Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu công nghệ hợp khối xử lý nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng đồng bằng sông cửu long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ HỢP KHỐI
XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI HỘ GIA ĐÌNH
VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG

Ngành:

Kỹ thuật mơi trường

Chun ngành: Kỹ thuật môi trường

Giảng viên hướng dẫn : ThS. Lâm Vĩnh Sơn
Sinh viên thực hiện

: Liêu Trường Long

MSSV: 1151080127

Lớp: 11DMT01

TP. Hồ Chí Minh, 2015


LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của Khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường,
Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM và sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn Thầy:
ThS. Lâm Vĩnh Sơn tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ hợp khối xử lý

nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng Đồng bằng Sơng Cửu Long”.
Để hồn thành đồ án này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến các Thầy Cơ trong Khoa
Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường, Trường Đại Học Cơng Nghệ
Tp.HCM đã hết lịng truyền đạt những kiến thức q báu và bổ ích, những tình cảm,
công sức mà Thầy Cô giành cho tôi và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiếp thu được
những kiến thức cơ bản và những kiến thức chuyên sâu làm nền tảng cho sự nghiệp
trong tương lai.
Lời cảm ơn sâu sắc nhất tôi xin gởi đến Thầy: ThS. Lâm Vĩnh Sơn người đã tận
tình, chu đáo hướng dẫn tơi thực hiện đồ án này.
Sau cùng tôi xin cảm ơn gia đình đã tạo những điều kiện thuận lợi và là chỗ dựa
cho tôi trong suốt những năm dài học tập. Đồng thời tôi cũng xin cảm ơn tất cả những
bạn bè trong tập thể lớp 11DMT01 đã gắn bó cùng nhau học tập và giúp đỡ nhau trong
suốt thời gian qua, cũng như trong suốt quá trình thực hiện đồ án này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất. Song
do buồi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế
chuyên môn cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa nhận thấy được. Tơi rất mong nhận được
sự góp ý của Q Thầy Cơ và các bạn để khóa luận được hồn chỉnh hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
TP.HCM, ngày 22 tháng 08 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Liêu Trường Long


LỜI CAM ĐOAN
Kính thưa Q Thầy Cơ
Sau thời gian theo học tại trường Đại học Công nghệ TP.HCM, chuyên ngành Kỹ
thuật mơi trường, nay tơi đã hồn thành Đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài “Nghiên
cứu cơng nghệ hợp khối xử lý nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng đồng bằng
sơng Cửu Long”

Tơi xin cam đoan
-

Khơng sao chép đồ án, luận văn của bất cứ ai dưới bất kỳ hình thức nào;

-

Các số liệu sử dụng trong đồ án tốt nghiệp là do chính mình thực hiện. Các số
liệu thu thập và kết quả phân tích trong báo cáo là trung thực;

-

Các tài liệu tham khảo đều có trích dẫn nguồn một cách rõ ràng và cụ thể;

Tôi xin chịu trách nhiệm về sự cam đoan của mình.
TP.HCM, ngày 22 tháng 08 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Liêu Trường Long


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU ................................................ i
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH – ĐỒ THỊ .................................................................... iii
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. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 2
5. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ................................................................................. 4
1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt ..................................................................... 4
1.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh .................................................................. 4
1.1.2 Thành phần ................................................................................................ 4
1.1.3 Đặc điểm, tính chất .................................................................................... 4
1.1.4 Phân loại .................................................................................................... 7
1.2 Quy chuẩn đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt ......................................... 8
1.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt ..................................................... 8
1.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học................................................ 8
1.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học .............................................. 16
1.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý ................................................ 23
1.3.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ............................................. 28
1.3.5 Phương pháp khử trùng ............................................................................. 43
1.3.6 Phương pháp xử lý cặn .............................................................................. 47


CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG ................................................................................................ 48
2.1 Khái quát về ĐBSCL ........................................................................................ 48
2.2 Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải sinh hoạt tại ĐBSCL ........................ 51
2.3 Đặc trưng và thành phần nước thải sinh hoạt tại ĐBSCL................................. 52
2.4 Thực trạng xử lý nước thải sinh hoạt tại ĐBSCL ............................................. 53
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM ........... 56
3.1 Thiết kế mơ hình thí nghiệm ............................................................................. 56
3.1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình thiết kế ........................................................ 56
3.1.2 Sơ đồ nghiên cứu mơ hình thực nghiệm .................................................... 57
3.1.3 Quy trình lấy mẫu và phương pháp phân tích ........................................... 58
3.1.4 Tính tốn thiết kế mơ hình ......................................................................... 60
3.1.5 Mơ tả mơ hình thí nghiệm ......................................................................... 62

3.2 Vận hành mơ hình ............................................................................................. 64
3.2.1 Giai đoạn chuẩn bị ..................................................................................... 64
3.2.2 Vận hành mơ hình thí nghiệm ................................................................... 65
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................. 68
4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý ........................................................ 68
4.1.1 Giá thể ........................................................................................................ 68
4.1.2 Độ xáo trộn ................................................................................................ 68
4.1.3 Tải trọng thể tích ........................................................................................ 68
4.2 Kết quả chạy mơ hình MBBR ........................................................................... 68
4.2.1 Giai đoạn chạy thích nghi .......................................................................... 68
4.2.2 Giai đoạn chạy động .................................................................................. 71
4.2.3 Giai đoạn chạy tĩnh .................................................................................... 81
4.2.4 Xác định các hệ số động học ..................................................................... 86
4.2.5 Hiệu quả xử lý Nitơ ................................................................................... 88


CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ........................................................... 90
5.1 Kết luận ............................................................................................................. 90
5.2 Kiến nghị ........................................................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 92
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 93


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU

APHA

:

Là phương pháp xác định thông số ô nhiễm.

BOD (Biological Oxygen Demand – nhu cầu oxy sinh hoá): Là lượng oxy cần thiết để
vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ.
BOD5 (Biological Oxygen Demand) : Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hết các chất
hữu cơ với thời gian xử lý nước là 5 ngày với điều kiện nhiệt độ là 200C.
BTNMT

:

Bộ tài nguyên môi trường

COD (Chemical oxygen demand – nhu cầu oxy hóa học) : Là lượng oxy cần thiết để
oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ.
CHC

:

Chất hữu cơ

ĐBSCL

:

Đồng bằng Sông Cửu Long

B (Broad)

:

Chiều rộng

H (Height)

:

Chiều cao

L (Length)

:

Chiều dài

NTSH

:

Nước thải sinh hoạt

SS (Suspended Solid)

:

Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước

QCVN

:

Quy chuẩn Việt Nam

i


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người ...................... 5
Bảng 1.2 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp APHA ..... 5
Bảng 1.3 Giá trị điển hình của các thành phần có trong nước thải sinh hoạt ......... 6
Bảng 3.1 Thông số đầu vào ..................................................................................... 64
Bảng 4.1 Kết quả phân tích chỉ tiêu COD ở giai đoạn thích nghi 24h ................... 69
Bảng 4.2 Kết quả phân tích chỉ tiêu COD chạy động ở thời gian lưu 24h ............. 71
Bảng 4.3 Kết quả phân tích chỉ tiêu COD chạy động ở thời gian lưu 12h ............. 73
Bảng 4.4 Kết quả phân tích chỉ tiêu COD chạy động ở thời gian lưu 8h ............... 75
Bảng 4.5 Kết quả phân tích chỉ tiêu SS chạy động ở thời gian lưu 24h ................. 77
Bảng 4.6 Kết quả phân tích chỉ tiêu SS chạy động ở thời gian lưu 12h ................ 78
Bảng 4.7 Kết quả phân tích chỉ tiêu SS chạy động ở thời gian lưu 8h .................. 80
Bảng 4.8 Kết quả phân tích các chỉ tiêu COD chạy tĩnh ở thời gian lưu 24h ......... 81
Bảng 4.9 Kết quả phân tích các chỉ tiêu COD chạy tĩnh ở thời gian lưu 12h ......... 82
Bảng 4.10 Kết quả phân tích các chỉ tiêu COD chạy tĩnh ở thời gian lưu 6h ......... 84
Bảng 4.11 Hiệu suất xử lý nitơ ............................................................................... 88

ii


DANH MỤC CÁC HÌNH – ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Song chắn rác ........................................................................................... 10
Hình 1.2 Bể lắng cát ................................................................................................ 12
Hình 1.3 Bể tách dầu mỡ ......................................................................................... 13
Hình 1.4 Bể điều hồ ............................................................................................... 14
Hình 1.5 Mơ hình bể lắng radian ............................................................................ 15

Hình 1.6 Bể lọc ....................................................................................................... 16
Hình 1.7 Sơ đồ thể hiện sự hồ trộn giữa nước thải có tính acid và bazơ .............. 17
Hình 1.8 Sơ đồ trung hồ nước thải chứa acid bằng cách lọc qua lớp đá vôi ......... 18
Hình 1.9 Hố chất keo tụ......................................................................................... 19
Hình 1.10 Q trình tạo bơng cặn ........................................................................... 19
Hình 1.11 Phương pháp quang xúc tác ................................................................... 23
Hình 1.12 Đồ thị về sự tăng trưởng của vi sinh vật trong bể xử lý sinh học .......... 30
Hình 1.13 Đồ thị về sự biến động của các VSV chủ đạo trong bể xử lý sinh học .. 30
Hình 1.14 Ao hồ sinh học ....................................................................................... 32
Hình 1.15 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank truyền thống ....................................... 34
Hình 1.16 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc ................................. 35
Hình 1.17 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thống kéo dài ............................. 35
Hình 1.18 Bể Aerotank thơng khí cao có khuấy trộn hồn chỉnh ........................... 36
Hình 1.19 Bể Oxytank............................................................................................. 36
Hình 1.20 Mương oxy hố ...................................................................................... 37
Hình 1.21 Bể lọc sinh học ....................................................................................... 38
Hình 1.22 Đĩa quay sinh học ................................................................................... 38
Hình 1.23 Bể SBR ................................................................................................... 40
Hình 1.24 Bể UASB ................................................................................................ 42
Hình 2.1 ĐBSCL trên bản đồ Việt Nam ................................................................. 51
Hình 2.2 Ơ nhiễm nước ở ĐBSCL .......................................................................... 55

iii


Hình 3.1 Màng lọc MBBR hiếu khí và thiếu khí .................................................... 56
Hình 3.3 Mơ hình thí nghiệm .................................................................................. 63
Hình 3.4 Mơ hình thực nghiệm tại phịng thí nghiệm ............................................. 63
Hình 3.5 Sơ đồ các mặt cắt của mơ hình................................................................. 67
Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở giai đoạn thích nghi . 70

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở giai đoạn thích nghi ...... 70
Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 24h ...... 72
Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 24h .......... 73
Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 12h ...... 74
Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 12h .......... 75
Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 8h ........ 76
Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 8h ............ 77
Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử SS ở thời gian lưu 24h ............................. 78
Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử SS ở thời gian lưu 12h ........................... 79
Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử SS ở thời gian lưu 8h ............................. 80
Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 24h .... 81
Hình 4.13 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 24h......... 82
Hình 4.14 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 12h .... 83
Hình 4.15 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 12h......... 83
Hình 4.16 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 6h ...... 84
Hình 4.17 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 6h........... 85
Hình 4.18 Đường thẳng hồi quy tuyến tính xác định thơng số Y và Kd ................ 87
Hình 4.19 Đường thẳng hồi quy tuyến tính xác định thơng số K và Ks ................. 88
Hình 4.20 Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý Nitơ...................................................... 89

iv


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây vấn đề ơ nhiễm tồn cầu nói chung và ơ nhiễm mơi trường
nước nói riêng tại Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) đã và đang là mối lo ngại rất
cần sự quan tâm và chung tay bảo vệ từ cộng đồng.

Về ĐBSCL có lẽ khơng ai lạ gì một vùng đất có tiếng cây lành trái ngọt, con
người hào phóng, cởi mở. Tuy lịch sử hình thành muộn hơn so với nhiều nơi, nhưng
trong một thời gian ngắn, nơi đây trở thành khu vực kinh tế nông nghiệp phát triển vào
bậc nhất của cả nước, với vựa lúa lớn nhất chiếm 90% khối lượng gạo xuất khẩu, vựa
trái cây lớn nhất chiếm 70% khối lượng xuất khẩu, là vựa thủy sản lớn nhất chiếm trên
50% khối lượng xuất khẩu. Khơng chỉ có kinh tế, ĐBSCL cịn làm nên các giá trị văn
hóa đặc trưng sơng nước miệt vườn là “điểm đến” hấp dẫn du khách trong và ngồi
nước.
Chính vì sự phát triển nhảy vọt về kinh tế đi cùng với sự bùng nổ dân số đã tạo ra
một khối lượng lớn nước thải gây ô nhiễm ở ĐBSCL gây ra một số bệnh đường ruột
thậm chí là ung thư do các hóa chất có trong nước, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức
khỏe của người dân cũng như làm hư hại nhiều cơng trình vận tải biển, các cơng trình
thủy lợi, nguồn lợi từ thủy sản cạn kiệt dần.
Cũng có nhiều cơng trình giảm thiểu ơ nhiễm đã được thực hiện và hoạt động
nhưng nhìn chung vẫn còn nhiều tồn đọng như : chưa thu gom hết được nước thải vì
điều kiện địa hình trũng, ngập nước và nhiều sơng rạch, bên cạnh đó giá thành cơng
trình cũng khó khăn.
Đứng trước thực trạng đáng báo động này, đề tài “Nghiên cứu công nghệ hợp
khối xử lý nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng đồng bằng sông Cửu Long”
được thực hiện với mong muốn ứng dụng được mơ hình xử lý nước thải sinh hoạt tại
ĐBSCL triển khai cho các hộ gia đình để góp phần khắc phục tình trạng ơ nhiễm, cải
thiện chất lượng mơi trường. Và cuối cùng hy vọng rằng công nghệ mới này sẽ nhanh

1


Đồ án tốt nghiệp

chóng nhận được ủng hộ của các cấp chính quyền cũng như sự hài lịng của người dân
nơi đây.

2. Mục tiêu nghiên cứu
- Khảo sát hiện trạng ô nhiễm của nước thải sinh hoạt tại ĐBSCL.
- Nghiên cứu xây dựng mơ hình xử lý nước thải sinh hoạt các cụm dân cư vùng
ĐBSCL bằng công nghệ MBBR + Anoxic dạng hợp khối kiểu pilot.
- Xác định hiệu quả xử lý nước thải của công nghệ MBBR + Anoxic so với các
nghiên cứu tương tự, tìm ra chu kỳ thích hợp để vận hành hệ thống.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
- Nước thải sinh hoạt ở ĐBSCL.
- Phương pháp xử lý MBBR + Anoxic.
- Mơ hình thực nghiệm xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với quy mô các cụm
dân cư tại ĐBSCL.
Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài nghiên cứu này được thực hiện đối với nước thải sinh hoạt.
- Vận hành mơ hình thực nghiệm được tiến hành trên quy mơ phịng thí nghiệm,
thiết kế phù hợp với quy mơ các cụm dân cư tại ĐBSCL.
Đánh giá khả năng xử lý COD (Nhu cầu oxy hóa học), SS (chất rắn lơ lửng), N
(Nitơ tổng) với 3 thời gian lưu khác nhau: 8h, 12h và 24h.
4. Nội dung nghiên cứu
-

Xác định chất lượng nước sinh hoạt tại hộ gia đình trên địa bàn, cách xả thải.

-

Lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp.

-

Tiến hành xây dựng mơ hình thử nghiệm.

5. Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp điều tra

Khảo sát tình hình xả thải nước thải sinh hoạt tại địa phương.

2


Đồ án tốt nghiệp

-

Phương pháp phân tích, tổng hợp.

Tìm hiểu về thành phần, tính chất của nước thải sinh hoạt tại địa phương.
Thu thập các tài liệu về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt.
-

Phương pháp khảo sát hiện trường.

Thực hiện các đợt khảo sát thực tế tại địa phương để thu thập thông tin và số liệu
về tình hình xử lý nước thải sinh hoạt tại địa phương.
-

Phương pháp thực nghiệm trên mơ hình trong điều kiện thí nghiệm.

-

Phương pháp chuyên gia

Tham vấn ý kiến của giáo viên hướng dẫn, các giáo viên trong khoa, các chuyên
gia trong ngành môi trường và xử lý nước thải, những người có trách nhiệm xây dựng
và vận hành hệ thống.
-

Phương pháp so sánh

So sánh kết quả thí nghiệm với các nghiên cứu tương tự.

3


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh
hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân;…chúng thường được thải
ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, các cơng trình cơng cộng khác.
Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư phụ thuộc vào quy mô dân số, vào tiêu
chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
1.1.2 Thành phần
Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.
- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa

trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
1.1.3 Đặc điểm, tính chất
Nước thải sinh hoạt thường bốc mùi, có màu sẫm đen, có nhiều váng và cặn lơ
lửng gây ảnh hường đến sức khỏe, tính mạng của con người và sinh vật.
Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ, các
chất hữu cơ hòa tan, các chất dinh dưỡng, các vi trùng gây bệnh. Chất hữu cơ chứa
trong nước thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như protein (40-50%); hydrat cacbon
(40-50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo ( 5-10%). Nồng độ chất hữu
cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450mg/L theo trọng lượng
khơ. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ở những khu dân cư đông
đúc, điều kiện vệ sinh kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một
trong những nguồn gây ơ nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức
sống và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp.

4


Đồ án tốt nghiệp

Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các chất lắng hoặc
BOD5 có một mối tương quan nhất định. Tải trọng chất thải trung bình tính theo đầu
người ở điều kiện ở Đức với nhu cầu cấp nước 150l/ngày được trình bày như sau:
Bảng 1.1 Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người
Tổng chất thải

Chất thải hữu cơ

(g/người.ngày)

(g/người.ngày)

Tổng lượng chất thải

190

110

Các chất tan

100

50

Các chất không tan

90

60

Chất lắng

60

40

Chất không lắng

30

20

Các chất

(Nguồn: Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – ThS. Lâm Vĩnh Sơn)
Bảng 1.2 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp APHA
Các chất

Mức độ ơ nhiễm

Đơn vị

Tổng chất rắn
- Chất rắn hịa tan

mg/l

- Chất rắn khơng tan
-

Trung bình

Thấp

1000

500

700

350

300

150

Tổng chất rắn lơ lửng

mg/l

600

350

Chất rắn lắng

mg/l

12

8

BOD5

mg/l

300

200

Oxy hòa tan

mg/l

0

0

Tổng Nitơ

mg/l

85

50

Nitơ hữu cơ

mg/l

35

20

Nitơ amoniac

mg/l

50

30

5


Đồ án tốt nghiệp

Nitrite

mg/l

0.1

0.05

Nitrate

mg/l

0.4

0.2

Clorua

mg/l

175

100

Độ kiềm

mgCaCO3

200

100

Chất béo

mg/l

40

20

Tổng Photpho

mg/l

-

8

(Nguồn: Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – ThS. Lâm Vĩnh Sơn)
Bảng 1.3 Giá trị điển hình của các thành phần có trong nước thải sinh hoạt
Các chất

Đơn vị

Giá trị điển hình

COD

mg/l

500

BOD5

mg/l

250

SS

mg/l

220

Photpho

mg/l

8

mg/l

40

TSS

mg/l

720

pH

-

6.8

Nitơ NH3
Nitơ hữu cơ

(Nguồn: Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Th.S Lâm Vĩnh Sơn)
Như vậy nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đơi khi
vượt cả u cầu cho q trình xử lý sinh học. Thơng thường các q trình xử lý sinh
học cần các chất dinh dưỡng theo tỉ lệ sau: BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 (tỉ lệ theo khối
lượng).
Một tính chất đặc trưng nữa của Nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất
hữu cơ đều có thể bị phân hủy bới các vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát ra
khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn.

6


Đồ án tốt nghiệp

 Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt do các thành phần ô nhiễm tồn
tại trong nước thải gây ra :
- COD, BOD

: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng và làm

giảm pH của môi trường.
- SS

: lắng đọng 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 của thuỷ sinh vật nước.
- Màu

: mất mỹ quan.

- Dầu mỡ

: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt gây thiếu hụt oxy

của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước.
- Ammonia, P

: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ

trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá (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
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 ).
- Vi trùng gây bệnh :

gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy,

ngộ độc thức ăn, vàng da;…
Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong q trình phân
huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4;...làm cho nước có mùi hơi thối.
1.1.4 Phân loại
Với mỗi nguồn nước thải có những đặc trưng riêng, từ đó có thể phân loại để xử
lý triệt để, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo quy định của nhà nước và
pháp luật.
1.1.4.1 Nước thải từ khu vệ sinh (Nước đen)
Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là:
các chất hữu cơ như phân, nước tiểu, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng.

7


Đồ án tốt nghiệp

Các thành phần ơ nhiễm chính đặc trưng thường thấy là COD, Nitơ và Photpho.
Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu khơng được loại bỏ thì sẽ
làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện tượng thường xảy ra ở
nguồn nước có hàm lượng N và P cao.
1.1.4.2 Nước thải khu nhà bếp
Nước thải khu nhà bếp có đặc trưng là nước chứa thành phần hàm lượng dầu mỡ
rất cao, lượng cặn, rác lớn…lượng dầu mỡ này có thể ảnh hưởng đến các q trình xử

lý đằng sau nên nước thải khu nhà bếp cần phải được xử lý sơ bộ tách dầu mỡ trước
khi đưa vào hệ thống xử lý.
1.1.4.3. Nước thải từ khu tắm giặt (Nước xám)
Loại nước thải này chứa thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể, do đó
không cần xử lý sơ bộ mà đưa luôn vào hệ thống xử lý phía sau.
1.1.4.4. Nước thải giặt là
Nước thải giặt là có tính chất hồn tồn khác biệt với những loại nước thải khác,
hàm lượng chất hữu có khơng đáng kể mà chủ yếu là các hóa chất dùng để tẩy rửa. Các
hóa chất này cần phải được xử lý theo phương pháp khác so với các loại nước thải trên,
tránh gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý chung.
1.2 Quy chuẩn đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt
Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/ cột B
của BTNMT.
1.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
1.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Phương pháp này được sử dụng để tách các tạp chất khơng hịa tan (rác, cát,
nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi;…) và một phần các chất ở dạng keo ra
khỏi nước thải. Các cơng trình xử lý cơ học bao gồm:

8


Đồ án tốt nghiệp

1.3.1.1 Song chắn rác và lưới chắn rác
 Song chắn rác:
Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các
miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như:
gỗ, nhánh cây, lá cây, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các
cơng trình và thiết bị phía sau như tránh hỏng bơm, tránh tắc nghẽn đường ống, mương

dẫn.
Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn rác được chia thành 2 loại:
-

Song chắn rác thơ có khoảng cách giữa các thanh từ: 30 ÷ 200 mm.

-

Song chắn rác tinh có khoảng cách giữa các thanh từ: 5 ÷ 25 mm.
Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải

để đảm bảo cho các thiết bị và cơng trình xử lý tiếp theo. Kích thước tối thiểu của rác
được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác. Để
tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làm
sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới. Tốc độ nước chảy (v) qua
các khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s. Tùy theo yêu cầu và kích thước của
rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi.
Song chắn rác với cào rác thủ công chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ có lượng rác
< 0,1 m3/ng.đ. Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần người ta dùng cào kim
loại để lấy rác ra và cho vào máng có lỗ thốt nước ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để
đưa đi xử lý tiếp tục. Song chắn rác với cào rác cơ giác hoạt động liên tục, răng cào lọt
vào khe hở giữa các thanh kim loại, cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn
rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ phận truyền động.
Khi lượng rác được giữ lại lớn hơn 0,1 m3/ng.đ và khi dùng song chắn rác cơ giới
thì phải đặt máy nghiền rác. Rác nghiền được cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênh
trước song chắn. Khi lượng rác trên 1 tấn/ng.đ cần phải thêm máy nghiền rác dự
phòng. Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải được cơ giới hóa. Tuy nhiên

9

Đồ án tốt nghiệp

nếu lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên chú ý cát sẽ làm mòn các lưỡi dao và
sỏi có thể gây kẹt máy.

Hình 1.1 Song chắn rác
 Lưới chắn rác:
Lưới chắn rác dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành
phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước. Kích thước mắt lưới từ
0,5÷ 1,0 mm.
Lưới chắn rác thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay ( hay
cịn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình đĩa.
Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở
lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân hủy cặn
1.3.1.2 Bể lắng cát (Sand Sedimentation Tank)
Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặng như: cát, sỏi, mảnh kim loại,
tro, than vụn…nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mịn, giảm cặn nặng ở các
cơng đoạn xử lý sau. Trong nước thải, bản thân cát không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng
đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm
mịn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu
dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý
nhất thiết phải có bể lắng cát. Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và
trước bể lắng sơ cấp. Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên

10


Đồ án tốt nghiệp

việc đặt sau song chắn có lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn. Trong bể lắng cát các
thành phần cần loại bỏ sẽ lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng. Ở đây phải
tính toán thế nào để cho các hạt cát và hạt vơ cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống cịn các chất
lơ lửng hữu cơ khác trôi đi. Chú ý thời gian lưu tồn nước nếu quá nhỏ sẽ không đảm
bảo hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ có các chất hữu cơ lắng. Các bể lắng thường được
trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường
ray để cơ giới hóa việc xả cặn.
Bể lắng cát gồm những loại sau:
- Bể lắng cát ngang: Có dịng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể.
Bể có thiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể.
- Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thân bể. Nước được dẫn
theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể. Chế độ dịng chảy khá phức
tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên , trong
khi đó các hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy.
- Bể lắng cát tiếp tuyến: Là loại bể có thiết diện hình trịn, nước thải được dẫn vào
bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra
ngồi.
- Bể lắng cát làm thống (Bể lắng cát thổi khí): Để tránh lượng chất hữu cơ lẫn
trong cát và tăng hiệu quả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một
dàn thiết bị phun khí. Dàn này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một
dòng xoắn ốc quét đáy bể với vận tốc vừa đủ để tránh hiện tượng lắng các chất
hữu cơ, chỉ có cát và các phân tử nặng có thể lắng.

11


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.2 Bể lắng cát
 Sân phơi cát:

Cặn xả ra từ bể lắng còn chứa nhiều nước nên phải phơi ở sân phơi cát hoặc hố
chứa cát đặt ở gần bể lắng cát. Xung quanh sân phơi cát phải có bờ đắp cao 1-2m. Kích
thước sân phơi cát được xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát h chọn bằng 35m/năm. Cát khô thường xuyên được chuyển đi nơi khác.
Khi đất thấm tốt thì xây dựng sân phơi cát với nền tự nhiên. Nếu là đất thấm nước
kém hoặc khơng thấm nước thì phải xây dựng nền nhân tạo. Khi đó phải đặt hệ thống
ống ngầm có lỗ để thu nước thấm xuống. Nước này có thể dẫn về trước bể lắng.
1.3.1.3 Bể tách dầu mỡ (Accessible Grease Cup)
Nước thải của một số xí nghiệp ăn uống, chế biến bơ sữa, các lị mổ, xí nghiệp ép
dầu…thường có lẫn mỡ. Các chất này thường nhẹ hơn nước và nổi lên trên mặt nước.
Nước thải sau xử lý khơng có lẫn dầu mỡ mới được phép cho chảy vào các thủy vực.
Hơn nữa, nước thải có lẫn dầu mỡ khi vào xử lý sinh học sẽ làm bít các lỗ hổng ở vật
liệu lọc và cịn làm hỏng cấu trúc bùn hoạt tính trong bể aerotank… Ngoài cách làm
các gạt đơn giản bằng các tấm sợi quét trên mặt nước, người ta chế tạo ra các thiết bị
tách dầu, mỡ trước dây chuyền công nghệ xử lý nước thải.

12


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.3 Bể tách dầu mỡ
1.3.1.4 Bể điều hòa (Accessible Conditioning)
Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và
tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các cơng trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau
xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này.
Có 2 loại bể điều hịa:
- Bể điều hòa lưu lượng.
- Bề điều hòa lưu lượng và chất lượng.
Các phương án bố trí bể điều hịa có thể là bể điều hịa trên dịng thải hay ngồi
dịng thải xử lý. Phương án điều hịa trên dịng thải có thể làm giảm đáng kể dao động

thành phần nước thải đi vào cơng trình phía sau, cịn phương án điều hịa ngồi dịng
thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó. Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hịa
cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý và phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính
của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải.

13


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.4 Bể điều hịa
1.3.1.5 Bể lắng (Clarifier)
Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn khơng hịa tan ra khỏi
nước thải.
Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:
- Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn,
chất bẩn lơ lửng khơng hịa tan.
- Bể lắng đợt 2 : Được đặt sau cơng trình xử lý sinh học, dùng để lắng các cặn vi
sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng cũng được chia thành các
loại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến (bể
lắng radian).

14


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.5 Mơ hình bể lắng radian
1.3.1.6 Bể lọc (Filter – Bed)

Nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải
đi qua lớp vật liệu lọc, cơng trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công
nghiệp.
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60%
các tạp chất không hịa tan và 20% BOD, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm
lượng chất lơ lửng và 30-35% theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc
đông tụ cơ học.
Nếu điều kiện vệ sinh cho phép thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử và xả
lại vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi qua
giai đoạn xử lý sinh học.
Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Q trình lọc chỉ áp dụng
cho các cơng nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quý
hiếm có trong nước thải. Các loại bể lọc thường được phân loại như sau:
 Lọc qua vách lọc.

15