Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Viện Khoa học Thuỷ Lợi
o0o
báo cáo tổng kết Đề tài hợp tác nghiên cứu theo nghị định th về KHCN năm 2005

Hợp tác nghiên cứu để phát triển các giải pháp xử lý nớc
thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
Chủ nhiệm dự án: PGS. TS. Nguyễn Thế Quảng
6725
28/01/2008
Hà nội, 2006
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp

I.5.2. Giới thiệu về Viện ICIM 29
1.5.3. Một số chơng trình, dự án nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực xử lý nớc
thải và bảo vệ môi trờng mà Viện ICIM đã thực hiện 29

I.5.4. Một số nghiên cứu điển hình về xử lý và tái sử dụng nớc thải đợc Viện
ICIM trao đổi với Viện KHTL Việt Nam trong quá trình thực hiện đề tài 30

Chơng II: Hiện trạng khu vực nghiên cứu (thị trấn Lim huyện Tiên Du
- tỉnh Bắc Ninh) 34

II.1. Điều kiện tự nhiên thị trấn Lim - huyện Tiên Du 34
II.1.1. Quá trình hình thành và phát triển của thị trấn Lim 34
II.1.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 34
II.1.3. Hạ tầng cơ sở: 37
II.1.4. Quy hoạch phát triển thị trấn Lim đến năm 2020 39
II.2. Đặc điểm vùng xây dựng mô hình (thôn Lũng Giang) 41
II.2.1. Đặc điểm tự nhiên 41
II.2.2. Tình hình dân sinh kinh tế, xã hội 42
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
2
II.3. Hiện trạng chất lợng môi trờng thị trấn Lim 43
II.3.1. Hiện trạng môi trờng nớc 43
II.3.1.1. Đánh giá chất lợng nớc thải đô thị 44
II.3.1.2. Đánh giá chất lợng nớc trên các kênh tới tiêu và ao hồ khu vực thị
trấn Lim 49

II.3.1.3. Đánh giá chất lợng nớc sinh hoạt khu vực thị trấn Lim 54
II.3.2. Hiện trạng sử dụng nớc thải để tới 57
II.3.3. Hiện trạng sử dụng phân bón và hoá chất BVTV 58
II.3.4. Hiện trạng chất thải rắn thị trấn Lim 58

Giang - thị trấn Lim - tỉnh Bắc Ninh 95

V.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu mô hình quản lý vận hành hệ thống xử lý
chất thải 95

V.1.1. Mục tiêu nghiên cứu 95
V.1.2. Nội dung nghiên cứu 95
V.2. Phơng pháp tiếp cận và cơ sở lựa chọn mô hình quản lý 95
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
3
V.2.1. Phơng pháp tiếp cận trong nghiên cứu mô hình quản lý 95
V.2.2. Yêu cầu đối với mô hình quản lý 96
V.2.3. Cơ sở để lựa chọn mô hình quản lý 96
V.3. Mô hình quản lý vận hành hệ thống xử lý nớc thải 97
V.3.1. Các bớc xây dựng mô hình quản lý 967
V.3.2. Xây dựng mô hình tổ chức quản lý vận hành hệ thống xử lý nớc thải tập
trung thôn Lũng Giang 967
V.3.3. Tổ chức truyền thông và tập huấn kỹ thuật chuyển giao công nghệ 968
V.3.1. Hớng dẫn quản lý vận hành mô hình xử lý nớc thải thôn Lũng Giang
968
V.4. Nhận xét chung 102

Chơng VI: Chất lợng nớc thải sau xử lý, đánh giá hiệu quả và diễn
biến môi trờng sinh thái thôn Lũng Giang 103

VI.1. Đánh giá hiệu quả về mặt môi trờng 103
VI.1.1. Đánh giá diễn biến chất lợng đất, nớc 103
IV.1.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nớc thải 111
VI.2. Đánh giá diễn biến môi trờng sinh thái 116
VI.3. Đánh giá những tác động của mô hình đến nếp sống, ý thức cộng đồng 117

mở đầu
Mặc dù thời gian gần đây, vấn đề xử lý nớc thải đã bắt đầu đợc sự quan tâm
của các cơ quan nghiên cứu, của chính quyền các cấp nhng vấn đề nớc thải và xử
lý nớc thải vẫn là vấn đề nổi cộm ở nớc ta. Nớc thải đô thị, nớc thải sinh hoạt,
nớc thải từ các quá trình sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, nông thuỷ sản
không đợc xử lý xả thẳng ra môi trờng đang hàng ngày hàng giờ ảnh hởng đến
môi trờng, điều kiện sống và sức khoẻ của ngời dân. Vì vậy, việc xử lý nớc thải
rất cần sự phối hợp tham gia của nhiều cơ quan. Bên cạnh đó, với điều kiện thời tiết
của Việt Nam, trong năm thời kỳ khô hạn thờng kéo dài từ 3-5 tháng, vấn đề hiểu và
tái sử dụng nớc thải trong sản xuất nông nghiệp trở nên vô cùng thiết thực. Nớc
thải, đặc biệt là nớc thải đô thị, nớc thải chế biến nông thuỷ sản sau khi đợc xử lý
lại trở thành nguồn dinh dỡng quý báu cho cây trồng, và góp phần tiết kiệm đợc
phân bón và nớc tới cho nhà nông.
Đề tài hợp tác nghiên cứu theo nghị định th về khoa học công nghệ năm 2005
với chính phủ Rumani Hợp tác nghiên cứu để phát triển các giải pháp xử lý nớc
thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp cũng nhằm mục đích xử lý
nớc thải đô thị để bảo đảm phát triển môi trờng bền vững và tái sử dụng nớc thải
đã xử lý cho sản xuất nông nghiệp.
* Mục tiêu của đề tài:
- Hợp tác nghiên cứu phát triển công nghệ, thiết bị phù hợp để xử lý nớc thải đô
thị và công nghiệp đạt yêu cầu tiêu chuẩn n
ớc cho sản xuất nông nghiệp.
- ứng dụng đợc các giải pháp tổng hợp để tái sử dụng nớc thải đô thị cho nông
nghiệp. Trên cơ sở đó phổ biến rộng rãi cho vùng có điều kiện tơng tự và đào tạo
nâng cao trình độ cán bộ khoa học công nghệ trong lĩnh vực xử lý nớc thải.
* Nội dung nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu tổng quan:
Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, các kết quả đã nghiên cứu trong và
ngoài nớc về công nghệ, thiết bị xử lý và các giải pháp tái sử dụng nớc thải đô thị
và công nghiệp nhằm đánh giá kết quả, các hạn chế cần tiếp tục nghiên cứu, tính thực

+ Tổ chức quản lý vận hành, điều hành khu tới nớc thải
+ Sửa chữa và bảo dỡng các mô hình
- Đánh giá hiệu quả của các mô hình:
+ Tác dụng cải thiện môi trờng, diễn biến môi trờng sinh thái trong khu vực
+ Nâng cao ý thức cộng đồng
+ Tận dụng nguồn nớc, nguồn dinh dỡng cho cây trồng
- Chuyển giao kết quả nghiên cứu:
+ Mở các lớp tập huấn, vận động sự tham gia của cộng đồng, chuyển giao kết
quả nghiên cứu cho địa phơng, các cơ quan chức năng và những đơn vị liên
quan.
+ Phổ biến kết quả nghiên cứu cho các vùng có điều kiện tơng tự.
- Trao đổi hợp tác với chuyên gia RUMANI:
+ Trao đổi kinh nghiệm về lựa chọn công nghệ, thiết bị xử lý nớc thải sinh hoạt
các khu đô thị và ven đô.
+ Phổ biến kết quả nghiên cứu của dự án cho các vùng có điều kiện tơng
tự ở RUMANI và Việt Nam.
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
6
Chơng I: Nghiên cứu Tổng quan về các công nghệ xử lý nớc thải
đô thị và tái sử dụng nớc thải trong nông nghiệp

I.1. Khái quát về các phơng pháp xử lý nớc thải
Để xử lý nớc thải, tuỳ theo đặc điểm, thành phần, tính chất của nớc thải, cần
có các phơng pháp xử lý khác nhau (xem hình 1.1). Trên thực tế, ba phơng pháp
sau đây thờng đợc ứng dụng: cơ học, hoá-lý, sinh hoá (hoặc sinh học). Để loại trừ
các vi khuẩn gây bệnh trong nớc thải cần tiến hành khử trùng nớc trớc khi xả ra
sông, hồ

pháp sinh học)
Tách các chất dinh
dỡng N,P (bằng
các biện pháp sinh
học hoặc hoá học)

ổn định bùn
cặn (Phơn
g

p
há
p
lên men
kỵ khí hoặc
ổn định hiếu
khí)
Khử
trùng
(clo,
ozôn )
Xả ra n
g
uồn
(Tăn
g
cờn
g

khả năng tự

Bể lắng để loại các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng nớc.
Bể lọc để loại các chất ở trạng thái lơ lửng kích thớc nhỏ bé bằng cách lọc
chúng qua lới lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc.
I.1.2. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp hoá - lý:
Đây là phơng pháp sử dụng các phản ứng hoá học để xử lý nớc thải. Thực
chất của phơng pháp hoá học là đa vào nớc thải chất phản ứng nào đó. Chất này
tác dụng với các tạp chất bẩn chứa trong nớc thải và có khả năng loại chúng ra khỏi
nớc thải dới dạng cặn lắng hoặc dới dạng hoà tan không độc hại. Thí dụ phơng
pháp trung hòa nớc thải chứa a xit và kiềm, phơng pháp o xy hoá
Các quá trình hóa - lý sẽ hợp khối các phần tử chất bẩn lại với nhau, chuyển
hóa các hợp chất hòa tan trong nớc thành các chất không tan, có khả năng keo tụ,
qua đó tăng kích thớc và trọng lợng dẫn đến tăng cờng khả năng lắng của chúng,
(ví dụ: chất kết tủa có thể sử dụng để loại bỏ phốtpho), hoặc tiêu diệt các vi khuẩn
gây bệnh (ví dụ: khử trùng bằng clo).
Các công trình xử lý hoá học v hóa lý thờng kết hợp với xử lý cơ học. Các
phơng pháp hoá lý thờng ứng dụng để xử lý nớc thải là: phơng pháp keo tụ, hấp
phụ, trích ly, cô bay hơi, tuyển nổi
Phơng pháp hoá học và hoá lý đợc ứng dụng chủ yếu để xử lý nớc thải
công nghiệp vi no có hiệu quả xử lý cao, tuy nhiên rất đắt tiền và thờng tạo thành
các loại sản phẩm phụ độc hại hoặc sản phẩm phụ dạng rắn, bền vững trong môi
trờng, khó xử lý hoàn toàn. Phụ thuộc vào điều kiện địa phơng và mức độ cần thiết
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
8
xử lý mà phơng pháp xử lý hoá học hay hoá lý là giai đoạn cuối cùng (nếu nh mức
độ xử lý đạt yêu cầu có thể xả nớc ra nguồn) hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ (thí dụ khử
một vài các liên kết độc hại ảnh hởng đến chế độ làm việc bình thờng của các công
trình xử lý).
I.1.3. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp sinh học
Mục đích của phơng pháp này là tách các hợp chất hữu cơ nhờ hoạt động của
các vi sinh vật hiếu khí hoặc yếm khí. Thực chất của phơng pháp sinh hoá là quá

mỡ đất đai và nuôi cá, cuối cùng, chi phí vận hành các công trình này thờng thấp
hơn so với các phơng pháp khác.
- Dạng thứ hai gồm các công trình làm thoáng đợc thực hiện trong điều kiện
nhân tạo: bể lọc sinh học nhỏ giọt (biôphin nhỏ giọt), bể lọc sinh học cao tải, aêrôten,
hồ sinh học làm thoáng nhân tạo.
I.1.4. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp tổng hợp
Tùy theo yêu cầu bảo vệ môi trờng nớc, bảo vệ sức khỏe nhân dân, thành
phần, tính chất các loại nớc thải cần xử lý và các điều kiện kinh tế - xã hội - tự nhiên
khác mà tất cả hoặc một phần các phơng pháp trên đợc thực hiện đồng thời nhằm
xử lý triệt để các chất gây ô nhiễm có trong nớc thải với mức chi phí hợp lý. Sơ đồ
trên hình 2.1 là một ví dụ về XLNT bằng phơng pháp tổng hợp.
Kh trung:
Giai đoạn khử trùng để tiêu diệt vi khuẩn gây hại trớc khi xả nớc vào nguồn.
Các hoá chất dùng để khử trùng nh: hơi clo, Hypoclorit-canxi Ca(ClO)
2
, nớc javen
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
9
NaClO
2
, ozon, tia cực tím. Đây là công việc tốn kém nên chúng thờng đợc áp dụng
ở những khu vực có điều kiện kinh tế phát triển, có thể đáp ứng chi phí xây dựng và
vận hành, hay do yêu cầu chất lợng nớc đợc xử lý ở mức cao để bảo vệ nguồn
nớc và khu vực nhạy cảm môi trờng.
Xả nớc thải vào nguồn tiếp nhận
Nớc thải sinh hoạt sau khi đã thu gom vận chuyển về trạm xử lý khi đã đợc
xử lý sinh học, nớc thải đợc xả ra nguồn tiếp nhận. Đối với địa bàn nghiên cứu thì
nguồn tiếp nhận chủ yếu là các sông, mơng, ao, hồ, đầm và các cánh đồng canh tác
nông nghiệp.
Có 3 phơng pháp xả nớc vào nguồn tiếp nhận:

Nếu lợng chất thải (chất hữu cơ, chất dinh dỡng) quá cao, sẽ làm cho hệ
sinh vật hiếu khí trong hồ hoạt động mạnh, lấy hết ôxy hoà tan trong nớc, dẫn đến
không động vật nào sống nổi. Mặt khác, tảo sẽ phát triển mạnh khi hồ bị phú dỡng.
Đến khi hết nguồn dinh dỡng thì các hệ sinh vật, đặc biệt là tảo bị chết hàng loạt,
khi đó nớc hồ sẽ bị ô nhiễm nặng, gây mùi hôi thối (hồ chết).
Xử lý bùn, cặn của nớc thải:
Trong quá trình xử lý nớc thải, bằng bất kỳ phơng pháp nào cũng tạo nên
một lợng cặn đáng kể. Các chất không hoà tan ở bể lắng đợt I đợc gọi là cặn tơi.
Còn cặn lắng sau giai đoạn xử lý sinh học đợc gọi là màng vi sinh (nếu dùng
biôphin) và bùn hoạt tính (nếu dùng aêrôten), cặn lắng sau các công trình xử lý sinh
học 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 tơi) và
đó là sự biểu hiện trạng thái nguy hiểm về phơng diện vệ sinh. Do vậy mà cặn nhất
thiết phải đợc xử lý thích đáng. Để giảm hàm lợng các chất hữu cơ trong cặn và để
đạt đợc các chỉ tiêu về mặt vệ sinh trong thực tế ngời ta thờng ứng dụng phơng
pháp xử lý sinh học yếm khí trong các công trình tơng ứng: bể tự hoại, bể lắng hai
vỏ và bể mêtan.
Ưu điểm của phơng pháp xử lý sinh học là tận dụng đợc điều kiện tự nhiên,
giảm chi phí năng lợng và hóa chất, đơn giản và rẻ tiền hơn so với phơng pháp hóa
- lý và có khả năng tận dụng các sản phẩm phụ nh thu hồi khí đốt và bùn làm phân
bón.
Đáy các bể xử lý sinh học hay các bể lắng nớc thải có các chất không hoà tan
nh rác, lắng cặn sản phẩm của quá trình ôxy hoáchủ yếu là cát, thành phần vô cơ,
tỷ trọng lớn đợc định kỳ vớt lên phơi khô đổ san nền hoặc chế biến thành phân bón,
các loại rác đợc vớt lên đa về bãi chôn lấp rác thải. Các loại cặn lắng cặn ở hố ga
gia đình, nhất là sau các chuồng trại, có hàm lợng hữu cơ cao, có thể vớt lên ủ với
bùn trong bể xử lý sinh học làm phân vi sinh.
Tái sử dụng nớc thải và bùn cặn trong nông nghiệp:
Nớc thải sinh hoạt chứa hàm lợng lớn Nitơ, Phốtpho, Kali là những chất cần
thiết cho cây trồng. Vì vậy xu thế sử dụng nớc thải để tới cây và bùn cặn của nó

khu vực nghiên cứu
- Nguồn gốc các loại nớc thải, lợng nớc thải phát sinh
- Thành phần tính chất nớc thải
- Đặc điểm của các nguồn tiếp nhận nớc thải (yêu cầu vệ sinh, đặc điểm thuỷ văn )
- Điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, khả năng cung cấp vật t thiết bị.
- Các điều kiện tự nhiên môi trờng khác của địa phơng.
I.2.1. Thành phần của nớc thải
Nớc thải hay chất thải lỏng là nớc đã đợc sử dụng cho nhu cầu sinh hoạt,
sản xuất và các mục tiêu khác. Sau khi sử dụng nớc bị nhiễm bẩn hay ô nhiễm đồng
thời có chứa nhiều vi trùng và các chất độc hại khác. Vì vậy nớc thải trớc khi xả
vào sông, hồ (nguồn nớc) cần phải đợc xử lý để đảm bảo thoả mãn yêu cầu bảo vệ
môi trờng. Mức độ xử lý phụ thuộc vào nồng độ bẩn của nớc thải; khả năng pha
loãng giữa nớc thải với nớc nguồn, khả năng tự làm sạch của nguồn nớc và các
yêu cầu về mặt vệ sinh. Để thiết kế các công trình xử lý nớc thải, trớc tiên cần phải
biết đặc điểm về thành phần và tính chất của chúng.
a. Thành phần cơ bản của nớc thải về mt vật lý :
Nớc thải chứa các chất rắn có các kích thớc khác nhau với xuất xứ khác
nhau. Khoảng một phần ba đến một nửa khối lợng chất rắn ở dạng lơ lửng không tan
còn lại phần lớn ở dạng tan và một ít ở dạng keo. Các hạt rất nhỏ mắt th
ờng khó
phân biệt và làm cho nớc đục. Chúng thờng là các sản phẩm phân huỷ của các vật
chất hữu cơ. Ngoài các hạt nhỏ, nớc thải còn chứa các hạt sỏi cát lớn, các mẩu rau,
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
12
hoa quả, vải - giẻ, giấy vụn, các mảnh chất dẻo Nớc thải từ hệ thống thoát nớc
chung, khi có lẫn cả nớc ma, có cuốn theo nhiều cặn lắng, đất, cát, sỏi hơn.
b. Thành phần cơ bản của nớc thải về mt hoá học :
Các chất bẩn trong nớc thải bao gồm: các chất bẩn hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật
và sinh vật. Khi xét về thành phần của nớc thải cần phải biết đợc nồng độ chất bẩn
của nó. Nồng độ bẩn của nớc thải là lợng chất bẩn chứa trong 1 đơn vị thể tích

Thành phần hoá học của các chất keo và các chất hoà tan trong nớc thải chịu
ảnh hởng rất lớn của các chất prôtit, chất béo và hydratcacbon của thực phẩm. Ngoài
ra chúng chịu ảnh hởng của các bicacbonat, sunphat, clorua chứa trong nớc cấp.
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
13
Lợng keo chứa trong nớc thải sinh hoạt chiếm khoảng 30-40 % lợng các chất lơ
lửng.
e. Sinh vật và vi sinh vật trong nớc thải hay ô nhiễm sinh học :
Nhóm sinh vật quan trọng nhất trong nớc thải mới xả ra là những vi khuẩn đi
theo phân ngời. Đa số trong chúng là những loài không có hại mà có lợi, chúng là
những loài phân huỷ thức ăn trong ruột già. Các loại vi khuẩn gây bệnh thờng gặp
trong nớc thải sinh hoạt là: Vi khuẩn thơng hàn, lỵ, các vi khuẩn gây bệnh đờng
ruột và cả trứng giun sán do quá trình bài tiết của ngời và động vật.
Để đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nớc thải do các vi khuẩn gây bệnh, ngời
ta đánh giá qua một loại nhóm trực khuẩn đờng ruột điển hình là vi khuẩn cô-li
trong một đơn vị thể tích nớc (chỉ số cô li). Chỉ số cô li là số lợng trực khuẩn
đờng ruột (côli) trong một lít chất lỏng.
Ngoài vi khuẩn ra, trong nớc thải còn có các loại nấm men, nấm mốc, rong
tảo và một số loại thuỷ sinh khác chúng làm cho nớc thải bị nhiễm bẩn sinh học.
I.2.2. Tính chất của nớc thải:
a. Tính chất vật lý của nớc thải :
Nhiệt độ của nớc thải thờng cao hơn nhiệt độ nớc cấp vì có thêm nớc
nóng từ các hộ gia đình và các hoạt động công nghiệp.
Mầu và mùi: biểu thị tuổi của nớc thải. Nớc thải mới xả ra thờng có màu
xám nhẹ. Khi thời gian trong hệ thống thoát nớc tăng lên tạo thành điều kiện kỵ khí,
màu nớc thải sẽ thay đổi và chuyển từ xám thành xám tối và thành đen. Mùi của
n
ớc thải sinh hoạt thờng do các loại khí tạo ra khi phân huỷ chất hữu cơ. Nớc thải
mới xả ra thờng có mùi khó chịu, nó cũng khác mùi của nớc thải đã để lâu qua
phân huỷ kỵ khí. Mùi đặc trng của nớc thải ổn định hoặc đã phân huỷ là mùi của

nớc và tạo bọt trong các trạm xử lý nớc thải hoặc trên mặt nớc khi xả nớc thải
vào nguồn. Các chất hoạt động bề mặt có xu hớng tập trung ở biên giới phân chia
khí - nớc. Trong quá trình làm thoáng - sục khí nớc thải, các chất này có xu hớng
tập trung trên bề mặt các bọt khí và tạo lớp bọt bền vững, ổn định.
Các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs) có điểm sôi dới 100
0
C và áp suất bay
hơi vợt hơn 1mmHg ở 25
0
C nói chung đợc coi là các hợp chất hữu cơ bay hơi
(VOCs). Khi các hợp chất đó ở trạng thái hơi thì chúng rất cơ động và do đó rất dễ
giải phóng, lan toả vào môi trờng.
Các chất trừ sâu, diệt cỏ và hoá chất dùng trong nông nghiệp là những chất
độc đối với sinh vật và là những chất ô nhiễm nguồn nớc mặt. Những hoá chất này
là thành phần chủ yếu theo nớc ma từ các khu đất nông nghiệp, khu trại nghỉ, công
viên.
Bảng 1.1 giới thiệu tổng quát về đặc tính lý - hoá - sinh của nớc thải và
nguồn gốc của từng đặc tính đó.
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
15
Bảng 1.1: Đặc tính lý - hoá - sinh của nớc thải
Đặc tính Nguồn gốc
Tính chất vật lý:
- Màu Nớc thải sinh hoạt và công nghiệp, chất hữu cơ thối rữa
tự nhiên.
- Mùi Nớc thải bị phân huỷ, nớc thải công nghiệp
- Chất rắn Cấp nớc sinh hoạt, nớc thải sinh hoạt và công nghiệp,
nớc ma, xói mòn đất, nớc ngầm xâm nhập vào ống
thoát nớc.
- Nhiệt độ Nớc thải sinh hoạt và công nghiệp

Nớc cấp sinh hoạt, chất thải sinh hoạt, nớc ngầm chảy
vào
Thành phần sinh học:
- Động vật Kênh, mơng, cống hở, sông và nhà máy xử lý nớc thải
- Thực vật Kênh, mơng, cống hở, sông và nhà máy xử lý nớc thải
- Sinh vật nguyên sinh Nớc thải sinh hoạt, nhà máy xử lý nớc thải
- Vi rút Nớc thải sinh hoạt
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
16
I.2.3. Tiêu chí lựa chọn công nghệ và công trình x ly nc thải (XLNT)
Từ các cơ sở trên, các phơng án công nghệ đợc đề xuất và lựa chọn theo các
tiêu chí nh sau:
- Công nghệ xử lý phải đảm bảo chất lợng nớc sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào
nguồn tiếp nhận. Nớc sau xử lý có thể dùng cho trồng trọt, nuôi trồng thuỷ sản.
Nớc thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5945-1995, TCVN 6772-
2000).
- Công nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành , có tính ổn định cao, vốn đầu t và chi
phí quản lý phải thấp, tận dụng triệt để các công trình hiện có.
- Công nghệ xử lý phải có khả năng tận thu, tái chế, tái sử dụng các nguồn chất thải
nh năng lợng (thu hồi khí đốt), phân bón, tới ruộng
- Phải phù hợp, có tính khả thi về tài chính (cả khi đầu t xây dựng cũng nh khi vận
hành, bảo dỡng).
- Đơn giản, phù hợp với điều kiện của địa phơng: sử dụng đất, tập quán sinh hoạt,
chăn nuôi, trồng trọt Phù hợp với quy hoạch phát triển của địa phơng. Không làm
ảnh hởng đến cảnh quan kiến trúc chung và môi trờng của khu vực.
Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ v công trình XLNT là bài toán kinh tế,
kỹ thuật phức tạp. Các phơng pháp dây chuyền công nghệ và các công trình XLNT
trong đó phải đợc lựa chọn trên các cơ sở sau:
- Quy mô (công suất) và đặc điểm đối tợng thoát nớc (lu vực phân tán của
đô thị, khu dân c, bệnh viện).

chỗ kiểu phân tán)
- Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên nh hồ sinh học, xử lý yếm khí với dòng
hớng lên bằng bể t hoại cải tiến, xử lý trên vùng đất ngập nớc (wetland)
- Khử trùng trớc khi xả ra nguồn nớc tiếp nhận đợc dùng cho mục đích vui chơi
giải trí và ăn uống sinh hoạt.
- Tận dụng nớc thải sau xử lý để tới ruộng hoặc nuôi cá.

I.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu xử lý nớc thải trong và
ngoài nớc
I.3.1. Ngoài nc
Sự phát triển mau chóng của nền đại công nghiệp trên phạm vi toàn thế giới,
cùng với sự mở rộng của các đô thị một cách nhanh chóng đã tạo ra những nguồn
chất thải làm ô nhiễm nặng nề môi trờng nớc và nó ngày càng trở nên vấn đề cấp
bách mang tính toàn xã hội. Các nớc tiên tiến ở châu Âu (Anh, Pháp, Đức ), Mỹ,
Canada đã phát triển công nghệ xử lý nớc thải, giải quyết tốt môi trờng. Nớc cộng
hoà Rumani - đối tác hợp tác nghiên cứu cũng có hệ thống xử lý nớc thải đô thị và
công nghiệp đạt trình độ tiên tiến. Các nớc trong khu vực nh Singapore, Thái Lan
việc ứng dụng công nghệ xử lý nớc thải rất mạnh mẽ.
Tuy vậy, công nghệ xử lý nớc thải là công việc phức tạp tốn kém, đòi hỏi phải
thờng xuyên thay đổi công nghệ, quy trình nhằm giảm giá thành sản xuất, phù hợp
với điều kiện kinh tế xã hội tập quán của mỗi nớc vẫn là những vấn đề hiện nay
đang đợc nghiên cứu trên thế giới. Tác dụng của ruộng đợc tới nớc thải là tái sử
dụng nớc thải làm giảm khối lợng nớc thải xả vào nguồn và giảm nồng độ chất ô
nhiễm trong nớc thải mà không tốn nhiều kinh phí đầu t nh các công trình xử lý
nhân tạo. Về ảnh hởng của việc dùng nớc thải để tới đối với súc vật và con ngời
cần phải đợc nghiên cứu trong một thời gian dài, trên phạm vi rộng với nhiều điều
kiện khác nhau và phải theo dõi ảnh hởng của nhiều thế hệ. Một số công trình
nghiên cứu về xử lý nớc thải và tái sử dụng nớc thải trong nông nghiệp trên thế giới
đợc tổng kết nh
sau:

- Tongkasame (1968) nghiên cứu xử lý chất hữu cơ bằng các hồ kỵ khí và bể mê
ten đạt hiệu quả cao nhất khi pH trong hồ điều chỉnh trong khoảng giá trị từ 6,5 - 8,0.
- Trên thế giới, những công trình xử lý nớc thải bằng hồ sinh học đã đợc nghiên
cứu và đa vào ứng dụng từ thế kỷ 19. Sau những năm 1950, những nghiên cứu về hồ
sinh học đã đợc công bố rộng rãi nh các công trình của Gotastal (1954), Hermann
và Gloyna (1958), Wenstrom (1955), Town (1957) Theo tài liệu của Porges và
Mackenchun thì tốc độ phát triển hồ sinh vật rất nhanh, vào năm 1957 ở Mỹ chỉ có
631 hồ thì đến năm 1962 có tới 1.647 hồ. ở ấn Độ, hiện nay có 35 trạm xử lý nớc
bằng hồ sinh học, mỗi hồ phục vụ cho một khu dân c từ 5.000 đến 10.000 dân, hiệu
suất xử lý BOD
5
của hồ đạt tới 85%. ở áo trong năm 1947 có từ 28.000 đến 90.000
m
3
nớc thải đợc xử lý bằng hồ sinh vật, hiệu suất xử lý BOD
5
đạt từ 70% đến 85%.
- ở Hàn Quốc và Trung Quốc ngời ta đã áp dụng có kết quả khả quan mô hình
"Đảo trồng thực vật nớc đa năng" (xem hình 1.2).
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
19

Hình 1.2: Minh họa mô hình Đảo trồng thực vật nớc đa năng ở Hàn Quốc
Đảo trồng thực vật nớc đa năng là một cấu trúc sinh thái đa năng để bảo vệ
hệ sinh thái tạo điều kiện cho các loài cá, sinh vật phù du sinh trởng, phát triển tạo
cảnh quan hồ nớc đẹp, sạch, thông qua sự phân ly chất hữu cơ nhờ vi sinh vật kết
dính với chất tiếp xúc vi sinh vật nhân tạo ở lớp dới và ở lớp trên thì có lớp cây trồng
hấp thụ chất dinh dỡng làm sạch nớc.
Những u điểm nổi bật của đảo trồng thực vật nớc đa năng:
- Với việc dính kết vi sinh ở phía lớp đáy thì chỉ một lợng sinh vật nớc ít nhất cũng

khỏe, tâm lý nhân dân và ảnh hởng xấu đến phát triển kinh tế. Hiện nay hệ thống
nớc thải đô thị Việt Nam phần lớn là hệ thống thoát nớc chung cả nớc thải sinh
hoạt, nớc thải công nghiệp và nớc ma.
Kết quả điều tra các đô thị ở đồng bằng Bắc Bộ, có khoảng 20% lợng nớc thải
đợc sử dụng để sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, số còn lại chảy trực
tiếp vào hệ thống sông hồ các vùng lân cận gây ảnh hởng xấu đến môi trờng sinh
thái và sức khoẻ cộng đồng. Nhiều bệnh tật, ngộ độc gây ra do nguồn nớc thải ô
nhiễm gây dịch bệnh ở ngời, gia súc, gia cầm và tôm cá.
Tuy đã có một số đề tài nghiên cứu cấp Nhà nớc, cấp Bộ đang giải quyết vấn
đề này nhng vẫn ở giai đoạn khuyến nghị và áp dụng quy mô nhỏ. Việc nghiên cứu
xử lý nớc thải đô thị cần có công nghệ, thiết bị phù hợp, nhằm mở rộng tái sử dụng
trong nông nghiệp sẽ đạt đợc hiệu quả nh tận dụng đợc nguồn nớc tại chỗ, tận
dụng đợc chất dinh dỡng ngăn ngừa ô nhiễm, bổ sung d
ỡng chất cho đất cây trồng
phục hồi các vi sinh vật. Đó là giải pháp vệ sinh sinh thái đợc các nớc trên thế giới
quan tâm và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Một số kết quả nghiên cứu về xử lý và
tái sử dụng nớc thải của các công trình nghiên cứu trong nớc nh sau:
- Theo PGS. TS.Trần Hiều Nhuệ (1998), nên dùng các công trình làm sạch sau cho
việc lựa chọn công nghệ xử lý nớc thải sinh hoạt:
+Khi xử lý nớc thải bằng phơng pháp cơ học với lợng nớc:
a) Dới 25 m
3
/ngày đêm (có thể 50 m
3
/ngày đêm): dùng bể tự hoại và nên khử
trùng bằng clorua vôi.
b) Dới 5000 m
3
/ngày đêm: dùng song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng 2 vỏ hoặc
bể lắng trong kết hợp lên men cặn. Khử trùng bằng clo hoặc nớc clorua vôi

từ 76,45-93,78%, COD từ 69,01-
82,41% và Coliform giảm 85,46-96,53%. Tác giả cũng nhấn mạnh rằng: hiệu suất xử
lý nớc thải bằng hồ sinh học phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện nhiệt độ và tải trọng
các chất ô nhiễm vào hồ.
- Viện Khoa học Thuỷ Lợi (2002) nghiên cứu xử lý nớc thải sinh hoạt cho cụm dân
c xã Vĩnh Quỳnh cho thấy: Giải pháp xử lý nớc thải theo kiểu phân tán có rất nhiều
u điểm đáp ứng đợc các yêu cầu về cải thiện môi trờng, đơn giản, dễ vận hành thu
hút đợc sự tham gia của cộng đồng, giải pháp này có thể áp dụng cho các thị trấn,
thị tứ, các vùng nông thôn tập trung, các làng nghề
- Cao Văn Sung và cộng sự (1996) đã đề xuất phơng pháp sinh học để xử lý nớc
ngâm đay bằng ba bớc nh: Bớc 1: xử lý kỵ khí và đa thêm một số chủng loại
phân huỷ lignin để rút ngắn thời gian ngâm đay; bớc 2: xử lý hiếu khí để giảm BOD
và COD; bớc 3: dùng vi tảo hỗn hợp Chlorella và thực vật thuỷ sinh xử lý giai đoạn
cuối cùng trớc khi xả vào nguồn nhận nớc thải.
- Đặng Xuyến Nh và cộng sự khi nghiên cứu khả năng xử lý của tảo Chlorela trong
xử lý nớc thải bệnh viện, nớc thải sinh hoạt và công nghiệp cho thấy: khả năng loại
bỏ các chất hữu cơ của tảo đã làm giảm hàm lợng BOD, COD từ 80 đến 90% trong
khoảng thời gian 6-7 ngày; giảm 60-70% lợng BOD và COD trong nớc thải sinh
hoạt lẫn nớc thải nhà máy cao su và xà phòng; khả năng loại bỏ N-NH
4
+
trong mẫu
nớc thải sinh hoạt đạt tới 99% so với ngày đầu thí nghiệm, với nớc thải sinh hoạt
trộn lẫn nớc thải công nghiệp đạt tới 73%. Đối với PO
4
3-
khả năng hấp thụ của tảo
Chlorella trong nớc thải sinh hoạt là 98%, với nớc thải sinh hoạt trộn lẫn nớc thải
công nghiệp là 80%.
- Viện Công nghệ Sinh học - Trung tâm KHTN&CNQG đã nghiên cứu xử lý chất

lại nớc thải ngoài mục đích chính là tăng thêm nguồn nớc cung cấp cho một số
ngành trong công nghiệp, nông nghiệp, còn có vai trò làm giảm thiểu quá trình ô
nhiễm môi trờng. Năm 1976 Cillie giới thiệu thực tế sử dụng nớc thải, các quá
trình để làm mới nớc thải và nói lên những vấn đề cần thiết phải nghiên cứu tiếp.
Trong công trình này, tác giả còn nêu lên các vấn đề hạn chế sử dụng trực tiếp nguồn
nớc thải đã xử lý, mô tả các công nghệ xử lý nớc với mục đích khác nhau nh khử
các hợp chất béo, phốtpho, kim loại nặng, chất cặn Chẳng hạn tại bán đảo Cape nếu
dùng các bồn cát tự nhiên chứa nớc thải đã xử lý thì sẽ rất hiệu quả cho các thời gian
bị hạn, và nếu công nghệ xử lý đảm bảo cả về kỹ thuật lẫn giá thành thì tại bán đảo
này có thể hoà vào mạng cung cấp nớc từ 50.000 m
3
/ngày đêm lợng nớc thải đã
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
23
xử lý đạt chất lợng ăn uống trong năm 1978 đến 425.000 m
3
/ngđ tới năm 2000, tức
là khoảng 50% nhu cầu nớc sạch của bán đảo này sẽ đợc giải quyết.
Iriarry (1976) đã tiến hành nghiên cứu tổng quan các hoạt động liên quan đến
việc sử dụng nớc thải tại Puerto Rico. Trong chơng trình quản lý tài nguyên nớc
khu vực Ponce, một chơng trình hợp tác giữa chính phủ Puerto Rico và Công ty các
nhà kỹ s quân đội Mỹ, vấn đề quản lý nớc thải, cung cấp nớc, chống bão lụt và
bảo vệ thế giới hoang dã là trọng tâm nghiên cứu, đặc biệt là vấn đề cung cấp nớc.
Tại 14 khu đô thị với tổng diện tích 1.900 km
2
, các vấn đề về sử dụng nớc đã xử lý
lần 2 để tới, bổ cập cho nớc dới đất, sử dụng nớc thải cho các mục đích công
nghiệp, sử dụng nớc thải để chống nhiễm mặn đã đợc đánh giá.
ở Cộng hoà Liên bang Đức, việc sử dụng nớc tuần hoàn và sử dụng lại nớc
thải đã đợc chú ý từ lâu, nhiều dự án xử lý nớc thải để phục vụ cho tới đã đợc

trong một loạt các bể chứa. Sau đó nớc này sẽ đợc bơm theo hệ thống ống để tới
cho các công viên, các khu vờn, nơi vui chơi giải trí, khu công nghiệp và nghĩa
trang. Các hệ thống xử lý đất đôi khi cũng hợp tác với việc sử dụng nớc thải nh một
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
24
phần của quá trình xử lý nớc thải. Chẳng hạn ở hạt Muskegon, Michigan nớc thải
từ 15 khu thị trấn và 5 nhà máy đã xử lý bằng xục khí, chứa lại và sau đó xử lý thêm
bằng cách tới cho khoảng 2.226 m
2
đất nông nghiệp. Nớc thải đã xử lý đợc sử
dụng rộng rãi ở các bang miền Nam nớc Mỹ, đặc biệt là California để tới các sân
golf, công viên và các loại đất cảnh quan khác. Nớc thải đã xử lý lần 2 đợc sử dụng
từ năm 1932 để cung cấp cho khoảng 1/3 nhu cầu nớc trong tới công viên Cổng
Vàng ở San Francisco, California.
Vấn đề tái sử dụng nớc thải cho nông nghiệp dới dạng sử dụng nguồn thải
với thành phần và chất lợng phù hợp để tới cho cây trồng nhằm tận dụng đợc
nguồn phân bón sẵn có trong nớc thải, đồng thời sau tới nớc thải đợc làm sạch
trớc khi chảy vào hồ ao, sông suối là rất có ý nghĩa về khía cạnh kinh tế cũng nh
môi trờng. Đây là giải pháp phù hợp với quan điểm chung đối với xử lý chất thải của
Hội nghị môi trờng thế giới tại Belagio là không coi chất thải là nguồn phế thải vứt
bỏ mà phải đánh giá nó là nguồn nguyên liệu sử dụng cho các mục tiêu kinh tế khác
(hay còn đợc gọi là nguyên tắc Belagio). Trong quá trình này các đối tợng là cánh
đồng tới, cây trồng đóng vai trò vừa là đợc tiếp nhận nguồn thải để sử dụng, vừa
đóng vai trò là công trình xử lý nớc thải. Việc nghiên cứu sử dụng nớc thải để tới
đã đợc nhiều tác giả trong và ngoài nớc nghiên cứu.
I.4.2. Yêu cầu về chất lợng nớc thải tái sử dụng cho nông nghiệp
Chất lợng n
ớc thải dùng cho mục đích tới cho nông nghiệp có nhiều thông
số nh nồng độ muối, hệ số hấp thụ natri, chất bo và các kim loại nặng, ngoài ra các
hợp chất hữu cơ, nồng độ cặn, chất dinh dỡng và các vi sinh vật gây bệnh cũng là