Đặt vấn đề Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá và quan trọng đối với con người, 97% nước trên Trái Đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực. Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm, và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí. Nước ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thế giới đang từng bước giảm đi. Nhu cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thế giới, trong khi dân số vẫn đang tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước càng tăng.
Theo báo cáo của Tổng cục môi trường, hiện nay có khoảng 13 triệu người (chiếm khoảng 16,5% tổng dân số) khai thác và sử dụng nguồn nước này. Ngày nay, vấn đề ô nhiễm nguồn nước đã và đang trở nên nghiêm trọng hơn với Việt Nam. Hằng ngày trên các phương tiện thông tin đại chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những hình ảnh, thông tin về việc nguồn nước bị ô nhiễm. bất chấp những lời kêu gọi bảo vệ môi trường, tình trạng ô nhiễm vẫn càng lúc càng trở nên nghiêm trọng, điều này khiến không ít người phải suy nghĩ.
Ô nhiễm môi trường nước là một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, động vật, thực vật và các sinh vật khác đặc biệt là thủy sinh vật. Nó còn gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất và phát triển của xã hội. Đại học Thái Nguyên là một trong ba trung tâm đào tạo nguồn nhân lực có quy mô lớn nhất cả nước, chỉ đứng sau TP Hà Nội và TP Hồ Chí Minh, là một trong 05 Đại học của Việt Nam thực hiện theo mô hình Đại học hai cấp, được giao trọng trách là trung tâm đào tạo nguồn nhân lực cho các tỉnh, các n trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp và dạy nghề trên địa bàn. Đồng thời, Đại học thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ góp phần quan trọng trong việc phát triển kinh tế - chính trị - văn hóa - xã hội của vùng trung du, miền núi phía Bắc.
Trải qua hơn 4 năm xây dựng và phát triển, với khuôn viên rộng, thoáng mát ký túc xá K trường Đại học Thái Nguyên đã thu hút hàng trăm sinh viên vào ở nội trú mỗi năm. Tuy nhiên cùng với sự tăng nhanh về số lượng sinh viên thì nhu cầu sinh hoạt ngày càng nhiều, lượng nước thải sinh hoạt thải ra suối Nông Lâm mà chưa qua xử lý hoăc xử lý không triệt để đã khiến cho chất lượng môi trường nước khu KTX trở nên ô nhiễm trầm trọng. Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ và 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.
Có nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt: phương pháp cơ học, phương pháp vật lý, phương pháp sinh học… Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng tuy nhiên các phương pháp trên có nhược điểm là giá thành cao, vận hành cần có cán bộ có trình độ, khó chuyển giao rộng rãi. 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. Các quá trình xử lý nước thải sử dụng vi sinh vật và thực vật thủy sinh từ lâu được ghi nhận là những biện pháp sinh học có hiệu quả. Trong những năm gần đây những nghiên cứu xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh đã được áp dụng vào thực tế tại nhiều nơi trên thế giới và cho kết quả rất khả quan.
Từ những cơ sở trên em đã lựa chọn đề tài:“Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt kí túc xá K Đại học Thái Nguyên bằng mô hình đất ngập nước” nhằm áp dụng công nghệ sinh thái để xử lý nước thải sinh hoạt cho khu ký túc xá. Mục tiêu của đề tài - Tiến hành kiểm tra các thành phần ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm để kiểm tra khả năng xử lý nước thải của mô hình đất ngập nước. - Đề xuất ứng dụng quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay bằng đất ngập nước đáp ứng tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam. Yêu cầu - Dựa vào tài liệu sẵn có, thông tin đã biết để tìm hiểu về thuộc tính xử lý nước thải của mô hình đất ngập nước.
- Đưa ra các nhận định ban đầu về nước thải khu ký túc xá. - Tiến hành kiểm tra chất lượng nước trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm tiến hành kiểm tra khả năng xử lý nước thải của mô hình đất ngập nước. - Tiến hành kiểm tra các giá trị như pH, BOD5, TSS, NO3-, Pts để kiểm chứng hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu này của mô hình đất ngập nước. Ý nghĩa của đề tài - Khoa học: Đề xuất mô hình xử lý nước thải cho khu ký túc xá và các khu nhà ở tập trung khác có điều kiện tương tự.
- Môi trường: Đạt chuẩn xả thải QCVN 14:2008/BTNMT, góp phần cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường đang gây bức xúc hiện nay. - Kinh tế: Đề xuất được mô hình xử lý với chi phí xây dựng vận hành và bảo quản rẻ hơn so với các mô hình cải tạo và xử lý tập trung. n Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học 2.
Một số khái niệm cơ bản * Môi trường: Trong Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá 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”. * 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” [8]. * Ô nhiễm môi trường nước: là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý - hoá học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước.
Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất. * Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở trường học khác. * Tiêu chuẩn môi trường: Trong Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XI, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29 tháng 11 năm 2005, định nghĩa như sau: “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 qui định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường” [8]. Tổng quan về nước thải sinh hoạt 2.
Khái niệm nước thải sinh hoạt - Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,. - Thông thường nước thải sinh hoạt của hộ gia đình được chia làm 2 loại chính: nước đen và nước xám. + Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. + Nước xám là nước phát sinh từ các quá trình rửa, tắm, giặt với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể.
Nguồn thải - Nước thải sinh hoạt thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của nhà máy nước hay trạm cấp nước hiện có. Các trung tâm đô thị có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn.
Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường được thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra sông rạch, còn ở các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thồng thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm. Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt * Thành phần các chất hữu cơ có trong nước thải sinh hoạt - Nước thải sinh hoạt có màu nâu đen hoặc nâu, có mùi vị lạ đặc trưng của nước thải sinh hoạt do chứa nhiều tạp chất. - Đục do các chất hoà tan vào nước rồi sau đó kết tủa thành hạt rắn, do đất hoà vào nước ở dạng phân tán. n - Nước thải sinh hoạt có chứa nhiều các tạp chất khác nhau, trong đó khoảng 52% là chất hữu cơ, 48% là chất vô cơ và một số lớn các chủng loại vi sinh vật.
+ Chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như protein (40 ÷ 50%); hydratcarbon (40 ÷ 50%), gồm hồ tinh bột, đường và xenlulô, chất béo (5 ÷ 10%). Nồng độ chất hưu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 ÷ 450 mg/l theo trọng lương khô. + Các chất hữu cơ khó phân hủy (khoảng 20 ÷ 40%) là các chất hữu cơ có vòng thơm (hydrocacbua), các chất đa vòng ngưng tụ, các chất Clo hữu cơ, Phospho hữu cơ,… chúng khó bị phân hủy bởi các tác nhân sinh học bình thường, cho nên chúng tồn tại lâu dài, tích lũy làm ảnh hưởng tới mỹ quan, gây độc hại cho môi trường, sinh vật và con người [10]. Ngoài các chất hữu cơ và vô cơ, trong nước thải sinh hoạt còn chứa lượng lớn các loài vi sinh vật, động vật nguyên sinh.