Nghiên Cứu Xử Lý và Tái Sử Dụng Nước Thải Sinh Hoạt

Tái sử dụng nước thải đô thị là việc biến nước thải đã qua sử dụng thành nguồn tài nguyên có giá trị. Mục đích chính là giảm áp lực lên nguồn nước ngọt, tiết kiệm chi phí xử lý, bảo vệ môi trường và tạo ra nguồn nước phục vụ các mục đích khác nhau. Tái sử dụng nước thải giúp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là các ao hồ và sông ngòi trong khu vực đô thị. Nước thải sinh hoạt có chứa rất nhiều các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng như nitơ, phốtpho, kali và một số chất dinh dưỡng có hàm lượng thấp khác như đồng, sắt, kẽm,…

Tái chế nước thải sinh hoạt mang lại lợi ích kép về kinh tế và môi trường. Về kinh tế, giúp giảm chi phí khai thác và xử lý nước ngọt, tạo ra nguồn phân bón từ bùn thải. Về môi trường, giảm ô nhiễm nguồn nước, bảo tồn tài nguyên nước, tạo ra môi trường sống xanh sạch đẹp hơn. Theo nghiên cứu, việc tái chế nước thải còn giúp giảm nguy cơ xâm nhập mặn vào các tầng nước ngầm ven biển. Cụ thể nhiều doanh nghiệp sử dụng nước cấp để làm mát, tưới cây hoặc vệ sinh nhà xưởng, còn người dân sử dụng trong công việc sinh hoạt như giặt, vệ sinh… trong khi có thể sử dụng nguồn nước chất lượng thấp hơn.

Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý chứa nhiều chất ô nhiễm, vi khuẩn gây bệnh. Thải trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Các mầm bệnh cư trú trong phân như các vi rút gây bệnh, vi khuẩn, các động vật đơn bào và giun sán, tồn tại với số lượng lớn. Phần lớn, lượng nước thải sinh hoạt trong các khu đô thị chỉ được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại sau đó đổ thẳng ra các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông. Đây chính là tác nhân gây ô nhiễm môi trường của nước thải sinh hoạt và là nguyên nhân chính gây ra vấn đề sức khỏe cho cộng đồng.

Để giải quyết vấn đề ô nhiễm, cần xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt hiện đại, đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép. Các công nghệ xử lý tiên tiến giúp loại bỏ chất ô nhiễm, tái tạo nguồn nước an toàn cho các mục đích khác nhau. Việc xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải cần được quy hoạch và đầu tư đồng bộ. Mặt khác, do nhu cầu dùng nước trong các khu đô thị là rất lớn trong đó có nhu cầu cho việc tưới cây, rửa đường (thường chiếm khoảng 10% tổng nhu cầu dùng nước cho toàn đô thị) mà trên thực tế, lượng nước ngọt trên trái đất ngày càng trở nên khan hiếm và ô nhiễm, thậm chí ngày càng xung đột và mâu thuẫn thì tiết kiệm nước và bổ cập lại nguồn cấp nước là rất cần thiết.

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Đây là phương pháp hiệu quả, thân thiện với môi trường, chi phí vận hành thấp. Tuy nhiên, đòi hỏi diện tích lớn và thời gian xử lý dài hơn so với các phương pháp khác. Một trong những hướng xử lý kết hợp với sử dụng bùn cặn nước thải sinh hoạt là lên men chúng để tạo khí biogas (chủ yếu là khí metan CH4 chiếm 50 –70%).

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý sử dụng các chất hóa học và phương pháp vật lý như lọc, lắng để loại bỏ chất ô nhiễm. Phương pháp này hiệu quả với nhiều loại chất ô nhiễm, thời gian xử lý ngắn. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và vận hành cao, có thể tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn. Trong đó, tảo và vi khuẩn quan hệ với nhau qua chu trình O2 và CO2. Tảo sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời, CO2 và nguyên tố khoáng khác như N,P,K… để tổng hợp sinh khối. Khoảng 50% tổng prôtêin sinh khối của các ao hồ có nguồn gốc từ tảo.

Các giai đoạn chính trong quy trình xử lý nước thải bao gồm: loại bỏ rác thải và cặn bẩn lớn, lắng cặn, xử lý chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học, khử trùng để loại bỏ vi khuẩn gây bệnh. Mỗi giai đoạn có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý. Tách các chất rắn lơ lửng .4 Xử lý các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt .6 Khử trùng nước .7 Các bước và phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt.

Nước thải sau xử lý có thể được tái sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau: tưới tiêu nông nghiệp, tưới cây xanh đô thị, rửa đường, dội nhà vệ sinh, làm mát công nghiệp. Việc tái sử dụng nước thải giúp tiết kiệm nguồn nước ngọt, giảm chi phí xử lý, bảo vệ môi trường. Kinh nghiệm sử dụng nước ngọt của nhiều nước trên thế giới cho thấy, nước ngầm là nguồn tài nguyên vô giá.Tầng nước ngầm có vị trí rất quan trọng do đó là nguồn cấp nước sạch cho các giếng khoan.

Các tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý bao gồm: hiệu quả xử lý, chi phí đầu tư và vận hành, khả năng vận hành và bảo trì, tác động đến môi trường. Công nghệ cần phù hợp với điều kiện địa lý, kinh tế - xã hội của khu vực. Việc lựa chọn công nghệ cần được thực hiện trên cơ sở phân tích kỹ thuật - kinh tế - môi trường. Một số dây chuyền công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.1 Các tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt .2 Cơ sở lựa chọn DCCN xử lý nước thải sinh hoạt .

Đề xuất dây chuyền công nghệ cho thị tứ Phùng Hưng bao gồm: song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hòa, mương oxy hóa, bể lắng thứ cấp, bể khử trùng. Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn có thể được tái sử dụng cho tưới tiêu và các mục đích không yêu cầu chất lượng cao. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho thị tứ Phùng Hưng nhằm tái sử dụng cho các đối tượng khác nhau.1 Các số liệu để thiết kế .2 Quy mô công suất nước thải, thành phần và tính chất nước thải .3 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý và tái sử dụng nước thải cho thị tứ Phùng Hưng .4 Lợi ích của việc tái sử dụng nước thải sinh hoạt sau xử lý cho thị tứ Phùng Hưng.

Các kết quả chính đạt được từ nghiên cứu khoa học về xử lý nước thải sinh hoạt và tái sử dụng nước thải bao gồm: đánh giá hiệu quả của các công nghệ xử lý khác nhau, xác định tiêu chuẩn nước thải phù hợp cho các mục đích tái sử dụng, đề xuất dây chuyền công nghệ phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam.Do thời gian nghiên cứu và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đề tài này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong nhận được các ý kiến đóng góp để đề tài nghiên cứu này được hoàn thiện hơn.

Kiến nghị cần có các chính sách khuyến khích, hỗ trợ đầu tư vào lĩnh vực xử lý nước thải sinh hoạt và tái sử dụng nước thải. Hướng phát triển nghiên cứu trong tương lai bao gồm: phát triển các công nghệ xử lý tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu bùn thải, tái sử dụng nước thải cho mục đích sinh hoạt. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Cấp thoát nước, các thầy cô và các cán bộ của khoa Sau đại học trường Đại Học Xây Dựng đã giúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu này.