MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Công nghiệp giấy chiếm một vai trò khá quan trọng ở nước ta. Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp dịch vụ khác thì nhu cầu của các sản phẩm giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích đạt được to lớn về kinh tế xã hội ngành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải được giải quyết, đặc biệt là nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất bột giấy đây là loại nước rất khó xử lý.
Hiện nay có khoảng 90 nhà máy giấy đang hoạt động trong cả nước. Nước thải của ngành công nghiệp giấy thường có độ pH trung bình 9-11, hàm lượng BOD5, COD, SS cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Đặc biệt là nước thải có lignin (dịch đen), phẩm màu, xút, các chất đa vòng thơm clo hóa là những hợp chất có độc tính sinh thái cao và có nguy cơ gây ung thư, rất khó phân hủy trong môi trường. Sông là một trong những tài nguyên quan trọng, là cái nôi của sự hình thành các nền văn minh nhân loại.
Nhưng hiện nay tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở các lưu vực sông nói chung và sông Cầu nói riêng đang là vấn đề cấp bách mà Đảng và Nhà nước quan tâm. Trong khi đó sông Cầu lại là nơi tiếp nhận nước thải của Công ty CP giấy Hoàng Văn Thụ, ngoài mục đích sử dụng cho sản xuất nông nghiệp và các hoạt động kinh tế, xã hội khác, nước sông Cầu còn phục vụ cho mục đích sinh hoạt. Vì vậy nhất thiết Công ty CP giấy Hoàng Văn Thụ phải xử lý triệt để nước thải của mình trước khi thải ra môi trường, đảm bảo nước thải phải đáp ứng được tiêu chuẩn quy định tại các tiêu chuẩn quy chuẩn về nước thải hiện hành trước khi thải ra môi trường. Chính vì thế, việc tìm kiếm những giải pháp thích hợp nhằm kiểm soát, hạn chế và xử lý ô nhiễm là vấn đề đang được quan tâm.
Và một trong những biện pháp xử lý môi trường có hiệu quả là biện pháp sinh học, trong đó có biện pháp xử lý bằng thực vật thủy sinh. Đây là một biện pháp đã và đang được áp dụng ở nhiều nơi trên thế giới là một trong những biện pháp xử lý môi trường nước thải thân thiện với môi trường, có hiệu quả kinh tế cao, giá n 2 thành xử lý thấp và thao tác tiến hành đơn giản dễ áp dụng, cải tạo cảnh quan môi trường. Mặt khác Việt Nam là nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm rất thích hợp cho sự phát triển của các loại thực vật thủy sinh. Xuất phát từ thực tiễn này, được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và cô giáo hướng dẫn đề tài tốt nghiệp Th.S Trần Thị Phả, em tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ bằng thực vật thủy sinh”.
Mục đích của đề tài - Đánh giá chất lượng nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ tại thành phố Thái Nguyên. - Nghiên cứu xây dựng giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải do sản xuất giấy bằng thực vật thủy sinh. - Đánh giá được hiệu quả xử lý nước thải của thực vật thủy sinh. Yêu cầu của đề tài - Thông tin và số liệu thu thập được phải chính xác, trung thực, khách quan.
- Phải phân tích các chỉ tiêu để so sánh được khả năng xử lý nước thải của các loài thực vật thủy sinh khác nhau và so với không sử dụng thực vật thủy sinh. - Các kết quả phân tích thông số môi trường phải được so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường Việt Nam. - Giải pháp kiến nghị đưa ra phải thực tế và khả thi. Ý nghĩa của đề tài 1.
Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Áp dụng kiến thức đã học của nhà trường vào thực tế. - Nâng cao kiến thức thực tế. - Tích luỹ kinh nghiệm cho công việc sau khi ra trường. - Bổ sung tư liệu cho học tập.
Ý nghĩa thực tiễn - Biết được khả năng sinh trưởng của cây bèo tây, bèo cái, rau ngổ trong môi trường nước thải. - Cơ sở cho việc lựa chọn loài thực vật có khả năng áp dụng tốt nhất trong công cuộc bảo vệ tài nguyên và môi trường, thông qua đó đưa ra mô hình ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn. n 3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở pháp lý Công tác quản lý nhà nước về môi trường phải được dựa trên văn bản pháp luật, pháp quy của các cơ quan quản lý nhà nước từ năm 1993 đến nay đã có các văn bản chính sau trong lĩnh vực quản lý nhà nước về môi trường (BVMT).
- Luật bảo vệ môi trường 1993. - Luật Bảo vệ môi trường 2005. - Nghị định của Chính Phủ số 80/2006/NĐ-CP ngày 09 tháng 08 năm 2006 về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật bảo vệ môi trường. - Nghị định số 81/2006/NĐ-CP ngày 9/8/2006 của Chính Phủ về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.
- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của Chính phủ về sửa đổi bổ sung một số điều của Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính Phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật BVMT 2005. - Thông tư số 125/2003TTLT-BTC-BTNMT V/v hướng dẫn thực hiện nghị định số 67/2013/NĐ-CP ngày 13 tháng 6 năm 2003 của Chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. - Nghị quyết số 41/NQ-TW của Bộ Chính trị về Bảo Vệ Môi Trường trong thời kì đẩy mạng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. - Nghị quyết liên tịch số 01/2005 NQLT- HPN- BTNMT ngày 07/01/2005 về việc phối hợp hành động bảo vệ môi trường phục vụ phát triển bền vững.
- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT Về việc bắt buộc áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường. - QCVN 12:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy. n 4 - QCVN 40:2011-BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. Một số khái niệm cơ bản * Môi trường: Trong Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam khóa XI, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29 tháng 11 năm 2005 định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật” [10].
* Ô nhiễm môi trường: Theo điều 6 Luật bảo vệ môi trường Việt Nam 2005: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật” [10]. * Ô nhiễm môi trường nước: Là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng được cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật [10]. Nước trong tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: Nước ngầm, nước ở các sông hồ, tồn tại ở thế hơi trong không khí… Nước bị ô nhiễm nghĩa là thành phần của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên. Nước ô nhiễm thường khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu.
* Nước thải công nghiệp là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động sản xuất Trong quá trình công nghệ các nguồn nước thải được phân chia thành: Nước hình thành do các phản ứng hóa học tách ra trong quá trình chế biến Nước rửa nguyên liệu, sản phẩm thiết bị Nước hấp thụ, nước làm nguội. * Tiêu chuẩn môi trường: Luật bảo vệ môi trường 2005: “Là giới hạn cho phép của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường” [10]. Một số thông số nghiên cứu trong nước thải và các phương pháp xử lý nước thải 2. Các thông số nghiên cứu trong nước thải + Độ pH: là một trong những chỉ tiêu cần kiểm tra đối với chất lượng nước cấp và nước thải.
Giá trị pH cho phép xác định xử lý nước theo phương pháp thích hợp hoặc điều chỉnh lượng hóa chất trong quá trình xử lý nước đông tụ hóa học khử trùng hoặc trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Sự thay đổi pH trong nước có thể dẫn tới những thay đổi về thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc kết tủa, hoặc thúc đẩy hay ngăn chặn những phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nước [7]. + Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand): Là lượng oxy thể hiện bằng gam hoặc miligam O2 trên một đơn vị thể tích cần cho vi sinh vật tiêu thụ để oxy hóa sinh học các chất hữu cơ ở điều kiện nhiệt độ và thời gian xác định. Giá trị BOD phản ánh lượng các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học có trong mẫu nước.
Thông số BOD có tần quan trọng thực tế: BOD là cơ sở để thiết kế vận hành trạm xử lý nước thải, BOD còn là thông số cơ bản để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước. Giá trị BOD càng lớn nghĩa là mức độ ô nhiễm hữu cơ càng cao. Giá trị BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian nên để xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện chuẩn, thường ở nhiệt độ 200C [7]. + Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) Chỉ số COD trong kiểm soát nước ô nhiễm là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O.
COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxy hóa bằng hóa học. Trong thực tế COD được dùng rộng rãi để đặc trưng cho mức độ các chất hữu cơ trong nước ô nhiễm. Chỉ số COD có giá trị cao hơn BOD vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng vi sinh vật [7]. + Hàm lượng photpho tổng Hợp chất photpho trong nước tồn tại dưới các dạng H2PO-4, HPO42-, PO43- và các polyphosphate như Na3(PO3)6 và phosphor hữu cơ.
Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước, gây ô nhiễm và thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực.