Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học 1. Một số khái niệm cơ bản * Môi trường: Khoản 1 Điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam năm 2020 định nghĩa: “Môi trường bao gồm các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, kinh tế, xã hội, sự tồn tại, phát triển của con người, sinh vật và tự nhiên.” (Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam, 2020)[19] * Ô nhiễm môi trường: Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi tính chất vật lý, hóa học, sinh học của thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường, tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, sinh vật và tự nhiên. * Ô nhiễm môi trường nước: Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý - hoá học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật.
Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất. * Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt là nước được thải ra sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt cộng đồng như tắm, tẩy rửa, giặt giũ, vệ sinh cá nhân,…chúng thường được thải ra từ các căn hộ, trường học, cơ quan, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác. Lượng nước thải sinh hoạt trên một địa bàn phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp nước và hệ thống thoát nước.
m 5 * Tiêu chuẩn môi trường: Theo Khoản 12 điều 3 Luật Bảo vệ môi trường (2020)[19] quy định, Tiêu chuẩn môi trường là sự biến đổi tính chất vật lý, hóa học, sinh học của thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường, tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, sinh vật và tự nhiên. - Chỉ thị môi trường: Chỉ thị (indicator) là một tham số (parameter) hay số đo (metric) hay một giá trị kết xuất từ tham số, dùng cung cấp thông tin, chỉ về sự mô tả tình trạng của một hiện tượng/ môi trường/ khu vực, nó là thông tin khoa học về tình trạng và chiều hướng của các thông số liên quan môi trường. Các chỉ thị truyền đạt các thông tin phức tạp trong một dạng ngắn gọn, dễ hiểu và có ý nghĩa vượt ra ngoài các giá trị đo liên kết với chúng. Các chỉ thị là các biến số hệ thống đòi hỏi thu thập dữ liệu bằng số, tốt nhất là trong các chuỗi thứ tự thời gian nhằm đưa ra chiều hướng, Các chỉ thị này kết xuất từ các biến số, dữ liệu.
Theo thông tư 08/2010/TT-BTNMT [1] “Chỉ thị môi trường là thông số cơ bản phản ánh các yếu tố đặc trưng của môi trường phục vụ mục đích đánh giá, theo dõi diễn biến chất lượng môi trường, lập báo cáo hiện trạng môi trường”. Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc nước thải. Đặc điểm chung của nước thải sinh hoạt là thành phần của chúng tương đối ổn định. Các thành phần này bao gồm 52% chất hữu cơ, 48% chất vô cơ , ngoài ra nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng.
Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải là các vi khuẩn và virut gây bệnh như: Các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn… Thành phần nước thải được chia làm ba nhóm chính: - Thành phần vô cơ: Cát, sét, xỉ, axit vô cơ, các ion của muối phân ly (khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt); m 6 - Thành phần hữu cơ: Các chất nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn bã bài tiết… (khoảng 58%); + Các chất chứa Nitơ: Urê, protein, amin, acid amin… + Các chất nhóm hydrocacbon: Mỡ, xà phòng, cellulose… + Các chất có chứa phosphor, lưu luỳnh - Thành phần sinh học: Nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn. 1: Thành phần nước thải sinh hoạt chưa xử lý Nồng độ TT Các chỉ tiêu ĐVT Nhẹ Trung Nặng 1. Chất rắn tổng cộng (TS) Mg/l 350 bình 720 1200 2. Tổng chất rắn hòa tan (TDS) Mg/l 250 500 850 3.
Chất rắn lơ lửng (TSS) Mg/l 100 220 350 4. Chất rắn lắng được Mg/l 5 10 20 5. Tổng cacbon hữu cơ Mg/l 80 60 210 7. Tổng nito theo N Mg/l 20 40 800 9.
Tổng photphat theo P Mg/l 4 8 15 10. Độ kiềm theo CaCO3 Mg/l 50 100 200 13. Dầu mỡ Mg/l 50 100 150 6 7 7 8 7 9 14. Chất hữu cơ bay hơi µ g/l <100 100 - 400 >400 (Nguồn: Alaa Fahad, et al, 2019)[30] m 7 Bảng 1.
2: Hàm lượng chất ô nhiễm trong NTSH và nước thải đô thị Coliform COD BOD5 SS T-N T-P Loại nước thải (MPN (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) /100mL) Nước thải đen 1086 - 7905 - - - Nước thải xám 208 151 63 24,2 4,9 4,7×105 583 243 223 48 9 3,7×107 Nước thải sinh 145,67 72,67 34,00 32,69 - 2,48×105 hoạt 96-135 64-95 90-140 31-37 16-32 >9000 60-604 31-380 41-792 11-95 1,4-19 - Nước thải đô thị 500 250 300 40 9 108- 109 200 100 50 20 4 - QCVN cột A 30 75 50 20 4 3000 QCVN cột B 50 150 100 40 6 5000 (Nguồn: Nguyễn Văn Quân và cs, 2021)[18] 1. Các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng trong nước thải sinh hoạt Các chất ô nhiễm có trong NTSH được rất đa dạng , tải trọng của một số chất ô nhiễm chính có trong NTSH được thể hiện trong bảng 1. 3: Tải lượng chất ô nhiễm do người thải vào môi trường hàng ngày ĐVT: g/người/ngày Chỉ tiêu ô nhiễm Tải lượng Chỉ tiêu ô nhiễm Tải lượng BOD5 45 ÷ 54 Nitrat (NO3-) COD 1,6 ÷ 1,9 Tổng phospho (theo P) 0,8 - 4 Tổng chất rắn 170 ÷220 Phospho vô cơ 0,7 tổng P Chất rắn lơ lửng 70 ÷ 145 Phospho hữu cơ 0,3 tổng P Rác vô cơ (kích Vi trùng (vi trùng trong 5 ÷15 thước >0,2 mm) 100ml nước thải sinh hoạt) m 8 Dầu mỡ 10 ÷30 Tổng số vi khuẩn 109 -1010 Kiềm (theo CaCO3) 20 ÷30 Coliform 106 -109 Clo (Cl-) 4 ÷8 Feacal streptococcus 105 - 106 Tổng nitơ (theo N) 6 ÷12 Salmonella typhosa 10 - 104 Nitơ hữu cơ 0,4 tổng N Đơn bào Đến 103 Amoni tự do 0,6 tổng N Trứng giun sán Đến 103 Nitrit (NO2) - Siêu vi trùng (virus) 102 -104 Kali (theo K2O) 2,0 - 6,0 (Nguồn: Chi cục Bảo vệ môi trường tỉnh Thái Nguyên, 2015)[4] 1. Các chỉ tiêu vật lý * Hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS: TSS là trọng lượng khô của đất bị giữ lại bởi lưới lọc.
Nó là một chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước sử dụng để đo lường chất lượng nước thải sau khi xử lý tại một nhà máy xử lý nước thải. Nó được liệt kê như là một chất ô nhiễm trong bộ luật nước sạch của Mỹ. TSS trước đây được gọi là dư lượng không thể lọc, nhưng đã được thay đổi thành TSS bởi vì sự không rõ ràng trong các ngành khoa học khác. Mặc dù TSS dường như là một biện pháp đơn giản đo trọng lượng hạt thu được bằng cách tách hạt từ một mẫu nước sử dụng bộ lọc, nó được chấp nhận như là một số lượng hạt có kích thước nhất định nhưng trường hợp thực tế xảy ra trong tự nhiên lại là một chuỗi các kích cỡ hạt.
Nên loại bỏ các hạt quá lớn để “lơ lửng” trong nước. Tuy nhiên, đây không phải là một kích thước hạt cố định mà phụ thuộc vào tình huống thời điểm lấy mẫu: Các hạt lơ lửng lớn hơn di chuyển nhanh hơn nước. Thông thường nó là trường hợp mà các vật liệu lơ lửng được gây ra bởi sự chuyển động của dòng nước. * Tổng chất rắn hòa tan TDS: TDS là một đơn vị đo hàm lượng kết hợp của tất cả các chất vô cơ và chất hữu cơ chứa trong chất lỏng dạng phân tử, ion hóa hoặc vi hạt.
Nói chung, m 9 định nghĩa chi tiết là các chất rắn phải nhỏ đủ để đi qua một bộ lọc với những lỗ nhỏ cỡ 2 micromet (kích thước danh định, hoặc nhỏ hơn). Tổng lượng chất rắn hòa tan thường chỉ được sử dụng cho các hệ thống nước ngọt vì độ muối bao gồm một số ion cấu thành định nghĩa TDS. Việc áp dụng chính của TDS là nghiên cứu về chất lượng nước cho các dòng suối, sông ngòi, hồ, mặc dù TDS thường không được xem là chất gây ô nhiễm chính (ví dụ nó không được xem là liên quan đến các ảnh hưởng đến sức khoẻ) nó được sử dụng như một chỉ thị về các đặc tính của nước uống và là một chỉ thị tổng hợp về sự hiện diện của một loạt các chất gây ô nhiễm hóa học. * Độ đục: Ở dạng đơn giản nhất, độ đục chỉ là sự vẩn đục của nước.
Sự vẩn đục xuất phát từ các hạt lơ lửng trong nước mà chúng ta có thể nhìn thấy chúng riêng lẻ. Những hạt này có thể là tảo, bụi bẩn, khoáng chất, protein, dầu hoặc thậm chí là vi khuẩn. Độ đục là một phép đo quang chỉ ra sự hiện diện của các hạt lơ lửng. Nó được đo bằng cách chiếu ánh sáng qua một mẫu và định lượng nồng độ hạt lơ lửng.
Khi có càng nhiều hạt trong dung dịch, độ đục càng cao. Độ đục là thông số chất lượng nước tiêu chuẩn trong tất cả các chỉ tiêu từ nước uống đến quản lý môi trường. Mục tiêu chính của xử lý nước uống là loại bỏ và giảm độ đục. Trong suốt quá trình xử lý nước, độ đục được đo ở nhiều giai đoạn để xác định hiệu quả của việc xử lý và ảm bảo tuân thủ các quy định của chính phủ.
Chất rắn lơ lửng (đất, tảo,…) trong nước làm giảm hiệu quả của hóa chất khử trùng và có thể là các chất mang mầm móng vi khuẩn và ký sinh trùng. * Mùi: Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S mùi trứng thối. Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là các phản ứng gây gắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vận hành tốt. Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu m 10 nhưng một loạt các hợp chất gây mùi khó chị sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới điều kiện yếm khí.
- Phụ thuộc vào sản phẩm phân huỷ các chất hữu cơ.