Đặt vấn đề Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường nước là vấn đề bất cập không chỉ riêng quốc gia nào mà là vấn đề của toàn cầu. Trong những năm gần đây ô nhiễm nước đang thu hút sự quan tâm của toàn nhân loại. Nguyên nhân chủ yếu làm ô nhiễm nguồn nước đó là nước thải. Nước thải phát sinh từ mọi hoạt động sống, hoạt động sản xuất của con người.
Kinh tế phát triển, nhu cầu sử dụng nước ngày một cao và nước thải là một hệ quả tất yếu. Nếu không có biện pháp quản lý và xử lý kịp thời thì ô nhiễm môi trường nước do nước thải chỉ còn là vấn đề thời gian. Một trong những nguồn nước thải có tải trọng lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên nước là: nước thải sinh hoạt. Ô nhiễm môi trường nước do nước thải sinh hoạt luôn là vấn đề nóng bỏng ở nhưng khu vực tập trung đông dân cư như các khu đô thị.
Tại các ký túc của các trường đại học vấn đề ô nhiễm nguồn nước do nước thải sinh hoạt của một lượng lớn sinh viên cũng là một vấn đề cần phải được quan tâm. Đại học Thái Nguyên là Đại học vùng và là một trong những Đại học trọng điểm của cả nước. Đại học Thái Nguyên có nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao cho các tỉnh Trung du và miền núi phía Bắc nhằm đáp ứng nhu cầu tại chỗ về nguồn nhân lực của địa phương trong khu vực, đặc biệt là các tỉnh miền núi còn nhiều khó khăn về nguồn nhân lực và tạo cơ hội và điều kiện thuận lợi cho người học, con em các dân tộc thiểu số. Các trường thành viên của Đại học Thái Nguyên gồm nhiều trường đã thành lập trên 40 năm, có bề dày truyền thống, có uy tín về chất lượng đào tạo.
Hàng năm, Đại học Thái Nguyên tuyển sinh hàng chục nghìn sinh viên hệ chính quy và không chính quy. Đại học Thái Nguyên chủ yếu tập trung phát triển các ngành nghề đào tạo các bậc học từ Đại học trở lên. Đến năm 2011, Đại học tổ chức tuyển sinh trên 150 chuyên ngành nghề đào tạo đại học với tổng chỉ tiêu đại học chính quy là 12.420 và cao đẳng chính quy là 1. Công tác đào tạo sau đại học không ngừng được nâng cao cả về số lượng và chất lượng.
Năm 2011, Đại học Thái Nguyên tuyển sinh cả ở 41 n 2 chuyên ngành với 1.570 chỉ tiêu, 19 chuyên ngành đào tạo trình độ tiến sĩ với 50 chỉ tiêu; 320 chỉ tiêu đào tạo bác sĩ chuyên khoa, bác sĩ nội trú. Đại học Thái Nguyên đang đào tạo trên 95.000 HSSV (trong đó có trên 46.568 HSSV chính quy, 3.912 học viên cao học và chuyên khoa, 180 học viên là nghiên cứu sinh). Trong đó có khoảng 6000 sinh viên được ở trong ký túc xá thuộc trường thành viên. Khu ký túc xá Đại học Thái Nguyên hiện nay đang có hơn 4000 sinh viên thuộc các trường thành viên: Đại học Nông Lâm, Đại học Kinh tế và Quản trị Kinh doanh, Khoa Ngoại Ngữ.
Với số lượng sinh viên lớn như vậy cùng với sự phát triển của các dịch vụ ăn uống, giải trí nên dẫn đến lượng nước thải sinh hoạt ngày càng gia tăng theo. Có thể ước tính bằng 80% lượng nước cấp. Nước thải sinh hoạt có chứa các thành phần ô nhiễm chính như BOD5, COD, Nito, Photpho. Một tính chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và lượng dư thừa này thoát ra khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn.
Vì vậy, lượng nước thải sinh hoạt khi xả ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Hiện tại, khu ký túc xá chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý xả thẳng ra ngoài môi trường làm ô nhiễm nguồn nước mặt, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Mối nguy hại cho môi trường, hệ sinh thái xung quanh và lưu vực chứa nước thải.
Hiện nay có nhiều biện pháp xử lý nước thải như: cơ học, lý - hoá học,. Tuy nhiên việc áp dụng các biện pháp đó tốn kém và có thể gây ô nhiễm thứ sinh. Chính vì vậy việc nghiên cứu một phương pháp phù hợp với điều kiện hiện nay của khu ký túc xá là hết sức cần thiết. Chính vì lý do trên tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ướt tại ký túc xá K – Đại học Thái Nguyên” nhằm áp dụng công nghệ sinh thái để xử lý nước thải sinh hoạt cho khu ký túc xá.2 Mục đích nghiên cứu Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ rẻ tiền, có chi phí xây dựng cũng như vậy hành bảo dưỡng thấp, phù hợp với điều kiện n 3 Việt Nam, đảm bảo giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cho phép tái sử dụng nước thải sau xử lý trong nông nghiệp.3 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu xây dựng mô hình đất ướt xử lý hiện quả nước thải sinh hoạt bằng các loài thực vật thủy sinh.
- Đánh giá hiện trạng, mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K- Đại học Thái Nguyên. - Thành phần nước thải sinh hoạt sau xử lý đạt quy chuẩn Việt Nam (QCVN) về nước thải sinh hoạt.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.1 Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu sẽ xác định được khả năng xử lý của mô hình đất ướt trồng cây đối với môi trường nước thải sinh hoạt.2 Ý nghĩa thực tiễn Mô hình đất ướt là một giải pháp công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời góp phần làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo môi trường của ký túc xá. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học 2.1 Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt là loại nước thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở,…Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ và Photphat. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân.
Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và run sán. Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại: • Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh • Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt Lượng nước thải sinh hoạt dân cư phụ thuộc vào dân số và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Nước thải sinh hoạt 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 gây bệnh nguy hiểm. Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống và thói quen của người dân, có thể tính bằng 80% lượng nước cấp.2 Tính chất nước thải sinh hoạt Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó khoảng 52 % là các chất hữu cơ, 48 % là các chất vô cơ và một số lượng lớn vi sinh vật.
Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải cũng chứa các vi khuẩn không có hại có tác dụng phân hủy các chất thải. Bảng 1: Phân loại mức độ ô nhiễm theo thành phần hóa học điển hình của nước thải sinh hoạt.1 Tải trọng chất thải trung bình một ngày tính theo đầu người Tổng chất Chất thải hữu Chất thải vô Các chất thải,g/người.ngày cơ,g/người.ngày cơ,g/người.ngày Tổng lượng chất thải 190 110 80 Các chất tan 100 50 50 Các chất không tan 90 60 30 Chất lắng 60 40 20 Chất không lắng 30 20 10 (Nguồn Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2009) Bảng 1.2 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp APHA Mức độ ô nhiễm Các chất Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn, mg/l 1000 500 200 Chất rắn hòa tan, mg/l 700 350 120 Chất rắn không tan,mg/l 300 150 80 Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l 600 350 120 Chất rắn lắng, mg/l 12 8 4 BOD5 mg/l 300 200 100 Oxy hòa tan,mg/l 0 0 0 Tổng nito, mg/l 85 50 25 Nito hữu cơ, mg/l 35 20 10 Nito amoniac, mg/l 50 30 15 Nitrite, mg/l 0.1 Clorua, mg/l 175 100 15 Độ kiềm, mgCaCO3/l 200 100 50 Chất béo, mg/l 40 20 0 Tổng photpho (theo P), mg/l - 8 - (Nguồn Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2009) Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình như sau: COD = 500 mg/l, BOD5 = 250 mg/l, SS = 220 mg/l, Photpho = 8 mg/l, Nito NH3 và Nito hữu cơ = 40 mg/l, PH = 6,8, TS = 720 mg/l n 6 - Thông số vật lý * Hàm lượng chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng trong nước (Total) Suspended Solids – ( TSS – SS) có thể có bản chất là: - Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét); - Các chất hữu cơ không tan; - Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm , động vật nguyên sinh). Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý.[3] * Mùi Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S mùi trứng thối. Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadavarin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S.[3] * Độ màu Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ.
Đơn vị đo độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt – Co). Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải.[3] - Thông số hóa học * Độ pH của nước Độ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hòa tan trong nước. Độ pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước.
Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường.