ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong những thập niên gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung và ô
nhiễm nước nói riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại. Vấn đề ô
nhiễm môi trường và bảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là
những vấn đề cấp bách trong quá trình phát triển kinh tế xã hội trong giai đoạn
khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão. Để phát triển bền vững chúng ta
cần có những giải pháp, trong đó có giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế, loại bỏ
các chất ô nhiễm do hoạt động sống và sản xuất thải ra môi trường. Một trong
những biện pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường và chống ô nhiễm
nguồn nước là tổ chức thoát nước và xử lý nước thải trước khi xả vào nguồn
tiếp nhận.
Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa tại thành phố Tân An diễn
ra nhanh chóng, với bước phát triển từ thị xã trở thành thành phố trực thuộc
tỉnh đạt chuẩn đô thị loại 3. Kéo theo đó là sự gia tăng dân số nhanh chóng,
nhất là sự gia tăng dân số do di cư đến thành phố Tân An. Nước thải, rác thải
sinh ra từ quá trình sản xuất, sinh hoạt của người dân chưa được thu gom xử lý,
hoặc có nhưng ở quy mô rất nhỏ, điều này làm cho môi trường tại đây ngày
càng ô nhiễm nghiêm trọng.
Vấn đề đặt ra là phải thiết kế xây dựng cho thành phố Tân An một hệ
thống xử lý nước thải sinh hoạt nhằm cải thiện tình trạng ô nhiễm của nước thải
khi xả ra nguồn tiếp nhận là sông Vàm Cỏ Tây.
2. Mục tiêu của đề tài
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt mới cho thành phố
Tân An, đáp ứng được yêu cầu xử lý đặt ra hiện nay.
3. Giới hạn của đề tài
Quá trình thực hiện đề tài có một số giới hạn sau:
- Thời gian thực hiện đề tài ngắn: từ 01.04.2011 đến 12.07.2011
- Đề tài được thực hiện trên kết quả khảo sát đặc tính nước thải sinh
hoạt của khu dân cư thành phố Tân An trên địa bàn phường 1, 2, 3, từ đó tính
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
CHƯƠNG I:
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1.1 Phương pháp xử lý cơ học
Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp
chất không tan (rác, cát, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi ) ra khỏi
nước thải, điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.
Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học thông dụng gồm
có:
1.1.1. Song chắn rác và lưới chắn rác
a. Song chắn rác
Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại
các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích
thước lơn như: nhánh cây, gỗ, lá cây, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác,
đồng thời bảo vệ các công trình và thiết bị phía sau như tránh hỏng bơm, tránh
tắc nghẽn đường ống, mương dẫn.
Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn rác được chia thành 2 loại:
* Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ: 30 ÷ 200 mm.
* Song chắn rác tinh có khoảng cách giữa các thanh từ: 5 ÷ 25 mm.
Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong
nước thải để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo. Kích thước
tối thiểu của rác được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim
loại của song chắn rác. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng
chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ
công hoặc cơ giới. Tốc độ nước chảy (v) qua các khe hở nằm trong khoảng
(0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s). Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe
hở của các song thay đổi.
Song chắn rác với cào rác thủ công chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ có
Hình 1.1: Song chắn rác
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặmg như: cát, sỏi, mảnh thủy
tinh, mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài
mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý sau. Trong nước thải, bản thân cát
không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình
và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn
trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và
tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải có
bể lắng cát. Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể
lắng sơ cấp. Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên
việc đặt sau song chắn có lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn. Trong bể lắng
cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng.
Ở đây phải tính toán thế nào để cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ
lắng xuống còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi. Chú ý thời gian lưu tồn
nước nếu quá nhỏ sẽ không bảo đảm hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ có các chất
hữu cơ lắng. Các bể lắng thường được trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới
đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường ray để cơ giới hóa việc xả cặn.
Bể lắng cát gồm những loại sau:
− Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài
của bể. Bể có thiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể.
− Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thân bể. Nước
được dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể. Chế độ dòng chảy
khá phức tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi
lên, trong khi đó các hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy.
− Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được
dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu và máng tập trung rồi dẫn
ra ngoài.
− Bể lắng cát làm thoáng (Bể lắng cát thổi khí): Để tránh lượng chất hữu
cơ lẫn trong cát và tăng hiệu quả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông
− Bể điều hòa lưu lượng
− Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng
Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay
ngoài dòng thải xử lý. Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng
kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương
án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó. Vị trí
tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý,
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
và phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính
của nước thải.
1.1.5. Bể lắng
Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra
khỏi nước thải.
Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:
− Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách
các chất rắn, chất bẩn lơ lững không hòa tan.
− Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các
cặn vi sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận
Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng cũng được chia
thành các loại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể
lắng tiếp tuyến (bể lắng radian).
1.1.6. Bể lọc
Nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho
nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho một số
loại nước thải công nghiệp.
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải
được 60% các tạp chất không hoà tan và 20% BOD, hiệu quả xử lý có thể đạt
tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35 % theo BOD bằng các biện pháp
nặng ra khỏi nước thải. Mặt khác muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương
pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về 6.6 -7.6
Trung hòa bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung
dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hòa dịch nước thải.
Một số hóa chất dung để trung hòa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO,
Mg(OH)
2
, CaO0.6MgO0.4, (Ca(OH)
2
)0.6(Mg(OH)
2
)0.4, NaOH, Na
2
CO
3
,
H
2
SO
4
, HCl, HNO
3
, …
Các phương pháp trung hòa bao gồm:
- Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước
thải chứa kiềm
- Trung hòa dịch thải có tinh acid, dùng các loại chất
kiềm như: NaOH, KOH, NaCO
3
, NH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
Sử dụng đông tụ hiệu quả khi các hạt keo phân tán có kích thước 1-100µm. Để
tạo đông tụ, cần có thêm các chất đông tụ như:
• Phèn nhôm: Phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O. Độ hòa tan của phèn
nhôm trong nước ở 20
0
C là 362 g/l. pH tối ưu từ 4.5-8.
Phèn nhôm: cho vào nước chúng phân ly thành Al
3+
Al
3+
+ 3H
2
O == Al(OH)
3
+ 3H
+
Độ pH của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thuỷ phân:
pH > 4.5 : không xảy ra quá trình thuỷ phân.
pH = 5.5 – 7.5 : đạt tốt nhất.
pH > 7.5 : hiệu quả keo tụ không tốt.
Nhiệt độ của nước thích hợp vào khoảng 20 - 40
tạo thành Fe(OH)
3
- pH thích hợp là 8 – 9 => có kết hợp với vôi thì keo tụ tốt hơn.
- Phèn FeSO4 kỹ thuật chứa 47-53% FeSO4.
- Phèn Fe (III):
Fe
3+
+ 3H
2
O = Fe(OH)
3
+ 3H
+
- Phản ứng xảy ra khi pH > 3.5
- Hình thành lắng nhanh khi pH =5.5 - 6.5
• Các muối FeCl
3
.6H
2
O, Fe
2
(SO
4
)
3
.9H
2
O, MgCl
2
phương pháp sinh hoá (đó là những kim loại nặng như đồng, chì, niken, coban,
sắt, mangan, crom, ). Vì vậy để xử lý những chất độc hại, người ta thường
dùng phương pháp hoá học và hoá lý, đặt biệt thông dụng nhất là phương pháp
oxy hoá khử.
Oxy hoá bằng Clo.
Clo và các chất có chứa Clo hoạt tính là những chất oxy hoá có thể lợi
dụng để tách H
2
S, hyđrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua
ra khỏi nước thải.
Oxy hoá bằng hyđro peoxit
Hyđro peoxit H
2
O
2
là một chất lỏng không màu có thể trộn lẫn với nước
ở bất kỳ tỉ lệ nào. H
2
O
2
được dùng để oxy hoá các nitrit, các aldehit, phenol,
xyanua, các chất thải chứa lưu huỳnh và các chất nhuộm mạnh.
Oxy hoá bằng oxy trong không khí
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
Ngoài chức năng là oxy trong không khí được sử dụng để tách sắt ra
khỏi nước cấp, oxy còn sử dụng để oxy hoá sunfua trong nước thải của nhà
máy giấy, chế biến dầu mỏ. Quá trình oxy hoá hyđrosunfua thành sunfua lưu
huỳnh diễn ra qua các giai đoạn thay đổi hoá trị của lưu huỳnh từ -2 đến -6.
2
+ H
2
SO
4
= H
2
AsO
4
+ MnSO
4
+ H
2
O.
Khi tăng nhiệt độ sẽ làm tăng mức độ oxy hoá. Chế độ oxy hoá tối ưu
như sau: Lượng MnO2 tiêu tốn: MnO2 bằng 4 lần so với lượng tính toán theo
lý thuyết : độ axit của nước là 30 – 40 g/l ; nhiệt độ của nước là 70
0
C – 80
0
C.
Quá trình oxy hoá này thường được tiến hành bằng cách lọc nước thải qua lớp
vật liệu MnO2 buộc khuấy trộn nước thải với vật liệu MnO2.
Ozon hóa
Phương pháp này dùng để khử tạp chất nhiễm bẩn, khử màu, khử các vị
lạ có trong nước. Quá trình oxy hoá có thể làm sạch nước thải khỏi phenol, sản
xuất dầu mỏ, H
2
S, các hợp chất Asen, các chất hoạt động bề mặt, xyanua, chất
nhuộm,
phân hủy nhanh chóng trong môi trường có chứa 5% TiO
2
và chiếu sáng với
nguồn sáng có bước sóng 350 nm (Carey and Oliver, 1980). Đầu tiên CN
-
bị
oxy hóa thành CNO
-
. Sau đó hàm lượng CNO
-
giảm dần chứng tỏ nó tiếp tục bị
oxy hóa.
Quá trình quang xúc tác xảy ra với bức xạ có bước sóng nhỏ hơn 4200
oA
tạo
nên oxy hoạt tính phân hủy hoàn toàn các chất thải hữu cơ thành CO
2
và nước
(Nemerow và Dasgupta, 1991).
1.3 Phương pháp xử lý hóa lý
Trong dây chuyền công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường được áp
dụng sau công đoạn xử lý cơ học. Phương pháp xử lý hóa lý bao gồm các
phương pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cô đặc, lọc ngược
Phương pháp hóa lý được sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân
tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan, có nhiều ưu điểm như:
+ Loại được các hợp chất hữu cơ không bị oxy hóa sinh học.
+ Không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật.
+ Có thể thu hồi các chất khác nhau.
+ Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn.
SVTH: Lê Tiến Kỳ
tuyển nổi không áp; tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước).
Biện pháp này được sử dụng rộng rãi với nước thải chứa chất bẩn kích
thướt nhỏ vì nó cho phép tạo bọt khí rất nhỏ. Thực chất của biện pháp này là
tạo ra một dung dịch (nước thải) bão hoà không khí. Sau đó không khí tự tách
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
ra khỏi dung dịch ở dạng các bọt khí cực nhỏ. Khi các bọt khí này nổi lên bề
mặt sẽ kéo theo các chất bẩn.
Tuyển nổi với tách không khí từ nước phân biệt thành : tuyển nổi chân
không, tuyển nổi không áp, tuyển nồi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí - nước.
1.3.5. Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hoá học.
Tuyển nổi điện.
Khi dòng điện một chiều đi qua nước thải, ở một trong các điện cực (catot)
sẽ tạo ra khí hydro. Kết quả nước thải được bão hoà bởi các bọt khí và khi nổi
lên kéo theo các chất bẩn không tan tạo thành váng bọt bề mặt. Ngoài ra nếu
trong nước thải chứa các chất bẩn khác là các chất điện phân thì khi dòng điện
đi qua sẽ làm thay đổi thành phần hoá học và tính chất của nước, trạng thái các
chất không tan do có các quá trình điện ly, phân cực, điện chuyển và oxy hoá
khử xãy ra.
Cường độ của các quá trình này phụ thuộc vào các yếu tố:
Thành phần hoá học nước thải
Vật liệu các điện cực (tan hoặc không tan)
Các thông số của dòng điện : điện thế, cường độ, điện trở suất.
Tuyển nổi sinh học và hoá học
Dùng để cô đặc từ bể lắng dợt 1 . Cặn từ bể lắng đợt 1 được tập trung vào
một bể đặc biệt vào được đun nóng tới nhiệt độ 35 – 55
0
C trong vài ngày. Do
sinh vật phát triển làm lên men chất bẩn tạo bọt khí nổi lên, kéo theo cặn cùng
• Tháp trích ly kiểu vòi phun tia.
Đối với vòi phun, mức độ phân tán dung môi nhờ các vòi phun là yếu tố
quyết định. Nếu chọn đúng loại vòi phun, kích thướt và điều kiện công tác của
nó có thể đạt được mức độ phân tán cao.
• Tháp trích ly với đĩa roto quay
Tháp trích ly với đĩa rôto là một tháp trụ, theo chiều cao chia thành
nhiều ngăn bằng các vách có thể trích ly được các chất bẩn dạng nhũ tương
trong nước thải.
Hiệu suất và khả năng vận chuyển cũa thiết bị trích ly này tuỳ thuộc vào
kích thướt bên trong: đường kính tháp, đường kính đĩa, đường kính các vòng
stato và chiều cao mỗi ngăn.
• Tháp trích ly kiểu rung
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
Tháp trích ly kiểu rung tạo ra trong tháp các pha nước – dung môi được
phân tán và khuấy trộn nhờ chuyển động thẳng, vòng dọc theo trục tháp.
• Tháp trích ly kiều lắng – trộn.
Tháp trích ly kiểu lắng trộn được dùng với lưu lượng lớn và số bậc khá
cao. Theo cấu tạo, có thể là loại đứnghoặc loại ngang.
1.3.7. Hấp thụ
Phương pháp này được dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hoà tan vào nước
mà phương pháp xử lý sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ được
với hàm lượng rất nhỏ. Thông thường đây là các hợp chất hoà tan có độc tính
cao hoặc các chất có mùi vị và màu khó chịu.
Các chất hấp thụ thướng dùng là: than hoạt tính, đất sét hoặc silicagel, keo
nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất như xỉ mạ sắt,…
Trong số này, than hoạt tính được dùng phổ biến nhất. Các chất hữu cơ kim
loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp thụ. Lượng chất hấp thụ này tuỳ thuộc
vào khả năng hấp thụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn trong nước thải.
Phương pháp này cho phép thu hồi các kim loại có giá trị và đạt được mức
độ xử lý cao. Vì vậy nó là phương pháp để ứng dụng rộng rãi để tách muối
trong xử lý nước cấp và nứơc thải.
Một số khái niệm về quá trình trao đổi ion
Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn
trao đồi ion với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau.
Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan
trong nước.
Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là các
cationit. Những chất này mang tính axit. Những chất có khả năng hút các ion
âm gọi là anionit và chúng mang tính kiềm. Nếu như các ion nào đó trao đổi cả
cation và anion thì người ta gọi chúng là các ionit lưỡng tính.
Các chất trao đổi ion
Các chất trao đổi tion có thể là các chất vô cơ hay hữu cơ có nguồn gốc
tự nhiên hay tổng hợp nhan tạo. Nhóm các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm
có các zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau, …
- Các chất chứa nhôm silicat loại:
Na
2
O.Al
2
O
3
.nSiO
2
.mH
2
O.
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 18
• Cơ sở quá trình trao đổi ion
Cơ chế trao đổi ion có thể gồm những giai đoạn sau:
- Di chuyển ion A từ nhân của dòng chất thải lỏng tới
bề mặt của lớp biên giới màng chất lỏng bao quanh hạt trao đổi ion.
- Khuếch tán lớp ion qua lớp biên giới.
- Chuyển ion đã qua biên giới phân pha và hạt nhựa
trao đổi.
- Khuếch tán ion A bên trong hạt nhựa trao đổi tới các
nhóm chức năng trao đổi ion
- Phản ứng hoá học trao đổi ion A và B
- Khuếch tán ion B bên trong hạt trao đổi ion tới biên
giới phân pha.
- Chuyển các ion B qua biên giới phân pha ở bề mặt
trong của màng chất lỏng.
- Khuếch tán các ion B qua màng
- Khuếch tán các ion B vào nhân dòng chất lỏng.
1.3.11. Tách bằng màng
Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha
khác nhau. Nó có thể là chất rắn, hoặc một gel (chất keo) trương nở do dung
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
môi hoặc thậm chí cả một chất lỏng. Việc ứng dụng màng để tách các chất, phụ
thuộc vào độ thấm của các hợp chất đó qua màng.
Phân loại:
a. Thẩm thấu ngược
Khái niệm: Thẩm thấu là sự di chuyển tự phát của dung môi từ một
dung dịch loãng vào một dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm. Ơ tại một áp
suất nhất định, sự cân bằng được thiết lập thì áp suất đó được gọi là áp suất
thẩm thấu.
Trong các bể bùn hoạt tính một phần chất thải hữu cơ sẽ được các vi khuẩn
hiếu khí, kị khí và hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy năng lượng để tổng
hợp các chất hữu cơ tạo thành tế bào vi khuẩn mới. Vi khuẩn trong bể bùn hoạt
tính thuộc các giống Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter,
Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn
nitrát hóa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngoài ra còn có các loại hình sợi
như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và Geotrichum. Ngoài các
vi khuẩn các vi sinh vật khác cũng đóng vai trò quan trọng trong các bể bùn
hoạt tính. Ví dụ như các nguyên sinh động vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làm
cho nước thải đầu ra sạch hơn về mặt vi sinh.
Khi bể xử lý được xây dựng xong và đưa vào vận hành thì các vi khuẩn
có sẵn trong nước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của các vi
khuẩn trong một mẻ cấy vi khuẩn. Trong thời gian đầu, để sớm đưa hệ thống
xử lý vào hoạt động ổn định có thể dùng bùn của các bể xử lý đang hoạt động
gần đó cho thêm vào bể mới như là một hình thức cấy thêm vi khuẩn cho bể xử
lý. Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn:
• Giai đoạn thích nghi (lag-phase): Xảy ra khi bể bắt đầu đưa vào
hoạt động và bùn của các bể khác được cấy thêm vào bể. Đây là giai đoạn để
các vi khuẩn thích nghi với môi trường mới và bắt đầu quá trình phân bào.
• Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): Giai đoạn này các tế
bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng. Tốc độ phân bào
phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lượng thức ăn trong
môi trường.
• Giai đoạn cân bằng (stationary phase): Lúc này mật độ vi khuẩn
được giữ ở một số lượng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này là các chất
dinh dưỡng cần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết,
số lượng vi khuẩn sinh ra bằng với số lượng vi khuẩn chết đi.
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
thải theo điều kiện tự nhiên người ta dùng cánh đồng tưới công cộng và cánh
đồng lọc.
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 23
Hình 1.5: Đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong bể xử lý sinh học
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân
Nguyên tắc hoạt động : Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới, cánh
đồng lọc dựa trên khả năng giữ các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất
như đi qua lọc, nhờ có oxy trong các lỗ hỏng và mao quản của lớp đất mặt, các
VSV hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng sâu xuống,
lượng oxy càng ít và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ càng giảm xuống dần.
Cuối cùng đến độ sâu ở đó chỉ xảy ra quá trình khử nitrat. Đã xác định được
quá trình oxy hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp đất mặt sâu tới 1.5m. Vì vậy các
cánh đồng tưới và bãi lọc thường được xây dựng ở những nơi có mực nước
nguồn thấp hơn 1.5m so với mặt đất.
1.4.2.2 Ao hồ sinh học
Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa.
Phương pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt
động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao. Quy trình được tóm
tắt như sau:
Nước thải → loại bỏ rác, cát, sỏi → Các ao hồ ổn định → Nước đã xử lý.
• Hồ hiếu khí.
Ao nông 0,3 – 0,5 m có quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu
nhờ các vi sinh vật. gồm 2 loại: Hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân
tạo.
• Hồ kị khí.
Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh
vật kị khí hoạt động sống không cần oxy của không khí. Chúng sử dụng oxy từ
các hợp chất như nitrat, sulfat Để oxy hóa các chất hữu cơ và các loại rươu và
khí CH
1.4.3.1. Các công trình xử lý sinh học hiếu khí
Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa sào sự hoạt động
sống của si sinh vật hiếu khí. Trong bể Aeroten, các chất lơ lửng đóng vai trò là
các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các
bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẩm
chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô
số vi khuẩn và vi sinh vật khác. Các vi sinh vật đồng hóa các chất hữu cơ có
trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống. trong quá
trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phóng năng
lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Như vậy các chất hữu cơ có
trong nước thải được chuyển hóa thành các chất vô cơ như H
2
O, CO
2
không
độc hại cho môi trường.
Quá trình sinh học hiếu khí có thể diễn ra tóm tắt như sau:
SVTH: Lê Tiến Kỳ
Trang 25
Vi sinh vật hiếu khí
Chất hữu cơ + O
2
CO
2
+ H
2
O + Tế bào mới + Năng lượng
Copyright: Tài liệu đại học ©