MỞ ĐẦU Ô nhiễm môi trường là một trong những vấn đề mà hiện nay trên thế giới hầu hết ai cũng quan tâm, ô nhiễm môi trường không những tự nó phát sinh mà nguyên nhân chính còn là do hoạt động sống của con người gây ra. Trong nhiều thập niên qua tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng, đó là sự phát thải bừa bãi các chất ô nhiễm vào môi trường mà không được xử lý, gây nên hậu quả nghiêm trọng, tác hại đến đời sống nhân loại trên toàn cầu. Việt Nam chúng ta đã và đang rất chú trọng đến việc cải tạo môi trường và ngăn ngừa ô nhiễm. Vì vậy, để ngăn chặn sự ô nhiễm trước tiên phải xử lý các nguồn gây ô nhiễm thải vào môi trường, ví dụ như các nhà máy, xí nghiệp, các khu thương mại, làng nghề trong quá trình hoạt động và sản xuất phát sinh ra chất thải phải được xử lý triệt để.
Đặc biệt là ở các cơ sở sản xuất chế biến lương thực thực phẩm hầu hết đều không có hệ thống xử lý nước thải, mà thải trực tiếp ra môi trường. Trong đó, tiêu biểu là các cơ sở sản xuất bún đang góp phần gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước. Sản xuất chế biến bún là một trong những ngành nghề truyền thống đặc trưng của Việt Nam. Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của kinh tế, xã hội, các ngành nghề sản xuất lương thực đã được khôi phục và phát triển khá mạnh.
Sản xuất và chế biến bún cũng đã và đang rất phổ biến trên cả nước, tuy nhiên sự phát triển của ngành nghề này còn mang tính chất tự phát, tùy tiện, quy mô sản xuất nhỏ bé, trang thiết bị còn lạc hậu. Tất cả những mặt hạn chế trên không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của các cơ sở sản xuất bún mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi trường xung quanh và sức khỏe cộng đồng. Hiện nay chúng ta thường thấy các cơ sở sản xuất bún chủ yếu là những hộ dân cư với trang thiết bị lạc hậu, không đảm bảo vệ sinh khi chế biến. Sự ô nhiễm môi trường nước tại các hộ dân cư này đang ở mức báo động, gây nhiều bức xúc cho xã hội.
Các chỉ tiêu cơ bản của nước thải như COD, BOD, SS. đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Chính vì những lý do trên, để nhằm góp phần vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước tại các cơ sở sản xuất bún. Với mục tiêu nghiên cứu là tìm ra giải pháp để xử lý nước thải tại các cơ sở sản xuất bún hiệu quả về mặt kỹ thuật và kinh tế.
Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bún bằng phương pháp lọc kị khí kết hợp với đĩa quay sinh học” đã được lựa chọn trong quá trình nghiên cứu. Sinh viên: Quan Vũ Mạnh – MT1201 1 Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường CHƢƠNG 1. Nƣớc thải và các chỉ tiêu ô nhiễm trong nƣớc thải [1,2] 1. Khái quát chung về nước thải Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng.
Cùng với sự phát triển của nền văn minh nhân loại, nhu cầu về nước trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người ngày càng cao. Do đó lượng nước thải ra ngày càng lớn, gây ô nhiễm đáng kể đến nguồn tiếp nhận. Trong nước thải tồn tại nhiều loại tạp chất với nhiều trạng thái khác nhau, tùy theo sự tương tác hóa học của các chất đó và sự thay đổi pH của môi trường, như: tan, huyền phù, không tan, nhũ tương, … Đặc biệt trong nước thải còn tồn tại rất nhiều hệ vi sinh vật và vi khuẩn gây bệnh. Một số các chất vô cơ và hữu cơ tan trong nước có ảnh hưởng độc hại tới sự sinh trưởng và phát triển của hệ vi sinh vật trong nước.
Trong các chất vô cơ phải kể đến sự có mặt các ion và các hợp chất của kim loại nặng, …các axit và các bazơ cũng gây ảnh hưởng đáng kể do làm thay đổi pH của môi trường. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của các ngành chế biến thực phẩm, chế biến và khai thác dầu mỏ đã thải vào môi trường nước một lượng lớn các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm. Bên cạnh đó là sự phát triển của ngành nông nghiệp với việc sử dụng bừa bãi các loại thuốc bảo vệ thực vật đã gây ảnh hưởng đến đời sống của các loài thủy sinh trong nước. Các chất độc và các chất phóng xạ từ các phòng thí nghiệm và các nhà máy cũng như sản phẩm của các vụ cháy nổ hạt nhân cũng là những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước.
Hiện nay, tại các đô thị nước ta với nhiều nhà máy xí nghiệp phát triển. Tuy nhiên, nhiều nhà máy chưa có hệ thống xử lý nước thải, cùng với một lượng lớn nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư đã và đang góp phần gây ô nhiễm nguồn nước. Bên cạnh đó cùng với sự phát triển của nền kinh tế xã hội, đời sống ở các khu vực nông thôn ngày càng được cải thiện, một lượng lớn nước thải sinh hoạt và nước thải Sinh viên: Quan Vũ Mạnh – MT1201 2 Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường từ các hoạt động nông nghiệp chưa được xử lý làm cho nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngày càng tăng. Đã từ lâu, người ta đã quan tâm đến những ảnh hưởng tiêu cực của nước thải đối với môi trường và con người nên đã đưa ra các biện pháp xử lý.
Hiện nay, có rất nhiều biện pháp xử lý tùy theo tính chất và mức độ ô nhiễm của nước thải. Do xu thế phát triển của thời đại mà con người ngày càng quan tâm đến các phương pháp xử lý tối ưu hơn về mặt môi trường. Chính vì vậy phương pháp xử lý bằng biện pháp sinh học được các nhà nghiên cứu khoa học quan tâm hơn cả. Các chỉ tiêu đánh giá nước thải a.
Độ pH Là một trong những chỉ tiêu quan trọng cần xác định trong nước thải. Chỉ số này cho thấy cần thiết phải trung hòa hay không và tính lượng hóa chất cần thiết cho quá trình xử lý. Sự thay đổi pH làm thay đổi quá trình hòa tan hoặc keo tụ, làm thay đổi chiều hướng của các phản ứng hóa sinh trong nước, sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong nước thải. Hàm lượng các chất rắn Chất rắn là một trong những chỉ tiêu vật lý đặc trưng bao gồm: các chất vô cơ ở dạng muối hòa tan hoặc không hòa tan, các chất hữu cơ từ xác của động thực vật, các chất hữu cơ tổng hợp.
Hàm lượng chất rắn được xác định qua một số chỉ tiêu sau: - Chất rắn tổng số (TS): phần cặn sấy khô sau khi cho bay hơi mẫu nước thải. - Chất rắn lơ lửng (SS): phần cặn sấy khô sau khi lọc hoặc ly tâm mẫu nước thải. Chất rắn lơ lửng là nguyên nhân chủ yếu gây ra độ đục của nước. - Chất rắn hòa tan (DS): là hiệu số của TS và SS.
Độ đục Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giới thủy sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của các vi sinh vật tự dưỡng trong nước, gây giảm thẩm mĩ Sinh viên: Quan Vũ Mạnh – MT1201 3 Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường và làm giảm chất lượng nước khi sử dụng. Vi sinh vật có thể bị hấp phụ bởi các hạt chất rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn. Có các phương pháp để xác định độ đục: quan sát, đo quang.
Độ đục đo bằng phương pháp đo quang dựa trên cơ sở so sánh với một thang độ đục chuẩn. Đơn vị đo là NTU hay FTU. Oxi hòa tan (DO – Disolved Oxigen) Một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nước là hàm lượng oxi hòa tan. Oxi duy trì quá trình trao đổi chất, sinh ra năng lượng cho sự sinh trưởng, sinh sản, tái sản xuất.
Sự có mặt của oxi hòa tan thúc đẩy quá trình oxi hóa và quá trình phân hủy vi sinh hiếu khí. Bình thường oxi hòa tan trong nước khoảng 8 - 10 mg/l, chiếm 70 - 80% mức oxi bão hòa. Mức oxi hòa tan trong nước tự nhiên và trong nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, hoạt động của thế giới thủy sinh, hoạt động hóa sinh, hóa học, vật lý của nước. Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được dùng nhiều cho quá trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm trọng.
Để xác định nồng độ oxi hòa tan trong nước thường có 2 phương pháp: phương pháp Iot và phương pháp đo oxi hòa tan trực tiếp bằng điện cực oxi với màng nhạy bằng các máy đo. Thông thường, người ta sử dụng phương pháp Iot (hay còn gọi là Winkler). Việc xác định DO có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì điều kiện hiếu khí của nước tự nhiên và quá trình phân hủy hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải. Mặt khác, DO còn là cơ sở của phép phân tích xác định nhu cầu oxi sinh hóa.
Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD – Biochemical Oxigen Demand) Nhu cầu oxi sinh hóa hay là nhu cầu oxi sinh học thường viết tắt là BOD, là lượng oxi cần thiết để oxi hóa các chất hữu cơ trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh hiếu khí. Quá trình này được gọi là quá trình oxi hóa sinh học. Quá trình này được tóm tắt như sau: Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O Vi sinh vật tế bào mới (tăng sinh khối) Sinh viên: Quan Vũ Mạnh – MT1201 4 Khóa luận tốt nghiệp Ngành Kỹ thuật môi trường Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày bởi vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, cũng như một số chất có độc tính ở trong nước. Bình thường 70% nhu cầu oxi được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo và 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21.
Vì vậy, BOD5 là chỉ tiêu thường được sử dụng để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học.