Tải bản đầy đủ (.pdf) (24 trang)

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của bể tự hoại và đề xuất các mô hình áp dụng phù hợp trong điều kiện Việt Nam

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (252.21 KB, 24 trang )

1

Mở ĐầU

1.Tính cấp thiết của luận án
Việt Nam hiện đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trờng do ảnh hởng
của quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá và đặc biệt là tốc độ tăng dân số ở mức
cao. Các vùng sinh thái nh vùng núi, đồng bằng, ven biển, cửa sông hàng ngày đang
phải chụi nhiều áp lực từ chất thải con ngời. Nguồn nớc mặt bị ô nhiễm do hầu hết
nớc thải cha đợc xử lý tốt, đặc biệt tại các khu dân c đô thị và nông thôn. Chỉ
một phần nớc thải từ các khu vệ sinh đợc xử lý sơ bộ bằng bể tự hoại, cũng lại đợc
xả trực tiếp vào hệ thống cống chung, kênh mơng, ao hồ tự nhiên. Việc xây dựng các
hệ thống xử lý nớc thải tập trung mới chỉ bắt đầu một cách chậm chạp ở các đô thị
lớn. Một trong những lý do chính đối với tình hình hiện nay là chi phí cho xử lý nớc
thải cao. Hệ thống xử lý nớc thải tập trung công nghệ cao rất đắt (cả đầu t và vận
hành).
Thủ tớng Chính phủ đã phê duyệt định hớng phát triển thoát nớc đô thị và
khu công nghiệp Việt Nam đến năm 2025 và tầm nhìn đến 2050 tại Quyết định số
1930/QĐ-TTg ngày 20/11/2009. Theo hớng này, mục tiêu này vào năm 2025, các đô
thị loại IV trở lên có hệ thống thu gom và XLNT tập trung, tỷ lệ thu gom và xử lý
nớc thải ở mức 70%-80%, ở các đô thị loại V lợng nớc thải đợc thu gom và xử lý
là 50%. Nh vậy cho đến khi thực hiện đợc các mục tiêu theo định hớng trên, một
lợng lớn nớc thải sinh hoạt từ các đô thị vẫn chờ đợi các giải pháp thu gom và xử lý
phi tập trung phù hợp.
Bể tự hoại là một trong những công trình xử lý nớc thải truyền thống phù hợp
với điều kiện kinh tế xã hội đô thị của các nớc đang phát triển. Tuy nhiên ở nớc ta
mặc dù quy mô sử dụng bể tự hoại lớn nhng hiệu quả xử lý vẫn còn hạn chế do nhiều
nguyên nhân và yếu tố. Với những lý trên, việc nghiên cứu các giải pháp nâng cao
hiệu quả xử lý của bể tự hoại và đề xuất các mô hình áp dụng trong điều kiện Việt
Nam là cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu:


Tìm kiếm các giải pháp hợp lý nhằm nâng cao hiệu suất xử lý nớc thải, phát
huy vai trò XLNT tại chỗ của bể tự hoại, phù hợp với các mô hình thoát nớc trong
điều kiện Việt Nam.
3. Nội dung nghiên cứu
Với mục đích đề ra, nghiên cứu sinh đã tiến hành triển khai các nội nghiên cứu
sau:
a. Tổng quan
Các loại bể tự hoại, các yếu tố ảnh hởng tới hiệu quả xử lý của bể tự hoại
Các nghiên cứu về bể tự hoại, hệ thống bể tự hoại (cụm xử lý nớc thải tại chỗ có
bể tự hoại) tại Việt Nam và các nớc trên thế giới
Vị trí tơng đối của bể tự hoại trong hệ thống thoát nớc
b. Nghiên cứu ảnh hởng của một số yếu tố đến hiệu suất xử lý của bể tự hoại
Trong phòng thí nghiệm
Lắp đặt các mô hình bể tự hoại với các cách chia ngăn, bố trí đờng ống vào ra
khác nhau và tiến hành thí nghiệm thời gian lu nớc của từng mô hình.
Ngoài hiện trờng
2

Xây mới 17 bể tự hoại tại Huyện Hoài Đức, Hà nội và nghiên cứu ảnh hởng của
một số yếu tố đến hiệu suất xử lý của các bể tự hoại trên
c. Nâng cao hiệu suất xử lý nớc thải của bể tự hoại bằng cách lắp thêm ống
lọc ở phía đầu ra: thực hiện tại một bể tự hoại hiện đang hoạt động và 17 bể xây
mới
d. Đề xuất các mô hình thoát nớc
Đề xuất 5 mô hình thoát nớc phù hợp đối với đô thị hiện có, đô thị xây mới và
vùng ven đô
e. Đánh giá khả năng sản suất công nghiệp đối với ống lọc nớc thải: trên quan
điểm của ngời thiết kế chế tạo, của các chuyên gia, nhà sản xuất.
f. Đánh giá tác động về kinh tế xã hội môi trờng của ống lọc nớc thải
4. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu

Đối tợng nghiên cứu: bể tự hoại xử lý nớc thải sinh hoạt tại hộ gia đinh
Phạm vi nghiên cứu: nội thành và vùng ven đô của Thành phố Hà Nội
5. Phơng pháp nghiên cứu
- Phơng pháp nghiên cứu tổng quan: thu thập tài liệu, kinh nghiệm nghiên cứu ở
trong và ngoài nớc
- Phơng pháp kế thừa: các số liệu quan trắc của các nghiên cứu trớc đợc sử
dụng để đánh giá hiện trạng hoạt động của bể tự hoại tại các thành phố, đô thị
Việt Nam
- Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm
- Phơng pháp điều tra khảo sát và thực nghiệm tại hiện trờng : phơng pháp này
sử dụng khi khảo sát, thử nghiệm và theo dõi sự hoạt động của các bể tự hoại
- Phơng pháp điều tra xã hội học: phơng pháp này sử dụng khi khảo sát ý kiến
của cộng đồng về việc sử dụng ống lọc nớc thải.
- Phơng pháp hội thảo, lấy ý kiến của các chuyên gia.
6. Những đóng góp mới của luận án
- Đánh giá cụ thể ảnh hởng của các yếu tố: số ngăn, cách bố trí đờng ống vào
ra, dung tích (thời gian lu nớc), đặc tính nớc thải đầu vào tới HSXL của bể tự
hoại
- Đề xuất và đánh giá HSXL của bể tự hoại bằng giải pháp lắp ống lọc nớc thải ở
đầu ra của bể tự hoại
7. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài có tính thực tiễn và khoa học vì góp phần giải quyết các vấn đề bất cập về
cấu tạo vận hành của bể tự hoại cũng nh nâng cao khả năng ứng dụng của nó
trong các hệ thống thoát nớc của các đô thị Việt Nam.
8. Bố cục của luận án: gồm phần mở đầu, 4 chơng, kết luận kiến nghị và tài liệu
tham khảo
3

Chơng 1. tổng quan các nghiên cứu về bể tự hoại


1.1. Phân loại, thành phần , tính chất nớc thải sinh hoạt
Nớc thải hộ gia đình đợc chia ra làm 3 loại : 1) Nớc thải từ rửa, giặt, tắm gọi
là nớc xám 2) Nớc thải chứa phân nớc tiểu từ khu vệ sinh (toilet) gọi là nớc đen
3) Nớc thải từ nhà bếp chứa dầu mỡ và phế thải thực phẩm từ nhà bếp, máy rửa bát.
Một số nơi ngời ta nhóm hai loại nớc thải thứ hai và ba, gọi tên chung là nớc đen
1.2. Giới thiệu về bể tự hoại
Bể tự hoại là công trình xử lý sơ bộ nớc thải sinh hoạt đồng thời thực hiện cả
hai chức năng: lắng và lên men cặn lắng và phân hủy kỵ khí cặn lắng. Nớc thải vào
với thời gian lu lại trong bể từ 1-3 ngày. Do tốc độ nớc chảy trong bể rất chậm nên
quá trình lắng cặn trong bể có thể xem nh quá trình lắng tĩnh: dới tác dụng trọng
lợng bản thân các hạt cặn (bùn, phân) rơi dần xuống đáy bể và phần nớc trong sẽ
ra khỏi bể. Trong quá trình kỵ khí, các chất hữu cơ trong nớc thải và bùn đợc các vi
khuẩn, nấm men phân hủy, sử dụng làm nguồn thức ăn của chúng, tạo ra sản phẩm
cuối cùng là nớc, CO
2
, CH
4
và bùn cặn. Các bọt khí hình thành sẽ nổi lên trên mặt
nớc và một phần trôi theo nớc thải.
1.3. Lịch sử hình thành và phát triển bể tự hoại
1.3.1. Trên thế giới
Mô hình bể tự hoại xuất hiện đầu tiên ở Pháp vào năm 1860, do kỹ s Fosse
Mouras phát minh ra. Năm 1881 Fosse Mouras lấy đợc bằng sáng chế . Còn ở Anh
và Đức vào giữa thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 rất nhiều vùng nông thôn ở Anh cũng bắt
đầu sử dụng bể tự hoại. Lens, Lettinga và Zeeman (2001) cho rằng hố lắng sơ bộ đầu
tiên đợc đào ở vùng Craigentiny Meadows , Edinbergh vào năm 1829. Sau đó là bể
có đáy bằng, đáy lót bằng đất sét, nhng hầu nh là tham khảo phát minh của Fosse
Mouras. ở Mỹ, việc sử dụng bể tự hoại bắt đầu cuối năm 1880, v sau 60 năm sau
nó trở thành phổ biến
1.3.2. Tại Việt Nam

Bể tự hoại đợc du nhập vào Việt Nam cùng với ngời Pháp, thời kỳ Pháp thuộc,
vào những năm cuối thế kỷ 19. Thời đó, chỉ có một số công trình xây dựng nh nhà ở
của ngời Pháp hay quan chức phục vụ chính quyền Đông Dơng, các khu nhà riêng
biệt có nguồn nớc dồi dào, các công trình công cộng nh trờng học, bệnh viện,
công sở , mới đợc trang bị bể tự hoại (có hoặc không có ngăn lọc), xử lý nớc đen
hoặc nớc xám, còn khu ngời Việt dùng xí thùng.
1.4. Phân loại bể tự hoại
Bể tự hoại có các loại: bể tự hoại thông thờng; Bể tự hoại có ngăn lọc hiếu khí ;
Bể tự hoại có ngăn lọc kỵ khí ; Bể tự hoại có các vách ngăn mỏng dòng hớng lên với
ngăn lọc kỵ khí (BASTAF); Bể tự hoại có ống lọc nớc thải.
Mặc dù mục đích chính của bể tự hoại là loại bỏ chất rắn lơ lửng-không tan có
trong nớc thải, nhng nớc thải ra khỏi bể vẫn luôn chứa một lợng lớn chất rắn lơ
lửng. Nếu ống lọc nớc thải đợc lắp ở đầu ra bể tự hoại, chất lợng nớc thải ra khỏi
bể tốt hơn nhiều. ống lọc nớc thải là thiết bị đợc làm bằng nhựa không bị phá hủy
trong môi trờng nớc thải trong bể tự hoại, trên đó có các khía hoặc lỗ lọc.
ống lọc nớc thải đợc đặt tại ống ra bể tự hoại hoặc ở ngăn riêng. ống lọc có
thể lắp đặt ở bể tự hoại xây mới hoặc lắp thêm vào bể cũ đang sử dụng. ống lọc đợc
4

thiết kế sử dụng cho nhà ở, thơng mại. Ban đầu là lọc vật lý, theo thời gian vi sinh
vật phát triển ở trạng thái dính bám trên bề mặt ống lọc tạo thành màng sinh học, đến
lợt mình màng sinh học hấp phụ + oxy hóa đồng thời các chất hữu cơ trong nớc
thải.
Những yếu tố chủ yếu cần quan tâm là : Diện tích bề mặt tiếp xúc, tiết diện dòng
chảy của ống lọc (liên quan tới kích thớc của lõi lọc) và mức độ lọc (kích cỡ các lỗ
hoặc khía lọc).
1.5. Cơ chế các quá trình xảy ra trong bể tự hoại
Trong bể diễn ra quá trình lắng cặn, lên men và phân huỷ sinh học kị khí cặn lắng .
- Lắng cặn : Các tạp chất lơ lửng kích thớc nhỏ, khó tự lắng, cũng có thể tham
gia quá trình lắng nhờ dính bám, đông tụ với nhau và tạo thành các bông keo tụ lớn,

dễ lắng hơn.
- Phân huỷ kỵ khí: Các chất hữu cơ trong nớc thải và bùn đợc các vi khuẩn kỵ
khí, nấm men phân huỷ, sử dụng làm nguồn thức ăn cho chúng, sản phẩm cuối cùng
là nớc, CO
2
và CH
4

1.6. Các yếu tố ảnh hởng đến hiệu suất xử lý của bể tự hoại
Có một số yếu tố ảnh hởng tới hoạt động (hiệu quả xử lý) của bể tự hoại nh
thành phần, đặc tính nớc thải; lu lợng nớc thải; nhiệt độ; pH; các yếu tố về cấu
tạo (hình dạng bể,sự chia ngăn); thời gian lu nớc (HRT), xây dựng quản lý và vận
hành bảo dỡng (chu kỳ hút bùn cặn)
1.7. Bùn cặn từ bể tự hoại .
Bùn cặn là chất còn lại ở trong bể tự hoại có mùi khó chịu, cụ thể là váng,
bùn và một phần chất lỏng nằm giữa chúng. Số lợng và tính chất của phân bùn rất
khác nhau, tuỳ thuộc vào các yếu tố nh: đặc tính nớc thải, kích cỡ và cấu tạo bể,
chế độ dinh dỡng, sinh hoạt của ngời sử dụng, chế độ hút, điều kiện nhiệt độ
1.8. Tổng quan các giải pháp, nâng cao hiệu suất xử lý nớc thải bể tự hoại
1.8.1. Các nghiên cứu trên thế giới .
1.8.1.1. Nâng cấp bể tự hoại truyền thống.
Các tác giả: Sri-Anant Wanasen (2003) và Trần Thị Mai Hoa (2007) - Học
Viện kỹ thuật Châu á (AIT), Thailand đã nghiên cứu ứng dụng của bể phản ứng kỵ
khí với các vách ngăn mỏng (ABR) để xử lý nớc thải sinh hoạt.
1.8.1.2. Hệ thống xử lý nớc thải tại chỗ
a. Hệ thống xử lý hiếu khí
Công ty thiết bị nớc thải Norwalk (Norweco) Ohio của Mỹ đã đa ra hệ
thống xử lý Norweco, áp dụng từ các hộ gia đình đến các làng xã, đô thị. Hệ thống
đợc thiết kế để tạo ra hiệu quả xử lý ở mức độ cao nhất.
b. Hệ thống xử lý kỵ khí

* Năm 2003, các tác giả ngời Malaysia: Lau Seng, B.Chong, T.H. Huang,
Y.Fevang, I.Skadberg dới sự hớng dẫn của chuyên gia Petter D.Jenssen (Đại học
Na-uy) đã nghiên cứu pilot vệ sinh sinh thái đô thị trong điều kiện khí hậu nhiệt đới
ẩm Hệ thống Ecosan.
* Năm 2005, Luostarinen, Sari AAnnukka. Đại học Jyvaskyla, đã nghiên cứu pilot
xử lý kỵ khí nớc thải trong bể tự hoại UASB (1 và 2 giai đoạn) ở nhiệt độ thấp 10 -
20
O
C.
5

* Năm 2006, tác giả Nguyen Hoai Nam, Học Viện Kỹ thuật Châu á - Thái Lan
(AIT) đã nghiên cứu xử lý nớc thải sau bể tự hoại bằng bể phản ứng màng vi sinh
trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí.
* Các tác giả tại Đại học Birzeit Palestine : Wafa M.Al jamal (2005), Noor
Al Huda Al Hindi (2007) và Mohamad Shayyah (2010) đã nghiên cứu xử lý
nớc thải kỵ khí trong bể tự hoại UASB nhng với những điều kiện khác nhau
c. Hệ thống xử lý hiếu khí kết hợp kỵ khí [
* Công ty Martech Producs Thái Lan đa ra 2 loại bể tự hoại có tên Aerobic và
Aerosept, là loại bể xử lý nớc thải bằng cách kết hợp quá trình hiếu khí và kỵ khí
* Công ty OM Environmental Planning-Murakushi-cho, Nishi-ku, Hamamatsu
City Shizuoka Prefecture, 431-1207 Japan đa ra hệ thống xử lý nớc thải dựa trên
hoạt động của vi khuẩn, nhng phát triển để sản xuất với khối lợng lớn. Nớc thải
sau xử lý có thể tái sử dụng hoặc thải vào hệ thống.
d) Hệ thống xử lý nớc thải bậc 2
* Hệ thống xử lý nớc thải của Đan Mạch
Nớc thải ra khỏi hệ thống xử lý rất sạch có thể xả thẳng vào hồ hay suối, hoặc
có thể sử dụng lại cho nông nghiệp hay cho các mục đích tơng tự.
* Hệ thống xử lý nớc thải sinh hoạt của Canada (BIONEST): sử dụng công
nghệ lọc sinh học dựa trên việc nuôi cấy vi khuẩn cố định trên vật liệu lọc (không bị

phân huỷ sinh học), kết hợp với xử lý hiếu khí và kỵ khí qua lại.
* Hệ thống Joukasou và ứng dụng tại Nhật Bản
Hệ thống Joukasou đợc xây dựng để xử lý nớc thải sinh hoạt một cách rộng rãi
trên khắp đất nớc Nhật Bản. Hệ thống Joukasou có hai loại:
Tandoku - Shori Joukasou ứng dụng để xử lý nớc đen
Gappei - Shori Joukasou xử lý tất cả các loại nớc thải sinh hoạt.
1.8. 2. Các nghiên cứu tại Việt Nam
1.8.2.1. Nghiên cứu về giải pháp chế tạo bể tự hoại
a.
Bể tự hoại bê tông cốt thép kiểu mới của Công ty Thoát nớc Bà Rịa Vũng Tàu

Tác giả đã đa ra một loại bể tự hoại bê tông cốt thép kiểu mới: thông hút cặn
bằng phơng pháp luồn ống hút theo ống dẫn từ ngoài hàng rào vào nhà dân.
b. Bể tự hoại đúc sẵn bằng bê tông cốt thép của Trờng Đại học Xây dựng
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thử nghiệm thành công bể tự hoại hai ngăn bằng
BTCT đúc sẵn ở quy mô công nghiệp STC xử lý nớc đen hay cả nớc đen và xám
hộ gia đình.
1.8.2.2. Hệ thống xử lý nớc thải tại chỗ
a. Mô hình thùng làm sạch (TLS) nớc thải sinh hoạt qui mô nhỏ kiểu Joukasou
(Nhật Bản) trong điều kiện Việt Nam
Năm 1997-1998 Trung tâm kỹ thuật Môi trờng Đô thị và Khu công nghiệp
(CEETIA), Trờng Đại học Xây dựng Hà Nội đã phối hợp với Nhật Bản nghiên cứu
thử nghiệm lắp đặt mô hình TLS nớc thải sinh hoạt qui mô nhỏ kiểu Joukasou, trong
điều kiện Việt Nam.
b. Hệ thống xử lý nớc thải kết hợp
Công Ty cổ phần môi trờng xanh đã tích hợp thành công phơng pháp cải tạo
bể tự hoại có sẵn và kết hợp với bể xử lý nớc thải thành hệ thống xử lý nớc thải triệt
để. Trong bể xử lý nớc thải đợc xử lý vi sinh yếm khí và vi sinh hiếu khí.
6


c. Biofast Hệ thống xử lý chất thải 5 ngăn
Biofast (của Petech Corp.) là loại bể tự hoại 5 ngăn sử dụng phản ứng vi sinh,
chuyên xử lý chất thải con ngời (phân, nớc tiểu) trong các nhà vệ sinh hiện đại. Bể
Biofast đợc ứng dụng công nghệ xử lý mới : Vi sinh - điện tử. gồm 4 giai đoạn : Vi
sinh sục khí oxy khử mùi hôi bằng ozon khử trùng.
1.9. Vị trí của bể tự hoại trong hệ thống thoát nớc
1.9.1.Bể tự hoại và hệ thống thoát nớc chung
Hệ thống này bao gồm công trình xử lý nớc thải cục bộ tại gia đình (bể tự hoại),
mạng lới cống thoát nớc và điểm xả nớc thải vào môi trờng.
1.9.2. Bể tự hoại và hệ thống thoát nớc riêng
Hệ thống này bao gồm các công trình xử lý nớc thải cục bộ tại gia đình (bể tự
hoại), đờng cống thoát nớc, trạm xử lý nớc thải khu vực và điểm xả nớc thải vào
môi trờng.
1.9.3. Bể tự hoại và hệ thống xử lý nớc thải tại chỗ
a. Bể tự hoại và giếng thấm
Trong hệ thống vệ sinh tại chỗ, sơ đồ bể tự hoại kết hợp với giếng thấm là
phơng pháp xử lý nớc thải đơn giản, chi phí thấp. Giếng thấm là công trình trong đó
nớc thải đợc xử lý bằng phơng pháp lọc qua lớp cát, sỏi và phân hủy kỵ khí các
chất hữu cơ đợc hấp thụ trên lớp cát sỏi đó.
b. Bể tự hoại và bãi lọc ngầm
Nếu mực nớc ngầm ở gần mặt đất và không thể xây dựng giếng thấm thì có thể
xây hệ thống bãi lọc ngầm. Bãi lọc ngầm đóng vai trò nh một bể lọc sinh học, nơi vi
khuẩn hiếu khí đóng vai trò chủ đạo để xử lý nớc thải.
c. Bể tự hoại, ngăn bơm, hệ thống đờng ống phân phối áp lực và bãi lọc ngầm.
Giải pháp này đợc áp dụng cho các trờng hợp bãi lọc phải bố trí trong tầng đất
mỏng, điều kiện địa hình không thuận lợi cho vệc đào đắp, san lấp mặt bằng, nơi có
mực nớc ngầm cao,
d. Bể tự hoại, ngăn bơm và bãi lọc ngầm trên gò nổi
Giải pháp này đợc áp dụng ở những khu vực có mực nớc ngầm cao, tầng đất
bố trí bãi lọc là đất có độ lọc kém (đất sét) hoặc đá, không thuận lợi cho việc xây

dụng hệ thống tự hoại và bãi lọc ngầm truyền thống.
e. Bể tự hoại và bể xử lý hiếu khí với bùn hoạt tính hoặc lọc dính bám
Giải pháp này đợc áp dụng khi xử lý nớc thải có nồng độ cao (nớc thải từ nhà
hàng, bếp ăn), hoặc khi diện tích xây dựng bãi lọc ngầm hạn chế.
f. Bể tự hoại và bể lọc cát (có hoặc không có dòng tuần hoàn).
Nớc thải đợc xử lý trong bể lọc sinh học có vật liệu là cát, với dòng chảy thẳng
đứng từ trên xuống dới. Tại đây diễn ra quá trình giữ cặn, hấp thụ và phân hủy các
chất hữu cơ còn lại trong nớc thải bởi cơ chế lọc sinh học, nitrat hoá amoni và hấp
thụ phốt phát Bể lọc cát không có dòng tuần hoàn còn gọi là bể lọc cát hoạt động gián
đoạn. Bể lọc cát có dòng tuần hoàn có thể thực hiện việc tuần hoàn dòng nớc thải sau
bể lọc cát về bể tự hoại hay ngăn bơm trớc bể lọc cát để khử nitơ.
g. Bể tự hoại và bể lọc bằng than bùn
Bể lọc bằng than bùn là hệ thống sinh học dùng để xử lý bậc hai nớc thải từ bể
tự hoại hoặc từ những công trình xử lý sơ bộ khác.
h. Bể tự hoại và bãi lọc ngầm trồng cây
7

Bãi lọc ngầm trồng cây (constructed wetland) gần đây đợc biết đến trên thế giới
nh một giải pháp công nghệ xử lý nớc thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với
môi trờng, cho phép đạt hiệu suất cao, chi phi thấp và ổn định.
i. Bể tự hoại và bể lọc bằng vật liệu nhân tạo.
Bể lọc Waterloo là một trong những bể lọc với vật liệu nhân tạo bằng xốp thấm
nớc, để xử lý một cách hiệu quả nớc thải sinh hoạt và nớc thải công nghiệp.

Hiện nay trên thế giới cũng nh ở Việt Nam, xử lý nớc thải là một trong những
vấn đề đợc quan tâm hàng đầu. Phần tổng quan trên cho thấy
* Các nớc trên thế giới : có rất nhiều nghiên cứu, cải tiến bể tự hoại và tất cả đều
tập trung vào vấn đề nâng cao hiệu quả xử lý nớc thải. Phần công nghệ đặc biệt đợc
quan tâm: nớc thải có thể đợc xử lý sơ bộ, xử lý nâng cao hoặc loại bỏ cả nitơ và
phốt pho. Nớc thải sau bể tự hoại thờng đợc xử lý trong các công trình tiếp theo,

phổ biến nhất là bãi lọc ngầm. Bể tự hoại thờng đợc chế tạo sẵn trong các nhà máy,
vật liệu là composit hoặc những vật liệu tơng tự.
* ở Việt Nam: nớc thải ra khỏi bể tự hoại chỉ có vài chỉ tiêu đạt yêu cầu còn đa
phần đều vợt quá tiêu chuẩn cho phép theo QCVN 14 2008/BTNMT. Điều này có
thể là do nhận thức của ngời sử dụng, do thiết kế, xây dựng, quản lý và vận hành
cha đúng cách. Nếu đợc thiết kế chế tạo, vận hành đúng quy cách và với u điểm:
hiệu suất xử lý ổn định, chiếm ít diện tích, giá thành rẻ, quản lý đơn giản, bể tự hoại
sẽ là công trình xử lý nớc thải tại chỗ phổ biến và còn phổ biến ở các nớc trên thế
giới cũng nh ở Việt Nam. Tuy nhiên nhợc điểm của bể tự hoại là: hiệu suất xử lý
không cao, chỉ cho phép tách đợc một phần cặn lơ lửng, và hầu nh không tách đợc
các chất rắn hòa tan trong nớc thải. Do đó để bể đạt hiệu suất tối đa, phát huy hết vai
trò, giảm thiểu ô nhiễm môi trờng, thì cần có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về bể tự
hoại.
Từ những kiến thức thu đợc sau phần tổng quan, nghiên cứu của luận án không
hớng tới công nghệ đa bể tự hoại trở thành công trình xử lý bậc 2,3 mà chỉ đa ra
hai định hớng chính: 1) Các giải pháp về cấu tạo phù hợp để nâng cao hiệu quả xử lý
trong bể tự hoại 2) Hiệu suất xử lý của bể tự hoại có ngăn lọc kỵ khí tăng lên nhờ tác
dụng lọc (cơ học, sinh học) + không cho bùn trôi ra ngoài cùng dòng nớc thải của
các lớp vật liệu lọc. Để lớp vật liệu lọc không bị tắc bắt buộc phải định kỳ thau rửa/
thay lớp vật liệu lọc. Tuy nhiên việc làm sạch lớp vật liệu lọc này tốn nhiều công sức.
Chính vì điều đó các lớp vật liệu lọc đợc thay thế bằng một thiết bị lọc gọi là ống lọc
nớc thải (nh đã giới thiệu ở phần phân loại bể tự hoại). ống lọc nớc thải đợc lắp
ở đầu ra của bể tự hoại và có tác dụng nh các lớp vật liệu lọc. Nhng việc làm sạch
ống lọc đơn giản và nhanh gọn. Đối với Việt nam, cha có nghiên cứu thử nghiệm
nào về ống lọc đợc thực hiện, vì vậy nghiên cứu của luận án sẽ góp phần cho hớng
đi mới.
8

Chơng 2. CƠ Sở Lý LUậN, PHƯƠNG PHáP Và QUY TRìNH NGHIÊN
CứU NÂNG CAO HIệU SUấT Xử Lý Nớc thải CủA Bể Tự HOạI


2.1. Đặt vấn đề, mục tiêu, đối tợng và thời gian nghiên cứu
a. Đặt vấn đề.
Thời gian lu nớc (HRT) là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hởng tới
hiệu suất xử lý nớc thải của bể tự hoại, khi HRT tăng thì hiệu suất xử lý tăng. Có hai
khái niệm: HRT

lý thuyết (HRT


thuyết
) và HRT thực tế (HRT
thực tế
). HRT


thuyết
= dung
tích bể/ lu lợng nớc thải vào bể. HRT
thực tế
là thời gian tính từ khi các phần tử nớc
và chất bẩn vào cho đến khi ra khỏi bể. Nếu bể có cấu tạo khác nhau thì quỹ đạo
chuyển động của các phần tử nớc và chất bẩn trong nớc thải có thể đi theo những
con đờng khác nhau và nh vậy HRT
thực tế
là khác nhau.
Vì vậy để hiệu suất xử lý của bể tự hoại đạt đợc giá trị cao nhất có thể, việc
xem xét, đánh giá sự phân bố thời gian lu lại thực tế của cácphần tử nớc thải
trong bể tự hoại là cần thiết. Nghiên cứu này đợc thực hiện trong phòng thí nghiệm
với mô hình bể thu nhỏ và chất tạo vết trong mô hình bể là nớc muối.

Để kiểm chứng và khẳng định kết quả thu đợc trong phòng thí nghiệm, nghiên
cứu tiếp tục đợc thực hiện ngoài hiện trờng với bể tự hoại thật và nớc thải thật. Do
điều kiện nghiên cứu ngoài hiện trờng có hạn chế nên chỉ thực hiện để kiểm chứng
một phần kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên ngoài hiện trờng lại
đánh giá thêm đợc những yếu tố ảnh hởng mới tới hiệu suất xử lý của bể tự hoại đó
là dung tích và đặc tính nớc thải đầu vào bể mà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
cha thực hiện đợc.
Nghiên cứu trên sẽ làm sáng tỏ vấn đề bể có kết cấu và nguồn nớc thải đầu vào
hợp lý thì hiệu suất xử lý của bể tăng lên. Nhng dù có cải tiến cấu tạo bể nh thế nào
thì chất lợng nớc thải ra khỏi bể vẫn cha đạt yêu cầu, do có cặn sục ra. Để nâng
cao chất lợng nớc thải sau bể tự hoại có nhiều phơng pháp, trong đó có phơng
pháp bố trí ngăn lọc hiếu khí hoặc kỵ khí ở ngăn cuối của bể tự hoại với vật liệu lọc
bằng sỏi, đá dăm hay chất dẻo. u điểm của các phơng pháp này là chi phí thấp, chất
lợng nớc thải đầu ra bể tự hoại tốt, tuy nhiên nhợc điểm là cao độ cống đầu ra bể
phải đặt thấp (đối với bể có ngăn lọc hiếu khí), chu kỳ bảo dỡng vật liệu lọc tơng
đối khó khăn, vật liệu lọc phải đợc dỡ ra làm sạch, sau đó lại nạp nh cũ. Vì lý do
đó, hiện nay bể tự hoại truyền thống hầu nh không có ngăn lọc, là một trong những
nguyên nhân làm cho chất lợng nớc thải đầu ra bể kém. Một trong những biện pháp
nâng cao chất lợng nớc thải đầu ra bể tự hoại là sử dụng ống lọc nớc thải. ống lọc
nớc thải đợc bố trí ở tê phía đầu ra bể tự hoại, cơ chế hoạt động của ống lọc cũng
gần tơng tự nh của ngăn lọc sinh học kỵ khí, nhng có khác:
* Thời gian tiếp xúc giữa nớc thải với ống lọc ngắn hơn thời gian tiếp xúc giữa
nớc thải với vật liệu lọc.
* Tải trọng thủy lực bề mặt của vật liệu lọc nhỏ hơn so với ống lọc do vật liệu
lọc có tổng diện tích bề mặt lớn hơn.
Việc sử dụng cũng nh vận hành bảo dỡng ống lọc rất đơn giản, mặt khác ống
lọc phát huy cao vai trò của công trình xử lý nớc thải tại chỗ đứng sau bể tự hoại,
giảm nguy cơ tắc nghẽn (bãi lọc ngầm ). Vì vậy nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý
9


của bể tự hoại bằng cách đặt thêm ống lọc nớc thải tiếp tục đợc thực hiện tại hiện
trờng.
b. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu thực hiện trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trờng với 3 mục
tiêu:
- Nghiên cứu ảnh hởng của cấu tạo bể (cách chia ngăn, bố trí đờng ống vào ra)
đến thời gian lu nớc, làm cơ sở để thiết kế bể tự hoại đạt hiệu suất xử lý cao.
- Nghiên cứu ảnh hởng của cấu tạo bể (cách chia ngăn, dung tích), đặc tính nớc
thải nguồn vào tới hiệu suất xử lý của bể tự hoại.
- Nghiên cứu nâng cao hiệu suất xử lý của bể tự hoại bằng ống lọc tháo lắp đợc.
c. Đối tợng nghiên cứu
- Mô hình bể tự hoại trong phòng thí nghiệm
- Bể tự hoại của hộ gia đình: 01 bể hiện đang hoạt động và 17 bể tự hoại xây mới
d. Thời gian nghiên cứu
- Trong phòng thí nghiệm: từ tháng 6.2007 8.2007
- Ngoài hiện trờng: + Từ tháng 3.2008 11.2009: giai đoạn 1
+ Từ tháng 12.2009 5.2010: giai đoạn 2
2.2. Qui trình và điều kiện thí nghiệm
2.2.1. Qui trình và điều kiện nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
2.2.1.1. Thiết kế và lắp đặt mô hình bể tự hoại.
a. Cơ sở lý thuyết mô hình hóa.
Thí nghiệm trên mô hình sở dĩ có thể thực hiện đợc là vì nó đợc xây dựng trên
cơ sở lý thuyết mô hình hóa. Mô hình ở một mức độ nhất định có thể tái diễn nh
thực những hiện tợng trong tự nhiên. Vấn đề đặt ra là cần thiết lập mối tơng quan
giữa mô hình và hệ nguyên hình. Cơ sở của mô hình hóa áp dụng ở đề tài này là dựa
trên lý thuyết tơng tự thủy lực bao gồm : Tơng tự về hình học, động học và động
lực học.
b. ứng dụng lý thuyết tơng tự thủy lực trong lắp đặt mô hình thí nghiệm
Mô hình đợc lắp đặt trong nghiên cứu thực nghiệm của đề tài sẽ dựa trên kích
thớcnguyên hình và xét mối tơng quan giữa chúng trên cơ sở lý thuyết tơng tự

thủy lực. Các tính toán cho thấy mô hình và nguyên hình đủ điều kiện tơng tự hình
học, động học nhng cha đủ điều kiện để tơng tự nhau về động lực học. Tuy nhiên
mục tiêu của nghiên cứu là xác định HRT mà điều kiện T
m
= T
n
đã đợc thỏa mãn nên
không ảnh hởng tới kết quả thí nghiệm. Mặt khác ảnh hởng về mặt động lực học sẽ
đợc kiểm chứng tại hiện trờng, với nớc thải thực tế.
c. Thiết kế và lắp đặt mô hình
Trong khoảng thời gian từ 6.2007 đến 8.2007, mô hình bể tự hoại làm bằng thủy
tinh hữu cơ, có dung tích hữu ích 97l (kích thớc cao x rộng x dài = 36x 30 x 90cm),
với 10 cách chia ngăn và bố trí ống vào - ra khác nhau lần lợt đợc lắp đặt.
*) Mô hình bể tự hoại 1 ngăn: mép đáy ống vào ra bể đặt ở vị trí khoảng 1/4
chiều sâu lớp nớc (ký hiệu 1N-A1)
*) Mô hình bể tự hoại 2 ngăn
(Ngăn 1, 2 chiếm lần lợt 2/3 và 1/3 dung tích bể(W))
- Với mép dới ống vào - ra bể đặt ở vị trí khoảng 1/4 chiều sâu mực nớc
( ký hiệu 2N-A1)
10

- Với mép dới ống vào - ra bể đặt ở vị trí khoảng 1/2 chiều sâu mực nớc
(ký hiệu 2N-A2)
- Với mép dới ống vào - ra bể (tại một số vị trí đặt) gần sát đáy bể
(ký hiệu 2N-A3)
*) Mô hình bể tự hoại 3 ngăn chia ngăn theo chiều dài bể
(Tỷ lệ giữa các ngăn 1/2W ; 1/4W ; 1/4W. Trong đó W : Dung tích bể )
+ Với mép dới ống vào - ra bể đặt ở vị trí khoảng 1/4 chiều sâu lớp nớc
(ký hiệu 3N- A1) .
+ Với mép dới ống vào - ra bể đặt ở vị trí khoảng 1/2 chiều sâu lớp nớc

(ký hiệu 3N - A2)
+ Với mép dới ống vào - ra đặt gần sát đáy bể (3N - A3 )
* Mô hình bể tự hoại 3 ngăn, chia ngăn theo chiều rộng bể
(Tỷ lệ giữa các ngăn 1/2W ; 1/4W ; 1/4W trong đó W: dung tích bể)
+ Với mép dới ống vào - ra bể đặt ở vị trí khoảng 1/4 chiều sâu lớp nớc
(ký hiệu 3Nr - A1 )
+ Với mép dới ống vào - ra bể đặt ở vị trí khoảng 1/2 chiều sâu lớp nớc
(ký hiệu 3Nr - A2 )
+ Với mép dới ống vào - ra bể (tại một số vị trí) đặt gần sát đáy bể
(ký hiệu 3Nr - A3 )
2.2.1.2. Điều kiện thí nghiệm
- Các mô hình bể tự hoạt động với dòng chảy liên tục .
- Thời gian lu nớc lý thuyết HRT = 48h .
- Chất tạo vết: dung dịch muối KCl với nồng độ 1g/l
- Thời gian lấy mẫu của các mô hình bể phản ứng dự tính gấp khoảng 2.5 lần so
với thời gian lu nớc lý thuyết (Tức là 48 x 2.5 = 120h ): sẽ kiểm chứng trong
quá trình thí nghiệm.
- Khoảng thời gian giữa hai lần lấy mẫu: 2h đầu tiên: 20 phút/ lần. Sau đó 2h / lần
2.2.1.3. Chuẩn bị thí nghiệm
01 mô hình bể tự hoại thí nghiệm (lần lợt là 1 trong 10 mô hình nêu ở 2.1.2.1)
chứa đầy 97 lít nớc sạch (nớc máy), 01 bơm định lợng, 01 thùng chứa 242.5 lít
dung dịch muối KCl với nồng độ 1g/l (do thời gian lấy mẫu dự tính gấp 2.5 lần so với
thời gian lu nớc lý thuyết nên lợng chất tạo vết phải chuẩn bị là 97l x 2.5 =
242.5l), 01 chậu chứa (đặt ở phía đầu ra của mô hình bể, dung tích khoảng 5l, đủ để
chứa lợng dung dịch ra khỏi mô hình bể tự hoại sau khoảng thời gian 2h), máy đo
điện cực Ion chọn lọc (tên máy: Hach SensIon 5).
2.2.1.4. Tiến hành thí nghiệm
* Thí nghiêm 1 : Mô hình bể 1N A1
- Đổ nớc sạch vào mô hình và thùng chứa. Pha nớc trong thùng chứa với KCl
tạo thành dung dịch KCl

- Bậc công tắc điện, cho máy bơm hoạt động, bơm dung dịch chất tạo vết từ thùng
chứa vào mô hình .
- Chất tạo vết ra khỏi mô hình bể đợc chứa trong chậu đặt ở phía đầu ra của bể.
Tần xuất lấy mẫu là 2h/lần. Việc lấy mẫu đợc tiến hành liên tục cho tới sau 120h.
Sau mỗi lần lấy mẫu, lợng chất tạo vết ra khỏi bể đợc đem đo thể tích và tổng chất
rắn hoà tan bằng máy đo điện cực ion chọn lọc. Các số liệu đợc ghi lại.
11

* Thí nghiệm 2 cho đến thí nghiệm 10 (với 9 mô hình bể còn lại) : lặp lại tơng
tự thí nghiệm 1
2.2.2. Qui trình và điều kiện nghiên cứu ngoài hiện trờng
2.2.2.1. Qui trình và điều kiện nghiên cứu nâng cao hiệu suất xử lý của bể tự hoại
bằng giải pháp cấu tạo và nguồn nớc thải vào bể.
Kết hợp với đề tài nghiên cứu khoa học của Bộ Y tế Cục Y tế dự phòng
Nghiên cứu mô hình nhà tiêu tự hoại và đề xuất hớng dẫn xây dựng, sử dụng và bảo
quản nhà tiêu tự hoại phù hợp trong điều kiện Việt Nam [30], tác giả luận án đã trực
tiếp thiết kế và giám sát xây dựng mới 17 bể tự hoại tại 17 hộ gia đình ở Thôn Lai xá
và Đại tự, xã Kim Chung, Huyện Hoài Đức Hà nội.
Xây dựng bể tự hoại và tiến hành thí nghiệm
- 17 bể tự hoại gồm 04 bể ba ngăn có dung tích 3m
3
, 04 bể hai ngăn có dung tích
3m
3
, 04 bể ba ngăn có dung tích 1.5m
3
, 03 bể hai ngăn có dung tích 1.5m
3
, 02 bể hai
ngăn có dung tích 0.75m

3
(bể 0.75m
3
thí nghiệm để đánh giá hiệu quả xử lý của bể tự
hoại khi xây dới tiêu chuẩn cho phép). Các bể 3m
3
đều chia ngăn theo chiều dài bể. -
Sau khi đa vào hoạt động một thời gian, 17 bể tự hoại đợc lấy mẫu liên tục
trong vòng 6 tháng (mẫu đầu vào, ra khỏi bể tự hoại) để đánh giá ảnh hởng của số
ngăn, đặc tính nớc thải đầu vào tới hiệu suất xử lý của các nhóm bể có cùng điều
kiện.
2.2.2. 2. Nội dung, qui trình và điều kiện thí nghiệm nghiên cứu nâng cao hiệu
suất xử lý của bể tự hoại bằng ống lọc tháo lắp đợc
1. Nội dung nghiên cứu
a) Nguyên lý làm việc của ống lọc
b) Thiết kế, chế tạo ống lọc nớc thải
- Xác định thông số kỹ thuật của ống lọc nớc thải
- Bản vẽ thiết kế kỹ thuật của ống lọc nớc thải
- Chế tạo gia công ống lọc nớc thải (bằng phơng pháp thủ công)
c) Đánh giá vai trò của ống lọc trong việc nâng cao hiệu quả xử lý nớc thải của bể
tự hoại: lắp ống lọc vào tê phía đầu ra và đánh giá hiệu suất xử lý của bể tự hoại
qua 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1 tại hộ gia đình Bà Nguyễn Thị Huyền
- Giai đoạn 2 tại 17 hộ gia đình Thôn Lai Xá và Đại Tự
2. Quy trình thí nghiệm
a. Nguyên lý làm việc của ống lọc
ống lọc làm việc dựa trên nguyên lý : Lọc cơ học và phân hủy kỵ khí cặn đợc
giữ lại trong ống lọc.
b. Thiết kế, gia công ống lọc để nghiên cứu thử nghiệm
a. Cấu tạo ống lọc nớc thải : ống lọc nớc thải thử nghiệm gồm hai loại :

1) ống lọc loại 1 bằng sợi ny lông dài 40cm (1A) và 60cm (1B))
2) ống lọc loại 2 bằng ống nhựa khía rãnh dài 40cm (2A) và 60cm (2B)
ống lọc loại 1A và 1B
Nguyên lý hoạt động của ống lọc loại 1 (1A và 1B)
ống lọc đợc lắp ở trớc ống ra khỏi bể tự hoại. Nớc thải đi qua ống lọc từ
phía dới đợc các sợi ny lông - là giá thể cho vi sinh vật - giữ lại một phần cặn, mặt
12

khác sau một thời gian hoạt động trên giá thể xuất hiện các màng vi sinh, màng vi
sinh này có tác dụng làm sạch thêm nớc thải trớc khi ra khỏi bể tự hoại.
ống lọc loại 2A và 2B
Nguyên lý hoạt động của ống lọc loại 2 (2A và 2B)
ống lọc đợc lắp tại trớc ống ra của bể tự hoại. Nớc thải từ ngăn lắng cuối
cùng vào phần khe hở giữa vỏ và lõi lọc, sau đó nớc thải đi qua các khía lọc rộng
1,5mm để vào phía trong lõi lọc, các khía lọc và màng vi sinh tạo thành trên bề mặt
lõi lọc có tác dụng giữ lại cặn và làm sạch thêm nớc thải. Nớc thải đã xử lý nằm
phía trong lõi lọc sẽ đợc đẩy ra khỏi bể qua 6cm phần khía lọc và khe hở phía trên.
b) Chế tạo ống lọc nớc thải
Do ở giai đoạn thử nghiệm nên tất cả các ống lọc đợc chế tạo bằng phơng
pháp thủ công.
c. Tiến hành nghiên cứu
Nghiên cứu đợc thực hiện qua 2 giai đoạn :
Giai đoạn 1: Gồm 3 đợt thí nghiệm tại bể tự hoại đang hoạt động của gia đình
Bà Nguyễn Thị Huyền ở Phờng Tơng MaiQuận Hoàng Mai Hà nội.
Đặc điểm và giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của bể
Bể tự hoại nhận nớc thải đen từ 02 khu vệ sinh. Sau khi qua ngăn chứa và ngăn
lắng, nớc thải ra khỏi bể tự hoại kết hợp với nớc thải xám của căn hộ và đợc xả
trực tiếp ra hệ thống thoát nớc bên ngoài nhà. Chất lợng nớc thải của căn hộ ra
mạng thoát nớc ngoài nhà rất kém và đó cũng là tình trạng chung của nhiều khu dân
c. Do bể tự hoại và hệ thống thoát nớc của căn hộ nằm phía bên dới nền nhà, nên

không thể cải tạo đợc hệ thống hiện có. Một giải pháp đợc đa ra nhằm nâng cao
chất lợng đầu ra bể tự hoại, đó là xây thêm một ngăn (và coi nh ngăn lắng 3 của bể
tự hoại) ở phía ngoài sân để thu nớc đen và nớc xám đã hoà trộn chung với nhau.
Mặt khác trong ngăn thứ 3 này có bố trí thêm ống lọc nớc thải ở đầu ra.
Lắp đặt ống lọc ( Gồm 3 đợt)
- Đợt 1 ( Từ ngày 6 . 05 . 2008 13.06.2008 )
Trong đợt 1, ở đầu ra của ngăn thứ 3 có bố trí 03 ống ra song song : không lắp
ống lọc (Đánh giá vai trò của ngăn lắng xây thêm), lắp ống lọc 1A, và 2A . Mục
đích đợt 1 là so sánh chất lợng nớc thải ở 3 đầu ra bể tự hoại
- Đợt 2 ( Từ ngày 2 . 07 . 2008 22. 09 .2008 )
Trong đợt 2, ở đầu ra của ngăn thứ 3 (ngăn lắng 3) có bố trí 04 ống ra song song
lắp các loại ống lọc : loại 1A, 1B, 2A, 2B. Mục đích của đợt 2 là so sánh chất
lợng nớc thải sau khi đi qua ống lọc với chiều dài khác nhau.
- Đợt 3 ( Từ ngày 25 . 11. 2008 25.11.2009 )
Trong đợt 3, ở đầu ra của ngăn thứ 3 bố trí ba ống ra có lắp: ống lọc 1B, ống lọc
2B, và không lắp ống lọc. Mục đích của đợt 3 này là so sánh chất lợng nớc
thải khi đầu ra bể tự hoại lắp và không lắp ống lọc, xác định chu kỳ làm sạch
ống lọc nớc thải.
Giai đoạn 2 : 17 bể tự hoại xây dựng mới tại Hoài Đức Hà nội. Các bể tự
hoại đợc lắp ống lọc 1B hoặc 2B (8 bể lắp ống lọc 1B, 9 bể lắp ống lọc 2B).
Mục đích của giai đoạn này là so sánh chất lợng nớc thải đầu ra bể tự hoại
giữa lắp và không lắp ống lọc nớc thải, triển khai ở quy mô rộng hơn.
13

Chơng 3. Kết quả nghiên cứu

3.1. Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
Thời gian lu nớc trong các mô hình bể đợc xem xét thông qua:
a) Thời điểm các phần tử chất tạo vết (chất rắn hòa tan) đầu tiên bắt đầu ra khỏi mô
hình: bể có chất tạo vết ra chậm nhất là bể có cấu tạo tối u hơn

b) Tổng lợng chất tạo vết ra khỏi mô hình sau 2 ngày bơm dung dịch KCL vào mô
hình: mô hình nào có tổng lợng chất tạo vết ra ít hơn thì mô hình đó có khả năng lu
giữ chất rắn (chất tạo vết) tốt hơn
c) Xét đến mối liên hệ giữa T
t
/T
o
và C
t
/C
o
(T
t
là thời điểm lấy mẫu; T
o
là thời gian
lu nớc lý thuyết; C
t
là nồng độ dung dịch ra khỏi mô hình bể tự hoại tại thời điểm
lấy mẫu; C
o
là nồng độ dung dịch KCl bơm vào mô hình): khi T
t
/T
o
tăng mô hình nào
có giá trị C
t
/C
o

nhỏ (khi đó đờng đi của chất tạo vết cách xa đờng đẩy lý tởng và
tiến gần tới đờng xáo trộn lý tởng), tức độ dốc nhỏ thì mô hình đó có nồng độ C
t

lợng chất tạo vết ra khỏi mô hình ít hơn thì mô hình đó có HRT thực tế lớn hơn.
Các mô hình bể tự hoại đợc chia thành 7 nhóm bể có cùng điều kiện (cùng số
ngăn, cùng cách bố trí đờng ống vào - ra để dễ so sánh lợng chất tạo vết ra khỏi bể.
Kết quả cho thấy: với các chia ngăn và bố trí đờng ống vào ra khác nhau, HRT trong
các mô hình bể tự hoại khác nhau và có đợc sắp xếp theo từng nhóm nh bảng 2.7
Bảng 2.7 . Thời gian lu nớc trong bể theo từng nhóm
Thứ
tự
(1)

(Nhóm 1)


(Nhóm 2
)

(Nhóm
3)
(Nhóm
4)
(Nhóm
5)
(Nhóm
6)
(Nhóm 7)


1
Bể 1N


A1
khả năng

2N


A3


3Nd


A3

3Nr


A1

3Nr


A1

3Nr



A2

3Nd


A3

2 giữ chất rắn
kém nhất

2N


A2


3Nd


A1

3Nr


A2

3Nd



A1

3Nd


A2

2N


A3

3 Có hiện
tợng
chảy tắt
2N


A1


3Nd


A2

3Nr


A3


2N


A1


2N


A2


3Nr


A3

Theo thứ tự 1,2,3 bể có HRT giảm dần
3.2. Kết quả nghiên cứu ngoài hiện trờng
3.2.1. Kết quả nghiên cứu nâng cao HSXL của bể tự hoại bằng giải pháp cấu tạo
17 bể tự hoại đợc chia thành 7 nhóm bể khác nhau, mỗi nhóm bể bao gồm các
bể có cùng điều kiện. Sau đó tiến hành đánh giá ảnh hởng của các yếu tố (số ngăn,
dung tích, đặc tính nớc thải nguồn vào) tới HSXL của các nhóm bể này. Kết quả thu
đợc nh sau:
a) Đánh giá ảnh hởng số ngăn tới hiệu suất xử lý nớc thải của bể tự
hoại
- Xem xét Wo(tb) và Lo(tb): 2 nhóm bể 2N và 3N có giá trị tơng đơng nhau
14


- So sánh những nhóm bể có cùng điều kiện: cùng dung tích, cùng xử lý nớc (Đ)
hay (Đ+X) thì hiệu suất xử lý của nhóm bể 3 ngăn cao hơn so với nhóm bể 2
ngăn khoảng từ (4.7% - 7.2%; TB 5.8%); (5.4% - 12.3%; TB 8.2%); (4.8% -
10.9%; TB 7.4) lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5

b) Đánh giá ảnh hởng của đặc tính nớc thải nguồn vào tới hiệu suất xử lý
nớc thải của bể tự hoại
- Xem xét Wo(tb) và Lo(tb): nhóm bể xử lý nớc (Đ+X) có giá trị tơng đơng so
với nhóm chỉ xử lý nớc (Đ)
- So sánh những nhóm bể có cùng dung tích (3m
3
) thì nhóm bể xử lý nớc (Đ+X)
có HSXL lớn hơn nhóm bể chỉ xử lý nớc (Đ) là 16.8%; 9.7%; 13.8% (chia 3N)
và 19.3%; 8.2%; 12.2% (chia 2N) lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5
.
Giá trị trung bình cho cả 2 cách chia ngăn (2N và 3N) là 18.1%; 9%; 13% lần
lợt theo các chỉ tiêu trên.
c) Đánh giá ảnh hởng của dung tích và đặc tính nớc thải nguồn vào
tới hiệu suất xử lý nớc thải bể tự hoại
- Xem xét Wo(tb) và Lo(tb): Nhóm bể 3m
3
-(Đ+X) có Wo(tb) và Lo(tb) gấp 2 lần
so với nhóm bể 1.5m
3
- Đ.
- Nhóm bể 3m
3
xử lý nớc (Đ+X) có hiệu suất xử lý lớn hơn so với nhóm bể 1.5m

3

chỉ xử lý nớc (Đ), lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5
là 29.2%; 24.4%;
25.6% (chia 3N) và 30%; 29.8%; 30.1% (chia 2N). Giá trị trung bình là 29.6%;
27.1%; 27.8% lần lợt theo các chỉ tiêu trên.
3.2.2. Kết quả nghiên cứu nâng cao HSXL của bể tự hoại bằng ống lọc nớc thải
3.2.2.1. Kết quả nghiên cứu giai đoạn 1
a. Đợt 1 - Giai đoạn 1
Mục đích của giai đoạn này là đánh giá vai trò của ngăn lắng 3 xây thêm, so
sánh chất lợng nớc thải ra khỏi bể tự hoại trong trờng hợp không lắp ống lọc; lắp
ống lọc loại 1A; 2A. Kết quả:
- Vai trò của ngăn lắng 3 xây thêm đối với bể tự hoại hiện có của hộ gia đình là
tơng đối tốt. Nếu không xây thêm ngăn lắng này nớc thải từ bể tự hoại hiện có sẽ ra
thẳng cống thoát nớc khu vực, còn khi xây thêm ngăn lắng này, nớc thải vào cống
khu vực dù cha đạt Quy chuẩn thải, nhng chất lợng tốt hơn nhiều. Hiệu suất xử lý
trung bình (viết tắt HSXLTB) của riêng ngăn lắng 3 (NL3) theo TSS, COD
tổng
, BOD
5

lần lợt là 45,8% ; 45,7% ; 44%
- Chất lợng nớc thải đầu ra bể tự hoại khi lắp ống lọc tốt hơn hẳn khi không lắp
ống lọc. HSXLTB của NL3- BTH khi lắp ống lọc 1A cao hơn khi không lắp ống lọc
theo các chỉ tiêu TSS, COD
tổng
, BOD
5
lần lợt là 33,3% ;29,5% ; 29,9%. Còn khi lắp

ống lọc 2A cao hơn khi không lắp ống lọc lần lợt là 23,7% ; 21,8% ; 21,3%
b. Đợt 2 - Giai đoạn 1
Mục đích của giai đoạn này là so sánh chất lợng nớc thải đầu ra NL3-BTH
khi lắp ống lọc loại 1A, 1B, 2A, 2B (ống lọc có chiều dài khác nhau). Kết quả:
- HSXLTB theo TSS, COD
tổng
, BOD
5
của NL3- BTH : khi lắp ống lọc 1A lần lợt
là 75,4% ; 69,5% và 65,4%, ống lọc 1B lần lợt là 78,2% ; 73,2% ; 69%. Nh vậy
hiệu suất của NL3- BTH theo TSS, COD
tổng
, BOD
5
với ống lọc dài 60cm cao hơn ống
lọc dài 40cm lần lợt là 2,8% ; 3,7% và 4,5%.
15

- HSXLTB theo TSS, COD
tổng
, BOD
5
của NL3-BTH : khi lắp ống lọc 2A lần lợt
là 73,5% ;67,2% và 62,2% , ống lọc 2B lần lợt là 76.6% ; 71,2% ; 66,6%. Nh vậy
hiệu suất xử lý của NL3BTH theo TSS, COD
tổng
, BOD
5
với ống lọc dài 60cm cao
hơn ống lọc dài 40cm lần lợt là 3,1% ; 4% và 4,4%.

Số liệu cho thấy độ dài ngắn của ống lọc ảnh hởng đến HSXL của NL3-BTH
Khi lắp ống lọc 1B, 2B (chiều dài 60cm) đều cho hiệu suất xử lý cao hơn khi lắp ống
lọc 1A, 2A (chiều dài 40cm). Dù độ tăng hiệu suất cha lớn nhng xét về 1) Nguyên
lý hoạt động: 2) Xét về khía cạnh kinh tế . 3) Xét về khía cạnh chế tạo các nghiên cứu
tiếp sau này chọn ống lọc 1B và 2B
d. Đợt 3 - Giai đoạn 1
Mục đích của giai đoạn này là so sánh chất lợng nớc thải đầu ra NL3-BTH khi lắp
ống lọc loại 1A, 1B, 2A, 2B (ống lọc có chiều dài khác nhau). Kết quả:
- Với thời gian hoạt động lâu dài (12 tháng) của 2 loại ống lọc cho thấy chất lợng
nớc thải đầu ra NL3- BTH khi lắp ống lọc tốt hơn hẳn khi không lắp ống lọc.
HSXLTB của NL3-BTH khi lắp ống lọc 1B cao hơn khi không lắp ống lọc theo các
chỉ tiêu TSS, COD
tổng
, BOD
5
lần lợt là 23,5% ; 24,2% ; 24,4%, còn khi lắp ống lọc
2B cao hơn khi không lắp ống lọc là 20,5%; 21,2% ; 19,1%
- HSXLTB của ống lọc 1B là 41 %; 42,7%; 43,4% và của ống lọc 2B là 34,8%;
38,7; 34,2% lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5

- So sánh chất lợng nớc thải ra khỏi NL3- BTH với qui chuẩn thải QCVN 14:
2008/BTNMT thì thấy tỷ lệ % số mẫu nớc thải ra khỏi bể tự hoại khi lắp ống lọc 1B,
2B đều cao hơn so với không lắp ống lọc, cụ thể :
+ Theo chỉ tiêu TSS :
Không lắp ống lọc đạt : 25% mức B ;
Lắp ống lọc 1B : 33,3% đạt mức A ; 33,3% mức B ;
Lắp ống lọc 2B : 16,6% đạt mức A ; 41,6% mức B
+ Theo chỉ tiêu COD và BOD
5

:
Không lắp ống lọc : 100% không đạt quy chuẩn
Lắp ống lọc 1B : 8,3% đạt mức A ; 8,3% đạt mức B
Lắp ống lọc 2B : 8,3% đạt mức B
Theo dõi quá trình hình thành màng vi sinh vật và yêu cầu làm sạch của ống lọc
Với khoảng thời gian hoạt động của bể tự hoại từ tháng thứ nhất cho đến tháng
thứ 12, nồng độ nớc thải đầu ra bể tự hoại khi lắp ống lọc luôn luôn cao hơn so với
không lắp ống lọc. Hiệu suất xử lý trung bình của ống lọc theo thời gian nh sau:
+ Nếu tính trong khoảng thời gian 6 tháng đầu thì : hiệu suất xử lý trung bình của
ống lọc 1B là 33.4%; 35.4%; 35.3% lần lợt theo TSS, COD, BOD
5
. Còn hiệu suất của
ống lọc 2B là 31.0%; 35.5%; 30.3% lần lợt theo các chỉ tiêu trên.
+ Nếu tính trong khoảng thời gian 1 năm thì : hiệu suất xử lý trung bình của ống
lọc 1B là 42.3%; 44.1%; 44% lần lợt theo TSS, COD, BOD
5
. Còn hiệu suất của ống
lọc 2B là 35.8; 40.2; 35% lần lợt theo các chỉ tiêu trên.
Nh vậy HSXL của cả hai loại ống lọc trung bình 1 năm cao hơn so với trung
bình 6 tháng. Từ tháng thứ 8 đến tháng 12 hiệu suất xử lý của ống lọc cao nhất, cao
hơn cả tháng thứ 5 và 6, mặc dù nhiệt độ môi trờng trong những tháng 5,6 còn cao
hơn 1-2 độ so với tháng 8-12. Điều này chỉ có thể là do trong những tháng cuối năm
ống lọc đã đợc lấp đầy bằng các màng vi sinh vật, các lớp màng này có tác dụng
16

tăng khả năng ngăn chặn chất rắn trong nớc thải ra khỏi bể và tăng khả năng làm
sạch nớc thải. Tuy nhiên lớp màng vi sinh này cũng làm giảm lu lợng nớc thải
chảy qua ống lọc. Nhìn vào bảng 3.20b thấy rằng lu lợng nớc thải chảy qua ống
lọc giảm dần theo thời gian. Lu lợng nớc thải chảy qua ống lọc vào tháng thứ 6
vẫn bằng khoảng 75 -77% so với tháng thứ nhất; tháng thứ 8 bằng khoảng 67%;

nhng đến tháng thứ 12 lu lợng nớc thải qua ống lọc giảm rất mạnh, chỉ bằng 36
40%.
Theo khuyến cáo của các nhà sản xuất ống lọc của Mỹ, chu kỳ làm sạch thờng
là 6 tháng (hãng Zoller), hay 1-3 năm (các hãng khác). ở các nớc khí hậu lạnh, tác
dụng chính của ống lọc là giữ lại cặn lơ lửng, còn ở Việt Nam do khí hậu nhiệt đới,
nên ống lọc còn có thêm tác dụng lọc sinh học, lớp màng vi sinh dễ cản trở sự thoát
nớc. Nếu chọn chu kỳ để làm sạch ống lọc là 6 tháng thì HSXL của bể khi lắp ống
lọc cao hơn so với khi không lắp ống lọc khoảng trên 30%, đảm bảo lu lợng nớc
thải thoát qua ống lọc, tuy nhiên với chu kỳ 6 tháng là khoảng thời gian ngắn làm cho
chủ nhà khó thực hiện đều đặn việc làm sạch ống lọc, mặt khác tác giả luận án cũng
tiến hành hỏi ý kiến các chuyên gia thì 6/12 số các chuyên gia đợc hỏi ý kiến cho
rằng với chu kỳ 6 tháng là cha hợp lý. Còn nếu chọn chu kỳ là 1 năm thì HSXL của
bể khi lắp ống lọc cao hơn so với khi không lắp ống lọc khoảng trên 40%, chất lợng
nớc thải những tháng cuối năm tốt hơn những tháng trớc đó, nhng lớp màng vi
sinh có thể làm tắc ống lọc, và lu lợng nớc thải thoát qua ống lọc kém nhất. Với
những phân tích ở trên, lựa chọn chu kỳ hợp lý để làm sạch ống lọc là 9 tháng.
3.2.2.2. Kết quả nghiên cứu giai đoạn 2 : ( Từ 23.12.2009 23.5.2009)
Mục đích của giai đoạn này là so sánh chất lợng nớc thải đầu ra bể tự hoại
giữa lắp và không lắp ống lọc, đợc triển khai ở quy mô rộng hơn (17 hộ gia đình tại
thôn Lai Xá + Đại Tự). Kết quả :
a. NĐNTTB khi không lắp ống lọc là 265mg/l ; 363.7 mg/l ; 277.7mg/l lần lợt
theo TSS , COD, BOD
5
, còn NĐNTTB khi lắp ống lọc lần lợt là 174.6 mg/l ; 241.1
mg/l ; 183.8 mg/l. HSXLTB của bể tự hoại khi không lắp ống lọc là 43.8%; 39.1%;
44.1%, khi lắp ống lọc là 63%; 59.6%; 63%. Nh vậy chất lợng nớc thải đầu ra các
bể tự hoại khi lắp ống lọc tốt hơn khi không lắp ống lọc, HSXLTB của bể tự hoại khi
lắp ống lọc cao hơn khi không lắp ống lọc là 19.2%; 20.5%; 18.9% lần lợt theo TSS,
COD, BOD
5

. Còn HSXLTB của ống lọc là 34.1% ; 33.7% và 33.8% theo các chỉ tiêu
trên.
b. HSXLTB của ống lọc 1B là 35.1%; 36.2%; 36.9%, và ống lọc 2B là 32.5%;
30.9%; 31.3% lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD , BOD
5
. Nh vậy hiệu suất xử lý
của ống lọc 1B cao hơn ống lọc 2B là 2.6%; 5.3%; 5.5% lần lợt theo các chỉ tiêu
trên)
d. So sánh chất lợng nớc thải đầu ra 17 bể tự hoại khi lắp và không lắp ống lọc
với Quy chuẩn thải QCVN 14 : 2008/BTNMT ta thấy:
- Khi không lắp ống lọc ở đầu ra bể tự hoại chỉ có trung bình 1.9% số mẫu nớc
thải đạt mức B theo TSS
- Khi lắp ống lọc ở đầu ra bể tự hoại trung bình 18.6% số mẫu nớc thải đạt mức
B theo TSS
Chất lợng nớc thải đầu ra bể tự hoại khi lắp ống lọc tốt hơn nhiều so với khi
không lắp ống lọc. Tuy nhiên tỷ lệ các mẫu nớc thải khi lắp ống lọc đạt quy chuẩn
17

thải theo chỉ tiêu TSS chỉ tăng 16.7% so với khi không lắp ống lọc, còn lại đa phần
vẫn cha đạt so với quy chuẩn thải.
Chơng 4. Bàn luận kết quả nghiên cứu

4.1. Bàn luận về kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
Nhìn vào bảng 2.7 kết quả thí nghiệm cho thấy :
- Nhóm bể 2, 3: cùng cách chia ngăn là 2, 3 (chia 3 ngăn theo chiều dài bể) thì bể
2N A3 và bể 3Nd A3, với đờng ống vào ra bố trí gần sát đáy bể (xem hình
vẽ 2.3d và 2.4d), đứng vị trí đầu mỗi nhóm, tức có HRT
thực tế
lớn nhất. Điều này là do
việc kéo dài các đờng ống vào ra, nên quãng đờng đi của các phần tử chất tạo

vết từ đầu vào bể cho đến đầu ra khỏi bể dài nhất. Do đó thời gian các phần tử ra khỏi
bể lâu hơn, tức HRT
thực tế
của bể lớn nhất.
- Nhóm bể 4: cùng chia 3 ngăn theo chiều rộng bể, nhng bể 3Nr A1 (xem
hình vẽ 2.5b) ở vị trí đứng đầu nhóm, tức HRT
thực tế
của bể này lớn nhất nhóm mặc dù
quãng đờng đi của các phần tử chất tạo vết ngắn nhất. Điều này không tuân theo quy
luật thông thờng, và chỉ có thể lý giải là do chia ngăn theo chiều rộng bể nên quãng
đờng từ đầu bể đến cuối bể rất lớn, khi đó quỹ đạo chuyển động của các phần tử chất
tạo vết đi lên đi xuống, việc kéo dài đờng ống vào ra không có tác dụng làm tăng
HRT của các phần tử chất tạo vết.
- Với nhóm bể 5, 6: cùng cách bố trí đờng ống vào ra, nhng cách chia ngăn
khác nhau, hai bể 3Nr A1 và 3Nr A2 (xem hình vẽ 2.5b,c), có HRT
thực tế
đứng
đầu mỗi nhóm. Điều này là do chia ngăn theo chiều dài bể nên quãng đờng đi của
các phần tử chất tạo vết dài hơn nhiều so với chia ngăn theo chiều rộng bể. Do đó thời
gian các phần tử chất tạo vết ra khỏi bể lâu hơn, tức HRT
thực tế
lớn nhất.
- Với nhóm bể 7: với cùng cách bố trí đờng ống vào ra sát đáy bể, nhng bể
3NdA3 có HRT
thực tế
ở vị trí đứng đầu nhóm, trong khi đó bể 3Nr A3 ở vị trí cuối
nhóm. Nh vậy giống nh nhóm bể 4, quỹ đạo chuyển động của các phần tử chất tạo
vết trong nhóm 7 này không theo quy luật thông thờng.
- So sánh hai bể 3NdA3 (đứng đầu 2 nhóm 3,7) và 3Nr A1 (đứng đầu 2
nhóm 4,5):

Theo kết quả thí nghiệm cho thấy mặc dù thời điểm các phần tử chất tạo vết đầu
tiên ra khỏi bể 3Nr A1 (12h) nhanh hơn bể 3NdA3 (18h), nhng lợng chất tạo
ra khỏi bể 3Nr A1 vào tất cả các ngày, cũng nh giá trị trung bình (59.365g) đều
thấp hơn bể 3NdA3 (63.811g). Vì vậy có thể thấy rằng khả năng lu giữ các chất
rắn của bể 3Nr A1 tốt hơn bể 3NdA3
Cấu trúc tối u của bể tự hoại nên nh sau:
1) Bể chia 3 ngăn cấu trúc hợp lý hơn bể chia 2 ngăn (trừ trờng hợp bể 3Nr
A3).
- Nếu bể chia 3 ngăn (theo chiều dài bể) thì bố trí đờng ống vào ra gần sát đáy
bể (3Nd A3)
- Nếu bể chia 3 ngăn (theo chiều rộng bể) thì bố trí đờng ống vào ra ở khoảng
1/4 chiều sâu lớp nớc
(3Nr A1)
Nhận xét: trong 2 bể chia 3 ngăn trên thì bể 3Nr A1 có cấu trúc hợp lý hơn bể
3Nd A3
18

2) Nếu bể chia 2 ngăn thì bố trí đờng ống vào ra gần sát đáy bể (2N A3)


Bàn luận:
- Nh vậy bể tự hoại nên chia ngăn bởi khi chia ngăn sẽ tránh đợc hiện tợng
short cut (chảy tắt), bắt buộc nớc thải phải đi theo con nhất định từ khi vào cho
đến khi ra khỏi bể, làm tăng thời gian lu HRT của nớc thải. Khi chia ngăn sẽ tránh
sục bùn khi nớc thải chảy vào bể làm vẩn đục lại nớc thải đã lắng và bùn cặn sẽ
theo nớc thải ra khỏi bể tự hoại. Trong bể tự hoại xảy ra các quá trình lắng, lên men
và phân hủy cặn lắng. Nếu bể tự hoại thực hiện tốt cả hai chức năng trên thì vai trò
của bể tự hoại đợc phát huy. Việc chia ngăn sẽ chuyên môn hóa pha lên men axit,
lên men kiềm trong từng ngăn, làm cho quá trình phân hủy bùn cặn đợc thực hiện
một cách triệt để.

- Bể chia 3 ngăn sẽ mang lại hiệu suất xử lý tốt hơn bể chia 2 ngăn, tăng kết cấu
cho bể, nhng đi cùng với lợi ích là việc tăng thêm chi phí đầu t xây bể ban đầu (do
tăng vách ngăn bể), việc hút bùn cặn khó khăn hơn. Chia 3 ngăn theo chiều rộng bể
tốt hơn so với chia 3 ngăn theo chiều dài bể, nhng việc thi công xây các vách ngăn sẽ
khó khăn hơn nếu bể có bề rộng nhỏ. Mặt khác tăng kinh phí đầu t ban đầu xây bể
do tăng chiều dài vách ngăn. Do đó tùy theo khả năng kinh tế cũng nh điều kiện thi
công, bể tự hoại có thể chia 2 hoặc 3 ngăn cho phù hợp.
- Bể tự hoại chỉ chia đến số ngăn là 3 với lý do: nghiên cứu của luận án là về bể tự
hoại xử lý nớc thải hộ gia đình. Theo Quy định hiện hành bể tự hoại có dung tích
dới 10m
3
chỉ chia tới số ngăn là 2. Nghiên cứu của luận án thực hiện để đánh giá thời
gian lu nớc trong bể tự hoại (tức hiệu suất xử lý) khi chia số ngăn nên tới 3, kết quả
nghiên cứu đạt kết quả tốt, có thể kiến nghị quy định cho phép bể tự hoại có dung tích
nhỏ đợc chia 3 ngăn. Bể tự hoại không nên có số ngăn > 3, vì bể tự hoại của hộ gia
đình chỉ có dung tích khoảng từ 1.5 m
3
3m
3
, khi chia nhiều ngăn, dung tích của
ngăn lắng 1 (còn gọi là ngăn chứa) sẽ giảm đi, đồng nghĩa với dung tích chứa bùn cặn
sẽ giảm đi, chu kỳ hút bùn cặn sẽ phải thờng xuyên hơn.
4.2. Bàn luận về kết quả nghiên cứu ngoài hiện trờng
4.2.1. Bàn luận về kết quả nghiên cứu nâng cao hiệu suất xử lý của bể tự hoại
bằng giải pháp cấu tạo và nguồn nớc thải vào bể.
1. Hiệu suất xử lý của nhóm bể 3 ngăn cao hơn so với nhóm bể 2 ngăn trung bình
5.8%; 8.2%; 7.4% lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5

2. Khi dung tích bể xử lý nớc (Đ+X) = dung tích bể xử lý nớc (Đ): thì nhóm bể

xử lý nớc (Đ+X) có hiệu suất xử lý lớn hơn nhóm bể chỉ xử lý nớc (Đ) là
16.8%; 9.7%; 13.8% (chia 3N) và 19.3%; 8.2%; 12.2% (chia 2N) lần lợt theo
các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5
. Giá trị trung bình cho cả 2 cách chia ngăn là
18.1%; 9%; 13% lần lợt theo các chỉ tiêu trên. (Trờng hợp 1)
3. Khi dung tích của bể xử lý nớc (Đ+X) = 2 lần dung tích của bể xử lý nớc (Đ).
Nhóm bể 3m
3
xử lý nớc (Đ+X) có hiệu suất xử lý lớn hơn so với nhóm bể
1.5m
3
chỉ xử lý nớc (Đ), lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5
là 29.2%;
24.4%; 25.6% (3N) và 30%; 29.8%; 30.1% (2N). Giá trị trung bình cho cả 2
cách chia ngăn là 29.6%; 27.1%; 27.8% lần lợt theo các chỉ tiêu trên (Trờng
hợp 2)
19

So sánh trờng hợp (1) và (2) cho thấy :
Dung tích bể xử lý nớc (Đ+X) nên lớn gấp hai lần so với bể chỉ xử lý nớc đen
4. Hiệu suất xử lý của các nhóm bể có thể sắp xếp theo chiều giảm dần nh sau:
[3m
3
-3N- (Đ+X)] > [3m
3
-2N- (Đ+X)] > 3m
3
-3N- Đ > 3m

3
-2N- Đ >
1.5m
3
-3N- Đ > 1.5m
3
-2N- Đ > 0.75m
3
-2N- Đ
Bàn luận:
1. Hiệu suất xử lý của nhóm bể 3 ngăn cao hơn so với 2 ngăn:
2. Kết quả nghiên cứu ngoài hiện trờng hoàn toàn phù hợp với kết quả thu đợc
trong phòng thí nghiệm. Điều này đã đợc luận bàn ở phần trên. Nh vậy có thể
khẳng định lại một lần nữa: bể tự hoại nên chia 3 ngăn, tuy nhiên để thuận tiện
thi công và chi phí đầu t xây dựng thì chỉ nên chia 3 ngăn khi bể có dung tích từ
3m3 trở lên, còn bể có dung tích 1.5m3 nên chia 2 ngăn nh quy định cho phép.
2. Nên xử lý cả nớc đen và xám trong bể tự hoại:
- Điều này phù hợp với nghiên cứu của Sybille Buseer, SANDEC (Thụy Sĩ) và các
cộng sự (CEETIA) và nghiên cứu của các tác giả W.Burubai, A.Akor, M.Lilly và
D.Ayawari phòng kỹ thuật môi trờng, Đại học kỹ thuật và khoa học Rivers
State nghiên cứu hoạt động của bể tự hoại ở Bayelsa State, Nigeria
- Trong bể tự hoại xảy ra hai quá trình lắng và phân hủy các chất hữu cơ, quá trình
phân hủy phụ thuộc nhiều vào môi trờng, nếu bể tự hoại chỉ nhận nớc đen thì
dòng nớc đen chảy vào bể tự hoại có chứa hàm lợng amoni (NH
4
+
) cao. ở điều
kiện pH>7, lợng amoni này dễ chuyển sang dạng amoniac NH
3
rất độc, làm ức

chế hoạt động của vi khuẩn trong bể tự hoại. Nếu hàm lợng amoni > 50mg/l sẽ
ảnh hởng đến quá trình xử lý kỵ khí. Trong khi đó hàm lợng amoni trong bể tự
hoại lên tới 500 1000mg/l (nhóm nghiên cứu DESA, CEETIA, 2006). Nếu bể
tự hoại nhận cả nớc đen và xám thì lợng nớc xám hòa tan với nớc đen làm
cho nồng độ amoni giảm đi, và tạo môi trờng thích hợp các vi khuẩn hoạt động.
Do đó hiệu suất của bể tự hoại xử lý cả nớc đen và xám cao hơn bể chỉ xử lý
nớc đen.
3. Dung tích bể xử lý nớc (Đ+X) nên lớn gấp hai lần so với bể chỉ xử lý nớc đen:
- Lợng nớc (Đ) chiếm khoảng 35 - 40% so với lợng nớc (Đ+X) vào bể tự
hoại, tức lợng nớc (Đ+X) gấp khoảng 2.5 lần so với lợng nớc (Đ). Khi đó:
+ Nếu dung tích bể xử lý nớc (Đ+X) = dung tích bể xử lý nớc (Đ) thì HRT của
bể xử lý nớc (Đ) gấp khoảng 2.5 lần so với bể xử lý nớc (Đ+X)
(trờng hợp a)
+ Nếu dung tích bể xử lý nớc (Đ+X) = 2 lần so với bể xử lý nớc (Đ) thì HRT của
bể xử lý nớc (Đ) gần bằng HRT của bể xử lý nớc (Đ+X) (trờng hợp b)
So sánh 2 trờng hợp thì chắc chắn rằng chất lợng nớc thải đầu ra khỏi bể tự hoại
xử lý nớc (Đ+X) trong trờng hợp b) tốt hơn trờng hợp a). Đó chính là lý do cần bể
tự hoại xử lý cả nớc (Đ+X) có dung tích lớn gấp hai lần so với bể tự hoại chỉ xử lý
nớc đen. Và dung tích bể xử lý cả nớc (Đ+X) không cần lớn quá hai lần so với
dung tích bể chỉ xử lý cả nớc (Đ) vì khi đó
4. Bể có dung tích 0.75m
3
cho hiệu suất xử lý rất thấp. Nh vậy bể tự hoại xử lý
nớc (Đ) nên có dung tích tối thiểu là 1.5 m
3
và theo biện luận trên dung tích tối thiểu
cho bể tự hoại xử lý cả nớc (Đ+X) là 3m
3
. Không nên xây bể có dung tích dới tiêu
20


chuẩn cho phép (0.75m
3
), bởi khi đó bể có hiện tợng sục bùn khi xả nớc, làm cho
nớc thải đầu ra có chất lợng rất kém (các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5
cao).
4.2.2. Bàn luận về kết quả nghiên cứu nâng cao hiệu suất xử lý nớc thải của bể
tự hoại bằng ống lọc tháo lắp đợc.
- Theo kết quả nghiên cứu khi lắp ống lọc vào bể tự hoại hiện đang hoạt động thì
HSXLTB của ngăn lắng 3 bể tự hoại cao hơn khi không lắp ống lọc khoảng từ 19-25%
theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5
. Còn khi lắp vào 17 bể tự hoại xây mới thì
HSXLTB của bể cao hơn khi không lắp ống lọc khoảng 19 20%. Nh vậy HSXL
của bể tự hoại đã đợc nâng cao khi lắp ống lọc ở đầu ra. ống lọc có khả năng thay
thế cho ngăn lọc kỵ khí, mặc dù ống lọc có thể làm sạch nớc thải cha tốt bằng ngăn
lọc, nhng khi sử dụng ống lọc vấn đề bảo dỡng định kỳ đợc thực hiện một cách
đơn giản, thuận tiện. Ngay những bể tự hoại hiện đang hoạt động cũng có thể nâng
cao HSXL bằng ống lọc nớc thải (điều này rất khó đối với một ngăn lọc kỵ khí). Vị
trí lắp ống lọc đối với những bể này có thể ở ngay đầu ra hiện có của bể, và bổ sung
nắp kiểm tra nhỏ (khoảng 25 x 25cm) tại đúng vị trí này trên mặt sàn; hoặc xây một
ga chứa nhỏ bố trí vừa đủ ống lọc; hoặc xây thêm thêm một ngăn lắng 3 nếu điều kiện
cho phép (nh nghiên cứu của luận án này).
- Đối với những bể tự hoại ít hút bùn cặn, xây và quản lý sai thì bùn cặn thờng
trôi ra ngoài cùng với nớc thải. Nếu lắp ống lọc ở đầu ra của bể tự hoại, bùn cặn sẽ
đợc ngặn chặn lại, nhng ống lọc có khả năng tắc, khi đó gia đình phải xem xét ống
lọc của mình, phải hút bùn cặn và rủi ro quay trở lại với gia đình chứ không đẩy ra
cộng cộng đợc. Đó chính là sự đóng góp của từng hộ gia đình đối với hệ thống thoát
nớc, giảm chi phí nạo vét bùn và tăng độ an toàn cho hệ thống thoát nớc.

4.3. Đề xuất các mô hình áp dụng
XLNT đô thị Việt Nam đang là mối quan tâm chính đối với những chuyên gia
môi trờng. Giải quyết tốt vấn đề thoát nớc và xử lý nớc thải trớc khi xả ra
nguồn là một yêu cầu cấp bách, nhằm bảo vệ môi trờng, đảm bảo sức khỏe nhân dân
và tạo điều kiện cho đô thị phát triển ổn định, lâu dài.
Dạng thoát nớc đô thị có thể là tập trung hoặc phi tập trung - phân tán. Theo
dạng thoát nớc tập trung lợng nớc thải đợc làm sạch lớn, độ an toàn cao, ít bị ô
nhiễm, dễ kiểm soát và quản lý. Tuy nhiên, việc đầu t thoát nớc thải tập trung rất
tốn kém.
Trong thoát nớc đô thị dạng phân tán thì bể tự hoại đóng một vai trò quan
trọng. Với nghiên cứu nâng cao hiệu quả XLNT của bể tự hoại bằng giải pháp thiết kế
cấu tạo bể và lắp thêm ống lọc nớc thải trong bể tự hoại đã thu đợc những kết quả
có tính khả thi. Chúng tôi đề xuất một số mô hình áp dụng bể tự hoại trong hệ thống
thoát nớc dạng phân tán nh sau:
A. Đối với đô thị hiện có.
Đối với đô thị cũ, mô hình thoát nớc vẫn giữ nguyên hệ thống cống chung hoặc
nửa riêng, với các tuyến cống bao thu gom các loại nớc thải và nớc ma đợt đầu,
sau đó đợc dẫn bằng các tuyến cống chính về các trạm XLNT khu vực. Trong mô
hình này: nớc thải sinh hoạt bao gồm nớc đen hoặc nớc đen + xám đợc xử lý sơ
bộ trong bể tự hoại của từng hộ gia đình, sau đó vào hệ thống thoát nớc chung của
khu vực và dẫn về các trạm xử lý tập trung, cuối cùng đợc xả vào nguồn tiếp nhận.
21

- Chất lợng nớc thải xả vào môi trờng phụ thuộc vào trạm XLNT. Bể tự hoại có
thể chỉ cần xử lý nớc đen. Tuy nhiên vai trò của bể tự hoại có lắp ống lọc trớc đầu
ra vẫn đáng kể. Nếu chất lợng nớc thải sau bể tự hoại tốt, nồng độ các chất ô nhiễm
nh TSS, COD, BOD
5
, NH
4

trong nớc thải dẫn về trạm XLNT thấp, chi phí xử lý
nớc thải tại trạm xử lý giảm. Mặt khác khi bể tự hoại xử lý sơ bộ nớc thải tốt, các
chất rắn lơ lửng trong nớc thải ra khỏi bể tự hoại thấp, nớc thải chảy trong đờng
ống tới trạm XLNT không lắng cặn nhiều, giảm thiểu đợc chi phí bảo dỡng đờng
ống.
B. Đối với đô thị xây mới.
Do là đô thị xây mới, nên chi phí và thiết kế xây dựng hệ thống thoát nớc riêng
và trạm xử lý nớc thải dễ dàng đợc áp dụng. Với đô thị xây mới, có 2 mô hình thoát
nớc 2 và 3.
1. Mô hình thoát nớc 2
Nớc thải sinh hoạt bao gồm nớc đen hoặc nớc đen + xám đợc xử lý sơ bộ
trong bể tự hoại của từng hộ gia đình, sau đó vào hệ thống thoát nớc riêng, rồi dẫn về
trạm xử lý nớc thải riêng của khu đô thị, xử lý nớc thải đạt yêu cầu trớc khi xả ra
nguồn tiếp nhận. Bể tự hoại có thể chỉ cần xử lý nớc đen. Tuy nhiên trong mô hình
này, hệ thống thoát nớc sau bể tự hoại là hệ thống thoát nớc chi phí thấp.
2. Mô hình thoát nớc 3
Nớc thải sinh hoạt bao gồm phân, nớc tiểu, nớc dội rửa toa lét, nớc tắm
giặt đợc dẫn bằng hệ thống cống riêng về trạm xử lý nớc thải riêng của khu đô
thị, xử lý nớc thải đạt yêu cầu trớc khi xả ra nguồn tiếp nhận. Với mô hình này có
thể không cần sự có mặt của bể tự hoại.
Đối với vùng ven đô
Đối với vùng vên đô mật độ dân số thấp, dịch vụ vệ sinh môi trờng còn hàn chế,
hệ thống thoát nớc kém, khả năng xây dựng các trạm XLNT tập trung là rất khó do
điều kiện kinh tế. Nên đối với vùng ven đô đề xuất 2 mô hình thoát nớc 4 và 5.
1. Mô hình thoát nớc 4
Mô hình này dành cho những hộ gia đình có ít diện tích đất, có thể tiếp cận đợc
với hệ thống thoát nớc khu vực: nớc thải sinh hoạt đợc xử lý trong bể tự hoại của
từng hộ gia đình, sau đó vào hệ thống thoát nớc chung của khu vực, rồi xả ra nguồn
tiếp nhận. Vai trò của bể tự hoại là rất quan trọng, nớc thải chỉ đợc xử lý trong bể tự
hoại, sau đó đợc đa vào nguồn tiếp nhận. Bể tự hoại nên xử lý cả nớc đen + xám

và lắp ống lọc ở phía đầu ra bể tự hoại để nâng cao chất lợng nớc thải trớc khi xả
vào môi trờng.
2. Mô hình thoát nớc 5
Mô hình này dành cho những hộ gia đình có diện tích đất rộng, khó tiếp cận với
hệ thống đờng ống thoát nớc khu vực: nớc thải sinh hoạt bao gồm nớc đen hoặc
nớc đen + xám đợc xử lý trong bể tự hoại của từng hộ gia đình, sau đó đợc xử lý
tiếp tục tại chỗ hoặc theo cụm bằng một giải pháp xử lý đơn giản, có chi phí thấp đó
là giếng thấm hoặc bãi lọc ngầm Trong mô hình này bể tự hoại có lắp ống lọc trớc
đầu ra giữ vai trò rất quan trọng, chất lợng nớc thải sau bể tự hoại tốt sẽ không làm
tắc giếng thấm hoặc bãi lọc, kéo dài tuổi thọ của giếng thấm hoặc bãi lọc.
22

4.4. Khả năng sản xuất công nghiệp đối với ống lọc nớc thải
Khả năng sản xuất công nghiệp đợc phân tích dựa trên 1) Quan điểm của
ngời thiết kế, chế tạo thử nghiệm 2) Hỏi ý kiến của các chuyên gia và nhà sản xuất.
Qua đó thấy rằng khả năng sản xuất công nghiệp đối với ống lọc nớc thải là hoàn
toàn có thể.
23

KếT LUậN và kiến nghị

I. Kết Luận
Với mục đích nâng cao chất lợng nớc thải sau bể tự hoại, tác giả luận án đã
thực hiện nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về thời gian lu nớc (HRT) của mô
hình bể tự hoại với 10 cách chia ngăn và bố trí đờng ống vào ra khác nhau, sử dụng
chất tạo vết là dung dịch muối KCl. Kết quả cho thấy:
1) Bể 3 ngăn (chia ngăn theo chiều dài và chiều rộng bể) có cấu trúc hợp lý hơn
bể 2 ngăn (trừ trờng hợp bể 3 ngăn, chia ngăn theo chiều rộng bể, đờng
ống vào ra đặt sát đáy bể).
2) Nếu bể 3 ngăn (chia ngăn theo chiều dài bể) thì nên bố trí đờng ống vào

ra gần sát đáy bể.
3) Nếu bể 3 ngăn (chia ngăn theo chiều rộng bể) thì nên bố trí đờng ống vào
ra ở khoảng 1/4 chiều sâu lớp nớc.
4) Nếu bể chia 2 ngăn thì nên bố trí đờng ống vào ra gần sát đáy bể
Sau nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, 17 bể tự hoại có dung tích 0.75 m
3
; 1.5
m
3
và 3.0m
3
với số ngăn khác nhau (1,2 và 3 ngăn) đã đợc xây mới tại các hộ gia
đình vùng ven đô Hà Nội. Thực nghiệm ngoài hiện trờng với mục đích đánh giá ảnh
hởng của cấu trúc bể, đặc tính nớc thải nguồn vào tới hiệu suất xử lý của bể. Kết
quả cho thấy:
1) Nhóm bể tự hoại chia 3 ngăn cho HSXLTB cao hơn nhóm bể 2 ngăn là 5.8%;
8.2%; 7.4% lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5

2) Nhóm bể xử lý cả nớc đen và xám (bao gồm nớc dội rửa toilet, nớc tắm
giặt, nớc từ nhà bếp) cho HSXLTB cao hơn nhóm bể chỉ xử lý nớc đen, khi
đó nếu:
- Dung tích bể xử lý nớc (Đ+X) = dung tích bể xử lý nớc (Đ): thì nhóm bể
xử lý nớc (Đ+X) có HSXLTB lớn hơn nhóm bể chỉ xử lý nớc (Đ) 18.1%;
9%; 13% lần lợt theo các chỉ tiêu trên.
- Dung tích của bể xử lý nớc (Đ+X) = 2 lần dung tích của bể xử lý nớc (Đ).
Nhóm bể 3m
3
xử lý nớc (Đ+X) có HSXLTB lớn hơn so với nhóm bể 1.5m
3


chỉ xử lý nớc (Đ) là 29.6%; 27.1%; 27.8% lần lợt theo các chỉ tiêu trên.

ống lọc nớc thải lắp ở đầu ra bể tự hoại có khả năng nâng cao HSXL của bể tự
hoại và có thể thay thế ngăn lọc kỵ khí (thờng hay bố trí ở ngăn cuối của bể tự hoại).
Nâng cao HSXL của bể tự hoại bằng ống lọc nớc thải là một giải pháp khả thi, đơn
giản, chi phí thấp và có thể thực hiện đối với cả bể hiện đang hoạt động cũng nh bể
xây mới. Nhận xét trên có đợc từ kết quả thí nghiệm:
+ Với thời gian hoạt động lâu dài (12 tháng) của 2 loại ống lọc trong bể tự hoại
hiện đang hoạt động cho thấy HSXLTB của NL3-BTH khi lắp ống lọc 1B cao hơn khi
không lắp ống lọc theo các chỉ tiêu TSS, COD
tổng
, BOD
5
lần lợt là 23.5% ; 24.2% ;
24.4%, còn khi lắp ống lọc 2B cao hơn khi không lắp ống lọc là 20.5%; 21.2% ;
19.1%
HSXLTB của ống lọc 1B là 41 %; 42.7%; 43.4% và của ống lọc 2B là 34.8%;
38.7; 34.2% lần lợt theo các chỉ tiêu TSS, COD, BOD
5

24

+ Với khoảng thời gian nghiên cứu 6 tháng đối với 17 bể tự hoại xây mới:
HSXLTB của bể khi lắp ống lọc cao hơn khi không lắp ống lọc là 19.2%; 20.5%;
18.9% lần lợt theo TSS, COD, BOD
5
- HSXLTB của 2 loại ống lọc là 34.1%; 33.7%; 33.8% theo TSS, COD, BOD
5
.

- Chu kỳ làm sạch cho 2 loại ống lọc này khuyến cáo là 9 tháng.
Tác giả đề xuất 5 mô hình thoát nớc đối với các đô thị hiện có, đô thị xây mới
và vùng ven đô. Các mô hình đa ra đợc dựa trên điều kiện kinh tế xã hội, mật độ
dân số, thu nhập của dân c, hiện trạng hệ thống thoát nớc của mỗi khu vực. Có khu
vực đề xuất nhiều mô hình thoát nớc khác nhau để mỗi hộ gia đình hoặc cụm dân c
có thể lựa chọn mô hình thoát nớc khi thấy điều kiện áp dụng phù hợp.
II. kiến nghị
- Bể tự hoại xử lý cả nớc đen + xám và khuyến cáo dung tích bể xử lý cả nớc
đen+xám nên lớn gấp hai lần bể chỉ xử lý nớc đen.
- Cho phép bể tự hoại có dung tích nhỏ (từ 3m
3
trở lên) đợc chia 3 ngăn.
- Để ống lọc đợc lắp triển khai diện rộng thì phải tiến hành sản suất trên dây
chuyền công nghiệp trong nhà máy.
- ống lọc nên đợc triển khai một cách rộng rãi trong cộng đồng dân c, đặc biệt
đối với những cụm dân c, nhà ở nằm vị trí riêng rẽ, độc lập hoặc cách xa hệ thống
thoát nớc tập trung. Giai đoạn đầu: nhà nớc khuyến khích các hộ gia đình tự
nguyện lắp ống lọc trong bể tự hoại, hỗ trợ toàn bộ kinh phí hoặc một phần kinh phí
mua ống lọc.
- Cần có thêm nghiên cứu để đa ra nhiều sản phẩm ống lọc khác trên thị trờng,
khi đó ngời tiêu dùng có thể lựa chọn sản phẩm phù hợp với hệ thống bể tự hoại của
mình.
- Bể tự hoại chỉ phát huy vai trò khi đợc thiết kế, xây dựng và vận hành quản lý
đúng cách. Do vậy phải giám sát những vấn đề liên quan đến bể tự hoại, cần có những
quy định về vận hành bảo dỡng: đối với các hộ gia đình đã có bể tự hoại bắt buộc
phải ký hợp đồng hút bùn cặn (trớc tiên thực hiện ở các thành phố lớn). Còn đối với
những nhà xây mới: trong hồ sơ xin cấp phép xây dựng cần có bản vẽ thiết kế bể tự
hoại đúng tiêu chuẩn, hợp đồng hút bùn cặn bể theo chu kỳ. Kiểm tra việc xây bể vào
thời điểm trớc khi đậy nắp bể. Hoặc có thể thu phí nớc thải của ngời dân, trong đó
đã bao gồm phí bảo dỡng bể tự hoại (có kế hoạch hút bùn cặn cho từng phờng, từng

khu vực).

Xem Thêm

×