CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nước thải sinh hoạt 1.1 Đặc điểm của một số loại nước thải sinh hoạt Nước sinh hoạt là một nhu cầu thường xuyên hàng ngày và không thể thiếu được của con người. Trung bình mỗi người mỗi ngày sử dụng hết khoảng 60 -80 lít nước cho tất cả các nhu cầu sinh hoạt. Lượng nước này sau khi được con người sử dụng đã thay đổi về tính chất, chứa đựng rất nhiều thành phần gây ô nhiễm: cặn bẩn, dầu mỡ, các chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học, thức ăn, chất thải vệ sinh, các loại vi sinh vật gây bệnh.
Thành phần cần xử lý trong nước thải sinh hoạt là thành phần hữu cơ, cặn lơ lửng và vi sinh vật. Nếu không được xử lý nước thải sinh hoạt mà xả thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ra nguy cơ ô nhiễm nguồn nước. Nước thải sinh hoạt có đặc trung ô nhiễm bởi các thành phần chất hữu cơ mà biểu hiện bằng hàm lượng Amoni và BOD lớn. Bên cạnh đó là các chất dinh dưỡng khác như nitơ, phốt pho và vi sinh vật.
Đặc trưng nước thải sinh hoạt có được thể hiện qua bảng 1. Nhận xét: - Từ bảng trên cho thấy giá trị đầu vào của pH là gần như nhau dao động trong khoảng 6-7. - Giá trị đầu vào của BOD5 và Coliform vượt quá so với quy chuẩn. - Đặc trưng nước thải sân bay sẽ có hàm lượng NH4+_N cao hơn hẳn so với nước thải sinh hoạt từ các ngành khác.
- Thông thường nước thải sinh hoạt các khu dịch vụ phục vụ khách đi lại sẽ có nồng độ N tổng cao hơn so với nước thải sinh hoạt tại các khu dân cư và các khu công nghiệp riêng lẻ.1 So sánh nồng độ ô nhiễm của một số loại nước thải sinh hoạt phổ biến Khu Nhà Khu Nhà ga QCVN 14: Stt Thông số công ga sân dân cư tàu hỏa 2008/BTNMT nghiệp bay 1 pH 7,1 7,3 6,8 7 5-9 2 TSS(mg/l) 220 270 299 250 100 3 TDS(mg/l) 500 530 478 496 1000 4 BOD5(mg/l) 220 400 107 155 50 Tổng chất 5 0,1 0,05 0,0084 0,02 10 HDBM(mg/l) 6 NH4+_N(mg/l) 25 23 184,75 126 10 7 NO3-_N(mg/l) 0,2 0,1 5,44 4,94 50 8 PO43-_P (mg/l) 8 3 2,18 2 10 Dầu mỡ ĐTV 9 100 30 0,052 0,1 20 (mg/l) Coliform 10 1,2x107 1x104 21x106 3,5x106 5000 (MPN/100ml) (Nguồn: Metcalf&Eddy. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. Biến động các chỉ tiêu lý tính và ảnh hưởng tới môi trường Các chỉ tiêu vật lý đánh giá chất lượng thải sinh hoạt như là: Nhiệt độ, mùi vị, màu sắc, độ đục, độ khoáng, hàm lượng chất rắn có trong nước…. + Ảnh hưởng của màu sắc đối với môi trường là: Nước thải thường có màu đen hoặc nâu - Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành.
Nước có màu xanh đậm chứng tỏ trong nước có các chất phú dưỡng hoặc các thực vật nổi phát triển quá mức và sản phẩm phân hủy của thực vật đã chết. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ làm xuất hiện axit humic 4 (mùn) hòa tan làm nước có màu vàng. Nước có màu tác động đến khả năng xuyên qua của ánh sáng mặt trời khi đi qua nước, do đó gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Màu do hóa chất gây nên rất độc hại với sinh vật trong nước.
+ Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với môi trường là: Nhiệt độ của nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết hay môi trường của khu vực. Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lý. Vùng có khí hậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của vi sinh vật và các quá trình phân hủy. Nhưng ở những vùng nhiệt đới nhiệt độ cao của nước sông hồ sẽ làm thay đổi quá trình sinh, hóa, lý học bình thường của hệ sinh thái nước, làm giảm lượng oxy hòa tan vào nước và tăng nhu cầu oxy của cá lên 2 lần.
Một số loài sinh vật không chịu được nhiệt độ cao sẽ chết hoặc di chuyển đi nơi khác, nhưng có một số loài khác lại phát triển mạnh ở nhiệt độ thích hợp. + Ảnh hưởng của độ đục đối với môi trường là: Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giới thủy sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng khả năng quang hợp của các sinh vật tự dưỡng trong nước, gây giảm thẩm mỹ và làm giảm chất lượng của nước khi sử dụng. Vi sinh vật có thể bị hấp phụ bởi các hạt rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn.
Độ đục càng cao nước nhiễm bẩn càng lớn. + Ảnh hưởng của mùi vị đối với môi trường là: Nước sạch là nước không mùi vị. Khi bắt đầu có mùi thì đó là biểu hiển của hiện tượng ô nhiễm. Trong nước thải mùi rất đa dạng tùy thuộc vào lượng và đặc điểm của chất gây ô nhiễm.
Khi nước có mùi hôi thối bốc lên dòng nước đã có dấu hiệu ô nhiễm ảnh hưởng xấu tới đời sống của người dân và khu vực xung quanh. Biến động các chỉ tiêu hóa tính và ảnh hưởng tới môi trường Các chỉ tiêu hóa tính được thể hiện qua các thông số : NH4+, NO3-, H2S, tổng P,… 5 + Ảnh hưởng của NH4+ đối với môi trường là: Bản thân Amoni không quá độc với cơ thể, nhưng nếu tồn tại trong nước với hàm lượng vượt quá tiêu chuẩn cho phép, nó có thể chuyển hóa thành các chất gây ung thư và các bệnh nguy hiểm khác. Các nghiên cứu cho thấy, 1g amoni khi chuyển hóa hết sẽ tạo thành 2,7 g nitrit và 3,65 g nitrat. Trong khi hàm lượng cho phép của nitrit là 0,1 mg/lít và nitrat là 10-50 mg/lít.
Mặt khác, khi nồng độ amoni trong nước cao, rất dễ tạo thành các nitrat (NO 2-), nitrit (NO3-). Trong cơ thể động vật, nitrit và nitrat có thể biến thành N – nitroso – là chất tiền ung thư. Nước nhiễm amoni còn nghiêm trọng hơn nhiễm asen rất nhiều vì amoni dễ dàng chuyển hoá thành chất độc hại, lại khó xử lý. Các hợp chất nito trong nước có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm cho người sử dụng nước.
Khi tác dung với các amin hat alkyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể thạo thành các hợp chất chứa nito gây ung thư. + Ảnh hưởng của H2S đối với môi trường là: H2S là loại khí có mùi trứng thối, nó được tạo ra từ mô thực vật và động vật đang phân hủy. Ở nồng độ cao trong không khí, hydro sunfua là chất độc. Biến động các chỉ tiêu sinh hóa và ảnh hưởng tới môi trường Các chỉ tiêu hóa tính được thể hiện qua các thông số: Coliform, Ecoli,.
+ Ảnh hưởng của Coliform đối với môi trường là: Thông thường của vi khuẩn Coliform có trong phân của người và động vật. Khi chúng hiện diện cho thấy trong môi trường nước nước đã bị ô nhiễm. Coliform có thể gây ra các rối loạn tạo nên chứng tiêu chảy gây mất nước, rối loạn máu, suy thận hay thậm chí là tử vong. Sự nguy hại của loại vi khuẩn này càng nghiêm trọng hơn ở người già và trẻ em do đây là những đối tượng có sức đề kháng yếu.
Hệ thống xử lý nước thải 1. Cơ sở hạ tầng: Cơ sở hạ tầng trong một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt gồm: - Hệ thống bể sẽ bao gồm các bể như sau: 6 Bảng 1.2 Thống kê các loại bể thu gom nước thải STT Hạng mục Kích thước(m) 1 Bể gom nước thải BxLxH = 4,0x5,2x6,0 2 Bể điều hòa DxH = 5,0 x 8,0 3 Bể tăng pH BxLxH = 1,5x2,0x3,5 4 Tháp Stripping DxH = 2,0 x 7,6 5 Bể trung hòa BxLxH = 1,5x2,0x3,5 6 Bể thiếu khí DxH = 5,0x5,5 7 Bể hiếu khí DxH = 3,5x5,0 8 Bể lắng DxH = 2,5x2,8 9 Bể khử trùng BxLxH = 1,8x5,0x1,45 10 Bể chứa bùn DxH = 3,5x3,6 11 Tháp khử mùi DxH = 3x3,5 (Nguồn: Tài liệu hướng dẫn vận hành trạm xử lý nhà ga T1 Cảng hàng không quốc tế Nội Bài) - Hệ thống các bơm sẽ thường sử dụng các bơm, bồn như sau: Bảng 1.1 Các loại bơm nước thải STT Thiết bị Thông số 1 Bơm hố thu gom Lưu lượng Q=25m3/h, H=17m 2 Bơm định lượng hóa chất Lưu lượng Q=100l/h, H=20m 3 Bồn hóa chất( PAC, PAA, Rỉ Dung tích 500l mật, Javel) 4 Máy khuấy hóa chất Công suất P=0,75kW 5 Máy thổi khí bể điều hòa Lưu lượng Q=1m3/ph, H=0,5bar 6 Bơm bùn thải từ các bể xử lý về Lưu lượng Q=10m3/ph, H=10m, bể chứa bùn P=2kW 7 Bơm bể chứa bùn về máy ép bùn Công suất P=1,25kW 8 Bơm tuần hoàn bùn Lưu lượng Q=100m3/ph, H=10m 9 Quạt hút mùi Công suất P=0,8kW 10 Máy ép bùn Dạng băng tải 11 Bơm bể lắng về tháp lọc Công suất P=4kW (Nguồn: Tài liệu hướng dẫn vận hành trạm xử lý nhà ga T1 Cảng hàng không quốc tế Nội Bài) 7 1. Hệ thống hoàn chỉnh: a. Công nghệ sinh học A-O BỂ THU GOM BỂ ĐIỀU HÒA BỂ THIẾU KHÍ Nước Cấp khí tuần BỂ HIẾU KHÍ hoàn Bùn tuần hoàn BỂ LẮNG SINH HỌC BỂ KHỬ TRÙNG BỂ CHỨA BÙN CỘT LỌC THẢI BỎ ĐỊNH KỲ NGUỒN TIẾP NHẬN CỘT B QCVN 14:2008/BTNMT Thuyết minh: Nước thải từ các khu nhà ở được xử lý sơ bộ bằng bể tự hoại rồi mới xả vào cống thoát nước bên ngoài ô đất.
Các tuyến cống thoát nước thải này được đưa tập trung về trạm xử lý nước thải để xử lý. Nước thải được dẫn tập 8 trung về bể thu gom trong đó bố trí rọ chắn rác để loại bỏ cặn rắn có kích thước lớn và cát ra khỏi dòng thải. Nước thải sau đó được bơm sang bể tách dầu mỡ kết hợp lắng cát nhờ 2 con bơm chìm. Tại bể tách dầu mỡ sẽ tiến hành tách riêng mỡ có trong dòng nước thải ra ngoài nhằm loại bỏ triệt để lượng mỡ tránh ảnh hưởng đến các công trình tiếp theo.
Đồng thời còn loại bỏ các hạt cát và cặn lơ lửng trong dòng nước thải nhờ trọng lực, cặn sẽ lắng xuống đáy bể. Toàn bộ lượng bùn cặn tại bể lắng cát sẽ được hút đưa về bể chứa bùn. Ngay đầu bể tách mỡ sẽ bố trí thiết bị lược rác tinh để loại bỏ các loại rác có kích thước bé trước khi đưa nước thải sang bể điều hòa.Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng của nước thải. Bể điều hoà được bố trí một hệ thống sục khí nhằm tạo sự xáo trộn nước thải tránh hiện tượng lắng cặn trong bể này và tạo môi trường đồng nhất cho dòng thải trước khi qua các bước xử lý tiếp theo.