Mục lục bài viết

Xử lý nước thải bằng bể tự hoại 3 ngăn: Nguyên lý Hoạt động, Thiết kế và Vai trò Xử lý Nước thải Tại Chỗ

Trong bối cảnh đô thị hóa và sự gia tăng dân số, việc xử lý nước thải sinh hoạt trở thành một yêu cầu cấp thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Tại các khu vực chưa có điều kiện kết nối với hệ thống thoát nước và xử lý nước thải tập trung (như vùng nông thôn, ngoại ô, hoặc các cơ sở độc lập), bể tự hoại (hay còn gọi là bể phốt) là giải pháp xử lý nước thải tại chỗ phổ biến và quan trọng bậc nhất.

Trong số các thiết kế bể tự hoại, bể tự hoại 3 ngăn được xem là một cải tiến hiệu quả so với các loại bể cũ (1 ngăn hoặc 2 ngăn), giúp nâng cao khả năng lắng cặn và chất lượng nước thải đầu ra trước khi được xử lý tiếp hoặc thấm vào đất. Vậy, bể tự hoại 3 ngăn hoạt động như thế nào, cấu tạo ra sao, hiệu quả và hạn chế của nó là gì, và cần vận hành, bảo trì như thế nào cho đúng cách?

Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn chi tiết và chuyên sâu về công nghệ xử lý nước thải bằng bể tự hoại 3 ngăn, đồng thời đề cập đến vai trò của bể tách mỡ như một công trình tiền xử lý quan trọng cho nước thải nhà bếp.

1. Bể Tự Hoại 3 Ngăn Là Gì? Cấu tạo và Vật liệu

Định nghĩa: Bể tự hoại 3 ngăn là một công trình xử lý nước thải tại chỗ, hoạt động theo nguyên tắc kết hợp lắng cặn vật lý và phân hủy sinh học yếm khí (kỵ khí) các chất hữu cơ trong cặn lắng. Nó được thiết kế với ba ngăn riêng biệt thông với nhau để tối ưu hóa quá trình xử lý sơ bộ nước thải sinh hoạt.

Cấu tạo điển hình:

Hình dáng và Vật liệu: Thường có dạng hình chữ nhật, được xây bằng gạch, bê tông cốt thép (BTCT) hoặc chế tạo sẵn bằng vật liệu composite, nhựa HDPE để đảm bảo độ bền và khả năng chống thấm tốt.
Nắp đậy: Bể được đậy kín bằng các tấm đan bê tông hoặc nắp vật liệu khác, có thể tháo lắp được để thuận tiện cho việc kiểm tra, bảo trì và hút bùn định kỳ.
Vách ngăn: Bên trong bể được chia thành 3 ngăn bởi các vách ngăn xây lửng hoặc có lỗ/ống chữ T thông giữa các ngăn. Các lỗ/ống thông này được thiết kế ở độ cao phù hợp (thường thấp hơn mực nước) để chỉ cho phần nước thải đã được lắng tương đối trong chảy sang ngăn kế tiếp, đồng thời giữ lại lớp váng nổi và lớp bùn lắng ở các ngăn trước.
Kích thước các ngăn: Thông thường, ngăn đầu tiên (ngăn chứa) có thể tích lớn nhất (chiếm khoảng 1/2 tổng thể tích), tiếp đến là ngăn thứ hai và ngăn thứ ba có thể tích nhỏ hơn (mỗi ngăn chiếm khoảng 1/4).
Ống dẫn vào/ra: Ống dẫn nước thải từ nhà vệ sinh vào ngăn chứa và ống dẫn nước thải đã xử lý sơ bộ từ ngăn cuối ra hệ thống xử lý/thấm lọc tiếp theo. Các ống này thường được thiết kế dạng cút chữ T quay xuống để ngăn mùi và hạn chế sự xáo trộn, tắc nghẽn do váng/cặn.
Ống thông hơi: Rất quan trọng, được nối từ ngăn chứa và dẫn lên cao khỏi mái nhà. Chức năng chính là thoát các khí sinh ra trong quá trình phân hủy yếm khí (như CH₄, CO₂, H₂S…), tránh tạo áp suất gây nứt vỡ bể và giúp quá trình phân hủy diễn ra thuận lợi hơn. Ống thông hơi cũng có thể dùng để thông tắc ống vào/ra khi cần.

2. Nguyên lý Hoạt động Chi tiết của Bể Tự Hoại 3 Ngăn

Bể tự hoại 3 ngăn thực hiện đồng thời hai chức năng chính: lắng và phân hủy cặn lắng thông qua các quá trình diễn ra tuần tự qua từng ngăn:

Ngăn 1 (Ngăn Chứa/Lắng chính):

Nước thải từ nhà vệ sinh (chứa phân, nước tiểu, giấy…) chảy vào ngăn này đầu tiên. Do thể tích ngăn lớn, tốc độ dòng chảy giảm đột ngột.
Quá trình Lắng: Các chất rắn có tỷ trọng lớn hơn nước (phân, cát sạn, vật rắn khác…) sẽ lắng xuống đáy bể, tạo thành lớp bùn cặn.
Quá trình Nổi: Các chất nhẹ hơn nước (dầu mỡ, xà phòng, một số chất hữu cơ nhẹ…) sẽ nổi lên bề mặt, tạo thành lớp váng nổi.
Quá trình Phân hủy Yếm khí (Giai đoạn đầu): Lớp bùn cặn lắng dưới đáy là môi trường hoạt động của các vi sinh vật yếm khí (vi khuẩn kỵ khí) có sẵn trong phân. Chúng bắt đầu quá trình phân hủy các chất hữu cơ phức tạp (protein, carbohydrate, chất béo…) thành các chất đơn giản hơn thông qua các giai đoạn: thủy phân, axit hóa và metan hóa, sinh ra các khí như CH₄, CO₂, H₂S và các chất vô cơ hòa tan. Quá trình này diễn ra chậm và giúp giảm bớt thể tích bùn cặn theo thời gian.

Ngăn 2 (Ngăn Lắng/Phân hủy thứ cấp):

Phần nước thải tương đối trong ở giữa lớp váng và lớp bùn của ngăn 1 sẽ chảy qua lỗ/ống thông sang ngăn 2.
Tiếp tục Lắng: Các hạt cặn lơ lửng nhỏ hơn chưa kịp lắng ở ngăn 1 sẽ tiếp tục lắng xuống đáy ngăn này.
Tiếp tục Phân hủy Yếm khí: Vi sinh vật yếm khí tiếp tục phân hủy các chất hữu cơ trong lớp bùn của ngăn 2.

Ngăn 3 (Ngăn Lắng/Lọc cuối):

Nước từ ngăn 2 chảy sang ngăn 3 để thực hiện việc lắng cặn lần cuối.
Ngăn này giúp giữ lại các hạt cặn mịn còn sót lại trước khi nước thải chảy ra ngoài. Đôi khi, ngăn này được thiết kế thêm lớp vật liệu lọc đơn giản (sỏi, than xỉ…) gần cửa ra để tăng hiệu quả giữ cặn.
Nước thải đầu ra (Effluent): Là phần nước tương đối trong, đã giảm đáng kể hàm lượng chất rắn lơ lửng và một phần chất hữu cơ. Tuy nhiên, nước thải này vẫn còn chứa nhiều chất ô nhiễm hòa tan (BOD, COD, N, P) và đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh, do đó chưa đạt tiêu chuẩn để xả trực tiếp ra môi trường nước mặt hoặc hệ thống thoát nước mưa.

Thời gian lưu:

Thời gian lưu nước (HRT): Nước thải thường lưu lại trong bể từ 1 đến 3 ngày (hoặc lâu hơn tùy thiết kế) để đảm bảo đủ thời gian cho quá trình lắng cặn diễn ra hiệu quả.
Thời gian lưu bùn (SRT): Bùn cặn tích lũy dưới đáy bể và được phân hủy yếm khí trong thời gian dài, thường từ 6 đến 12 tháng hoặc lâu hơn trước khi cần hút bỏ định kỳ.

3. Hiệu quả Xử lý của Bể Tự Hoại 3 Ngăn và Hạn chế

Hiệu quả:

Loại bỏ Chất rắn lơ lửng (TSS): Rất hiệu quả. Như nguồn tài liệu bạn trích dẫn (Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, 2006), hiệu suất loại bỏ TSS có thể đạt 45 – 50% hoặc cao hơn (một số tài liệu khác ghi nhận 50-70%). Việc loại bỏ TSS giúp bảo vệ các công trình xử lý phía sau (nếu có) hoặc hệ thống thấm lọc tại chỗ không bị tắc nghẽn.
Loại bỏ BOD5: Hiệu quả thấp hơn đáng kể so với TSS, chỉ đạt khoảng 20 – 40% (Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, 2006). Bể tự hoại chỉ phân hủy được một phần chất hữu cơ, chủ yếu là các chất rắn đã lắng.
Loại bỏ Chất dinh dưỡng (N, P): Rất thấp. Quá trình yếm khí chủ yếu chuyển hóa Nitơ hữu cơ thành Amoni (NH₄⁺) chứ không loại bỏ được Nitơ tổng. Phốt pho cũng hầu như không được loại bỏ.
Loại bỏ Mầm bệnh: Chỉ giảm được một phần nhỏ, không có khả năng khử trùng. Nước thải sau bể tự hoại vẫn chứa rất nhiều vi khuẩn, virus gây bệnh.

Hạn chế:

Chỉ là công trình xử lý sơ bộ (bậc một): Chất lượng nước thải sau bể tự hoại vẫn còn ô nhiễm cao và không đủ tiêu chuẩn để xả trực tiếp ra sông hồ, kênh rạch hay hệ thống thoát nước mưa.

Yêu cầu công trình xử lý tiếp theo: Nước thải sau bể tự hoại bắt buộc phải được dẫn tới:

Hệ thống thấm lọc tại chỗ: Giếng thấm, bãi lọc ngầm (leach field/drain field) nếu điều kiện đất đai cho phép (đất có độ thấm phù hợp, mực nước ngầm thấp, cách xa nguồn nước giếng…).
Các công trình xử lý sinh học bổ sung: Bể lọc sinh học, đất ngập nước kiến tạo quy mô nhỏ…
Hệ thống xử lý nước thải tập trung: Nếu khu vực có mạng lưới thu gom và nhà máy xử lý tập trung.

Nguy cơ ô nhiễm môi trường: Nếu bể bị xây dựng không đúng kỹ thuật (rò rỉ), không được bảo trì (hút bùn) định kỳ, hoặc hệ thống thấm lọc phía sau bị quá tải, tắc nghẽn, đặt sai vị trí, sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước ngầm và nước mặt xung quanh.

Phát sinh mùi hôi: Nếu ống thông hơi bị tắc hoặc thiết kế không đúng.

Không phù hợp mọi nơi: Không thích hợp cho các khu vực có mật độ dân số quá cao, đất sét chặt không thấm nước, mực nước ngầm cao, hoặc vùng ngập lụt thường xuyên.

4. Vận hành và Bảo trì Bể Tự Hoại 3 Ngăn

Để bể tự hoại hoạt động hiệu quả và lâu dài, cần chú ý:

Vận hành:

Hệ thống hoạt động chủ yếu dựa vào trọng lực và quá trình sinh học tự nhiên, không cần cấp năng lượng (trừ khi cần bơm nước thải vào hoặc ra).
Quan trọng: Tránh xả các chất có thể gây hại cho hệ vi sinh yếm khí hoặc gây tắc nghẽn vào hệ thống như: dầu mỡ nhà bếp (cần bể tách mỡ riêng), hóa chất tẩy rửa mạnh (thuốc tẩy Javel liều lượng lớn, dung môi…), thuốc diệt khuẩn, rác thải rắn khó phân hủy (băng vệ sinh, tã lót, bao bì nhựa, tóc…).

Bảo trì:

Kiểm tra định kỳ: Nên kiểm tra mực bùn và váng trong ngăn chứa ít nhất mỗi năm một lần để xác định thời điểm cần hút bùn.
Hút bùn Định kỳ: Đây là công tác bảo trì quan trọng nhất. Khi lớp bùn tích tụ chiếm khoảng 1/3 đến 1/2 chiều cao phần chứa nước của ngăn đầu tiên (thường sau 1-3 năm hoặc lâu hơn tùy thiết kế và mức độ sử dụng), cần phải hút bỏ bùn. Nên để lại khoảng 10-20% lượng bùn cũ để duy trì mật độ vi sinh vật cho các lần xử lý tiếp theo.
Xử lý bùn hút: Bùn từ bể tự hoại chứa nhiều chất hữu cơ và mầm bệnh, không được đổ trực tiếp ra môi trường. Phải được thu gom và vận chuyển bởi các đơn vị có chức năng để xử lý đúng quy định (thường là xử lý tại các nhà máy xử lý nước thải tập trung hoặc cơ sở xử lý bùn chuyên biệt).
Kiểm tra và thông ống thông hơi: Đảm bảo ống luôn thông thoáng.

5. Khung pháp lý và Quy định liên quan

QCVN 14:2025/BTNMT: Quy chuẩn này quy định giới hạn xả thải cho nước thải sinh hoạt và đô thị sau khi đã qua xử lý. Mặc dù bể tự hoại chỉ là xử lý sơ bộ, nhưng chất lượng nước đầu ra từ hệ thống xử lý tại chỗ hoàn chỉnh (ví dụ: bể tự hoại + bãi thấm lọc) cần hướng tới việc không gây ô nhiễm nguồn nước theo tinh thần của quy chuẩn này và QCVN 08:2023/BTNMT về chất lượng nước mặt. Quy chuẩn này cũng nêu rõ việc không áp dụng cho các đối tượng được phép sử dụng công trình XLNT tại chỗ theo luật.
Luật Bảo vệ Môi trường 2020 & Nghị định 05/2025/NĐ-CP: Có các quy định cụ thể về trách nhiệm xử lý nước thải sinh hoạt tại nguồn đối với các hộ gia đình, cơ sở sản xuất kinh doanh ở khu vực chưa có hệ thống thu gom, xử lý tập trung; quy định về quản lý bùn bể tự hoại.
Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam (QCXDVN) và Tiêu chuẩn Thiết kế (TCVN): Có các tiêu chuẩn liên quan đến yêu cầu kỹ thuật về thiết kế, thi công bể tự hoại đảm bảo khả năng chống thấm, thể tích và cấu tạo phù hợp.

Kết luận: Bể Tự Hoại 3 Ngăn – Giải pháp Xử lý Sơ bộ Hiệu quả khi Vận hành Đúng cách

Bể tự hoại 3 ngăn là một giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt tại chỗ đơn giản, phổ biến và tương đối hiệu quả trong việc loại bỏ chất rắn lơ lửng (TSS) và giảm một phần chất hữu cơ (BOD) thông qua cơ chế lắng cặn và phân hủy yếm khí. Với cấu tạo 3 ngăn cải tiến, nó giúp nâng cao chất lượng nước thải đầu ra so với các loại bể tự hoại cũ.

Tuy nhiên, cần nhấn mạnh rằng đây chỉ là công trình xử lý sơ bộ. Nước thải sau bể tự hoại vẫn còn chứa nhiều chất ô nhiễm hòa tan và mầm bệnh, bắt buộc phải được xử lý tiếp bằng hệ thống thấm lọc tại chỗ (trong điều kiện đất đai phù hợp) hoặc các công trình xử lý bổ sung trước khi có thể được coi là an toàn với môi trường.

Để bể tự hoại 3 ngăn phát huy tối đa hiệu quả và tránh gây ô nhiễm thứ cấp, việc thiết kế đúng tiêu chuẩn, thi công đảm bảo chống thấm, vận hành đúng cách (tránh xả chất độc hại, lắp bể tách mỡ cho bếp) và đặc biệt là bảo trì, hút bùn định kỳ là những yếu tố then chốt. Đây là giải pháp quan trọng góp phần giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước tại các khu vực chưa được tiếp cận với hệ thống xử lý nước thải tập trung.

Quý khách hàng có nhu cầu xây dựng bể xử lý nước thải và mùi hôi nước thải vui lòng liên hệ với Môi Trường Green Star để được tư vấn phương án miễn phí.