TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI
SINH HOẠT BẰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG AEROTANK
QUY MƠ PHÕNG THÍ NGHIỆM

NGÀNH: KHOA HỌC MƠI TRƢỜNG
MÃ SỐ : 306

Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên
Lớp
Khóa học

: Th.S Lê Phú Tuấn
CN Thái Thị Thúy An
: Bùi Văn Việt
: 1253060799
: 57B - KHMT
: 2012 - 2016

Hà Nội, 2016


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành chƣơng trình đào tạo khóa học 2012 – 2016, đƣợc sự
đồng ý của nhà trƣờng, khoa QLTNR&MT, bộ môn Kỹ thuật môi trƣờng,
trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp

“Nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng mơ hình
hệ thống aerotank quy mơ phịng thí nghiệm”.
Trong q trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, em đã nhận đƣợc rất
nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo của thầy cô giáo trong Khoa, gia đình
và bạn bè.
Với lịng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy
giáo, ThS. Lê Phú Tuấn đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ em ngay từ
khi mới hình thành đề tài và trong suốt q trình nghiên cứu, hồn thành khóa
luận tốt nghiệp.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến ban giám đốc, cán bộ kĩ thuật của
Trung tâm thí nghiệm thực hành – Khoa Quản lí tài nguyên rừng và môi
trƣờng – Trƣờng đại học Lâm nghiệp; Ban giám đốc, cán bộ kỹ thuật của
Phịng thí nghiệm R&D Cơng nghệ Môi trƣờng – Viện Khoa học và Công
nghệ Môi trƣờng – Trƣờng Đại Bách Khoa Hà Nội; Ban quản lí Nhà máy xử
lý nƣớc thải tập trung Khu Cơng nghiệp Phú Nghĩa đã tạo điều kiện thuận lợi
và giúp đỡ em trong thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Mặc dù có nhiều cố gắng nhƣng do thời gian và năng lực bản thân còn
hạn chế nên đề tài khó tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận đƣợc sự đóng
góp q báu của thầy, cơ giáo để đề tài khóa luận hồn thiện hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 28 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Bùi Văn Việt
i


TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG
TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận: “Nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh

hoạt bằng mơ hình hệ thống aerotank quy mơ phịng thí nghiệm”.
2. Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên

: Bùi Văn Việt
: 1253060799

3. Giáo viên hƣớng dẫn : Th.S Lê Phú Tuấn
CN. Thái Thị Thúy An
4. Mục tiêu nghiên cứu:
- Đánh giá hiện trạng chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt tại khu đô thị Văn
Phú – Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội.
- Vận hành thành công và đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải sinh hoạt
thông qua mơ hình bể Aerotank, bƣớc đầu đề xuất áp dụng mơ hình tại khu
vực lấy mẫu.
5. Nội dung nghiên cứu:
Để đánh giá nghiên cứu, thực hiện mục tiêu trên đề tài tiến hành các nội
dung sau:
Nội dung 1:
- Nghiên cứu, đánh giá đƣợc thực trạng nƣớc thải sinh hoạt tại khu đô thị
Văn Phú – Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội
Nội dung 2:
- Xây dựng quy trình vận hành và khắc phục sự cố của mơ hình khi xử lý
nƣớc thải sinh hoạt.
Nội dung 3:
- Đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải sinh hoạt thông qua mô hình bể
Aerotank.
ii



Nội dung 4:
- Đề xuất biện pháp áp dụng mô hình xử lý nƣớc thải sinh hoạt tại khu đơ
thị Văn Phú – Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Phƣơng pháp kế thừa tài liệu thứ cấp
- Kế thừa tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu đô thị Văn
Phú – Q. Hà Đông – TP. Hà Nội.
- Tƣ liệu liên quan đến chất lƣợng nƣớc sinh hoạt, quy chuẩn kỹ thuật
nƣớc thải sinh hoạt ở Việt Nam.
 Phƣơng pháp điều tra ngoại nghiệp
- Điều tra hiện trang sử dụng nƣớc thải sinh hoạt tại khu vực.
- Khảo sát, tìm hiểu về hệ thống cấp nƣớc và hệ thống xử lý nƣớc thải
sinh hoạt hiện có.
- Lập sơ đồ vị trí lấy mẫu, cách thức lấy mẫu.
 Phƣơng pháp thực nghiệm
 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
- Chuẩn bị dụng cụ lấy mẫu, hóa chất bảo quản mẫu.
- Khảo sát vị trí lấy mẫu, lập sơ đồ lấy mẫu, mơ tả bị trí và đặc điểm vị
trí và mẫu lấy đƣợc.
- Cách bảo quản và lấy mẫu tuân theo TCVN 5999 : 1995, Tiêu chuẩn
chất lƣợng nƣớc lấy mẫu, hƣớng dẫn lấy mẫu nƣớc thải.
 Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm
-

Phƣơng pháp phân tích xác định các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải

sinh hoạt thực hiện theo hƣớng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia quy định
trong Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải sinh hoạt (QCVN 14:
2008/BTNMT) hoặc tiêu chuẩn phân tích tƣơng ứng của các tổ chức quốc tế.
-


Đề tài tiến hành phân tích các chỉ tiêu: pH, nhu cầu oxi sinh hóa

(BOD5), Nhu cầu oxy hóa học (COD), tổng chất rắn lơ lửng (TSS), Amoni
(tính theo N), Nitrat (NO3-), Photphat (PO43-), tổng Coliforms.
iii


 Phương pháp xử lý số liệu ngoại nghiệp
- Đánh giá kết quả phân tích so sánh với QCVN 14: 2008/BTNMT, Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt theo giá trị C, cột B.
- Sử dụng các phần mềm phân tích xử lý số liệu nhƣ: phần mềm MS
Excel, phần mềm Autocad…
- Tiến hành ứng dụng lắp đặt hệ thống và chạy thử nghiệm hệ thống đã
thiết kế sẵn.
- Phân tích, đánh giá các thơng số ô nhiễm trong nƣớc thải sinh hoạt đã
qua xử lý bằng hệ thống.
7. Những kết quả đạt đƣợc:
-

Đánh giá đƣợc mức độ ô nhiễm do nƣớc thải sinh hoạt tại khu đô thị

Văn Phú – Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội. Thơng qua phân tích các chỉ
tiêu chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt nhƣ pH, BOD5, COD, TSS, NO3-, NH4+,
PO43-, Coliform.
- Vận hành thành cơng mơ hình hệ thống Aerotank và xây dựng quy
trình vận hành, sự cố gặp phải khi vận hành mơ hình.
-

Đánh ra đƣợc khả năng xử lý nƣớc thải sinh hoạt của mô hình hệ thống


Aerotank thơng qua các mẫu thu đƣợc trong quá trình vận hành hệ thống.
- Từ kết quả nghiên cứu đã cho thấy hệ thống Aerotank xử lý đƣợc nƣớc
thải sinh hoạt.
- Đề xuất biện pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt, duy trì chất lƣợng nƣớc
cũng nhƣ việc quản lý sử dụng nguồn tài nguyên nƣớc một cách hợp lý và
hiệu quả.

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 2
1.1. Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt .............................................................. 2
1.1.1. Khái niệm nƣớc thải sinh hoạt ................................................................ 2
1.1.2. Nguồn phát sinh nƣớc thải sinh hoạt....................................................... 2
1.1.3. Thành phần và đặc tính nƣớc thải sinh hoạt ........................................... 3
1.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải sinh hoạt và ảnh hƣởng đến
con ngƣời và môi trƣờng ................................................................................... 4
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải sinh hoạt .......................... 4
1.2.2. Ảnh hƣởng của nƣớc thải sinh hoạt đến con ngƣời và môi trƣờng ........ 5
1.3. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải............................................. 6
1.3.1. Phƣơng pháp xử lý cơ học ...................................................................... 6

1.3.2. Phƣơng pháp xử lý hóa học..................................................................... 8
1.3.3. Phƣơng pháp xử lý sinh học .................................................................... 8
1.4. Giới thiệu về nguyên lý hoạt động bể Aerotank ........................................ 9
CHƢƠNG II. MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................... 17
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................. 17
2.1.1. Mục tiêu chung ...................................................................................... 17
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 17
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 17
2.3. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 18
v


2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 18
2.4.1. Phƣơng pháp kế thừa tài liệu thứ cấp .................................................... 18
2.4.2. Phƣơng pháp điều tra ngoại nghiệp ...................................................... 18
2.4.3. Phƣơng pháp thực nghiệm .................................................................... 18
3.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên .................................................................... 30
3.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 30
3.1.2. Điều kiện khí hậu .................................................................................. 31
3.1.3. Điều kiện địa hình, thủy văn ................................................................. 32
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ......................................................................... 32
3.3. Quy hoạch cấp điện - nƣớc của khu đô thị............................................... 33
CHƢƠNG IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................... 34
4.1. Thực trạng nƣớc thải sinh hoạt tại khu đô thị Văn Phú – Q. Hà Đơng –
TP. Hà Nội....................................................................................................... 34
4.2. Xây dựng quy trình vận hành và khắc phục sự cố của mơ hình khi xử lý
nƣớc thải sinh hoạt .......................................................................................... 37
4.3. Khả năng xử lý nƣớc thải sinh hoạt thơng qua mơ hình bể Aerotank ..... 42
4.4. Đề xuất biện pháp áp dụng mơ hình xử lý nƣớc thải sinh hoạt tại khu đô

thị Văn Phú – Q. Hà Đông – TP. Hà Nội ........................................................ 53
4.4.1. Biện pháp kỹ thuật ................................................................................ 53
4.4.2. Biện pháp quản lý.................................................................................. 53
4.4.3. Biện pháp tuyên truyền giáo dục........................................................... 53
CHƢƠNG V. KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ .................................. 55
5.1. Kết luận .................................................................................................... 55
5.2. Tồn tại ...................................................................................................... 55
5.3. Kiến nghị .................................................................................................. 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD

: Nhu cầu oxi sinh hóa

BTNMT

: Bộ Tài ngun mơi trƣờng

COD

: Nhu cầu oxi hóa học

CP

: Chính phủ


CHC

: Chất hữu cơ

DO

: Hàm lƣợng oxi hịa tan

KĐT

: Khu đô thị

NĐ

: Nghị định

NTSH

: Nƣớc thải sinh hoạt

NT

: Nƣớc thải

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

QLTNR & MT


: Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

UBND

: Ủy ban nhân dân

TP

: Thành phố

TTM

: Thứ tự mẫu

SS

: Chất rắn lơ lửng

STT

: Số thứ tự

vii



DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tải trọng chất bẩn tính cho một ngƣời trong ngày đêm ................... 3
Bảng 2.1: Bảng tổng hợp phƣơng pháp phân tích các thơng số mơi trƣờng
theo QCVN 14: 2008/BTNMT ....................................................................... 19
Bảng 2.2: Nồng độ các chất chuẩn trong xây dựng đƣờng chuẩn Amoni ...... 25
Bảng 2.3: Kết quả đo Abs tƣơng ứng với các nồng độ Amoni ....................... 25
Bảng 2.4: Tính chất nƣớc thải sinh hoạt tại khu đô thị Văn Phú Hà Đông –
Hà Nội ............................................................................................................. 28
Bảng 2.5: Tính chất nƣớc thải sinh hoạt tại khu đô thị Văn Phú – Hà Đông
sau xử lý bằng hệ thống Aerotank................................................................... 29
Bảng 4.1: Bảng kết quả phân tích tính chất nƣớc thải sinh hoạt tại khu đơ thị
Văn Phú – Hà Đơng ........................................................................................ 34
Bảng 4.2: Tính tốn q trình phát triển của bùn hoạt tính theo thời gian ..... 37
Bảng 4.3: Các vấn đề thƣờng gặp khi vận hành q trình bùn hoạt tính ........ 41
Bảng 4.4: Tính chất nƣớc thải sinh hoạt tại khu đơ thị Văn Phú – Hà Đông
sau xử lý bằng hệ thống Aerotank................................................................... 43
Bảng 4.5: Hiệu suất xử lý các thông số trong nƣớc thải sinh hoạt ................. 52

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ ngun lý hệ thống Aerotank dạng tổng quát......................... 9
Hình 1.2: Các vùng hoạt động trong bể lắng ngang ....................................... 10
Hình 1.3: Mặt cắt bể lắng li tâm...................................................................... 11
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống Aerotank quy mơ phịng thí nghiệm ..... 16
Hình 1.5: Mơ hình hệ thống xử lý Aerotank quy mơ phịng thí nghiệm ........ 16
Hình 2.1: Hình ảnh thể hiện mức độ tƣơng quan đƣờng chuẩn Amoni.......... 26
Hình 3.1: Sơ đồ hành chính khu đơ thị Văn Phú – Hà Đơng – Hà Nội .......... 30
Hình 4.1 : Biểu đồ kết quả phân tích các thơng số của mẫu MV1 ................... 35

Hình 4.2: Biểu đồ kết quả phân tích các thơng số của mẫu MV2 .................... 36
Hình 4.3: Kết quả phân tích độ pH so với QCVN 14:2008/BTNMT ............. 44
Hình 4.4: Kết quả phân tích TSS so với QCVN 14:2008/BTNMT ................ 45
Hình 4.5: Kết quả phân tích nhu cầu oxi sinh hóa (BOD5) so với QCVN
14:2008/BTNMT............................................................................................. 46
Hình 4.6: Biểu đồ biểu thị kết quả phân tích nhu cầu oxi hóa học (COD) ..... 47
Hình 4.7: Biểu đồ biểu thị kết quả phân tích Nitrat (NO3-) ............................ 48
Hình 4.8: Biểu đồ biểu thị kết quả phân tích Phosphat (PO43-) ...................... 49
Hình 4.9: Biểu đồ biểu thị kết quả phân tích Amoni (NH4+) (Tính theo N) ... 50
Hình 4.10: Biểu đồ biểu thị kêt quả phân tích tổng Coliform theo phƣơng
pháp MPN ....................................................................................................... 51
Hình 4.11: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý các thông số trong nƣớc thải sinh
hoạt của mô hình AerotankNhận xét: ............................................................. 52

ix


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, vấn đề môi trƣờng đang là mối quan tâm
hàng đầu của các quốc gia trên thế giới. Nƣớc ta đang trong công cuộc cơng
nghiệp hóa – hiện đại hóa thúc đẩy q trình phát triển dân sinh, nhu cầu nơi
ở, sinh hoạt của ngƣời dân ngày càng tăng cao từ đó nhiều khu đô thị đƣợc
xây dựng kéo theo lƣợng chất thải phát sinh ngày càng nhiều. Trong đó, nƣớc
thải sinh hoạt chƣa qua xử lý đã trở thành mối lo ngại lớn cho khu dân cƣ, khu
đô thị. Đứng trƣớc thực trạng mơi trƣờng suy thối nhƣ vậy việc các khu dân
cƣ và khu đơ thị có nhu cầu hình thành và xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải
tập trung là vô cùng cần thiết.
Quận Hà Đông là trung tâm phát triển về kinh tế của thành phố Hà Nội.
Từ đó, việc phát triển của các khu đô thị đã phản ánh đƣợc nhu cầu dân sinh
và tốc độ phát triển về kinh tế và xã hội.

Khu đô thị Văn Phú – Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội do Tổng
công ty Cổ phần Đầu tƣ Xây dựng và Kinh doanh nhà Quảng Ninh tiến hành
thi công từ năm 2005 đến 2008 hồn thành. Hiện nay Khu đơ thị đang xây
dựng giai đoạn 2 khu đô thị mới Văn Phú chính vì vậy lƣợng dân cƣ ngày
càng tăng lên, sức ép về nhu cầu sử dụng nƣớc tăng nhanh kéo theo lƣợng
nƣớc thải sinh hoạt cũng tăng lên ảnh hƣởng không nhỏ đến đời sống ngƣời
dân xung quanh khu vực tập trung và xử lý nƣớc thải.
Do đó, tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý nước
thải sinh hoạt bằng mơ hình hệ thống b aerotank quy mơ phịng thí
nghiệm” nhằm đề xuất hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt có hiệu quả cao và
giá thành xây dựng phù hợp góp phần làm giảm ơ nhiễm nƣớc thải sinh hoạt
gây ra tại khu đô thị Văn Phú – Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội.

1


CHƢƠNG I
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt
1.1.1. Khái niệm nước thải sinh hoạt
Theo PGS. Nguyễn Văn Phƣớc, nƣớc thải sinh hoạt (NTSH) là nƣớc
thải nhà tắm, giặt, hồ bơi, nhà ăn, nhà vệ sinh, nƣớc rửa sàn nhà,... Nƣớc thải
sinh hoạt chứa khoảng 58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng. Đặc điểm cơ
bản của nƣớc thải sinh hoạt là hàm lƣợng các chất hữu cơ không bền sinh học
nhƣ cacbonhydrat, protein, mỡ, chất dinh dƣỡng (photphat, nito), vi trùng,
chất rắn và mùi [7].
Theo QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc
thải sinh hoạt: Nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc thải ra từ các hoạt động sinh hoạt
của con ngƣời nhƣ ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá nhân [2].
1.1.2. Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt

Nƣớc thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày của con
ngƣời nhƣ tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn. Khối lƣợng nƣớc thải của cộng
đồng dân cƣ phụ thuộc vào quy mô dân số, tiêu chuẩn cấp nƣớc, khả năng và
đặc điểm của hệ thống thoát nƣớc. Tiêu chuẩn nƣớc thải sinh hoạt ở các khu
dân cƣ đô thị thƣờng là 100 – 250 lít/ngƣời.ngày đêm (đối với các nƣớc đang
phát triển) và từ 150 – 500 lít/ngƣời.ngày đêm (đối với các nƣớc phát triển).
Ở nƣớc ta hiện nay, tiêu chuẩn cấp nƣớc sinh hoạt dao động từ 120 –
180 lít/ngƣời.ngày đêm. Đối với khu vực nơng thơn tiêu chuẩn cấp nƣớc từ 50
– 100 lít/ngƣời.ngày đêm. Thơng thƣờng tiêu chuẩn nƣớc thải lấy khoảng 80
– 100% tiêu chuẩn nƣớc cấp. Nƣớc thải sinh hoạt đƣợc thu gom từ các căn hộ,
cơ quan, trƣờng học, khu dân cƣ, cơ sở kinh doanh, chợ.
Các trung tâm đơ thị thƣờng có tiêu chuẩn sử dụng nƣớc cao hơn so với
các vùng ngoại thành và nơng thơn. Do đó, lƣợng nƣớc thải sinh hoạt tính trên
đầu ngƣời cũng có sự khác biệt giữa các khu vực này.

2


Tại các khu đơ thị thƣờng có hệ thống thốt nƣớc dẫn ra các con sông,
kênh, rạch, đối với các khu vực ngoại thành, nơng thơn thƣờng chƣa có hệ
thống thoát nƣớc nên nƣớc nên nƣớc thải đƣợc dẫn thẳng ra các mƣơng rãnh,
ao hồ và thốt bằng hình thức tự thấm là chủ yếu [6].
Bảng 1.1: Tải trọng chất bẩn tính cho một ngƣời trong ngày đêm
Hệ số phát thải
Chỉ tiêu ô nhiễm

Các quốc gia gần gũi

Theo tiêu chuẩn Việt Nam


với Việt Nam

(TCXD - 51 - 84)

Chất rắn lơ lửng

70 – 145

50 - 55

BOD5

45 – 54

25 - 30

COD

72 – 102

-

6 – 12

-

Nitơ amoni (N-NH4+)

2.4 - 4.8


7

Phospho tổng số(P)

0.8 - 4.0

1.7

-

2.0 - 2.5

10 – 30

-

Nitơ tổng cộng (N)

Chất hoạt động bề mặt
Dầu mỡ

(Nguồn: GS.TS. Lâm Minh Triết, 2006)
1.1.3. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt
Thành phần và tính chất nƣớc thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào
nguồn gốc nƣớc thải. Đặc điểm chung của nƣớc thải sinh hoạt là thành phần
của chúng tƣơng đối ổn định. Các thành phần này bao gồm 52% chất hữu cơ,
48% chất vô cơ, nồng độ chất hữu cơ trong nƣớc thải sinh hoạt dao động
trong khoảng 150 – 450 mg/l theo trọng lƣợng khơ, khoảng 20 – 40% chất
hữu cơ khó bị phân hủy sinh học. Ngoài ra nƣớc thải sinh hoạt còn chứa nhiều
các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng. Phần lớn các vi sinh vật

trong nƣớc thải là các vi khuẩn và vi rút gây bệnh nhƣ: các vi khuẩn gây dịch
tả, lỵ, thƣơng hàn [6].
Thành phần nƣớc thải đƣợc chia làm hai nhóm chính:

3


Thành phần vật lý: theo trạng thái lý học các chất bẩn trong nƣớc thải
đƣợc chia thành 3 nhóm:
- Nhóm 1: gồm các chất không tan ở dạng lơ lửng kích thƣớc lớn (những
hạt có đƣờng kính lớn hơn 10-1 mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tƣơng, bọt
(những hạt có đƣờng kính từ 10-4 đến 10-1 mm).
- Nhóm 2: gồm các chất ở dạng keo (những hạt có kích thƣớc từ 10 -6 đến
10-4 mm).
- Nhóm 3: gồm các chất hòa tan ở dạng phân tử. Những hạt này có
đƣờng kính nhỏ hơn 10-6 mm. Chúng khơng tạo thành pha riêng mà trở thành
hệ một pha hay còn gọi là dung dịch thật.
Thành phần hóa học: đƣợc biểu thị dƣới dạng các chất trong nƣớc
thải có các tính chất hóa học khác nhau, đƣợc chia thành ba nhóm:
- Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axit vô cơ, các ion của muối phân ly...
(khoảng 42% đối với nƣớc thải sinh hoạt).
- Thành phần hữu cơ: các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn
bã, bài tiết... (chiếm khoảng 58%).
+ Các chất chứa nitơ: ure, protein, acid amin.
+ Các hợp chất nhóm hydrocacbon: mỡ, xà phịng, cellulose.
+ Các hợp chất có chứa phospho, lƣu huỳnh.
- Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn...[1].
1.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải sinh hoạt và ảnh hƣởng
đến con ngƣời và môi trƣờng
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt

Trên thế giới có khoảng hơn 7 tỷ ngƣời sinh sống và thải ra hàng tỷ m3
nƣớc thải sinh hoạt mỗi ngày, trong đó chứa hàng trăm nghàn tấn các chất
hữu cơ, dầu mỡ, chất dinh dƣỡng, vi sinh vật gây bệnh. Phần lớn lƣợng nƣớc
thải này không đƣợc xử lý mà thải trực tiếp ra môi trƣờng. Ở những nƣớc
nghèo trên thế giới nƣớc thải đổ trực tiếp xuống sơng, hồ. Vì vậy mà nhiều
dịng sơng đã trở thành dịng sơng chết. Điều này không chỉ gây hại cho môi
4


trƣờng xung quanh mà nguy hiểm hơn khi các chất ô nhiễm ngấm xuống tầng
nƣớc ngầm gây ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm.
Trong hoạt động sống của con ngƣời cần một lƣợng nƣớc rất lớn, xã
hội càng phát triển, nhu cầu dùng nƣớc càng tăng. Cƣ dân sống trong thời
nguyên thủy chỉ cần 10 lít nƣớc/ngƣời/ngày đêm nhƣng hiện tại các đô thị
lƣợng nƣớc sinh hoạt cần gấp hàng chục lần nhƣ vậy.
Nƣớc thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rộng, tùy thuộc vào mức
sống và các thói quen của ngƣời dân, có thể ƣớc tính bằng 80% lƣợng nƣớc
sử dụng. Ở Mỹ và Canada là nơi nhu cầu sử dụng nƣớc lớn nên lƣợng nƣớc
thải ra môi trƣờng là lớn khoảng 200 – 400 lít/ngƣời/ngày đêm.
Trong các đơ thị nƣớc thải sinh hoạt từ các khu dân cƣ, các cơng trình
cơng cộng, có đặc điểm là hàm lƣợng các chất hữu cơ khơng bền vững tính
theo BOD5 cao, là môi trƣờng cho các vi khuẩn gây bệnh [5].
Theo Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ môi trƣờng công bố hiện nay,
sơng ngịi ở các vùng đơ thị Việt Nam, đặc biệt các thành phố lớn, bị ô nhiễm
nghiêm trọng do nƣớc thải chƣa qua xử lý. Hàm lƣợng các chất gây ô nhiễm
trong các con sông của Thành phố Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải
Phịng, Hải Dƣơng, Bắc Giang, Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam và Đồng Nai cao
hơn tiêu chuẩn rất nhiều.
1.2.2. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến con người và môi trường
1.2.2.1. Ảnh hưởng đến con người

Theo Báo cáo tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố đầu năm 2010 cho
thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 ngƣời tử vong do điều kiện nƣớc sạch
và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém.
Theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nƣớc ta liên
quan đến nguồn nƣớc. Ngƣời dân ở các khu vực nông thôn và thành thị đang đối
mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trƣờng nƣớc đang bị ơ nhiễm trầm trọng. Ơ
nhiễm nƣớc thải sinh hoạt dẫn đến ô nhiễm nƣớc mặt, nƣớc ngầm và nó ảnh

5


hƣởng trực tiếp đến con ngƣời, nhƣ vậy, việc xử lý nƣớc thải sinh hoạt là vô cùng
cần thiết [1].
1.2.2.2.Ảnh hưởng đến môi trường
Nƣớc thải sinh hoạt mang theo các chất độc hại thải ra môi trƣờng, ảnh
hƣởng lớn nhất là môi trƣờng nƣớc do thành phần trong nƣớc thải nhƣ:
- Chất rắn lơ lửng (SS): lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây ra điều kiện yếm
khí.
- COD, BOD: sự khống hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ lƣợng lớn và
gây thiết hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hƣởng của hệ sinh thái môi
trƣờng nƣớc. Khi ơ nhiễm q mức hình thành điều kiện yếm khí. Q trình
phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm nhƣ H2S, NH3, CH4... làm cho mơi
trƣờng nƣớc có mùi hôi và làm giảm pH của môi trƣờng nƣớc tiếp nhận.
1.3. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải
Hiện nay, trên thế giới đang áp dụng nhiều mơ hình xử lý nƣớc thải,
đặc biệt thƣờng sử dụng kết hợp ba phƣơng pháp cơ học, hóa – lý và phƣơng
pháp sinh học. Tuy nhiên, với nƣớc thải sinh hoạt thƣờng sử dụng kết hợp hai
phƣơng pháp là phƣơng pháp cơ học và phƣơng pháp sinh học.
Đối với nƣớc thải công nghiệp thƣờng sử dụng phƣơng pháp hóa – lý
hoặc kết hợp cả ba phƣơng pháp.

1.3.1. Phương pháp xử lý cơ học
Phƣơng pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất khơng
hịa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nƣớc thải. Những công trình
xử lý cơ học gồm:
– Song chắn rác: Nƣớc thải dẫn vào hệ thống song chắn giữ các cặn bẩn
có kích thƣớc lớn hay dạng sợi (giấy, rau cỏ, rác) đƣợc gọi chung là rác. Nhờ
đó tránh làm tắc bơm, đƣờng ống hoặc kênh dẫn. Đây là bƣớc quan trọng
nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý
nƣớc thải.

6


Song chắn rác gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau ở trên mƣơng dẫn
nƣớc. Khoảng cách giữa các thanh đan gọi là khe hở. Song chắn rác có thể
phân thành các nhóm nhƣ sau:
- Theo khe hở song chắn phân biệt loại thơ (30 – 200 mm), loại trung
bình (5 – 25 mm). Đối với nƣớc thải sinh hoạt, khe hở song chắn nhỏ hơn 16
mm thực tế ít đƣợc sử dụng.
- Theo đặc điểm cấu tạo phân biệt loại cố định và loại di động.
- Theo phƣơng pháp lấy rác khỏi song chắn phân biệt loại thủ công và cơ
giới [4].
– Bể lắng cát: Bể lắng cát thƣờng dùng để chắn giữ những hạt cặn lớn có
chứa trong nƣớc thải mà chính là hạt cát. Trên trạm xử lý nƣớc thải việc cát
lắng lại trong bể lắng gây khó khăn cho cơng tác lấy cặn. Do đó xây dựng các
bể lắng cát trên trạm xử lý khi lƣợng nƣớc thải > 100 m3/ngày.đêm là cần
thiết.
- Trong bể lắng cát thƣờng giữ lại các hạt có độ lớn thủy lực U

24,2


mm/s, chiếm gần 60% tổng số.
- Theo đặc tính chuyển động của nƣớc, bể lắng cát phân biệt thành: bể
lắng cát ngang nƣớc chảy thẳng, chảy vòng; bể lắng cát đứng nƣớc dâng từ
dƣới lên; bể lắng cát nƣớc chảy xoắn ốc (tiếp tuyến và thống gió).
– Bể lắng: Lắng là phƣơng pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn
không tan ra khỏi nƣớc thải. Tùy theo công dụng của bể lắng trong dây
chuyền công nghệ mà ngƣời ta phân biệt đợt I và đợt II. Bể lắng đợt I đặt
trƣớc cơng trình xử lý sinh học, bể lắng đợt II đặt sau cơng trình xử lý sinh
học.
– Bể lọc: Lọc đƣợc áp dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thƣớc
nhỏ khỏi nƣớc thải, mà các bể lắng không thể loại đƣợc chúng.
Ngƣời ta tiến hành lọc nhờ các vậ liệu lọc, vách ngăn xốp, cho phép
chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất bị giữ lại. Vật liệu lọc thƣờng đƣợc sử

7


dụng là cát thạch anh, than cốc, sỏi, than nâu. Việc lựa chọn tùy thuộc vào
loại nƣớc thải và điều kiện địa phƣơng.
1.3.2. Phương pháp xử lý hóa học
Phƣơng pháp làm sạch nƣớc dựa trên việc tách các chất ô nhiễm bằng
các phản ứng hóa học. Các chất ơ nhiễm sẽ phản ứng với các hóa chất sử
dụng để tạo ra hợp chất dễ loại bỏ, để loại bỏ những chất khó xử lý bằng
phƣơng pháp vật lý và sinh học hoặc để khử trùng cho nƣớc, loại bỏ vi sinh
vật có hại.
1.3.3. Phương pháp xử lý sinh học
Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học là dựa vào khả năng sống
và hoạt động của vi sinh vật có tác dụng phân hóa những chất hữu cơ.
Phƣơng pháp sinh học thƣờng áp dụng cho xử lý nƣớc thải sinh hoạt.

Sử dụng biện pháp keo tụ và tách các hạt keo không lắng, phân hủy các hợp
chất hữu cơ nhờ vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí. Sản phẩm cuối cùng của quá
trình phân hủy sinh học thƣờng là các khí: CO2, CH4, H2S và các chất vơ cơ
NH4+, PO43- và các tế bào mới.
Một số phƣơng pháp thƣờng sử dụng xử lý nƣớc thải bằng phƣơng
pháp sinh học.
– Hồ sinh học: Hồ sinh học hay còn gọi là hồ oxy hóa hoặc hồ ổn định.
Bao gồm một chuỗi gồm 3 đến 5 hồ. Nƣớc thải chảy qua hồ với vận tốc
không lớn đƣợc làm sạch tự nhiên bao gồm cả tảo và các vi khuẩn nên tốc độ
oxy hóa chậm, địi hỏi thời gian lƣu nƣớc lớn (30 đến 50 ngày).
– Lọc sinh học: Bể lọc sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong
đó có các vi sinh vật sinh trƣởng cố định trên lớp màng bám của lớp vật liệu
lọc. Thƣờng nƣớc thải đƣợc tƣới từ trên xuống qua lớp vật liệu bằng đá, hoặc
các vật liệu khác nhau, vì vậy ngƣời ta cịn gọi hệ thống này là bể lọc nhỏ giọt
(trickling fillter).
Màng sinh học gồm các vi khuẩn, nấm và động vật bậc thấp đƣợc nạp
và hệ thống cùng với nƣớc thải.
8


Lọc sinh học đƣợc áp dụng để làm sạch một phần hay toàn bộ chất hữu
cơ phân hủy sinh học trong nƣớc thải và có thể đạt chất lƣợng dịng thải ra với
nồng độ BOD tới 15 mg/l.
– Xử lý trong bể aerotank: Quá trình làm sạch trong bể aerotank diễn ra
theo mức dòng chảy qua của hỗn hợp nƣớc thải và bùn hoạt tính đƣợc sục khí.
Việc sục khí đảm bảo các yêu cầu của quá trình: làm nƣớc bão hịa oxy duy trì
bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.
Bản chất của phƣơng pháp là phân hủy sinh học hiếu khí cùng với việc
cung cấp oxy cƣỡng bức và mật độ vi sinh vật đƣợc duy trì cao (2000 – 5000
mg/l) [9], do vậy tải trọng trong phân hủy hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho

hệ thống xử lý. Tuy nhiên hệ thống xử lý có nhƣợc điểm là cần nhiều thiết bị
và tiêu hao nhiều năng lƣợng.
1.4. Giới thiệu về nguyên lý hoạt động bể Aerotank
Một hệ thống xử lí nƣớc thải sử dụng cơng nghệ bùn hoạt tính lơ lửng
thƣờng có cấu trúc nhƣ hình sau:
Nƣớc thải

Bể lắng 1

Bể lắng 2

Aerotank
Bùn tuần hồn

Xả ra nguồn
tiếp nhận

Xử lý bùn

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống Aerotank dạng tổng quát
Thuyết minh: trƣớc tiên, nƣớc thải sẽ đƣợc đƣa vào bể lắng 1 để loại bỏ
cặn lơ lửng có sẵn trong nƣớc thải. Sau đó nƣớc thải sẽ đƣợc đƣa vào bể
aerotank. Tại đây sẽ xảy ra quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nƣớc thải
bằng vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí (có mặt của oxy) tạo thành CO2,
NH3, sinh khối (tế bào mới) và một số chất khác. Nƣớc thải và bùn sau đó
đƣợc đƣa đến bể lắng 2. Tại đây sẽ xảy ra quá trình tách pha bùn và pha nƣớc.
9


Nƣớc trong sẽ theo máng tràn ra ngoài nguồn tiếp nhận, một phần bùn sẽ

đƣợc bơm tuần hoàn trở lại bể aerotank để bổ sung bùn hoạt tính, phần cịn lại
sẽ đến khu xử lý bùn.
 Bể lắng 1 và bể lắng 2
Thông thƣờng, một hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt sử dụng bùn
hoạt tính lơ lửng dạng xáo trộn hoàn toàn (aerotank) thƣờng dùng bể lắng ly
tâm cho cả hai vị trí trƣớc và sau bể aerotank. Điều này có thể giải thích vì
hiệu quả xử lý của bể lắng ly tâm cao hơn bể lắng ngang, hơn nữa đơn vị xây
dựng chỉ cần tính tốn và thiết kế 1 lần, do vậy có thể tiết kiệm khá nhiều thời
gian và chi phí. Nhƣng trong đề tài này hệ thống đƣợc chọn có bể lắng ngang
trƣớc bể aerotank, vì vẫn đảm bảo đƣợc hiệu quả xử lý và làm đa dạng hơn
các loại bể trong hệ thống. Nhƣ vậy, trong mơ hình xử lý này sẽ có bể lắng 1
là bể lắng ngang, bể lắng 2 là bể lắng ly tâm.
Bể lắng ngang là bể lắng có dạng hình chữ nhật kéo dài trên mặt phẳng.
Nhiệm vụ của bể lắng ngang là loại bỏ các chất lơ lửng trong nƣớc thải.
Hàm lƣợng các chất lơ lửng sau khi ra khỏi bể lắng ngang không đƣợc vƣợt
quá 150mg/l trƣớc khi dẫn đến các cơng trình xử lý sinh học.

Hình 1.2: Các vùng hoạt động trong bể lắng ngang
Bể lắng ly tâm là bể lắng có dạng hình trụ trịn, đáy cơn, có cần gạt thu
bùn. Bể lắng ly tâm thƣờng áp dụng cho nƣớc thải có hàm lƣợng SS cao.

10


Hình 1.3: Mặt cắt bể lắng li tâm
Các cơng thức cơ bản bể lắng 1 và bể lắng 2:
 Có nhiều cách tính tốn bể lắng ngang nhƣ theo tiêu chuẩn thiết kế
TCXD:51 - 2008, theo phƣơng pháp của Jukov A.I hoặc một số phƣơng
pháp khác. Ở đây, đề tài sẽ tính theo tiêu chuẩn thiết kế TCXD:51 2008:
 Chiều dài bể lắng ngang L (m)

V.H
K.U0
 Bán kính bể lắng đứng, bể lắng ly tâm R (m)
L

Q
R √
3,6 .K.U0
Trong đó:
Q – Lƣu lƣợng tính tốn nƣớc thải (m3/h)
H – Chiều sâu tính tốn của vùng lắng (m), theo chỉ dẫn ở điều 7.58;
TCXD 51 : 2008.
V – Vận tốc tính tốn trung bình trong vùng lắng, trong bể lắng ly tâm
là tốc độ tại tiết diện ở điểm giữa tính từ tâm ra biên bán kính (mm/s). Đối với
bể lắng ngang và bể lắng ly tâm V lấy 5 – 10 mm/s;

11


K – Hệ số phụ thuộc loại bể lắng và cấu tạo của thiết bị phân phối và
thu nƣớc, quy định nhƣ sau: K

0,5 đối với các bể lắng ngang;

U0 – Độ lớn thủy lực của hạt cặn (mm/s)
U0

100.K.H
.t.(


KH n
h

)

Trong đó:
: Hệ số kể tới ảnh hƣởng của nhiệt độ của nƣớc đối với độ nhớt
: Thành phần thẳng đứng của tốc độ của nƣớc thải trong bể
t: Thời gian lắng (s) của nƣớc thải trong bình thí nghiệm với chiều sâu
lớp nƣớc h, đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả lắng tính tốn; khi thiếu số liệu
thực nghiệm thì ta lấy theo TCXDVN 51:2008;
n: Hệ số kết tụ, phụ thuộc vào tính chất lơ lửng của các loại hạt chủ
yếu, xác định bằng thực nghiệm phụ thuộc vào tính chất của cặn trong nƣớc
thải. Khi thiếu số liệu thực nghiệm có thể lấy sơ bộ nhƣ sau:
- n lấy 0,25 đối với hạt lơ lửng có khả năng kết tụ trong nƣớc thải sinh
hoạt
- n lấy 0,4 đối với các hạt khống rắn có khối lƣợng riêng 2-3 g/cm3
- n lấy 0,5 cho các hạt cặn nặng có khối lƣợng riêng 5-6 cm3
Trị số (

KH n
h

) khi tính tốn các bể lắng đợt một đối với nƣớc thải sinh hoạt

có thể lấy theo bảng 7-13 trong TCXD 51-2008.
Sau khi xác định L và R thì kiểm tra tốc động thực tế Vth (mm/s) trong
phần lắng.
Đối với bể lắng ngang:
Vth


Q
3,6.H.B

Trong đó:
B – Chiều rộng bể lắng lấy trong khoảng 2 - 5H.

12


Đối với bể lắng ly tâm (tại tiết diện ở giữa bán kính) [3]:
Trƣờng hợp trị số của Vth và V khác nhau cần điều chỉnh lại giá trị của L
và R.
 Bể lắng đợt hai sau bể lọc sinh học đƣợc tính tốn theo tải trọng thủy
lực bề mặt qo (m3/m2.h) nhƣ sau:
q0 3,6.Ks .u0
Trong đó:
uo - độ lớn thủy lực của màng sinh học khi xử lý sinh học hoàn toàn
uo = 1,4 mm/s;
KS: Hệ số sử dụng dung tích
Tất cả các loại bể lắng đợt hai sau aerotank đều tính theo tải trọng thủy
lực qo (m3/m2.h), có tính tới nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotank a (g/l),
chỉ số bùn I (cm3/g) và nồng độ bùn ở phần nƣớc trong at, (mg/l) theo công
thức:
q0

4,5.Ks .H0,8
(0,1.Ia)0,5 - 0,01at

Trong đó:

Ks: là hệ số sử dụng dung tích của vùng lắng, chọn bằng 0,4 đối với bể lắng ly
tâm, 0,35 đối với bể lắng đứng, 0,4 đối với bể lắng ngang;
a: Nồng bùn hoạt tính trong bể aerotank chọn khơng q 15 g/l;
at: Nồng độ bùn hoạt tính ở phần nƣớc trong, chọn không dƣới 10 mg/l.
 Bể aerotank
Bể aerotank là cơng trình nhân tạo dùng để xử lý nƣớc thải bằng
phƣơng pháp sinh học hiếu khí, trong đó ngƣời ta cung cấp oxy và khuấy trộn
nƣớc thải với bùn hoạt tính. Bể aerotank cịn đƣợc gọi là bể bùn hoạt tính hiếu
khí với sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng.

13


Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với những sinh vật sinh trƣởng dạng lơ
lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nƣớc tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục
khí liên tục. Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lƣợng oxy
một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.
Bản chất của phƣơng pháp là phân hủy sinh học hiếu khí cùng với việc
cung cấp oxy cƣỡng bức và mật độ vi sinh vật đƣợc duy trì cao (2.000 mg/l –
5.000 mg/l) [6], do vậy tải trọng trong phân hủy hữu cơ cao và cần ít mặt
bằng cho hệ thống xử lý. Tuy nhiên hệ thống xử lý có nhƣợc điểm là cần
nhiều thiết bị và tiêu hao nhiều năng lƣợng.
Nồng độ oxy hòa tan trong nƣớc ra khỏi bể lắng đợt 2 không đƣợc nhỏ
hơn 2 mg/l.
Tốc độ sử dụng oxy hịa tan trong bùn hoạt tính phụ thuộc vào:
- Tỷ số giữa lƣợng thức ăn (chất hữu cơ có trong nƣớc thải) và lƣợng vi
sinh vật: tỷ lệ F/M;
- Nhiệt độ;
- Tốc độ sinh trƣởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật;
- Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong q trình trao đổi chất;

- Lƣợng các chất cấu tạo tế bào;
- Hàm lƣợng oxy hịa tan.
Để thiết kế và vận hành 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 nƣớc thải và thu năng lƣợng để chuyển hóa
thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hồn tồn thành CO 2,
H2O, NO3 -, SO42-,... Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống
bùn hoạt tính bao gồm nhiều loại vi khuẩn khác nhau cùng tồn tại. Yêu cầu
chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nƣớc thải đƣợc đƣa vào
hệ thống cần có hàm lƣợng SS không vƣợt quá 150 mg/l, hàm lƣợng sản

14


phẩm dầu mỡ không vƣợt quá 25 mg/l, pH

6,5 – 8,5, nhiệt độ 6oC < toC <

37oC.
Một số công thức tính tốn cơ bản [11] và [10]
- Dung tích hữu ích của aerotank đƣợc tính theo công thức:
s .Q.Y(Sc -S)

V

X(1+kd

c)

Trong đó:

: Thời gian lƣu bùn, ngày
Q: Lƣu lƣợng trung bình ngày, m3/ngày
Y: Hệ số sản lƣợng bùn, mgVSS/mgBOD5
Sc: BOD5 của nƣớc thải đầu vào bể aerotank, mg/l
S: BOD5 của nƣớc thải đầu ra bể aerotank, mg/l
X: Nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính, mg/l
kd: Hệ số phân hủy nội bào, ngày-1
- Thời gian nƣớc lƣu lại trong bể:
V
Q

(ngày)

- Lƣu lƣợng khí cung cấp:
Nồng độ oxy tối ƣu đƣợc duy trì trong bể aerotank từ 6 mg/l đến 8
mg/l. Do vậy, ở đây sẽ khơng tính tốn lƣu lƣợng khí cần cung cấp, chỉ chế
tạo hệ thống phân phối khí và đo nồng độ oxy trong bể, sau đó điều chỉnh để
đạt vùng tối ƣu.
-

Lƣu lƣợng bùn tuần hoàn: vì bơm bùn có cơng suất nhỏ nhất

ngồi thị trƣờng là 0,4KWh, tƣơng đƣơng 12m3 bùn/ngày. Thực tế, mơ hình
sử dụng trong đề tài nghiên cứu quá nhỏ để có thể sử dụng bơm bùn.
-

Dựa vào nguyên lý hoạt động bể Aerotank nói chung và đặc tính

nƣớc thải sinh hoạt đề tài sử dụng hệ thống bể Aerotank với sơ đồ nhƣ sau:


15