XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOAT

Nguồn gốc của NT sinh hoạt Nước thái sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mụcđích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,…Chúng thường được th

MỞ ĐẦU

Trong quá trình phát triển không ngừng của xã hội, loài người đã đạt đượcnhiều thành tựu to lớn trong các lĩnh vực kinh tế xã hội với một trình độ khoahọc kỹ thuật hiện đại, nhưng đồng thời cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêmtrọng cho môi trường, đặc biệt là môi trường nước Nước là nguồn tài nguyênquý báu và hết sức thiết yếu đối với sự sống trên trái đất Cùng với việc bảo

vệ và cung cấp nguồn nước sạch, việc thải và xử lý nước bị ô nhiễm trước khi

đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với toàn thể loài người Nó khônggiới hạn trong một quốc gia, một khu vực mà còn là một vấn đề nóng bỏngcủa toàn nhân loại Ở Việt Nam hàng ngày có hàng triệu m3 nước thải đượcđưa vào môi trường do sự phát triển của đô thị hoá, dân số ngày càng giatăng, lượng nước thải sinh hoạt ngày càng nhiều Theo dự báo, trong vòng ítnhất là 10-15 năm nữa Việt Nam sẽ phải hứng chịu các tác động nặng nề donước thải sinh hoạt không được xử lý

Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố hồiđầu năm 2010 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong dođiều kiện nước sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém Còn theo thống kê của

Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồnnước Người dân ở cả nông thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơmắc bệnh do môi trường nước đang ngày một ô nhiễm trầm trọng

Mặc dù đã có nhiều biện pháp, nhiều chương trình hành động nhưng thực sựvẫn chưa đạt được nhiều kết quả do hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tạiViệt Nam vô cùng thô sơ Vì vậy, để góp phần làm giảm thiểu mức độ ô

NỘI DUNG

1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI (NT) SINH HOẠT

1.1 Nguồn gốc của NT sinh hoạt

Nước thái sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mụcđích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,…Chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện,chợ, và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt của mộtkhu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệthống thoát nước Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụthuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấpnước hiện có Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn sovới các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tínhtrên một đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn Nướcthải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nướcdẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệthống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồhoặc thoát bằng biện pháp tự thấm

Lượng nước thải sinh hoạtđược ước tính khoảng 60% - 80% nước cấp.Tùy theo từng nước, từng vùng, điều kiện phát triển của từng khu vực màlượng nước thải khác nhau

+ Đối với nước phát triển: 150 – 500 l/người/ngày đêm

+ Đối với nước đang phát triển: 100 – 250 l/người/ngày đêm

+ Đối với nông thôn: khoảng 50 l/người/ngày đêm

Bên cạnh đó lượng nước thải còn phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thời tiết, tập quán, độ hoàn thiện của công trình vệ sinh…

1.2 Thành phần, đặc tính chủ yếu của NT sinh hoạt

1.2.1 Thành phần của nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học,ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rấtnguy hiểm…

1.2.1.1 Thành phần hữu cơ

Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất hữu cơ (hchc)chứa C, N, S…trong các loại thực phẩm, phụ gia, chất thải của người và độngvât như protein (40-50%), hydrat cacbon (40-50%)

Chúng có thể tồn tại ở các dạng: hòa tan, không tan, keo, có thể bay hơikhông bay hơi…phần lớn hchc trong nước thải là cơ chất để vi sinh vật sinhtrưởng và phát triển

Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng150-450mg/l theo trọng lượng khô Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bịphân huỷ sinh học

Để đánh giá, xác định các hchc trong nước thải người ta dựa vào cácchỉ số: TOC (tổng hàm lượng chất hữu cơ), COD (nhu cầu oxy hóa học),BOD (nhu cầu oxy sinh hóa), DOC (hàm lượng C hòa tan và hchc trongnuocs thải chứa H, C, N, O, S, P) Việc đánh giá này là khó do đó nên xácđịnh từ thấp đến cao TOC => COD => BOD => DOC

1.2.1.2 Các thành phần khác

Bên cạnh các hợp chất hữu cơ còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật

và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm…

Thành phần vô cơ chủ yếu là đất, cát, muối và các kim loại chúngchiếm khoảng 30% - 50% các chất rắn

Các vi sinh vật hoạt động trong nước thải chủ yếu là phân hủy các hợp

Để đánh giá độ bẩn sinh học của nước thải người ta dựa vào một loại vikhuẩn dặt biệt: trực khuẩn coli Với hai chỉ tiêu chủ yếu:

- Chuẩn số Coli: thể tích NT ít nhất (ml) có 1 Coli Đối với NTSH chỉ

1.3 Ảnh hưởng của NT sinh hoạt đến môi trường

Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồntại trong nước thải gây ra

• COD, BOD: Sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn

và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệsinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí cóthể hình thành Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩmnhư H2S, NH3, CH4, làm cho nước có mùi hôi thúi và làm giảm pH củamôi trường

• SS: Lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí

• Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởngđến đời sống của thuỷ sinh vật nước

• Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước nhưtiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…

• Ammonia, P: Đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng

độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá ( sự pháttriển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất

thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đóvào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra ).

• Màu: Mất mỹ quan

• Dầu mỡ: Gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NT SINH HOẠT

Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải

xử lý bằng những phương pháp thích hợp khác nhau Một cách tổng quát, cácphương pháp xử lý nước thải được chia thành các loại sau:

Lọc Tách các cặn lơ lửng còn lại sau xử lý sinh học hoặc

hóa họcMàng lọc Tách tảo từ nước thải

Song chắn rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác Tạiđây các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, rác cây,bao nilon… được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênhdẫn Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việcthuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải

Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô,trung bình và mịn Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 –

100 mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm.Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác Song chắnrác cũng có thể đặt cố định hoặc di động

Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn,nghiêng một góc 45 – 600 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75 –

850 nếu làm sạch bằng máy Tiết diện của song chắn có thể tròn, vuông hoặchỗn hợp Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởicác vật giữ lại Do đó, thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnhvuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy.Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 -1m/s Vận tốccực đại giao động trong khoảng 0,75 -1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe củasong Vận tốc cực tiểu là 0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn

2.1.2 Lắng cát

Bể lắng cát có sục khí

Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kíchthước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơmkhỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến cáccông trình sinh học phía sau Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại: bể lắngngang và bể lắng đứng Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổikhí cũng được sử dụng rộng rãi

Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt qua 0,3 m/s.Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏ và các hạt vô cơ khác lắng xuốngđáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở các côngtrình tiếp theo

m3/ngày Đối với bể lắng đứng, nóc thải chuyển động theo phương thẳngđứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc từ 0,5 – 0,6 m/s và thời gian lưunước trong bể dao động khoảng 45 – 120 phút Hiệu suất lắng của bể lắngđứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20 %

Sơ đồ quá trình lắng 2.1.3 Tuyển nổi

Sơ đồ quá trình tuyển nổi khí hòa tan

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ởdạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng Trongmột số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan nhưcác chất hoạt động bề mặt Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vàopha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêngcủa tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọtnổi lên bề mặt.

Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọtkhí, hàm lượng chất rắn Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 –

30 µm (bình thường từ 50 – 120 µm) Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác xuất vachạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó, lượng khí tiêu tốn sẽ giảm.Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quantrọng

2.1.4 Lọc

Lọc được úng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi khôngthể loại bằng phương pháp lắng Lọc thường được sử dụng trong trường nướcsau khi xử lý đòi hoie có chất lượng cao

Để lọc nước thải, người ta sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau Thiết bị

có thể phân loại bằng nhiều cách: theo đặc tính như lạo liên tục và lọc giánđoạn, theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong, theo áp suất như lọcchân không và lọc có áp lực hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng

Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, sỏi nghiền, haythậm chí cả than nâu hoặc than gỗ Quá trình lọc xảy ra những cơ chế sau:

• Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học

2.2 Phương pháp hóa học và hóa lý

2.2.2 Trung hòa

Nước thải chứa acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ

xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:

− Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm;

− Bổ sung các tác nhân hóa học;

− Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa;

− Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằngnước acid

2.2.3 Keo tụ - tạo bông

Sơ đồ quá trình tạo bông cặn

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keomịn phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1 – 10 µm Các hạtnày không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại Vì kíchthước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiệntượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏtrong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút Vander Waals giữa các hạt.Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữachúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xảy ra nhờ chuyển động Brown và dotác động của sự xáo trộn Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạtduy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tíchđiện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọccác ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa Trạng thái lơlửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện Do đó, để phá tínhbền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này đượcgọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kếtvới các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn vàlắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông

2.2.3 Oxy hóa-khử

Sơ đồ xử lý nước bằng oxy hóa khử

Để làm sạch nước thải có thể sử dụng các tác nhân oxy hóa như clo ởdạng khí và hóa lỏng, đioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri,permanganat kali, bicromat kali, peroxy hydro (H2O2), O2, O3, MnO2 Quátrình oxy hóa sẽ chuyển các chất độc có trong nước thải thành các chất ít độchơn và tách khỏi nước.

2.2.4 Kết tủa hóa học

Kết tủa hóa học thường dùng để loại trừ các kim loại nặng trong nước.Phương pháp kết tủa hóa học thường được sử dụng nhất là phương pháp tạocác kết tủa với soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dướidạng Hydroxide (Fe(OH)3), Carbonate (CdCO3)

2.2.5 Hấp phụ

Mô hình xử lý nước bằng than hoạt tính

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch nước thải khỏicác hợp chất hữu cơ hòa tan không xử lý được bằng các phương pháp khác.Tùy theo bản chất, quá trình hấp phụ được phân loại thành hấp phụ vật lý vàhấp phụ hóa học

+ Hấp phụ vật lý là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ các lực liên kết vật lýgiữa chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ như lực liên kết Vanderwaals.Các hạt bị hấp phụ vật lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp phụ và đây

là quá trình hấp phụ đa lớp

+ Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ trong đó xảy ra các phản ứnghóa học giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ Trong xử lý nước thải, thườngkết hợp cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học

Khả năng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào:

• Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m2/g)

• Nồng độ chất bị hấp phụ

• Vận tốc tương đối giữa hai pha

• Cơ chế hình thành liên kết

2.2.6 Trao đổi ion

Thiết bị lọc tạp chất hữu cơ và trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion dùng để tách các kim loại như Cu, Zn, Cr, Ni,

Pb, Cd, V, Mn,…cũng như các hợp chất asen, photpho, cyanua, chất phóngxạ,…ra khỏi nước thải

Trao đổi ion là quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn traođổi với ion cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Trao đổi ioncũng là một quá trình hấp phụ, trong đó các ion trong dung dịch thay thếnhững ion của chất trao đổi không hòa tan Chất trao đổi ion dùng trong côngnghiệp chủ yếu là các polymer không tan được gọi là nhựa trao đổi ion Nó cóthể trao đổi cả ion dương và âm gọi là chất trao đổi lưỡng tính

Các chất trao đổi có thể là vô cơ hoặc hữu cơ, có nguồn gốc tự nhiênhay tổng hợp Nhóm trao đổi ion vô cơ tự nhiên như zeolit, kim loại khoángchất, đất sét, fenspat, các chất có tính trao đổi cation là các chất có chứanhôm silicat loại: Na2O.Al2O3.nSiO2.mH2O, hay [Ca5(PO4)3]F và[Ca5(PO4)3]OH Chất trao đổi ion vô cơ tổng hợp gồm silicagen, oxyt khó tan

và hydroxyt của một số kim laoij như Cr, Al,

Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic,than sunfo, Các chất trao đổi ion hữu cơ tổng hợp là các nhựa có bề mặtriêng lớn, là các hợp chất cao phân tử Các gốc hydro cacbon của chúng tạonên lưới không gian với các nhóm có chức năng trao đổi cố định

2.3 Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan

có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, Sunfit, ammonia,Nito… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơgây ô nhiễm Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làmthức ăn Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2loại:

− Phương pháp kị khí sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt độngtrong điều kiện không có oxy

− Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt độngtrong điều kiện cung cấp oxy liên tục

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxyhóa sinh hóa Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo

và chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào visinh vật theo 3 giai đoạn chính như sau:

− Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt tế bào vi sinh vật

− Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệchnồng độ bên trong và bên ngoài tế bào

− Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng vàtổng hợp tế bào mới

Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thộc vào nồng độ chất hữu cơ,hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệthống xử lý Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đếntốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nướcthải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các yếu tố vi lượng

2.3.1 Phương pháp sinh học kỵ khí

Phương pháp sinh học kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạptạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiênphương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơngiản như sau:

Vi sinh vật

Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới

Một cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

− Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử;

− Giai đoạn 2: acid hóa;

− Giai đoạn 3: acetate hóa;

− Giai doạn 4: methan hóa

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như proteins,chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thủy phân, sẽđược cắt mạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn Các phảnứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thànhđường đơn, và chất béo thành các acid béo Trong giai đoạn acid hóa, cácchất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và

CO2 Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lacticacid Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng đượchình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate Vi sinh vật chuyển hóamethan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2,formate, acetate, methanol, methylamines, và CO

Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

− Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quátrình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằnglớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB);

− Qúa trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám nhưquá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process)

2.3.2 Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn:

− Oxy hóa các chất hữu cơ;

− Tổng hợp tế bào mới;

− Phân hủy nội bào

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ởđiều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo, người

ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý cótốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinhvật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

− Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếuđược sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồlàm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủyhiếu khí Trong số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổbiến nhất

Một số ứng dụng bùn hoạt tính lơ lửng

a Bể Aerotank thông thường:

Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug – flow) khi đó chiều dài bể rất lớn

so với chiều rộng Trong bể này nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm

÷ 6000mg/l.

c Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn:

Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính vànhu cầu oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể Đòi hỏi hình dạng bể, trangthiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy)hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng Bể này có ưu điểm chịuđược quá tải rất tốt

Bể lắng

Bể lắng

Bùn thải

Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý

Bùn tuần hoàn Máy thổi khí

Hình 1.2: Bể Aerotank xáo trộn hồn tồn

c Mương oxy hĩa:

Mương oxy hĩa là mương dẫn dạng vịng trịn cĩ sục khí để tạo dịngchảy trong mương, cĩ thể tích đủ để xáo trộn bùn hoạt tính Vận tốc dịngchảy trong mương thường được thiết kế 3m/s để tránh cặn lắng Mương oxyhĩa cĩ thể kết hợp với quá trình xử lý Nitơ

d Bể hoạt động gián đoạn: (SBR)

Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tínhtheo kiểu làm đầy và xả cạn Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự nhưtrong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ cĩ điều tất cả quá trình xảy ratrong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước: làm đầy, phảnứng, lắng, xả cạn, ngưng

− Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá

Sơ đồ xử lý sinh học hiếu khí

2.3.3 Phương pháp sinh học tự nhiên:

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của nguồnnước

2.3.3.1 Cánh đồng tưới:

Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm

và ống phân phối phun nước thải lên mặt đất Một phần nước bốc hơi, phầncòn lại thấm vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng chocây cỏ sinh trưởng Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi cólượng nước thải nhỏ, vùng đất khô cằn, xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đấtluôn thiếu độ ẩm

Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vikhuẩn, virus gây bệnh và kim loại nặng có trong nước thải chưa được loại bỏ

sẽ gây tác hại đến sức khỏe của người sử dụng các loại rau và cây thực phẩmnày.

2.3.3.2 Xả nước thải vào ao, hồ, sông, suối:

Nước thải được xả vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵntrong tự nhiên để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của cácnguồn nước tự nhiên

Khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận nước của nguồn tiếp nhận sẽ bịnhiễm bẩn Mức độ nhiễm bẩn phụ thuộc vào: lưu lượng và chất lượng nướcthải, khối lượng và chất lượng nước có sẵn trong nguồn, mức độ khuấy trộng

để pha loãng Khi lưu lượng và tổng hàm lượng chất bẩn trong nước thải nhỏhơn so với nguồn nước của nguồn tiếp nhận, oxy hòa tan có trong nước đủ đểcấp cho quá trình làm sạch hiếu khí các chất hữu cơ Tuy nhiên, các chất lơlửng, vi trùng gây bệnh và kim loại nặng nếu không loại bỏ trước vẫn đe dọađến sức khỏe và sinh hoạt cộng đồng thông qua hoạt động của các loài cá,chim và hoạt động của các loài sinh vật có ích khác