Tổng quan kỹ thuật xử lý nước thải

1. K THU T X LÝ N C TH IỸ Ậ Ử ƯỚ Ả
Đ I H C QU C GIA TP HCMẠ Ọ Ố
VI N MÔI TR NG VÀ TÀI NGUYÊNỆ ƯỜ
1

2. KHÁI NI M N C TH IỆ ƯỚ Ả
Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với
chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho
con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi,
giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã.
Nước thải: chất lỏng – bản chất là nước cấp của cộng đồng sau
khi sử dụng với các mục đích khác nhau (sinh hoạt, công nghiệp
và nông nghiệp).
Mục tiêu XLNT:
 Giảm thiểu bệnh tật, nguy hại
 Tránh ô nhiễm nước cấp
 Giữ nguồn tiếp nhận tốt cho sinh trưởng của thủy sinh
 Bảo vệ cho sử dụng giải trí/du lịch
 Bảo tồn nguồn nước
2

3. NGU N G C Ô NHI MỒ Ố Ễ
3
Nguồn tự nhiên: mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi
trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể
cả xác chết của chúng
Nguồn nhân tạo: chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp,
giao thông

4. N C TH I SINH HO TƯỚ Ả Ạ
4
Nước thải sinh hoạt là nước xả bỏ sau khi sử dụng cho các mục
đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá
nhân, …
Nước thải sinh hoạt thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học,
chợ, nệnh viện, các công trình công cộng khác và nước thải vệ
sinh của công nhân trong XNCN
Đặc tính chung của NTSH: bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS),
chất hữu cơ hòa tan (BOD, COD), các chất dinh dưỡng (N, P)
và các vi trùng gây bệnh

5. N C TH I CÔNG NGHI PƯỚ Ả Ệ
5
Nước thải xả ra từ các cơ sở sản xuất sau khi sử dụng cho các
nhu cầu sinh hoạt CN và sử dụng cho các công đoạn sản xuất
Tại các cơ sở sản xuất, nước thải có thể chia làm 3 loại:
 Nước mưa
 Nước thải sinh hoạt
 Nước thải sản xuất

6. TÍNH CH T N C TH IẤ ƯỚ Ả
6
Tính chất vật lý:
o Khả năng lắng đọng
o Khả năng tạo mùi
o Khả năng tạo màu
o Khả năng biến đổi nhiệt độ của nước thải
o Khả năng giữ ẩm của bùn/cặn
Tính chất hóa học:
o Khả năng phản ứng giữa các chất bẩn sẵn có trong nước thải
o Khả năng phản ứng giữa các chất bẩn trong nước thải và các
hóa chất thêm vào
o Khả năng phân hủy hóa học nhờ các lực cơ học và vật lý
Tính chất sinh học: Khả năng phân hủy chất bẩn (hiếu khí, kỵ
khí, thiếu khí, tự nhiên và nhân tạo)

7. L A CH N CÔNG NGH X LÝỰ Ọ Ệ Ử
7
Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phụ thuộc vào:
Thành phần và tính chất nước thải
Những quy định và tiêu chuẩn xả nước thải vào cống chung, vào
nguồn nước
Diện tích đất sẵn có
Yêu cầu về năng lượng, hóa chất

8. M C Đ X LÝ N C TH IỨ Ộ Ử ƯỚ Ả
8
Mức độ xử lý Mô tả
Sơ bộ Loại bỏ các thành phần như rác, vật nổi, cát, dầu mỡ
mà có thể gây ra các vấn đề trong vận hành và bảo
dưỡng cho các công trình
Bậc I Loại bỏ một phần SS và các chất hữu cơ
Bậc I tăng
cường
Tăng cường khử SS và chất hữu cơ bằng keo tụ - tạo
bông hoặc lọc
Bậc II Khử chất hữu cơ để phân hủy sinh học ở dạng hòa tna
và cặn lơ lửng bằng phương pháp sinh học/hóa học
Bậc III Khử SS còn lại (sau xử lý bậc II) bằng lọc cát hoặc lưới
lọc, khử chất dinh dưỡng
Bbaacj cao Khử chất lơ lửng và hòa tan còn lại sau quá trình xử lý
sinh học bình thường khi có yêu cầu tận dụng lại nước
thải sau xử lý

9. CÁC QUÁ TRÌNH X LÝ N C TH IỬ ƯỚ Ả
9
Thành phần Quá trình
Cặn lơ lửng Chắn rác, lắng cát, lắng, tuyển nổi, kết tủa hóa học, lọc
Chất hữu cơ
dễ phân hủy
sinh học
Sinh trưởng lơ lửng hiếu khí, sinh trưởng bám dính hiếu
khí, sinh trưởng lơ lửng kỵ khí, sinh trưởng bám dính kỵ
khí, hồ sinh học, xử lý đất, oxy hóa hóa học, lọc màng
Chất dinh dưỡng
Nitơ Oxy hóa học (chlorine), sinh học lơ lửng nitrat hóa và
khử nitrat, sinh học màng bám dính nitrat hóa và khử
nitrat, tách khí, trao đổi ion, xử lý hóa học, xử lý sinh
học
Photpho Xử lý hóa học – sinh học
Vi sinh vật gây
bệnh
Các hợp chất chlorine, chlorine dioxide, ozone, bức xạ
UV
Mùi Hấp thụ hóa, hấp phụ than hoạt tính

10. H TH NG X LÝ N C TH IỆ Ố Ử ƯỚ Ả
10

11. X LÝ C H CỬ Ơ Ọ
11
X LÝ N C TH IỬ ƯỚ Ả

12. SONG CH N RÁCẮ
12
Mục tiêu:
 Khử cặn rắn thô như cành cây, gỗ, nhựa, lá cây, rễ cây
 Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy…
Phân loại dựa trên:
 Kích thước: thô, trung bình, mịn
 Hình dạng: song chắn, lưới chắn
 Phương pháp làm sạch: thủ công, cơ khí, phun nước áp lực
 Bề mặt lưới chắn: cố định, di động

13. PHÂN LO I SONG CH N RÁCẠ Ắ
13

14. L NG CÁTẮ
14
M c tiêu:ụ
B o v các thi t b c khí tránh b mài mònả ệ ế ị ơ ị
Gi m c n l ng trong ng, m ng d n và b phânả ặ ắ ố ươ ẫ ể
h yủ
Gi m t n su t làm s ch b phân h yả ầ ấ ạ ể ủ
Phân lo i:ạ
B l ng cát ngangể ắ
B l ng cát th i khíể ắ ổ
B l ng cát trònể ắ

15. B ĐI U HÒAỂ Ề
15
Mục tiêu
 Khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động của lưu
lượng
 Nâng cao hiệu suất của các quá trình phía sau
 Giảm kích thước và chi phí của những xử lý phía sau
Ứng dụng
 Điều hòa lưu lượng mùa khô để làm giảm lưu lượng và tải lượng
tối đa
 Điều hòa lưu lượng mùa mưa cho hệ thống
 Điều hóa lưu lượng hệ thống cống chung (nước mưa và nước
thải)

16. V TRÍ B ĐI U HÒAỊ Ể Ề
16
Bể điều hòa có thể đặt:
 Sau xử lý bậc 1 và trước xử lý sinh học
 Trước bể lắng 1
Điều hòa sau xử lý bậc 1 ít gây ra sự tích lũy ván nổi và cặn lắng
Điều hòa đặt trước bể lắng cần phải có khuấy trộng để ngăn cản
sự lắng đọng của cặn, và thổi khí để ngăn cản hình thành mùi

17. B Đi U HÒAỂ Ề
17
Kết cấu bể:
• Có thể làm bằng bê tông, đất và thép
• Nếu làm bằng đất cần lót tấm chống thấm
• Chiều sâu mực nước tối thiểu: 1,5m
• Trang bị hệ thống báo mực nước tự động để bảo vệ bơm và máy
khuấy
Xáo trộn và lượng khí yêu cầu:
• Cần xáo trộn và thổi khí cho toàn bộ khối tích để tránh lắng cặn
• Bể lắng cát nên đặt trước bể điều hòa để hạn chế cặn nặng lắng xuống
đáy  giảm nhu cầu năng lượng khuấy
• Nhu cầu trộn cho NTSH có SS khoảng 200 mg/L là 4 – 8 W/m3
• Thổi khí nhằm tránh nước thải lên men kỵ khí và gây mùi. Để tạo điều
kiện hiếu khí, tốc độ thổi khí 10 – 15 lít khí/phút.m3
• Việc thổi khí có thể thay bằng khuấy trộn nếu phía sau có bể lắng 1 và
bể sinh học

18. B L NGỂ Ắ
18
Nguyên tắc: Tách cặn bằng trọng lực
Mục tiêu
Khử SS trong nước thải (bể lắng 1)
Khử bông cặn trong quá trình keo tụ tạo bông
Khử bông bùn hoạt tính/màng vi sinh (bể lắng 2)
Phân loại
Hình dáng: Chữ nhật, vuông, tròn
Chế độ dòng: theo tia, ngang, đi lên
Lắng ngang, lắng đứng, lắng ly tâm

19. CÁC D NG L NGẠ Ắ
19
Lắng rời rạc (loại 1): Khi SS thấp, các hạt không keo tụ, sự
tương tác giữa các hạt không đáng kể, tốc độ lắng không phụ
thuộc hàm lượng
Lắng bông (loại 2): Ss thấp, có kết bông, bông tăng kích thước
 tốc độ lắng tăng trong khi lắng
Lắng cản trở (loại 3): Khi SS cao (>1000 mg/L), các hạt có
khuynh hướng duy trì vị trí không đổi với các hạt khác
Lắng nén (loại 4): Xảy ra do lực kháng/ đẩy nước của khối bùn
nén khi các hạt tiếp xúc nhau

20. CÁC D NG L NGẠ Ắ
20

21. CÁC Y U T NH H NG Đ N QUÁ TRÌNH L NGẾ Ố Ả ƯỞ Ế Ắ
21
Dòng chảy:
Dòng xoáy: hình thành do dòng vào phân bố không đều
Dòng bề mặt: Do ảnh hưởng của gió lên bề mặt nước
Dòng đối lưu: do nhiệt
Dòng phân tầng: Do dòng nóng phía trên và dòng lạnh phía dưới
Hình thành dòng chảy cụt
Thay đổi HRT
Kéo nổi cặn lắng: Do thu nước không đều  điều chỉnh máng
răng cưa, tăng cường chiều dài máng thu nước

22. X LÝ SINH H CỬ Ọ
22
X LÝ N C TH IỬ ƯỚ Ả

23. QUÁ TRÌNH K KHÍỴ
23

24. PHÂN H Y K KHÍỦ Ỵ
24
Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học chất hữu
cơ trong điều kiện không có oxy. Phân hủy kỵ khí có thể chia làm 6
quá trình:
Thủy phân polimer: thủy phân các protein, chất béo,
polysaccharide
Lên men các amino acid và đường
Phân hủy kỵ khí các acid béo mạch dài và rượu
Phân hủy kỵ khí các acid béo dễ bay hơi (ngoại trừ acid acetic)
Hình thành khí methane từ acid acetic
Hình thành khí methane từ hydrogen và CO2

25. CÔNG NGH X LÝ K KHÍỆ Ử Ỵ
25

26. UASB
26
Ưu điểm:
Ít tiêu hao năng lượng
Bùn sinh ra ít hơn
Sản sinh khí sinh học  có thể tái sử dụng
Giá thành vận hành thấp
Hiệu quả xử lý COD tương đối cao

27. M T S S C X Y RA TRONG B UASBỘ Ố Ự Ố Ả Ể
27
Yếu tố Nguyên nhân Kiểm tra Cách khắc phục
Khả năng ổn định
thấp
- Bùn quá tải - Kiểm tra tải lượng
hữu cơ
- Giảm tải lượng
Chỉ số thể tích bùn
cao
- Chất hữu cơ dễ
phân hủy sinh học
- Tải trọng thủy lực
thấp
- Sự ổn định
- Tốc độ dòng
hướng lên
- Giảm tải lượng
hữu cơ
Khả năng lắng thấp - Phân tán các
bông cặn do quá
tải hữu cơ.
- Xuất hiện chất
độc hại.
- Sự ổn định bùn - Giảm tải
- Xác định và xử lý
nguồn chứa chất
độc hại.
Khối lượng vô cơ
tăng.
- Dòng vào chứa
bùn và cát
- Tốc độ dòng
hướng lên thấp.
- Kiểm tra tốc độ
ngăn lắng cát.
- Tốc độ dòng
hướng lên trong
thiết bị.
- Giảm tốc độ ngăn
lắng cát.
- Tăng tải trọng
thủy lực.

28. M T S S C X Y RA TRONG B BÙN HO T TÍNHỘ Ố Ự Ố Ả Ể Ạ
28
STT Hiện tượng
Nguyên
nhân
Kiểm tra / Điều
chỉnh
Khắc phục
1 Bùn nổi ở bể
lắng 2
- Tăng
trưởng của vi
khuẩn sợi
(bùn
nở/trương)
- Chỉ số SVI. Nếu
<100, không phải
bùn sợi. Nhìn bùn
dưới kính hiển vi
để xác định loại
bùn.
- Tăng DO trong bể sục
khí nếu nhỏ hơn 1 mg/L
- Tăng pH lên 7.0
- Kiểm tra dinh dưỡng,
BOD:N:P:Fe =
100:5:1:0,5. Bổ sung nếu
cần thiết
- Thêm vào 500 mg/L
chlorine hoặc 200 mg/L
H2O2 để giảm SVT xuống
dưới 150
- Tăng thời gian cư trú
của tế bào
- Tăng tỉ lệ tuần hoàn bùn
- Thêm polyme trợ lắng

29. M T S S C X Y RA TRONG B BÙN HO T TÍNHỘ Ố Ự Ố Ả Ể Ạ
(tt)
29
STT Hiện tượng
Nguyên
nhân
Kiểm tra / Điều
chỉnh
Khắc phục
1 Bùn nổi ở bể
lắng 2
- Khử nitơ - Kiểm tra nitrate
trong nước thải. Sự
khử nitơ có thể xảy
ra khi nitrate vượt
quá 10mg/L. Kiểm
tra pH của dòng pha
trộn (pH sẽ giảm nếu
sự khử nitơ xảy ra).
Kiểm tra nhu cầu
chlorine (sự gia tăng
nhu cầu chlorine
chứng tỏ rằng sự
khử nitơ xảy ra)
- Giảm kích thước bể
aerotank bằng cách
giảm MLSS, giảm tốc
độ thải bỏ. Điều này sẽ
làm giảm tải lượng
hữu cơ và loại bỏ
được quá trình khử
nitơ

30. M T S S C X Y RA TRONG B BÙN HO T TÍNHỘ Ố Ự Ố Ả Ể Ạ
(tt)
30
STT Hiện tượng
Nguyên
nhân
Kiểm tra / Điều
chỉnh
Khắc phục
1 Bùn nổi ở bể
lắng 2
-Sục khí quá
mức
- Bùn tự
phân huỷ do
thải bỏ bùn
chậm
-Kiểm tra DO
- Kiểm tra nồng độ
SO3
-
-Giảm thổi khí nếu DO
ở bể sục khí vượt quá
4.0
- Tăng tốc độ tuần
hoàn bùn để rút ngắn
thời gian lưu bùn ở
trong bể lắng hoặc
thêm chất oxi hoá như
chlorine, H2O2

31. M T S S C X Y RA TRONG B BÙN HO T TÍNHỘ Ố Ự Ố Ả Ể Ạ
(tt)
31
STT
Hiện
tượng
Nguyên nhân
Kiểm tra / Điều
chỉnh
Khắc phục
2 Có bông
cặn trong
dòng lắng
thứ cấp
-Khuấy trộn
quá mức ở bể
sục khí
-Sục khí quá
nhiều
-Có vùng kị khí
trong bể sục
khí
-Sốc tải do chất
độc
- Kiểm tra bể sục khí
- Kiểm tra DO trong
bể sục khí (không
nên vượt quá 4.0)
- Kiểm tra DO trong
bể làm thoáng
(không nên để
dưới 2.0).
- Dùng kính hiển vi
để tìm tế bào
protozoa chết trong
bùn
- Giảm khuấy trộn trong
bể làm thoáng
- Giảm khuấy trộn và
tăng lượng bùn thải,
giảm thời gian lưu
nước.
- Tăng DO trong bể
sục khí
- Nhận dạng và loại bỏ
nguồn gây độc. Có
thể thêm bùn từ nhà
máy khác hoặc thêm
vi sinh dạng sấy khô

32. M T S S C X Y RA TRONG B BÙN HO T TÍNHỘ Ố Ự Ố Ả Ể Ạ
(tt)
32
STT Hiện tượng
Nguyên
nhân
Kiểm tra / Điều
chỉnh
Khắc phục
3 Sủi bọt nâu
hoặc đen
trong bể làm
thoáng
- Thời gian
lưu nuớc quá
dài
- Kiểm tra thời gian
lưu nước. Không
nên quá 9 ngày
- Tăng lượng bùn thải
để giàm thời gian lưu
nước
4 Bùn chảy tràn
qua bể lắng 2
Dòng chảy
phân phối
không đồng
đều trong bể
lắng
Kiểm tra chiều cao
máng tràn dòng ra
- Tăng chiều cao máng
tràn
5 Bong bóng
khí lớn nổi lên
trong bể sục
khí
Bị bít kín
hoặc bị hỏng
thiết bị sục
khí
Kiểmg tra các thiết bị
sục khí
- Làm sạch hoặc thay
thế thiết bị sục khí

33. M T S S C X Y RA TRONG B BÙN HO T TÍNHỘ Ố Ự Ố Ả Ể Ạ
(tt)
33
STT Hiện tượng Nguyên nhân
Kiểm tra / Điều
chỉnh
Khắc phục
6 Điểm chết
trong bể sục
khí
- Thiết bị sục
khí bị bít kín
- DO thấp do
sục khí không
hiệu quả
- Kiểm tra các
thiết bị sục khí
- Kiểm tra DO
- Làm sạch hoặc thay thế
thiết bị sục khí
- Tăng sục khí để đảm bảo
DO ít nhất là 2.0 mg/L
7 Bùn bị thoái
hoá, pH
giảm đến
6,7 hoặc
thấp hơn
-Quá trình
nitrate hoá, độ
kiềm của nước
thải thấp
- Dòng vào “bị
chua”
-Kiểm tra nồng
độ amonia dòng
ra và độ kiềm
của dòng vào và
dòng ra
- Kiểm tra pH
dòng vào
- Giảm tuổi bùn bằng cách
tăng lượng thải bỏ nếu
quá trình nitrate hoá không
mong muốn.
- Thêm Na2CO3 hoặc chất
khác để tăng độ kiềm
- Xác định và loại bỏ dòng
vào “bị chua”

34. M T S S C X Y RA TRONG B BÙN HO T TÍNHỘ Ố Ự Ố Ả Ể Ạ
(tt)
34
STT
Hiện
tượng
Nguyên nhân
Kiểm tra / Điều
chỉnh
Khắc phục
8 Nổi bong
bóng trên
bề mặt sục
khí
- MLSS quá
thấp (vượt mức
thải bỏ)
-Có sự kết hợp
các yếu tố sau:
Chất độc hại,
thiếu dinh
dưỡng, pH quá
cao hoặc quá
thấp, thiếu DO
- Bể sục khí
quá tải
- Kiểm tra MLSS
-Theo dõi dòng vào,
kiểm tra khả năng
hô hấp. Kiểm tra
nồng độ kim loại và
chất dinh dưỡng.
- Kiểm tra tốc độ
dòng vào và thải bỏ
- Giảm bùn thải để tăng
MLSS
- Thải bùn và thêm bùn
mới từ các công trình
khác hay sử dụng các
loại bùn sấy khô/ đông
lạnh. Xác định chính
xác vấn đề là do chất
độc hay do dòng vào
- Giảm thiểu thải bỏ
hoặc giảm MLSS để bù
vào tải lượng cao hơn

35. M T S S C X Y RA TRONG B BÙN HO T TÍNHỘ Ố Ự Ố Ả Ể Ạ
(tt)
35
STT Hiện tượng Nguyên nhân Kiểm tra / Điều chỉnh Khắc phục
9 Nồng độ bùn
tuần hoàn
loãng (dưới 8
mg/L)
-Tỉ lệ bùn tuần
hoàn quá cao
-Sự phát triển
của vi sinh
filamentous
- Sự hiện diện
của khuẩn tia
Actinomycet
- Kiểm tra nồng độ
dòng bùn tuần hoàn.
Làm thí nghiệm về sự
lắng đọng.
- Kiểm tra DO, pH và
nồng độ nitơ. Quan
sát mẫu bùn tuần
hoàn dưới kính hiển
vi.
- Kiểm tra lượng sắt
hoà tan. Quan sát
mẫu bùn tuần hoàn
dưới kính hiển vi
-Giảm tỉ lệ bùn tuần
hoàn
-Tăng DO và pH,
thêm nitơ và
chlorine.
- Thêm sắt nếu nồng
độ sắt hoà tan dưới
0,5 mg/L