MỞ ĐẦU Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trường nước đã và đang ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn ở Việt Nam. Hằng ngày, trên các phương tiện truyền thông tin đại chúng, ta có thể dễ dàng bắt gặp những hình ảnh, thông tin về 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 trầm trọng. Điều này khiến mọi người ai ai cũng phải suy nghĩ và lo lắng.
Ô nhiễm môi trường nước là một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, động vật nuôi, thực vật và các sinh vật khác đặc biệt là thuỷ sinh vật. Nó còn gây ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động sản xuất và phát triển của xã hội. Với sự phát triển của các ngành công nghiệp và sự gia tang nhu cầu sinh hoạt của con người, lượng nước thải ra các kênh rạch, song ngòi, ao hồ… ngày càng nhiều làm nguồn nước tại nhưng nơi này bị ô nhiễm. Đồng thời, các độc chất có trong nước thải đi vào nguồn nước ngầm và nước mặt mà con người sử dụng cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày.
Trên thực tế, quá trình làm sạch tự nhiên vẫn diễn ra trong các môi trường nước ô nhiễm, nhưng quá trình này không thể nào đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về nước sạch của người dân. Vì thế, hiện nay công nghệ xử lý nước thải đang được chú trọng và phái triển. Các quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học ngày càng khẳng định sự hiệu quả trong thời gian gần đây. Ngoài ra, theo lịch sử phát triển hệ thống xử lý nước thải từ trước tới nay của thành phố Hà Nội, các nguồn nước thải công nghiệp, sinh hoạt… không được tách biệt rõ rang mà hoà trộn chung vào nguồn nước thải của thành phố, do đó em đã lựa chọn và thực hiện nghiên cứu trên hệ thống xử lý nước thải khu nhà ở phường Kiến Hưng để làm tư liệu thực hiện đề tài luận văn “Quản lý thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống xử lý nước thải công nghiệp” với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc nâng cao hiệu quả quản lý cho một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp.
GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan về nước thải Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng cho tất cả các sinh vật trên trái đất. Nếu không có nước thì chắc chắn không có sự sống xuất hiện, thiếu nước thì cả nền văn minh hiện nay cũng không tồn tại được. Từ xưa, con người đã biết đến vai trò quan trọng của nước; các nhà khoa học cổ đại đã coi nước là thành phần cơ bản của vật chất và trong quá trình phát triển của xã hội loài người thì các nền văn minh lớn của nhân loại đều xuất hiện và phát triển trên lưu vực của các con sông lớn như: nền văn minh Lưỡng Hà ở Tây Á nằm ở lưu vực hai con sông lớn là Tigre và Euphrate (thuộc Irak hiện nay); nền văn minh Ai Cập ở hạ lưu sông Nil; nền văn minh sông Hằng ở Ân Độ; nền văn minh Hoàng Hà ở Trung Quốc; nền văn minh sông Hồng ở Việt Nam. Nước bao phủ 71% diện tích của quả đất, trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt.
Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định và pha loãng các yếu tố gây ô nhiễm môi trường, nó còn là thành phần cấu tạo chính yếu trong cơ thể sinh vật, chiếm từ 50% - 97% trọng lượng cơ thể, chẳng hạn như ở người chiếm 70% trọng lượng cơ thể và ở sứa biển nước chiếm tới 97%. Trong 3% lượng nước ngọt có trên quả đất thì có hơn ¾ lượng nước mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng bang, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục địa…, chỉ có 0.5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên, nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được. [2] Theo sự tính toán thì khối lượng nước ở trạng thái tự do phủ lên trên trái đất khoảng 1,4 tỷ km 3; nhưng so với trữ lượng nước ở lớp vỏ giữa của quả đất (khoảng 200 tỉ km3) thì chẳng đáng kể vì nó chỉ chiếm không đến 1%.
Theo chu trình tuần hoàn, nước ngọt được chu chuyển qua quá trình bốc hơi và mưa (thường là ngắn ngày theo hàng năm): lượng bốc hơi hàng năm khoảng 500.000km3 nước bốc hơi từ đại dương và 70.000 km 3 bốc hơi từ đất liền cân bằng với lượng mưa hằng năm (mưa trên đất liền 390.000 km3 trên biển và 110.000 km3 trên đất liền). Như vậy với chu trình này, lượng nước được bảo toàn, nhưng nước biển từ dạng lỏng hoặc sang dạng hơi và rắn, hoặc từ nơi này sang nơi khác ở các thủy vực: biển và đại dương, nước mặt (sông, suối, 1 ao, hồ) và nước ngầm. • Nước tự nhiên Nước tự nhiên là nước mà chất lượng nước và số lượng của nó được hình thành dưới ảnh hưởng của các quá trình tự nhiên, không có sự tác động của con người. Nước tự nhiên bao gồm: nước mặt, nước ngầm và nước biển.
- Nước mặt: là khái niệm chung chỉ các nguồn nước trên mặt đất, bao gồm ở dạng(chảy) như sông, suối, kênh, rạch và dạng tĩnh hoặc chảy chậm như ao, hồ, đầm, phá…, Nước mặt có nguồn gốc chính là nước chảy tràn do mưa hoặc do nước ngầm dưới áp lực chảy ra hay là do dưa thừa độ ẩm trong đất cũng như dư thừa trong tầng nước ngầm. - Nước ngầm: tồn tại ở các tầng hay túi trong lòng đất. Nước ngầm là nguồn tài nguyên quý giá cung cấp cho các vùng đô thị, công nghiệp, tưới tiêu thủy lợi, đặc biệt là các vùng trồng cây công nghiệp tập trung. Hình 1-1 Chu trình tuần hoàn nước toàn cầu hàng năm - Nước biển: nước biển tương đối đồng đều về thành phần, đặc biệt là giàu muối NaCl, vì vậy nước biển được gọi là nước mặn.
Biển đóng vai trò quan trọng trong chu trình tuần hoàn nước toàn cầu. • Nước thải Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng đất ô nhiễm. 2 Hiện nay các khu công nghiệp đang ngày càng được mở rộng, quá trình đô thị hóa ngày càng diễn ra mạnh mẽ, tương ứng với các quá trình sinh hoạt và sản xuất của con người như vậy đã làm phát sinh ra ngày càng nhiều các chất thải ở dạng rắn, lỏng và khí. Các chất thải dạng lỏng hay còn được gọi là nước thải có thể chia thành hai loại: nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.
Nước thải sinh hoạt là nước sau khi được dùng cho các nhu cầu sống sinh hoạt của con người thải ra như: Nước từ phòng bếp, nhà ăn, nhà vệ sinh, nước tắm rửa, giặt giũ… Nước thải công nghiệp do các xí nghiệp có sử dụng nước trong các quy trình sản xuất thải ra, thông thường nước thải công nghiệp được xử lý ngay trong phạm vi các nhà máy để sử dụng lại hoặc thải ra các nguồn tiếp nhận. Việc xử lý nước thải từ các nhà máy trước khi đưa ra môi trường tự nhiên đã được các nước trên thế giới và Việt Nam đặc biệt quan tâm và yêu cầu thực hiện nghiêm ngặt. Thành phần của nước thải rất da dạng; ngoài các hợp chất hữu cơ, vô cơ tan hoặc không tan độc hại, còn có các vi khuẩn gây bệnh hoặc không gây bệnh, xác chết động vật, thực vật, vũ khí sinh học, chất độc, vv… Do sự phát triển đô thị tăng nhanh và quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng mạnh mẽ, dẫn tới nhu cầu sử dụng nước sạch ngàng càng tăng cao, trong khi nguồn tài nguyên nước lại không tăng lên, điều này đã làm suy giảm nghiêm trọng về cả chất và lượng của nước. • Các chất gây nhiễm bẩn nước.
Nước bị ô nhiễm bởi rât nhiều chất hoa học khác nhau, bao gồm các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học. - Các yếu tố vật lý: nhiệt độ cao hay thấp, pH, biến đổi màu nước. - Các yếu tố hóa học: các chất hữu cơ (dễ phân hủy sinh học, khó phân hủy sinh học và các chất vô cơ có độc tính cao), các chất vô cơ, các hợp chất chứa nitor, các hợp chất chứa photpho, các kim loại nặng. + Các chất hữu cơ bền vững, khó bị phân hủy: Các chất này thuộc các chất hữu cơ có vòng thơm (hydrocarbon của dầu khí), các chất đa vòng ngưng tụ, các 3 hợp chất Clo hữu cơ… chúng tồn tại lâu ngày trong môi trường và cơ thể sinh vật gây độc tích lũy.
Hàm lượng các chất này trong nguồn nước tự nhiên rất thấp. + Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy, chủ yếu do tác nhân sinh học: là các hợp chất protein, hydratcacbon, chất béo có nguồn gốc động vật và thực vật. Đây là các chất gây ô nhiễm chính có nhiều trong nước thải sinh hoạt, từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm. Các chất này chủ yếu làm suy giảm ô xy hòa tan trong nước.
+ Các kim loại nặng: hầu hết kim loại nặng đều có độc tính tương đối cao đối với người và động vật. Trong nước thải công nghiệp thường chứa các kim loại nặng là chì, thủy ngân, crom, cadimi, asen… + Các ion vô cơ: các ion vô cơ có nồng độ cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là nước biển. Trong nước thải có một lượng khá lớn các chất vô cơ tùy thuộc vào các nguồn nước thải. - Các yếu tố sinh học: viruts, vi khuẩn gây bệnh, vi nấm, nguyên sinh động vật, các loại giun, sán… 1.2 Các tính chất của nước thải.
Các tính chất của nước thải sẽ được chia thành: tính chất vật lý và tính chất hóa học cụ thể như sau: 1.1 Tính chất vật lý Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu: màu sắc, mùi, nhiệt độ và lưu lượng (dòng chảy). Màu: nước thải mới có màu hơi nâu sáng, tuy nhiên nhìn chung màu nước thải thường là màu xám có vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ bị thay đổi đáng kể nếu như nó bị nhiễm khuẩn, khi đó nước thải sẽ có màu đen tối. Mùi: mùi có trong nước thải sinh hoạt là do có khí sinh ra từ quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hay do có một số chất được đưa thêm vào trong nước thải.