ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

SVTH: Tr
ần Nguyễn Thái Bình
1

CHƯƠNG MỞ ðẦU

1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ðỀ TÀI
Xã Mỹ Hạnh Nam, huyện ðức Hòa, tỉnh Long An là một xã có nền kinh tế nông
nghiệp là chính. Tuy nhiên, do tiếp giáp với xã Xuân Thới Sơn, huyện Hóc Môn,
thành phố Hồ Chí Minh – một thành phố có tốc ñộ phát triển công nghiệp mạnh nhất
nước, cùng với xu hướng phát triển kinh tế của ñất nước nói chung và của tỉnh Long
An nói riêng, xã ñang dần hòa nhập với tốc ñộ phát triển kinh tế ngày một nâng cao.
Cùng với sự gia tăng về nhu cầu nhà ở tại Tp. HCM, nhu cầu nhà ở của Long An,
ñặc biệt là vùng phụ cận với Tp. Hồ Chí Minh cũng sẽ tăng cao. Hơn nữa, quá trình ñô
thị hóa là quá trình tất yếu của việc phát triển khu vực hiện nay. Do ñó, Công ty Cổ
phần Thương mại và Xây dựng Thịnh Toàn ñã ñược Ủy Ban Nhân Dân tỉnh Long
An giao làm chủ ñầu tư xây dựng Khu dân cư - công nghiệp Xuyên Á tại xã Mỹ Hạnh
Nam, huyện ðức Hòa, tỉnh Long An tiếp giáp với xã Xuân Thới Sơn, huyện Hóc Môn
- Thành Phố Hồ Chí Minh.
Khi một khu ñô thị mới ra ñời thì ngoài việc xây dựng hệ thống hạ tầng kỹ thuật,
hệ thống thoát nước và xử lý nước thải ñô thị cần phải ñược tổ chức và ñầu tư xây
dựng một cách ñồng bộ và hoàn chỉnh, góp phần làm cho ñô thị tồn tại và ngày càng
phát triển văn minh hơn, hiện ñại hơn.
Chính vì vậy, việc thu gom và xử lý nước thải là yêu cầu không thể thiếu ñược của
vấn ñề vệ sinh môi trường. Nước thải ñô thị thải ra ở dạng ô nhiễm hữu cơ, vô cơ cần
phải ñược thu gom và xử lý ñạt tiêu chuẩn thải trước khi thải chúng vào môi trường.
Do ñó ñề tài này ñược ñưa ra là xây dựng một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt hoàn
chỉnh của khu dân cư Xuyên Á – huyện ðức Hòa, tỉnh Long An.
2. MỤC TIÊU CỦA ðỀ TÀI

Mục tiêu của ñề tài là ñưa ra phương án xử lý nước thải một cách hợp lý và hiệu
quả phù hợp với ñịnh hướng phát triển của khu dân cư Xuyên Á, góp phần cải thiện
chất lượng môi trường, nâng cao chất lượng sống cho người dân.
3. NỘI DUNG THỰC HIỆN
– Tổng quan về vấn ñề ô nhiễm trong một khu dân cư.
– Giới thiệu khu dân cư Xuyên Á.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

SVTH: Tr
ần Nguyễn Thái Bình
2

– Hiện trạng khu dân cư Xuyên Á.
– Tìm hiểu các phương pháp xử lý có thể áp dụng.
– ðề xuất các phương án xử lý
– Tính toán thiết kế các công trình.
– Tính toán sơ bộ giá trị kinh tế.
– So sánh và lựa chọn phương án xử lý.
– Vận hành và khắc phục sự cố.
– Kết luận, kiến nghị.
4. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ðỀ TÀI
Với chủ trương ñảm bảo chất lượng môi trường sống cho khu dân cư, ñề tài ñược
thực hiện trên cơ sở các số liệu thực tế qua khảo sát và ño ñạc, tôn trọng các nguyên
tắc lý thuyết – các tiêu chuẩn xây dựng và bám sát tình hình thực tế. ðề tài hoàn toàn
có khả năng triển khai thực hiện nếu ñược nghiên cứu xem xét toàn diện, chi tiết hơn.




























ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

SVTH: Tr
ần Nguyễn Thái Bình
3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƯ XUYÊN Á –
HUYỆN ðỨC HÒA – TỈNH LONG AN

1.1. TỔNG QUAN VỀ KHU DÂN CƯ.
Khu dân cư thuộc KCN và dân cư Xuyên Á ñược quy hoạch trên khu ñất có diện
tích 28,34ha, thuộc xã Mỹ Hạnh Nam – huyện ðức Hòa tiếp giáp:
- Phía ðông giáp Kênh Ranh thuộc Tp.HCM.
- Phía Tây là khu trung tâm thuộc Khu Dân cư Xuyên Á.
- Phía Nam là khu dân cư mật ñộ trung bình thuộc khu dân cư Xuyên Á
- Phía Bắc là Tỉnh lộ 9 nối liền cầu Mới.
1.1.
1. Các ñiều kiện tự nhiên.
1.1.1.1. ðịa hình, ñịa mạo
Khu quy hoạch nằm trong vùng ñất thấp có cao ñộ thiên nhiên trung bình là
0,30m. ðất chủ yếu là cỏ năng, bàng và một phần trồng tràm với sản lượng thấp, ñất
bị nhiễm phèn nặng và thường xuyên bị ngập nước. Khu vực chưa có hệ thống cấp
thoát nước hiện nay nước mưa ñang thoát theo ñịa hình tự nhiên xuống ruộng và hệ
thống kênh mương tự nhiên của huyện ðức Hoà.
1.1.1.2. ðịa chất công trình, ñịa chất thủy văn
Cấu tạo nền ñất là phù sa cổ thạch, phần chủ yếu là cát pha sét, pha lẫn nhiều
laterite thường có màu nâu ñỏ. Cấu tạo nên dạng ñịa hình này là các trầm tích hỗn hợp
gồm tàng tích, sườn tích (ðeluvi, Ploluvi), thành phần bao gồm cát không ñều hạt, sét
pha cát, sét.
Khả năng chịu tải của ñất nền tự nhiên trung bình: 1kg/cm
2
– 1,5 kg/cm
2
.
Mực nước ngầm sâu cách mặt ñất từ 5m – 7m.
Qua báo cáo thăm dò của Liên ñoàn ñịa chất thủy văn - ñịa chất công trình
Miền Nam cho thấy cấu trúc ñịa tầng khu vực như sau:
– Các trầm tích ðiệp La Ngà (J
2

l
n) gặp ở ñộ sâu 170,2 – 258,0 m. Thành phần
gồm sét bột kết, cát kết màu xám xanh.
– Các trầm tích ðiệp Long Bình (J
3
K
1
lb)gặp ở ñộ sâu 234,0 – 240,6 m. Thành
phầm gồm andezit phong hóa dở dang màu xám ñen.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

SVTH: Tr
ần Nguyễn Thái Bình
4

– Các trầm hệ tầng Nhà Bè (N
2
1
nb) gặp ở ñộ sâu 136,0 – 230,0 m. Thành phần
ñất ñá chia thành 2 nhịp. Nhịp dưới là cát hạt thô, sạn sỏi, nhịp trên là cát hạt mịn, bột
sét, bột cát.
– ðiệp Bà Miêu (N
2
2
bm) gặp ở ñộ sâu 34,7 – 140,0m. ðất ñá chia thành 2
nhịp. Nhịp dưới là cát hạt thô, sạn sỏi, nhịp trên là các trầm tích hạt mịn bao gồm bột
sét, bột cát, sét.
– Các trầm tích Thống Pleistocen không phân chia (Q
I-III
): các trầm tích này lộ

trên mặt cho ñến chiều sâu 50m. Thành phần gồm sét, sét bột, cát hạt mịn ñến thô lẫn
sạn sỏi.
– Các trầm tích Thống Holocen (QIV): các trầm tích này lộ trên mặt cho ñến
chiều sâu 30m, phân bố trong khu vực thung lũng. Thành phần gồm trên là sét, sét bột,
bột cát, phần dưới là cát hạt mịn ñến thô, chứa sạn sỏi.
1.1.1.3. ðặc ñiểm ñịa chất thủy văn.
Nước mặt: Khu vực xây dựng Khu công nghiệp Xuyên Á có mạng lưới kênh
rạch phát triển. Chúng có chế ñộ bán nhật triều không ñều. Mỗi ngày hai lần triều
cường và hai hai triều kém. Nước mặt ở ñây quanh năm ñều ngọt. Tuy vậy nước mặt
thường bị nhiễm phèn cao, nên rất hạn chế trong việc cung cấp nước cho sinh hoạt ăn
uống.
Nước dưới ñất: Trong vùng nghiên cứu mực nước ngầm cách mặt ñất 0,9 –
3,50m. Nước nhạt nước có thể sử dụng ñể cung cấp nước cho sinh hoạt. Trong khảo
sát ñịa chất công trình, tầng chứa nước cần quan tâm là tầng Holocen phân bố ở ñộ sâu
từ 0 ñến 20,0 m. ðây là ñối tượng tác ñộng trực tiếp ñến nền móng công trình trong
khu vực xây dựng, có tính ăn mòn cao.
1.1.1.4. Quá trình ñịa chất ñộng lực công trình.
Các quá trình và hiện tượng ñịa chất ñộng lực trong vùng ñó là: quá trình ngập
lũ, quá trình lầy hóa, phong hóa, quá trình xói lở, quá trình bào mòn của nước mưa.
Các quá trình và hiện tượng này thường làm cho chất lượng công trình xây dựng
xuống cấp, làm giảm tuổi thọ công trình.
Các lớp ñất nền trong Khu công nghiệp Xuyên Á có ñặc ñiểm phân bố và các
tính chất cơ lý như sau:
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

SVTH: Tr
ần Nguyễn Thái Bình
5

Lớp 1 (OH): Bùn sét màu xám ñen, có chứa thân cây chưa phân hủy (OH).

Chiều dày của lớp không ñồng nhất.
Lớp 2 (CH): Sét màu nâu ñỏ, trạng thái dẻo cứng ñến cứng (CH). Lớp này
phân bố khá rộng trên khu vực nghiên cứu. Khu vực phía Bắc lớp 2 có chiều dày khá
lớn, thường bắt gặp ở ñộ sâu từ 3,5 – 15,8m. Nhưng ở khu vực phía Nam và phía Tây
Khu công nghiệp lớp 2 không tồn tại. ðây là lớp có sức chịu tải tốt, thuận lợi cho xây
dựng nền móng công trình.
Lớp 3 (SP): Cát trung, trung thô màu xám vàng, chứa ít sạn sỏi, ít bột, trạng
thái chặt vừa (SP). Trong khu vực nghiên cứu lớp 3 phân bố rộng rãi trong toàn vùng.
Khu vực phía Nam chứa nhiều sạn sỏi nhưng ở trạng thái xốp hơn khu vực phía trong.
Vì vậy sức kháng xuyên SPT của lớp 3 ở khu vực này có giá trị không lớn. Càng về
phía trung tâm cát ở ñây có ñộ hạt mịn dần và sức kháng xuyên SPT tăng lên ñáng kể
(cát ở trạng thái chặt). ðây là lớp có sức chịu tải tăng dần từ rìa vào trung tâm.
1.1.1.5. Khí hậu.
– Nằm trong khu vực khí hậu Tp. Hồ Chí Minh.
– Nhiệt ñộ bình quân: 27
0
C.
+ Tháng có nhiệt ñộ cao nhất là tháng 4: 40
0
C.
+ Tháng có nhiệt ñộ thấp nhất là tháng 12: 13,8
0
C.
– Khí hậu nhiệt ñới gồm 2 mùa chính nắng và mưa.
+ Mùa mưa từ tháng 5 ñến tháng 11.
+ Mùa nắng từ tháng 12 ñến tháng 4 năm sau.
+ Tháng có ñộ ẩm cao nhất là tháng 9: 90%.
+ Tháng có ñộ ẩm thấp nhất là tháng 3: 65%.
– Lượng mưa trung bình năm: 159 ngày/năm ñạt trung bình 1949mm.
– Tổng bức xạ mặt trời:

+ Trung bình : 11,7 Kcal/cm
2
/tháng.
+ Cao nhất : 14,2 Kcal/cm
2
/tháng.
+ Thấp nhất : 10,2 Kcal/cm
2
/tháng.
– Lượng bốc hơi khá lớn, khoảng 1350mm/năm. Trung bình là 3,7mm/ngày.
– Tốc ñộ gió trung bình từ 2 ÷ 3 m/s.
+ Gió ðông Nam mùa khô chiếm: 30 ÷ 40%.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

SVTH: Tr
ần Nguyễn Thái Bình
6

+ Gió Tây Nam mùa mưa chiếm: 60% - 70%.
+ Hướng gió chung tốt nhất dùng cho thông thoáng tự nhiên: gió ðông Nam.
Khu vực dự án thuộc vùng khí hậu nhiệt ñới có mùa ñông không lạnh, hàng năm chỉ
có hai mùa khô và ẩm phù hợp với hai mùa gió tương phản rõ rệt. Vào mùa mưa
thường có mưa nhiều, cường ñộ mưa khá lớn. Nhiệt ñộ thấp nhất không dưới 10
0
C,
nhiệt ñộ cao nhất ñạt 35
0
C – 40
0
C. Không có yêu cầu chống lạnh.

1.1.2. Hiện trạng khu ñất và hạ tầng kỹ thuật.
Khu vực qui hoạch xây dựng dự án có phần lớn diện tích là ñất màu nông nghiệp
hiện ñang sử dụng cho trồng trọt.
– Tình hình phân bố hiện trạng ñất:
+ ðất thổ cư chiếm : 449,69 m
2
.
+ ðất trồng màu chiếm : 69758,14 m
2
.
+ ðất tràm chiếm : 68115,22 m
2
.
+ ðất hoang chiếm : 145065,53 m
2
.
– Các loại nhà gạch, nhà tôn, nhà lá, nhà gỗ; các công trình nhà ở ña số ñược xây
dựng khá lâu, hiện tại ñã xuống cấp khá nhiều.
– Hiện trạng giao thông: Giao thông thủy không phát triển, các kênh rạch hiện hữu
là kênh mương thuỷ lợi. Trục giao thông chính hiện hữu là Tỉnh Lộ 9 theo hướng
ñông tây, ñây là trục giao thông từ Tp. HCM ñi các huyện ðức Hòa, ðức Huệ, mặt
ñường tráng nhựa rộng 4-6m, lề mỗi bên 2-3m.
– Cấp nước, thoát nước mưa, nước thải: Chưa có hệ thống cấp nước sinh hoạt ñô
thị, nước sử dụng hiện nay là do dân tự giải quyết bằng các giếng khoan ở tầng trên
có ñộ sâu khoảng 60 ÷ 80m với Q = 1÷5 m
3
/h; nước mưa và nước thải thẩm thấu qua
ñất, một phần khác chảy tràn thoát xuống mương, rạch tự nhiên.
– Cấp ñiện:
+ Nguồn cấp: từ ñường dây trung thế 15 KV.

+ Mạng ñiện: ðường dây trung thế 15 KV tuyến chính ñi dọc Tỉnh Lộ 9 từ hướng
Trạm Bến Lức- ðức Hòa.
1.2. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG.
Khu vực quy hoạch chủ yếu là ñất ruộng, chưa có hệ thống cống thoát nước ñô thị.
Toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước mưa thấm qua ñất và một phần khác chảy tràn
thoát xuống mương, rạch tự nhiên, chảy ra kênh Ranh. Do chưa có dân cư ñông nên
môi trường nước còn khá tốt, chưa bị ô nhiễm. Tuy nhiên, nguồn nước trên kênh rạch
bị ô nhiễm phèn và một lượng thuốc trừ sâu, phân bón còn thừa do nông dân sử dụng.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
7

CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SINH HOẠT
2.1. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1.1. Phương pháp cơ học.
Trong nước thải thường có các loại tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo, như
rơm cỏ, gỗ mẫu, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ, dầu mỡ nổi, cát, sỏi, vv…Ngoài ra còn có
các loại hạt lơ lửng ở dạng huyền phù rất khó lắng. Xử lý cơ học nhằm loại bỏ các tạp
chất không hoà tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải nhằm ñảm bảo
cho hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt ñộng ổn
ñịnh. Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải 60% tạp
chất không hòa tan và 20% BOD. Phương pháp cơ học ñược thực hiện ở các công
trình xử lý sau:
2.1.1.1. Song chắn rác, lưới chắn rác.
Song chắn rác ñược làm bằng kim loại, chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn
hoặc dạng sợi như giấy, rau cỏ rác (hầu hết là các chất bẩn có nguồn gốc hữu cơ) ñặt ở
cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45-60
0
nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một

góc 75 ÷ 85
0
nếu làm sạch bằng máy. Tiết diện của song chắn có thể tròn, vuông hoặc
hỗn hợp. Song chắn tiết diện tròn có lực trở nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật
giữ lại. Do ñó thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía
sau và cạnh tròn phía trước hướng ñối diện với dòng chảy. Vận tốc nước chảy qua
song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6-1m/s. Vận tốc cực ñại dao ñộng trong khoảng
0,75m/s ÷ 1m/s nhằm tránh ñẩy rác qua khe. Vận tốc cực tiểu là 0,4m/s nhằm tránh
phân hủy các chất thải rắn.
Dùng ñể chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc dạng sợi như giấy, rau cỏ rác
(hầu hết là các chất bẩn có nguồn gốc hữu cơ)…ñược gọi chung là rác. Rác thường
ñược chuyển tới máy nghiền rác, sau khi ñược nghiền nhỏ sẽ ñược ñưa trở lại trước
song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn.
Chức năng của song chắn rác:
– Bảo vệ bơm, van, ñường ống, cánh khuấy…
– Khi song chắn rác kết hợp thiết bị nghiền rác giúp giảm ñược các bước bên
ngoài (thu gom rác, chuyên chở…), giảm các vấn ñề chôn lấp xử lý rác.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
8

– Sử dụng máy nghiền rác ñể nghiền rác nhỏ ra giúp giảm công tác vận chuyển
rác ñến nơi cần xử lý, và giảm diện tích chôn lấp rác khi xử lý.

Hình 2.1. Song chắn rác
2.1.1.2. Ngăn tiếp nhận
Nước thải ñược ñưa ñến bằng bơm và ñường ống áp lực ñến ngăn tiếp nhận. Ngăn
tiếp nhận nước thải ñược ñặt ở vị trí cao ñể nước thải từ ñó chảy qua từng công trình
ñơn vị của trạm xử lý.
2.1.1.3. Bể lắng cát.

ðược thiết kế trong quy trình xử lý nước thải nhằm tách các tạp chất vô cơ có
trọng lượng riêng lớn (như cát, sỏi, xỉ than…), các tạp chất này không có lợi ñối với
các quá trình làm trong, xử lý sinh hoá nước thải và xử lý cặn cũng như không có lợi
ñối với các thiết bị công nghệ trong quy trình do có khả năng gây tắc nghẽn hệ thống.
Cát từ bể lắng cát ñưa ñi phơi khô ở sân phơi sau ñó có thể tận dụng lại cho những
mục ñích xây dựng.

ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
9


Hình 2.2. Bể lắng cát ngang
2.1.1.4. Bể ñiều hòa.
Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chạy về trạm xử lý nước thải,
ñặc biệt ñối với dòng thải công nghiệp và dòng thải nước mưa thường xuyên dao ñộng
theo thời gian trong ngày. Khi xây dựng bể ñiều hoà có thể ñảm bảo cho các công
trình xử lý làm việc ổn ñịnh và ñạt ñược giá trị kinh tế.
2.1.1.5. Bể lắng I.
ðể tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước.
Chất lơ lửng nặng sẽ từ từ lắng xuống ñáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi trên mặt
nước. Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và bọt nổi (cặn)
ñến công trình xử lý cặn.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
10


Hình 2.3. Bể lắng I có thanh gạt ván rác trên mặt nước


Hình 2.4. Bể lắng II
2.1.1.6. Bể vớt dầu mỡ.
Thường ñược áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước thải của một số xí
nghiệp ăn uống, chế biến bơ sữa, các lò mổ, xí nghiệp ép dầu…), nhằm tách các tạp
chất nhẹ. ðối với nước thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt
dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi.
2.1.1.7. Bể lọc cơ học.
Nhằm tách các tạp chất phân tán nhỏ ra khỏi nước mà bể lắng không lắng ñược.
Nước thải ñược cho ñi qua lớp lọc ñặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử
dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
11

2.1.1.8. Tuyển nổi.
Phương pháp tuyển nổi thường ñược sử dụng ñể tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn
hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp,
quá trình này còn ñược dùng ñể tách các chất hoà tan như các chất hoạt ñộng bề mặt.
Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường ñược sử dụng ñể khử các chất lơ
lửng, làm ñặc bùn sinh học. Ưu ñiểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn
toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.
Quá trình tuyển nổi ñược thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng.
Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí
và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt.
Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm
lượng chất rắn. Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng từ 15 ñến 30µm (bình
thường từ 50 - 120µm). Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác suất va chạm va kết dính giữa
các hạt sẽ tăng lên, do ñó lượng khí tiêu tốn sẽ giảm. Trong quá trình tuyển nổi, việc
ổn ñịnh kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng. ðể ñạt ñược mục ñích này ñôi khi
người ta bổ sung thêm vào các chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt

phân pha như cresol, natri alkysilicat, phenol ðiều kiện tốt nhất ñể tách các hạt trong
quá trình tuyển nổi là khi tỷ số giữa lượng pha khí và pha rắn ñạt 0,01 - 0,1.
Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi ñược thực
hiện theo các phương thức sau:
–Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Floation). Trong trường hợp này,
thổi trực tiếp khí nén vào bể tuyển nổi ñể tạo thành bọt khí có kích thước từ 0,1 –
1mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí- nước chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, dính kết và
nổi lên bề mặt.
– Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation). Trong trường hợp này, bão hòa
không khí ở áp suất khí quyển, sau ñó thoát khí ra khỏi chân không. Hệ thống này
thường ít sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao.
– Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation). Sục không khí vào
nước ở áp suất cao (2 – 4 atm), sau ñó giảm áp giải phóng khí. Không khí thoát ra sẽ
tạo thành bọt khí có kích thước từ 20 - 100 µm (Hình 2.5).
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
12


Hình 2.5. Sơ ñồ hệ thống tuyển nổi dạng DAF
2.1.1.9. Lọc.
Lọc ñược ứng dụng ñể tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại
ñược bằng phương pháp lắng, Quá trình lọc ít khi dùng trong xử lý nước thải, thường
chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau khi xử lý ñòi hỏi có chất lượng cao.
ðể lọc nước thải, người ta có thể sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau. Thiết bị lọc có thể
ñược phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo ñặc tính như lọc gián ñoạn và lọc liên tục; theo
dạng của quá trình như làm ñặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân
không (áp suất 0,085Mpa), lọc áp lực (từ 0,3 ñến 1,5Mpa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh cột
chất lỏng.
Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không cần sử dụng các thiết bị

lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc có thể là các
thạch anh, than cốc hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hoặc than gỗ. Việc lựa chọn
vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và ñiều kiện ñịa phương. Quá trình lọc xảy ra
theo những cơ chế sau:
- Sàng lọc ñể tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học
- Lắng trọng lực
- Giữ hạt rắn theo quán tính
- Hấp phụ hóa học
- Hấp phụ vật lý
- Quá trình dính bám
- Quá trình lắng tạo bông
Thiết bị lọc với lớp hạt có thể ñược phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc
nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở
dao ñộng trong khoảng 1 -2m và trong tiết bị lọc kín 0,5 – 1m.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
13


Hình 2.6. Thiết bị siêu lọc sử dụng màng

2.1.2. Phương pháp hóa học.
Phương pháp xử lý hóa học thường ñược áp dụng ñể xử lý nước thải công nghiệp.
Tùy thuộc vào ñiều kiện ñịa phương và ñiều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp này
có thể thực hiện ở giai ñoạn sơ bộ ban ñầu hay có thể hoàn tất ở giai ñoạn cuối cùng
của quy trình xử lý.
Phương pháp hóa học có tác dụng tăng cường khả năng xử lý cơ học hoặc sinh
học. Bản chất của phương pháp này là ñưa chất phản ứng vào nước thải ñể phản ứng
với các tạp chất bẩn, biến ñổi chúng thành các chất ñơn giản, không ñộc hoặc ít ñộc,
không gây ô nhiễm môi trường. Các phản ứng diễn ra trong quá trình này có thể là

phản ứng oxy hóa khử, các phản ứng kết hợp tạo kết tủa, phản ứng trung hòa, phản
ứng phân huỷ các chất ñộc hại.
2.1.2.1. Phương pháp trung hòa.
Nước thải chứa các acid vô cơ hoặc kiềm cần ñược trung hòa ñưa pH về khoảng
6,5-8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.
Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách sau:
- Trộn lẫn nước thải acid với nước thải kiềm.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
14

- Bổ sung các tác nhân hóa học.
- Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa.
- Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước acid.
ðể trung hòa nước thải chứa acid có thể sử dụng các tác nhân hóa học như:
NaOH, KOK, Na
2
CO
3
, nước ammoniac NH
4
OH, CaCO
3
, MgCO
3
, ñôlômít
(CaCO
3
.MgCO
3

) và xi măng. Song tác nhân rẻ nhất là vôi sữa 5 – 10% Ca(OH)
2
, tiếp
ñó là sôña và NaOH ở dạng phế thải.
Trong trường hợp trung hòa nước thải acid bằng cách lọc qua vật liệu có tác
dụng trung hòa, vật liệu lọc sử dụng có thể là manhêtit (MgCO
3
), ñôlômít, ñá vôi, ñá
phấn, ñá hoa và các chất thải rắn như xỉ và xỉ tro. Khi lọc nước thải chứa HCl và
HNO
3
qua lớp ñá vôi, thường chọn tốc ñộ lọc từ 0,5–1m/h. Trong trường hợp lọc nước
thải chứa tới 0,5% H
2
SO
4
qua lớp

ñolomite, tốc ñộ lọc lấy từ 0,6 – 0,9m/h. Khi nồng
ñộ H
2
SO
4
lên ñến 2% thì tốc ñộ lọc lấy bằng 0,35m/h.
ðể trung hòa nước thải kiềm có thể sử dụng các acid (chứa CO
2
, SO
2
, NO
2

,
N
2
O
3,
…). Việc sử dụng khí acid không những cho phép trung hòa nước thải mà ñồng
thời tăng hiệu quả làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử ñộc hại.
Việc lựa chọn phương pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích và nồng ñộ của
nước thải, chế ñộ thải nước và chi phí hóa chất sử dụng.
2.1.1.2. Phương pháp keo tụ, tạo bông.
Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân
tán, kích thước của hạt thường dao ñộng trong khoảng 0,1 - 10µm. Các hạt này không
nổi cũng không lắng, và do ñó tương ñối khó tách hạt. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số
diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên
rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do
lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn ñến sự dính kết giữa các hạt
ngay khi khoảng cách giữa chúng ñủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển
ñộng Brown và do tác ñộng của sự xáo trộn. Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán
keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực ñẩy tĩnh ñiện vì bề mặt các hạt mang
tích ñiện, có thể là ñiện tích âm hoặc ñiện tích dương nhờ hấp thụ có chọn lọc các ion
trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt
keo ñược bền hóa nhờ lực ñẩy tĩnh ñiện. Do ñó, ñể phá tính bền của hạt keo cần trung
hòa ñiện tích bề mặt của chúng, quá trình này ñược gọi là quá trình keo tụ. Các hạt
keo ñã bị trung hòa ñiện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông
cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này ñược gọi là quá
trình tạo bông. Quá trình thủy phân các chất keo tụ và tạo thành bông cặn xảy ra theo
các giai ñoạn sau:
Me
3+
+ HOH → Me(OH)

2+
+ H
+

Me(OH)
2+
+ HOH → Me(OH)
+
+ H
+

ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
15

Me(OH)
+
+ HOH → Me(OH)
3
+ H
+


Me
3+
+ HOH → Me(OH)
3
+ H
+


Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như:
Al
2
(SO
4
)
3
, Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O, NaAlO
2
, Al
2
(OH)
5
Cl, Kal(SO
4
)
2
.12H
2
O,
NH
4

Al(SO
4
)
2
.12H
2
O, FeCl
3
, Fe
2
(SO
4
)
3
.2H
2
O, Fe
2
(SO
4
)
3
.3H
2
O, Fe
2
(SO
4
)
3

.7H
2
O
a. Muối nhôm
Trong các loại phèn nhôm, Al(SO
4
)
3
ñược dùng rộng rãi nhất do có tính hòa tan
tốt trong nước, chi phí thấp và hoạt ñộng có hiệu quả trong khoảng pH = 5,0 – 7,5.
Quá trình ñiện ly và thủy phân Al
2
(SO
4
)
3
xảy ra như sau:
Al
3+
+ H
2
O = AlOH
2+
+ H
+

AlOH
+
+ H
2

O = Al(OH)
2
+
+ H
+

Al(OH)
2
+
+ H
2
O = Al(OH)
3(s)
+ H
+

Al(OH)
3
+ H
2
O = Al(OH)
4
-
+ H
+


Hình 2.7. Hệ thống keo tụ tạo bông kết hợp với bể lắng Lamella
Ngoài ra Al
2

(SO
4
)
3
có thể tác dụng với Ca(HCO
3
)
2
trong nước theo phương trình
phản ứng sau:
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Ca(HCO
3
)
2
= Al(OH)
3
↓ + 3CaSO
4
+ 6CO
2
↑
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
16


Trong phần lớn các trường hợp, người ta sử dụng hỗn hợp NaAlO
2
và Al
2
(SO
4
)
3

theo tỷ lệ (10:1) – (20:1). Phản ứng xảy ra như sau:
6NaAlO
2
+ Al
2
(SO
4
)
3
+ 12H
2
O = 8Al(OH)
3
↓ + 2Na
2
SO
4

Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng pH tối ưu của môi
trường cũng như tăng hiệu quả của quá trình keo tụ tạo bông.

b. Muối sắt.
Các muối sắt ñược sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu ñiểm hơn so với các
muối nhôm do:
- Tác dụng tốt hơn ở nhiệt ñộ thấp
- Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn
- ðộ bền lớn
- Có thể khử mùi H
2
S
Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược ñiểm là tạo thành phức hòa tan có màu
do phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ. Quá trình keo tụ sử dụng muối sắt
xảy ra do các phản ứng sau:
FeCl
3
+ 3H
2
O → Fe(OH)
3
↓ + HCl
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 6H
2
O → Fe(OH
3
)

3
↓ + 3H
2
SO
4

Trong ñiều kiện kiềm hóa:
2FeCl
3
+ 3Ca(OH)
2
→ Fe(OH)
3
↓ + 3CaCl
2

FeSO
4
+ 3Ca(OH)
2
→ 2Fe(OH)
3
↓ + 3CaSO
4

c. Chất trợ keo tụ
ðể tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông người ta thường sử dụng các chất trợ
keo tụ (flocculant). Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ,
giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc ñộ lắng của các bông keo. Các chất trợ keo
tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C

6
H
10
O
5
)
n
, các ete,
cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO
2
.H
2
O).
Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH
2
CHCONH
2
)
n
.
Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà các chất trợ ñông tụ có ñiện tích âm hoặc
dương như polyacrylic acid (CH
2
CHCOO)
n
hoặc polydiallyldimetyl-amon.
Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế ñược xác ñịnh bằng thí
nghiệm Jartest (Hình 2.8).
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình

17


Hình 2.8. Mô hình Jartest
c. Phương pháp Ozone hóa.
Là phương pháp xử lý nước thải có chứa các chất vô cơ dạng hoà tan và dạng keo
bằng ozone. Ozone dễ dàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ.
d. Phương pháp ñiện hóa.
Có tác dụng phá huỷ các tạp chất ñộc hại có trong nước thải bằng cách oxy hoá
ñiện hóa trên cực anode hoặc dùng ñể thu hồi các chất quý (ñồng, chì, sắt…). Thông
thường hai nhiệm vụ kể trên ñược giải quyết ñồng thời.
2.1.3. Phương pháp hóa lý.
Những phương pháp hoá lý ñều dựa trên cơ sở ứng dụng các quá trình: hấp phụ,
hấp thụ, tuyển nổi, trao ñổi ion, tách bằng các màng, chưng cất, trích ly, cô ñặc…
2.1.3.1. Hấp phụ.
Dùng ñể tách các chất hữu cơ và khí hoà tan ra khỏi nước thải bằng cách tập trung
những chất ñó trên bề mặt chất hấp phụ ( hấp phụ hoá lý hoặc bằng các tương tác hoá
học giữa các chất bẩn hoà tan với các chất rắn (hấp phụ hoá học).
2.1.3.2. Trích ly.
Tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước thải bằng cách bổ sung một chất dung môi
không hoà tan vào nước, nhưng ñộ hòa tan của chất bẩn trong dung môi cao hơn nước.
2.1.3.3. Chưng bay hơi (chưng cất).
Cấp nhiệt liên tục ñể hoá hơi nước thải, trong ñó các chất hòa tan cùng bay hơi
lên theo. Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn ñã bay hơi sẽ hình thành các lớp riêng
biệt và do ñó dễ dàng tách các chất bẩn ra.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
18

2.1.3.4. Trao ñổi ion.

Là phương pháp thu hồi các anion bằng các chất trao ñổi ion (ionide). Các chất
trao ñổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo. Chúng
không hòa tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao ñổi ion.
Phương pháp trao ñổi ion cho phép thu ñược những chất quý trong nước thải và cho
hiệu suất xử lý khá cao.
2.1.3.5. Tinh thể hóa.
Là phương pháp loại các chất bẩn khỏi nước ở trạng thái tinh thể.
2.1.3.6. Các quá trình màng.
Là phương pháp tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng thấm
chọn lọc. ðó là các màng xốp cấu tạo ñặc biệt có khả năng cho nước thải ñi qua trong
khi ñó các hạt keo sẽ bị giữ lại trên bề mặt lớp màng. Tùy yêu cầu và khả năng kỹ
thuật cho phép có các kích thước phù hợp của các loại màng: màng vi lọc
(microfiltration), màng siêu lọc (ultrafiltration), màng lọc nano (nanofiltration), màng
lọc thẩm thấu ngược (reverse osmosis), ñiện thẩm tách (electro dialysis). Sử dụng xử
lý nước thải ở bậc cao.
Ngoài các phương pháp phổ biến ở trên, ñể xử lý chất bẩn trong nước thải, người
ta còn dùng các phương pháp như: khử hoạt tính phóng xạ, khử mùi, khử khí, khử
muối trong nước thải.
2.1.4. Phương pháp sinh học.
Phương pháp sinh học ñược ứng dụng ñể xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong
nước thải cũng như một số chất vô cơ như H
2
S, sunfit, ammonia, nitơ, … dựa trên cơ
sở hoạt ñộng của vi sinh vật ñể phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm . Vi sinh vật sử
dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn ñể sinh trưởng và phát triển. Một
cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân chia thành 2 loại:
- Phương pháp kỵ khí sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt ñộng trong ñiều
kiện không có oxy.
- Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt ñộng trong ñiều
kiện cung cấp oxy liên tục.

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh
hóa. ðể thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo và các chất phân
tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai
ñoạn chính như sau:
- Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào sinh vật.
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
19

- Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng ñộ bên
trong và bên ngoài tế bào.
- Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp
tế bào mới.
Tốc ñộ quá trình oxy hóa phụ thuộc vào nồng ñộ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp
chất và mức ñộ ổn ñịnh của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý . Ở mỗi ñiều kiện
xử lý nhất ñịnh, các yếu tố chính ảnh hưởng ñến tốc ñộ phản ứng sinh hóa là chế ñộ
thủy ñộng, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt ñộ, pH, dinh dưỡng và nguyên tố vi
lượng.
2.1.4.1. Phương pháp kỵ khí.
Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra
hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình phản
ứng sinh hóa trong ñiều kiện kỵ khí có thể biểu diễn ñơn giản như sau:
Vi sinh vật, chất hữu cơ → CH
4
+ CO
2
+H
2
O + H
2

+ NH
3
+ H
2
S + Tế bào mới
Quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai ñoạn (Hình 2.9):
- Giai ñoạn 1: Thủy phân cắt mạch các chợp chất cao phân tử
- Giai ñoạn 2: Acid hóa
- Giai ñoạn 3: Acetale hóa
- Giai ñoạn 4: Methane hóa
Các chất hải hữu cơ chứa nhiều các chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất
béo, carbohydrates, celluloses, lignin… trong giai ñoạn tủy phân, sẽ ñược cắt mạch
tạo thành những phân tử ñơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ
chuyển hóa protein thanh amino acids, carbohydrate thành ñường ñơn, và các chất béo
thành acid béo. Trong giai ñoạn acid hóa, các chất hữu cơ ñơn giản lại tiếp tục chuyển
hóa thành acetic acid, H
2
và CO
2.
Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid,
propionic acid và lactic acid. Bên cạnh ñó, CO
2
và H
2
, methanol, các rượu ñơn giản
khác cũng ñược hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrat. Vi sinh vật chuyển
hóa methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất ñịnh như CO
2
+ H
2

,
formate, acetate, methanol, methylamins và CO. Các phương trình phản ứng xảy ra
như sau:
4H
2
O + CO
2
→ CH
4
+ 2H
2
O
4HCOOH → CH
4
+ 3CO
2
+ 2H
2
O
CH
3
COOH → CH
4
+ CO
2

4CH
3
OH → 3CH
4

+ CO
2
+ H
2
O
4(CH
3
)
3
N + H
2
O → 9CH
4
+ 3CO
2
+ 6H
2
O + 4NH
3

Tùy theo trạng thái của bùn có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
20

- Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh tưởng dạng lơ lửng như quá trình
tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process) quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với
dòng nước ñi từ dưới lên (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB).
- Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình
lọc kỵ khí (Anaerobic Fitter Process).


Hình 2.9. Quá trình phân hủy kỵ khí

– Quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process)
Một số nước thải có hàm lượng hữu cơ cao có thể xử lý rất hiệu quả bằng quá
trình tiếp xúc kỵ khí (Hình 2.9). Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần
hoàn. Hỗn hợp bùn với nước thải trong bể nước ñược khuấy trộn hoàn toàn. Sau khi
phân hủy, hỗn hợp ñược ñưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi ñể tách riêng bùn và
nước. Bùn ñược tuần hoàn trở lại bể kỵ khí. Lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc
ñộ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm.


Hình 2.10. Sơ ñồ thiết bị xử lý sinh học tiếp xúc kỵ khí

– UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
ðây là một trong những quá trình kỵ khí ñược ứng dụng rộng rãi nhất trên thế
giới do hai ñặc ñiểm chính sau:
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
21

+ Cả ba quá trình: phân hủy - lắng bùn - tách khí, ñược lắp ñặt trong cùng một công
trình.
+ Tạo thành các loại bùn có mật ñộ vi sinh vật rất cao và tốc ñộ lắng vượt xa so
với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.
Bên cạnh ñó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí sử dụng UASB còn có những ưu
ñiểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như:
+ Ít tiêu tốn năng lượng vận hành
+ Ít bùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn
+ Bùn sinh ra dễ tách nước

+ Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm ñược chi phí bổ sung dinh dưỡng
+ Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí mathane
+ Có khả năng hoạt ñộng theo mùa vì bùn kỵ khí có thể hồi phục và hoạt ñộng
ñược sau một thời gian ngưng không nạp nhiên liệu.
Sơ ñồ bể UASB ñược trình bày trong Hình 2.11. Nước thải ñược nạp liệu từ phía
ñáy bể, ñi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý xảy ra khi các chất hữu cơ trong nước thải
tiếp xúc với bùn hạt. Khí sinh ra trong ñiều kiện kỵ khí (chủ yếu là methane và CO
2
)
sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh
học dạng hạt. Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ dính bám vào các hạt bùn và cùng với khí tự
do nổi lên phía mặt bể. Tại ñây, quá trình tách pha khí - lỏng - rắn xảy ra nhờ bộ phận
tách pha. Khí qua ống dẫn theo bồn hấp thu chứa dung dịch NaOH 5-10%. Bùn sau
khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống. Nước thải theo máng tràn răng cưa dẫn ñến công
trình xử lý tiếp theo.
Vận tốc nước thải ñưa vào bể UASB ñược duy trì trong khoảng 0,6 – 0,9m/h. pH
thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao ñộng trong khoảng 6,6 – 7,6. Do ñó cần
cung cấp ñủ ñộ kiềm (1000 – 1500mg/mg/L) ñể bảo ñảm pH của nước thải luôn luôn
> 6,2, vì ở pH < 6,2, vi sinh vật chuyển hóa methane không hoạt ñộng ñược. Cần lưu ý
rằng chu trình sinh trưởng của vi sinh vật acid hóa ngắn hơn rất nhiều so với vi sinh
vật acetate hóa (2-3 giờ ở 35
0
C so với 2-3 ngày, ở ñiều kiện tối ưu). Do ñó, trong quá
trình vận hành ban ñầu, tải trọng chất hữu cơ không vượt quá cao vì vi sinh vật acid
hóa sẽ tạo ra acid béo dễ bay hơi với tốc ñộ nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc ñộ
chuyển hóa các acid này thành acetate dưới tác dụng của vi sinh vật acetate hóa.
Do Việt Nam chưa có loại bùn hạt nên quá trình vận hành ñược thực hiện với tải
trọng ban ñầu khoảng 3 kg/COD/m
3
.ngñ. Thời gian này kéo dài khoảng 3 – 4 tháng.

Sau ñó bể sẽ hoạt ñộng ổn ñịnh và có khả năng chịu quá tải, cũng như nồng ñộ chất
thải khá cao. Khí mêtan thu ñược có thể sử dụng cho việc ñun nấu và cung cấp nhiệt.
Lượng bùn sinh ra rất nhỏ nên không cần thiết phải ñặt vấn ñề xử lý bùn. Quá trình xử
lý này chỉ tiêu tốn một lượng nhỏ năng lượng dùng ñể bơm nước.
– Quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process): Bể lọc kỵ khí là một công
trình có chứa vật liệu tiếp xúc ñể xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải. Nước
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
22

thải ñược dẫn vào cột từ dưới lên, tiếp xúc với lớp vật liệu trên ñó có vi sinh vật kỵ
khí sinh trưởng và phát triển. Vì vi sinh vật ñược giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và
không bị rửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật (thời gian
lưu bùn) rất cao (khoảng 100 ngày).


Hình 2.11. Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB).
2.1.4.2. Phương pháp xử lý sinh vật hiếu khí.
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí chất thải gồm 3 giai ñoạn sau:
- Oxy hóa các chất hữu cơ
C
x
H
y
O
z
+ O
2

Enzyme

→
CO
2
+ H
2
O + ∆H
- Tổng hợp tế bào mới:
C
x
H
y
O
z
+ NH
3
+ O
2

Enzyme
→
tế bào vi khuẩn + CO
2
+ H
2
O + C
5
H
7
NO
2

- ∆H
- Phân hủy nội bào:
C
5
H
7
NO
2
+ 5O
2

Enzyme
→
5CO
2
+ 2H
2
O + NH
3
± ∆H
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
23

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở ñiều
kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo ñiều
kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc ñộ và hiệu suất
cao hơn rất nhiều. Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học
hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:
- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu ñược

sử dụng ñể khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng,
bề phản ứng hoạt ñộng gián ñoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí. Trong số
những quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất.
- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá
trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, ñĩa sinh học, bể phản ứng
nitrate hóa với màng cố ñịnh.
- Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng: Trong bể bùn hoạt tính
hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước
thải tiếp xúc với bùn trong ñiều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm ñảm bảo các
yêu cầu cung cấp ñủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái
lơ lửng. Nồng ñộ oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng ñợt 2 không ñược nhỏ hơn
2mg/L. Tốc ñộ sử dụng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào:
+ Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật:
tỷ lệ F/M.
+ Nhiệt ñộ.
+ Tốc ñộ sinh trưởng và hoạt ñộ sinh lý của vi sinh vật.
+ Nồng ñộ sản phẩm ñộc tích tụ trong quá trình trao ñổi chất.
+ Lượng các chất cấu tạo tế bào.
+ Hàm lượng oxy hòa tan.


Hình 2.12. Cơ chế xử lý của hồ sục khí

ðể thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần
phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật. Các vi sinh vật này sẽ phân
hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng ñể có thể chuyển hóa thành
tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO
2
,
ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
24

H
2
O,
3
NO
−
,
2
4
SO
−
, … Một cách tổng quát, vi sinh tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính
bao gồm Pseudomonas, Zoogleoa, Achromobacter, Flacobacterium, Nocardia,
Bdellovibro, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas và
Nitrobacter. Thêm vào ñó nhiều loại vi kuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa,
Thiothrix, Lecicothrix và Geotrichum cũng tồn tại.
Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải ñưa vào
hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ
không quá 25 mg/l, pH = 6,5 - 8,5, nhiệt ñộ 6 – 37
0
C. Một số sơ ñồ hệ thống bùn hoạt
tính sinh trưởng lơ lửng ñược trình bày dưới ñây:


Hình 2.13. Sơ ñồ hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí.

Quá trình bùn hoạt tính hiếu khí khuấy trộn hoàn toàn - Complete-mix activated

sludge process.
- Bể hoạt ñộng gián ñoạn theo mẻ SBR (Sequencing Batch Reactor): Bể hoạt
ñộng gián ñoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm ñầy
và xả cạn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính
hoạt ñộng liên tục, chỉ có ñiều tất cả xảy ra trong cùng một bể và thực hiện lần
lượt theo các bước: (1) Làm ñầy; (2) Phản ứng; (3) Lắng; (4) Xả cặn; (5)
Ngưng.


ðATN: Xử lý nước thải sinh hoạt KDC Xuyên Á 6500 dân GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
SVTH: Trần Nguyễn Thái Bình
25


Hình 2.14. Sơ ñồ hoạt ñộng của SBR

- Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính - Attached growth
activated sludge reactor: Nguyên lý hoạt ñộng của bể này tương tự như trường hợp vi
sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, chỉ khác là vi sinh vật sinh trưởng bám dính trên vật
liệu tiếp xúc ñặt trong bể.


Hình 2.15. Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng bám dính.

- Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling filter): Bể lọc sinh học nhỏ giọt là một thiết
bị phản ứng sinh học trong ñó các vi sinh vật sinh trưởng cố ñịnh trên các vật liệu lọc.
Bể lọc hiện ñại bao gồm một lớp vật liệu dễ thấm nước với vi sinh vật kết dính trên
ñó. Nước thải ñi qua lớp vật liệu này sẽ thấm hay nhỏ giọt lên ñó. Vật liệu thường là
ñá dăm hoặc các vật liệu tổng hợp. Nếu vật liệu lọc là ñá hoặc sỏi thì kích thước hạt
dao ñộng trong khoảng 25-100 mm, chiều sâu lớp vật liệu dao ñộng trong khoảng 0,9-

2 m, trung bình là 1,8 m. Bể lọc với vật liệu là ñá dăm thường có dạng tròn. Nước thải
ñược phân phối ñều lên lớp vật liệu nhờ hệ thông phân phối. Bể lọc với vật liệu lọc là
chất dẻo tổng hợp thì có chiều cao từ 4-12 m. Ba dạng vật liệu lọc tổng hợp thường
dùng là: (1) vật liệu tạo dòng chảy thẳng ñứng; (2) vật liệu tạo dòng chảy ngang; (3)
vật liệu tạo dòng chảy ngẫu nhiên.