Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHƯƠNG ĐÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG
BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tên đề tài:
Nghiên cứu cải tiến thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt nhằm giảm chi phí
xử lý nước thải sinh hoạt
Đơn vị chủ trì: Khoa Công Nghệ Sinh Học & Môi Trường
Nhóm sinh viên thực hiện: Phạm Thị Nhật
Lê Hồng Phượng
Lê Thị Khánh Chi

Hà Nội, năm 2013
MỤC LỤC
trang
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
11
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
Phần 1. Tổng quan đề tài………………………………… ……… 3
1. Tên đề tài……………………………………………………………………3
2. Mã số. ………………………………………………………………………3
3. Thời gian thực hiện ……………………………………………………… 3
4. Kinh phí…………………………………………………………………… 3
5. Chủ nhiệm đề tài……………………………………………………………3
6. Cơ quan chủ trì đề tài……………………………………………………….3
7. Các thành viên tham gia nghiên cứu và thực hiện đề tài………………… 3
Phần 2. Nội dung đề tài
I. Tính cấp thiết, mục tiêu của đề tài………………………………………… 5
1. Tính cấp thiết của đề tài…………………………………………… 5
2. Mục tiêu của đề tài…………………………………………………… 6
II. Nội dung nghiên cứu………………………………………………………… 6

• Họ và tên: Phạm Thị Nhật Nam/Nữ: Nữ
Ngày, tháng, năm sinh: 03/12/1992
Học hàm, học vị: Sinh viên
Mobile: 01697 995 581
Email:
Tên cơ quan đang công tác: Trường Đại Học Phương Đông
• Họ và tên: Lê Hồng Phượng Nam/Nữ: Nữ
Ngày, tháng, năm sinh: 24/02/1992
Học hàm, học vị: Sinh viên
Mobile: 01656 280 534
Email:
Tên cơ quan đang công tác: Trường Đại Học Phương Đông
• Họ và tên: Lê Thị Khánh Chi Nam/Nữ: Nữ
Ngày, tháng, năm sinh: 17/07/1992
Học hàm, học vị: Sinh viên
Mobile: 0989 514 045
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
33
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
Email:
Tên cơ quan đang công tác: Trường Đại Học Phương Đông
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
44
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
PHẦN 2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
I. Tính cấp thiết, mục tiêu của đề tài
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Hiện nay đã có nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt có thể đáp ứng
được những điều kiện của xã hội tuy nhiên đi đôi với những ưu điểm thì cũng xuất
hiện không ít các nhược điểm liên quan đến quá trình vận hành. Phương pháp sinh

• Mục tiêu cụ thể
Hiện nay, việc xử lý các nguồn nước ô nhiễm đang là vấn đề nóng bỏng
của toàn thế giới. Và việc xử lý nước thải sinh hoạt cũng là một trong
những vấn đề cấp thiết cần giải quyết.
II. Nội dung nghiên cứu
1. Đặc trưng của nước thải phải xử lý- nước thải sinh hoạt:
a. Khái niệm của nước thải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt là nước đã được sử dụng cho các mục đích ăn uống, sinh
hoạt,tắm rửa, vệ sinh nhà cửa của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở
dịch vụ nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con
người.
b. Tổng quan của nước thải sinh hoạt:
Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư được xác định trên cơ sở nước
cấp. Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị thường là từ 100 đến
250 l/người/ngày (đối với các nước đang phát triển) và từ 150 đến 500
l/người/ngày (đối với các nước phát triển). Tiêu chuẩn cấp nước các đô thị nước ta
hiện nay dao động từ 120 đến 180 l/người/ngày. Đối với khu vực nông thôn, tiêu
chuẩn nước thải sinh hoạt từ 50 đến 120 l/người/ngày. Tiêu chuẩn nước thải phụ
thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước. Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy
bằng 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích nào đó. Ngoài ra, lượng nước
thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà
ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của nhân dân.
Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng phụ
thuộc vào loại công trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ trong đó. Tiêu
chuẩn thải nước của một số loại cơ sở dịch vụ và công trình công cộng này được
nêu trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình công
cộng.
Nguồn nước thải Đơn vị tính Lưu lượng, l/ngày
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

- Chất lơ lửng (SS )
- BOD
5
của nước thải chưa lắng
- BOD
5
của nước thải đã lắng
- Nitơ amôn (N-NH
4
)
- Phốt phát (P
2
O
5
)
- Clorua (Cl
-
)
60¸65
65
30¸35
8
3,3
10

Thành phần nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ
thống thoát nước điều kiện trang thiết bị vệ sinh và có thể tham khảo theo bảng
1.3 sau đây.
Bảng 1.3. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư
Chỉ tiêu Trong khoảng Trung bình

MPN/100ml, fecal coliform từ 10
4
đến
10
7
MPN/100ml.
Như vậy nước thải sinh hoạt của đô thị, các khu dân cư và các cơ sở dịch vụ, công
trình công cộng có khối lượng lớn, hàm lượng chất bẩn cao, nhiều vi khuẩn gây
bệnh là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi trường nước.
2. Các phương pháp thường được sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt hiện
nay:
Các phương pháp chính thường được sử dụng trong các công trình xử lý
nước thải sinh hoạt là: phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý, và
phương pháp sinh học:
a. Các phương pháp hóa học: dùng trong HTXLNT sinh hoạt gồm có:
trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp
chất độc hại. Cơ sở của phương pháp này là các phản. ứng hóa học
diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa chất thêm vào, do đó, ưu điểm của
phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng trong
các hệ thống xử lý nước khép kín. Tuy nhiên, phương pháp hóa học
có nhược điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các
HTXLNT sinh hoạt với quy mô lớn. Bản chất của phương pháp hoá
lý trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là áp dụng các quá trình
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
88
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây
tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất
khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây
ô nhiễm môi trường.

lọc lớn, tiết kiệm chi phí. Và trong đề tài này, chúng tôi cũng đề xuất
triển khai cải tiến thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt nhằm xử lý sinh hoạt có
chi phí thấp.
b. Trong nước
Ở Việt Nam, bể lọc sinh học nhỏ giọt đã được xây dựng tại nhà máy cơ
khí Hà Nội, xí nghiệp chế biến thuốc thú y Hà Tây, bệnh viện đa khoa
Gia Lâm v.v
Nước thải được phân phối đều trên bề mặt nguyên liệu lọc (hoạt động
như giá bám cho vi khuẩn) theo kiểu nhỏ giọt hoặc phun tia. Lượng
không khí cần thiết cho quá trình được cấp vào nhờ quá trình thông gió tự
nhiên qua bề mặt hở phía trên và hệ thống thu nước phía dưới của bể lọc.
Ngày nay người ta thường sử dụng chu trình lọc 2 pha bao gồm 2 bể lọc
nối tiếp nhau.
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
1010
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
Bể lọc sinh học nhỏ giọt chia ra bể lọc vận tốc chậm, bể lọc vận tốc trung
bình và nhanh, bể lọc cao tốc, bể lọc thô (xử lý nước thải sơ bộ trước giai
đoạn xử lý thứ cấp), bể lọc hai pha.
Bể lọc vận tốc chậm: có hình trụ hoặc chữ nhật, nước thải được nạp
theo chu kỳ, chỉ có khoảng 0,6 ¸ 1,2 m nguyên liệu lọc ở phía trên có bùn
vi sinh vật còn lớp nguyên liệu lọc ở phía dưới có các vi khuẩn nitrat hóa.
Hiệu suất khử BOD cao và cho ra nước thải chứa lượng nitrat cao. Tuy
nhiên cần phải lưu ý đến vấn đề mùi hôi và sự phát triển của ruồi
Psychoda. Nguyên liệu lọc thường dùng là đá sỏi, xỉ.
Bể lọc vận tốc trung bình và nhanh: thường có hình trụ tròn, lưu
lượng nạp chất hữu cơ cao hơn, nước thải được bơm hoàn lưu trở lại bể
lọc và nạp liên tục, việc hoàn lưu nước thải giảm được vấn đề mùi hôi và
sự phát triển của ruồi Psychoda. Nguyên liệu lọc thường sử dụng là đá
sỏi, plastic.

Viện Công nghệ Môi trường, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam là
một đơn vị có gần 10 năm kinh nghiệm trong việc nghiên cứu và phát triển
công nghệ xử lý nước thải bệnh viện. Các nhà khoa học của Viện đã phát
triển và hoàn thiện được một công nghệ xử lý nước thải bệnh viện mới có
nhiều ưu điểm, phù hợp với điều kiện Việt Nam, khắc phục được hầu hết các
nhược điểm của các công nghệ nêu trên. Đó là Công nghệ xử lý bằng
phương pháp lọc sinh học nhỏ giọt cải tiến cấp khí tự nhiên.
Lọc sinh học nhỏ giọt là loại bể lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc
không ngập nước. Nước thải được chia thành các màng nhỏ chảy qua vật
liệu đệm sinh học và nhờ sự có mặt của các vi sinh vật phân hủy hiếu khí
trên lớp màng vật liệu mà các chất hữu cơ trong nước thải được loại bỏ.
Hệ thống xử lý nước thải y tế của Viện Công nghệ Môi trường có chi
phí đầu tư và chi phí vận hành thấp hơn hẳn các phương pháp sinh học thông
thường. Mặt khác, quy trình vận hành nó rất đơn giản, các thao tác được thực
hiện dễ dàng và hoàn toàn tự ðộng bởi hệ thống điều khiển. Ngoài ra công nghệ
này không đòi hỏi nhiều diện tích xây dựng. Không giống như các công nghệ
lọc sinh học ngập nước, lọc sinh học trong thiết bị hợp khối, thiết bị sinh học
theo mẻ và bùn hoạt tính tuần hoàn đòi hỏi phải cung cấp không khí thường
xuyên bằng các máy thổi khí thì lọc sinh học nhỏ giọt vẫn duy trì được sự sinh
trưởng và phát triển của vi sinh vật cả khi mất điện hoặc nguồn điện không ổn
định. Ngoài ra, do công đoạn xử lý sinh học diễn ra trong tháp dạng kín có
thông khí tự nhiên nên không phải sục khí bằng máy bơm khí như những công
nghệ khác. Thông thường những máy thổi khí này khi hoạt động tiêu tốn điện
năng lớn và gây tiếng ồn, ngoài ra còn có thể phát tán vi khuẩn gây bệnh ra môi
trường xung quanh.
Ưu điểm nổi bật nữa của công nghệ xử lý nước thải y tế của Viện Công
nghệ môi trường là toàn bộ hệ thống thiết bị và vật liệu được sản xuất hoặc
có sẵn ở trong nước nên việc bảo trì các bộ phận, bổ sung hoặc thay thế một
phần vật liệu đệm sinh học sau 10-15 năm hoạt động được thực hiện dễ dàng
với chi phí rất thấp.

đêm, Nhà máy sữa Mộc Châu Q=250 m
3
/ngày đêm, Trụ sở Công an Tỉnh Quảng
Bình (Q=50 m
3
/ngày đêm), Công ty cổ phần sữa Hà Nội, Hanoi Milk (300m
3
/ngày
đêm)

Hình 1, 2. Hệ thống xử lý nước thải do Viện Công nghệ môi trường
chế tạo và lắp đặt tại bệnh viện C Thái Nguyên và bệnh viện Tâm thần kinh
Hưng Yên

GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
1313
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trườngHình 3, 4. Hệ thống xử lý nước thải tại bệnh viện Đa khoa Tuyên Quang và
bệnh viện Gang thép Thái Nguyên

Và gần đây nhất là ngày 17/7/2012, hệ thống xử lý nước thải với công nghệ lọc
sinh học cải tiến của Viện Công nghệ Môi trường cho Bệnh viện Quân dân y Tỉnh
Đồng Tháp đã được khánh thành đưa vào sử dụng. Hệ thống xử lý có công suất
130m3/ngày đêm, chất lượng xử lý đạt QCVN 28:2010, mức A. Đây là kết quả hợp
tác Khoa học và phát triển công nghệ giữa Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
và UBND Tỉnh Đồng Tháp.
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
1414

Nội dung 2: Tổng quan các phương pháp xử lí nước thải sinh hoạt hiện
nay
- Nghiên cứu xử lý lý học
- Nghiên cứu xử lý hóa học và hóa lý
- Nghiên cứu xử lý sinh học
Nội dung 3: Tổng quan về công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt
- Cấu tạo và các loại thiết bị
- Nguyên lý họat động
- Đánh giá tiềm năng của thiết bị
- Nghiên cứu đề xuất phương án cải tiến, hiệu qủa
Nội dung 4: Thực nghiệm xử lý nước thải sinh hoạt trên mô hình phòng
thí nghiệm
- Tính toán các thông số cho hệ thống thực nghiệm
- Lắp ráp hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt
- Nghiên cứu vận hành hệ thống: chạy thử, lọc nước thải sinh họat
- Nghiên cứu ảnh hưởng tải lượng ô nhiễm đến hiệu suất xử lý COD và
SS…
- So sánh và đánh giá hiệu quả kinh tế với các hệ thống khác
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
1616
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
- Đề xuất qui trình xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ lọc sinh học
cấp khí tự nhiên
b. Tiến độ thực hiện
STT
Các nội dung, công việc
chủ yếu cần được thực
hiện
Kết quả phải
đạt

hoạt hiện nay
-Nghiên cứu xử lý lý học
- Nghiên cứu xử lý hóa
học và hóa lý
-Nghiên cứu xử lý sinh
học
Báo cáo nghiên
cứu
Tháng 1/2013
đến tháng
2/2013
Sv.Phạm Thị Nhật,
Sv.Lê Hồng Phượng,
Sv.Lê Thị Khánh Chi
3 Nội dung 3:Tổng Báo cáo nghiên Tháng 2/2013 Sv.Phạm Thị Nhật,
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
1717
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
quan về công nghệ lọc
sinh học nhỏ giọt
-Cấu tạo và các loại thiết
bị
-Nguyên lý họat động
-Đánh giá tiềm năng của
thiết bị
-Nghiên cứu đề xuất
phương án cải tiến, hiệu
qủa
cứu đến tháng
3/2013

nước thải sinh hoạt bằng
công nghệ lọc sinh học
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
1818
Đề tài nghiên cứu khoa học-Viện công nghệ môi trường
cấp khí tự nhiên
5 Viết báo cáo Báo cáo nghiên
cứu
Tháng 6/2013 Sv.Phạm Thị Nhật,
Sv.Lê Hồng Phượng,
Sv.Lê Thị Khánh Chi
PHẦN 3: KẾT LUẬN
Từ những thành tựu đã đạt được trên thế giới và việt nam nói chung và viện
công nghệ sinh học và môi trường nói riêng về công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt đã
đưa ra ở trên nhóm nghiên cứu muốn áp dụng kĩ thuật đó vào xử lý nước thải sinh
hoạt. Theo như hiện trạng lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc
vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán
sinh hoạt của nhân dân. Trong các khu đô thị lớn số lượng dân cư đông chính vì
vậy mà lượng nước thải sinh hoạt thải ra ngoài môi trường cũng lớn. Chúng tôi
nghĩ tới việc xử lý tại chỗ nguồn thải sinh hoạt từ các khu chung cư. Giải quyết
lượng nước thải với lưu lượng thấp và có hiệu quả. Các chung cư thường là các
nhà tầng, có độ cao thích hợp để thiết kế thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt.
Thiết bị lọc sinh học có khả năng xử lý khá tốt, triệt để trong xử lý nước thải,
tuy nhiên trong quá trình xử lý bằng thiết bị lại cần cung cấp oxi liên tục nếu thiếu
oxi sẽ gây chết vi sinh vật, nước thải không được xử lý mà còn khó xử lý hơn.
Hơn thế nữa, hiện nay việc mất điện xảy ra rất thường xuyên nhất là vào mùa hè.
Đó là chính sách tiết kiệm điện của nhà nước tuy nhiên nó lại ảnh hưởng rất lớn
trong việc xử lý chất thải. Nếu sử dụng máy phát điện thì sẽ rất tốn kém.
GVHD: TS.Trịnh Văn Tuyên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
1919