Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cần đảm bảo hiệu suất xử lý cao, chi phí hợp lý và đáp ứng tiêu chuẩn xả thải. Dưới đây là các bước thiết kế cơ bản:

1. Đặc điểm nước thải sinh hoạt

🔹 Lưu lượng nước thải: 100 - 200 lít/người/ngày.
🔹 Thành phần ô nhiễm:

• Chất hữu cơ (BOD, COD) từ thực phẩm, dầu mỡ.

• Chất rắn lơ lửng (SS) từ rác thải nhỏ, cặn bẩn.

• Dinh dưỡng (Nitơ, Photpho) từ nước tiểu, xà phòng.

• Vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh.

2. Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt thường gồm 4 giai đoạn chính:

(1) Xử lý sơ cấp – Loại bỏ rác thô, dầu mỡ

• Song chắn rác: Giữ lại rác lớn, tóc, nhựa.

• Bể tách dầu mỡ: Loại bỏ dầu mỡ từ nước thải bếp ăn.

• Bể điều hòa: Cân bằng lưu lượng, nồng độ nước thải.

(2) Xử lý sinh học – Phân hủy chất hữu cơ, loại bỏ Nitơ, Photpho

• Bể kỵ khí (Anaerobic – UASB, Septic cải tiến): Xử lý sơ bộ BOD, COD.

• Bể thiếu khí (Anoxic – AAO, MBBR, SBR): Khử Nitrat, giảm Photpho.

• Bể hiếu khí (Oxic – Aerotank, MBR, MBBR): Xử lý triệt để BOD, COD, NH4+.

(3) Xử lý bùn và lắng

• Bể lắng thứ cấp: Tách bùn vi sinh, tuần hoàn bùn.

• Bể nén bùn: Lọc và xử lý bùn dư.

(4) Xử lý khử trùng và xả thải

• Bể khử trùng (Clo, UV, Ozone): Diệt vi khuẩn trước khi xả ra môi trường.

• Thoát ra môi trường hoặc tái sử dụng (tưới cây, rửa đường).

3. Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phổ biến

🔹 Công nghệ AAO (Anaerobic - Anoxic - Oxic): Xử lý BOD, COD, Nitơ, Photpho hiệu quả.
🔹 Công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor): Dùng giá thể vi sinh giúp tiết kiệm diện tích.
🔹 Công nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor): Xử lý theo chu kỳ, linh hoạt.
🔹 Công nghệ MBR (Membrane Bioreactor): Kết hợp màng lọc giúp nước đầu ra đạt tiêu chuẩn cao.

4. Tính toán thiết kế hệ thống (Ví dụ cho 1000 người)

🔹 Lưu lượng nước thải: 1000 người × 150 L/người/ngày = 150 m³/ngày.
🔹 Bể điều hòa: Dung tích = 30 - 40% tổng lưu lượng/ngày ≈ 50 - 60 m³.
🔹 Bể sinh học:

• Bể Anoxic: 30% tổng thể tích sinh học ≈ 60 m³.

• Bể Oxic: 70% tổng thể tích sinh học ≈ 140 m³.
  🔹 Bể lắng: Thể tích ~50 - 80 m³.
  🔹 Bể khử trùng: Khoảng 10 - 20 m³.

5. Chi phí & Thời gian thi công

🔹 Chi phí đầu tư: 500 triệu - 2 tỷ đồng (tùy công nghệ & quy mô).
🔹 Thời gian thi công: 3 - 6 tháng.
🔹 Chi phí vận hành: 1 - 3 triệu đồng/tháng (bao gồm điện, hóa chất, bảo trì).

---

6. Ứng dụng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

✅ Khu dân cư, chung cư, đô thị.
✅ Bệnh viện, trường học, khách sạn.
✅ Nhà máy, khu công nghiệp.