_ ■' * ; • ' í t , . *

THU VIEN DAI HOC THUY SAN

10C0Ũ12631

0 = 7

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THI
w P îf

’


Ts. TRẲN ĐỨC HẠ

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
QUY MÔ NHỎ VÀ VỪA
(Giáo trình dùng cho sinh viên đại học các ngành xây dựng cơ bản)

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2002


60.601

1380-28 - 02
KHKT - 02


LỜI NÓI ĐẦU

TT* '

■ V

lả c giá


CÁC CHỮ VIẾT TẮ T TRONG C U ốN SÁCH
BOD (Biological Oxygen Demand)

Nhu cầu ô xy sinh học (NOS)

COD (Chemical Oxygen Demand)

Nhu cầu ô xy hoá học (NOH)

DO (Dissolved Oxygen)

ô xy hòa tan

ISO (International Standard Organization)

TỔ chức tiêu chuẩn Quốc tế

MPN (Most Probable Number)

Sô' vi khuẩn có thể có lớn nhất

SS (Suspended Solids )



1

Chương 1

c ơ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
VÀ XÂY DỰ NG TRẠM x ử LÝ NƯỚC TH Ả I
QUY MÔ NHỎ VÀ VỪ A
1.1. s ự HÌNH THẢNH c á c Hệ t h ô n g t h o á t n ư ớ c t h ả i ỌUY m ô
NHỎ VÀ VỪA
1.1.1. Hệ thống thoát nước thải phân tán
Đối với nước thải đô thị, dạng thoát nước cổ thể là tạp trung hoặc phân tán. Khi thoát
nước tập trung, nước thải từ các tuyến cống cấp II (tuyên cống lun vực) đưa vồ tuyến cống chính
(tuyến cống cấp I), sau đó bơm về trạm xử lý nước thải tập trung. Như vậy nước thải sẽ được dần
ra khỏi khu vực đô thị, xử lý dên mức độ yêu cầu, sau dó xả ra nguồn nước mặt cỗ khả năng lự
làm sạch lớn. Dạng thoát nước tập trung đảm bảo cho môi trường có độ an toàn cao, ít bị ổ
nhiễm. Xử lý nước thải (XLNT) tập trung dỗ kiểm soát và quản lý. Tuy nhiên việc đầu tư thoát
nước thải tập trung rất tốn kém do việc xây dựng tuyến cống chính lớn, dài và sâu, số lương trạm
bơm chuyển tiếp nhiều... Mặt khác khi dô thị phát triển không dồng bồ theo không gian và thời
gian,việc xây dựng trạm XI ,NT tập trung và tuyến cống chính không phù hợp. Đầu tư kinh phí
lớn ngay từ ban đầu cho các công trình này rất khó khăn.
Trong các đồ thị lớn, do khó khàn và không kinh tế trong việc xây dựng các tuyến
cống thoát nước quá dài khi địa hình bằng phẳng và mực nước ngẩm cao, người ta thường
quy hoạch thoát nước thải thành hệ thống phân tán theo các lưu vực sông, hổ. Do dặc điểm
địa hình và sự hình thành các kênh hồ trong các dô thị nước ta, hệ thống thoát nước thường
phân ra các lưu vực nhỏ và độc lập. Thoát nước phân, tán sẽ là hình thức phù hợp dối với da
số đô thị nước ta. Các trạm XLNT phân tán thường là loại quy mô nhỏ và vừa có công suất
từ 200 đến 10000 mVngày (tương đương với dàn số từ 1000 người đốn 100000 người). Xây
dựng các trạm XLNT cho các dô thị nhỏ và cho các lưu vực dộc lập của các đố thị lớn, hoặc
các trạm XLNT bệnh viện, các công trình công cộng, dịch vụ... quy mô công suất lừ 50 đến



Chuơng I

Cơ sỏ lựa chọn cô n g nghệ và xây dựng trạm xử íý nưóc...

Hình 1.2. Các lưu vực thoát nước và vị trí các tr#m XLNT phân tán

theo Quy hoạch thoát nước Hà Nội đến năm 2010
(Lưu vực 1 - lưu vực 6: thoát nước và XLNT phân tán; Lưu vực 7: XLNT tại chỗ)

3


4

Xử lý nưóc thải sinh hoạt quy m ô nhỏ v à vừa

1- trạm bơm thoát nước tập trung; 2 - trạm XLNT Q = 11000m3/ngàỵ.

Tổ chức thoát nước phân tán thường thích hợp cho các đô thị có hệ thống thoát nước
chung hoặc hệ thống thoát nước nửa riêng, nằm trong các vùng địa hình bằng phẳng nhiều
kênh, hồ. V í dụ hệ thống thoát nước thải Hà Nội đến năm 2010 được chia thành 7 vùng


Chuông 1. Cờ sỏ lựa chọn cô n g nghệ và xây dựng trạm xử lý nưóc...

5

theo phương án quy hoạch của Tổ chức họp tác Quốc tế Nhật Bản (.TICA) (hình 1.2) hoặc

lý cao, quản lý vận hành đơn giản. Nước thải và bùn cặn sau quá trình này có thể tiếp tục xử lý
trong đất, ao hồ hoặc tái sử dụng để tưới ruộng và làm phân bón. Tuy nhiên do công trình bố trí
gần nhà ở và khu dân cư nên điều kiện vệ sinh của nó còn hạn chế.

12. SỐ LƯỢNG, THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI
1.2.1. Các loại nưốc thải
Các loại nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người.
Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bộnh viện, trường học, nhà ãn... cũng tạo
ra các loại nước thải có thành phẩn và tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt. Để tiện


X ử lý nưòc thải sinh hoạt q u y m ô nhò và vừa

6

cho việc lựa chọn phương pháp, dây chuyền công 'nghệ và tính toán thiết k ế các công trình
xử lý nước thải, nước thải sinh hoạt được phân loại theo các dấu hiệu sau đây:

a. Theo nguồn gốc hình thành, trong các hộ gia đình có thể có các loại nước thải
sau đây (hình 1.4):
N g u ồ n nước th ả i t ừ cá c ngôi nhà

1r
Nước thải phân

ìr

Nước tiểu

1r

- Nhóm nước thải các hô gia đình, khu dân cư.
- Nhóm nước thải các công trình công cộng, dịch vụ như nước thải bệnh viện, nước
thải khách sạn, nước thẵi trường học, nước thải nhà ăn.
Mỗi nhóm, mỗi loại nước thải cỗ lưu lượng, chế độ xả nước và thành phần tính chất
đặc trưng riêng.

c. Theo đặc điểm hệ thống thoát nước sẽ hình thành nêh hai loại nước thải:
- Nước thải hệ thống thoát nước riêng. Nước thải từ các thiết bị vệ sinh được thu gom
và vận chuyển về trạm xử lỷ theo tuyến cống riêng.
- Nước thải hệ thống thoát nước chung. Các loại nước thải sinh hoạt (nước xám và
nước đen) cùng với nước mưa đợt đầu trong khu vực thoát nước được thu gom và vận
chuyển theo đường cống chung về trạm xử lý. Trong m ột số trường hợp nước đen được xử
lý sơ bộ tại chỗ qua các công trình như bể tách dầu mỡ, bể tự hoại, sau đó cùng nước xám


Chương ?■ Co sỏ lựa chọn công nghệ và xây dựng trạm xở lý n ưò c...

7

xả vào tuyến cống thoát nước chung của thành phố.
Việc phân loại nước thải theo hệ thống thoát nước phụ thuộc vào đối tượng thoát nước,
đặc điểm hệ thống thoát nước của thành phố và các điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã
hội khác của đô thị.

1.2.2. Số lượng nưóc thải và chế độ thải nước
Lưu lượng nước thải trong một khu vực đô thị, cụm dân cư, ngôi nhà hoặc công trình
công cộng được xác định trên cơ sở tiêu chuẩn dùng nước. Nước sử dụng cho sinh hoạt, sau
đổ trở thành nước thải xả vào hệ thống thoát nước được xác dịnh theo quy chuẩn xây dựng
Việt Nam năm 1996 [1] như sau (bảng 1.1).
Bảng 1.1. Tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt của đô thị

80-90

120-130

Các nước phát triển có tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt đô thị rất cao, thường dao động
từ 200 đến 500 1/ng.ngày, phụ thuộc vào trang thiết bị vệ sinh và điểu kiện khí hậu khu vực.
Đối với nông thôn, tiêu chuẩn nước sạch cho sinh hoạt được chọn từ 50 đến 100 1/ng.ngày.
Tiêu chuẩn thải nước bệnh viện thông thường được xác định theo Tiêu chuẩn thiết kế
bệnh viện đa khoa (TCVN 4470-87) là 300 đến 400 1/ng.ngày. Tuy nhiên theo kết quả
nghiên cứu của đề tài B96-34-06 Xử lý nước thải và phế thải rắn bệnh viện" [10], do số
lượng cán bộ công nhân viên và người nhà đến chăm nom bệnh nhân lớn, tiêu chuẩn dùng
nước thực tế tăng lên rất nhiều và nó cũng phụ thuộc vào quy mô cũng như chức năng của
bệnh viện (bảng 1.2).
Bảng 1.2. Lưu lượng nước thải các bệnh viện
7T

Quy mô bệnh viện, giường bệnh

Tiêu chuẩn dùng
nước, ị/nq.ngày

Lưu lượng nước
thải, m3/nqày

1
2
3
4
5
6


Xử lý nưôc thải sinh hoạt q u y m ô nhỏ v à vừa

8

dịch vụ có lượng chất bẩn hoặc nước thải xả vào hệ thống thoát nước tương đương với của
một người dân đô thị. Các đại lượng tương đương này của m ột số công trình công cộng và
dịch vụ có thể xác định theo bảng 1.3.
Bảng 1.3. Chỉ sô' dân tương đương và tiếu chuẩn nước thải cho m ột dơn vị tín h của công

trình công cộng, dịch vụ trong một ngày
Đơn vị tính

Công trình

Giường
Chỗ ngồi
Chỗ
Chỗ
Học sinh
Trẻ em
Giường bệnh

- Khách san, nhà nghỉ
- Nhà ăn
- Quán cà phê, giải khát
- Cảu lac bô; nhà văn hóa
- Trường hoc
- Nhà trẻ
- Bệnh viện

binh (qhtb). Như vậy:

%

Q ng

giờ trong ngày

Hình 1.5. Biểu đố thải nước khu dân cư
A - thị tứ; B - khu nhà ở 200 người;

c

- khu đô thị 50000 người.

Giá trị Ả ^phụ thuộc vào số người sứ dụng hệ thống thoát nước, tiêu chuẩn dùng nước,
điều kiện trang thiết bị vệ sinh và điểu kiện khí hậu. Lưu lượng nước thải càng lớn hệ số Krh
càng nhỏ. Dựa vào hệ số Kch có thể xác định được lưu lượng nước thải tính toán của hộ
thống thoát nước và các công trình xử lý nước thải. Đối với hệ thống nước thải quy mồ vừa
và lớn, hộ số K, h cổ thể xác định theo các công thức sau.


Chuông ỉ Cơ sỏ lựg chọn công nghệ và xây dựng trạm xử lý nưóc...

9

- Đối với hệ thống thoát nước thải quy mô vừa [28j :
0,81
Kc » = ^ 5 + ^ S r ’
tí tb

99.9%

0 . 1%

Các chất rắn

Nước

30-50%

50-70%

Các chất vô cơ

Các c hất hữu cơ

65%
Protein

10%

25%
Cacbonhydrat

Các chất béo

Cát

Muối


50

90

Vô cơ

10

5

75

90

Tổnq cônq

40

15

125

180

Để tính toán thiết kế các công trình xử lý, người ta thường xem xét các thành phần sau
đây của nước thải sinh hoạt:
- Các chất rắn (chủ yếu là các chất rắn lơ lửng)
- Các chất hữu cơ (chủ yếu là các chất có thể bị phân hủy sinh học)
- Các chất dinh dưỡng (các hợp chất nitơ và photpho)
- Các vi sinh vật gây bệnh

c h o n p s V

) 2

^ ^

cC O + Ị ^ 0 ,5 h - 0 ,5 n - l,5 p ~ s jH O + nN O ^ + p P C y '+ s S 0 2' + ^ n + 3 p + 2 s ^ H +
Hằm lượng p và s nhỏ nên nhu cầu oxy cho nó nhỏ. Còn đối với quá trình oxy hóa
nitơ thành nitơrat, m ột lượng oxy được tiêu thụ tương dối lớn (các quá trình nitơrat hóa).
Nhu cầu oxy hóa hóa học (Chemical Oxygen Demand- COD) là lượng oxy hóa hóa học
các chất hữu cơ thông qua các chất oxy hóa mạnh như pemanganat (MnO 4) hoặc dicromat
(Cr20 72 ) trong môi trường axit. Tuy nhiên đối với nước thải sinh hoạt, không quá 65% hàm
lượng chất hữu cơ được oxy hóa theo phương pháp pemanganat. Vì vậy người ta thường tiến
hành phân tích COD của nước thải theo phương pháp dicromat mà phản ứng cơ bản như
sau:
CaH,,Oc + Cr20 72- + H + - - )u n n ổ n g C rH + C 0 2 + H 20

(1.5)

Dựa vào biểu thức (1.5), khi biết trước một chỉ tiêu nào đó có thể ước tính sơ bộ các
chỉ tiêu khác. Chỉ tiêu COD theo Pemanganat thường phân tích đơn giản. Qua chỉ tiêu này
ta ước tính được giá trị gần đúng chỉ tiêu COD và BODg dổ từ dấy tìm khoảng pha loãng
thích hợp khi phân tích các chỉ tiêu dó.
Trong nước thải sinh hoạt nitơ tồn tại dưới dạng vô cơ (65%)và hữu cơ (35%). Nguồn
nitơ chủ yếu là từ nước tiểu. Mỗi người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước 1,21ít
nước tiểu, tương đương với 12g nitơ tổng số. Trong số đó nitơ amoni (N-CO(NII2)2 là 0,7g,
còn lại là các loại nitơ khác. Ure thường được amoni hóa. Vì vậy từ việc xác định hàm
lượng ure trong nước thải có thể biết được thời gian lưu nước thải trong các cống thoát
nước.

Hình 1.7. Quá trình tiêu thụ oxy sinh hóa trong nước thải

Tuy nhiên, một số dạng nitơ hữu cơ như ure và protein sẽ bị thủy phân trong nước tạo
thành nitơ amoni. Sau đó chúng bị các loại vi khuẩn Nitrosomonas oxy hóa thành nitrit:
NH4 + 1 ,5 0 2 —ỳ 2H + + N 0 2 + H 20

(1.6a)

và tiếp tục bị vi khuẩn Nitrobacter oxy hóa thành nitrat:
N 0 2 + 0,5O2

NO 3

(1.6b)

Trong nước thải photpho tồn tại dưới dạng photpho hoạt tính - orthophotphat (60%) và
photpho hữu cơ (40%). Các nguyên tố dinh dưỡng (chủ yếu là N và P) sẽ thúc đẩy quá trinh

Tên nước

Lượng chất bẩn, q/ng.ngày

l/ng. ngày

Chất lơ lửng

bod«

Anh
Pháp
Bỉ

100-200

90-100

54-65

150-200
100-150

60-80

54-65

90

54-65

Nga

100-500

65

35

54-65
75-80
80

Bảng 1.6. Lượng chất bẩn của một người trong m ột ngày xả vào hệ thống

thoát nưóc theo quy định của 20 TCN 51-84
Các chất bẩn

Giá trị, g/ng.ngày

- Chất lơ lửng

50-55

- BODj của nưốc thải chưa lắng

30-35

- BOD5 của nước thải đã lắng

25-30


680-1 000

Các chất rắn dễ bay hơi

65-85

380-500

Cặn lơ lửng

35-50

200-290

Căn lơ lửng dễ bay hơi

25-40

150-240

bod5

35-50

200-290

COD

115-125


Tổng coliform
Fecal conform

107-109***

Ghi chú: * Nồng độ tính khi tiêu chuẩn thải nước là 170 angười.ngày
** Số conform
*** Sô'coliforml100 mỉ
Nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt đô thị hoặc khu dân cư phụ thuộc vào đặc
điểm hệ thống thoát nước, chế độ xả và tiêu chuẩn thải nước. Các chí tiêu chất bẩn trong
nước thải sinh hoạt một số nước khí hậu nhiệt đới được nêu trong bảng 1.8.
Bảng 1.8. Nồng độ chất bẩn trong nước thải

205

-

163

750

30

-

76

100

Nitơ amoni, mg/l

-

-

-

32

P 0 43-, mg/l

-

Xử lý nưóc thải sinh hoạt quy m ô nhổ và vừa

14

Nước thải bệnh viện có thành phần và tính chất gần giống nước thải sinh hoạt đô thị,
tuy nhiên nồng độ chất bẩn có thấp hơn do tiêu chuẩn sử dụng nước lớn. Lượng chất bẩn
tính theo đơn vị 1 giường bệnh thải vào hệ thống thoát nước trong một ngày là:
- Chất bẩn lơ lửng : 130g
- BOD5 : 7()g
- Nitơ amoni : 16g
- Clorua : 18g
Nồng dộ các chất bẩn trong nước thải các bệnh viện có thể xác dịnh theo hảng 1.9.
Bảng 1.9. Các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải các bệnh viện nưóc ta
Nồnq độ

Chỉ tiêu
Min

Trunq bình

PH

6.2

7.4

8.1

Chất lơ lửng, mg/l


Max

Nguồn: Bộ mởn cấp thoát nước vả Trưng tâm kỹ thuật môi trường dô thị và khư công
nghiệp, ĐỈ1XD, 1993-1997.
Trong nước thải bệnh viện còn chứa các chất thải tẩy rửa, dư lượng dược phẩm và một
số chất độc hại đặc trưng từ quá trình chẩn đoán, xốt nghiệm bệnh nhân... Đặc trưng của
nước thải bệnh viện là sự xuất hiện của các loại vi khuẩn gây bệnh như Somonella,
Ixp to sp ira y ibrio Choỉeral, Mycobacterium 'Tuberculosis...

1?. Ô NHIỄM VÀ T ự LÀM SẠCH NGUỒN NƯỚC
1. 3. 1. ô nhiễm nguồn nưốc
Khi xả nước thải sinh hoạt xử lý chưa dạt yêu cầu vào sông hổ, nguồn nước có thể hị ô
nhiễm và chất lượng nước giảm sút do các quá trình saư dây.

a. Lắng cặn khu vực miệng xả. Cặn lắng chứa phần lớn là chất hữu cơ nên dể bị oxy
hóa sinh hóa, làm oxy trong nguồn nước bị giảm. Trong lớp cặn lắng phía dưới diễn ra quá
trình lên men, các chất khí như lí,s , CH,,... tạo thành, thoát ra xâm nhập vào trong nước,
gây mùi và làm nổi váng bọt tròn bề mặt. Cặn lắng còn làm giảm tiết diộn miệng xả, thay
đổi đáy sồng hổ, cản trở dòng chảy...
b. Chê dô oxy trong sông hồ phía hạ lưu m iệng xả thay dổi do quá trình tiêu thụ
oxy dế oxy hóa sinh hỏa các chất hữu cư có trong nước thải. Nồng độ oxy hòa tan là yếu
tố giới hạn nên độ giảm của nó sẽ ảnh hưởng xấu dến sự ổn định của hệ sinh thái sồng
hổ.Theo quy dịnh của tiêu chuẩn môi trường TCVN 5942-1995, nồng dô oxy hòa tan thấp
nhất trong sông hổ là 4 mg/1. Thời gian lính theo chiều dòng chảy khi nồng dộ oxy trong
nước sông hổ thâp nhâ't gọi là thời gian tới hạn.Tại thời điểm tới hạn, nguồn nước ổ nhiẽm
nặng nhât. Thông thường trong tính toán xử lý nước thải, bảo vệ nguổn nước, thời gian này


Chương 1 Cơ sò lựa chọn công nghệ và xây dựng trạm xử lý nước...


B= 10y .L,.F , tấn/năm .

r ì . tt)

trong đó: F - diện tích hồ, m2.
Khi lượng photpho xả hằng năm lớn hơn giá trị B, diều kiện phú dưỡng của hồ bắt dầu
xuất hiện. Các nghiên cứu về quá trình phú dưỡng trong sông hồ dô thị nước ta [7,8,17 j cho
thấy lượng chất bẩn bổ sung do nhiễm bẩn lần hai, tính theo BOD5, rất cao nằm ở mức 2,0
đến 5,0 mg/1.

d. Vi khuẩn gây bệnh. Một số loại vi khuẩn gây bệnh tồn tại trong nước thải khi ra
sồng hồ sẽ thích nghi dần và phát triển mạnh. Theo con đường nước nổ sẽ gây bệnh dịch
cho người và các động vật khác.
Theo Colvis và Marson [ 19Ị, khi xả vào nguồn, nước thải sinh hoạt có thổ gây
nhiễm bẩn sông hổ theo 4 mức dộ như sau:
- Độ nhiễm bẩn polixaprobe (P). Trong vùng này nước có hàm lương chất hữu cơ lớn
(BODị thường trên 15 mg/1), tích tụ nhiều các khí độc hại, sản phẩm của quá trình phân hủy
yếm khí chất hữu CO (IPS, CII,,...). Oxy xâm nhập vào nguồn nước chủ yếu qua khuếch tán
bề mặt. Nito chủ yếu là nitơ amoni và nito protein.Trong vùng này không có quang họp. Số
lượng vi khuẩn từ hàng tràm nghìn đến hàng triệu dơn vị trong một ml. Cặn dáy có màu den
của FeS. Vi khuẩn dị dưỡng phân hủy chất hữu co như Sphaerotilus, vi khuẩn lưu huỳnh
Beggiatoa, Thiothris, các loại thảo trùng... là những vi sinh vật dặc trưng cho vùng nước
này.
- Độ nhiễm bẩn a-mezoxaprobe (a-m). Trong vùng này bắt dầu quá trình phân hủy
các chất hữu cơ và amoni hóa diển ra mạnh mẽ. BOD, dao dộng từ 6 đến 15 mg/l. Trong
nước chứa nhiều c o , tự do. Số lượng vi khuẩn phân húy chất hữu co khoảng vài trãm nghìn
đon vị/1 ml. Một số loại vị khuẩn và thảo trùng phát triển mạnh. Điển hình là các loại nấm
Leptomitus, ấu trùng Brachionus...



di

d 2C
d 2C
z d z ~ Dx d1 +Dy d 2 +Dz d2 '
a 2c

Xdx

Vydy

(1.9)

Để tiện tính toán, quá trình này được đặc trưng bằng số lẩn pha loãng n

n=

vQni+Q*»
ổ nth

trong đó:

c nlh- c n!:
c,-c

( 1. 10)

ng

Qng-lưu lượng tính toán của nguồn nước ;

c ,=

+ C n!h xQ'nth

Qng

( 1. 12)

Qtĩih

Đối với chất bẩn không bền vững (bị phân hủy theo thời gian) thì nồng độ của chúng
bị giảm chủ yếu do sự chuyển hóa và phân hủy.
Các đại lượng n hoặc Y dược xác dịnh trên cơ sở giải bài toán khuếch tán rối (1.9) với
các nguồn nước có điều kiện biên khác nhau khi xả nước thải vào hồ và hồ chứa với dòng
chảy bề mặt tạo nên do gió, số lần pha loãng ban đầu nd sẽ được xác định theo công thức
M.A.RuíTel [22] sau dây:
- Khi xả nước thải ở tầng mặt:
(1.13a)

đ

Qnth+ 0,00U U Ỉ2 '

- Khi xả nước thải ở tầng dáy:

n‘1

Q,h + 0,0 0 8 7 //2
QIh +0,000435//2 ’



Ax - khoảng cách giữa các tiết diện tính toán, xác định như sau:
- Cho trường hợp xả ven bờ:
A t =6,53 / / U67

(1.14c)

- Cho trường hợp xả xa bờ:
A , = 4 ,4 1 //1,167

(1.14d)


X ử lý nưóc thải sinh hoạt q u y m ô nhỏ v à vừa

18

Trong quá trình phân hủy chất bẩn nhờ vi sinh vật sự tiêu thụ và hòa tan oxy trong
nguồn nước có quan hệ mật thiết với nhau. Trong sông hồ oxy tiêu thụ chủ yếu cho quá
trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ và được hòa tan vào nước qua sự khuếch tán bề mặt.
Các quá trình này được đặc trưng bằng các phương trình của Phelp-Streeter :
- Đối với quá trình tiêu thụ oxy:
i k = - K ,L

dt
1
- Đối với quá trình tổng hợp hòa tan và tiêu thụ oxy:

(1.15a)


- Với biểu thức cơ số logarit tự nhiên:

Kd = 10-9e

(1.17a)

Hoặc với biểu thức cơ số logarit thập phân:

Kd = 1 0 -9 .1 0 (3+35v>/

(1.17b)

Trong điều kiện V= 0, giá trị Kd= 1 và V> 0,2 m/s, Kd(v)= KẬV = 0,2 m/s)
Trong điều kiện các sông hổ đô thị nước ta, các nghiên cứu của Bộ m ôn cấp thoát nước
(ĐHXD) [8] cho thấy:
- Đối với sông mương thoát nước khi vận tốc dòng chảy nhỏ hơn 0,02 m/s giá trị K ị
(cơ số logarit tự nhiên) có thể chọn trung bình là:
^ = 0 ,0 1 4 2 + 0,141gL0 ,n g à y '1 ,
trong đó:

L0- BOD5 của nước sông mương điểm đầu, mg/1.

- Đối với hổ đô thị tiếp nhận nước thải sinh hoạt Kị chọn là:

(1.18a)


Chuông 1 Cơ sỏ lựa chọn cô n g nghệ và xâ y dựng trqm xử lý nưóc...

19

20Pc

2 5°c

Nguồn đứng yên và chảy yếu

0,15

-

Sông với vận tốc dòng chảy V < 0,5 m/s

0,20

0,215

Sông với vận tốc lớn

050

0,54

Biểu đồ hòa tan và tiêu thụ oxy theo mô hình Phelp-Streeter được nêu trên hình 1.8.

Hình 1.8. Biểu đổ tích lũy oxy tiêu thụ và oxy hòa tan trong nguồn nước

theo thời gian dòng chảy
tch- thời gian tới hạn; tại thời điểm này nồng độ oxy hòa tan
trong nước thấp nhất, độ thiếu hụt oxy lốn nhất.



Hàm lươnq BODfí bổ sunq Lhr, mg/l
1 ,4 -2 ,0

V = 0,01 - 0,02 m/s

Hồ đô thị:
- Thời gian lưu nước từ 10 đến 20 ngày

2 ,5 -3 ,5

- Thời gian lưu nước từ 20 đến 40 ngày

3 ,0 -4 ,0

- Thời qian lưu nước trên 40 ngày

3 ,5 -4 ,5

Khi xả nước thải vào sông hồ các loại vi khuẩn gây bệnh cũng có xu thế bị giảm. Theo
Chick [34], số lượng vi khuẩn gây bệnh trong sông hồ giảm theo quy luật phản ứng bậc 1
như sau:
— = 10- ^
Na
trong đó :

( 1.21)

N a> N - số vi khuẩn gây bệnh ban đầu trong nước thải và sau thời gian lưu
lại trong sông hồ;