CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1. Nguồn phát sinh, đặc tính nước thải sinh hoạt Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt chủ yếu là nước thải sinh hoạt trong quá trình hoạt động thường ngày của người dân. Nước thải sinh hoạt là nước đã qua sử dụng từ các mục đích sử dụng cho sinh hoạt như: tắm rửa, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,… Chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác.
Các nguồn phát sinh nước thải của khu công viên phần mềm Quang Trung: nước thải sinh hoạt chủ yếu tử quá trình sinh hoạt của người dân từ các tòa nhà SMS TOWER, TMA TOWER, SAIGONTECH, JVPE, QTSC R & D Labs, QTSC - nhà số 3, QTSC – nhà 8, ANNA, INOVATION, SAIGON ICT TOWER, QTSC – nhà 10, QTSC – nhà 1, QTSC telecom, QTSC – buiding 9, QTCS – nhà 6A, HELIOS, GREEN hills; các doanh nghiệp Ngân hàng ACB, Sở giao dịch chứng khoáng tp. Hồ Chí Minh, vườn ươm doanh nghiệp Quang Trung; các Villa như Sài Gòn Liên Phương, Đông Phương; từ các trường học như Trường đại học Hoa Sen, trường mầm non Quang Trung, trường Cao đẳng Viễn Đông; và từ các hoạt động chế biến thực phẩm của các nhà hàng MINA, hội quán Quận Tượng và nhà hàng Lối xưa của khu Công viên Phần mềm Quang Trung với tổng công suất là 1000m3/ngđ. Đặc điểm của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại: Nước thải ô nhiễm bởi hoạt động bài tiết của con người; Nước thải ô nhiễm bởi chất thải từ các hoạt động thường ngày: nước tẩy quần áo, dầu mỡ trong nấu nướng,…Nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hòa tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5/COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, Phospho), các vi trùng gây bệnh (E. Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: lưu lượng nước thải, tải trọng chất bẩn tính theo đầu người.
Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào: mức sống, điều kiện sống và tập quán sống; điều kiện khí hậu. 9 do an Bảng 1. 1 Tải lượng các chất bẩn trong nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Chất rắn lơ lững SS g/người/ngày 60 – 65 SS trong phân và nước tiểu g/người/ngày 20 – 25 BOD5 của nước thải chưa lắng g/người/ngày 30 – 35 Lượng nước đen từ khu vệ sinh Hồ xí dội nước Lít/người/ngày 5 – 15 Xí bệt, bồn tiết kiệm nước Lít/người/ngày 15 – 30 Xí bệt, loại bồn thường Lít/người/ngày 30 – 60 Lượng nước đen từ nhà bếp Lít/người/ngày 5 – 35 Phân người Khối lượng (ướt) kg/người/ngày 0.4 Khối lượng (khô) g/người/ngày 30 – 60 Độ ẩm % 70 – 85 Chất hữu cơ % trọng lượng khô 88 – 97 BOD5 g/người/ngày 15 – 18 Nitơ (N) % trọng lượng khô 5–7 Photpho (P2O5) % trọng lượng khô 3 – 5.4 Kali (K2O) % trọng lượng khô 1 – 2.5 Cacbon (C) % trọng lượng khô 44 – 55 Canxi (CaO) % trọng lượng khô 4.5 Tỷ lệ C:N 6 – 10 Nước tiểu Khối lượng (ướt) kg/người/ngày 0.31 Khối lượng (khô) g/người/ngày 50 – 70 Độ ẩm % 93 – 96 10 do an Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Chất hữu cơ % trọng lượng khô 65 – 85 BOD5 g/người/ngày 10 Nitơ (N) % trọng lượng khô 15 – 19 Photpho (P2O5) % trọng lượng khô 2.5 – 5 Kali (K2O) % trọng lượng khô 3 – 4.5 Cacbon (C) % trọng lượng khô 11 – 17 Canxi (CaO) % trọng lượng khô 4.5 – 6 Tỷ lệ C:N 1 (Nguồn: http://www.org/xu-ly-nuoc-thai-sinh-hoat/dac-trung-nuoc-thai- sinh-hoat) Bảng 1. 2 Tải trọng chất bẩn theo đầu người Hệ số phát thải Chỉ tiêu ô nhiễm Các quốc gia gần gũi với Việt Theo TCVN (TCXD Nam (g/người/ngày) 51:2008) (g/người/ngày) Chất rắn lơ lững (SS) 70 – 145 50 – 55 BOD5 đã lắng 45 - 54 25 – 30 BOD20 đã lắng - 30 – 35 COD 72 - 102 - N-NH4+ 2.
Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào nguồn nước thải. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp 11 do an nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Ngoài ra, lượng nước thải ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt. Phần lớn chất thải trong nước thải là các chất hữu cơ, trong đó phần lớn các loại carbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy.
Vi sinh vật cần sử dụng oxi trong nước để oxy hóa các hợp chất hữu cơ trên thành CO2, N2, H2O, CH4… Chỉ số BOD5 biểu diễn lượng oxi cần thiết mà vi sinh vật phải tiêu thụ để phân hủy lượng chất hữu cơ có trong nước thải. Do đó, chỉ số BOD5 càng cao cho thấy chất hữu cơ có trong nước thải càng lớn, oxi hòa tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụ nhiều hơn, mức độ ô nhiễm của nước thải cao hơn. Trong các công trình xử lý nước theo phương pháp sinh học, người ta cần lượng dinh dưỡng trung bình theo tỷ lệ BOD5:N:P:K là 100:5:1:1. Các chất hữu cơ có trong nước thải không được chuyển hóa hết bởi các loài sinh vật mà có khoảng 20% - 40% BOD không qua quá trình chuyển hóa bởi vi sinh vật, chúng chuyển ra cùng với bùn lắng.
Đặc điểm quan trọng của nước thải sinh hoạt là thành phần của chúng tương đối ổn định. Các thành phần này bao gồm: 52% chất hữu cơ, 48% các chất vô cơ. Ngoài ra nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng, phần lớn vi sinh vật trong nước thải là vi-rút, vi khuẩn gây bệnh tả, kiết lỵ và thương hàn. 3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt Mức độ ô nhiễm Thông số Nặng Trung bình Nhẹ Chất rắn lơ lững (SS) 350 220 100 Chất rắn hòa tan (TDS) 850 500 250 BOD5 400 220 110 Amoniac 50 30 10 NO2- 0 0 0 NO3- 0 0 0 Tổng N 85 40 20 Tổng P 15 8 4 Dầu mỡ 150 100 50 Sunfat 50 30 20 Coliform MPN/100ml 107 - 109 107 – 108 106 – 107 12 do an (Nguồn: Trang 11 – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) 1.
Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải 1. Thông số vật lý Bảng 1. 4 Thông số vật lý của nước thải STT Thông số Đặc điểm Các chất rắn lơ lững trong nước (TSS) có thể là: Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (phù sa, gỉ sắt, bùn, hạt sét), các chất 1 TSS vô cơ không tan, các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh). Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S.
Các hợp chất khác chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo 2 Mùi thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S. Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng là 3 Độ màu 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.
Thông số hóa học Bảng 1. 5 Thông số hóa học của nước thải STT Thông số Đặc điểm Nồng độ ion H+ trong dung dịch được biểu diễn qua độ pH, phản ánh tính axit và tính kiềm của nước. Dạng tồn tại của kim loại và khí hòa tan pH của trong nước có liên hệ đến độ pH của nước. pH có ảnh hưởng đến hiệu 1 nước quả tất cả quá trình xử lý nước và các quá trình trao đổi chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước.
Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường. Nước thải sinh hoạt có pH = 7. Độ kiềm của nước do muối của các axit yếu và các loại bazơ mạnh gây ra và các chất này là dung dịch để giữ pH không giảm nhiều khi đưa 2 Độ kiềm axit vào nước và cũng là môi trường đệm giữ pH trung tính của nước thải sinh hoạt trong suốt qúa trình xử lý sinh hóa. Vì vậy độ kiềm còn là thông số đo khả năng đệm của nước.
3 COD COD là lượng oxy cần để oxy hóa toàn bộ các chất hóa học trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa một phần các 13 do an hợp chất dễ phân hủy bởi vi sinh vật. COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp. Nhu cầu oxy sinh học (BOD): BOD là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học theo phản ứng: Chất hữu cơ + O2 => CO2 + H2O + TB mới + SP trung gian Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan, vì vậy xác định tổng lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học là phép đo quan trọng đánh giá ảnh hưởng của dòng thải đối với nguồn nước. DO là lượng oxy hòa tan trong nước thường được tạo ra do sự hòa tan khí từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo.
Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 – 10ppm, và dao động mạnh phụ thuộc 4 DO vào nhiệt độ, sự phân hủy hóa chất, sự quang hợp của tảo,v.v… Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thủy vực. Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái Đất. Nitơ là thành phần cấu thành protêin có trong tế bào chất cũng như các acid amin trong nhân tế bào.
Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protêin liên tục được thải vào môi trường với lượng rất lớn. Các protêin này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nitơ vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng là trả lại N2 cho Nitơ và không khí.