Phần I.
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 n-
ớc thì sự sống của muôn loại trên hình tinh không thể tồn tại đợc.
Con ngời khai thác nớc 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
đích hoạt động nông nghiệp, cho sản xuất công nghiệp, cho các hoạt động giao thông,
cho rất nhiều hình thức dịch vụ N ớc sau khi đợc 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 sự ô nhiếm 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 nứoc ngọt phục vụ cho
nhu cầu của mình.
Nguồn nớc ngọt vốn đã rất hạn chế lại càng trở nên hạn chế đối với nhu cầu
ngày càng tăng của con ngời. Vởy mà tại nhiều khu vực kể cả nớc mặt lẫn nớc ngầm
đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do 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 báo cáo về sự ô nhiẽm 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 khỏi bị cạn kiệt và tránh sự ô nhiễm nguồn
nớc gây ảnh hởng đến sức khoẻ cộng đồng là vấn đề đợc xã hội quan tâm rất nhiều.
Nhiều chính sách đã đợc áp dụng nhằm bảo vệ nguồn nớc, ngăn chặn các hành vi gây ô
nhiễm nguồn nớc. Đặc trng của nớc thải sinh hoạt là chứa nhiều tạp chất khác nhau,
trong đó có khoảng 52% hợp chất hữu cơ, 48% chất vô cơ nh: các chất tẩy rửa, cac chất
lắng đợc cũng nh không lắng đợc, các in amôn, ion photphat và một số lớn vi sinh vật.
Phần lớn các vi sinh vật này ở dạng vi khuẩn gây bệnh: tả, lỵ, thơng hàn Nh vậy nếu
thải trực tiếp nớc thải sinh hoạt ra các nguồn tiếp nhận thì sẽ gây ô nhiễm nguồn tiếp

Nớc thải sinh hoạt ở các đô thị đông dân là nơi có nguồn nớc thải lớn nhất. Nớc thải
từ các hộ gia đình với các bể tự hoại và nhà cầu cha đạt tiêu chuẩn vệ sinh, nớc thải
chứa các thức ăn thực phẩm đã làm ô nhiễm nguồn n ớc. Hiện nay, Hà nội là
thành phố có mật độ dân số cao. Do vậy, lợng nớc thải sinh hoạt thải ra nguồn tiếp
nhận hằng ngày là rất nhiều. Trong khi đó, hệ thống cống không đợc mở rộng và
sửa chữa thờng xuyên nên dẫn đến việc ô nhiễm trầm trọng nớc trong hệ thống
cống nớc thải.
2. Nớc thải công nghiệp.
Trong nớc thải công nghiệp nói chung thờng chứa các chất độc hại nh kim loại
nặng, các chất hữu cơ, vô cơ cao nh: ccác ion K
+
, Na
+
, Ca
2++
, NH
4
,


3
4
2
4
,, POClSO
Hàm l ợng BOD, COD cao làm giảm lợng oxi hoà tan trong n-
ớc và dẫn đến làm ảnh hởng đến hệ sinh thái của thuỷ vực Các chất các hợp chất
hữu cơ trong nớc thải công nghiệp rất đa dạng: chất tẩy rửa tổng hợp, glixerin, dầu
thực vật từ các xí nghiệp sản xuất bột giặt, nớc thải từ các nhà máy chế biến thực
phẩm nh nhà máy bia, rợu bao gồm nhiều hợp chất hữu cơ có nguồn gốc động

hiểm độc hại không chỉ cho nguồn nớc nhận mà còn cho ngời và động thực vật. Tại
Việt nam, do nhiều nguyên nhân trong đó có nguyên nhân về kinh phí hạn hẹp nên
ít bệnh viện lắp đặt hệ thống xử lý nớc thải, cá biệt có trạm xử lý nhng lại bị hạn
chế về kinh phí để duy trì hoạt động vad sửa chữa. Do đó, nớc thải bệnh hiện nay
đang là nguồn ô nhiễm rất đáng kể.
III. Các phơng pháp xử lý nớc thải.
1. Phơng pháp hoá lý.
1.1. Phơng pháp keo tụ.
Keo tụ là phơng pháp xử lý nớc có sử dụng hoá chất, trong đó các hạt keo lơ
lửng trong nớc nhờ tác dụng của chất keo tụ mà liên kết với nhau tạo thành bông keo
có kích thớc lớn hơn và ngời ta có thể tách chúng ra khỏi nớc dễ dàng bằng phơng pháp
lắng hay tuyển nổi.
Thông thờng thì các biện pháp xử lý cơ học nh lắng lọc, tuyển nổi chie có thể
loại bỏ đợc các hạt có kích thớc lớn hơn 10
-4
mm, với các hạt có kích thớc nhỏ hơn 10
-4
mm, nếu dùng quá trình lắng tĩch thì phải tốn rất nhiều thời gian và cũng rất khó có
hiệu quả cao. Nhng phơng pháp xử lý hoá học keo tụ lại khắc phục đợc những đặc
điểm trên và mang lại hiệu quả cao. Bằng cách sử dụng quá trình keo tụ ngời ta có thể
tách đợc, hoặc làm giảm đi các thành phần có trong nớc nh các kim loại nặng, các chất
bẩn lơ lửng, các aniôn PO4
-
3
và có thể cải thiện đ ợc màu và độ đục của nớc.
1.2. Tuyển nổi
Trong xử lý nớc thải, về nguyên tắc tuyển nổi thờng đợc sử dụng để khử các
chất lơ lửng. Quá trình tuyển nổi đợc thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ(thờng là
không khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập
hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập

2.1.2. Trung hoà bằng trộn lẫn nớc thải.
Phơng pháp này đợc sử dụng khi nớc thải của xí nghiệp là axit còn xí nghiệp
gần đó có nớc thải là kiềm. Cả hai loại nớc thải này đều không chứa các cấu gây ô
nhiễm khác.
2.1.3. Trung hoà bằng bằng bổ sung các tác nhân hoá học.
Để trung hoà axit, có thể sử dụng các tác nhân hoá học nh NaOH, KOH,
Na2CO2, nớc amôniac NH4OH, CaCO3, đôlô mít (CaCO3, MgCO3) và xi măng. Song
tác nhân rẻ nhất là vôi 5 đến 10% CaCO3, tiếp đó là sôđa và NaOH ở dạng phế thải.
2.1.4. Trung hoà nớc thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hoà.
Trong trờng hợp này ngời ta sử dụng các vật liệu nh manhêtit (MgCO3), đôlô
mit, đá vôi, đá phấn, và các chất thải rắn nh xỉ và xỉ tro làm lớp vật liệu lọc. Các vật
trên sử dụng ở dạng cục với kích thớc 30 80 mm. Quá trình đợc thực hiện trong các
thiết bị lọc và nớc thải đem xử lý có nồng độ axit không vợt quá 1,5 mg/l và không
chứa muối kim loại nặng.
2.1.5. Trung hoà bằng các khí axit.
Để trung hoà nớc thải kiềm, trong những năm gần đây ngời ta sử dụng khí thải chứa
CO2, SO2, NO2, N2O3 Việc sử dụng khí axit không những cho phép trung hoà n ớc
thải mà đồng thời tăng hiệu suất làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại.
4
Việc sử dụng
2
CO
để trung hoà nớc thải kiêm có u điểm so với việc dùng
42
SOH
hay HCl và cho phép việc giảm đáng kể chi phí cho quá trình trung hoà.
2.2. Phơng pháp oxi hoá khử.
Dùng các chất oxi hóa nh clo ở dạng khí và lỏng, dioxit clo, clorat caxi,
hypoclorit canxi và natri, pemângnnat kali, bicromat kali,
22

phenol và cyanua, các chất thuộc loại thuốc trừ sâu và diệt cỏ hoặc nớc thải
không có hàm lợng axit hay kiềm quá cao, 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.
3.2. Nguyên lý của quá trình oxi hoá sinh học.
Cơ chế của quá trình:
Quá trình oxi 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.
Quá trình này gồm 3 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.
3.3. Tác nhân sinh học trong quá trình xử lý.
5
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
tron nớc thải có chứa nhiều loài: vi khuẩn, nguyên sinh động vật, prôtza
Vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nớc thải đợc xử dụng chủ yếu dới hai
dạng:
+ Bùn Hoạt tính: Là huyền phù vi sinh vật trong nớc thải dới dạng bông màu
nâu vàng có kích thớc 3-5 micromet. Bông này khi tụ hợp lại vơi nhau thì dễ
lắng. Bùn hoạt tính có cấu tạo gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, các nguyên sinh

z
y
xNOHC
zyx
++






+=






++++
3222
2
3
4
3
33
(1)

ECONOHCONHNOHC
zy
ẽC

Phơng pháp này đòi hỏi phải có diện tích đất lớn và phụ thuộc rất nhiều
vào điều kiện tự nhiên, đồng thời hệ thông mơng dẫn hở.
+ 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 oxi tự do hoà tan trong nớc để vi sinh vật xử 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 xử dụng các vi sinh vật yếm khí phân huỷ
các chất bẩn hoà tan và lắng trong lớp bun trầm tích của hồ.Phơng pháp
này cho hiệu quả không cao. Chất lợng nớc sau xử lý BOD vẫn ở mức
nồng độ 100-300 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 songlà oxi hoá các chất bẩn hoà tan
và lên men mêtan cặn lắng ở đáy hồ.
Hồ hiếu khí: oxy đợc cấp vào hồ 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 cao, chi
phí vận hành thấp và sử dụng đợc nguồn vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên. Tuy nhiên
phơng pháp này đòi hỏi phải có diện tích mặt bằng lớn, thời gian lu nớc kéo dài, có thể
gây ô nhiễm đến môi trờng xung quanh. Do vậy, phơng pháp này thờng kết hợp chức
năng làm sạch nớc thải với các mục đích khác nhau nh nuôi trồng thuỷ sản, tới tiêu cho
nông nghiệp.
3.5.2. Trong điều kiện nhân tạo
+ Bể Aeroten: sử dụng làm sạch nớc thải khi sử dụng bùn hoạt tính.
Nguyên lý:
Bể Aeroten là một bể phản ứng sinh học trong đó khí đợc cung cấp liên
tục bằng hệ thống sục khí. Trong quá trình xử lý, các vi sinh vật sinh tr-
ởng, phát triển và tồn tại ở trạng thái huyền phù. Việc sục khí ở đây phải

chất hữu cơ và oxi hoà tan khuyếch tán qua màng và ở đó diễn ra quá
trình trao đối chất của vi sinh vật. Từ các quá trình trao đổi chất,
2
CO
đ-
ợc thải ra ngoìa màng.
Bể lọc có thể có dạng hình hộp hoặc hình trụ. Vật liệu lọc có thể ở dạng
xốp tự nhiên hay nhân tạo và có kích thớc hạt thay đổi 1,5-2 cm.
Phần III
8
Thiết Kế Công Nghệ và Hệ Thống Thiết Bị
I. Mô hình xử lý nớc thải sinh hoạt bằng phơng pháp bùn hoạt tính.
1- Song chắn rác.
2- Bể điều hoà lu lợng
3- Bể lắng sơ cấp
4- Bể hoà trộn
5- Bể lắng thứ cấp
6- Bể phản ứng
7- Bể nén bùn
8- Bể tái sinh bùn
9- Bể Aeroten
10-Bể khí nénII. Thuyết minh mô hình.
1. Song chắn rác.
Nớc thải sinh hoạt trớc khi đi vào hệ thống xử lý phải qua song chắn rác. Tại đây,
song chắn rác có tác dụng ngăn chặn lại các rác nh: Túi bóng, ni lông, lá cây, cành
củi, để thuận tiện cho quá trình xử lý tiếp theo. Song chắn rác có thể làm bằng
nhựa hoặc thép chống rỉ có dạng lới.