Đặt vấn đề Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường nông thôn đang là một vấn đề rất nóng hổi cần được giải quyết. Tình trạng ô nhiễm môi trường chủ yếu là do nước thải và rác thải đang được xả bừa bãi vào các nguồn nước nói riêng và môi trường nói chung mà không qua một công đoạn xử lý nào cả. Một trong nguồn thải góp phần tích cực vào quá trình nhiễm bẩn các thủy vực tại khu vực nông thôn là nước thải từ các nhà vệ sinh tự hoại của người dân. Mặc dù trong nước thải luụn cú qua trình tự làm sạch bởi vi sinh vật, thực vật vi và vĩ mô có trong nước thải.
Nhưng với đặc thù giàu các yếu tố dinh dưỡng N-P, hàm lượng DO thấp và có mặt một số các kim loại nặng như Cu, Zn, Pb, nước thải từ các nhà vệ sinh tự hoại sẽ gây nhiều khó khăn, thậm chí ức chế quá trình tự làm sạch của thủy vực. Từ thực tế đó nhiều thủy vực trong cộng đồng dân cư đang trờ thành các bãi thải tự nhiên, chứa hàm lượng các chất ô nhiễm và mầm bệnh cao, gây những mối nguy hiểm tiềm ẩn cho sức khỏe con người. Việc xây dựng những trạm xử lý có quy mô lớn để giải quyết vấn đề này lại vượt quá khả năng kinh tế của người dân nông thôn. Chính vì vậy việc nghiên cứu làm sạch nước thải tại chỗ cho các hộ gia đình bằng các công nghệ phù hợp, vừa đơn giản, có chi phí xây dựng và vận hành thấp, vừa đảm bảo vệ sinh môi trường, là một hướng giải quyết hợp lý và khả thi.
Phương pháp sử dụng các loại thủy thực vật nổi để xử lý nuớc thải đã và đang được áp dụng tại nhiều nơi trên thế giới cũng như Việt Nam. Đây là công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, cho phép đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái của địa phương (Jing et al. Mặt khác, Việt Nam là nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm, rất thích hợp cho sự phát triển của 1 các loài thực vật thủy sinh nổi trên mặt nước do đó khả năng sử dụng các loài thực vật này vào xử lý môi trường nước là rất khả quan. Đi từ những yêu cầu trên, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đỗ Nguyên Hải em tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiờn cứu khả năng xử lý nước thải nhà vệ sinh tự hoại của một số loài thực vật thủy sinh tại Việt Nam.1 Mục đích, yêu cầu 2.
Mục đích - Xử lý nước thải từ bể phốt bằng một số thực vật thủy sinh. Yêu cầu - Phương pháp phân tích phù hợp, quá trình phân tích đảm bảo cho kết quả đúng. - Xử lí số liệu chính xác. 2 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.
Các thông tin về nước thải sinh hoạt và khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng các loài thực vật thủy sinh 2. Các khái niệm : Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quỏ trình sử dụng của con người và đã làm thay đổi tính chất ban đầu của chúng. Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng đất ô nhiễm. Phụ thuộc vào điều kiện hình thành, nước thải được chia thành: nước thải sinh hoạt, nước công nghiệp, nước thải tự nhiên và nước thải đô thị.[1] Nước thải sinh hoạt là nước đã được sử dụng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa… của khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịch vụ… Như vậy nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người.
Một số các hoạt động dịch vụ công cộng như bệnh viện, trường học, cơ quan, nhà ăn… được coi là nước thải sinh hoạt.[1], [2] Nước thải nhà vệ sinh hay được gọi là "nước đen". Đây là thuật ngữ chỉ nước thải sinh hoạt có chứa phân và nước tiểu. Nú có một hàm lượng cao của các chất rắn và đóng góp một số lượng đáng kể các chất dinh dưỡng (N, nitơ và phốt pho, P). Trong một năm, mỗi người bài tiết ra trung bình khoảng 4 kg N và 0,4 kg P trong nước tiểu, và 0,55 kg N và 0,18 kg P trong phân.
Tại Thụy Điển, các nhà khoa học đã được ước tính rằng giá trị dinh dưỡng của nước tiểu từ tổng dân số là tương đương với 15-20% sử dụng phân bón hóa học vào năm 1993 (Esrey et al, 1998). [28] 3 Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã. Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt Phân loại Nước thải hộ gia đình xuất phát từ một số nguồn Hình 2. Các nguồn nước thải hộ gia đình Nước thải sinh hoạt gồm nước đen và nước xám.
- Nước đen là nước nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phũng vệ sinh và thường chiếm 32,5% trong tổng lượng nước thải sinh hoạt. - Nước xám là nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà và thường chiếm 67,5% tổng lượng nước thải sinh hoạt. Khối lượng nước thải 4 Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư được xác định trên cơ sở nước cấp. Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị thường là từ 100- 250 l/người/ngày đêm đối với các nước đang phát triển và từ 150-500 l/người/ngày đêm đối với các nước phát triển.
Ở nước ta hiện nay, tiêu chuẩn nước cấp dao động từ 120-180 l/người/ngày đêm ở khu vực đô thị và 90-100 l/người/ngày đêm đối với khu vực nông thôn. Thông thường lượng nước thải sinh hoạt được lấy từ 70-90% lượng nước cấp. Tuy nhiên, lượng nước thải sinh hoạt phát sinh ra còn phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập tính sinh hoạt của người dân. [1] Nước thải sinh hoạt thường không cố định lượng xả ra theo thời gian trong ngày và theo tháng hoặc mùa.
Lượng nước thải sinh hoạt thường được tính gần đúng dựa vào kinh nghiệm đánh giá qua qui mô khu vực sinh sống (thành thị, ngoại ô, nông thôn), chất lượng cuộc sống (cao, trung bình, thấp). Việc đo lưu lượng lượng nước thải cũng rất cần thiết nếu có điều kiện. Trong ngày, việc đo lưu lượng có thể thực hiện vào các thời điểm từ 6 – 8h, 11 – 13h và 17 – 19h. Trong năm, nên chọn việc đo nước thải vào mùa hè (tháng 3, 4, 5).
Sơ bộ trong 1 ngày đêm, có thể lấy lượng nước thải khoảng 200 – 250 l/người cho khu vực có dân số P < 10.000 người có thể lấy vào khoảng 300 – 380 l/người. Trong hoàn cảnh hiện tại ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long có thể lấy lượng nước thải khoảng 150 – 200 l/người. Lượng nước thải hoạt và tính chất tập trung ô nhiễm thường biến động cao. Đối với nước thải sinh hoạt, có thể lấy theo các bảng sau: 5 Bảng 2.
Khối lượng chất bẩn có trong 1m3 nước thải sinh hoạt Chất Chất bẩn (g/m3) Khoáng Hữu cơ Tổng cộng BOD5 Lắng 50 150 200 100 Không lắng 25 50 75 50 Hòa tan 375 250 625 150 Cộng toàn bộ 450 450 900 300 Nguồn: Imhoffk, 1972 Bảng 2. Khối lượng chất bẩn có trong nước thải sinh hoạt cho 1 người Chất bẩn (g/m3) Chất Khoáng Hữu cơ Tổng cộng BOD5 Lắng 10 30 40 20 Không lắng 5 10 15 10 Hòa tan 75 50 125 30 Cộng toàn bộ 90 90 180 60 Bảng 2. Khối lượng chất bẩn có trong NTSH, g/người. ngày Thành phần Cặn lắng Chất rắn Chất hòa tan TC không lắng Hữu cơ 30 1 50 90 0 Vô cơ 10 5 75 90 Tổng cộng 40 1 125 180 5 Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng phụ thuộc vào loại công trình, chức năng, số người tham gia… Tiêu chuẩn lượng nước thải sinh hoạt phát sinh của một số công trình công cộng và cơ sở 6 dịch vụ như sau: Bảng 2.
Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt phát sinh của một số công trình công cộng và cơ sở dịch vụ Lưu lượng Nguồn phát sinh Đơn vị tính (lít/đơn vị tính.ngày) Nhà ga, sân bay Hành khách 7.5-15 Khách 152-212 Khách sạn Nhân viên phục vụ 30-45 Nhà ăn Người ăn 7.5-15 Siêu thị Người làm việc 26-50 Giường bệnh 473-908 Bệnh viện Nhân viên phục vụ 19-56 Trường đại học Sinh viên 56-113 Bể bơi Người tắm 19-46 Khu triển lãm, giải trí Người tham quan 15-30 (Nguồn: Metcalf and Eddy,Inc.wastewater engineering treatment and reuse) [20] Trong thiết kế các trạm xử lý nước thải, các thông số về lượng chất rắn lơ lửng (suspended solids, SS) và BOD5. thường được sử dụng giới hạn. Tổng chất rắn (total solids, TS) có thể lấy theo hình 2.1 hoặc chừng 225 l/người.ngđ hoặc xấp xỉ 800 mg/l. Lượng chất rắn lơ lửng có thể lấy chừng 7 40% tổng lượng rắn, hoặc chừng 350 mg/l.
Trong số này, khoảng 200 mg/l là lượng rắn lơ lửng có thể lắng đọng chừng 60% sau khoảng 1 giờ để yên nước, được lấy ra khỏi nước và xử lý vật lý như một biện pháp lắng sơ cấp (primary settling). Phần cũn lại, chừng 100 mg/l là những chất không thể lắng đọng và có thể dùng các biện pháp xử lý húa học hoặc sinh học để loại thải. Hầu hết biện pháp xử lý thứ cấp (secondary treatment process) là sinh học. Phần còn lại cuối cùng phần lớn là vi chất vô cơ của chất rắn không lắng đọng được, muốn loại bỏ hoàn toàn phải dùng những biện pháp xử lý triệt để.
Phân loại chất rắn trong nước thải loại vừa Nguồn: Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, 1991 Đặc tính nước thải Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như 8 protein(40–50%), hydrat cacbon (40 – 50%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 – 450 mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20 – 40% chất hữu cơ khó bị phõn huỷ sinh học.
Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý thớch đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.