CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHUNG CƯ 1. Nguồn gốc, đặc trưng nước thải chung cư Nước thải từ khu chung cư có thành phần tính chất giống với nước thải sinh hoạt: nước thải từ các phòng, nhà trong khu chung cư, cao ốc: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh. Nước thải sinh hoạt từ các căn hộ, văn phòng cho thuê… Loại nước thải này giàu các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy, giàu nitơ, phospho, hàm lượng COD, BOD, TSS, Coliform cao… Nước thải chung cư chứa các chất thải bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh, các chất thải sinh hoạt: cặn từ việc vệ sinh sàn nhà, nhà bếp.
Chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 – 60% tổng các chất, chất vô cơ chiếm khoảng 40%. Trong nước thải còn chứa nhiều các vi sinh vật gây bệnh như: virut, vi khuẩn, nấm, trứng giun sán,… [1]. Đặc trưng của nước thải khu chung cư thể hiện qua giá trị các chất ô nhiễm có trong nước thải. Căn cứ vào giá trị của các thông số ô nhiễm mà từ đó áp dụng các công nghệ xử lý nước thải khác nhau: Bảng 1.
Đặc trưng nước thải chung cư [2] STT Thông số ô nhiễm Đơn vị Giá trị QCVN 14/2008 – BTNMT, cột B 1 pH - - 5-9 2 BOD5 (200C) mg/L 110 - 400 50 3 TSS mg/L 100 – 350 100 4 TDS mg/L 850 - 1800 1000 5 Amoni (tính theo N) mg/L 25 – 45 10 6 Nitrat (tính theo N) mg/L 20 – 85 50 7 Dầu mỡ mg/L 50 – 200 20 8 Photphat (PO43-) mg/L 8 – 20 10 9 Tổng coliforms MPN/100mL 10000 - 15000 5000 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN - Tel: (024)38681686 - Fax: 2 (024)38693551 Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải và đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại tòa nhà Golden Palace (Mễ Trì, Nam Từ Liêm, Hà Nội)-Trần Văn Quyền-Lớp KTMT1 K58 Nước thải khu chung cư có đặc điểm hàm lượng amoni, nitrat khá cao so với quy chuẩn xả thải. Hàm lượng BOD vượt từ 2 – 4 lần so với giá trị quy chuẩn. Lượng dầu mỡ có trong nước thải vượt khoảng 2 – 10 lần so với giá trị quy chuẩn. Các chất ô nhiễm có trong nước thải chung cư nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận.
Đặc trưng nước thải chung cư [3] STT Thông số Đơn vị Giá trị QCVN 14/2008 – BTNMT, cột B 1 pH - 6,8 5-9 2 BOD5 (200C) mg/L 396 50 3 TSS mg/L 180 100 4 Amoni (tính theo N) mg/L 47,6 10 5 Phosphat (tính theo P) mg/L 12,2 10 6 Tổng coliforms MPN/100 mL 4,8.106 5000 7 Dầu mỡ (mg/L) 65 20 Qua bảng đặc trưng nước thải trên có thể thấy tỉ lệ BOD: COD > 0,5 vì vậy phương pháp xử lý sinh học phù hợp để xử lý nước thải khu chung cư. Hàm lượng nito, photpho vượt không quá cao so với quy chuẩn xả thải. pH của nước thải nằm trong khoảng cho phép của quy chuẩn. Đối với loại nước thải này cần chú ý xử lý hàm lượng BOD.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN - Tel: (024)38681686 - Fax: 3 (024)38693551 Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải và đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại tòa nhà Golden Palace (Mễ Trì, Nam Từ Liêm, Hà Nội)-Trần Văn Quyền-Lớp KTMT1 K58 Bảng 1. Đặc trưng nước thải tòa nhà [4] STT Thông số Đơn vị Giá trị QCVN 14/2008 – BTNMT, cột B 1 pH - 5 – 7,5 5-9 2 COD mg/L 360 – 432 - 3 BOD5 mg/L 292 – 350 50 4 SS mg/L 100 – 150 100 5 NO3- mg/L 50 – 61 50 6 Photphat mg/L 10 – 18 10 7 Coliforms MPN/100mL 106 5000 Có thể thấy hàm lượng BOD vượt xa quy chuẩn cho phép (gấp 6 – 7 lần). Hàm lượng SS, NO3-, photphat vượt không nhiều. Tuy nhiên, thông số coliforms vượt xa so với quy chuẩn.
Vì vây, đối với loại nước thải này cần chú ý loại bỏ coliforms trong nước. Qua những bảng thống kê chất lượng nước thải ở trên có thể rút ra tính chất đặc trưng của nước thải chung cư. Thông thường, nước thải khu chung cư có pH nằm trong khoảng cho phép của quy chuẩn xả thải, pH của nước thải thích hợp cho các quá trình xử lý sinh học (6,5 – 8,5). Tỉ lệ BOD/COD ≥ 0,5, vì vậy có thể áp dụng phương pháp xử lý sinh học cho loại nước thải này.
Loại nước thải này chứa nhiều các vi khuẩn có hại, nên cần có hệ thống khử trùng để loại bỏ chúng. Hàm lượng amoni, nitrat trong nước thải thường cao hơn nhiều so với quy chuẩn, vì vậy cần xử lý triệt để các hợp chất có chứa nito đảm bảo chất lượng nước khi xả thải. Photpho trong nước thải thường không vượt quá cao so với quy chuẩn cho phép, vì vậy trong quá trình xử lý nước thải các hợp chất của photpho sẽ được vi sinh vật sử dụng. Điều đó, giúp cho hàm lượng photpho trong nước thải đạt được so với quy chuẩn.
Tác động của nước thải chung cư đến môi trường xung quanh Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN - Tel: (024)38681686 - Fax: 4 (024)38693551 Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải và đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại tòa nhà Golden Palace (Mễ Trì, Nam Từ Liêm, Hà Nội)-Trần Văn Quyền-Lớp KTMT1 K58 Nước thải chung cư có lưu lượng lớn, hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học khá cao. Các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (BOD) khi tồn tại trong nước với nồng độ lớn là nguồn cơ chất cho vi sinh vật phát triển. Khi các hợp chất này có mặt trong nguồn tiếp nhận, các vi sinh vật hiếu khí trong môi trường phát triển và hoạt động, tiêu thụ oxy hòa tan trong nước, với mật độ cao gây đục nước. Sau đó, khi đã sử dụng hết oxy hòa tan trong nước, chúng sẽ chết và lắng xuống lớp bùn đáy.
Trong điều kiện thiếu oxy, vi sinh vật yếm khí phát triển tạo ra nhiều hợp chất gây ô nhiễm môi trường (H2S, CH4, axit hữu cơ dễ bay hơi). Các hợp chất chứa nito, photpho là thành phần dinh dưỡng đối với các vi sinh vật, là đối tượng gây ô nhiễm cho môi trường nước. Trong nguồn tiếp nhận giàu chất dinh dưỡng (N, P) xảy ra hiện tượng tảo, thực vật thủy sinh phát triển mạnh mẽ. Tảo phát triển nhanh dẫn tới quá trình quang hợp diễn ra mãnh liệt.
Tảo quang hợp hấp thụ khí CO2 hoặc bicacbonat (HCO3-) trong nước và nhả ra khí oxy dẫn tới pH của nước tăng, pH của nước có thể đạt giá trị trên 10 vào cuối buổi chiều. Vào ban đêm, quá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ, tảo sử dụng oxy trong nước gây ra tình trạng thiếu oxy trong nước, làm giảm pH trong nước đến mức có thể thấp hơn 5,5. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phú dưỡng. Trong môi trường phú dưỡng, điều kiện pH và oxy hòa tan không ổn định làm kìm hãm hoặc gây chết cho các loài thủy động vật sống trong nước.
Chu kì sống của tảo có giới hạn, sau khi phát triển nhanh (hiện tượng tảo nở hoa) tảo chết, lắng xuống đáy. Lúc này, xảy ra quá trình phân hủy hiếu khí, vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan trong nước. Khi nguồn oxy hòa tan trong nước không đủ đáp ứng cho quá trình phân hủy hiếu khí sẽ xảy ra quá trình phân hủy yếm khí tạo ra các hợp chất gây ô nhiễm môi trường. Khi thải 1 kg nito dưới dạng hợp chất hóa học vào môi trường nước sẽ sinh ra 20 kg COD, 1 kg photpho sinh ra 138 kg COD dưới dạng tảo chết [5].
Nước thải khu chung cư nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường. Nước thải ngấm vào đất gây ô nhiễm môi trường đất, tác động xấu đến nguồn nước ngầm. Gây ô nhiễm môi trường không khí xung quanh khi tạo ra các chất khí độc hai. Chính vì vậy, việc xử lý nước thải khu chung cư là vấn đề cần thiết để giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Một số công nghệ xử lý nước thải chung cư hiện nay Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN - Tel: (024)38681686 - Fax: 5 (024)38693551 Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải và đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại tòa nhà Golden Palace (Mễ Trì, Nam Từ Liêm, Hà Nội)-Trần Văn Quyền-Lớp KTMT1 K58 Với đặc trưng nước thải như trên, dưới đây trình bày một số công nghệ xử lý đang được áp dụng. Nước thải sinh hoạt Nhà ăn Bể tách mỡ Bể điều hòa Máy thổi khí Bể anoxic Bể sinh học hiếu khí Bể phân hủy Bể lắng 2 bùn Hóa chất Khử trùng khử trùng lọc áp lực Thu gom định kỳ Nước thải đạt QCVN14 :2008/ BTNMT-Cột B Chú thích: Đường nước : Đường tuần hoàn : Đường khí : Đường hóa chất : Đường bùn : Hình 1. Công nghệ xử lý nước thải chung cư [6]. Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN - Tel: (024)38681686 - Fax: 6 (024)38693551 Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải và đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại tòa nhà Golden Palace (Mễ Trì, Nam Từ Liêm, Hà Nội)-Trần Văn Quyền-Lớp KTMT1 K58 Ngoài ra, một số công nghệ xử lý khác cũng được áp dụng để xử lý nước thải khu chung cư.
Nước thải WC Nước thải sinh hoạt Hầm tự hoại Hầm tiếp nhận Bể tách dầu mỡ Bể điều hòa Phèn nhôm Bể keo tụ tạo bông Máy thổi khí Bể lắng 1 Bể MBR Bể chứa bùn Nước thải đạt QCVN Xử lý bùn 14/2008-BTNMT, cột B Chú thích: Đường nước : Đường khí : Đường bùn : Đường hóa chất : Hình 1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chung cư [7].2 thể hiện công nghệ xử lý nước thải được mô tả như sau: Nước thải từ WC được đưa vào bể tự hoại trước khi đưa đến hệ thống xử lý nước thải tập trung. Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN - Tel: (024)38681686 - Fax: 7 (024)38693551 Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải và đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại tòa nhà Golden Palace (Mễ Trì, Nam Từ Liêm, Hà Nội)-Trần Văn Quyền-Lớp KTMT1 K58 Nước thải sinh hoạt được đưa qua bể tách dầu mỡ để loại bỏ dầu mỡ phát sinh từ nhà bếp tránh gây tắc nghẽn bơm. Hầm tiếp nhận thu gom nước thải từ hai nguồn trên.
Nước thải từ hầm tiếp nhận được bơm vào bể điều hòa. Tại bể điều hòa có lắp đặt hệ thống sục khí để đảo trộn nước thải.