TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TNTN

------o0o------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
BẰNG BỂ LỌC THƯỜNG VÀ BỂ LỌC NỀN XUNG

Cán bộ hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Th.S LÊ HOÀNG VIỆT

QUÁCH THỊ TIỀN
MSSV : 1110870

Cần Thơ 10, 2014


XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế, nên không tránh khỏi những sai sót, rất
mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báo từ quý thầy ,cô và các bạn để đề
tài hoàn thiện hơn.
Cần Thơ, ngày 30 tháng 11 năm 2014
Sinh viên thực hiên

Quách Thị Tiền

Quách Thị Tiền 1110870

trang ii


MỤC LỤC
XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN………………………………………..i
LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………………….ii
TÓM TẮT ĐỀ TÀI…………………………………………………………………iii
LỜI CAM ĐOAN…………………………………………………………………..iv
MỤC LỤC…………………………………………………………………………..v
DANH SÁCH BẢNG……………………………………………………………..vii
DANH SÁCH HÌNH…………………………………………………………… viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………...x
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU…………………………………………………………1
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU………………………………………….....2
2.1 GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT………………………………….2
2.1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt………………………………………………..2
2.1.2 Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt………………………………...2
2.1.3 Nồng độ của nước thải sinh hoạt………………………………………………5
2.2 Sơ lược cơ chế của quá trình lọc………………………………………………...6
2.3 Các loại bể lọc…………………………………………………………………...6

3.5 Các bước tiến hành……………………………………………………………..21
3.6 Phương pháp và phương tiện phân tích mẫu…………………………………...22
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………………………………23
4.1 Thành phần và tính chất của nước thải đầu vào được sử dụng thí nghiệm…….23
4.2 Thí nghiệm lọc nước thải sinh hoạt bằng bể lọc thường và bể lọc nền xung…..23
4.3 Vận hành bể nền xung………………………………………………………….31
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………………34
5.1 Kết luận………………………………………………………………………...35
5.2 Kiến nghị……………………………………………………………………….35
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….35
PHỤ LỤC………………………………………………………………………….36

Quách Thị Tiền 1110870

trang iv


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Tiêu chuẩn cấp nước ở khu vực đô thị và nông thôn ở nước ta…………..2
Bảng 2.2 Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị………………..2
Bảng 2.3 Tải trọng chất thải trung bình trong nước thải một ngày tính theo
đầu người…………………………………………………………………………….4
Bảng 2.4 Trọng lượng trung bình các chất nhiễm bẩn trong nước thải trong
một ngày tính theo đầu người……………………………………………………….4
Bảng 2.5 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa được xử lý….5
Bảng 2.6 Các cơ chế loại bỏ chất rắn lơ lửng trong cột lọc…………………………6
Bảng 2.7 Đặc điểm của các loại bể lọc thường được sử dụng……………………...8
Bảng 2.8 Thông số thiết kế của bể lọc sử dụng hai nguyên liệu lọc……………….10
Bảng 2.9 Các sự cố thường gặp trong quá trình lọc và cách khắc phục…………..11
Bảng 3.1 Các thông số vận hành mô hình………………………………………….20

Hình 2.13 Nồng độ BOD5.........................................................................................17
Hình 3.1 Vị trí lấy mẫu…………………………………………………………….18
Hình 3.2 Máy sục khí………………………………………………………………19
Hình 3.3 Hệ thống phun khí của bể lọc nền xung …………………………………19
Hình 3.4 Sơ đồ kích thước mô hình bể lọc thường và bể nền xung………………..20
Hình 3.5 Bể lọc thường và bể nền xung……………………………………………21
Hình 4.1 Nồng độ SS trước và sau xử lý của bể lọc thường và bể lọc nền xung….24
Hình 4.2 Nồng độ COD trước và sau xử lý giữa bể lọc thường và bể lọc
nền xung……………………………………………………………………………25
Hình 4.3 Nồng độ BOD5 trước và sau xử lý của bể lọc thường và bể lọc
nền xung…………………………………………………………………………....26
Hình 4.4 Nồng độ TKN trước và sau xử lý của bể lọc thường và bể lọc
nền xung…………………………………………………………………………....27
Hình 4.5 Nồng độ TP trước và sau xử lý của bể lọc thường và bể lọc
nền xung……………………………………………………………………………28
Hình 4.6 Nồng độ các chất SS, BOD5,COD của nước thải đã qua xử lý bằng ao tảo
nạp nước thải 24h,12h……………………………………………………………...32
Quách Thị Tiền 1110870

trang vi


Hình 4.7 Nồng độ các chất TKN,TP của nước thải đã qua xử lý bằng ao tảo nạp
nước thải 24h,12h…………………………………………………………………..33

Quách Thị Tiền 1110870

trang vii





LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này được thực hiện trên kết quả nghiên cứu của bản
thân. Số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được dùng
cho bất kỳ luận văn nào trước đây.
Cần Thơ, Ngày……tháng…..năm
Sinh viên thực hiện

Quách Thị Tiền

Quách Thị Tiền 1110870

trang ix


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa để vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ trong
nước thải

COD

Nhu cầu oxy hóa học để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải

SS

Chất rắn lơ lửng


gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, mỹ quan đô thị cũng như đời sống của các
loài thực vật.
Nhìn chung, nước thải sinh hoạt có chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao.
Theo Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga (2002), nước thải sinh hoạt có thành phần với
các giá trị điển hình như sau: COD = 500 mg/L, BOD5 = 250 mg/L, SS = 220 mg/L,
phốt-pho = 8 mg/L, ni-tơ NH3 và ni-tơ hữu cơ = 40 mg/L, pH = 6,8, TS = 720
mg/L. Nhằm mục tiêu cải thiện chất lượng nguồn nước nên hiện nay có rất nhiều
biện pháp xử lý và công nghệ đã được đưa vào áp dụng trong xử lý nước thải với
các quy mô lớn, nhỏ và đạt được hiệu quả xử lý khá cao như: phương pháp cơ học,
hóa học và sinh học. Tùy theo yêu cầu xử lý, mức độ ô nhiễm và tính chất của nước
thải để đưa ra biện pháp xử lý phù hợp hơn. Tuy nhiên, một số loại nước thải sinh
hoạt ở một số địa điểm có nồng độ chất ô nhiễm thấp hàm lượng chất rắn lơ lửng,
nồng độ chất hữu cơ ít, dưỡng chất N,P cao, tập trung vô xử lý nguồn nước thải
loãng do hàm lượng chất hữu cơ thấp và chứa các dưỡng chất có thể sử dụng được
nhằm hưỡng đén tiền xử lý bằng lọc nước thải, sau đó còn giữ các chất hòa tan N, P
bằng biện pháp sinh học nuôi tảo, xuất phát từ những vấn đề của nguồn nước thải có
nồng độ chất ô nhiễm thấp để tái sử dụng nên đề tài “Đánh giá hiệu quả xử lý
nước thải sinh hoạt bằng bể lọc thường và bể lọc nền xung” được tiến hành nhằm
giải quyết các vấn đề ô nhiễm do nước thải sinh hoạt từ các khu đô thị, dân
cư,…góp phần bảo vệ môi trường và hướng đến áp dụng công nghệ xử lý mới phù
hợp hơn, tìm ra các thông số thiết kế và vận hành thích hợp cho bể lọc thường và bể
lọc nền xung.

Quách Thị Tiền 1110870

trang 1


CHƯƠNG II: TÀI LIỆU THAM KHẢO
2.1 Giới thiệu về nước thải sinh hoạt

120 – 180

Nông thôn

50 – 120
(Trịnh Xuân Lai, 2009)

Bảng 2.2 Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị
Đối tượng

Nước thải sinh hoạt (lít/người/ngày)

Các nước phát triển

100 – 250

Các nước đang phát triển

150 – 500
(Trịnh Xuân Lai, 2009)

2.1.2 Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt

Quách Thị Tiền 1110870

trang 2


Theo Nguyễn Đức Lương & Nguyễn Thị Thùy Dương (2003) thành phần và tính
chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước thải. Ngoài ra

trang 3


Bảng 2.3 Tải trọng chất thải trung bình trong nước thải một ngày tính theo đầu
người
Các chất

Tổng chất thải
g/người /ngày

Chất thải hữu cơ
g/người /ngày

Chất thải vô cơ
g/người/ngày

Tổng lượng chất
thải

190

110

80

Chất tan

100

50

STT

Thành phần các chất

Mức g/người/ngày

1

Chất lơ lửng

65

2

BOD5

35

3

BOD20

40

4

Nitơ ammoniac

8


Nhẹ

Trung bình

Nặng

Chất rắn tổng cộng, mg/L

350

720

1200

Tổng chất rắn hòa tan, mg/L

250

500

850

Cố định

145

300

525


275

Chất rắn lắng được, mg/L

5

10

20

BOD5, mg/L

110

220

400

COD, mg/L

250

500

1000

Tổng nitơ ( theo N), mg/L

20


0

0

0

Tổng photpho (theo P), mg/L

4

8

15

Hữu cơ

1

3

5

Vô cơ

3

5

10


a. Cơ học

Các hạt chất rắn có kích thước lớn hơn
kích thước các lỗ rỗng của cột lọc sẽ bị
giữ lại bên trên hoặc trong các lỗ rỗng
của cột lọc.
Các hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn
các lỗ rỗng được giữ lại trong cột lọc khi
tiếp xúc với các hạt chất rắn khác.

b. Cơ hội tiếp xúc
2. Lắng cặn

Các hạt chất rắn sẽ bị lắng bên trên hoặc
trong cột lọc.

3. Do sự va chạm

Các hạt chất rắn nặng sẽ không theo
dòng chảy đi ra ngoài cột lọc.

4. Sự ngăn cản

Nhiều hạt chất rắn theo dòng chảy tiếp
xúc với bề mặt các hạt lọc và bị giữ lại.

5. Sự bám

Các bông cặn bám vào bề mặt cảu các
hạt lọc.

trang 6


Hệ thống ống dẫn khí

Van xả nước

Vải lọc
Hộp van

Lớp đá 0.5-0.75

Lớp cát
0.375 lớp sỏi

ống khí

Lớp đá 0.5-0.75

ống dẫn nước

4 rãnh thoát nước trong ống pvc

Hình 2.1 Bể lọc cát liên tục điển hình
(Nguồn : Orenco Systems, Inc., 1998)
2.3.2 Các loại bể lọc
Bể lọc có thể phân loại theo thời gian hoạt động gồm hai kiểu vận hành chính là
liên tục và bán liên tục. Ngoài ra tùy theo chiều dày của lớp nền lọc (cạn, thông
thường , sâu…) nguyên liệu lọc (hai hay nhiều loại kết hợp), hướng dòng chảy (trên
xuống hay dưới lên) và phương pháp quản lý các chất rắn (ở bề mặt hay giữa

Bán liên tục

Thông dụng

(phân tầng hoặc không
phân tầng)

Bán liên tục

Thông dụng

Hai loại (phân tầng)

Cát hoặc
than

90

Bán liên tục

Thông dụng

Đồng nhất (phân hoặc
không phân tầng)

Cát, than
và garnet

90



29

Liên tục

Nền sâu

Đồng nhất (không phân
tầng)

Cát hoặc
than

180

Liên tục

Cầu di động

Đồng nhất (phân tầng)

Cát hoặc
than

28

Liên tục

Cầu di động


thoát nước

Nước thải đầu ra

Hình 2.2 Bể lọc hai lớp vật liệu có hướng dòng chảy từ trên xuống
Nguồn: Metcalf & Eddy, 1991
b) Loại bể lọc có chiều dày lớp nền lọc sâu, hướng dòng chảy từ trên xuống
Loại bể lọc này cũng có hướng dòng chảy từ trên xuống như các loại bể lọc thông
thường khác. Ngoại trừ độ sâu và kích thước của nguyên liệu lọc được sử dụng sẽ
lớn hơn các giá trị tương ứng của một số bể lọc thường khác.
Độ sâu và kích thước trung bình của nguyên liệu lọc ( cát hoặc than..) quyết định
lượng chất rắn có thể được giữ lại ở lớp nguyên liệu lọc nhiều hay ít và thời gian
vận hành của bể. Nếu chiều dày của lớp nền nguyên liệu lọc không phụ thuộc hoàn
toàn vào quá trình rửa ngược thì kích thước của loại nguyên liệu lọc của bể sẽ phụ
thuộc vào khả năng rửa ngược. Quá trình rửa ngược đạt hiệu quả cao người ta
thường kêt hợp rửa ngược khí và nước theo Metcalf & Eddy (1991).
c) Loại bể lọc có lớp vật liệu lọc sâu, hướng dòng chảy từ dưới lên
Nước thải sẽ được đưa vào dưới đáy của cột lọc, nơi mà dòng chảy từ dưới lên qua
một loạt các ống đứng và được phân bố đều với lớp cát qua đáy. Sau đó nước sẽ
theo hướng dòng chảy từ dưới lên qua lớp cát di chuyển xuống dưới. Lọc sạch từ
lớp cát, đập tràn tự do, và được thoát ra từ bể lọc.
Khi có dòng chảy từ dưới lên các tạp chất sẽ được rửa sạch khi các hạt cát chuyển
động hỗn loạn. Khi đạt tới mức tới hạn, bùn bẩn tràn vào trung tâm sẽ bị loại bỏ
bằng cách thiết lập đập tràn để cho dòng nước ổn định đã được lọc sạch chảy hướng
lên, ngược với sự chuyển động của cát . Nước theo hướng dòng chảy từ dưới lên sẽ
sẽ loại bỏ các hạt chất rắn. Vì lớp các cao hơn vận tốc lắng của chất rắn, cát sẽ đc
giữ ở trong cột lọc (Metcalf & Eddy, 1991).
d) Loại bể lọc có nền xung động
Theo Metcalf & Eddy (1991)bể lọc nền xung có hướng dòng chảy từ trên xuống, là
bể lọc trọng lực không phân tầng với nguyên liệu lọc lớp cát được rửa sạch. Khác

Chiều dày,m
Kích thước hữu dụng, mm
Hệ số đồng nhât
Cát
Chiều dày, m
Kích thước hữu dụng, mm
Hệ số đồng nhất
Lưu lượng, L/m2*min

Giá trị
Khoảng biến động

Tiêu biểu

0,305 – 0,762
0,8 – 2
1,3 – 1,8

0,61
1,3
1,6

0,152 – 0,305
0,4 – 0,8
1,2 – 1,6
81,5 – 407,46

0,305
0,65
1,5

Sự cố này làm tăng tốc độ giảm áp, khắc phục bằng
Tạo nên những hạt dầu cách kết hợp rửa ngược và làm sạch bề mặt bằng không
mở ở dạng nhũ tương
khí hay nước hoặc có thể làm sạch nguyên liệu bằng
hơi nước hay các thiết bị rửa đặc biệt.

Tạo nên các vết nứt

Nếu lớp nền nguyên liệu không được làm sạch một
cách thỏa đáng, các hạt nguyên liệu lọa bị bao phủ bởi
các chất rắn trong nước thải, khi đó lớp nền nguyên liệu
lọc bị nén lại và tạo nên những vết nứt, đặc biệt là ở
thành của bể lọc. Khắc phục bằng rửa ngược và làm
sạch bề mặt một cách thỏa đáng

Nguyên liệu bị thất thoát do quá trình rửa ngược, hoặc
qua các lỗ thoát nước ở đáy bể. Khắc phục bằng cách
lắp máng hứng nước rửa ngược và thiết kế các lỗ thoát
Ít nguyên liệu lọc hơn nước chính xác. Khi kết dính với các bông cặn sinh
mức cần thiết
học, các hạt nguyên liệu lọc có thể có tỉ trọng cao hơn,
do đó nó có thể bị cuốn trôi trong quá trình rửa ngược.
Khắc phục sự cố bằng cách gắn thêm hệ thống rửa sạch
bằng không khí hoặc nước.
(Lê Hoàng Việt, Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014)

Quách Thị Tiền 1110870

trang 11


Lóp sỏi 10cm

Lớp cát 50cm
Cột lọc pvc
Chiều cao 100cm
Đường kính 40cm
Lớp sỏi 10cm

Hình 2.7 Mô hình thí nghiêm loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ và các chất dinh
dưỡng từ nhà máy oliu bằng bể lọc cát
Nguồn: Achak et al., (2009)

Thời gian (tuần)

Hình 2.8 Số phần trăm chất rắn (TSS) được loại bỏ theo thời gian
Nguồn: Achak et al., (2009)

Quách Thị Tiền 1110870

trang 14