CHƯƠNG I. Tổng quan về nước thải tòa nhà 1. Đặc tính nước thải tòa nhà Tòa nhà chủ yếu vẫn bao gồm các căn hộ phục vụ sinh sống cho người dân. Ngoài ra một số khu cao cấp còn kinh doanh trung tâm thương mại, nhà hàng, cho thuê kiot,… vì vậy nước thải của tòa nhà chủ yếu là nước thải sinh hoạt.
Nước thải sinh hoạt chia ra làm hai loại nước thải: nước thải đen và nước thải xám. Nước thải đen là phân và nước thải từ nhà vệ sinh, nước thải xám bao gồm nước thải từ nhà tắm, máy giặt; nước thải từ khu nhà bếp, nấu ăn. Đặc tính của Nước thải sinh hoạt là có chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong Nước thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như: protein (40 - 50%), hydratcacbon (40 - 50%), chất béo (5 - 10%), nồng độ chất hữu cơ trong Nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 - 450mg/l.
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn có thể tính bằng 90% - 100% lượng nước được cấp [8]. Lưu lượng và thành phần nước thải sinh hoạt tại tòa nhà phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố như: - Nhu cầu sử dụng nước cho ăn uống, sinh hoạt của Tòa nhà. - Số lượng người, hộ gia đình sinh hoạt tại Tòa nhà. - Chế độ thải nước: chính là chế độ sinh hoạt, tức là chế độ thải nước không đồng đều trong 1 ngày đêm.
- Chất lượng nước thải: Cũng giống độ chế độ thải nước, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải cũng không đồng đều trong 1 ngày đêm. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tiêu chuẩn nước cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt và các nhu cầu khác tính theo đầu người đối với các điểm dân cư Giai đoạn STT Đối tượng dùng nước và thành phần cấp nước 2010 2020 I. Đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I, khu du lịch, nghỉ mát a) Nước sinh hoạt: - Tiêu chuẩn cấp nước (l/người.ngày): + Nội đô 165 200 + Ngoại vi 120 150 - Tỷ lệ dân số được cấp nước(%): + Nội đô 85 99 + Ngoại vi 80 95 b) Tỷ lệ dân số được cấp nước (tưới cây, rửa đường, 10 10 cứu hoả,…); Tính theo % của (a) c) Nước cho công nghiệp dịch vụ trong đô thị; Tính 10 10 theo % của(a) d) Nước khu công nghiệp 22÷45 22÷45 e) Nước thất thoát; Tính theo % của (a+b+c+d) <25 <20 f) Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước; 7÷10 5÷8 Tính theo % của (a+b+c+d+e) II.
Đô thị loại II, đô thị loại III a) Nước sinh hoạt: - Tiêu chuẩn cấp nước (l/người.ngày): + Nội đô 120 150 + Ngoại vi 80 100 - Tỷ lệ dân số được cấp nước (%): + Nội đô 85 99 + Ngoại vi 75 90 b) Nước phục vụ công cộng (tưới cây, rửa đường, cứu 10 10 hoả,…); Tính theo % của (a) c) Nước cho công nghiệp dịch vụ trong đô thị; Tính 10 10 theo % của (a) d) Nước khu công nghiệp 22÷45 22÷45 e) Nước thất thoát: Tính theo % của (a+b+c+d) <25 <20 f) Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước; 8÷10 7÷8 Tính theo % của (a+b+c+d+e) (Nguồn: TCXDVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế) 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đối với Việt Nam tiêu chuẩn cấp nước cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt và các nhu cầu khác tính theo đầu người cho: - Các đô thị lớn ở mức 150-200 l/người.ngày, - Đô thị loại II, loại III ở mức 100-150 l/người.ngày, - Vùng nông thôn ở mức 100 l/người. Có thể ước tính đến 90% - 100% lượng nước cấp cho sinh hoạt trở thành nước thải sinh hoạt [8]. Đặc tính của nước thải sinh hoạt: Đặc điểm hóa lý của nước thải sinh hoạt: Nước thải thường được đặc trưng bởi màu xám, mùi hôi, hàm lượng chất rắn khoảng 0,1% và nước là 99,9%. Chất rắn gồm chất rắn lơ lửng (khoảng 30%) và chất rắn hoà tan (khoảng 70%).
Chất rắn hoà ran có thể được loại bỏ bằng quá trình hoá học và sinh học. Về mặt hoá học, nước thải thì bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ và nhiều khí hòa tan khác. Các hợp chất hữu cơ có thể gồm cacbonhydrat, prôtêin, chất béo, mỡ, chất hoạt động bề mặt, dầu khoáng,. Các hợp chất vô cơ có thể gồm nitơ, phốtpho, pH, sunfua, Clo, kiềm, hợp chất độc.
Đặc điểm về vi sinh vật trong nước thải sinh hoạt: Về mặt sinh học, nước thải bao gồm nhiều loại vi sinh vật nhưng một trong những loại được quan tâm là nguyên sinh vật, thực vật, nguyên sinh động vật. Nhóm nguyên sinh vật bao gồm vi khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh và tảo. Nhóm thực vật bao gồm dương xỉ, rong, rêu, hạt giống cây,. Các loài không xương sống và có xương sống được xếp trong nhóm động vật.
Đối với quá trình xử lý nước thải các tác nhân sinh học đóng vai trò quan trọng nhất là nhóm nguyên sinh vật đặc biệt là vi khuẩn, vi nấm, nguyên sinh động vật và tảo. Mặc dù vậy, nước thải bao gồm nhiều vi sinh vật gây bệnh được phát sinh từ con người, những người bị lây nhiễm bệnh hay những người mang mầm bệnh đặc biệt. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt Khối lượng Vi sinh TT Chất ô nhiễm (g/người.
Một số chỉ tiêu ô nhiễm chủ yếu của nước thải sinh hoạt: Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) Chỉ tiêu này cho biết số lượng ôxy tiêu thụ bởi các vi sinh vật hiếu khí tồn tại trong nước thải. Theo quy ước việc đo chỉ tiêu này được thực hiện ở điều kiện 20 oC trong 5 ngày, vì vậy nó được gọi là BOD5 thay cho tổng nhu cầu ôxy sinh hóa theo lý thuyết BOD. Thông thường các chất hữu cơ cacbon bị ôxy hóa nhanh hơn so với các hợp chất nitơ, như vậy giá trị BOD5 chủ yếu biểu thị lượng các hợp chất cacbon dễ phân hủy. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng BOD5 đôi lúc cũng bao hàm cả lượng oxy đối với NH3-N và chất vô cơ dễ oxy hoá như sunphít và muối sắt.
Nhu cầu ôxy hóa học (COD) COD biểu thị lượng ôxy tương đương của các thành phần hữu cơ có trong nước thải có thể bị ôxy hóa bởi các chất ôxy hóa hóa học mạnh. Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của nguồn thải, thông thường COD liên quan đến BOD, cacbon hữu cơ và các chất hữu cơ trong nước thải. Hiện nay có 2 phương pháp đo COD thông dụng là dùng KMnO4 làm chất ôxy hóa cho giá trị COD và chất ôxy hóa K2Cr2O7 cho giá trị CODCr. Mối liên hệ giữa các chỉ số này và BOD được biểu diễn trên.
6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hàm lượng chất rắn Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng nhất của nước thải. Nó bao gồm các chất rắn không tan lơ lửng- chất rắn lơ lửng, chất keo và chất hòa tan. + Chất rắn lơ lửng: có kích thước hạt > 10-4mm có thể lắng được và không lắng được. Nó được xác định bằng cách cho nước thải thấm qua giấy lọc tiêu chuẩn với kích thước lỗ khoảng 1,2 µm.
Gạn lấy lượng cặn đọng lại trên giấy thấm, đem sấy ở nhiệt độ 1050C cho đến khi trọng lượng không đổi. + Chất rắn lơ lửng lắng được là chất rắn có khả năng lắng tạo lớp cặn khi để nước thải lắng yên trong ống nghiệm với thời gian 2h. + Cặn hoà tan: có kích thước rất nhỏ < 10-6mm. Các hợp chất của nitơ Trong nước thải nitơ tồn tại ở dạng NO3-, NO2-, NH4+, và nitơ hữu cơ.
Các hợp chất này có thể sinh hóa từ dạng này sang dạng khác và là các cấu thành của chu trình chuyển hoá nitơ. Nitơ hữu cơ được định nghĩa là nitơ liên kết hữu cơ ở trạng thái ôxy hóa hóa trị -3. Như vậy, trong khái niệm này không bao gồm tất cả các hợp chất hữu cơ của nitơ có trong nước thải. Nitơ hữu cơ bao gồm các hợp chất hữu cơ như protein, chuỗi axit amin (peptides), axit nucleic, urê và một loạt các hợp chất hữu cơ tổng hợp khác.
Hàm lượng của nitơ hữu cơ trong nước thải sinh hoạt có thể đạt tới trên 20 mg/l. Hàm lượng NO3- cao có thể gây ra bệnh methemoglobinemia ở trẻ em. Với trạng thái ôxy hóa trung gian của NH4+ và NO3-, NO2- là tác nhân thực chất gây bệnh methemoglobinemia. Axit nitơ tạo thành từ nitơrit trong môi trường axit có thể phản ứng với một số amin (RR’NH) sinh ra hợp chất nitơ-amin (RR’N- NO).
Nhiều hợp chất trong số này là các tác nhân gây bệnh ung thư. Amonia trong nước thải có thể sinh ra do quá trình khử amin của một số hợp chất nitơ hữu cơ hoặc thủy phân của urê. Các hợp chất của phốt pho Phốt pho tồn tại trong nước thải thường tồn tại ở các dạng orthophotphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-, H3PO4) hay polyphôtphat [Na3(PO3)6] và phốtphát hữu cơ. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nước thải sinh hoạt chứa chủ yếu polyphôtphat từ các chất tẩy rửa, và phốt phát hữu cơ từ chất thải của người và các thức ăn thừa.
Ngày nay người ta quan tâm nhiều hơn đến việc kiểm soát hàm lượng các hợp chất phôtpho trong nước mặt, trong nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp thải vào nguồn nước. Vì nguyên tố này là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự phát triển ''bùng nổ'' của tảo ở một số nguồn nước mặt. Oxy hòa tan Oxy thường có độ hòa tan thấp, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, nồng độ muối có trong nước thải. Trong quá trình xử lý, các VSV tiêu thụ oxy hòa tan để oxi hóa sinh hóa, đồng hóa chất dinh dưỡng và chất nền (BOD, N, P) cần thiết cho sự sống, sinh sản và tăng trưởng của VSV.
Chỉ tiêu nồng độ oxy hòa tan đảm bảo cho quá trình xử lý hiếu khí là 1,5-2mg/l. Tổng vi khuẩn nhóm Coliform Nhóm vi khuẩn coliform bao gồm các vi khuẩn hiếu khí, yếm khí, gram âm, dạng không bào tử, và vi khuẩn que có thể lên men lactoza tạo khí và axit trong thời gian 48 giờ ở nhiệt độ 35oC. Có nhiều biện pháp đếm lượng vi khuẩn nhóm coliform tồn tại trong nước thải, một trong những phương pháp thông dụng nhất là lên men hệ thống ống. Kết quả kiểm tra các ống nhắc lại và ống pha loãng được biểu diễn bằng số lượng có khả năng lớn nhất (Most Probable Number - MPN) của các sinh vật trong nước thải.