Giáo trình Xử lý nước thải (Bản đẹp)

CƠNG TY MƠI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH 
GIÁO TRÌNH 
XỬ LÝ NƯỚC THẢI 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này. 
1-1 
CHƯƠNG I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 
Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý bằng những 
phương pháp thích hợp khác nhau. Một cách tổng quát, các phương pháp xử lý nước thải được 
chia thành các loại sau: 
- Phương pháp xử lý lý học; 
- Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý; 
- Phương pháp xử lý sinh học. 
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LÝ HỌC 
Trong phương pháp này, các lực vật lý, như trọng trường, ly tâm, được áp dụng để tách các chất 
không hòa tan ra khỏi nước thải. Phương pháp xử lý lý học thường đơn giản, rẻ tiền có hiệu quả 
xử lý chất lơ lửng cao. Các công trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải là 
(1) song/lưới chắn rác, (2) thiết bị nghiền rác, (3) bể điều hòa, (4) khuấy trộn, (5) lắng, (6) lắng 
cao tốc, (7) tuyển nổi, (8) lọc, (9) hòa tan khí, (10) bay hơi và tách khí. Việc ứng dụng các công 
trình xử lý lý học được tóm tắt trong Bảng 3.1. 
Bảng 1.1 Áp dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải (Metcalf & Eddy, 1991) 
Công trình Áp dụng 
Lưới chắn rác Tách các chất rắn thô và có thể lắng 
Nghiền rác Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn đồng nhất 
Bể điều hòa Điều hòa lưu lượng và tải trọng BOD và SS 
Khuấy trộn Khuấy trộn hóa chất và chất khí với nước thải, và giữ cặn ở trạng thái 
lơ lửng 
Tạo bông Giúp cho việc tập hợp của các hạt cặn nhỏ thành các hạt cặn lớn hơn 
để có thể tách ra bằng lắng trọng lực 
Lắng Tách các cặn lắng và nén bùn 
Tuyển nổi Tách các hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt cặn có tỷ trọng xấp xỉ tỷ trọng 
của nước, hoặc sử dụng để nén bùn sinh học 
Lọc Tách các hạt cặn lơ lửng còn lại sau xử lý sinh học hoặc hóa học 
Màng lọc Tương tự như quá trình lọc. Tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định 
Vận chuyển khí Bổ sung và tách khí 
Bay hơi và bay khí Bay hơi các hợp chất hữu cơ bay hơi từ nước thải 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này. 
1-2 
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC 
Phương pháp hóa học sử dụng các phản ứng hóa học để xử lý nước thải. Các công trình xử lý hóa 
học thường kết hợp với các công trình xử lý lý học. Mặc dù có hiệu quả cao, nhưng phương pháp 
xử lý hóa học thường đắt tiền và đặc biệt thường tạo thành các sản phẩm phụ độc hại. Việc ứng 
dụng các quá trình xử lý hóa học được tóm tắt trong Bảng 3.2. 
Bảng 3.2 Áp dụng các quá trình hóa học trong xử lý nước thải (Metcalf & Eddy, 1991) 
Quá trình Áp dụng 
Kết tủa Tách phospho và nâng cao hiệu quả của việc tách cặn lơ lửng ở 
bể lắng bậc 1 
Hấp phụ Tách các chất hữu cơ không được xử lý bằng phương pháp hóa 
học thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học. Nó cũng 
được sử dụng để tách kim loại nặng, khử chlorine của nước thải 
trước khi xả vào nguồn 
Khử trùng Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh 
Khử trùng bằng chlorine Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. Chlorine là loại hóa 
chất được sử dụng rộng rãi nhất 
Khử chlorine Tách lượng clo dư còn lại sau quá trình clo hóa 
Khử trùng bằng ClO2 Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh 
Khử trùng bằng BrCl2 Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh 
Khử trùng bằng Ozone Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh 
Khử trùng bằng tia UV Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh 
PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 
Với việc phân tích và kiểm soát môi trường thích hợp, hầu hết các loại nước thải đều có thể được 
xử lý bằng phương pháp sinh học. Mục đích của xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là 
keo tụ và tách các loại keo không lắng và ổn định (phân hủy) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động 
của vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường 
là các chất khí (CO2, N2, CH4, H2S), các chất vô cơ (NH4+, PO43-) và tế bào mới. Các quá trình 
sinh học chính sử dụng trong xử lý nước thải gồm năm nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình 
thiếu khí, quá trình kị khí, thiếu khí và kị khí kết hợp, và quá trình hồ sinh vật. Mỗi quá trình 
riêng biệt còn có thể phân chia thành chi tiết hơn, phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện trong 
hệ thống tăng trưởng lơ lửng (suspended-growth system), hệ thống tăng trưởng dính bám 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này. 
(attached-growth system), hoặc hệ thống kết hợp. Phương pháp sinh học có ưu điểm là rẻ tiền và 
có khả năng tận dụng các sản phẩm phụ làm phân bón (bùn hoạt tính) hoặc tái sinh năng lượng 
(khí methane). 
1.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LÝ HỌC 
Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các chất này ra khỏi 
nước thải thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, 
lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm, và lọc. Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, 
nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý 
thích hợp. 
1.2.1 SONG CHẮN RÁC 
Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây, các thành phần có 
kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilon, được giữ lại. Nhờ đó tránh làm 
tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện 
làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. 
Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song 
chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng 
cách giữa các thanh từ 10 đến 25 mm. Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới 
chắn rác. Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động. Các loại song chắn rác được trình 
bày tóm tắt như sau: 
1-3 
CÁC LOẠI SONG CHẮN RÁC
Song Chắn Rác Thô Song Chắn Rác Mịn Lưới Chắn Rác 
- Loại cố định - Loại cố định
- Loại di động 
- Nhóm song chắn rác 
- Dạng đĩa 
- Dạng trống 
- Nhóm song chắn rác 
Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45-600 nếu làm 
sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75-850 nếu làm sạch bằng máy. Tiết diện của song chắn có 
thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi 
các vật giữ lại. Do đó thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này. 
và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy. Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn 
trong khoảng từ 0,6 – 1 m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 m/s – 1 m/s nhằm tránh 
đẩy rác qua khe của song. Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn. 
Hình 1.1 Song chắn rác làm sạch thủ công. 
1.2.2 LẮNG CÁT 
Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2 mm đến 2 
mm ra khỏi nước thải nhằm bảo đảm an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường 
ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát có thể được phân 
thành 2 loại: (1) bể lắng ngang và (2) bể lắng đứng. Ngoài ra, để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng 
cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi. 
Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt quá 0,3 m/s. Vận tốc này cho phép các 
hạt cát, hạt sỏi và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không 
lắng và được xử lý ở những công trình tiếp theo. 
1.2.3 LẮNG 
Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn 
được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều 
dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng. 
Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 
0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5-2,5 giờ. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu 
lượng nước thải lớn hơn 15000 m3/ngày. Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo 
phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5-0,6 m/s và thời gian lưu nước trong 
bể dao động trong khoảng 45 phút – 120 phút. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn 
bể lắng ngang từ 10 đến 20%. 
1-4 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này. 
1-5 
Hình 1.2 Cấu tạo bể lắng đứng. 
1.2.4 TUYỂN NỔI 
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn hoặc lỏng) 
phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp, quá trình này còn được 
dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải, quá trình 
tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản 
của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. 
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này 
sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng 
riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. 
Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn. 
Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 đến 30 μm (bình thường từ 50-120 μm). Khi 
hàm lượng hạt rắn cao, xác suất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó lượng khí 
tiêu tốn sẽ giảm. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan 
trong. Để đạt mục đích này đôi khi người ta bổ sung thêm vào nước các chất tạo bọt có tác dụng 
làm giảm năng lượng bề mặt phân pha như cresol, natri alkylsilicat, phenol,  Điều kiện tốt nhất 
để tách các hạt trong quá trình tuyển nổi là khi tỷ số giữa lượng pháp khi và pha rắn đạt 0,01 – 
0,1. Tỷ số này được xác định như sau: 
Mương thu Sàn công tác Bộ truyền động 
Máng răng cưa 
Vành chặn bọt nổi 
Cánh gạt bọt 
Ống thu nước 
sau lắng 
Ống trung 
tâm phân 
phối nước 
Ngăn thu bọt nổi Ống thu bùn 
Cánh gạt bùn 
Ống dẫn nước vào 
Đáy và tường bể beton 
Kg/ngày không khí cung cấp
Kg/ngày lượng chất rắn trong nước thải
A 
S 
= 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này. 
Tỷ lệ này thay đổi tùy theo loại chất lơ lửng có trong nước thải và thường được xác định bằng 
thực nghiệm. 
 1,3 sa(fP – 1)
Sa
A 
S 
= 
Trong đó 
sa Độ hòa tan của không khí (mL/L) 
f Phần khí hòa tan ở áp suất P, thường f = 0,5 
P Áp suất (atm) 
Sa Nồng độ chất rắn (mg/L) 
1,3 Khối lượng riêng của không khí (1,3 mg/mL) 
Trong trường hợp có tuần hoàn dòng bão hòa khí: 
1,3 sa(fP – 1)R
SaQ 
A 
S 
= 
Trong đó 
R Lưu lượng dòng tuần hoàn (m3/ngày) 
Q Lưu lượng nước thải (m3/ngày) 
Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi được thực hiện theo các 
phương thức sau: 
- Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Floation). Trong trường hợp này, thổi trực tiếp 
khí nén vào bể tuyển nổi để tạo thành bọt khí có kích thước từ 0,1 – 1 mm, gây xáo trộn hỗn 
hợp khí – nước chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, dính kết và nổi lên bề mặt. 
- Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation). Trong trường hợp này, bão hòa không khí ở áp 
suất khí quyển, sau đó, thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không. Hệ thống này thường ít 
sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao. 
- Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation). Sục không khí vào nước ở áp suất cao 
(2-4 atm), sau đó giảm áp giải phóng khí. Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích 
thước 20-100 μm (Hình 3.4). 
1-6 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
 © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này. 
1-7 
Bồn 
khuếch 
tán 
Bơm tuần hoàn 
Van điều áp Máng thu cặn Thiết bị gạt cặn 
Thiết bị vớt bọt Motor truyền động 
Máng thu bọt nổi 
Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống tuyển nổi dạng ADF. 
Nước 
sau 
xử lý
Khí 
nén 
Nước thải 
 ... ông = 1m/s. 
2-44 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
G và HRT trong thiết bị keo tụ- tạo bông thường dùng XLNT 
Khoảng giá trị Quá trình 
HRT G (s-1) 
Khuấy trộn (Keo tụ) 
Khuấy trộn nhanh thường dùng trong xử lý nước thải. 5 – 20 s 250 – 1.500 
Khuấy trộn nhanh trong quá trình lọc tiếp xúc. < 1 – 5 s 1.500 – 7.500 
Tạo bông 
Quá trình tạo bông thường dùng trong xử lý nước thải. 10 – 30 phút 20 – 80 
Tạo bông trong quá trình lọc trực tiếp. 2 – 10 phút 20 – 100 
Tạo bông trong quá trình lọc tiếp xúc. 2 – 5 phút 30 – 150 
3.1.3 Tạo Bông 
) Khuấy trộn bằng vách ngăn hoặc bằng cánh khuấy. 
) Năng lượng khuấy trộn G = 20 – 50 s-1, 
) Thời gian khuấy từ 30 – 60 phút. 
) Độ sâu của bể tạo bông có thể chọn như độ sâu bể lắng. 
3.1.4 Tapered Floculation 
G (s-1) 
t (s) 
Optimum 
Vỡ bông cặn 
Vỡ bông cặn 
Tapperel Flocculation
2-45 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
Quá trình tạo bông lý tưởng phải: 
) Tạo bông nhanh ban đầu với G tương đối cao; 
) Giảm dần G để không phá vỡ bông cặn đã hình thành. 
3.1.5 Năng lượng khuấy trộn 
0 Máy Khuấy Dạng Chân Vịt và Dạng Turbine 
 (Propeller and Turbine Mixers) 
* Chảy Tầng (NR < 10) : P = k.μ.n2.D3
$ Chảy Rối (NR > 10.000) : P = k.μ.n3.D5
# NR : Số Reynolds; 
# P : Năng lượng cần thiết (W); 
# k : Hằng số; 
# μ : Độ nhớt động học (N.S/m2); 
# ρ : Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3); 
# D : Đường kính cánh khuấy (m); 
# n : Vận tốc (vòng/s). 
Số Reynold 
μ
ρ××= nDN R
2
# D : Đường kính cánh khuấy; 
# n : Vận tốc (vòng/s); 
# ρ : Tỷ trọng (kg/m3); 
# μ : Độ nhớt động học (NS/m2). 
0 Máy Khuấy Dạng Mái Chèo (Paddle Mixer) 
# Vận tốc đỉnh của cánh khuấy: 0,6 - 0,9 m/s; 
# Vận tốc này đủ để xáo trộn nhưng không làm vỡ bông cặn. 
2
2
pD
D
vAC
F
×××= ρ 
2
3
pD
PD
vAC
vFP
×××=×= ρ
2-46 
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
# FD : Lực cản (N); 
# CD : Hệ số lực cản của cánh khuấy; 
# A : Diện tích của cánh khuấy (m2); 
# vp : Vận tốc tương đối của cánh khuấy trong chất lỏng 
 (m/s), thường bằng 0,7 - 0,8 vận tốc đầu cánh; 
# P : Năng lượng cần thiết (W). 
0 Máy Khuấy Dạng Tĩnh (Static Mixer) 
P = γ . Q. h 
# P : Năng lượng tiêu tốn (kW); 
# γ : Khối lượng riêng của nước (kN/m3); 
# Q: Lưu lượng (m3/s); 
# h : Tổn thất áp lực khi chất lỏng chuyển động qua thiết bị (m) 
0 Máy Khuấy Bằng Khí Nén (Pneumatic Mixing) 
a
c
aa P
PVpP ln××=
# P : Năng lượng tiêu tốn (kW); 
# pa: áp suất khí quyển; 
# Va: thể tích không khí ở áp suất khí quyển (m3/s); 
# pc: Aùp suất khí tại điểm xả (KN/m2). 
Bảng 3.1 Giá trị k 
Cánh khuấy Chảy tầng Chảy rối 
Cánh chân vịt, 3 cánh, bước răng vuông 41,0 0,32 
Cánh chân vịt, 3 cánh 43,5 1,00 
Turbin, 6 cánh phẳng 71,0 6,30 
Turbin, 6 cánh cong 70,0 4,80 
Turbin quạt, 6 cánh 70,0 1,65 
Turbin, 6 cánh dạng mũi tên 71,0 4,00 
Mái chèo phẳng, 6 cánh 36,5 1,70 
Shrouded Turbin, 2 cánh cong 97,5 1,08 
Shrouded Turbin với phân cố định 172,5 1,12 
2-47 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
3.2 HẤP PHỤ (ADSORPTION) 
3.2.1 Hệ thống thiết bị hấp phụ 
Có 3 loại hệ thống thiết bị hấp phụ bao gồm: 
)Khuấy trộn 
)Lọc qua lớp chất hấp phụ 
)Một bậc hay nhiều bậc 
• Chất hấp phụ được cho vào bậc 1: Cđ Ơ C1 
• Tách chất hấp phụ bằng thiết bị lắng hay lọc 
• Nước thải được chuyển tiếp sang bậc thứ 2 
• Cho chất hấp phụ mới vào: C1 Ơ C2 
• Tiếp tục các quá trình như vậy cho đến bậc cuối cùng. 
Lượng chất hấp phụ cho quá trình hấp phụ 1 bậc 
a
CCV
m cd
)( −= 
• m: lượng chất hấp phụ tiêu tốn 
• V: thể tích nước cần xử lý 
• Cd, Cc: nồng độ đầu và nồng độ cuối của chất bị hấp phụ trong nước thải 
• a: hệ số hấp phụ 
Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sau bậc n 
2-48 
d
n
n CmkV
VC .
.
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
+= 
• k: hệ số phân bố: 
pd
cdt
CC
CC
a
a
k −
−== 
• at: giá trị hấp phụ riêng sau thời gian t 
• Cp: nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ 
Lượng chất hấp phụ bị tiêu tốn trên mỗi bậc 
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −
=
1
n
d
n
C
C
k
Vm
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
Số bậc cần thiết 
n = log Cd – log Vmk log). −+V
Cn
log(
Nồng độ chất bị hấp phụ trong nước thải sau bậc n 
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ −⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ 1.
nk
V
mk
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −
=
1. d
n
C
V
mk
C
0.. 1 =−−+ γβα mmn
Liều lượng chấp hấp phụ đưa vào bậc cuối cùng 
Trong đó: 
1−
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
n
V
kα 
nCV .
dCk.=β 
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
2-49 
1−=
d
C
Cγ 
n
Số bậc n = K – 1 
kVm
CCmkC
K
nn
)
log1.log
−
−⎥⎦
⎤⎡ +⎟⎠
⎞⎛ −
Vd
log(
⎢⎣ ⎜⎝= 
Tốc độ lọc phụ thuộc vào nồng độ chất hoà tan, ~ 2 – 6 m3/m2.h 
Chất hấp phụ dạng hạt có kích thước 1.5 – 5 mm 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
3.2.2 Tái sinh chất hấp phụ 
Có 4 phương pháp tái sinh chất hấp phụ 
• Giải hấp phụ bằng hơi nước bão hoà, hơi quá nhiệt, khí trơ. 
• Trích ly 
• Tái sinh bằng nhiệt, 700 – 800oC trong điều kiện không có Oxi 
• Phương pháp sinh học đối với chất bị hấp phụ có thể bị oxy hoá sinh hoá 
t = 1 t = 0 t = 2 t = 3 t = 4
Ce 
2-50 
C0 C0
Thể tích nước thải đã xử lý
Ce = 95% C0
Giới hạn nồng độ cực đại cho phép 
của NT sau xử lý 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
Phương trình đường đẳng nhiệt langmuir 
X 
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
2-51 
# x : khối lượng chất bị hấp phụ (mg); 
# m : khối lượng chất hấp phụ (mg); 
# c : khối lượng chất bị hấp phụ còn lại trong dung dịch 
 ở trạng thái cân bằng (mg/L); 
# a & b : hằng số. 
Phương trình đường đẳng freundlich 
# K & n: hằng số. 
Ví Dụ 
M 
= 
a.b.c 
1 + a.c 
X 
M 
= 
a.b.c 
1 + a.c
x 
m = K.C
1/n = log x m = logK +
1
n . logC
1/b 
1/m 
1 
Độ dốc = 1/ab
1/c
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
Kết quả thí nghiệm hấp phụ từ mô hình dạng mẻ được trình bày trong Bảng VD1. Hãy vẽ đường 
đẳng nhiệt Freundlich và xác định các hằng số n, K, A. Biết thể tích dung dịch thí nghiệm trong 
mỗi beaker là 500 mL và nồng độ chất bị hấp phụ ban đầu là 100 mg/L. 
Bảng VD1 Kết quả thí nghiệm 
Beaker Khối lượng carbon (mg) Nồng độ COD của NT sau khi hấp phụ (mg/L) 
01 965 3.5 
02 740 5.2 
03 548 8.0 
04 398 12.0 
05 265 20.5 
06 168 33.0 
07 0 100.0 
0 Aùp dụng phương pháp bình phương cực tiểu 
a = 
n∑xy - ∑x∑y 
n∑x2 – (∑x)2 
b = 
∑x2∑y - ∑x ∑xy 
n∑x2 – (∑x)2
3.2 CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC 
3.2.1 Hiện Tượng Thẩm Thấu 
Trong một hệ kín chứa một màng bán thấm ngăn cách hai vùng khác nhau, mỗi vùng đều chứa 
cùng dung môi và chất tan với nồng độ khác nhau. Màng bán thấm có đặc tính chỉ cho dung môi 
thấm qua và ngăn không cho chất tan đi qua màng. Sau một thời gian nhất định, độ cao của chất 
lỏng bên ngăn có nồng độ chất hòa tan cao hơn tăng lên và bên ngăn kia giảm đi. Chất lỏng được 
vận chuyển từ nơi có nồng độ chất hòa tan thấp đến nơi có nồng độ chất hòa tan cao hơn để cân 
bằng nồng độ của hệ. Hiện tượng này được gọi là thẩm thấu. Hiện tượng này ngược với quá trình 
khuếch tán phân tử (là sự san bằng nồng độ chất tan từ vùng có nồng độ cao đến vùng có nồng 
độ thấp). 
Nếu gọi ngăn có nồng độ chất hòa tan cao là 1 và ngăn có nồng độ chất hòa tan thấp là 2, hóa 
thế của dung môi trong hai ngăn tách biệt bởi màng bán thấm sẽ được biểu diễn như sau: 
μ1 = μ10 + RT lna1 + V.p1
μ2 = μ20 + RT lna2 + V.p2
2-52 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com 
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
2-53 
Trong đó a1 và a2 là hoạt độ của dung môi. Do a2 > a1 nên μ2 > μ1. Sự chênh lệch hóa thế sẽ dẫn 
đến dòng chảy của dung môi từ pha loãng tới pha đặc. Tại thế cân bằng μ1 = μ2, ta có: 
μ10 + RT lna1 + V.p1 = μ20 + RT lna2 + V.p2 hay 
RT.(lna2 – lna1) = V.(p1 – p2) 
RT.(lna2 – lna1) = V.Δπ 
Đại lượng Δπ được gọi là áp suất thẩm thấu. 
3.2.2 Kỹ Thuật Thẩm Thấu Ngược 
Như đã trình bày trên, khi hai dung dịch có nồng độ chất hòa tan khác nhau bị ngăn bởi một 
màng bán thấm thì nồng độ chất tan của dung dịch đặc sẽ được pha loãng bởi dung môi vận 
chuyển qua màng từ phía dung dịch loãng. Quá trình chỉ dừng lại khi nồng độ hai pha bằng nhau. 
Hiện tượng thẩm thấu này xảy ra tự động theo chiều thuận. Nếu áp đặt một áp suất phía dung 
dịch đặc thì quá trình vận chuyển dung môi sẽ bị kìm hãm lại, tăng dần áp suất đó cho tới khi 
bằng áp suất thẩm thấu, quá trình vận chuyển dung môi sẽ dừng lại. Tiếp tục tăng áp suất sẽ dẫn 
đến hiện tượng vận chuyển dung môi từ phía dung dịch đặc sang phía dung dịch loãng, ngược 
chiều với hướng áp suất thẩm thấu. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng thẩm thấu ngược và 
áp suất gây ra hiện tượng thẩm thấu ngược được gọi là áp suất động lực. Để hiện tượng thẩm 
thấu ngược xảy ra, áp suất động lực phải lớn hơn áp suất thẩm thấu, tốc độ vận chuyển dung môi 
qua màng tỷ lệ thuận với áp suất động lực. 
Trong kỹ thuật lọc nước ngọt từ nước lợ hay nước mặn, áp suất thẩm thấu của dung dịch tỷ lệ với 
nồng độ muối NaCl với giá trị tăng tương ứng khoảng 0,691.10-3 at khi tăng 1 mg/L. Kỹ thuật 
thẩm thấu ngược còn cho phép loại bỏ các chất hữu cơ tan như các acid hữu cơ, chất bảo vệ thực 
vật, ngoài ra cũng có thể áp dụng trong quá trình làm mềm nước. 
Vật liệu chế tạo màng thẩm thấu ngược có thể là cellulose acetate, cellulose triacetate, 
polyamide, polyetheramide, polyetherurea. Màng cellulose acetate có hàm lượng acetate càng 
cao thì khả năng giữ muối càng tốt, nhưng khả năng thấm nước kém. 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
3.3 TRAO ĐỔI ION 
3.3.1 NGUYÊN LÝ TRAO ĐỔI ION 
2-54 
SO32 H+
Lớp ha
- lớp i
- lớp
 SO32
SO32
SO32
SO32
SO32
SO32SO32
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
áp phụ (lớp cố định):2 lớp 
on bên trong; 
 trái dấu. 
Lớp khuếch tán (lớp có thể chuyển động) 
0 Khi chất trao đổi ion gặp chất điện giải 
) Tác dụng trao đổi; 
) Tác dụng nén ép: 
* Nồng độ muối trong d2 Ị ) lớp khuếch tán bị nén ép 
) ion ngược dấu lớp khuếch tán thành của lớp hấp phụ 
) phạm vi hoạt động của lớp khuếch tán trở nên nhỏ. 
3.3.2 TÍNH NĂNG CHẤT TRAO ĐỔI ION 
* TÍNH NĂNG VẬT LÝ 
) Màu sắc : hơi thẫm; 
) Hình thái : viên tròn; 
) Cỡ hạt : 20 – 40 mesh 
/ Hạt lớn ) tốc độ trao đổi chậm; 
/ Hạt nhỏ ) tổn thất áp lực lớn; 
/ Hạt không đều ) bít tắc khe, trở lực tăng, trôi hạt nhỏ khi rửa. 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
) Tỷ trọng 
2-55 
Khối 
	 Tỷ trọng khô thật = = 1,6 g/ml Thể tích thực của hạt nhựa
 lượng khô thực 
	 Tỷ trọng ẩm thật = Khối lượng nhựa ẩm 
ể tíchTh của hạt nhựa ẩm
Khối lượng nhựa ẩm 
(1,04 – 1,3 g/ml) 
	 Tỷ trọng ẩm biểu kiến = Thể tích đống của nhựa ẩm
(0,60 – 0,85 g/ml) 
) Độ nở 
☺ Độ liên kết càng nhỏ 4 độ nở càng lớn; 
☺ Chất trao đổi càng dễ điện ly 4 độ nở càng lớn; 
☺ Dung lượng trao đổi càng lớn 4 độ nở càng lớn; 
 ☺ Nồng độ chất điện giải càng lớn 4 áp suất thẩm thấu Ị 4 lớp điện tích kép bị co lại 4 
độ nở Ơ. 
☺ Độ hydrat của ion có khả năng trao đổi càng lớn 4bán kính hydrat lớn 4 độ nở càng lớn: 
0 Cation acid mạnh: H+ > Na+ > NH4+ > K+ > Ag+ 
0 Anion bazờ mạnh: OH- > HCO3- ~ SO42- > Cl-
☺ R-Na 4 R-H 4 thể tích tăng 5% 
/ Qt trao đổi và hoàn nguyên 4 nở, ngót 4 vỡ hạt. 
) Tính chịu mài mòn: đảm bảo tổn thất < 3 – 7%/năm. 
) Tính hòa tan. 
) Tính chịu nhiệt: 
0 Cationit: chịu được nhiệt độ > 1000C. 
0 Anionit kiềm mạnh: ~ 600C. 
0 Anionit kiềm yếu: ~ 800C. 
) Tính dẫn điện 
0 Khô: không dẫn điện. 
0 Aåm: dẫn điện tốt. 
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG 
TẦM NHÌN XANH GREE
Tel: (08)5150181 
Fax: (08)8114594 
GREEN EYE ENVIRONMENT 
www.gree-vn.com 
TS: Nguyễn Trung Việt 
TS: Trần Thị Mỹ Diệu 
2-56 
$ TÍNH NĂNG HÓA HỌC 
) Tính thuận nghịch. 
) Tính acid, bazờ. 
) Tính trung hòa, thủy phân 
RSO3H + NaOH Ư RSO3Na + H2O 
RCOONa + H2O Ư RCOOH + NaOH 
) Tính lựa chọn: 
 Điện tích ion càng lớn 4 càng dễ bị trao đổi. 
 Số thứ tự nguyên tử lớn 4 bán kính hydrat nhỏ 4 dễ TĐ 
 Tính lựa chọn của cationit: 
 Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ ~ NH4+ > Na+ > Li+
 (Thích hợp đ/v d2 nước có hàm lượng muối không cao) 
 D2 đậm đặc 4 ảnh hưởng của ion: 
 * Cation acid mạnh R-SO3-: 
 Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ ~ NH4+ > Na+ > H+ > Li+
 * Cation acid yếu R-COO-: 
H+ > Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ ~ NH4+ > Na+ > Li+
 Tính lựa chọn của anionit: 
OH- > SO42- > NO3- > Cl- > HCO3-
) Dung lượng trao đổi 
 Tổng dung lượng trao đổi. 
 Dung lượng trao đổi cân bằng. 
 Dung lượng trao đổi làm việc. 
3.3.3 NGUYÊN LÝ TRAO ĐỔI THÁP CỐ ĐỊNH 
 Nước chứa Ca2+ trao đổi với RNa 
Lớp mất hiệu lực – lớp làm việc - lớp CTĐ chưa làm việc