta chia hồ sinh học ra 2 nhóm chính: hồ sinh học ổn định nước thải và hồ làm
thoáng nhân tạo.
Hồ sinh học ổn định nước thải có thời gian nước lưu lại lớn (từ 2 – 3 ngày
đến hàng tháng) nên điều hòa được lưu lượng và chất lượng nước thải đầu ra. Oxy
12


cung cấp cho hồ chủ yếu là khuếch tán qua bề mặt hoặc do quang hợp của tảo.

Quá trình phân hủy chất bẩn diệt khuẩn mang bản chất tự nhiện.
Theo điều kiện khuấy trộn, hồ sinh học làm thoáng nhân tạo có thể chia
thành hai loại: hồ sinh học làm thống hiếu khí và hồ sinh học làm thống tùy
tiện. Trong hồ sinh học làm thống hiếu khí, nước thải trong hồ được xáo trộn gần
như hoàn toàn. Trong hồ khơng có hiện tượng lắng cặn. Hoạt động hồ gần giống
như bể Aerotank. Cịn trong hồ sinh học làm thống tùy tiện cịn có những vùng
lắng cặn và phân hủy chất bẩn trong điều kiện yếm khí. Mức độ xáo trộn nước
thải trong hồ được hạn chế.
1.2.4.2. Xử lý nước thải trong các cơng trình nhân tạo
1.2.4.2.1. Bể Aerotank
Bể Aerotank là một cơng trình sử dụng phương pháp sinh học hiếu khí để
xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải cơng nghiệp và nước thải đơ thị có chứa nhiều
chất hữu cơ hịa tan và một số chất vơ cơ (H2S, các sunfua, nitric…)
Nước thải sau khi qua bể lắng 1 có chứa các chất hữu cơ hịa tan và các
chất lơ lửng đi vào bể phản ứng hiếu khí Aerotank). Khi ở trong bể, các chất lơ
lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển
dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bơng căn có
màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát
triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác.
Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dung chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng
(N, P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ khơng hịa tan thành
các tế bào mới.
Để đảm bảo bùn hoạt tính ở trạng thải lơ lửng và đảm bảo chất lượng oxy
dùng trong q trình sinh hóa các chất hữu cơ thì phải ln đảm bảo việc cung
cấp oxy. Lượng bùn tuần hồn và khơng khí cần cung cấp phụ thuộc vào độ ẩm
và mức độ của yêu cầu xử lí nước thải.
Tỷ lệ các chất dinh dưỡng: BOD5 : N : P = 100:5:1. Nước thải có pH từ
6,5 – 8,5 trong bể là thích hợp. Thời gian lưu nước trong bể không quá 12h.
13

Quá trình diễn ra như sau:
 Khuấy trộn đều nước thải với bùn hoạt tính trong thể tích V của bể phản
ứng.
 Làm thống bằng khí nén hay khuấy trộn bề mặt hỗn hợp nước thải và bùn
họat tính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxy cấp cho q trình sinh
hóa xảy ra trong bể.
 Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng
 Tuần hoàn lại một lượng bàn cần thiết từ đáy bể lăng đợt 2 vào bể Aerotank
để hòa trộn với nước thải đi vào.
 Xả bùn dư và xử lý bùn
Khuấy trộn
với bùn
hoạt tính

Sục khí

Lắng

Tuần
hồn bùn

Xả và xử
lý bùn

Hình 1.3. Sơ đồ quá trình hoạt động bể aerotank
1.2.4.2.2. Bể lọc sinh học (Bể Biophin)
Là công trình xử lí nước thải trong điều kiện nhân tạo nhờ sinh vật hiếu khí.
Q trình diễn ra khi cho nước thải tưới lên bề mặt bể và thấm qua vật liệu lọc. Ở
bề mặt của hạt vật liệu lọc và các khe hở giữa chúng, các hạt cặn bẩn được giữ lại

và tạo thành màng gọi là màng vi sinh. Vi sinh hấp thu chất hữu cơ và nhờ đó mà
q trình oxy hóa được thực hiện.
Những loại bể Biophin thường dùng:


Biophin nhỏ giọt



Biophin cao tải

1.2.4.2.3. Khử trùng nước thải
Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùng của công nghệ xử lý nước thải
nhằm loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Để khử trùng
nước thải có thể dùng clo và các hợp chất chứa clo, có thể khử trùng bằng ơzơn,
tia hồng ngoại… nhưng phải cân nhắc kỹ về mặt kinh tế [7].

14


1.2.4.2.4. Xử lý cặn nước thải
Nhiệm vụ của xử lý cặn: Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn; Ổn định
cặn; Khử trùng và tái sử dụng cặn vào các mục đích khác.
Rác được giữ lại ở song chắc rác có thể được trở đếm bãi rác, sau đó đến
bể mêtan để xử lý. Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi để làm ráo nước và trở
đi để sử dụng vào các mục đích khác [7].

15

CHƯƠNG 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu
2.1.1. Mục tiêu chung
Đề tài góp phần nâng cao hiệu quả xử lý nguồn nước thải sinh hoạt tại thị
trấn Vân Đình.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
Lựa chọn được phương án xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với điều kiện
tại thị trấn Vân Đình
Thiết kế được hệ thống xử lý nước thải, đảm bảo các yêu cầu về chất lượng
nước thải sinh hoạt theo quy định của Nhà nước
2.2. Nội dung
Nội dung 1: Nghiên cứu hiện trạng nước thải sinh hoạt tại thị trấn Vân Đình
Nội dung 2: Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp với thị trấn Vân
Đình
Nội dung 3: Tính tốn và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
2.3. Phương pháp
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu
Tiến hành tham khảo, kế thừa số liệu về dân số, điều kiện tự nhiên, kinh tế,
xã hội tại khu vực nghiên cứu làm cơ sở để đánh giá hiện trạng và tải lượng chất
ô nhiễm do nước thải sinh hoạt gây ra.
2.3.2. Phương pháp thực nghiệm
Khóa luận sử dụng một số phương pháp để đánh giá hiện trạng nước thải
sinh hoạt tại khu vực nghiên cứu.
2.3.2.1. Phương pháp lấy mẫu
Lấy mẫu theo TCVN 6663-1:2011, lấy 3 mẫu vào 3 thời điểm khác nhau:
7 giờ, 11 giờ và 18 giờ trong cùng 1 ngày tại cống thải tập trung. Sau đó trộn 3
mẫu thành 1 mẫu duy nhất làm cơ sở đánh giá chất lượng nước đầu vào hệ thống
xử lý.
Chuẩn bị lấy mẫu:
16