CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1. Khái niệm nước thải sinh hoạt [1] Theo Quy Chuẩn Việt Nam QCVN 14:2008/BTNMT: Nước thải sinh hoạt là nước thải của hoạt động sinh hoạt từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. Lưu lượng nước thải sinh hoạt [2] Nước thải sinh hoạt thường chiếm từ 65% đến 90% lượng nước cấp đi qua đồng hồ các hộ dân, cơ quan, trường học, khu thương mại… 65% áp dụng cho nơi khô nóng, nước cấp dùng cho cả việc tưới cây cỏ. Lượng phát sinh nước thải sinh hoạt rất lớn, tùy thuộc vào mức thu nhập, thói quen của người dân và điều kiện khí hậu mà có lượng nước thải phái sinh khác nhau.
Sự khác nhau về tiêu chuẩn cấp nước giữa các khu vực ở Việt Nam được nêu trong bảng sau: Bảng 1.1: Tiêu chuẩn cấp nước tại Việt Nam (đơn vị: l/người.ngày đêm) Giai đoạn STT Đối tượng cấp nước 2010 2020 1 Đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I, khu du lịch: - Nội đô 165 200 - Ngoại đô 120 150 2 Đô thị loại II, đô thị loại III: - Nội đô 120 150 - Ngoại đô 80 100 3 Đô thị loại IV, đô thị loại V, điểm dân cư nông thôn 60 100 Nguồn: TCXDVN 33:2006 Khúc Việt Đức – MT1301 Trang 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp 1. Thành phần nước thải sinh hoạt [5] Nước thải sinh hoạt chứa rất nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Thành phần nước thải sinh hoạt tương đối ổn định và phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm của hệ thống thoát nước, điều kiện trang thiết bị vệ sinh… Bảng 1.2: Thành phần nước thải sinh hoạt Mức độ ô nhiễm Chỉ tiêu Đơn vị Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn (TS) mg/l 1000 500 200 - Chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 700 350 120 - Chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 300 150 80 BOD5 mg/l 300 200 100 COD mg/l 1500 500 250 Tổng Nitơ mg/l 85 50 25 - Nitơ hữu cơ mg/l 35 20 10 - Amoni mg/l 50 30 15 - Nitrit mg/l 0,1 0,05 0 - Nitrat mg/l 0,4 0,2 0,1 Clorua mg/l 175 100 15 Độ kiềm mgCaCO3/l 200 100 50 Tổng chất béo mg/l 40 20 0 Tổng Photpho mg/l 8 Nguồn: Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga, 2000 Khúc Việt Đức – MT1301 Trang 3 Khóa Luận Tốt Nghiệp 1. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt [5,6] 1.
Tổng chất rắn (TS) Tổng các chất rắn có thể chia ra làm hai thành phần: Chất rắn lơ lửng (có thể lọc được, TSS) và chất rắn hòa tan (không lọc được, TDS). Tổng các chất rắn (Total solid, TS) trong nước thải là phần còn lại sau khi đã cho nước thải bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ từ 103 - 105oC. Các chất bay hơi ở nhiệt độ này không được coi là chất rắn. Tổng các chất rắn được biểu thị bằng đơn vị mg/l.
Trong nước thải sinh hoạt có khoảng 40 – 65% chất rắn nằm ở trạng thái lơ lửng. Mùi Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng. Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu, nhưng một loạt các hợp chất gây mùi khó chịu sẽ tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới các điều kiện yếm khí, hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là hydrosulfua (H2S – mùi trứng thối), hợp chất khác, chẳng hạn như: Indol, skatol, cadaverin. được tạo dưới các điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn H2S.
Độ màu Độ màu của nước thải là do chất mùn, các chất hòa tan, chất dạng keo hoặc do thực vật thối rữa, sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn… Nó có thể làm cản trở khả năng khuếch tán của ánh sáng vào nguồn nước gây ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của hệ thủy sinh thực vật. Độ màu còn làm mất vẻ mỹ quan của nguồn nước nên rất dễ bị sự phản ứng của cộng đồng lân cận. Khúc Việt Đức – MT1301 Trang 4 Khóa Luận Tốt Nghiệp 4. Độ đục của nước thải là do các chất lơ lửng và các chất dạng keo chứa trong nước thải tạo nên.
Đơn vị đo độ đục thông dụng là NTU 5. Nhiệt độ Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nhiệt độ của nước cấp do việc xả ra các dòng nước nóng hoặc ấm từ các hoạt động sinh hoạt, thương mại. và nhiệt độ của nước thải thường thấp hơn nhiệt độ không khí. Nhiệt độ của nước thải là một trong những thông số quan trọng bởi vì phần lớn các sơ đồ xử lý nước đều ứng dụng quá trình xử lý sinh học mà quá trình đó thường bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiệt độ.
Nhiêt độ của nước thải ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh vật, sự hòa tan oxy trong nước. pH pH của nước thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý. Các công trình xử lý nước thải áp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong giới hạn từ 7 - 7,6. Như chúng ta đã biết môi trường thuận lợi nhất để vi khuẩn phát triển là môi trường có pH từ 7 - 8.
Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH hoạt động khác nhau. Ngoài ra pH còn ảnh hưởng đến quá trình tạo bông cặn của các bể lắng bằng cách tạo bông cặn bằng phèn nhôm. Nước thải sinh hoạt có pH dao động trong khoảng 6,9 – 7,8 7. Nhu cầu oxy sinh hóa ( Biochemical Oxygen Demand, BOD) Nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ trong một khoảng thời gian xác định và được ký hiệu bằng BOD, với đơn vị tính là mg/l.
Chỉ tiêu BOD phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải, giá trị BOD càng lớn thì nước thải bị ô nhiễm càng cao. Đối với nước thải sinh hoạt thì giá trị này thường dao động trong khoảng 100 – 350 mg/l. Khúc Việt Đức – MT1301 Trang 5 Khóa Luận Tốt Nghiệp Thời gian cần thiết để các vi sinh vật oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ có thể kéo dài đến vài chục ngày tùy thuộc vào tính chất của nước thải, nhiệt độ và khả năng phân hủy các chất hữu cơ của hệ vi sinh vật trong nước thải. Để chuẩn hóa các số liệu người ta thường báo cáo kết quả dưới dạng BOD5 (BOD trong 5 ngày ở 20oC).
Mức độ oxy hóa các chất hữu cơ không đều theo thời gian. Thời gian đầu, quá trình oxy hóa xảy ra với cường độ mạnh hơn và sau đó giảm dần 8. Nhu cầu oxy hóa học ( Chemical Oxygen Demand, COD) COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa chất hữu cơ thành CO2 và H2O dưới tác dụng của các chất oxy hóa mạnh, với đơn vị tính là mg/l. Chỉ tiêu COD được dùng để xác định hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp, giá trị COD trong nước thải sinh hoạt thường dao động trong khoảng 210 – 740 mg/l.
Oxy hòa tan ( Dissolved oxygen, DO) Oxy hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí, đơn vị tính là mg/l. Lượng oxy hòa tan trong nước thải ban đầu dẫn vào trạm xử lý thường bằng không hoặc rất nhỏ. Trong khi đó, đối với các công trình xử lý sinh học hiếu khí thì lượng oxy hòa tan cần thiết không nhỏ hơn 2mg/l. Chất hoạt động bề mặt.
Chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước, tạo nên sự hòa tan của các chất đó trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt. Sự có mặt của chất hoạt động bề mặt trong nước thải ảnh hưởng đến tất cả các giai đoạn xử lý, các chất này làm cản trở quá trình lắng và các hạt lơ lửng, tạo nên Khúc Việt Đức – MT1301 Trang 6 Khóa Luận Tốt Nghiệp hiện tượng sủi bọt trong các công trình xử lý, kìm hãm các quá trình xử lý sinh học. Nitơ Nitơ có trong nước thải ở dạng các liên kết ở dạng vô cơ và hữu cơ.
Trong đó nước thải sinh hoạt, phần lớn là liên kết hữu cơ là các chất có nguồn gốc protit, thực phẩm dư thừa. Còn các Nitơ trong các liên kết vô cơ gồm các dạng khử NH4+, NH3 và các dạng oxy hóa: NO2- và NO3-. Tuy nhiên trong nước thải chưa xử lý, về nguyên tắc thường không có NO2- và NO3-. Photpho Photpho la một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật.
Photpho và các hợp chất chứa Photpho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều của các chất này kích thích sự phát triển của tảo và vi khuẩn lam. Hợp chất photphat tìm thấy trong nước thải sinh hoạt thường phát sinh từ: phân bón, chất thải của người và động vật, các hóa chất tẩy rửa và làm sạch. Vi khuẩn và sinh vật khác Các vi sinh vật hiện diện trong nước thải sinh hoạt bao gồm các vi khuẩn (Coliform, Streptococcus…), vi rút, nấm, tảo (tảo lục lam Anabaena, Microcystis aeruginosa…), động vật nguyên sinh, các loài động và thực vật bậc cao. Mức độ nhiễm bẩn vi sinh vật của nguồn nước phụ thuộc nhiều vào tình trạng vệ sinh trong khu dân cư và nhất là các bệnh viện.
Đối với nước thải bệnh viện, bắt buộc phải xử lý cục bộ trước khi xả vào hệ thống thoát nước chunghoặc trước khi xả vào sông hồ. Nguồn nước bị nhiễm bẩn sinh học nếu số lượng vi khuẩn gây bệnh đủ cao thì nguồn nước này cũng không thể dùng cho mục đích giải trí hay nuôi trồng thủy sản được vì nó là ký chủ trung gian của các ký sinh trùng gây bệnh. Khúc Việt Đức – MT1301 Trang 7 Khóa Luận Tốt Nghiệp 1. Tác động của nước thải sinh hoạt tới môi trường và con người [1] Tác hại của nước thải sinh hoạt đến môi trường là do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra.
COD, BOD: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3,CH4,.
