Phần 1. Mở đầu
Nớc là tài sản chung của nhân loại, là một trong bốn nhân tố tạo nên môi
trờng, có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự sống của con ngời và sinh
vật. Không có nớc thì sự sống của muôn loại trên hành tinh không thể tồn tại đ-
ợc.
Con ngời khai thác từ các nguồn tự nhiên và sử dụng cho nhiều mục đích
khác nhau nh phục vụ ăn uống sinh hoạt của chính con ngời, nớc dùng cho các
mục dích hoạt động nông nghiệp, cho sản xuất công nghiệp, cho các hoạt động
giao thông, cho rất nhiều hình thức dịch vụ ... Nớc sử dụng cho những mục đích
trên lại đợc thải lại vào chính nguồn nớc nơi mà con ngời đã khai thác cho mục
đích sử dụng của mình. Tất cả những hoạt động đó do thiếu quản lý hay hiểu
biết đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nớc và ở nhiều lúc, nhiều nơi đã trở
nên trầm trọng.
Nớc có vai trò quan trọng đối với sự sống nhng nớc không phải là vô tận.
Khoảng 97% khối lợng nớc trên bề mặt trái đất là nớc mặn chỉ có một phần nhỏ
là nguồn nớc ngọt, con ngời có thể khai thác một phần nhỏ lợng nớc ngọt phục
vụ cho nhu cầu của mình .
Nguồn nớc ngọt vốn đã rất hạn chế đối với nhu cầu ngày càng tăng của
con ngời vậy mà tại nhiều khu vực kể cả nớc mặt lẫn nớc ngầm đang bị ô nhiễm
nghiêm trọn: nh nớc thải không đợc xử lý từ các nhà máy, xí nghiệp, từ các loại
dịch vụ và từ các khu vực đô thị đã đợc thải vào các nguồn nớc nhận. Đã có rất
nhiều ví dụ về sự ô nhiễm nớc tại một số khu vực trên thế giới, đặc biệt là tại
các đô thị và khu công nghiệp lớn.
ở Việt Nam bảo vệ tài nguyên nớc bị cạn kiệt và tránh sự ô nhiễm gây
ảnh hởng đến sức khoẻ cộng đồng là vấn đề đợc xã hội quan tâm rất nhiều. Đã
có nhiều chính sách đợc áp dụng nhằm bảo vệ nguồn nớc, ngăn chặn các hành
vi gây ô nhiễm nguồn nớc. Nhiều công nghệ đã đợc nghiên cứu và áp dụng
1
nhằm làm sạch lại nớc thải sinh hoạt hay sản xuất đê có thể tái sử dụng lại cho
những múc đích khác nhau.
Để góp phần nghiên cứu các giải pháp công nghệ nhằm làm sạch nớc ô

hoá), COD (nhu cầu oxy hoá học), kim loại ...
chất lợng sinh học: số lơng khuẩn các loại ...
Khi nớc chịu tác động của các chất bẩn từ các hoạt động tự nhiên hay
nhân tạo, chất lợng nớc sẽ xấu đị so với yêu cầu hay so với tiêu chuẩn quy định,
khi đó nớc trở thành bị ô nhiễm.
Nớc ô nhiễm là nớc có các chỉ tiêu lệch với tiêu chuẩn, thí dụ:
pH vợt quá giới hạn 6-8,5
BOD5 lớn hơn 6 mg/L
hàm lợng dầu vợt quá ...
lợng Coliorm vợt quá ....
thì khi đó nớc không đủ tiêu chuẩn để làm nớc cấp cho sinh hoạt nữa.
Trong nhiều thập kỷ gần đây, do thiếu hiểu biết và thiếu các biện pháp
quản lý cho nên nhiều nơi trên thế giới và ở Việt nam một số nguồn nớc, bao
3
gồm cả nớc mặt và nớc ngầm đã bị ô nhiễm bởi nhiều chất ô nhiễm khác nhau
từ các nguồn ô nhiễm khác nhau.
Chúng ta biết rắng 3/4 bề mặt trái đất là nớc (khoảng 1,4 tỷ km
3
)

trong đó
chỉ có một phần rất nhỏ là nớc ngọt bao gồm cả nớc mặt (sông, ngòi , hồ , ao...)
và nớc ngầm chứa trong các tầng của địa quyển.
Con ngời khai thác nớc phục vụ cho nhu cầu của mình. Theo số liệu
thống kê thì 73% lợng nớc ngọt dùng cho sản xuất nông nghiệp, 21% dùng cho
sản xuất công nghiệp và 6% dùng cho sinh hoạt của con ngời. Lợng nớc ngọt
vốn đã ít nhng hiện nay đang chịu sự ô nhiễm nghiêm trọng do các hoạt động
của con ngời gây ra dẫn đến kết quả làm ảnh hởng đến chất lợng nớc.
Thay đổi giá trị pH của nớc ngọt do ô nhiễm bởi H
2

tuổi bị chết do các bệnh tật vì nớc sinh hoạt không sạch.
Nớc thải sinh hoạt có chứa nhiều các hợp chất hữu cơ dễ hay khó phân
huỷ và hệ vi sinh vật rất đa dạng trong đó có tất cả các vi sinh vật hiếu khí, yếm
4
khí, virút gây bệnh, vi sinh vật gây bệnh đặc biệt là các bệnh truyền nhiễm , tiêu
hoá (tả , lỵ . . . ) . Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO) ở các nớc đang phát triển
có tới 60% dân số thiếu nớc sạch để sử dụng và 80% bệnh tật có liên quan đến
nguồn nớc bị nhiễm bẩn. Trên thế giới, mỗi ngày có 25.000 ngời, mỗi năm có
25 triệu trẻ em bị chết vì phải dùng nớc bẩn. Nguyên nhân là do bệnh tả một
căn bệnh phổ biến do nguồn nớc bị nhiễm bẩn. Thơng hàn cũng là một căn
bệnh lan truyền qua đờng uống.
2.II. Phân loại n ớc thải và nguồn gốc gây ô nhiễm
2.II.1 Phân loại n ớc thải .
Nớc thải là nớc sau khi đã sử dụng và đợc thải vào các nguồn tiếp nhận n-
ớc thải.
Một trong các cách phân loại nớc thải là có thể phân loại nớc thải theo
nguồn gốc phát sinh ra chúng, đó là cơ sở trong việc lựa chọn các biện pháp để
quản lý hoặc công nghệ xử lý thích hợp. Theo cách phân loại này, có các loại n-
ớc thải sau :
Nớc thải sinh hoạt: Là nớc thải đợc thải từ các khu dân c, khu hoạt
động thơng mại, khu vực công sở, trờng học và các cơ sở tơng tự
khác.
Nớc thải công nghiệp va dịch vụ: Là nớc thải đợc thải từ các quá trình
công nghệ hay dịch vụ có sử dụng nớc và thành phần của nớc thải phụ
thuộc vào công nghệ hay dịch vụ.
Nớc thải của sản xuất nông nghiệp : Thờng là nớc tới tiêu trong trồng
trọt hay nớc ừ các khu vực nuôi và trồng : Chất hũ cơ, phân hoá học,
thuốc trừ sâu .
Nớc thải bệnh viện : Số lợng vi sinh vật lớn và đa dạng, nhiều vi sinh
vật gây bệnh đặc biệt là các bệnh truyền nhiễm các hoá chất độc hại,

trong môi trờng tự nhiên, nhng rất dễ thối rữa gây ra ô nhiễm mùi và màu, và có
6
đặc trng là trị số BOD rất cao. Các nhà máy xí nghiệp dệt nhuộm thải ra môi tr-
ờng ngoài xơ sợi, xút và axit, còn có nhiều hợp chất màu, chất trợ nhuộm, chất
tảy ... là những hợp chất có thể khó phân huỷ và rất độc với môi trờng thuỷ sinh.
Nớc thải ngành dệt nhuộm có đặc trng là giá trị COD rất cao. Công nghiệp giấy
và bột giấy thải ra nớc thải có chứa nhiều chất xơ sợi từ tre gỗ nứa, các hợp chất
dạng lignin rất khó phân huỷ, các chất hữu cơ khác cũng rất độc cho môi trờng,
đợc biểu hiện qua giá trị BOD , COD cao . . .
2.II.2.3 N ớc thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp .
Nớc từ cánh đồng, vờn hoa quả mang theo một lợng lớn các chất bảo vệ
thực vật. Các loại phân bón hóa học hay phân động vật bón cho đồng rộng theo
nớc ma chảy tràn đã gây ra ô nhiễm nguồn nớc, thí dụ làm giàu amoni và
phospho trong nớc thải nên gây tình trạng phì dỡng (nồng độ nitơ và photpho
cao, làm phát triển mạnh các loại tảo trong nớc) cho ao, hồ. Đặc biệt là thuốc
trừ sâu, diệt cỏ chứa chất hữu cơ và kim loại có độc tính cao đối với ngời và
động vật. Trong nớc thải từ hoạt đọng nông nghiệp còn có nớc thải từ các
chuồng trại chăn nuôi chứa nhiều phân động vật gây ra ô nhiễm hữu cơ. ô hiễm
mùi và màu cho nguồn nớc nhận. ở Việt nam sự ô nhiễm này là rất trầm trọng
do lợng phân bón, thuốc trừ sâu đợc sử dụng với lợng lớn để đạt năng suất cây
trồng cao.
2.II.2.4 Sự ô nhiễm n ớc từ các bãi rác và các chất thải rắn .
Khi ma, nớc ma cuốn trôi các chất thải rắn nhất là ở các bãi rác vào
nguồn nớc mặt đồng thời các chất bẩn cũng bị ngấm xuống nớc ngầm gây ô
nhiễm ảnh hởng đến chất lợng nớc mặt và nớc ngầm. Hiện nay ở Việt nam do
các bãi rác cha đợc thiết kế đúng tiêu chuẩn nên nớc rác từ các nơi đổ rác không
đợc thu gom và xử lý, dẫn đến việc nớc rác làm ô nhiễm nguồn nớc và đất. Nớc
rác chứa rất nhiều các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ có độc tính cao cho ngời và
7
các hệ sinh thải trong nguồn nớc nhận. Tính trung bình 1 ngày một ngời thải 0,5

đơc trong môi trờng xử lý. Muốn vậy thì nớc thải đợc xử lý sinh học phải thoả
mãn các điều kiện sau:
- Nớc thải không có chất độc với vi sinh vật nh các kim loại nặng, dẫn
xuất phenol và cyanua, các chất thuộc loại thuốc trừ sâu và diệt cỏ, hoặc nớc
thải không đợc có hàm lợng axit hay kiềm cao quá, không đợc chứa dầu mỡ
- Trong nớc thải hàm lợng các chất hữu cơ dễ phân huỷ so với các chất
hữu cơ chung phải đủ lớn, điều này thể hiện qua tỷ lệ giá trị hàm lợng BOD /
COD

0,5 .
2.III.2 Nguyên lý của quá trình ôxy hoá sinh học
Cơ chế của quá trình :
Quá trình ôxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ trong môi trờng nớc
thải chính là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ của các vi sinh vật.
Qúa trình này gồm ba giai đoạn, diễn ra với tốc độ khác nhau nhng có
quan hệ chặt chẽ với nhau.
-Giai đoạn khuyếch tán chất hữu cơ từ nớc thải tới bề mặt các tế bào vi
sinh vật. Tốc độ của giai đoạn này do quy luật khuyếch tán và trạng thái thuỷ
động của môi trờng quyết định.
-Giai đoạn chuyển các chất hữu cơ đó qua màng bán thấm của tế bào do
sự chênh lệch bên trong và bên ngoài của tế bào .
-Giai đoạn chuyển hoá sinh hoá các chất trong tế bào vi sinh vật, để tạo
ra năng lợng, tổng hợp tế bào mới và có thể tạo ra các chất mới.

9
2.III.3 Tác nhân sinh học trong quá trình xử lý .
Vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học là vi sinh vật. Hệ vi sinh
vật trong nớc nói chung và trong nớc thải nói riêng rất đa dạng và phong phú,
phụ thuộc vào bản chất của nớc và nớc thải cũng nh các điều kiện về môi trờng.
Thờng trong nớc thải có chứa nhiều loài: vi khuẩn, nguyên sinh động vật,

lên.

2.III.4 Các ph ơng pháp sinh học xử lý n ớc thải và các hình thức xử lý
n ớc thải
2.III.4.1 Các ph ơng pháp sinh học xử lý n ớc thải.
+Phơng pháp hiếu khí :
Sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí (để đảm bảo hoạt động sống của
chúng cần cung cấp ôxy liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng20
0
C - 40
0
C)
Phơng trình sinh hoá tổng quát các phản ứng ôxy hoá sinh hoá ở điều
kiện hiếu khí
CxHyOzN+(x+y/3+z/3+3/4)O
2

xCO
2
+(y-3/2)H
2
0+NH
3
+E (1)
CxHyOzN +NH
3
+O
2



5
H
7
NO
2
+ 50
2
vsv

5CO
2
+ NH
3
+ 2H
2
O +E

NH
3
+O
2v sv
HNO
2
+ O
2

vsv

Tuy nhiên việc xử lý nớc thải bằng phơng pháp này đơn giản, hiệu quả xử lý cao
: 90% các chất hữu cơ có thể đợc xử lý, không còn vi sinh vật gây bệnh trứng kí
sinh trùng nhờ ánh sáng mặt trời .
Phơng pháp này phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện tự nhiên, đồng thời hệ
thống mơng dẫn hở và bụi sơng nớc thải khi hun có thể gây ra ô nhiễm thứ cấp
cho môi trờng không khí .
Hồ sinh học :
Trong hồ sinh học diễn ra các quá trình sinh hoá liên tiếp. Trớc tiên, các
chất hữu cơ bị vi sinh vật phân huỷ. Các sản phẩm tạo thành từ sự phân huỷ sẽ
đợc rong tảo trong hồ sử dụng để làm nguồn dinh dỡng. Hoạt động sống của
rong tảo và các thực vật trong hồ lại là nguồn tạo ra oxy tự do hoà tan trong nớc
để vi sinh vật sử dụng để phát triển sinh khối.
Có nhiều loại xử lý bằng phơng pháp hồ sinh học nh sau:
Hồ yếm khí:
Là phơng pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí phân huỷ các chất bẩn
hoà tan và lắng trong lớp bùn trầm tích của hồ. Chất lợng nớc sau xử lý do vậy
cho hiệu quả không cao: BOD vẫn ở mức nồng độ : 100
ữ
300 mg / l .
Hồ hiếu khí tuỳ tiện :
Là loại hồ phổ biến trong thực tế xử lý nớc thải. Trong hồ diễn ra hai quá
trình song song.
- Oxy hoá sinh hoá hiếu khí các chất bẩn hoà tan.

13
- Lên men metan ( yếm khí ) cặn lắng ở đáy hồ.
Hồ hiếu khí ( hồ hiếu khí làm thoáng tự nhiên )
Khi đó oxy đợc cấp vào nhờ khuyếch tán qua mặt thoáng chủ yếu nhờ
khả năng quang hợp của rong tảo.
Hồ sinh học có khả năng xử lý lợng nớc thải lớn và có tải lợng ô nhiễm

aeroten kiểu đẩy .
aeroten khuấy trộn .
aeroten trung gian .
@ Phân loại theo tải trọng :
aeroten tải trọng thấp .
aeroten tải trọng trung bình .
aeroten cao tải .
+Hệ thống lọc sinh học .
a. Nguyên lý :
Phơng pháp lọc sinh học là một quá trình lọc nớc thải qua môt hệ thống
vật liệu lọc mà trên đó xẩy ra các phản ứng sinh hoá (oxy hoá sinh học các chất
hữu cơ). quá trình lọc đợc thực hiện trong các bể lọc sinh học: là một hệ thống
vi sinh vật sinh trởng và đợc cố định tạo thành lớp màng bám trên bề mặt môi
trờng lọc. Nớc thải chảy trên bề mặt đó và tiếp xúc với màng sinh vật, các chất
hữu cơ và oxy hoà tan khuyếch tán qua màng và ở đó diễn ra quá trình trao đổi
chất. Từ các quá trình trao đổi chất CO
2
đợc thải ra ngoài màng.
Bể lọc có thể có dạng hình hộp hoặc hình trụ,trong đó có chứa vật liệu
lọc dạng xốp tự nhiên hay nhân tạo và có kích thớc hạt thay đổi lọc 1,5 2cm.
Nớc thải đợc dẫn và phân phối đều trên bề mặt lớp vật liệu lọc và đợc lọc qua

15