TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

GS. TS. DƢƠNG THANH LƢỢNG
KS. DƢƠNG THANH HẢI

TẬP HUẤN QUẢN LÝ VẬN HÀNH VÀ BẢO DƢỠNG
HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH THUẬN

Phần 2
XỬ LÝ NƢỚC THẢI

HÀ NỘI – 2012


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

MỤC LỤC
1. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI ..................................................3
1.1. Thành phần và tính chất nƣớc thải....................................................................3
1.2. Các tạp chất trong nƣớc thải .............................................................................4
1.3. Đặc tính cơ học của nƣớc thải ..........................................................................6
2. SỰ Ô NHIỂM NGUỒN NƢỚC, BẢO VỆ NGUỒN NƢỚC ..............................10
2.1. Sự nhiễm bẩn hay ô nhiễm nguồn nƣớc .........................................................10
2.2. Quá trình tự làm sạch nƣớc nguồn..................................................................10
2.3. Sự tiêu thụ ô xy và hòa tan ô xy tróng nƣớc nguồn ........................................13
2.4. Các nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình tự làm sạch của nƣớc ..........................14
2.5. Quy chế bảo vệ nguồn nƣớc mặt khỏi sự nhiểm bẩn của nƣớc thải ...............14
2.6. Xác định mức độ làm sạch của nƣớc thải .......................................................16
3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI .....................................................21

3.1. Xử lý cơ học....................................................................................................21
3.2. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hóa học và hóa lý ...................................24
3.3. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh hóa ..................................................24
3.4. Xử lý cặn của nƣớc thải ..................................................................................25
3.5. Khử trùng ........................................................................................................25
4. CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRẠM SỬ LÝ NƢỚC THẢI .................................28
4.1. Nguyên tắc lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải ..................................28
4.2. Các sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý nƣớc thải ...........................................28

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

2


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

1. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI
1.1. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI
1.1.1. Theo trạng thái lý học của các chất bẩn
Các chất bẩn trong nƣớc thải đƣợc chia thành 3 nhóm sau đây:
Nhóm 1: không tan

d > 10–4 mm.

Nhóm 2: keo

10–4 < d < 10–6 mm.

Nhóm 3: hoà tan


d < 10–6 mm
10−4 mm

hoà tan

10−6 mm
keo

không tan

Kích thƣớc lý thuyết của một số chất lơ lửng
Loại hạt
- Cát
Thô
Trung bình

dlt (cm)

Nhỏ
- Bùn

1.10 –2
5. 10–3 – 2,7.10 -3

- Bùn nhỏ

1. 10–3- 5.10 -4

- Sét
- Sét nhỏ

- Keo

2,7.10 -4
1. 10 -4- 5.10 -5
1. 10 -5- 1.10 -7

1.10–1
5.10–2

1.1.2. Theo bản chất hoá học, các chất bẩn trong nƣớc thải bao gồm:
- Vô cơ
- Hữu cơ:

+ Động vật.
+ Thực vật.

- Vi sinh vật và sinh vật.
- Các chất bẩn vô cơ trong nƣớc thải sinh hoạt chiếm khoảng 42%: gồm có cát, các
hạt đất sét, xỉ quặng, các muối khoáng, các axit vô cơ, kiềm vô cơ, các dầu
khoáng...
- Các chất bẩn hữu cơ trong nƣớc thải sinh hoạt chiếm khoảng 58%: gồm các chất
hữu cơ nguồn gốc thực vật và chất hữu cơ nguồn gốc động vật.
- Các chất bẩn trong nƣớc thải công nghiệp.
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

3


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận


- Sự dao động về lƣu lƣợng và thành phần nƣớc thải theo giờ trong ngày đêm,
theo các ngày, tháng, năm.

1.2. CÁC TẠP CHẤT TRONG NƢỚC THẢI
1.2.1. Các chất không tan (trạng thái).
- Trạng thái của chúng:
+ Phân tán thô.
+Phân tán nhỏ: huyền phù, nhũ tƣơng, màng.
- Phƣơng pháp phân tích:
+ Khi lọc qua giấy lọc, các chất không tan bị giữ lại - gọi là các chất lơ lửng
(huyền phù)
+ Nếu để nƣớc thải trong bình ở trạng thái lắng tĩnh, tuỳ theo kích thƣớc các hạt
(độ tản mạn) trọng lƣợng riêng của chúng:
hạt < nƣớc  hạt nổi
hạt  nƣớc  hạt lơ lửng
hạt > nƣớc  lắng cặn
Những chất không tan lắng xuống đáy bình sau 2 giờ ở trạng thái tĩnh trong điều
kiện thí nghiệm gọi là các chất lắng cặn.
Lƣợng các chất lắng cặn biểu thị bằng mg/l (g/m3) sau khi sấy khô ở 105 oC.
Nhƣ vậy các chất lắng cặn chỉ là một phần của tổng số các chất lơ lửng.
1.2.2. Độ ẩm của cặn lắng.
- Định nghĩa độ ẩm: độ ẩm của cặn là tỷ lệ giữa trọng lƣợng của nƣớc trong cặn với
trọng lƣợng tổng cộng của cặn và nƣớc đƣợc gọi là độ ẩm của cặn (tức là trọng
lƣợng của cặn ƣớt ngâm nƣớc)
- Cách xác định và biểu thị độ ẩm:
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

4



Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

+ Cân trọng lƣợng của nƣớc và cặn, sau đó đem sấy khô ở 105 oC cho nƣớc bay
hơi rồi đem cân trọng lƣợng cặn khô đó.
+ Biểu thị độ ẩm W bằng %:

W

Trong luong nuoc
Tong trong luong nuoc  can

Thông thƣờng, độ ẩm của cặn: W = 97,5% (chƣa nén) và 93 † 95% (khi nén). Nhƣ
vậy cặn khô hoàn toàn trong đó chiếm từ 2,5% và tăng lên tới 5 † 7% khi nén.
Thể tích (kể cả trọng lƣợng) cặn tƣơi khi nén sẽ giảm tỷ lệ nghịch với % lƣợng chất
khô chứa trong thể tích đó:

W2  W1

100  P1
100  P2

trong đó:
W1 - thể tích cặn ứng với độ ẩm P1%;
W2 - thể tích cùng loại cặn này ứng với độ ẩm P2%.
Thí dụ: Xác định thể tích cặn W2 với độ ẩm P2 = 90 % nếu nhƣ với độ ẩm P1 = 97
%, cặn có thể tích W1 = 150 m3
100  97
W2  150 .
45 m3
100  90


Ghi chú: Công thức này chỉ ứng dụng với điều kiện độ ẩm của cặn > 80 %.
1.2.3. Độ tro của cặn.
- Cách xác định thành phần của chúng:
+ Đầu tiên sấy khô ở 105 oC rồi đem cân.
+ Đặt vào lò nung ở 600 oC rồi đem cân. Khi đó chất hữu cơ cháy, bay đi, còn
lại chất vô cơ.
- Định nghĩa: độ tro của cặn là tỷ số giữa trọng lƣợng chất tro còn lại khi nung ở
600oC với trọng lƣợng tổng cộng của chất khô tuyệt đối khi sấy ở 105 oC (tính bằng
%).
100% – độ tro (khoáng vô cơ) = độ không tro (chất hữu cơ)
- Các số liệu thông thƣờng:
Đối với nƣớc thải sinh hoạt, các chất tro chiếm khoảng 20†30 % còn các chất không
tro chiếm khoảng 70†80 %.
1.2.4. Các chất keo, các chất hoà tan trong nƣớc thải
- Các chất keo:
+ Keo kỵ nƣớc.
+ Keo ƣa nƣớc.

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

5


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

+ Các chất đạm (protein, proteit, protit) trong cơ thể sống của quá trình trao đổi chất
sẽ thải ra urê CO(NH2)2, dƣới tác dụng của các vi khuẩn thối rữa trong nƣớc thải,
urê sẽ bị thuỷ phân tạo ra muối amôn. (Nitơ ở dạng muốn amôn) (Vi sinh vật thối
rữa).

CO(NH2)2 + 2H2O = (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 = 2NO3 + CO2 + H2O
- Các chất hoà tan trong nƣớc thải.
N, C, S, K, P, Na, Cl
1.3. ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA NƢỚC THẢI
1.3.1. Chất hữu cơ:
- Các axit bay hơi (volatile acids), Các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs).
- Các axit không bay hơi
- Các axit béo bậc cao, dầu mỡ
- Các Protein và các axit amin.
- Những hydrat cacbon
- Các chất hoạt động bề mặt
- Các chất trừ sâu diệt cỏ và hoá chất dùng trong nông nghiệp.
Bảng 1-1. Đặc tính lý - hoá - sinh của nƣớc thải.

ĐẶC TÍNH

NGUỒN GỐC

TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Màu

Nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp, chất hữu cơ thối
rữa tự nhiên.

Mùi

Nƣớc thải bị phân huỷ, nƣớc thải công nghiệp

Chất rắn


Cấp nƣớc sinh hoạt, nƣớc thải sinh hoạt và công
nghiệp, xói mòn đất, nƣớc ngầm xâm nhập vào ống
thoát nƣớc.

Nhiệt độ

Nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp

THÀNH PHẦN HOÁ HỌC
Chất hữu cơ:
Hydrat cacbon

Nƣớc thải sinh hoạt, dịch vụ và công nghiệp

Dầu, mỡ

Nƣớc thải sinh hoạt, dịch vụ và công nghiệp

Thuốc trừ sâu

Nƣớc thải nông nghiệp

Phenols

Nƣớc thải công nghiệp

Chất hoạt động bề mặt

Nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp


Những chất khác

Chất hữu cơ thối rữa tự nhiên

Chất vô cơ:

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

6


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

ĐẶC TÍNH

NGUỒN GỐC
Chất thải sinh hoạt, nƣớc cấp sinh hoạt, nƣớc ngầm
chảy vào

Kiềm
Clorua

Nƣớc cấp sinh hoạt, chất thải sinh hoạt, nƣớc ngầm
chảy vào, chất làm mềm nƣớc

Nitơ

Nƣớc thải nông nghiệp và sinh hoạt


pH

Nƣớc thải công nghiệp

Phôtpho

Nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp,

Sunphua

Nƣớc cấp sinh hoạt, nƣớc thải sinh hoạt và công
nghiệp

Chất độc

Nƣớc thải công nghiệp

Khí:
H2S

Sự phân huỷ của nƣớc thải sinh hoạt

CH4

Sự phân huỷ của nƣớc thải sinh hoạt

O2

Nƣớc cấp sinh hoạt, chất thải sinh hoạt, nƣớc ngầm
chảy vào


Thành phần sinh học:
Động vật

Kênh, sông hở và nhà máy xử lý nƣớc thải

Thực vật

Kênh hở và nhà máy xử lý nƣớc thải

Sinh vật nguyên sinh

Nƣớc thải sinh hoạt, nhà máy xử lý nƣớc thải

Virus

Nƣớc thải sinh hoạt

Bảng 1-2 Các chất bẩn cần đƣợc quan tâm khi xử lý nƣớc thải.

Loại chất bẩn
Chất rắn lơ lửng

Chất hữu cơ dễ bị
phân huỷ sinh học

Các vi sinh vật gây
bệnh

Tác động đối với môi trƣờng - lý do cần quan tâm

Chất rắn lơ lửng sẽ tạo bùn lắng, khi nƣớc thải chƣa đƣợc
xử lý xả ra môi trƣờng bùn lắng hữu cơ sẽ bị thối rữa, phân
huỷ kỵ khí
Các chất quan trọng là prôtêin, hydrat cacbon, mỡ - là các
chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học và đƣợc đo bằng trị số
BOD (NOS) và COD (NOH). Nếu nƣớc thải chƣa đƣợc xử
lý và xả ra môi trƣờng sẽ diễn ra quá trình ổn định, phân
huỷ sinh học các chất đó, tiêu thụ và làm thiếu hụt nguồn
ôxy tự nhiên, tạo điều kiện thối rữa, phân huỷ kỵ khí
Các bệnh truyền nhiễm liên quan đến đƣờng truyền bệnh
là nƣớc đều do những vi sinh vật gây bệnh trong nƣớc thải

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

7


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Loại chất bẩn
Tác động đối với môi trƣờng - lý do cần quan tâm
Các chất dinh dƣỡng Cả hai chất nitơ và phốtpho cùng với cacbon là những chất
dinh dƣỡng cần thiết cho sự sinh trƣởng của sinh vật. Khi
xả các chất này vào môi trƣờng nƣớc, những chất dinh
dƣỡng này sẽ có thể dẫn đến hiện tƣợng phát triển các loài
sinh vật nƣớc không mong muốn. Khi xả quá nhiều các
chất này vào đất, chúng có thể gây ô nhiễm nƣớc dƣới đất.
Các chất ô nhiễm
đặc biệt


Các chất hữu cơ khó
xử lý

Các kim loại nặng

Các chất vô cơ hoà
tan

Các hợp chất hữu cơ, vô cơ, lựa chọn trên cơ sở đặc tính
đã biết của chúng nhƣ gây ung thƣ, biến dị, hoặc có độ độc
cao. Nhiều trong số những hợp chất này có thể có mặt
trong nƣớc thải.
Các chất này có tính bền vững mà phƣơng pháp xử lý
thông thƣờng không thể khử đƣợc. Thí dụ điển hình là các
chất hoạt động bề mặt, các chất phênol, các chất trừ sâu
diệt cỏ trong nông nghiệp.
Các kim loại nặng thƣờng chứa trong nƣớc thải từ các hoạt
động công nghiệp, thƣơng mại và có thể phải loại bỏ khi
dùng lại nƣớc thải.
Các chất vô cơ nhƣ canxi, natri, sulphat khi lẫn trong nƣớc
cấp sinh hoạt ngay từ đầu và sau khi sử dụng, chúng vẫn
còn tồn tại. Cần thiết phải loại bỏ chúng nếu dùng lại nƣớc
thải.

Bảng 1-3 Thành phần của phân ngƣời và nƣớc tiểu

Thành phần
Lƣợng (ƣớt) theo 1 ngƣời - ngày

Phân

135 - 270 g

Nƣớc tiểu
1 - 1,3 kg

Lƣợng (chất khô) / ngƣời / ngày

35 - 70 g

50 - 70 g

Độ ẩm

66 - 80

93 - 96

Chất hữu cơ

88 - 97

65 - 85

Nitơ

5,0 - 7,0

15 - 19

Photpho (theo P2O5)


3,0 - 5,4

2,5 - 5,0

Kali (theo K2O5)

1,0 - 2,5

3,0 - 4,5

Cacbon

44 - 55

11 - 17

Canxi (theo CaO)

4,5

4,5 - 6,0

Thành phần gần đúng (88)

Nguồn: H B Gotaas: Sanitary Disposal and Reclamation of Organic Wastes - WORLD
Health Organization, 1956.

Giá trị BOD5 theo đầu ngƣời còn tuỳ thuộc đặc điểm kinh tế - xã hội
(NEDECO/DHV 1982):

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

8


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Mức thu nhập

BOD5 g/ng.ngđ

Cao
Trung bình
Thấp

60
50
30

1.3.3. Các chất vô cơ
- Các muối Clorua
- Độ kiềm
- Nitơ
Nitơ amôn tồn tại trong dung dịch dƣới dạng ion NH4+ hoặc NH3, phụ thuộc vào độ
pH của dung dịch, theo phản ứng cân bằng sau:
NH3 + H2O  NH4+ + OHKhi pH > 7, cân bằng dịch chuyển sang trái, khi pH < 7 cân bằng chuyển dịch sang
phải, ion amôn chiếm ƣu thế.
- Các chất chứa phôtpho
- Sulphua
vi khuẩn


Chất hữu cơ + SO4
S-2 + 2H+

-2

→ S-2 + H2O + CO2

→ H2 S

Hydro sulphua giải phóng vào không khí trên mặt nƣớc trong cống thoát nƣớc và
tích luỹ trên thành cống. Tiếp theo sẽ bị ôxy hoá sinh học thành axit sulphuric và
gây ăn mòn ống.
* Các hợp chất vô cơ độc hại:
* Kim loại nặng:
* Các loại khí:
* Ôxy hoà tan (DO):
* Khí Hydrôsulphua:
* Khí mêtan

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

9


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

2. SỰ Ô NHIỂM NGUỒN NƯỚC, BẢO VỆ NGUỒN NƯỚC
2.1. SỰ NHIỄM BẨN HAY Ô NHIỄM NGUỒN NƢỚC
Sự nhiễm bẩn nguồn nƣớc có thể xảy ra bằng hai cách: sự nhiễm bẩn tự nhiên và sự

nhiễm bẩn nhân tạo.
2.1.1. Sự nhiễm bẩn tự nhiên
- Do sự xói lở.
- Do sự phân huỷ thối rữa: vi sinh vật và sinh vật.
2.1.2. Sự nhiễm bẩn nhân tạo
Do việc xả nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp một cách vô tổ chức, bừa bãi.
2.1.3. Hâu quả
- Thay đổi tính chất lý học của nƣớc nguồn (độ trong, màu sắc, mùi vị...)
- Xuất hiện các chất nổi trên bề mặt nƣớc và các cặn lắng chìm xuống đáy nguồn.
- Thay đổi thành phần hoá học của nƣớc nguồn (thay đổi pH và hàm lƣợng của các
chất hữu cơ và vô cơ, xuất hiện các chất độc hại...)
- Lƣợng ô xy hoà tan trong nƣớc nguồn giảm do đã tiêu hao đê ô xy hoá các chất
bẩn hữu cơ lẫn trong nƣớc nguồn.
- Các vi khuẩn thay đổi về dạng và về số lƣợng. Có xuất hiện cả các vi trùng gây
bệnh do nƣớc thải đƣa vào.
- Nguồn nhiễm bẩn nhƣ vậy có ảnh hƣởng rất lớn đến việc sử dụng nguồn vào mục
đích cấp nƣớc, nuôi cá...
2.2. QUÁ TRÌNH TỰ LÀM SẠCH NƢỚC NGUỒN
2.2.1. Khả năng tự làm sạch của nƣớc nguồn
Khả năng tự làm sạch của nƣớc nguồn đƣợc đặc trƣng bởi 2 quá trình:
- Quá trình xáo trộn (pha loãng) thuần tuý lý học giữa nƣớc thải với nguồn nƣớc:
Giảm nồng độ (bẩn) chất hữu cơ do: pha loãng, ôxy hoá.
Pha loãng giữa nƣớc thải (bẩn) với nƣớc sạch làm cho nồng độ bẩn giảm xuống.
- Quá trình khoáng hoá (ôxy hoá sinh hoá) các chất hữu cơ trong nƣớc nguồn:
+ Hiếu khí: ở trong nƣớc.
+ Yếm khí: ở đáy sông (cặn lắng).
Nguồn nƣớc chia làm 2 nhóm:
+ Nhóm 1: nguồn nƣớc chảy nhanh: sông,
+ Nhóm 2: nguồn nƣớc chảy chậm hoặc đứng yên: hồ, ao.
- Khi xả nƣớc thải ra nguồn sẽ xuất hiện các vùng:

+ Vùng 1: vùng cống xả nƣớc thải
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

10


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

+ Vùng 2: vùng xáo trộn hoàn toàn giữa nƣớc thải và nƣớc sông.
+ Vùng 3: vùng nhiễm bẩn nặng nhất, nơi ôxy hoà tan trong nguồn đạt giá trị
nhỏ nhất.
+ Vùng 4: vùng phục hồi trạng thái bình thƣờng. Quá trình tự làm sạch coi nhƣ
đã kết thúc ở đây.
2.2.2. Quá trình xáo trộn (pha loãng) nƣớc thải với nƣớc sông:
Khi xác định mức độ xáo trộn giữa nƣớc thải với nƣớc sông không thể lấy toàn bộ
lƣu lƣợng nƣớc sông để tính toán, vì ở vùng cạnh cống xả quá trình xáo trộn chƣa
thể đạt hoàn toàn mà chỉ đạt hoàn toàn ở một khoảng cách nào đó xa cống xả. Mặt
khác độ chênh lệch giữa lƣu lƣợng nƣớc thải và lƣu lƣợng nƣớc nguồn càng lớn thì
khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán (là nơi đã thực hiện quá trình xáo trộn
hoàn toàn) sẽ càng lớn.
Để tính toán lƣu lƣợng nƣớc sông tham gia vào quá trình xáo trộn (pha loãng) ngƣời
ta đã đƣa ra hệ số xáo trộn a.
Theo Frolop V. A. và Rodzille I. D. thì hệ số xáo trộn a đƣợc tính theo công thức:
3

1  e  Le
a
Q 3
1  e  Le
q

trong đó:
Q - lƣu lƣợng của nƣớc sông (với tần suất 95 %), m3/s
q - lƣu lƣợng nƣớc thải, m3/s
Le - khoảng cách từ cống xả nƣớc thải đến điểm tính toán (chẳng hạn công trình
thu nƣớc) theo lạch sông, m
 - hệ số tính đến các nhân tố thuỷ lực của quá trình xáo trộn và đƣợc tính theo
công thức:

   3

E
q

φ - hệ số khúc khuỷu của sông, có thể tính theo tỷ lệ:



Le
Lt

Lt - khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán theo đƣờng thẳng, m
 - hệ số phụ thuộc vào vị trí cống xả nƣớc thải vào nguồn nƣớc;
khi cống xả đặt ngang bờ  = 1 và khi đặt giữa lòng sông  = 1,5
E - hệ số khuếch tán trong dòng chảy. Đối với những sông vùng đồng bằng, E
đƣợc tính theo công thức:
E

VTB .H TB
200


Phần 2. Xử lý nƣớc thải

11


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

trong đó:
VTB - tốc độ trung bình của dòng chảy trên đoạn sông tính toán (từ cống xả đến
điểm tính toán) m/s
HTB - độ sâu trung bình của đoạn sông tính toán, m
Nếu nhƣ trên đoạn sông tính toán gồm nhiều đoạn riêng biệt với V và H rất khác
nhau (chẳng hạn sông không ở vùng đồng bằng mà ở vùng trung du, rẻo cao, nhiều
đoạn khúc khuỷu, nhiều thác ghềnh), thì E đƣợc tính theo công thức:
E

L1E1  L 2 E 2  ..... L n E n
L

trong đó:
L1 , L2... Ln là chiều dài mỗi đoạn và L = L1+ L2+... Ln;
E1 =

V .H
V .H
V1.H1
; E2 = 2 2 ... En = n n
200
200
200


V1 và H1 - tốc độ trung bình và độ sâu trung bình của đoạn sông thứ nhất
V2 và H2 - tốc độ trung bình và độ sâu trung bình của đoạn sông thứ hai.
Khoảng cách từ cống xả đến vị trí pha loãng hoàn toàn giữa nƣớc thải và nƣớc sông,
theo lý thuyết phải xa vô tận, có nghĩa là khi a = 1 thì L sẽ tiến tới vô cùng (từ công
thức xác định a).
Vì vậy trong thực tế, khoảng cách đến vị trí xáo trộn gọi là hoàn toàn đƣợc tính theo
công thức:

 2,3 aQ  q 
L   lg

  (1  a )q 

3

Nếu a = 0,8  0,95, có nghĩa là nƣớc thải đƣợc xáo trộn với 80  90 % lƣu lƣợng
nƣớc sông.
Số lần pha loãng ở điểm tính toán đƣợc xác định theo công thức:

n

aQ  q
q

2.2.3. Quá trình xáo trộn nƣớc thải với nƣớc hồ, nƣớc biển:
Quá trình xáo trộn nƣớc thải với nƣớc hồ khác hẳn quá trình xáo trộn nƣớc thải với
nƣớc sông.
Do tốc độ dòng chảy chậm chạp và cố định trong hồ mà nƣớc thải xáo trộn ít cũng
nhƣ thời gian đƣa chúng ra khỏi cống xả rất lâu. Mặt hồ lại chịu ảnh hƣởng của

nhiều luồng gió ngẫu nhiên tạo ra những dòng chảy tức thời xua lớp nƣớc trên mặt
hồ theo hƣớng khác nhau.
Theo Rufel M.A thì sự pha loãng (xáo trộn) gồm hai loại:
- Sự pha loãng ban đầu với hệ số pha loãng n1 xảy ra ngay cống xả
- Sự pha loãng cơ bản nCB tiếp tục xảy ra do quá trình dịch chuyển nƣớc trong
hồ dƣới ảnh hƣởng dòng chảy rồi do gió gây nên.
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

12


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Hệ số pha loãng hoàn toàn đƣợc coi là tích của hai hệ số pha loãng trên:
nHT = n1. nCB
Khả năng pha loãng ban đầu phụ thuộc vào lƣu lƣợng nƣớc thải, tốc độ chuyển
dòng của nƣớc thải khi xả vào hồ, vị trí cống xả theo chiều sâu hồ và hƣớng gió
thổi.
Khả năng pha loãng ban đầu khi xả nƣớc thải ở độ sâu khoảng 1/3 độ sâu của
hồ đƣợc tính theo công thức:
2
q  0,0118 H TB
n1 =
2
q  0,00118 H TB

trong đó:
q - lƣu lƣợng nƣớc thải, m3/s;
HTB - độ sâu trung bình của hồ, m
Giai đoạn pha loãng cơ bản đƣợc đặc trƣng bằng công thức:


 L 
nCB = 1 + 0,412 

 x 

0, 6270, 0002

L
x

trong đó:
L - khoảng cách từ cống xả đến vị trí tính toán, m
x - 6,53 HTB1,167
Khi nghiên cứu về các loại cống xả khác nhau, ngƣời ta thấy rằng hiệu suất xáo trộn
còn phụ thuộc vào cấu tạo của từng loại cống xả. Khi sử dụng loại cống xả giữa
lòng sông thì hiệu suất xáo trộn tăng đáng kể.
Phƣơng pháp tính toán vừa nêu ở trên có nhƣợc điểm là không tính đến ảnh hƣởng
của hƣớng gió và sức gió. Vì vậy phƣơng pháp trên chỉ ứng dụng để tính toán sơ bộ
mà thôi.
2.3. SỰ TIÊU THỤ Ô XY VÀ HÕA TAN Ô XY TRÓNG NƢỚC NGUỒN
Thực chất đây là quá trình tự làm sạch với nghĩa thực của nó. Đó là quá trình
khoáng hoá các chất bẩn hữu cơ.
Để quá trình tự làm sạch diễn ra một cách bình thƣờng ở nguồn nƣớc thì cần phải
bảo đảm một số các điều kiện nhất định: điều kiện quan trọng nhất là bảo đảm một
lƣợng dự trữ ô xy hoà tan trong nguồn sau khi xả nƣớc thải vào.
Trong nguồn nƣớc đồng thời xảy ra hai quá trình:
+ Quá trình tiêu thụ ôxy (cầu)
+ Quá trình hoà tan ôxy (cung).
Lt = La  10  k1t

Dt = Da  10

 k 2t

La - NOStf ở thời điểm đầu của quá trình tiêu thụ ôxy (mg/l)
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

13


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Lt - NOStf sau khi qua thời gian t (mg/l)
Da - độ thiếu hụt ôxy ở thời điểm đầu (mg/l)
Dt - độ thiếu hụt ôxy sau khi qua thời gian t (mg/l)
k1, k2 - giá trị của k2 tuỳ thuộc đặc tính nguồn nƣớc.
Hai quá trình đồng thời diễn ra và trái ngƣợc nhau:
- Một mặt giảm lƣợng ôxy hoà tan.
- Một mặt lại tăng độ bão hoà ôxy.
Chung quy lại, sự thay đổi độ thiếu hụt (hoặc độ bão hoà) ôxy có thể biểu thị bằng
phƣơng trình:
dD t
= k'1 Lt - k2„Dt
dt

trong đó:
k'1 - hệ số tỷ lệ, hoặc hằng số tốc độ tiêu thụ ô xy.
Sau khi lấy tích phân đẳng thức trên ta đƣợc độ thiếu hụt ôxy:

k1L(at s )

(10 k1t  10 k 2t )  Da 10 k 2t
Dt =
k 2  k1
D=

k d La
(10 k1t  10 k 2t )  D a 10 k 2t
k2  kr

kd - hằng số tốc độ tiêu thụ (khử) ôxy bởi chất hữu cơ.
kr - hằng số tốc độ khử chất hữu cơ (khử NOS).
k2 - hằng số tốc độ làm thoáng.
La(t+s) - NOS5 của hỗn hợp nƣớc thải và nƣớc sông.
2.4. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TỰ LÀM SẠCH CỦA
NƢỚC
1. Ảnh hƣởng của nồng độ bẩn ban đầu
2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ
3. Ảnh hƣởng của cặn lắng
2.5. QUY CHẾ BẢO VỆ NGUỒN NƢỚC MẶT KHỎI SỰ NHIỂM BẨN CỦA
NƢỚC THẢI
2.5.1. Phân loại nguồn nƣớc
Theo mục đích ăn uống và sinh hoạt của nhân dân:
Quy chế bảo vệ nguồn nƣớc mặt nhằm mục đích tránh sự nhiễm bẩn của nƣớc thải.
Nguồn nƣớc thƣờng chia làm hai loại:
- Nguồn loại I: bao gồm các nguồn nƣớc dùng để cấp nƣớc cho ăn uống, sinh hoạt
của nhân dân và cho sản xuất công nghiệp thực phẩm.
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

14



Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

- Nguồn loại II: bao gồm các nguồn nƣớc dùng để tắm giặt, bơi lội, dùng làm nơi
nghỉ mát phong cảnh du lịch, nuôi cá và tƣới ruộng.
Chất lượng nước nguồn dùng vào mục đích nuôi cá:
Các chỉ tiêu cơ bản về chất lƣợng và thành phần của nƣớc nguồn theo từng mục
đích phải phù hợp các giá trị nêu ra dƣới đây:
Lƣợng ô xy hoà tan: Lƣợng ô xy hoà tan trong nƣớc nguồn sau khi đã xáo trộn với
nƣớc thải không đƣợc nhỏ hơn 4 m/l trong bất kỳ thời gian nào trong năm (mẫu
nƣớc lấy phân tích trƣớc 12 giờ trƣa).
Độ hoà tan ôxy trong nƣớc sạch với điều kiện bình thƣờng: 8 - 12 mg/l. Tức là yêu
cầu đảm bảo 50% so với bình thƣờng.
Hàm lƣợng chất lơ lửng: Hàm lƣợng chất lơ lửng trong nƣớc nguồn sau khi xả nƣớc
thải vào tăng lên không quá 0,25 mg/l đối với nguồn loại I và 0,75 mg/l đối với
nguồn loại II (tiêu chuẩn của Liên xô).
Hội nghị dự thảo tiêu chuẩn qui phạm thoát nƣớc kiến nghị hàm lƣợng chất lơ lửng
đó nhƣ sau: 0,75  1,00 mg/l đối với nguồn nƣớc loại I và 1,5  2,0 mg/l đối với
nguồn nƣớc loại II)
NOS: NOS20 của nƣớc nguồn sau khi đã hoà trộn với nƣớc thải không đƣợc vƣợt
quá 3 mg/l đối với nguồn nƣớc loại I và 6 mg/l đối với nguồn nƣớc loại. Hội nghị
dự thảo tiêu chuẩn qui phạm thoát nƣớc kiến nghị 4 mg/l đối với nguồn loại I và 8 
10 mg/l đối với nguồn loại II.
Các chất nổi: Trên mặt nƣớc nguồn sau khi xả nƣớc thải vào không đƣợc có các
màng nổi, từng mảng dầu lớn và các tạp chất nổi khác.
pH: pH của nƣớc nguồn cần đạt trong khoảng từ 6,5 đến 8,5.
Tác nhân gây bệnh: Nƣớc nguồn không đƣợc chứa các tác nhân gây bệnh. Cấm xả
nƣớc thải vào nguồn nƣớc mặt, nếu nƣớc thải đó chƣa qua xử lý sơ bộ và khử trùng
đến mức độ cần thiết.
Các chất độc hại: Nồng độ các chất độc hại phải bảo đảm trong giới hạn cho phép

để không ảnh hƣởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khoẻ của nhân dân.
Nhiệt độ: Nhiệt độ của nƣớc nguồn sau khi xả nƣớc thải vào không đƣợc vƣợt quá
3oC so với nhiệt độ cao nhất của nƣớc vào tháng nóng nhất.
2.5.2. Bảo vệ nguồn nƣớc khỏi sự nhiễm bẩn các chất phóng xạ
Ngày nay, trên thế giới ngƣời ta còn quan tâm đến một dạng nhiễm bẩn nữa đối với
nguồn nƣớc, đó là nhiễm chất phóng xạ trong nƣớc thải của một vài dạng công
nghiệp.
Khi xả nƣớc thải công nghiệp có chứa các chất phóng xạ thì hàm lƣợng của chúng
không đƣợc vƣợt quá giới hạn cho phép.
Thí dụ: Uran không đƣợc vƣợt quá 1.10−7 curi/l, can xi 45†3.10−9 curi/l, stranti - 90
(Sr−90)−3.10−11 curi/l...
Ngoài ra nƣớc thải chứa các chất phóng xạ không cho phép xả vào các hồ nuôi cá,
nuôi vịt ngỗng... hoặc vào các nguồn khác mà từ đó có thể chảy vào các loại hồ nói
trên.
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

15


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Nhƣ vậy vấn đề đặt ra là cần thiết phải xử lý nƣớc thải có chứa chất phóng xạ đến
giới hạn cho phép trƣớc khi xả vào nguồn.
2.6. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ LÀM SẠCH CỦA NƢỚC THẢI
Đặt vấn đề: vì sao phải xác định mức độ cần thiết làm sạch ? Mức độ cần thiết làm
sạch phải xác định theo các chỉ tiêu khác nhau:
2.6.1. Xác định mức độ cần thiết làm sạch nƣớc thải theo hàm lƣợng chất lơ
lửng:
Phƣơng trình cân đối vật chất:
aQb + qm = (aQ +q) (b + p)

m - lƣợng chất lơ lửng giới hạn cho phép trong nƣớc thải trƣớc khi xả ra sông,
đƣợc xác định từ:
m = p(

aQ
+1) + b
q

p - hàm lƣợng chất lơ lửng tăng cho phép sau khi xả nƣớc thải vào nguồn (phụ
thuộc vào loại nguồn nƣớc) g/m3;
b - hàm lƣợng chất lơ lửng trong nguồn nƣớc trƣớc khi xả nƣớc thải, g/m3;
a - hệ số xáo trộn;
Q - lƣu lƣợng nƣớc nguồn (trung bình tháng nhỏ nhất) m3/s;
q - Lƣu lƣợng nƣớc thải, m3/s;
Mức độ cần thiết làm sạch theo hàm lƣợng chất lơ lửng D:
D=

Cm
100%
C

C - hàm lƣợng chất lơ lửng trong nƣớc thải trƣớc khi xử lý (nồng độ bẩn ban
đầu của nƣớc thải) g/m3; mg/l
2.6.2. Xác định mức độ cần thiết làm sạch nƣớc thải theo NOS:
Có thể tính theo NOS5 hoặc NOS20.
- Theo NOS5 cho phép của hỗn hợp nƣớc thải và nƣớc sông.

L(asT )  L(asT )  2 † 4 mg/l O2.
- Hoặc theo NOS20:


L(asT )  L(asT )  3 † 6 mg/l O2.
aQLS + qLT5 = (aQ +q)Ls+T
trong đó:
Ls - NOS5 của nƣớc sông trƣớc chỗ xả nƣớc thải (g/m3)
LT - NOS5 của nƣớc thải (g/m3)
Ls+T - NOS5 của hỗn hợp nƣớc sông và nƣớc thải lúc ban đầu (g/m3)
Giải phƣơng trình trên ta đƣợc:
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

16


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

LT =





aQ sT
L  Ls  LsT
q

Từ công thức chung ta lại có:

LstT  LsaT .10  k1t
LsaT 

LstT

23
 k t (nếu tính theo NOS20 thì sẽ là 4 † 6 mg/l)
k1t
10
10 1

LT =

aQ  2
2
s
 k1t  L   k1t (đối với nguồn loại I)
q  10
 10

LT =

aQ  3
3
s
 k1t  L   k1t (đối với nguồn loại II)
q  10
 10

LTa  LTt
D=
100%.
Lta
k1 (To) = k1(20oC)  1,047T - 20
T - nhiệt độ nƣớc sông về mùa hè.

t=

L
(ngđ)
v TB  86400

Đối với hỗn hợp nƣớc thải và nƣớc sông k1 (20) = 0,1 có thể chọn k1 theo bảng.
2.6.3. Xác định mức độ cần thiết làm sạch nƣớc thải theo lƣợng ô xy hoà tan
trong nƣớc nguồn
Đại lƣợng NOS tối đa cho phép của nƣớc thải trƣớc khi xả ra sông đƣợc xác định từ
những yêu cầu vệ sinh về sự bảo đảm lƣợng ô xy hoà tan nhỏ nhất trong nƣớc
nguồn sau khi xả nƣớc thải vào nguồn là 4 mg/l. Tức là lƣợng ôxy tối thiểu ứng với
điểm tới hạn A (tth). Các điểm còn lại sẽ bảo đảm O2 > 4 mg/l.
Nguồn ôxy hoà tan: dự trữ − sẵn có + do mặt thoáng, quan hợp (trong tính toán
không xét tới lƣợng ôxy hòa tan do quang hợp); chỉ xét cho 2 trƣờng hợp:
Trƣờng hợp 1: chỉ kể tới lƣợng ôxy dự trữ hoà tan, không kể lƣợng ôxy hoà tan qua
mặt thoáng.
Ngƣời ta tính rằng nếu lƣợng ôxy hoà tan chứa trong nƣớc nguồn  4 mg/l trong
vòng 2 † 3 ngày đêm đầu thì lƣợng ôxy đó sẽ không giảm nữa trong những ngày
tiếp theo từ ngày thứ 4 trở đi.
aQOs − (aQL5s + aLtT) 0,55 = (aQ + q) 4
trong đó:
aQ - lƣu lƣợng tính toán của nƣớc sông tham gia quá trình xáo trộn
Os - lƣợng ô xy hoà tan trong nƣớc sông trƣớc cống xả nƣớc thải vào sông,
g/m3;
q - lƣợng nƣớc thải, m3/s;
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

17



Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Lss , LtT - NOS5 của nƣớc sông và nƣớc thải, g/m3;
0,55 - hệ số biến đổi từ NOS5 ra NOS2 (nếu chuyển từ NOS20  NOS2 thì hệ số
là 0,4 - khi tính theo NOS20)
4 - lƣợng ô xy hoà tan nhỏ nhất cần phải đạt đƣợc trong nƣớc nguồn, g/m3
Đối với nƣớc thải - khi biết q của nó, mức độ xáo trộn cần thiết sẽ là:

0,55  LT5  4
Q
 s
q O  0,55 Ls5  4
- NOS5 tối đa cho phép cả nƣớc thải là:
L5 t =

aQ
Os  0,55Ls  4  4
0,55q
0,55

Trƣờng hợp 2: Có tính đến lƣợng ôxy hoà tan qua mặt thoáng. Khi đó, ngoài những
trị số kể trên cần phải biết thêm:
- Tốc độ trung bình của nƣớc sông vtb m/s.
- Nhiệt độ của nƣớc sông trong thời gian tính toán, T oC,
- Các giá trị k1, k2 - hằng số tốc độ tiêu thụ và hoà tan ôxy.
* 3 điều kiện cần có:
- tth - thời gian tới hạn - từ đầu đến khi độ thiếu hụt đạt tới giá trị tối đa (Dth 
max) tức là lƣợng O2 đạt tới giá trị tối thiểu.
- Tiêu chuẩn về ôxy hoà tan:

O2  4 mg/l (hoặc 6 mg/l).
D(th)t = O2s − 4.
+ Trƣớc khi xả nƣớc thải:
D(th)a = O2s − O2s‟.
+ Sau khi xả nƣớc thải:
D(th)t = O2s − 4.
Thí dụ với T oC = 20 oC, O2s = 9,17 mg/l.
- Las+t - NOS5 cho phép của nƣớc sông sau khi pa loãng với nƣớc thải phải đáp
ứng với điều kiện đảm bảo O2 hoà tan là 4 (hoặc 6 mg/l).
(k 2  k1 )( D ( th ) t  D ( th ) a 10  k 2t th )
Ls5 .aQ  Lt5q
s t
La1 =
hay L a 
aQ  q
k1 (10 k1t th  10 k 2t th )

+ Giá trị k2:
Đối với hồ, hồ chảy yếu: k2 = 0,05 - 0,15.
Đối với sông chảy yếu (v < 0,5 m/s): k2 = 0,02 - 0,025.
Đối với sông chảy mạnh (v > 0,5 m/s): k2 = 0,05 - 0,8.
Sau khi biết tth, Las+t, D(th)a, D(th)t ta có thể xác định đƣợc lƣợng O2 tối thiểu.
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

18


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Ta hãy lập phƣơng trình xáo trộ nƣớc sông và nƣớc thải theo NOS.

aQL5s +qL5t = (aQ + q)La(5)s+t

Lt 

aQ st
(Lst  Ls5 )  Lsstt
q

Mức độ cần thiết làm sạch nƣớc thải:
D=

La  LT
. 100 %
La

2.6.4. Xác định mức độ cần thiết làm sạch nƣớc thải theo sự thay đổi pH của
nƣớc nguồn:
Đặt vấn đề: khi xả nƣớc thải chứa kiềm hoặc axit phải tính tới khả năng trung hoà
của nƣớc nguồn. Nhiều khi, nhờ khả năng trung hoà của nƣớc nguồn, có thể xả
thẳng nƣớc thải ra sông, không phải qua xử lý. Trong nƣớc nguồn có bicacbonat
Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 hoặc CO2 tự do.
CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3−  2H+ + CO3−
Trƣờng hợp nƣớc thải chứa axit:
Ca(HCO3)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O + 2CO2
Ca(HCO3)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O + 2CO2
Trong nƣớc nguồn khi đó, hàm lƣợng bicacbonat giảm xuống, còn CO2 tự do tăng
lên.
Trƣờng hợp nƣớc thải chứa kiềm:
Khi xả nƣớc thải chứa kiềm (thí dụ: NaOH, Ca(OH)2) vào nguồn sẽ xảy ra quá trình
trung hoà lẫn nhau giữa kiềm với CO2 tự do và bicacbonat theo phƣơng trình:

2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2 NaOH + Ca (HCO3) 2 = Na2CO3 + CaCO3 +2 H2O
Ca (OH) 2 + CO2 = CaCO3 + 2 H2O
Ca (OH) 2 + Ca (HCO3) 2 = 2 CaCO3 + 2 H2O
Khi đó trong nƣớc sông, hàm lƣợng bicacbonat và CO2 tự do đều giảm.
Sự phụ thuộc giữa pH với hàm lƣợng CO2 tự do và bicacbonat trong nƣớc nguồn
đƣợc thể hiện bằng phƣơng trình:
pH = pK1 − lg

CO 2 

HCO 3 

= 6,52 − lg

CO 2 

HCO 3 

trong đó:
K1 - hằng số phân ly bậc I của axit cacbonic
6,52 - là giá trị lg âm của hằng số phân ly CO2 (K1 = 310−7)
CO2, HCO3 - hàm lƣợng CO2 tự do và bicacbonat
2.6.5. Xác định mức độ cần thiết làm sạch nƣớc thải theo chất độc hại

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

19



Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Nồng độ chất độc hại của nƣớc thải cần phải đạt đƣợc sau quá trình xử lý và khử
độc đƣợc tính theo công thức:
CT =

aQ
C0  C1   C0
q

trong đó:
C1 - nồng độ chất độc hại trong nƣớc nguồn trên vị trí cống xả; (theo dòng
chảy), mg/l;
C0 - nồng độ giới hạn cho phép của chất độc hại trong nƣớc nguồn nuôi
mg/l. Có thể lấy theo bảng.

cá,

Nồng độ giới hạn cho phép của một vài chất độc hại trong nƣớc nguồn nuôi cá
Bảng 2-1 Nồng độ giới hạn cho phép của một vài chất độc hại trong nƣớc nguồn nuôi cá

Tên gọi các chất

Nồng độ giới hạn Tên gọi các chất
cho phép, mg/l

Ma nhê

50


Amiắc, chì

0,1

Chất thuộc da

Đến 10

Đồng, kẽm, kiềm

0,01

Muối a môn

5

Phê nol

0,001

Cacbondisunfua, CS2

1

Clo, sunfua

0

Nồng độ giới hạn
cho phép, mg/l


2.6.6. Xác định mức độ cần thiết làm sạch nƣớc thải theo nhiệt độ của nƣớc
nguồn:
Việc tính toán sẽ đƣợc tiến hành theo các yêu cầu vệ sinh về giới hạn cho phép tăng
nhiệt độ của nguồn nƣớc về mùa hè khi xả nƣớc thải vào. Điều kiện đó đƣợc thể
hiện bằng phƣơng trình:

 aQ 
 1T0  Tm
TT = 
 q

trong đó:
TT - nhiệt độ của nƣớc thải cần đạt đƣợc sau quá trình xáo trộn;
T0 - nh/ độ tăng cho phép, nhƣng không cao hơn nh/độ của nƣớc nguồn quá 3o;
Tm - nhiệt độ lớn nhất của nƣớc nguồn về mùa hè trƣớc khi xả nƣớc thải

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

vào.

20


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Để xử lý nƣớc thải, trong thực tế thƣờng ứng dụng ba phƣơng pháp sau đây: cơ học,
hoá lý, sinh hoá (hoặc sinh học), còn để loại trừ các vi khuẩn gây bệnh trong nƣớc

thải cần thực hiện giai đoạn khử trùng trƣớc khi xả ra sông hồ.
3.1. XỬ LÝ CƠ HỌC
Thực chất của phƣơng pháp xử lý cơ học nƣớc thải là loại các tạp chất không hoà
tan ra khỏi nƣớc thải bằng cách gạn lọc, lắng và lọc.
Trong phƣơng pháp này thƣờng ứng dụng các công trình sau đây:
Song chắn rác: Để loại các loại rác và các tạp chất có kích thƣớc lớn hơn 5 mm
thƣờng ứng dụng song chắn rác, còn các tạp chất nhỏ hơn 5 mm thƣờng ứng dụng
lƣới chắn.

Bể lắng cát: Bể lắng cát đƣợc ứng dụng để loại các tạp chất vô cơ và chủ yếu là cát
trong nƣớc thải.

Bể vớt mỡ, dầu, dầu mỏ: Các loại công trình này thƣờng đƣợc ứng dụng khi xử lý
nƣớc thải công nghiệp, nhằm để loại các tạp chất nhẹ hơn nƣớc: mỡ, dầu mỏ... và
tất cả các dạng chất nổi khác.

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

21


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Đối với nƣớc thải sinh hoạt, khi hàm lƣợng mỡ không cao thƣờng việc vớt mỡ
không thực hiện ở bể vớt mỡ mà thực hiện ngay bể lắng nhờ các thanh gạt bố trí
ngay trong bể lắng.
Bể lắng: Bể lắng đƣợc ứng dụng để loại các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn hoặc
nhỏ hơn tỷ trọng của nƣớc. Các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn tỷ trọng của nƣớc sẽ
lắng xuống đáy bể, còn chất lơ lửng có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ nổi lên trên mặt nƣớc.
Bể lắng đƣợc chia làm ba loại:

- Bể lắng ngang trên mặt bằng có dạng hình chữ nhật. Quá trình lắng đƣợc thực hiện
theo phƣơng chuyển động ngang của nƣớc thải với tốc độ tính toán tƣơng ứng.

- Bể lắng đứng trên mặt bằng thƣờng có dạng hình tròn hoặc hình vuông. Quá trình
lắng đƣợc thực hiện theo phƣơng thẳng đứng ngƣợc chiều với chiều chuyển động
của nƣớc thải.

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

22


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

- Bể lắng li tâm trên mặt bằng thƣờng có dạng hình tròn, quá trình lắng chất lơ lửng
xảy ra tƣơng tự nhƣ ở bể lắng ngang, nhƣng khác ở chỗ nƣớc thải chuyển động từ
tâm ra xung quanh.

Bể lọc: Bể lọc đƣợc ứng dụng để loại các chất ở trạng thái lơ lửng kích thƣớc nhỏ
bé bằng cách lọc chúng qua lƣới lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc. Công trình
này chỉ ứng dụng để xử lý một vài loại nƣớc thải công nghiệp.
Trƣờng hợp khi mức độ cần thiết làm sạch nƣớc thải không cao lắm (40 - 60 %) và
các điều kiện vệ sinh cho phép thì phƣơng pháp xử lý cơ học giữ vai trò chính trong
trạm xử lý. Trong những trƣờng hợp khác, phƣơng pháp xử lý cơ học chỉ là giai
đoạn làm sạch sơ bộ trƣớc khi xử lý sinh hoá (sinh học).
Phƣơng pháp xử lý cơ học có thể loại đƣợc đến 60 % các tạp chất không hoà tan
trong nƣớc thải sinh hoạt và có thể làm giảm NOS đến 20 %.

Phần 2. Xử lý nƣớc thải


23


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Để tăng hiệu suất làm việc của phƣơng pháp xử lý cơ học có thể ứng dụng nhiều
biện pháp tăng cƣờng quá trình lắng trong các công trình tƣơng ứng: bể làm thoáng
có bùn hoạt tính dƣ, bể làm thoáng không có bùn hoạt tính dƣ (hiệu suất lắng có thể
đạt 60 - 65 %) hoặc bể đông tụ sinh vật (hiệu suất lắng đạt đến 75 % và hàm lƣợng
NOS giảm đến 40 - 45 %).
3.2. XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ
Thực chất của phƣơng pháp hoá học là đƣa vào nƣớc thải chất phản ứng nào đó.
Chất này tác dụng với các tạp chất bẩn chứa trong nƣớc thải và có khả năng loại
chúng ra khỏi nƣớc thải dƣới dạng cặn lắng hoặc dƣới dạng hoà tan không độc hại.
Thí dụ phƣơng pháp trung hòa nƣớc thải chứa a xit và kiềm, phƣơng pháp o xy
hoá...
Các phƣơng pháp hoá lý thƣờng ứng dụng để xử lý nƣớc thải là: phƣơng pháp keo
tụ, hấp phụ, trích ly, cô bay hơi, tuyển nổi...
Phƣơng pháp hoá học và hoá lý học đƣợc ứng dụng chủ yếu để xử lý nƣớc thải
công nghiệp.
Phụ thuộc vào điều kiện địa phƣơng và mức độ cần thiết xử lý mà phƣơng pháp xử
lý hoá học hay hoá lý là giai đoạn cuối cùng (nếu nhƣ mức độ xử lý đạt yêu cầu có
thể xả nƣớc ra nguồn) hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ (thí dụ khử một vài các liên kết
độc hại ảnh hƣởng đến chế độ làm việc bình thƣờng của các công trình xử lý).
3.3. XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP SINH HÓA
Thực chất của phƣơng pháp sinh hoá là quá trình khoáng hoá các chất bẩn hữu cơ
chứa trong nƣớc thải ở dạng hoà tan, keo và phân tán nhỏ nhờ các quá trình sinh
hoá. Nói một cách khác, thực chất của quá trình sinh hoá là dựa vào sự hoạt động
sinh tồn của vi sinh vật có khả năng ôxy hoá hoặc khử các chất bẩn hữu cơ chứa
trong nƣớc thải.

Phụ thuộc vào các điều kiện làm thoáng mà phƣơng pháp xử lý sinh hoá đƣợc chia
làm hai dạng:
- Trong điều kiện hiếu khí:
Tự nhiên: cánh đồng tƣới, cánh đồng lọc, hồ sinh vật... Trong điều kiện khí hậu
nƣớc ta, các công trình xử lý sinh học tự nhiên có một ý nghĩa lớn. Thứ nhất nó giải
quyết vấn đề làm sạch nƣớc thải đến mức độ cần thiết, thứ hai nó phục vụ tƣới
ruộng, làm mầu mỡ đất đai và nuôi cá. Điều quan trọng là cần nghiên cứu tìm cho
đƣợc các thông số tính toán thích hợp với điều kiện nƣớc ta và trên cơ sở đó tìm
phƣơng pháp xử lý tối ƣu nhất. Đó là phƣơng hƣớng nghiên cứu đúng đắn nhất về
vấn đề xử lý nƣớc thải ở Việt nam trong điều kiện hiện nay.
Nhân tạo: bể lọc sinh vật nhỏ giọt (biôphin nhỏ giọt), bể lọc sinh vật cao tải,
aêrôten.
Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo có thể thực hiện đến mức độ hoàn
toàn (xử lý sinh học hoàn toàn) khi NOS của nƣớc thải giảm đến 90 - 95 % và
không hoàn toàn khi NOS giảm đến 40 - 80 %.
- Trong điều kiện kỵ khí.

Phần 2. Xử lý nƣớc thải

24


Tập huấn quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống thoát nƣớc trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

Giai đoạn xử lý sinh học đƣợc tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học. Bể lắng ở giai
đoạn xử lý cơ học đƣợc gọi là bể lắng đợt 1 hay gọi một cách đơn giản là bể lắng I.
3.4. XỬ LÝ CẶN CỦA NƢỚC THẢI
Trong quá trình xử lý nƣớc thải, bằng bất kỳ phƣơng pháp nào cũng có tạo nên một
lƣợng cặn đáng kể. Các chất không hoà tan ở bể lắng đợt I đƣợc gọi là cặn tƣơi. Còn
cặn lắng sau giai đoạn xử lý sinh học đƣợc gọi là màng vi sinh (nếu dùng biôphin)

và bùn hoạt tính (nếu dùng aêrôten) cặn hay bị giữ lại ở bể lắng đợt II.
Nói chung, các loại cặn trên đều có mùi hôi thối khó chịu (nhất là cặn tƣơi) và đó là
sự biểu hiện trạng thái nguy hiểm về phƣơng diện vệ sinh. Do vậy mà cặn nhất thiết
phải đƣợc xử lý thích đáng. Để giảm hàm lƣợng các chất hữu cơ trong cặn và để đạt
đƣợc các chỉ tiêu về mặt vệ sinh trong thực tế thƣờng ứng dụng phƣơng pháp xử lý
sinh học yếm khí trong các công trình tƣơng ứng: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ và bể
mêtan.
Bể tự hoại và bể lắng hai vỏ hoàn thành đồng thời hai chức năng:
- Tách các chất không hoà tan ra khỏi nƣớc thải dƣới dạng lắng
- Lên men cặn lắng.
Tuy nhiên về cƣờng độ của quá trình yếm khí ở bể lắng hai vỏ cao hơn.
Bể mêtan là loại công trình hiện đại chỉ ứng dụng để chế biến lên men cặn. Đôi khi
loại công trình này còn đƣợc ứng dụng để xử lý sơ bộ nƣớc thải có nồng độ lớn.
Để giảm độ ẩm của cặn đã lên men, cũng nhƣ để giảm thể tích của chúng thƣờng
ứng dụng các công trình nhƣ: hồ chứa bùn (đối với trạm xử lý không lớn lắm), sân
phơi bùn và thiết bị sấy khô cặn cơ giới: lọc chân không, lọc ép...
Khi lƣợng cặn khá lớn, có thể ứng dụng phƣơng pháp sấy khô cặn bằng nhiệt.
Việc lựa chọn các phƣơng án xử lý nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải công nghiệp
cũng nhƣ khi tìm vị trí đặt trạm xử lý, điều trƣớc tiên cần phải nghĩ đến khả năng
ứng dụng nƣớc thải và cặn vào mục đích phát triển nông nghiệp.
3.5. KHỬ TRÙNG
Mục đích của giai đoạn khử trùng là nhằm tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh trƣớc khi xả

nƣớc thải vào nguồn hoặc trƣớc khi dùng lại.
Nhƣ đã biết ở giai đoạn xử lý cơ học và ngay cả giai đoạn xử lý sinh học nhân tạo
đều không thể khử hoàn toàn các loại vi khuẩn gây bệnh (đối với biôphin và aêrôten
chỉ có thể khử đến 90 † 95% loại vi khuẩn đó, còn sau giai đoạn xử lý cơ học số
lƣợng vi trùng giảm không đáng là bao.
Khi xử lý sinh học ở cánh đồng tƣới, cánh đồng lọc, nếu quản lý bảo đảm và các
công trình trên làm việc bình thƣờng thì có thể đạt hiệu suất khử trùng rất cao (đến

99,9%). Khi đó giai đoạn khử trùng, theo nguyên tắc là không cần thiết nữa.
Có thể khử trùng nƣớc thải bằng các phƣơng pháp khác nhau, nhƣng phƣơng pháp
đƣợc áp dụng rộng rãi nhất ở nhiều nƣớc trên thế giới là clo hoá bằng clo nƣớc,
clorua vôi hoặc hypôclorit natri.
Bản chất tác dụng khử trùng của clo là sự ô xy hoá và sự phá huỷ men trong thành
phần của tế bào vi khuẩn, do đó chúng bị tiêu diệt.
Phần 2. Xử lý nƣớc thải

25