Đặt vấn đề Nước là cội nguồn của sự sống, là yếu tố quan trọng hàng đầu cho sự tồn tại và phát triển của con người cũng như sinh vật. Tuy nhiên hiện nay, tài nguyên nước đang suy giảm nghiêm trọng cả về số lượng và chất lượng mà nguyên nhân chủ yếu là do chính con người gây ra. Do nhu cầu phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng nước ngày một tăng nên nước thải gia tăng là một hệ quả tất yếu. Nếu không có biện pháp quản lý và xử lý kịp thời thì môi trường nước sẽ bị ô nhiễm 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, đó là nước thải sinh hoạt của các ký túc xá của sinh viên ở các trường đại học nói chung và ký túc xá của trường đại học Nông Lâm nói riêng. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là chứa thành phần chất hữu cơ (BOD), cặn lơ lửng, Amoni, Tổng Nitơ, Photpho, Mùi và nhiều vi sinh vật gây bệnh…Việc xử lý nước thải sinh hoạt nhằm loại bỏ tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ các chất không tan đến các chất ít tan và cả những hợp chất tan trong nước, làm sạch nước trước đưa vào nguồn tiếp nhận là yêu cầu vô cùng cấp thiết hiện nay. Hiện nay, có rất nhiều công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có chứa nhiều đạm (N) như công nghệ Aerotank, SBR, MOT, MBBR, VIP,…nhưng với những ưu thế vượt trội của công nghệ AAO như: giúp thanh lọc nước thải thông qua xử lý bằng vi sinh vật kị khí, xử lý đạm (N) rất hiệu quả trong bể thiếu khí, trong bể hiếu khí loại bỏ hữu cơ, loại bỏ vi khuẩn nhờ hóa chất cloramin. Hệ thống dễ xây dựng, vận hành, độ bền cao, áp dụng cho thải sinh hoạt có chứa hàm lượng đạm cao, các khu vực có mật độ dân số cao.
Chúng ta cũng có thể áp dụng hệ thống xử lý nước thải AAO trong các khu đô h 2 thị hoặc từng cụm gia đình, bệnh viện, trường học, các khu công nghiệp may, lắp giáp có nhiều công nhân để xử lý triệt để hữu cơ và amoni có trong dòng thải. Đây là một hệ thống xử lý nước thải tiên tiến hiện nay với cách khử khí kín đáo, hiệu quả cao với công nghệ tốt. Xuất phát từ lý do trên chúng tôi đề xuất nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá K trường Đại học Nông lâm của hệ thống công nghệ AAO (Anarobic Anoxic Oxic)” 1. Mục tiêu của đề tài - Đánh giá thực trạng sử dụng nước và xả thải nước sinh hoạt của sinh viên và các dịch vụ khác trong khu ký túc xá K trường ĐH Nông Lâm - Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá K trường Đại học Nông Lâm của hệ thống công nghệ AAO - Đề xuất giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá K trường Đại học Nông lâm hiệu quả 1.
Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Vận dụng và phát huy những kiến thức đã học tập vào nghiên cứu. - Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác nghiên cứu sau này. - Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu.
- Bổ sung tư liệu cho học tập. Ý nghĩa thực tiễn - Xử lý được nước thải sinh nhoạt đảm bảo QCVN và bảo vệ môi trường. - Có mô hình để sinh viên chuyên ngành môi trường học tập - Cảnh báo nguy cơ tiềm tàng về ô nhiễm môi trường do nước thải gây ra, ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải đến môi trường, và bảo vệ sức khỏe của người dân khu vực quanh ký túc xá. h 3 - Mặc dù nước thải sinh hoạt có nồng độ chất ô nhiễm thấp và lưu lượng thải ra lớn nên mức độ gây ô nhiễm rất cao.
Công nghệ AAO có ưu điểm xử lý triệt để đồng thời COD, Nitơ, Photpho trong một hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu xả thải nghiêm ngặt theo tính chất môi trường Việt Nam hiện tại và trong tương lai. - Áp dụng thích hợp các công trình xử lý nước thải vừa và nhỏ, chi phí đầu tư vận hành thấp, tiết kiệm diện tích xây dựng, chi phí xây dựng. h 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài.
Cơ sở pháp lý - Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012 của Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam. - Thông tư số 16/2009/TT/BTNMT ngày 07/10/2009 của Bộ Tài nguyên và Môi trường hướng dẫn Quy định quy chuẩn quốc gia về môi trường. - Thông tư số 04/2012/TT-BTNMT ngày 08/5/2012 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc Quy định tiêu chí xác định cơ sở gây ô nhiễm môi trường, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. - Nghị định số 19/2015/NĐ-CP Quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường có hiệu lực từ ngày 01/04/2015.
- TCVN 5945:2005 Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải. - TCVN 6772:2000 Chất lượng nước – Nước thải sinh hoạt giới hạn ô nhiễm cho phép. - TCVN 5999:1995 Chất lượng nước – Lấy mẫu, hướng dẫn lấy mẫu nước thải. - TCVN 6663-3:2008 Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu.
- QCVN 05:2013/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí xung quanh. - QCVN 26:2010/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vể tiếng ồn. - Quyết định 3733/2002/BYT - Tiêu chuẩn vệ sinh lao động, chất lượng không khí vùng làm việc. Tổng quan về 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, ký túc xá, 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 giun sán. Nước thải sinh hoạt bao gồm có nước thải đen và nước thải xám. Nước thải từ nhà vệ sinh được gọi là nước thải đen.
Nước thải đen chứa hàm lượng cao các chất rắn và một lượng lớn thức ăn dành cho vi khuẩn (Thành phần chính là Ni tơ và Photpho). Nước thải đen được chia là 2 thành phần là phân và nước tiểu. Một người trưởng thành mỗi năm có thể thải ra môi trường trung bình 0,4 kg Phốt pho và 4, 0 kg Ni tơ trong nước tiểu; 0,18 kg Phốt pho và 0,55 kg Ni tơ trong phân. Nước thải xám là lượng nước thải bao gồm nước giặt giũ đồ quần áo, nước tắm rửa và nước từ nhà bếp, nhà ăn.
Nước thải từ nhà bếp, nhà ăn có chứa một lượng lớn chất rắn và dầu mỡ. Cả hai loại nước thải nêu trên đều có chưa các mầm bệnh gây nguy hại cho sức khỏe con người, đặc biệt là nước thải đen vì nó chứa nhiều nhất lượng N và P, là môi trường cực kì thuận lợi cho vi sinh vậy, vi khuẩn gây hại phát triển. 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 h 6 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. 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 (Đơn vị: g/người/ngày) Tổng Chất thải Chất thải TT Các chất chất thải hữu cơ vô cơ 1 Tổng lượng chất thải 190 110 80 2 Các chất tan 100 50 50 3 Các chất không tan 90 60 30 4 Chất lắng 60 40 20 5 Chất không lắng 30 20 10 h 7 Bảng 2.2 Thành phần nước thải sinh hoạt (Đơn vị: mg/l) Mức độ ô nhiễm TT Chỉ tiêu Nặng Trung bình Thấp 1 Tổng chất rắn 1000 500 200 2 Chất rắn hòa tan 700 350 120 3 Chất rắn không tan 300 150 80 4 Tổng chất rắn lơ lửng 600 350 120 5 Chất rắn lắng 12 8 4 6 BOD5 300 200 100 7 Oxy hòa tan 0 0 0 8 Tổng nito 85 50 25 9 Nito hữu cơ 35 20 10 10 Nito amoniac 50 30 15 11 Nitrite 0,1 0.05 0 12 Nitrate 0,4 0,2 0,1 13 Clorua 175 100 15 14 Độ kiềm 200 100 50 15 Chất béo 40 20 0 16 Tổng photpho - 8 - (Nguồn: Bài giảng (Dư Ngọc Thành) Kỹ thuật xử lý nước thải) 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 h 8 Bảng 2.3: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt QCVN 14-2008 TT Chỉ tiêu Đơn vị (Cột B) 1 pH - 5-9 2 TSS mg/l 100 3 TDS mg/l 1.000 4 BOD5 mg/l 50 5 NH4+ mg/l 10 6 NO3- mg/l 50 7 PO3- mg/l 10 8 Dầu mỡ mg/l 20 9 ∑Chất hoạt 10 mg/l động bề mặt 10 ∑Coliform MPN/100ml 5.
Cơ sở thực tiễn 2. Hiện trạng nước thải sinh hoạt ở Việt Nam Quá trình đô thị hóa tại Việt Nam diễn ra rất nhanh. Những đô thị lớn tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước rất nặng nề. Đô thị ngày càng phình ra tại Việt nam, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam vô cùng thô sơ.