Đặt vấn đề Môi trường và những vấn đề liên quan đến môi trường là đề tài được quan tâm trong kế hoạch phát triển bền vững của bất kỳ quốc gia nào trên thế giới. Trái đất – ngôi nhà chung của chúng ta đang bị đe dọa bởi sự suy thoái và cạn kiệt dần tài nguyên. Nguồn gốc của mọi sự biến đổi về môi trường trên thế giới ngày nay do các hoạt động kinh tế - xã hội, các hoạt động này một mặt cải thiện chất lượng cuộc sống con người và môi trường, mặt khác lại mang lại hàng loạt các vấn đề như: Khan hiếm, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường khắp nơi trên thế giới. Hiện nay, khi mà nền kinh tế của nước ta có những bước phát triển mạnh mẽ và vững chắc, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao thì vấn đề môi trường và các điều kiện vệ sinh môi trường lại trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.
Trong đó các vấn đề về nước được quan tâm nhiều hơn cả. Các biện pháp để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước mặt, nước ngầm không bị ô nhiễm do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người là thu gom và xử lý nước thải. Nước thải sau xử lý sẽ đáp ứng được các tiêu chuẩn thải vào môi trường cũng như khả năng tái sử dụng nước sau xử lý. Nguồn nước thải sinh hoạt chủ yếu được thải ra từ các hộ gia đình, chung cư, đô thị, bệnh viện, trường học, các công trình công cộng,… Đặc biệt ở trong các khu ký túc xá của trường học, với nhu cầu sử dụng nước hàng ngày trong ký túc xá của học sinh, sinh viên là rất lớn.
Lượng nước cấp sinh hoạt lớn như vậy cũng đồng nghĩa với việc lượng nước thải ra môi trường là rất lớn và mới qua xử lý bằng bể tự hoại do đó không xử lý triệt để nên nước thải còn có mùi và có hàm lượng N, P, E.coli, hàm lượng chất rắn lơ lửng. Mỗi khi trời nắng thì từ các cống nước thải thường xuyên bốc mùi khó chịu, ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như môi trường xung quanh. Mặt khác khi trời mưa thì lượng nước mưa chảy tràn lại kéo theo các chất ô nhiễm làm rộng hơn. Do vậy việc tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải sinh hoạt cho khu ký túc xá K Đại học Thái Nguyên là một việc làm cấp thiết.
n 2 Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, tôi tiến hành đề tài: "Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu KTX K - Đại học Thái Nguyên. Mục tiêu đề tài: - Đề xuất công nghệ thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu ký túc xá K trường Đại học Thái Nguyên. - Lựa chọn công nghệ và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu ký túc xá K trường Đại học Thái Nguyên. - Nước thải sau khi qua xử lý đạt QCVN 14:2008/cột B.
Nội dung của đề tài tốt nghiệp. - Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan về khu ký túc xá K Đại học Thái Nguyên, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải sinh hoạt trong khu vực. - Lựa chọn thiết kế công nghệ và thiết bị xử lý nước thải nhằm tiết kiệm kinh phí phù hợp với điều kiện khu vực. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1.
Ý nghĩa khoa học Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt. Từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng trong sạch hơn. Ý nghĩa thực tiễn Đề tài sẽ được nghiên cứu và bổ sung để phát triển cho vấn đề thu gom và xử lý nước thải tại khu vực. Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước.
n 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005; - Luật Tài nguyên nước ngày 21 tháng 6 năm 2012; - Quyết định 879/ QĐ-TCMT về việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước; - Nghị định 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải; - TCXD: 51- 2006 Thoát nước – mạng lưới bên ngoài và công trình tiêu chuẩn thiết kế; - QCVN 24:2009/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải; - QCVN 08:2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt; - QCVN 01:2009/BYT về chất lượng nước ăn uống; - QCVN 02:2009/BYT về chất lượng nước sinh hoạt; - Quyết định số 09/2005/QĐ-BYT về tiêu chuẩn nước sạch; 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”.
n 4 * Ô nhiễm môi trường nước: Là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật. Nước trong tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: Nước ngầm, nước ở các sông hồ, tồn tại ở thể hơi trong không khí, v. Nước bị ô nhiễm nghĩa là thành phần của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên. Nước ô nhiễm thường là khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu.
* Nước thải chăn nuôi: Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và VSV gây bệnh. * 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. * Nước thải công nghiệp: Là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động hoặc trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu. * Nước thải đô thị: Nước thải đô thị là một thuật ngữ chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố, thị xã đó là hỗn hợp của các loại nước thải trên.
* Nước thải thấm qua: Là lượng nước thấm vào hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hố gas hay hố xí. * Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở những thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo hệ thống riêng. * 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 [4]: “Là giới hạn cho phép của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng n 5 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”. * Tải trọng thủy lực: là tải trọng nước được phân phối trên bề mặt của công trình.
Tải trọng thủy lực tính bằng: Lưu lượng xử lý (m3/h) chia cho diện tích bề mặt công trình (m2) 2. Tổng quan nước thải sinh hoạt 2.1 Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt 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: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như protein (40-50%); hydrat cacbon (40-50%).
Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học. Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Khối lượng chất bẩn có trong NTSH cho một người Chất bẩn (g/người/ngày-đêm) Chất Khoáng Hữu cơ Tổng cộng BOD5 Lắng 10 30 40 20 Không lắng 5 10 15 10 Hòa tan 75 50 125 30 Cộng toàn bộ 90 90 180 60 (Nguồn: Imhoffk, 1972) n 6 Bảng 2.Đặc tính của nước thải sinh hoạt (mg/l) Nồng độ Chỉ tiêu Cao Trung bình Thấp BOD5 400 220 110 COD 1.000 500 250 Đạm hữu cơ 35 15 8 Đạm amôn 50 25 12 Đạm tổng số 85 40 20 Lân tổng số 15 8 4 Tổng số chất rắn 1.200 720 350 Chất rắn lơ lửng 350 220 100 (Nguồn: Metcalf, Eddy, 1991) a.
Các 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. Mùi: Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S - mùi trứng thối.
Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S. Độ màu: Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, do các sản phẩm được tao 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.