Bài giảng Công nghệ môi trường - Chương 4: Công nghệ xử lý nước và nước thải

CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 
NƯỚC và nƯỚC THẢI
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC và nƯỚC 
THẢI
I. Khái niệm
1. Nước cấp
-Dùng cho sinh hoạt, sản xuất
-Nguồn nước cấp: nước mặt, nước ngầm
Muốn xử dụng nước theo nhu cầu phải xử lí
2. Nước thải
-Là nước phát sinh sau khi đã sử dụng nước cấp 
-Nước thải sinh hoạt: chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ, SS, coliform
-Nước thải sản xuất: thành phần phụ thuộc đặc thù sản xuất.
-Cách phân loại khác: Nước thải đô thị, nước thải bệnh viện, nông 
nghiệp
-Muốn xả lại vào nguồn tiếp nhận phải xử lý.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước
1. pH
pH= -log[H+] 
-pH thay đổi dẫn đến thay đổi thành phần trong nước.
VD: pH<8 Al(OH)3 Zn(OH)2
pH>4 Pb2+, Zn2+, Al3+, Cd2+
-pH có thể làm tăng hoặc giảm vận tốc phản ứng hóa học trong nước.
2. Độ axit và độ kiềm
-Là sự xuất hiện của các axit vô cơ (có nhiều trong nước ngầm khi chảy qua lớp 
khoáng chứa bản chất lưu huỳnh) và CO2
-Độ kiềm: Hydroxit (tính kiềm mạnh), bicacbonat (tính kiềm yếu), cacbonat. Độ 
kiềm ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật và độ cứng của nước.
-Độ axit: Do axit vô cơ H2SO4, HNO3, HCl
Do CO2
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
3. Mầu sắc
-Màu thực: Màu do chất hữu cơ, nhiều chiết của thực vật gây nên (tảo, chất hữu cơ 
gây ô nhiễm có màu). Màu này khó tách.
-Màu biểu kiến: Do các chất vô cơ gây nên. Màu này dễ xử lý.
4. Độ đục
-Do hạt rắn lơ lửng, chất hữu cơ phân rã
-Đơn vị tính: 1mg SiO2/1l nước sạch.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
5. Hàm lượng chất rắn trong nước
-Là phần chất rắn bao gồm: chất vô cơ, chất hữu cơ, chất hữu cơ tổng hợp
-Tổng chất rắn (TS): là trọng lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi bay 
hơi 1 lít nước trong nồi hấp thủy, sấy khô ở 103oC cho đến trọng lượng không đổi.
-Chất rắn huyền phù (SS): là chất rắn ở dạng lơ lửng trong nước, tính bằng trọng 
lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít mẫu nước, 
sấy khô ở 103oC cho đến trọng lượng không đổi. Đơn vị: mg/l
-Chất rắn hòa tan (DS): DS=TS-SS (mg/l)
-Chất rắn bay hơi (VS): Trọng lượng mất đi khi nung chất rắn huyền phù ở 550oC
-Chất rắn có thể lắng: là lượng thể tích tính bằng ml của phần chất rắn có trong 1 lít 
nước mẫu đã lắng xuống sau một khoảng thời gian xác định (thông thường là 1h) 
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
6. Độ cứng của nước
-Độ cứng vĩnh cửu (phi cacbonat): Ca2+, Mg2+ do các muối sunfat và clorua gây 
nên. Sau khi đun thì không mất độ cứng này.
-Độ cứng cacbonat: của muối MgCO3, CaCO3 sau khi đun tạo cặn lắng có thể 
tách→độ cứng tạm thời.
7. Hàm lượng Mn, Fe trong nước
-Do sự hòa tan Fe, Mn có trong nước ngầm.
-Tạo mầu, mùi tanh, tắc đường ống:
Mn2+→Mn4+
Mn+O2→MnO2↓đen
Fe2++O2→Fe3+ ↓nâu đỏ
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
8. Hàm lượng oxi hòa tan (DO)
-Là lượng oxy trong không khí có thể hòa tan trong nước, tham gia quá trình trao 
đổi chất, tái sản xuất các vi sinh vật, động vật trong nước.
-DO thấp: nước có nhiều chất hữu ô nhiễm đã tiêu thụ nhiều O2.
-DO cao: nhiều rong tảo, tham gia quá trình quang hợp giải phóng O2.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
9. BOD: nhu cầu oxy sinh hóa
-BOD tăng→lượng oxy cần dùng cho oxy hóa chất hữu cơ tăng→chất hữu cơ tăng.
-Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ (VSV) trong nước. Đơn vị: mgO2/l
10. COD: nhu cầu oxy hóa học
-Đặc trưng cho ô nhiễm hữu cơ. BOD<COD
Vd: nước thải sinh hoạt BOD/COD=0,7
Nước thải nhuộm BOD/COD=0,3-0,5
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
11. Hàm lượng phốtpho trong nước
-Đây là một loại dinh dưỡng cho sinh vật: HPO42-, H2PO4-, PO43-, phôtpho hữu cơ,
Poly P.
12. Hàm lượng nito
-Đây là một loại dinh dưỡng cho sinh vật: NH4+, NO3-, NO2-, N hữu cơ, N tổng.
13. Hàm lượng kim loại nặng
-d>5mg/cm3. Là vi lượng trong nước có khả năng tích tụ trong cơ thể sống.
Vd: Pb, Fe, Hg, Cd, Zn, Mo, Sn, Cr
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước ( tiếp)
14. Hàm lượng phenol
-Thường trong nước thải chứa cyanua. 
-Gây ảnh hưởng đến sức khỏe, có khả năng gây ung thư
15. Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật
DDT666, Clodan, Aldrin, Dialdren
16. Hàm lượng vi sinh vật trong nước
Vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo, coliform
17. Hàm lượng dầu, mỡ khoáng
18. Nhiệt độ
19. Chất phóng xạ
20. Hàm lượng Sunfat
2. Các tiếp cận việc xử lý nước thải bền vững và 
hiệu quả
Nắm được các Quy định về môi trường hợp pháp hoá 
nhu cầu xác định các mục tiêu xử lý nước thải của các 
cộng đồng và các cơ sở công nghiệp
Làm chủ các công nghệ xử lý nước thải là chìa khoá để thiết kế 
các trạm xử lý nước thải bền vững .
Phân loại và xác định đặc tính của nước 
thải là bước mấu chốt trong lựa chọn các 
công nghệ xử lý nước thải phù hợp
2.1 Quá trình lựa chọn công nghệ tốt 
nhất hiện có (BAT) 
Các quá trình ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp
Nguồn: Tiền xử lý chất thải công nghiệp, Sổ tay Thực hành FD-3, WEF, 
trang 34, bảng 3.1
Chất ô nhiễm Các quá trình
Các chất hữu cơ bền (COD-
BOD)
-Oxy hoá hoá học
-Hấp phụ bằng cacbon
Các hợp chất hữu cơ bay hơi -Sục khí, oxy hoá hoá học
-Hấp phụ, xử lý sinh học
Tổng chất rắn lơ lửng Có hoặc không có keo tụ/đông tụ:
-Lắng
-Tuyển nổi
-Lọc
2.1. Quá trình lựa chọn công nghệ tốt 
nhất hiện có (BAT)
Các quá trình ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp
Nguồn: Tiền xử lý chất thải công nghiệp, Sổ tay Thực hành FD-3, WEF, trang 
34, bảng 3.1
Chất ô nhiễm Các quá trình
Nitơ -Tách amonia
-Nitrat hoá và khử nitrat
-Khử bằng clo
Phốt pho -Kết tủa
-Hấp thụ sinh học
-Trao đổi ion
Kim loại nặng -Kết tủa hoá học
-Trao đổi ion
-Lọc màng
Chất rắn vô cơ hoà tan -Trao đổi ion
-Thẩm thấu ngược
-Thấm tách bằng điện
Dầu mỡ -Keo tụ / đông tụ / tuyển nổi
-Siêu lọc
2.1. Quá trình lựa chọn công nghệ tốt 
nhất hiện có (BAT) 
• Một số công nghệ tương đương nhau có thể được lựa chọn sơ bộ tại bước này
• Các công nghệ được lựa chọn sơ bộ trên cơ sở cân nhắc những chất ô nhiễm chính
Các quá trình ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp
Nguồn: Tiền xử lý chất thải công nghiệp, Sổ tay Thực hành FD-3, WEF, 
trang 34, bảng 3.1
Chất ô nhiễm Các quá trình
Chất hữu cơ phân huỷ sinh 
học (BOD)
Xử lý sinh học hiếu khí:
-Bùn hoạt tính, mương oxy hoá
-Hồ hiếu khí
-Lọc nhỏ giọt
-Đĩa sinh học quay (RBC)
-Hồ ổn định
-Thiết bị phản ứng kiểu đệm
Xử lý sinh học yếm khí
-Hồ yếm khí
-Lọc yếm khí
-Tiếp xúc yếm khí
Ngành CN Mức tiêu thụ nước,
m3/tấn sản phẩm
Mức tiêu thụ nước,
galon/tấn sản phẩm
Min Max Min Max
Đồ hộp
Đậu xanh 50,0 70,9 12 000 17 000
Đào, lê 15,0 20,0 3 600 4 800
Các loại rau quả khác 4,0 35,0 960 8 400
Thực phẩm và đồ uống
Bia 10,0 16,0 2 400 3 840
Bánh mỳ 2,0 4,0 480 960
Thịt đóng gói 15,0 20,0 3 600 4 800
Sản phẩm từ sữa 10,0 20,0 2 400 4 800
Whisky 60,0 80,1 14 400 19 200
Hoá chất
Amoniắc 100,1 300,2 24 000 72 000
CO2 60,0 90,1 14 400 21 600
Lactose 600,5 800,6 144 000 192 000
Sunphua 8,0 10,0 1 920 2 400
Giấy và bột giấy
Bột giấy 250,2 792,3 60 000 190 000
Giấy 120,9 158,5 29 000 38 000
Dệt
2.1. Quá trình lựa chọn công nghệ tốt 
nhất hiện có (BAT)
• B. Kiểm tra kỹ các thông số ô 
nhiễm :
– Sắp xếp các chất ô nhiễm chính vào 
các nhóm thông số (các chất rắn lắng 
được, TSS, TDS, SS bay hơi, v.v)
– Thí nghiệm pilot nhằm xác định khả 
năng xử lý hoặc khảo sát thực tế tại 
các cơ sở xử lý tương tự hiện có
• D. Lựa chọn cuối cùng:
– Nghiên cứu kỹ các công nghệ đã 
được lựa chọn sơ bộ
– Xem xét các phương án khác nhau
– Tổng hợp các tiêu chí lựa chọn 
• C. Lựa chọn sơ bộ:
– Liệt kê các công nghệ hiện có
– Công nghệ đề xuất cho các loại hình 
công nghiệp 
– Dự đoán hiệu suất quá trình 
• A. Các đặc trưng chung của 
dòng thải công nghiệp :
– Kim loại nặng 
– Các đặc tính chung (hữu cơ và vô 
cơ) 
– Mức tiêu thụ và thải nước của quá 
trình sản xuất 
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
III. Công nghệ xử lý nước thải
1. Phân loại quá trình và phương pháp xử lý nước thải
Nước thải 
(không đạt TCMT)
Tách chất rắn lơ lửng 
thô (bể tuyển nổi)
Tách chất rắn lơ 
lửng mịn
Tách Ni
Tách chất hữu cơ 
hòa tan
Tách chất vô cơ (điện 
thẩm, trao đỏi ion) 
Tách chất hữu cơ(lọc, 
bay hơi, làm lạnh, 
trích ly, thẩm thấu 
ngược)
Khử vk
Tách chất vi lượng
Tách chất rắn vô cơ
Song/lưới
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
-Chia ba cấp xử lý: 
+ Cấp 1(xử lý sơ bộ): tách chất rắn thô, vật rắn nổi có kích thước lớn. Xử lý 
cấp 1 gồm các quá trình: lọc, song chắn, tuyển nổi, lắng, tách dầu mỡ, trung 
hòa.
+ Cấp 2 (xử lý thứ cấp): tách các chất hữu cơ hòa tan gồm các quá trình 
sinh học ( dùng vi sinh vật để xử lý), hóa học.
+ Cấp 3: khi yêu cầu về chất lượng nước cao. Xử lý các vi sinh vật gây bệnh 
gồm các quá trình sau: kết tủa, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu 
ngược, khử trùng bằng clo, ozon. Tách các chất dinh dưỡng N, P.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2. Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải
Mục đích: tách hạt rắn lơ lửng mà có thể ảnh hưởng đến đường ống.
Các phương pháp thủy cơ: lọc qua song chắn hoặc lưới, lắng dưới tác dụng 
của lực trọng trường, điều hòa thành phần và lưu lượng nước thải.
Nguyên tắc lựa chọn phương pháp: phụ thuộc kích thước và tính chất hóa lý 
hạt lơ lửng, hàm lượng chất rắn lơ lửng, lưu lượng nước thải và yều cầu chất 
lượng nước sau xử lý.
.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2. Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải (tiếp)
a. Lọc
-Song chắn: lọc vật rắn thô, làm bằng kim loại, đặt ở cửa ngoài kênh, nghiêng 
một góc 60-75o.
-Lưới lọc: tấm kim loại uốn thành hình tang trống, kích thước lỗ 0,5-1,0 mm, 
quay với vận tốc 0,1-0,5m/s. Chỉ cho nước thải qua bề mặt lưới, còn vật rắn bị 
giữ lại trong bề mặt lưới sẽ được cào ra.
b. Bể điều hòa lưu lượng: nhằm ổn định lưu lượng nước thải và thành phần 
nước thải trước khi vào hệ thống xử lý. Đây là bể thu nước từ các nguồn khác 
nhau được gom lại để vào hệ thống xử lý chung.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2. Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải (tiếp)
c. Bể lắng
-Tách chất lơ lửng dưới tác dụng của trọng lực.
-Phân loại dựa theo chức năng:
+Bể lắng cát: tách cát và tạp chất vô cơ không tan (dhạt=0,2-2mm)
+Bể lắng cấp 1: tách chất hữu cơ, chất rắn còn lại
+Bể lắng cấp 2: tách bùn sinh học khỏi nước thải và chất rắn còn lại.
-Phân loại theo cách khác:
+Bể lắng ngang
+Bể lắng đứng
+Bể lắng hướng tâm
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2. Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải (tiếp)
d. Lọc
-Tách chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ mà bể lắng không tách được.
-Cấu tạo: thường là các vách ngăn xốp, cho dòng nước đi qua và giữ lại các hạt rắn
lơ lửng.
-Động lực của quá trình: dưới tác dụng áp suất thủy tĩnh, áp suất cao trước vách
ngăn hoặc áp suất chân không sau vách ngăn.
-Yêu cầu: trở lực nhỏ, bền, dẻo cơ học, bền hóa học, không bị trương nở hoặc phá
hủy trong điều kiện lọc.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2. Phương pháp xử lý cơ học trong xử lý nước thải (tiếp)
d. Lọc
-Phân loại:
+Làm việc gián đoạn: thiết bị lọc hút, lọc tấm, lọc ép.
+Làm việc liên tục: lọc hình trống, lọc đĩa, lọc thùng quay, chân không.
+Lọc bằng vật liệu hạt: cát, sỏi, than cốc, than nâu, than bùn, than gỗ→yêu cầu có
độ xốp, bề mặt riêng lớn.
+Lọc chậm: Nước→lớp cát→sỏi đá→tự chảy qua với tốc độ lọc 0,2-0,3 m3/h. Sau
một khoảng thời gian độ 30 ngày, phải thay khoảng 4-5cm lớp cát và lớp vật liệu
mỏng đi. Khả năng lọc sạch cao nhưng kích thước bể lớn, công suất nhỏ.
+Lọc nhanh: dùng các loại vật liệu lọc khác nhau, lớp trên có kích thước hạt lớn
hơn lớp dưới.
+Lọc ly tâm: chất lỏng chuyển động xoay tròn trong thùng quay, có tấm lưới lọc
hoặc vải lọc. Định kỳ chất bẩn dính trên lưới sẽ được lấy ra ngoài
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải
a. Phương pháp tuyển nổi
-Tách hợp chất không tan và khó lắng, có khả năng tách được chất bẩn hòa tan như
là chất hoạt động bề mặt.
-Quá trình: sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng, chúng kết dính vào các hạt, khi lực nổi
của tập hợp các bong khí đủ lớn sẽ kéo các hạt lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại
tạo ra lớp bọt chứa hàm lượng các chất bẩn cao hơn trong chất lỏng ban đầu.
-Với các hạt rắn kị nước: khi bóng khí dính chặt vào các hạt sẽ tạo ra một đường bọc
lấy bền ngoài pha rắn lỏng làm kích thước hạt tăng lên nhưng khối lượng riêng hạt
giảm đi sẽ nổi lên trên.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải (tiếp)
a. Phương pháp tuyển nổi (tiếp)
-Tác nhân tuyển nổi: không khí được sử dụng phổ biến nhất
+Tuyển nổi bằng khí hòa tan: sục không khí vào ở áp suất cao, sau đó giảm áp.
+Tuyển nổi bằng không khí: sục khí ở áp suất thông thường.
+Tuyển nổi chân không: bão hòa không khí ở áp suất khí quyển, sau đó thoát khí ra
khỏi nước ở áp suất chân không
-Ưu điểm: có thể tách hoàn toàn các hạt nhỏ nhẹ khi hạt nổi thành váng trên bề mặt
và được thu gom bằng bộ phận vớt bọt. Chi phí đầu tư vận hành không lớn, thiết bị
đơn giản, hiệu suất tách cao, bùn có độ ẩm thấp.
-Ứng dụng: trong xử lý nước thải công nghiệp chế biến lương thực thực phẩm, dầu
mỏ, sợi tổng hợp, giấy, da
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải (tiếp)
b. Phương pháp đông tụ- keo tụ
-Chất ô nhiễm thường ở dưới dạng keo, để tách ra cần tăng kích thước và khối 
lượng riêng của hạt bằng cách lien kết thành tập hợp hạt.
-Lắng trọng lực: trung hòa điện tích các hạt keo, sau đó liên kết các hạt keo trung 
hòa lại với nhau.
-Quá trình đông tụ: quá trình trung hòa các hạt keo.
-Quá trình keo tụ: quá trình lien kết các hạt keo với nhau tạo thành hạt lớn hơn.
-Hai quá trình trên luôn luôn đi liền với nhau và dung hóa chất làm tác nhân đông 
keo tụ.
-VD: Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O→hòa tan tốt, rẻ, hiệu quả cao.
Phèn sắt Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3→khả năng keo tụ tốt ở 
nhiệt độ thấp, dải pH rộng, kích thước keo lớn, có thể khử được mùi vị, tuy nhiên 
sinh màu do có sắt.
-Để tăng hiệu quả keo tụ cho thêm chất trợ keo (chất hữu cơ tổng hợp, diosilic 
xSiO2.H2O).
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải (tiếp)
c. Phương pháp hấp phụ
-Là phương pháp giữ chất hòa tan trên bề mặt chất rắn.
-Chất hấp phụ là chất rắn (than hoạt tính, oxit Al, chất tổng hợp, tro, xỉ, mạt 
sắt, đất sét)
-Chất bị hấp phụ thường là các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học 
hoặc xử lý cục bộ nằm trong pha lỏng.
-Hiệu suất quá trình phụ thuộc: nồng độ, bản chất, cấu trúc chất tan, nhiệt độ 
nước thải, đặc tính chất hấp phụ. 
-Tái sinh chất hấp phụ: khi nó đạt đến độ bão hòa. 
-Ứng dụng: tách chất hữu cơ (phenol, Alkyl benzene,), chất hoạt động bề 
mặt (sunfonic axit), thuốc nhuộm hữu cơ, các hóa chất th ... ới các ion cùng điện 
tích trong nước khi xảy ra quá trình tiếp xúc. 
-Chất trao đổi ion: ionit, là các chất rắn, vô cơ hoặc là hữu cơ. 
-Chất trao đổi ion là các hợp chất tự nhiên: Zeolit tự nhiên, khoáng, đất sét, 
Na2OAlO3nSiO2.mH2O, [Ca5(PO4)]F, hidroxit apatit [Ca3(PO4)2]OH.
-Chất trao đổi ion tổng hợp: hidroxit kim loại (Al2O3, Ca2O3), hữu cơ (R.SO3H, 
R-COOH,).
-Tái sinh: anionit bằng dung dịch kiềm, cationit bằng dung dịch axit.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải (tiếp)
d. Phương pháp trao đổi ion (tiếp)
-Ứng dụng: tách kim loại nặng như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn, Cd..và các á kim 
như CN, AsO33+, PO43-, các chất phóng xạ
Chất trao đổi ion tổng hợp:
- Hidorxit kim loại: Al2O3, Cr2O3, Zi.
- Hữu cơ: R.SO3, H, R-COOH, R(OH), R-PO3H.
R-SO3H + M+ R-SO3-Me + H+
Chất rắn Tan trong nước
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
d. Phương pháp trao đổi ion (tiếp)
Sau một thời gian các ionit sẽ bão hoà, cần được tái sinh, các catrionit bằng
dung dịch axit và các anont bằng dung dịch kiềm. Trao đổi ion làm sạch nước
thải khỏi cacs kim loại nặng như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn, Cd, cũng như
tách các ánh kim: CN, , , các chất phóng xạ.
e. Phương pháp màng
Màng là một pha có vai tro ngăn cách giữa các pha khác nhau, mà có thể là
một chất rắn, keo trương nổi, chất lỏng. Các quá trình tách chất hợp tan trong
nước bằng màng gồm:
- Phương pháp thẩm thấu ngược (Reurve Osmosis)
- Phương pháp siêu lọc (Utia filtration)
- Thẩm tách, điện thẩm tách
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
d. Phương pháp thẩm thấu ngược
MàngMàng
Nước thải
Màng
Nước thải
Nước sạch Nước sạchNước sạch
* Quá trình thẩm thấu
- Tách hạt có khối lượng phân tử thấp, P thẩm thấu cao
- Siêu lọc: Tách chất P thẩm thấu nhỏ, hạt có khối lượng phân tử cao > 500.
- (3): Tách Anon, cation nhỏ
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4. Phương pháp hoá học
a. Phương pháp trung hoà
Đưa PH của nước thải về 6,5 8,5: khoảng pH thích hợp cho quá trình xử lý tiếp 
hoặc trước khi thải Nguồn tiếp H 
Gồm:
- Trộn nước thải có tính axit với nước thải có tính kiềm ((PH8)).
- Bổ sung các chất hoá học vào nước để điều chỉnh PH của nước thải axit: NaOH, 
KOH, Na2CO3, NH3.H2O, Ca(OH)2, Dolomit (CaCO3.MgCO3)
- Nước thải kiềm: H2SO4, HCl, CO2
- Cho nước thải chảy qua vật liệu lọc có khả năng trung hòa nước axit, đưa quá đá 
vôi, tro, xỉ, xi măng.
- Trung hoà bằng khí: Nước thải có tính kiềm: Sục HSO2, NOx, HCl
Nước thải có tính axit: Sục NH3.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4. Phương pháp hoá học (tiếp)
b. Phương pháp oxi hoá khử
Dùng các chất có oxi hoá_khử chuyển chất trong nước thải Các chất ít 
độc hơn, tách ra khỏi nước.
+ Oxy hoá bằng Cl:
Cl2 + H2O HOCl + HCl
HOCl H+ + OCl- (mang tính oxi hoá mạnh)
Cl2 + OH- + CN- CNO- + 2Cl- + H2O
CNO- + 4OH- + 3Cl CO2 + 6Cl- +N2 + 2H2O
+ Oxy hóa bằng H2O2
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4. Phương pháp hoá học
b. Phương pháp oxi hoá khử (Tiếp)
Dùng các chất có oxi hoá_khử chuyển chất trong nước thải Các chất ít 
độc hơn, tách ra khỏi nước.
+ Oxy hoá bằng ozon (O3)
FeSO4 + H2SO4 + O3 Fe2(SO4)3 + H2O + O2
MnSO4 + O3 +H2O H2MnO3 + O2 + H2SO4
+ Khử bằng NaHSO3, FeSO4
4H2CrO4 + 6NaHSO4 + 3H2SO4 2Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 10H2O
6FeSO4 + 3CrO3 + 6H2O + 6H2O 3Fe2(SO4)3 +Cr2(SO4)3 + 6H2O
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
5. Phương pháp sinh học
- Sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ những chất hữu cơ. Trong quá trình
vi sinh vật nhận chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào sinh trưởng và sinh sản nên
sinh khối của chúng sẽ phát triển.
- Nước thải khi xử lý bằng phương pháp sinh học được đặc trưng bằng BOD, COD.
- Yêu cầu của nước thải khi xử lý bằng sinh học không chứa độc chất với vi sinh vật,
không chứa các muối kim loại hoặc kim loại nặng.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
5. Phương pháp sinh học (tiếp)
- Có thể phân loại phương pháp xử lý sinh học theo 2 cách chính:
+ Phương pháp hiếu khí:
Là phương pháp sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí để phân huỷ các chất hữu cơ.
Cần bổ sung O2 liên tục và nhiệt độ xử lý từ20 - 40 0C; pH = 6,5 – 8,5, có chất dinh
dưỡng để nuôi vi sinh vật.
+ Phương pháp yếm khí: Phương pháp sử dụng vi sinh vật yếm khí là vi sinh vật
không lấy oxy trong không khí mà lấy oxy trong hợp chất hoá học khác.
Trong nước thải, phương pháp hiếu khí tác dụng hơn.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
a. Phương pháp hiếu khí
Gồm bể thông khí sinh học, lọc khí sinh học, bể lọc sinh học, hồ sinh học.
* Phương pháp biểu khí sử dụng bể thông khí sinh học (bể aeroten)
Trong bể aeroten, các vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái huyền phù. Nước 
thải chứa chất hữu cơ tx các bùn lơ lửng chứa vi sinh vật.Quá trình phân huỷ 
biểu khí được xảy ra với đảm bảo đủ oxy bão hoà và bùn được gọi là bùn 
hoạt tính phải ở trạng thái lơ lửng. 
Phương trình tổng quát:
CxHyOz)n + (X + Y/4 +2/3 + 3/4)O2 
Vi sinh vật
xCO2 + (y – 3/2)H2O + NO3
Trong bùn hoạt tính:
bùn hoạt tính
vsv
CxHyO2 + NH3 + O2 C5H7NO2 + CO2
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Ra
K2K2
Bùn hoạt tính
Lắng Lắng 2
Bùn
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
* Phương pháp hiếu khí sử dụng bể lọc sinh học
-Bể lọc sinh học là thiết bị trong đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên lớp
màng bám vào một vật liệu lọc.
-Nước thải được tưới từ trên xuống qua vật liệu lọc, tiếp xúc với vi sinh vật xảy ra
quá trình phân huỷ hiếu khí.
-Lớp vật liệu lọc rất mỏng song cũng có thể xảy ra song song 2 quá trình ở sát bề
mặt là quá trình phân huỷ yếm khí và ở lớp ngoài có phân huỷ hiếu khí có O2.
Ra
Lắng
Lắng
Bùn xử 
lý Bùn
Nước 
thải
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
* Phương pháp hiếu khí sử dụng hồ sinh học
-Hồ sinh học là một chuỗi từ 3 - 5 hồ. Nước thải chảy vào ht này với thể tích 
không lớn
- Trong hồ nước thải được làm sạch bởi các quá trình tự nhiên gồm cả tảo, vi 
khuẩn. 
- Các vi sinh vật sử dụng O2 sinh ra trong quá trình quang hợp của tảo, và oxy 
hoà tan từ không khí để phân huỷ những chất thải hữu cơ trong nước và tảo sử 
dung CO2, NH4+, PO43-, HPO42-, H2PO4- được giải phóng từ quá trình phân hủy 
các chất hữu cơ để thực hiện quá trình quang học.
- Hồ sinh học cần đảm bảo độ pH thích hợp, nhiệt độ tối ưu 3 loại hồ sinh học:
. Hồ oxy hoá cấp 3 ( trước khi thải nước vào nguồn)
. Hồ sục khí
. Hồ oxy hoá hiếu - yếm khí.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
b. Phương pháp yếm khí
*Nguyên tắc
- Dùng vi sinh vật yếm khí để lên men các khí, chất ô nhiễm. Sản phẩm cuối cùng là 
CH4, H2, một số các khí có tính khử: H2S, RSH, NH3.
- Gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn thủy phân nguyên liệu đầu vào để vi khuẩn sử dụng các chất dinh dưỡng
+ Giai đoạn tạo thành axit: nguyên liệu, chất ô nhiễm, vi khuẩn, vi sinh vật yếm khí 
phân huỷ tạo axit hữu cơ: CH3COOH, C2H5COOH.
+ Giai đoạn phân huỷ axit hữu cơ tạo metan, CO2
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
b. Phương pháp yếm khí (tiếp)
-Các yếu tố ảnh đến 3 giai đoạn của qúa trình hiếm khí
-+ Nhiệt độ tối ưu: 350C
+ Liều lượng chất dinh dưỡng có trong bùn và mức độ khấy trộn
+ Tỉ số C/N tốt nhất là 25 – 30/1
+ pH tối ưu: 6,5- 7,5
+ Ảnh hưởng của dòng vi khuẩn, chủng loại vi khuẩn, thời gian lưu 
+ Không có chất độc đối với vi khuẩn
- Ưu điểm: Sinh ít bùn thải.
. XỬ LÝ YẾM KHÍ (UASB)
Nguyên lý và thiết kế
Hệ thống yếm khí có dòng chảy ngược (UASB) – Công ty 
Lassonde, Marieville, Canada
Ví dụ hệ thống xử lý nước thải của quá trình đóng hộp nước trái 
cây
Thiết kế các hợp phần:
• Bể đệm để ổn định 
dòng vào (lưu lượng,...) 
• Lưới chắn 
• Định lượng hoá chất 
để:
• cân bằng pH 
• cung cấp dinh 
dưỡng
• muối sắt để tăng 
hiệu quả tạo bông 
của hạt, chất nền 
và sinh khối
• Thiết bị chính
• Tuần hoàn khí sinh học
• Đốt khí sinh học còn lại
• Xử lý mùi
• Duy trì sự phát triển ổn 
định của sinh khối
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
b) Phương pháp yếm khí (tiếp)
* Hồ yếm khí
- Hồ sâu, oxy không đến được đáy, các vi khuẩn yếm khí sẽ phân huỷ các chất 
hữu cơ CO2, CH4
- Ứng dụng của phương pháp yếm khí: Xử lý chất hữu cơ hàm lượng cao: 
Protein, mỡ, không chứa chất độc, có đủ chất dinh dưỡng.
- Ưu điểm của yếm khí so với hiếu khí: Sinh ra ít bùn, không cần thấy sục khí, 
nhưng phân huỷ không triệt để, cần nhiệt độ cao (350C) thường ứng dụng để 
xử lý tiếp.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Composting
Bón
Nén bùn lại bằng lắng Đi vào tách nước sấy khô làm phân bón
Ủ phân
Đốt lấy nhiệt
Có độc
Bùn tiêu huỷ ổn định
Tách nước
Khử trùng
Chôn lấp
Làm phân bón
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
IV. Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước thải
1. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ
a. Sơ đồ Công nghệ sản xuất kèm dòng thải
Công nghiệp xử lý nước thải dệt nhuộm
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Nguyên liệu
Kéo sợi, chải đánh 
ống
Hồ sợiH2O, tinh bột, phụ 
gia,hơi nước
Dệt vải
Giũ hồH2O, tinh bột, phụ 
gia,hơi nước
Nước thải
Tinh bột
Hoá chất
NaOH
Nước thải
Hồ tinh bột, thủy ngân
NấuNaOH, hơi nước Nước thải
Xử lý axit, giặt
Tẩy trắng
Giặt
Làm bóng
Nhuộm, in hoa
Giặt
Hoàn tất
Sản phẩm
H2SO4, nước, chất 
tẩy
Nước thải
H2SO4, nước, chất 
tẩy
Nước thải
NaOH, hoá chất đặc 
trưng
Nước thải
H2SO4, nước, chất 
tẩy
Nước thải
Hơi nước, hồ tinh 
bột
Nước thải
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
b. Đặc điểm nước thải
- Chất hữu cơ hoà tan ( dung dịch nhuộm, màu, độ đục)
- pH lớn (có độ kiềm cao), nhiều chất rắn lơ lửng (xơ, sợi)
- Nhiệt độ nước cao (làm mát nước, ngưng tụ hơi nước)
- Chất vô cơ hoà tan (kim loại nặng, muối, axit, bazơ)
c. Lựa chọn phương pháp xử lý
- Phân luồng nước thải
Nước ngưng tụ từ hơi nước Tuần hoàn lại (1)
Nước giặt lần cuối (2)
Nước nhuộm, nước giặt lần đầu (dòng ô nhiễm nặng)
- Phương pháp xử lý
(1): tuần hoàn lại
(2): Xử lý sơ bộ (lắng, lọc) rồi tuần hoàn lại với nước giặt lần cuối.
- Xử lý theo cấp 1, 2, 3 đối với nước nhuộm
Phương pháp cơ học: Sàng, lắng, lọc
Phương pháp hoá lý:
. Trung hoà kiềm, đông – keo tụ để khử màu
. Oxi hoá, hấp thụ xử lý bậc 3
. Phương pháp sinh học xử lý chất hữu cơ hoà tan trong nhuộm
. Phương pháp màng để thu hồi hợp chất hồ tổng hợp
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
d.Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm 
Nước thải
Bể điều hòa
Trung hòa kiềmH2SO4
Lắng
Hấp phụ
Lắng
Keo tụ, kết tủa
Lắng
Lọc
Làm mềm nước
Thẩm thấu
Bể chứa
Xả
Cho mục đích khác
Bể sinh học hiếu khí
Bùn Gia nhiệt
Bùn
Bùn Xử lý bùn
Chất keo tụ
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3. Công nghệ xử lý nước thải giấy
a. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấyNguyên liệu
(tre, nứa, gỗ)
Gia công
(chặt, phân loại)
Nấu bột Nước ngưng
Dịch nấu (đen)
Nước thải có độ màu 
cao
COD, BOD cao
Nước thải
Nước thải có chất lơ 
lửng, BOD
Nước thải
Bùn, cát, lá, 
cánh
Hợp chất tẩy
Nước rửa Nước 
rửa
Cô đặc, 
đốt
Nước 
ngưng
Nước ngưng
Dầu
Phèn
Nước, hoi nước
Nước rửa
Rửa bột
Tẩy trắng
Nghiền bột
Xeo giấy
Sấy giấy
Sản phẩm
Hơi nước
Hợp chất nấu 
bột Hơi nước
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
b. Đặc điểm dòng nước thải
- Nhiều chất lơ lửng do quá trình nghiền
- Nước thải của giấy có độ kiềm lớn, đặc biệt ở quá trình nấu
- Có nhiều chất hữu cơ hoà tan có màu
- Nước ngưng có nhiệt độ cao
- Nhiều hoá chất phụ gia
c. Phân luồng xử lý
- Nước ngưng làm mát tuần hoàn lại
- Nước rửa nguyên liệu chất bẩn lắng ở các hồ bằng thải nạo vét bùn.
-Nước nấu bột BOD, COD cao, nhiệt độ Tách dịch đen (lignin) xử lý riêng 
-Nước xeo giấy lắng, lọc tuần hoàn (xử lý sơ bộ)
- Nước vi sinh nhà xưởng, nước rò rỉ trong quá trình sản xuất, nước sau cùng.
- Nước sinh hoạt của công nghiệp nhà máy xử lý chung
d. Chọn phương pháp xử lý
-Phương pháp cơ học: Sàng, chắn, lọc, lắng
-Phương pháp hoá học: trung hoà, oxy hoá để khử trùng, lọc màng, thẩm thấu
- Phương pháp hóa lý: truyển nổi, đông keo tụ
- Phương pháp sinh học: phương pháp yếm khí, hiếu khí, phương pháp hồ sinh học.
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
* Sơ đồ CN xử lý nước thải giấy
Trạm bơm
Sàng chắn rác
Bể điều hòa
Xử lý bùn
Bổ sung dung dịch
Bổ sung oxy không khí
Lắng sơ cấp
Điều chỉnh pH
Bể xử lý yếm khí
UASB
Bể sinh học hiếu 
khí
Lắng thứ cấp
Hồ sinh học
Bổ sung dung dịch
NT1 NT2 NT3
Nguồn tiếp nhận
Lắng
Bùn
Bùn Xử lý bùn
Tuần hoàn bùn một phần
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
4. CN xử lý nước thải mạ kim loại
Công nghệ mạ kèm dòng nước thải Vật cần mạ
Làm sạch bằng 
cơ học
Mài nhẵn đánh 
bóng
NiSO4, 
H2BO3
Khử dầu mỡ
Xử lý bằng 
điện hóa
Hóa học
Mạ đồng
Mạ crom 
Axit, Cr+3
Nước thải
CuSO4, 
Cu(CN)2, 
NaCN
Dung môi
H2SO4, HCl, 
NaOH
Nước chứa axit 
và kiềm
Nước thải chứa axit, 
đồng
Mạ Niken 
Axit, Niken
Mạ kẽm 
CN-, axit, Zn+2
H2SO4, 
CrO3
Zn(CN)2
NaOH
NaCN
HBO3
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
b. Đặc điểm dòng thải
Phân hóa thấp 
Chứa nhiều kim loại nặng hòa tan (độc hại) 
Có dầu mài, dung dịch hưu cơ, môi trường tẩy rửa
Có nhiều cặn tắn, bụi cát, vô cơ, (gỉ oxít kim loại)
c. Phân luồng dòng thải
- Nước thải có nhiều dầu mỡ 
- Nước thải chứa Cr+3, Cr+ 6
- Nước thải chứa Niken
- Nước thải chứa Đồng
d. Phương pháp xử lý
- Phương pháp cơ học
- Phương pháp hóa lý ( tuyển, đồng keo tụ ..) 
- Phương pháp oxi hóa - khử: Chuyển chất hòa tan thành chất dễ tách
- Phương pháp sinh học: Sử dụng thực vật, sinh vật để tách kim loại nặng dạng vi 
lượng ra khỏi nước
- Phương pháp đổi ion: Thu lại kim loại nặng
- Phương pháp kết tủa hóa học: ( phổ biến ở Việt Nam ) 
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
* Sơ đồ xử lý
Nước thải
Bể chứa khác nhau
Điều hoà
Bể phản ứng
Thiết bị lắng
Hồ thực vật
Nguồn tiếp nhận
Điều chỉnh pH
Hoá chất Bùn kim loại nặng Xử lý theo yêu 
cầu đối với 
chất nguy hại
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
5. Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt kết hợp nước thải công nghiệp
Nước thải sinh hoạt Nước thải công nghiệp
Tách độc chấtBể điều hòa
Lắng sơ cấp Bể điều hòa lắng sơ cấp
Bể trộn nước thải
Bể xử lý NTSH (hiếu khí)
Lắng thứ cấp
Khử trùng
Nguồn tiếp nhận
Bùn thải
Xử lý yếm khí tạo CH4
Tách nước khỏi bùn
Bùn khô
5. Sơ đồ xử lý nước thải cho các nhà máy giặt thuộc công 
nghệ dệt may
Hấp 
phụBể điều 
hoà làm 
thoáng Bể phản 
ứng-Keo 
tụ
Lắng 
Lamen
Lọc 
ép
Bể lắng
Bậc I
Bể 
nén 
bùn
Điều chỉnh pH tự 
động
Hoá chất keo tụ
Polime PAA
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP
1. Nguyên tắc
a. Xác định thành phần
b. Xác định yêu cầu xử lý :
- Sinh hoạt
- Công nghiệp
c. Lựa chọn phương pháp xử lý
d. Sơ đồ công nghiệp
2. Sơ đồ công nghiệp xử lý nước ngầm thành nước cấp (VD )
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Giếng1 Giếng 2 Giếng3
Khai thác
Làm thoáng (đuổi khí hòa tan, bổ sung ô xy 
từ không khí)
Khuấy
Keo tụ tạo bông 
Lắng
Lọc nhanh
Làm thoáng
Bể nước sạch
Bơm lên tháp nước
Cung cấp nước sạch
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3. Xử lý nước bề mặt nước cấp
Nước sông, hồ
Kênh dẫn nước
Lưới, song chắn rác
Khuấy nhanhBổ sung chất keo tụ
Keo tụ tạo bông
Lắng Bùn thải
Lọc thô Tách chất rắn sau kết tủa
Lọc tinh
Khử trùng
Bể chứa
Sục Ozon, Clo, nước 
Javen
Sử dụng
Tách chất mịn
Loại vi sinh vật gây bệnh